22.3太阳能
一、选择题
1．如图所示是一款太阳能座椅，椅子顶部安装了硅光电池板，可储备能量供晚间使用。下列说法不正确的是（ ）
A．硅光电池板可以将太阳能转化为电能
B．硅光电池板是由超导材料制成的
C．太阳能来源于太阳内部氢核的聚变
D．太阳能属于一次能源
2．某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是（ ）
A．电能→机械能→光能 B．太阳能→机械能→电能
C．太阳能→电能→机械能 D．机械能→电能→光能
3．3月4日，国家航天局发布3幅由天问一号探测器拍摄的高清火星影像图，这也让这颗承载人类最多想象的红色星球一下子和我们的距离近了起来。下列有关说法错误的是（ ）
A．探测器上的太阳能电池板直接将太阳能转化为化学能储存起来
B．发射探测器用的火箭，采用低温液氧和液氢作燃料，是因为液氢具有较大的热值 C．天问一号的照相机在拍照时，火星位于照相机镜头的二倍焦距外
D．天问一号是利用电磁波将高清火星影像图传回了地球
4．如图所示，是我校新安装的太阳能路灯，关于太阳能路灯，下列表述不正确的是（ ）
A．太阳能电池板将太阳能转化为电能
B．灯泡将电能转化为光能
C．蓄电池白天将化学能转化为电能
D．在使用太阳能路灯整个过程中，能量是守恒的
5．目前市场上出现了一种智能太阳能百叶窗。如图所示，太阳能百叶窗的外壳由铝合金材料制成，其能够根据阳光强度通过内置电动机自动调整内部百叶窗片的角度，并且在百叶窗的每个百叶窗片的外侧面上贴合固定有太阳能电池板，在百叶窗使用过程中能够将太阳能转换成电能，达到太阳能发电的目的。下列有关叙述不正确的是（ ）
A．百叶窗外壳由铝合金材料制成是利用铝合金密度小的性质
B．电动机调整百叶窗片角度时将电能转化为机械能
C．制造太阳能电池板的主要材料硅是一种半导体材料
D．太阳能属于不可再生能源
6．如图所示，这是“机智号”火星直升机，这架小直升机利用顶部的太阳能板进行充电，并将电能储行在锂离子电池中，充电一天，大概能够飞行90秒。下列有关说法正确的是（ ）
A．太阳能电池板是由超导材料制成的
B．太阳能电池板可以将太阳能转化为电能
C．太阳能来源于太阳内部氢核裂变
D．太阳能属于不可再生能源
7．如图所示是某地区使用的“风光互补”景观照明灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是（ ）
A．蓄电池白天充电时，蓄电池将电能转化为化学能
B．利用风力发电时，将电能转化为机械能
C．光电池板工作时，将太阳能转化为化学能
D．照明灯工作时，将内能转化为电能
8．如图，全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”曾飞经我国，它的能源全部来自太阳能，白天它爬升到9 km高空充分吸收阳光并转化为电能，部分储存在锂电池内。夜晚则半滑翔飞行，逐渐降低到1500 m高度。下列说法正确的是（ ）
A．太阳能是不可再生能源
B．白天飞机爬升时重力势能转化为动能
C．夜晚飞机下降时重力势能增大
D．电能的储存过程中，将电能转化为化学能
9．2020年2月，某品牌混动版全球首款”太阳能动力”量产汽车首发上市，这是首次将太阳能光伏发电车顶搭载到混动车型上。关于太阳能汽车，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能是一种不可再生能源
B．图中车顶太阳能电池可将太阳能转化为电能
C．车内电动机的工作原理是电磁感应现象
D．太阳能汽车外形呈流线型，快速行驶时对地面的压力比静止时大
10．如图为一种太阳能凉帽，关于这种凉帽的工作原理，下列说法不正确的是（ ）
A．太阳能实质上是太阳内部核反应释放出的能量
B．太阳能为“二次能源”，也是不可再生能源
C．太阳能电池将太阳能直接转化为电能
D．电动机将电能转化为机械能
11．2020年12月3日23点10分左右，嫦娥五号上升器携带着月壤从月面顺利起飞如图所示，标志着我国在航空航天方面能力的极大提升，下列说法不正确的是（ ）
A．嫦娥五号自带的太阳能电池板能将太阳能转化为电能
B．从月球表面起飞的上升器受到月球引力、发动机的推力和阻力的作用
C．留在月球表面的嫦娥五号“着陆器”对月球表面的压力和受到的支持力是一对相互作用力
D．嫦娥五号“上升器”取土后惯性变大
12．我国西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功将“中星2D”卫星发射升空，卫星进入预定轨道。“中星2D”卫星是我国研制的通信广播卫星，可为全国广播电台、电视台、无线发射台和有线电视网等机构提供广播电视及宽带多媒体等传输任务。下列说法正确的是（ ）
A．中星2D卫星环绕着地球运动时受平衡力的作用
B．中星2D卫星太阳能电池板能将太阳能转化为电能
C．中星2D卫星在远地点的动能大于近地点的动能
D．中星2D卫星从近地点向远地点运动质量逐渐变小
13．2020年12月17日，嫦娥五号探测器携带月球土壤样本安全降落在内蒙古四子王旗着落场，我国首次地外天体采样返回工程圆满成功。位于安徽合肥的中国电科第43研究所为嫦娥五号量身定做了4款高压抗辐照电源。下列关于电源的描述中正确的是（ ）
A．太阳能电池是将光能转化为电能的设备
B．电池只能作为电源，不能作为用电器
C．电路中只要有了电源就有电流产生
D．电流方向总是从电源正极流向电源负极
14．如图所示，是由大量反射镜组成的太阳能发电装置。图中的各个反射镜在计算机的控制下，使反射的太阳光聚集在塔顶的集热器（锅炉）上，集热器中的水变成水蒸气推动汽轮机，从而带动发电机发电，下列说法中正确的是（ ）
A．太阳能是可再生能源
B．一天中反射镜的朝向不需要做任何调整
C．水蒸气推动汽轮机做功时，机械能转化为内能
D．汽轮机带动发电机发电时，电能转化为机械能
二、综合题
15．我们生产、生活中利用的能量追根溯源大都来自太阳。
（1）用一块太阳能电池给电路供电，使50Ω的电阻中通过了0.2 A的电流，则电阻2 min内产生的热量是多少？
（2）一个太阳能热水器的容量为100 L装满水后使这些水的温度从10 ℃升高30 ℃，则水需要吸收多少热量？[c水＝4.2×103 J/（kg ℃）ρ水＝1.0×103 kg/m3]
（3）一辆太阳能汽车接收到4×107J的光能，其中有8%用于汽车的牵引力做功。若匀速行驶时汽车的牵引力为200 N，这辆汽车能匀速行驶多远？
16．随着生产和技术的发展，人们已经开始将太阳能转化为其它形式的能加以利用。目前直接利用太阳能的方式有两种，一种是用吸光性好的材料制成太阳能集热器，实现给水或其它介质加热；另一种是利用半导体材料制成太阳能电池，这种电池目前已用于人造地球卫星、太阳能汽车等。
太阳能作为一种新能源，具有来源丰富、不需运输、不会对环境造成污染等优点。但由于能量比较分散且受季节、气候和昼夜变化的影响很大，又给大规模利用太阳能带来新的技术课题。
如图是试验中的无人驾驶太阳能汽车，利用太阳能电池提供能源。
（1）太阳能电池工作时，是将太阳能转化为 。
（2）技术人员可以通过 远程操控汽车（选填“超声波”、“次声波”或“电磁波”）。
（3）太阳能属于 能源（选填“可再生”或“不可再生”）。
（4）太阳能汽车的外形做成流线型，上表面弯曲，下表面比较平。汽车高速行驶时对地面的压力 汽车静止时对地面的压力（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
（5）请你说出太阳能的一条优点： 。
17．如图，是小宇设计的智能光伏供电系统。光敏电阻R的阻值跟光照有关，白天电磁铁磁性强，吸下衔铁，太阳能电池板、蓄电池与控制器所在电路工作。晚上电磁铁磁性弱，衔铁向上弹起，蓄电池给LED灯供电。相关设备技术参数与信息如表所示。
太阳能电池板 蓄电池 LED灯
光电转化效率15% 额定容量10 A h，额定电压12 V 额定电压12 V，额定功率20 W
（1）白天，太阳能电池板将太阳能转化为 能，再通过蓄电池转化为 能储存起来。
（2）如图所示，电磁铁上端的极性是 极。晚上电磁铁磁性弱，衔铁向上弹起，蓄电池给LED灯供电。说明光敏电阻R在晚上的阻值比的白天阻值 （选填“大”或“小”）。
（3）太阳光照射到此太阳能电池板的功率为250 W，太阳光照射4 h，电池板能输出电能 kW h。
（4）充满电的蓄电池储存了电能 J，一次可供LED灯正常工作 h（蓄电池放电至余留20%自动停止电能输出）。
参考答案与试题解析
一、选择题
1．【答案】B
【解析】
A.硅光电池板可将太阳能转化为电能，故A正确；
B.硅光电池板由半导体材料制成，故B错误；
C.太阳能来源于太阳内部氢核的聚变，故C正确；
D.太阳能可以从自然界直接获取，是一次能源，故D正确。
故选：B。
2．【答案】C
【解析】太阳能板，在光照时发电，即把太阳能转化为电能；电能供给电动机，转化为机械能，调节百叶窗的开合；故该过程中发生的能量转换是太阳能→电能→机械能。
故选：C。
3．【答案】A
【解析】
A.探测器的太阳能电池板先将太阳能转化电能再转化为化学能储存起来，故A符合题意；
B.液氢和液氧具有良好的燃烧性能，而热值正是燃料性能好坏的标志，故B不符合题意；
C.照相机是根据物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立缩小实像的原理制成的，故照相时，被照者应站在镜头二倍焦距之外，故C不符合题意；
D，天问一号是利用电磁波将高清火星影像图传回了地球，故D不符合题意；
故选：A。
4．【答案】C
【解析】
ABC．在白天太阳能电池板给蓄电池充电是将太阳能→电能→化学能；在晚上，蓄电池给探照灯供电，只是将化学能转化成电能，再转化为光能使用，故AB正确，C错误；
D．能量是守恒的，不会凭空消失，也不会凭空产生。所以在使用太阳能路灯整过过程中，能量是守恒的，故D正确。
本题选错误的；
故选：C。
5．【答案】D
【解析】
A.百叶窗外壳由铝合金材料制成，是因为铝合金密度小，百叶窗的质量小，故A正确；
B.电动机调整百叶窗片角度时会消耗电能，将电能转化为机械能，故B正确；
C.太阳能电池板是由半导体材料制成的，故C正确；
D.太阳能可以源源不断地从自然界获取，属于可再生能源，故D错误；
本题选错误的；
故选：D。
6．【答案】B
【解析】A.太阳能电池板是由半导体材料制成的，故A错误；
B.太阳能电池板是将太阳能转化为电能的装置，故B正确；
C.太阳能的能量来源是太阳内部核聚变产生的，故C错误；
D.太阳能是取之不尽、用之不竭的，属于可再生能源，故D错误。
故选：B。
7．【答案】A
【解析】
A.蓄电池白天充电时，将电能转化为化学能，故A正确；
B.利用风力发电时，将机械能转化为电能，故B错误；
C.光电池板工作时，将太阳能转化为电能，故C错误；
D.照明灯工作时，将电能转化为光能，故D错误。
故选：A。
8．【答案】D
【解析】A.太阳能可从自然界不断获得，属可再生能源，故A错误；
B.飞机向上爬升时，质量不变，高度增加，所以重力势能增加，是动能转化为重力势能的过程，故B错误；
C.飞机下降飞行时，质量不变，高度减小，所以重力势能减小，故C错误；
D.太阳能飞机首先将太阳能转化为电能，然后电能转化为化学能储存起来，故D正确。
故选：D。
9．【答案】B
【解析】
A.太阳能能够源源不断的从自然界得到的能源，是可再生能源，故A错误；
B.太阳能电池可将太阳能直接转化为电能，故B正确；
C.电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的，发电机的工作原理是电磁感应现象，故C错误；
D.太阳能汽车外型是流线型，当汽车高速行驶时，相同时间内，空气经过上方的路程比下方路程长，流速大、压强小；下方的流速小、压强大，产生向上的压强差、向上的升力，所以汽车行驶时对地面压力比静止时小，故D错误。
故选：B。
10．【答案】B
【解析】
A.在太阳内部具有高温高压的环境，可以产生聚变反应，从而放出大量的能量，故A正确；
B.在太阳内部，氢原子核在超高温下发生核聚变，释放出巨大的核能，这就是太阳能，所以太阳能不是二次能源，而是直接从自然界获取的一次能源，是可再生能源，故B错误；
C.太阳能电池板将太阳能转化为电能，故C正确；
D.电动机工作时会消耗电能，将电能转化为机械能，故D正确。
故选：B。
11．【答案】B
【解析】A.太阳能电池板能将太阳能转化为电能，故A不符合题意；
B.从月球表面起飞的上升器受到月球竖直向下的引力和发动机向上的推力的作用，由于月球表面没有大气所以没有阻力，故B符合题意；
C.“着陆器”对月球表面压力的受力物体是月球，“着陆器”受到支持力的受力物体是“着陆器”。且这两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，所以这两个力是相互作用力，故C不符合题意；
D.影响惯性大小的因素是质量，质量越大，惯性越大，取土后嫦娥五号“上升器”的质量变大，所以惯性变大，故D不符合题意。
故选：B。
12．【答案】B
【解析】
A.中星2D卫星环绕着地球运动时做圆周运动，运动方向不断发生变化，故受到的力不是平衡力，故A错误；
B.从能量转化的角度分析可知，“中星2D”太阳能电池阵帆板能将太阳能转化电能，故B正确；
C.“中星2D”离地球越远时，动能越小，所以中星2D卫星在远地点的动能小于近地点的动能，故C错误；
D.“中星2D”离地球越远受地球的引力越小，但质量不随它的形状、物态和位置而变化，是不变的，故D错误。
故选：B。
13．【答案】A
【解析】
A.太阳能电池是将光能转化为电能的设备，故A正确；
B.在给蓄电池充电时，消耗电能转化为化学能，就是一个用电器，故B错误；
C.电路中只有电源，若电路没有闭合是没有电流的，故C错误；
D.在电源的外部，电流从电源的正极出来，经过用电器后回到电源的负极，在电源的内部，电流从负极流向正极，故D错误。
故选：A。
14．【答案】A
【解析】A.太阳能可以从自然界源源不断的获得，属于可再生能源，故A正确；
B.反射镜在计算机的控制下调整方向使反射的太阳光聚集在塔顶的集热器（锅炉）上，故B错误；
C.水蒸气推动汽轮机，将内能转化为机械能，带动发动机发电，故C错误；
D.汽轮机带动发电机发电时，将机械能转化为电能，故D错误。
故选：A。
二、综合题
15．【答案】（1）电阻1 min内产生的热量是240 J；
（2）水需要吸收1.26×107 J的热量；
（3）这辆汽车能匀速行驶16 km。
【解析】
（1）电阻2 min内产生的热量：
Q＝I2Rt＝（0.2 A）2×50 Ω×2×60 s＝240 J；
（2）水的体积V水＝100 L＝100 dm3＝0.1 m3，
由ρ＝可得水的质量：
m水＝ρ水V水＝1.0×103 kg/m3×0.1 m3＝100 kg，
水吸收的热量：
Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103 J/（kg ℃）×100 kg×30 ℃＝1.26×107 J；
（3）汽车的牵引力做功：
W＝E×8 %＝4×107 J×8%＝3.2×106 J，
由W＝Fs可得这辆汽车能匀速行驶的距离：
s＝＝＝1.6×104 m＝16 km。
答：（1）电阻1 min内产生的热量是240 J；
（2）水需要吸收1.26×107 J的热量；
（3）这辆汽车能匀速行驶16 km。
16．【答案】（1）电能；（2）电磁波；（3）可再生；（4）小于；（5）来源丰富（不需运输、不会对环境造成污染等）。
【解析】（1）太阳能电池工作时，是将太阳能转化为电能；
（2）技术人员是通过电磁波远程操控汽车；
（3）太阳能是可以再生的，故它是可再生能源；
（4）太阳能汽车在水平路面上静止时，对地面的压力等于其重力。
太阳能汽车的外形做成流线型，上表面弯曲，下表面比较平，在水平路面上高速行驶时，流过上方的空气流速快，下方的流速慢，上方的压强小，下方的压强大，产生向上的压力差，减小对地面的压力，所以小轿车在水平路面高速行驶时对地面的压力小于静止时对地面的压力；
（5）太阳能作为一种新能源，具有来源丰富、不需运输、不会对环境造成污染等优点。据此可得答案：来源丰富、不需运输、不会对环境造成污染。
故答案为：（1）电能；（2）电磁波；（3）可再生；（4）小于；（5）来源丰富（不需运输、不会对环境造成污染等）。
17．【答案】（1）电；化学；（2）S；大；（4）0.15；（5）4.32×105；4.8。
【解析】（1）太阳能电池板将太阳能转化电能；蓄电池充电时将电能转化为化学能储存起来；
（2）右手握住螺线管，四指指向电流的方向，电磁铁上端的极性是S极；
由题意可知，白天电磁铁磁性强，吸下衔铁，说明电磁铁的磁性强，通过电磁铁的电流大，由I＝可知，电路中的总电阻减小，即R的阻值较小，同理可知，晚上R的阻值较大，所以R在晚上的阻值比白天大；
（3）由表格可知，光电转化效率15%，
由P＝可得，太阳光照射4 h，电池板能输出电能：
W＝Ptη＝250 W×4 h×15 %＝150 W h＝0.15 kW h；
（4）由表格数据可知电池的额定容量10 A h、额定电压12V，LED灯的额定功率20W，
则充满电的蓄电池储存电能：
W′＝UIt＝12V×10A×3600s＝4.32×105J，
因蓄电池放电至余留20%自动停止电能输出，
所以，蓄电池能提供的最多电能：
W″＝W′×80%＝4.32×105J×80%＝3.456×105J，
一次可供LED灯正常工作t′＝＝＝17280 s＝4.8 h。
故答案为：（1）电；化学；（2）S；大；（4）0.15；（5）4.32×105；4.8。
