《太阳能》同步测试
江苏南京29中致远校区 殷发金
一、选择题
1．太阳每时每刻都在释放大量的能量，这些能量来自（ ）
A．太阳内部电能转化为内能的过程
B．太阳内部大规模的核裂变过程
C．太阳内部大规模的核聚变过程
D．太阳内部可燃性物质的燃烧过程
答案：C
解析：太阳是一个巨大的核能火炉，在它的内部不停地发生着核聚变。它的结构主要包括太阳核心、辐射层、对流层和太阳大气。它的核心温度高达1500万摄氏度，地球上的大部分能源来自于太阳，它也是人类能源的宝库。
2．关于太阳能的以下说法中，正确的是（ ）
A．太阳是永不枯竭的能源
B．太阳能是地球所有能量的来源
C．太阳所有释放的所有能量都被地球吸收
D．太阳还能释放能量的时间约为50亿年
答案：D
解析：太阳是人类能源的宝库，地球上的能源除了核能、地热能等不是来自于太阳，大部分的能源直接或间接地来源于太阳。太阳的能源来自于其内部发生的核聚变，太阳的直径大约是地球的110倍，体积是地球的130万倍，表面温度约6000℃，它已经燃烧了近50亿年，还可以再燃烧50亿年，所以太阳相对于人来说可以认为是永不枯竭的能源。但太阳向外辐射的能量并没有全部给了地球，地球只用了其中约20亿分之一。
3．下列能源中，不是来源于太阳辐射能的是（ ）
A．石油 B．天然气
C．江河水流能 D．核能
答案：D
解析：地球上的大部能源都直接或间接地来自于太阳，如植物利用光合作用把太阳能转化为生物质能（化学能）；太阳能照射加热，使空气温度升高对流形成风，使水发生物态变化形成水循环；动植物长埋于地下形成的石油、天然气等化石能源也是间接来自于太阳。
4．市面上有一种装有太阳能电扇的帽子。在阳光的照射下，小电扇快速转动，给炎热的夏季带来一丝凉意。该装置的能量转化情况是（ ）
A．太阳能→电能→机械能 B．太阳能→机械能→电能
C．电能→太阳能→机械能 D．机械能→太阳能→电能
答案：A
解析：太阳能电扇帽子上有太阳能电池和电扇，太阳能电池把太阳能转化为电能，再给风扇供电，把电能转化为机械能。
5．关于太阳能的下列说法中错误的是（ ）
A．太阳能是可供人类利用的一种新能源，它是一次能源
B．太阳能分布广阔，获取方便，处处可利用
C．太阳能安全、清洁，利用太阳能不会给环境带来污染
D．对于人类来说，太阳能几乎可以说是一种取之不尽，用之不竭的永久性能源
答案：B
解析：太阳能是人类能源的宝库，人类使用的大部分能源来自太阳，从自然界可以直接获得，属于一次能源，由于技术等原因，现还没有被大规模使用，属于新能源。太阳能还是一种清洁、安全的能源，它不会产生固体、液体和气体废弃物，不会给环境带污染。太阳能分布广阔，获取方便，但也会受气候、地理位置影响。
6．下列不是利用太阳能的是（ ）
A．把太阳能转化为内能
B．把太阳能转化为电能
C．把太阳能转化为化学能
D．把太阳能转化为核能
答案：D
解析：太阳是人类能源的宝库，地球上的很多能源都来自于太阳。太阳能的利用主要从三个方面：光热转换、光电转换、光化转换。例如太阳能热水器就是利用了光热转换，把太阳能转化为内能。太阳能电池就是利用了光电转换，把太阳能转化为电能。植物的光合作用是把太阳能转化为化学能。
7．在人造卫星上，利用的能量来源主要是（ ）
A．利用太阳能电池把太阳能转化为电能
B．利用天然气等化石能源燃
烧放出的内能转化为电能
C．利用氢、氧等化学变化放出内能转化为电能
D．直接利用太阳能加热物体
答案：A
解析：人造卫星在外太空主要是消耗电能，电能可以通过其他形式能的转化而得。在外太空太阳照射较强，太阳能电池结构简单，体积和质量较小，便于带到外太空，并且太阳能源源不断，使用寿命长。利用燃料燃烧放出内能再通过发电机转化为电能，系统复杂、可靠性低、质量和体积较大不便于携带，并且携带的燃料是有限的，所以不适合带到外太空作为电源。
8．石油、煤炭消耗量的迅速增长，易导致能源危机。因此，开发和利用新能源，成为全世界最为关注的问题之一。小明家的太阳能热水器内装有100kg、25℃的水，若经过一天照射后，温度升高了50℃，则水吸收的热量和至少可以节约的煤的质量分别是[水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），煤的热值是3×107J/kg]（ ）
A．1.05×107J，0.35kg B．2.1×107J，0.35kg
C．1.5×107J，0.7kg D．2.1×107J，0.7kg
答案：D
解析：水吸收热量可以利用Q=cm△t进行计算，水吸收的热量若由煤燃烧放出，理想情况下水吸收的质量等于煤完全燃烧放出的热量。
水吸收的热量Q=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×100kg×50℃=2.1×107J，
需要燃料的质量为
。
二、填空题
9．关于太阳能的转化：太阳把空气和地面晒热，太阳能转化为________，晒热的空气上升，空气流动形成风，又转化为_________；太阳使地面上一部分水蒸发，蒸发的水汽升空形成云，云又以雨雪等形式落下，流入江河，太阳能转化为_________；植物吸收太阳能，进行光合作用，太阳能转化为__________。
答案：内能 机械能 机械能 化学能
解析：本题考查的是太阳能的利用，太阳能照射到地球上，使空气和地面温度升高，空气上升流动形成风，转化为机械能。太阳还能使地球表面的水形成水循环，使太阳能转化为水的机械能。植物利用光合作用把太阳能转化为化学能。
10．人类利用太阳能的过程就是把太阳能转化为其他形式能的过程。如太阳能热水器是把太阳能转化为______________能；在太空运动的卫星它们的能源是靠太阳能电池板提供的，太阳能电池板是把太阳能转化为_____________能的装置；树在阳光的照射下把太阳能转化为___________能。我们利用化石燃料获取的能量，实际上是在上亿年前地球所接收的___________能。
答案：内 电 化学 太阳
解析：太阳能的利用主要有三种方式：光热转换、光电转换和光化转换。植物通过光合作用，把太阳能转化为化学能储存起来，现在开采的化石燃料是亿万年前的动植物埋在地下经长时间的变化形成的。
11．绿色奥运、科技奥运、人文奥运是北京奥运的三大主题，其中国家体育馆“鸟巢”工程采用太阳能电力这一绿色能源。其中有一个功率约为130kW的太阳能发电系统，若该系统正常工作10h，可以得到___________J的电能。若这些电能是由效率为33%的燃煤发电机组提供的，需要消耗煤的质量为___________kg。（q煤=3×107J/kg）
答案：4.68×109 468
解析：太阳能地电系统是把太阳能转化为电能，此发电系统10h获得的电能为W=Pt=1.3×105W×10×3600s=4.68×109J，
燃煤燃烧放出的热量为
，
需要消耗煤的质量为
。
12．太阳光照射到太阳能集热器，将太阳能转化为_______________，如图，是一种太阳能热水器的示意图，A是集热器，B是贮水容器。
（1）在太阳光照射下，水将沿___________时针方向运动，这是因为_______________。
（2）图中C是辅助加热器，其作用是_____________________。
（3）请在图中适当位置安上进水阀门和出水阀门，并说明选择位置的理由___________。
答案：内能 （1）顺 集热器中的水被太阳晒热后密度变小，向右上方运动形成顺时针方向流动的水流 （2）在阴天或晚上用电加热方式使水温升高 （3）在封闭的环形管道的左下方安装进水阀门，在贮水容器下方竖直管道上安装出水阀门，可使热水流出，冷水得以补充。
解析：太阳能热水器利用了光热转换，把太阳能转化为热能。在太阳光的照射下，水温度升高，密度变小，热水会上升，上升到贮水容器。贮水容器内的水温度低，在重力作用下通过管道流向集热器A，水在管道内顺时针流动。太阳能使用会受地理位置和天气的影响，阴雨天太阳能弱，水温升高的较低，晚上用水较多，水温太低可以利用电辅助加热。进水阀进入的是冷水，出水阀放出的是热水，在贮水容器下方竖直管道上安装出水阀门，热水流出，从左下方放入冷水，冷水进入环形管经过集热器加热，对热水进行补充。
三、解答题
13．如图所示的是利用太阳能的三种方式，请你在空白方框内填上相应的科学术语。
答案：
解析：太阳能的利用主要有三种方式：光热转换、光电转换以及光化转换。利用太阳能热水器可以实现光热转换，把光能转换为热能（内能）；利用太阳能电池能实现光电转换，把电能转化为电能；植物的光合作用实验光化转换，把太阳能转化为化学能。
14．太阳能热水器是把太阳能转化为内能的装置，为有效地利用太阳能，某“研究性学习小组”对“吸收太阳能与表面颜色之间的关系”进行了实验探究；在黑色塑料袋与无色透明塑料袋内装入相同质量的水，插入温度计后密封好，放在阳光下曝晒，每隔相同的时间，读出温度计的示数，数据记录如下：
（1）学习小组的同学对实验数据进行了分析，得出的结论是________________；
（2）他们在实验中采用的科学研究方法是_________________；
（3）由以上研究可知，太阳能热水器的集热管表面颜色以___________色为宜。
答案：（1）黑色物质对太阳辐射能的吸收能力强 （2）转化法 （3）黑
解析：本题是对不同颜色物体的吸热能力的研究，在实验中采用了转化的方法，把吸收太阳能的多少转化成水温度升高的数值。通过实验可以看出质量相同的水，装在黑色塑料袋中水温度升高了17℃，在透明塑料袋内，水温度升高了7℃，所以黑色塑料袋吸收的热量多，即黑色物质对太阳辐射吸收能力强。应用到实际中就是太阳能热水器的集热管，应以黑色为主。从光的色彩来看，白色物体能反射各种色光，而黑色物质能吸收各种色光。
15．有一种太阳能热水器，接收太阳能的15根真空管总有效面积约为1.35m2，能把接收到太阳能的50%转变为水的内能，如果每平方米的面积在1h内得到的太阳能平均为3.6×106J，每天接收太阳能的时间以10h计算，则该热水器可以将质量100kg、初温为20℃的水加热到什么温度？
答案：77.9℃
解析：一天照射到太阳能热水器表面的太阳能为：
Q太=3.6×106J/（m2·h）×1.35m2×10h=4.86×107J，
水吸收的太阳能为Q吸=50%Q太，
水的温度升高值
。
水的末温为77.9℃。
