22.3 太陽能 同步練習(xí)

第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展第3節(jié)太陽能基礎(chǔ)過關(guān)一、太陽——巨大的“核能火爐”1.我們生活在能量的世界中，日常生產(chǎn)離不開能源。太陽能是萬物生長的主要能量來源，它屬于______次能源。太陽能實際上是利用太陽內(nèi)部發(fā)生________（選填“核裂變”或“核聚變”）釋放的核能。2.2019年4月10日，人類發(fā)布了首張黑洞照片，為解開星系演化之謎提供了寶貴資枓。質(zhì)量巨大的天體，像太陽一樣，其內(nèi)部一直發(fā)生著核（選填“聚變”或“裂變”反應(yīng)，并（選填“吸收”或“釋放”）大量的能量，當(dāng)天體的能量即將耗盡時，在自身（選填“重力”或“慣性”）的作用下發(fā)生塌縮，就形成了黑洞。二、太陽是人類能源的寶庫3.太陽是人類能源的寶庫，下述關(guān)于太陽能的說法中錯誤的是（）A．太陽能是核反應(yīng)產(chǎn)生的 B．光合作用是太陽能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能C．煤、石油、天然氣都是太陽能的產(chǎn)物 D．自然界的風(fēng)能、水能、潮汐能也都來自太陽能4.太陽能的實質(zhì)：太陽能實質(zhì)上是太陽釋放的能和能的總和。太陽能是地球能源的寶庫，地球上主要的一次能源，如煤、、天然氣等化石能源以及能（僅舉一例）都是來源于太陽能．三、太陽能的利用5．長潭高速全程安裝了如圖所示的“風(fēng)光互補”路燈，該路燈內(nèi)的蓄電池分別將風(fēng)力發(fā)電機和太陽能電池板獲得的電能儲存起來，供夜間照明使用，下列說法正確的是（）A．風(fēng)力發(fā)電機主要將機械能轉(zhuǎn)化為電能B．風(fēng)力發(fā)電機主要將電能轉(zhuǎn)化為機械能C．太陽能電池板主要將太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D．太陽能電池板主要將電能轉(zhuǎn)化為風(fēng)扇的機械能6.人類利用太陽能的實質(zhì)是將太陽能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，下面是太陽能的來源及轉(zhuǎn)化框圖。請對應(yīng)填出圖中序號處的物理術(shù)語：①②③④。7.“神箭”已至，叩問寰宇；尋夢天宮，載人航天再創(chuàng)輝煌。神舟十六號載人飛船于2023年5月30日9點31分10秒點火發(fā)射，億萬觀眾在家觀看現(xiàn)場直播，電視信號是通過（選填“電磁波”或“超聲波”）傳遞的。飛船進入太空后順利打開太陽能帆板，神舟十六號載人飛船發(fā)射取得圓滿成功。巨大的太陽能帆板接受太陽輻射的能量，為飛船提供充足的能，滿足飛船在太空運行的能量需求。如圖所示為試驗中的太陽能汽車，太陽能來自太陽內(nèi)部的氫原子核發(fā)生（選填“裂變”或“聚變”）而釋放的核能；汽車頂部的太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，電能是（選填“一次”或“二次”）能源。9.卡塔爾世界杯上呈現(xiàn)許多中國元素，其中的哈爾薩光伏電站就是中國電力建設(shè)集團承建，為世界杯所有場館提供綠電，這些電能全部來自多哈以西約80公里荒漠中的200萬塊太陽能電池板。據(jù)查：1m2的晶硅太陽能板的電功率為120瓦，每天發(fā)電時間8小時。太陽能電池板給蓄電池充電時，能轉(zhuǎn)化能；如果100m2的太陽能板發(fā)電一天的能量用燃燒天然氣來提供，需要m3天然氣。（天然氣的熱值q＝3.6×107J/m3）10.為牢固樹立和踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念，美麗鄉(xiāng)村建設(shè)中大量使用了直接利用太陽能的熱水器、太陽能路燈等節(jié)能環(huán)保設(shè)備．根據(jù)你所學(xué)知識完成下列問題．（1）太陽能是在太陽內(nèi)部氫原子核發(fā)生(選填“聚變”或“裂變”）時釋放的能量；太陽能屬于能源（選填“可再生”、“不可再生”）。（2）某團隊現(xiàn)在正在設(shè)想研發(fā)內(nèi)置太陽能電池板的新型屋頂瓦片，實現(xiàn)更好的節(jié)能．這種瓦片是通過（選填“光電轉(zhuǎn)化”、“光熱轉(zhuǎn)化”、“光化轉(zhuǎn)化”）方式直接利用太陽能的．（3）太陽能熱水器利用真空熱水管給水加熱，如圖某太陽能熱水器接收太陽能的面積為3m2，每平方米面積上1h得到太陽輻射的能量平均為2.5×106J，該熱水器僅能把接受太陽能的42%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，若光照6h可以使熱水器內(nèi)初溫為15℃，質(zhì)量為100kg的水溫度升高到多少℃？[c水=4.2×103J/(kg·℃)]鞏固提高11．目前，科學(xué)家正在研究太空電站，即地球同步軌道上的太陽能電站，其示意圖如圖所示。下列說法錯誤的是（）A．太陽能來自太陽內(nèi)部的核裂變B．太陽能收集板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能C．利用微波實現(xiàn)“無纜傳輸”，微波是一種電磁波D．太陽能是一種清潔，無污染的可再生能源12.小陽學(xué)習(xí)太陽能和核能后，建立了利用核能的知識結(jié)構(gòu)圖，請你幫他補全空格處的內(nèi)容。、、13.2022年6月5日10時44分，我國長征2F運載火箭搭載神舟十四號載人飛船點火升空，飛控中心不斷傳出播報：“遙測信號正?！薄ⅰ袄走_(dá)跟蹤信號正?！薄孛胬走_(dá)站密切跟蹤，一段時間后，飛船準(zhǔn)確進入預(yù)定軌道。飛船入軌后，順利完成入軌狀態(tài)設(shè)置。在17時42分，飛船與天宮空間站成功對接如圖。隨后，三名航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲進入天和核心艙，開啟為期6個月的在軌留駐，開展物資轉(zhuǎn)移、空間站建設(shè)等工作。神舟十四號載人飛船的成功發(fā)射，為我國空間站全面建成奠定了基礎(chǔ)。請回答下列問題：（1）這里的“遙測信號”、“雷達(dá)跟蹤信號”是通過什么傳遞信息？（2）飛船與天宮空間站對接，需知道天宮空間站運動的速度。若天宮空間站在1min內(nèi)運行的路程是420km，則它的平均速度是多少m/s？（3）航天員在天宮空間站轉(zhuǎn)移實驗設(shè)備，若某設(shè)備在地面的質(zhì)量是60kg，它在天宮空間站中受到的重力是多少？（天宮空間站所在位置g取8.7N/kg）（4）太陽能電池板能為天宮空間站提供電能。若太陽能電池板的電功率為P，將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η，接收太陽光的面積為S。由此推測在時間t內(nèi)，太陽能電池板每平方米面積上接收的太陽能E為多少？（P、η、S、t均為已知量）14．閱讀短文，回答問題：光伏發(fā)電近年來全球氣溫逐漸上升，在“雙碳”目標(biāo)的背景之下，山西大同的“大熊貓”光伏發(fā)電站再一次走進人們的視野。光伏發(fā)電的原理是什么呢？光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要部件是太陽能電池板（組件）、蓄電池組、充放電控制器等。太陽能電池利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)原理發(fā)電，光子照射到金屬上時，它的能量可以被金屬中某個電子全部吸收，電子吸收的能量足夠大，能克服金屬內(nèi)部引力做功，離開金屬表面逃逸出來，成為光電子，產(chǎn)生電能。蓄電池組是貯存太陽能電池方陣接受光照所產(chǎn)生的電能，并可隨時向負(fù)載供電的設(shè)備。控制器是能自動防止蓄電池過充電和過放電的設(shè)備。光伏發(fā)電系統(tǒng)的特點是可靠性高，使用壽命長，不污染環(huán)境，能有效減少碳排放緩解溫室效應(yīng)。（1）傳統(tǒng)發(fā)電機的工作原理是，太陽能電池利用原理發(fā)電。（2）蓄電池充電時將電能轉(zhuǎn)化為能儲存起來，以便隨時供電。光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點是（寫出一條即可）。15．閱讀短文，回答問題?？茖W(xué)研究的“太空實驗室”中國空間站縮寫CSS，又稱天宮空間站，是中華人民共和國建造的國家級太空實驗室。1992年9月21日，中國載人航天工程正式立項實施；2022年12月31日，國家主席習(xí)近平在新年賀詞中鄭重宣布，“中國空間站全面建成”。經(jīng)過遴選，空間站上搭載安裝有包括生物學(xué)、材料科學(xué)、基礎(chǔ)物理、流體等類別相關(guān)的科學(xué)研究實驗設(shè)施。空間站需要大規(guī)模的供電能力，需安裝幾對數(shù)十米長的太陽帆板，來維持長期運行。在空間站任務(wù)中，航天員必須完成大量的空間科學(xué)實驗、技術(shù)試驗等工作。在中國空間站歷次“天宮課堂”中，航天員在微重力環(huán)境下，曾做了浮力消失的實驗、水球光學(xué)實驗、太空拋物實驗、液橋演示實驗等許多項目。

請回答下列問題：（1）如圖所示，在太空授課中航天員用小棒將乒乓球緩慢推入水中，撤回小棒后，由于球處于環(huán)境中，所受浮力“消失”，觀察到球相對于水的運動狀態(tài)是的；（2）王亞平老師在天宮實驗室里，用兩片塑科板讓水建成了“液橋”，如圖所示。水能成橋是因為；A．分子引力 B．分子斥力 C．磁場力 D．浮力（3）中國空間站使用的電能，主要來自于；（4）如果在未來，允許中學(xué)生去天宮做物理實驗。小強采用電熱絲加熱質(zhì)量相等、初溫相同的煤油，驗證影響電功大小的因素，用溫度計測量煤油的溫度，可通過煤油來比較電流做功的大小。實驗中采用了控制變量法和（選填“理想實驗法”“轉(zhuǎn)換法”或“類比法”）。拓展培優(yōu)16．太陽是人類能源的寶庫。下列說法正確的是（）A．能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向性、不可逆的B．太陽能是太陽內(nèi)部氫原子核發(fā)生裂變釋放的能量C．太陽能是未來的理想能源之一，是不可再生能源D．中國空間站上用到的太陽能電池板是將太陽能直接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能17．秉承可持續(xù)發(fā)展的思想，開發(fā)新能源、更好地利用已知能源是全球范圍內(nèi)的重要課題，開發(fā)和利用核能就是一個有效途徑。核能是質(zhì)量較大的原子核發(fā)生或質(zhì)量較小的原子核發(fā)生聚變時釋放的能量，通過可控聚變來利用核能，有望解決人類能源問題。1g核燃料聚變時釋放的能量約為1×105kW·h，假設(shè)把1×105kW·h的能量完全轉(zhuǎn)化為電能，可供年用電量為1000kW·h的家庭使用年。太陽也是一個巨大的“核能火爐”，它向外輻射的能量是我們的能源寶庫。人類利用太陽能的實質(zhì)是將太陽能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，請你寫出一種轉(zhuǎn)化方式或一個相關(guān)的實例：。18．太陽能是人類能源的寶庫，下列有關(guān)太陽能的說法錯誤的是（）A．太陽能是氫聚變釋放的核能B．我們今天開采的化石能源來自于上億年前地球接收的太陽能C．目前太陽能電池轉(zhuǎn)化太陽能的效率非常高D．太陽能電池是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能19.如圖是根據(jù)初中物理能源的有關(guān)內(nèi)容繪制的知識結(jié)構(gòu)圖，線條表示知識間的邏輯聯(lián)系，據(jù)此完成以下小題。（1）化石能源和太陽能中屬于可再生能源的是；（2）目前核電站發(fā)電，釋放核能的方式是；（3）圖中①為連接化石能源與太陽能之間的線條，②為連接核聚變與太陽能之間的線條，請任意選擇其中一根線條說明它所表示的物理意義。20．在敦煌戈壁難上，有一座熔巖塔式光熱電站如圖所示，電站內(nèi)有12萬面可隨太陽轉(zhuǎn)動，略有弧度的定日鏡能將太陽光反射到吸熱塔的頂部，加熱其中的熔盤。熔盤的比熱容是1.53×10 （1）為提高日定的聚光效果，每面定日鏡應(yīng)設(shè)計成（選填“平面鏡”、“凹面鏡”或“凸面鏡”）。（2）在電廠投產(chǎn)前，需要將固態(tài)的熔鹽熔化后注入低溫儲熱器中，在熔化過程中，熔鹽的溫度為℃。在蒸汽發(fā)生器中水是通過方式增大內(nèi)能的，熔鹽發(fā)電最終將太陽能轉(zhuǎn)化為。（3）請計算在蒸汽發(fā)生器中若1kg的高溫熔鹽溫度由560℃降到300℃時放出的熱量是多少？（4）熔鹽塔式光熱電站與火力發(fā)電站相比，有什么優(yōu)點（寫出一條即可）。

第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展第3節(jié)太陽能基礎(chǔ)過關(guān)一、太陽——巨大的“核能火爐”1.我們生活在能量的世界中，日常生產(chǎn)離不開能源。太陽能是萬物生長的主要能量來源，它屬于______次能源。太陽能實際上是利用太陽內(nèi)部發(fā)生________（選填“核裂變”或“核聚變”）釋放的核能?！敬鸢浮恳唬司圩??！驹斀狻靠梢詮淖匀唤缰苯荧@取的能源叫一次能源，太陽能可以從自然界直接獲取，屬于一次能源。由較輕的原子核聚合成較重的原子核時，會釋放出巨大的能量，太陽內(nèi)部每時每刻都在進行核聚變反應(yīng)，太陽能實際上是利用太陽內(nèi)部發(fā)生核聚變釋放的核能。2019年4月10日，人類發(fā)布了首張黑洞照片，為解開星系演化之謎提供了寶貴資枓。質(zhì)量巨大的天體，像太陽一樣，其內(nèi)部一直發(fā)生著核（選填“聚變”或“裂變”反應(yīng)，并（選填“吸收”或“釋放”）大量的能量，當(dāng)天體的能量即將耗盡時，在自身（選填“重力”或“慣性”）的作用下發(fā)生塌縮，就形成了黑洞?！敬鸢浮烤圩?，釋放，重力?！驹斀狻刻杻?nèi)部不斷發(fā)生著核聚變，巨大的天體，像太陽一樣，所以其內(nèi)部也不斷發(fā)生著核聚變，發(fā)生核聚變時，兩個輕原子核聚變?yōu)橐粋€重原子核，同時釋放出能量。當(dāng)天體的能量即將耗盡，由于天體自身重力很大，在自身重力作用下會發(fā)生塌縮。二、太陽是人類能源的寶庫3.太陽是人類能源的寶庫，下述關(guān)于太陽能的說法中錯誤的是（）A．太陽能是核反應(yīng)產(chǎn)生的 B．光合作用是太陽能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能C．煤、石油、天然氣都是太陽能的產(chǎn)物 D．自然界的風(fēng)能、水能、潮汐能也都來自太陽能【答案】D【詳解】太陽能是內(nèi)部原子核聚變產(chǎn)生出來的能量，故A正確；光合作用是太陽能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能，故B正確；地球上很多能源都間接來自太陽能，如現(xiàn)在人類使用的主要能源煤、石油、天然氣等都是由太陽能轉(zhuǎn)化而來的，故C正確；風(fēng)能，水能都是因為地球吸收了太陽的能量形成的；潮汐能不是，是由地球和天體運動以及它們之間的相互作用而引起的，故D錯誤，故選D．4.太陽能的實質(zhì)：太陽能實質(zhì)上是太陽釋放的能和能的總和。太陽能是地球能源的寶庫，地球上主要的一次能源，如煤、、天然氣等化石能源以及能（僅舉一例）都是來源于太陽能．【答案】熱，光，石油，風(fēng)?！驹斀狻刻杻?nèi)部時刻進行著核聚變，并釋放出光和熱，所以我們所說的太陽能實質(zhì)上是太陽釋放的熱能和光能的總和；太陽是地球的能量來源，地球上的水流能、風(fēng)能都來源于太陽；地球上的煤炭、石油、天然氣等化石能源也是遠(yuǎn)古以來存儲下來的太陽能．三、太陽能的利用5．長潭高速全程安裝了如圖所示的“風(fēng)光互補”路燈，該路燈內(nèi)的蓄電池分別將風(fēng)力發(fā)電機和太陽能電池板獲得的電能儲存起來，供夜間照明使用，下列說法正確的是（）A．風(fēng)力發(fā)電機主要將機械能轉(zhuǎn)化為電能B．風(fēng)力發(fā)電機主要將電能轉(zhuǎn)化為機械能C．太陽能電池板主要將太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D．太陽能電池板主要將電能轉(zhuǎn)化為風(fēng)扇的機械能【答案】A【詳解】AB．風(fēng)力發(fā)電機在發(fā)電時，消耗風(fēng)能，即機械能，產(chǎn)生電能，故是將機械能轉(zhuǎn)化為電能的過程，故A正確，B錯誤；CD．太陽能電池板是消耗太陽能，產(chǎn)生電能，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，故CD錯誤。故選A。6.人類利用太陽能的實質(zhì)是將太陽能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，下面是太陽能的來源及轉(zhuǎn)化框圖。請對應(yīng)填出圖中序號處的物理術(shù)語：①②③④?！敬鸢浮烤圩?，光熱轉(zhuǎn)換，太陽能電池，化學(xué)能?！驹斀狻竣偬柲軄碜耘c原子核的核聚變。②太陽能熱水器可以通過光熱轉(zhuǎn)換把太陽能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能。③光電轉(zhuǎn)換是通過太陽能電池把太陽能轉(zhuǎn)化為電能。④植物通過光合作用把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。7.“神箭”已至，叩問寰宇；尋夢天宮，載人航天再創(chuàng)輝煌。神舟十六號載人飛船于2023年5月30日9點31分10秒點火發(fā)射，億萬觀眾在家觀看現(xiàn)場直播，電視信號是通過（選填“電磁波”或“超聲波”）傳遞的。飛船進入太空后順利打開太陽能帆板，神舟十六號載人飛船發(fā)射取得圓滿成功。巨大的太陽能帆板接受太陽輻射的能量，為飛船提供充足的能，滿足飛船在太空運行的能量需求?！敬鸢浮侩姶挪?，電?！驹斀狻侩姶挪軅鬟f信息，可在真空中傳播，億萬觀眾在家觀看現(xiàn)場直播，電視信號是通過電磁波傳遞的。太陽能電池板可以把太陽能直接轉(zhuǎn)化成電能；巨大的太陽能帆板接受太陽輻射的能量，為飛船提供充足的電能，滿足飛船在太空運行的能量需求。如圖所示為試驗中的太陽能汽車，太陽能來自太陽內(nèi)部的氫原子核發(fā)生（選填“裂變”或“聚變”）而釋放的核能；汽車頂部的太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，電能是（選填“一次”或“二次”）能源?！敬鸢浮烤圩?，二次?！驹斀狻吭谔杻?nèi)部，氫原子核在超高溫作用下發(fā)生聚變，釋放巨大的核能。從自然界直接獲得不需要加工處理的能源是一次能源；不能從自然界直接獲取，必須通過消耗一次能源才能得到的能源叫二次能源。汽車頂部的太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，電能是二次能源。9.卡塔爾世界杯上呈現(xiàn)許多中國元素，其中的哈爾薩光伏電站就是中國電力建設(shè)集團承建，為世界杯所有場館提供綠電，這些電能全部來自多哈以西約80公里荒漠中的200萬塊太陽能電池板。據(jù)查：1m2的晶硅太陽能板的電功率為120瓦，每天發(fā)電時間8小時。太陽能電池板給蓄電池充電時，能轉(zhuǎn)化能；如果100m2的太陽能板發(fā)電一天的能量用燃燒天然氣來提供，需要m3天然氣。（天然氣的熱值q＝3.6×107J/m3）【答案】電，化學(xué)，9.6?！驹斀狻坷锰柲茈姵匕褰o蓄電池充電時，電池板將太陽能轉(zhuǎn)化電能，再轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，這樣就可以將能量儲存起來供需要時使用。100m2的太陽能板發(fā)電一天的能量Q=W=100×120W×8×3600s=3.456×108J需要天然氣的體積V=10.為牢固樹立和踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念，美麗鄉(xiāng)村建設(shè)中大量使用了直接利用太陽能的熱水器、太陽能路燈等節(jié)能環(huán)保設(shè)備．根據(jù)你所學(xué)知識完成下列問題．（1）太陽能是在太陽內(nèi)部氫原子核發(fā)生(選填“聚變”或“裂變”）時釋放的能量；太陽能屬于能源（選填“可再生”、“不可再生”）。（2）某團隊現(xiàn)在正在設(shè)想研發(fā)內(nèi)置太陽能電池板的新型屋頂瓦片，實現(xiàn)更好的節(jié)能．這種瓦片是通過（選填“光電轉(zhuǎn)化”、“光熱轉(zhuǎn)化”、“光化轉(zhuǎn)化”）方式直接利用太陽能的．（3）太陽能熱水器利用真空熱水管給水加熱，如圖某太陽能熱水器接收太陽能的面積為3m2，每平方米面積上1h得到太陽輻射的能量平均為2.5×106J，該熱水器僅能把接受太陽能的42%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，若光照6h可以使熱水器內(nèi)初溫為15℃，質(zhì)量為100kg的水溫度升高到多少℃？[c水=4.2×103J/(kg·℃)]【答案】（1）聚變，可再生；（2）光電轉(zhuǎn)化；（3）60oC.【詳解】（1）在太陽內(nèi)部，氫原子核在超高溫、高壓作用下發(fā)生聚變，釋放巨大的核能；太陽能取之不盡、用之不竭，是可再生能源；（2）太陽能電池板的新型屋頂瓦片是太陽光的能量直接轉(zhuǎn)化為電能，即通過光電轉(zhuǎn)化方式直接利用太陽能的；（3）水吸收的熱量為：Q根據(jù)Q=cmΔt可得，水升高的溫度為：Δt=水溫度升高到：t=t鞏固提高11．目前，科學(xué)家正在研究太空電站，即地球同步軌道上的太陽能電站，其示意圖如圖所示。下列說法錯誤的是（）A．太陽能來自太陽內(nèi)部的核裂變B．太陽能收集板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能C．利用微波實現(xiàn)“無纜傳輸”，微波是一種電磁波D．太陽能是一種清潔，無污染的可再生能源【答案】A【詳解】A．太陽能通過太陽內(nèi)部的氫原子發(fā)生核聚變獲得，故A錯誤，符合題意；B．太陽能收集板就是太陽能電池板，它將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，故B正確，不符合題意；C．通過電磁波來傳輸能量，實現(xiàn)能量的無線傳輸，微波是一種電磁波，故C正確，不符題意；D．太陽能是一種清潔、無污染、可再生能源，太陽內(nèi)部時刻進行著核聚變，由氫原子核聚變成氦原子核，釋放出核能，故D正確，不符合題意。故選A。12.小陽學(xué)習(xí)太陽能和核能后，建立了利用核能的知識結(jié)構(gòu)圖，請你幫他補全空格處的內(nèi)容。、、【答案】電，內(nèi)，裂?！驹斀狻刻柲茈姵赝ㄟ^光電轉(zhuǎn)換裝置，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能；太陽能熱水器通過光熱轉(zhuǎn)換設(shè)備，將太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；核電站的主要設(shè)備是核反應(yīng)堆，在核反應(yīng)堆中利用可控的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)生核裂變，人類獲得核能。13.2022年6月5日10時44分，我國長征2F運載火箭搭載神舟十四號載人飛船點火升空，飛控中心不斷傳出播報：“遙測信號正?！薄ⅰ袄走_(dá)跟蹤信號正?！薄孛胬走_(dá)站密切跟蹤，一段時間后，飛船準(zhǔn)確進入預(yù)定軌道。飛船入軌后，順利完成入軌狀態(tài)設(shè)置。在17時42分，飛船與天宮空間站成功對接如圖。隨后，三名航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲進入天和核心艙，開啟為期6個月的在軌留駐，開展物資轉(zhuǎn)移、空間站建設(shè)等工作。神舟十四號載人飛船的成功發(fā)射，為我國空間站全面建成奠定了基礎(chǔ)。請回答下列問題：（1）這里的“遙測信號”、“雷達(dá)跟蹤信號”是通過什么傳遞信息？（2）飛船與天宮空間站對接，需知道天宮空間站運動的速度。若天宮空間站在1min內(nèi)運行的路程是420km，則它的平均速度是多少m/s？（3）航天員在天宮空間站轉(zhuǎn)移實驗設(shè)備，若某設(shè)備在地面的質(zhì)量是60kg，它在天宮空間站中受到的重力是多少？（天宮空間站所在位置g取8.7N/kg）（4）太陽能電池板能為天宮空間站提供電能。若太陽能電池板的電功率為P，將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η，接收太陽光的面積為S。由此推測在時間t內(nèi)，太陽能電池板每平方米面積上接收的太陽能E為多少？（P、η、S、t均為已知量）【答案】（1）電磁波；（2）7×103m/s；（3）522N；（4）Pt【詳解】（1）電磁波可以在真空中傳播，所以“遙測信號”、“雷達(dá)跟蹤信號”是通過電磁波傳遞信息的。（2）根據(jù)速度公式得v=所以，天宮空間站的平均速度是7×103m/s。（3）根據(jù)G=mg得G=mg則設(shè)備在空間站中受到的重力為522N；（4）由題意可得W電=Pt=ηES解得E=PtηS，即太陽能電池板每平方米面積上接收的太陽能為14．閱讀短文，回答問題：光伏發(fā)電近年來全球氣溫逐漸上升，在“雙碳”目標(biāo)的背景之下，山西大同的“大熊貓”光伏發(fā)電站再一次走進人們的視野。光伏發(fā)電的原理是什么呢？光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要部件是太陽能電池板（組件）、蓄電池組、充放電控制器等。太陽能電池利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)原理發(fā)電，光子照射到金屬上時，它的能量可以被金屬中某個電子全部吸收，電子吸收的能量足夠大，能克服金屬內(nèi)部引力做功，離開金屬表面逃逸出來，成為光電子，產(chǎn)生電能。蓄電池組是貯存太陽能電池方陣接受光照所產(chǎn)生的電能，并可隨時向負(fù)載供電的設(shè)備。控制器是能自動防止蓄電池過充電和過放電的設(shè)備。光伏發(fā)電系統(tǒng)的特點是可靠性高，使用壽命長，不污染環(huán)境，能有效減少碳排放緩解溫室效應(yīng)。（1）傳統(tǒng)發(fā)電機的工作原理是，太陽能電池利用原理發(fā)電。（2）蓄電池充電時將電能轉(zhuǎn)化為能儲存起來，以便隨時供電。光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點是（寫出一條即可）?！敬鸢浮浚?）電磁感應(yīng)，光電效應(yīng)；（2化學(xué)，不污染環(huán)境?！驹斀狻浚?）傳統(tǒng)發(fā)動機工作時將機械能轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電機是根據(jù)電磁感應(yīng)的原理制成的。由材料可知，太陽能電池利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)原理發(fā)電，光子照射到金屬上時，它的能量可以被金屬中某個電子全部吸收，電子吸收的能量足夠大，能克服金屬內(nèi)部引力做功，離開金屬表面逃逸出來，成為光電子，產(chǎn)生電能。（2）蓄電池充電時，消耗電能，產(chǎn)生化學(xué)能，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。由材料可知，光伏發(fā)電系統(tǒng)的特點是可靠性高，使用壽命長，不污染環(huán)境，能有效減少碳排放緩解溫室效應(yīng)。15．閱讀短文，回答問題。科學(xué)研究的“太空實驗室”中國空間站縮寫CSS，又稱天宮空間站，是中華人民共和國建造的國家級太空實驗室。1992年9月21日，中國載人航天工程正式立項實施；2022年12月31日，國家主席習(xí)近平在新年賀詞中鄭重宣布，“中國空間站全面建成”。經(jīng)過遴選，空間站上搭載安裝有包括生物學(xué)、材料科學(xué)、基礎(chǔ)物理、流體等類別相關(guān)的科學(xué)研究實驗設(shè)施?？臻g站需要大規(guī)模的供電能力，需安裝幾對數(shù)十米長的太陽帆板，來維持長期運行。在空間站任務(wù)中，航天員必須完成大量的空間科學(xué)實驗、技術(shù)試驗等工作。在中國空間站歷次“天宮課堂”中，航天員在微重力環(huán)境下，曾做了浮力消失的實驗、水球光學(xué)實驗、太空拋物實驗、液橋演示實驗等許多項目。

請回答下列問題：（1）如圖所示，在太空授課中航天員用小棒將乒乓球緩慢推入水中，撤回小棒后，由于球處于環(huán)境中，所受浮力“消失”，觀察到球相對于水的運動狀態(tài)是的；（2）王亞平老師在天宮實驗室里，用兩片塑科板讓水建成了“液橋”，如圖所示。水能成橋是因為；A．分子引力 B．分子斥力 C．磁場力 D．浮力（3）中國空間站使用的電能，主要來自于；（4）如果在未來，允許中學(xué)生去天宮做物理實驗。小強采用電熱絲加熱質(zhì)量相等、初溫相同的煤油，驗證影響電功大小的因素，用溫度計測量煤油的溫度，可通過煤油來比較電流做功的大小。實驗中采用了控制變量法和（選填“理想實驗法”“轉(zhuǎn)換法”或“類比法”）?！敬鸢浮浚?）失重，靜止；（2）A；（3）太陽能；（4）溫度變化量，轉(zhuǎn)換法?！驹斀狻浚?）在空間站中物體處于失重狀態(tài)，浸在水中的乒乓球不會受到水的壓強和壓力，所以乒乓球幾乎不會受浮力，撤回小棒后，所受浮力“消失”，球相對于水的位置沒有發(fā)生改變，是靜止的。（2）向外拉動塑科板，水未分離，形成了“液橋”，說明水分子間存在引力。故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。（3）空間站需要大規(guī)模的供電能力，需安裝幾對數(shù)十米長的太陽帆板，來維持長期運行，空間站使用的電能主要來源于太陽能。（4）實驗中，電流產(chǎn)生的熱量無法直接測量，而是利用煤油溫度變化量來表示，用到轉(zhuǎn)換法。拓展培優(yōu)16．太陽是人類能源的寶庫。下列說法正確的是（）A．能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向性、不可逆的B．太陽能是太陽內(nèi)部氫原子核發(fā)生裂變釋放的能量C．太陽能是未來的理想能源之一，是不可再生能源D．中國空間站上用到的太陽能電池板是將太陽能直接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能【答案】A【詳解】A．能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移使有方向性的，不可逆的，故而要節(jié)約能源。故A正確；B．在太陽內(nèi)部，氫原子核在超高溫作用下發(fā)生聚變，釋放巨大的核能，故B錯誤；C．太陽能可以長期提供或再生，屬于可再生能源，故C錯誤；D．太陽能電池板工作時，先將光能轉(zhuǎn)化為電能，然后將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存在蓄電池中，故D錯誤。故選A。17．秉承可持續(xù)發(fā)展的思想，開發(fā)新能源、更好地利用已知能源是全球范圍內(nèi)的重要課題，開發(fā)和利用核能就是一個有效途徑。核能是質(zhì)量較大的原子核發(fā)生或質(zhì)量較小的原子核發(fā)生聚變時釋放的能量，通過可控聚變來利用核能，有望解決人類能源問題。1g核燃料聚變時釋放的能量約為1×105kW·h，假設(shè)把1×105kW·h的能量完全轉(zhuǎn)化為電能，可供年用電量為1000kW·h的家庭使用年。太陽也是一個巨大的“核能火爐”，它向外輻射的能量是我們的能源寶庫。人類利用太陽能的實質(zhì)是將太陽能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，請你寫出一種轉(zhuǎn)化方式或一個相關(guān)的實例：?！敬鸢浮苛炎儯?00，太陽能集熱器?！驹斀狻抠|(zhì)量較大的原子核發(fā)生分裂或者質(zhì)量較小的原子核相互結(jié)合時釋放出的驚人的能量叫做核能，獲得核能的兩種途徑：核裂變和核聚變。可供年用電量為1000kW·h的家庭使用1×1太陽能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的方式：光熱轉(zhuǎn)換