福建省漳州市龙海八中九年级科学专题复习 太阳Word下载.docx

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2．太阳能的光—电转换

太阳能的大规模利用，主要是用于发电，发电方式有两种：

一种是光—热—电转换方式，另一种是光—电转换方式。

①光—热—电转换方式：

就是利用太阳辐射热能发电，一般是由太阳能集热器将吸收的热能转换成蒸气，再驱动汽轮机发电，后一过程与火力发电一样。

太阳能热发电的缺点是效率低而成本高，至少比普通火电站贵5～10倍。

②光—电直接转换方式；

其基本原理是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能。

光—电转换的基本装置就是太阳电池，它适用于电子仪表、光电信号器件、无人中续站、高山气象站等许多方面，尤其可以分散在边远山区、高山沙漠、海岛和农村使用，以节省一些造价很贵的输电线路。

3．太阳能的光—化学转换

利用太阳辐射能直接分解水制氢，是一种很有前途的光—化学转换方式。

氢能是二级能源，用途很广，既可作为化工原料，又可以用合成天然气和合成石油，尤其是作为氢燃料更引起人们的重视，这是因为可以用水作为制氢的原料，而水在地球上的储量是极为丰富的。

此外，氢燃料又是非常清洁的，既便于储存，又便于运输，被人们普遍认为是21世纪的能源。

所以，利用太阳能制氢是一种很有吸引力的途径，它也能从根本上改善目前人类利用能源的状况。

4．太阳能的光—生物质转换

主要是通过地球上众多植物的光合作用，将太阳辐射能转化为生物质能。

右图说明太阳的功率及太阳能传递到地球后各种形式能量之间的转化过程。

太阳把地面和空气晒热，太阳能转化为内能。

晒热的空气上升，空气流动形成风，又转化为风能。

太阳把水面和地面晒热，并使一部分水蒸发，蒸发的水汽升到空中形成云，以雨雪的形式落下来，流入江河，太阳能转化为水能。

植物吸收太阳能，发生光合作用，太阳能转化为植物的化学能。

植物作为食物被动物吃掉，又转化成动物的化学能。

古代的动植物在地质变迁中变为煤、石油、天然气，转化为这些燃料的化学能。

请回答下列问题：

一．1．在绿色植物光合作用下；

每放出1个氧分子要吸收8个波长为6.88×

10－7m的光量子，同时每放出1molO2，植物储存469kJ的能量，绿色植物能量转化效率约为

A9％B33％C56％D79％

2．利用储能介质储存太阳能的原理是：

白天在太阳照射下某种固定盐熔化（实为盐溶于自身的结晶水）吸收热量，晚间熔盐释放出相应能量，从而使室温得以调节。

已知几种盐的熔点及熔化时能量改变值为：

盐

溶点（t）

熔化吸热（kJ/mol）

CaCl2·

6H2O

29.0

37.3

Na2SO4·

10H2O

32.4

77.0

Na2HPO4·

12H2O

36.1

100.1

Na2S2O3·

5H2O

48.5

49.7

有关说法中正确的是

A不应选用CaCl2·

6H2O

B可选用Na2SO4·

10H2O和Na2HPO4·

C最好选用Na2SO4·

10H2O，它更为经济

D以上皆不宜选用

3．制造太阳能电池需要高纯度的硅，工业上由粗硅制高纯度硅常通过以下反应实现：

①Si（固）＋3HCl（气）

SiHCl3（气）＋H2（气）＋381kJ

②SiHCl3（气）＋H2（气）

Si（固）＋3HCl（气）

关于上述条件下的两个反应的叙述中不正确的是

A两个反应都是置换反应

B反应②是放热反应

C上述反应是可逆反应

D两个反应都是氧化还原反应

4．1994年3月，中国科学技术大学研制成功了比较先进的HT—7型超导托卡马克。

托卡马克（ToKamak）是研究受控核聚变的一种装置，这个词是torodal（环形的），Kamera（真空室），magnit（磁）的头两个字母以及Katushka（线圈）的第一个宇母组成的缩写词，根据以上信息，下述判断中可能正确的是哪些？

A核反应原理是氢的原子核在装置中聚变成氦粒，同时释放出大量的能量，和太阳发光的原理类似

B线圈的作用是通电产生磁场使氘核等带电粒子在磁场中旋转而不溢出

C这种装置同我国秦山、大亚湾核电站所使用核装置核反应原理相同

D这种装置可以控制热核反应速度，使聚变能缓慢而稳定的释放

【参考答案】

1．B

2．B、C

该题应充分利用题目中所给予的数据，凡是熔点不高、熔化热较大的盐可选用。

3．B、C

该题所给予的①、②两个反应，若①为正反应放热，则②为逆反应吸热。

B项是错误的。

①、②反应给予条件不同，则①、②两反应不是在同条件下，同时发生的，不属可逆反应，C项也是错误的。

在①、②反应中有化合物的变化、且是化合物＋单质＝新单质＋新的化合物的置换反应，故答案为B、C。

4．A、B、D

托卡马克是受控热核聚变装置，核聚变原理和太阳中核反应类似，和核电站中重核裂变完全不同，线圈的作用如选项B所述。

二．能源可划分为一级能源和二级能源。

自然界以现成形式提供的能源称为一级能源；

需要依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。

氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：

2H2O（l）==2H2（g）＋O2（g）－517.6kJ

l．下列叙述正确的是

A电能是二级能源B水力是二级能源

C天然气是一级能源D焦炉气是一级能源

2．CH4（g）＋2O2（g）==2H2O（l）＋CO2（g）＋890.3kJ

1g氢气和1g甲烷分别燃烧后，放出的热量之比是

A1:

3.4B1:

l.7C2.3:

1D4.6:

l

3．关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是

A构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可以研究在水不分解的情况下，使氢成为二级能源

B设法将太阳光聚焦，产生高温，使水分解产生氢气

C寻找高效催化剂，使水分解产生氢气。

同时释放能量

D寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气

1．A、C

焦炉气是煤高温干馏后的产物之一，其主要成分是氢气和甲烷，它是依靠煤这种能源间接制取的二级能源。

2．C

3．A、C

构成水的氢和氧是元素，不是物质也不能燃烧，显然A是错误的。

水分解成氢气和氧气过程中需吸收热量，显然C不合适。

三．1．上文中提到的一次能源有、、和。

2．阳光照射到太阳能集热器上，将太阳能转化为能，下图是一种太阳能热水器的示意图，图中A是集热器，B是储水容器，在阳光直射下水将沿时针（选填“顺”或“逆”）

方向运动。

这是因为。

C是辅助加热器，其作用是。

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。

3．晒热的空气上升，空气流动形成风，又转化为风能。

风吹动风力发动机旋转，可带动机转动转化为便于输送的二次能源——能。

将太阳能转化成的一次能源，再

次转化为二次能源的途径还有：

水能——

化学能——

4．根据所学过的知识，简要说明聚焦型太阳能集热器的原理。

1．风能、水能、化学能、内能

2．内，顺，集热器中的水被太阳光晒热后密度变小，受到浮力作用沿管向右上方运动形成顺时针方向流动的水流。

在阴天用电加热方式使水温升高。

在封闭的环形管道的左下方安上进水阀门；

在贮水容器下方竖直管道上安出水阀门，可使热水流出，冷水得于补充。

3．发电，电，水流推动水轮机转动、水轮机带动发电机运转、将水的动能转化为电能，燃烧煤或石油产生高温高压水蒸气推动汽轮机转动、带动发电机运转、将化学能转化为内能、进而转化为机械能、电能、光能。

4．由光学知识可知，当平行光入射

凹面镜或凸透镜时，反（折）射光将会聚于一点。

因太阳与地球相距很远，可近似将太阳光看成平行光。

所以当太阳光经过凹面镜反射或凸透镜折射后将会聚于一点，即将太阳辐射热能收集起来了。

四．1．植物吸收太阳能，发生光合作用，太阳能转化为植物的化学能，光合作用的总反应式是，光合作用释放的氧气则来自于参加反应的哪种物质？

。

2．植物在吸收太阳辐射能时，主要吸收可见光中的，而几乎余部反射光。

吸收的可见光用于，最终将光能转变成。

3．动植物尸体、粪便中含有丰富的有机物。

储藏着大量的化学能。

除了燃烧以外，还可以通过细菌发酵生产沼气，产生可用于燃烧和照明的能量。

沼气的化学名称叫，它的分子式为。

沼气是通过细菌在条件下分解有机废物而产生，在剩下的残渣和废液中则含有许多氮、磷、钾和微量元素，是很好的。

4．归根到底，生物是依赖什么能量为生的。

5．食物中的化学能转变成人体肌肉收缩的机械能要经过、、

三个阶段。

1．（略）水

2．红光和蓝紫光，绿，光合作用，化学能。

3．甲烷，CH4，厌氧，无氧，肥料。

4．太阳能

5．能量的释放，能量的转移，能量的利用

五．1．据推算，射到地球上的太阳辐射能只有0.024％被绿色植物的叶子捕获，转化为碳水化合物等有机物中的化学能。

你认为应该采取什么措施，提高单位面积农作物的产量。

2．用分光镜观察到太阳光谱是

，出现这一现象的原因是

1．合理密植、研究建立生态农业，提高单位面积作物对光的利用效率，提高单位面积的产量）。

2．连续光谱背景上有许多暗线，太阳中心高温物质发出的连续谱穿过低温的太阳大气层时和暗线对应的一部分光的能量被太阳大气所吸收。

六．绿色植物进行光合作用的完整单位是叶绿体。

当打破叶绿体膜后基质和基粒便释放出来。

在缺CO2的条件下给予光照，然后再以离心法去掉基粒，把14CO2加入无叶绿素的基质中，虽然在黑暗的条件下，基质制剂中却出现了含14C的光合过程中间产物和淀粉。

1．①右图说明叶绿素分子主要吸收和

②叶绿素a和叶绿素b的颜色分别是和

③叶绿素分子分布在基粒。

④叶绿素分子吸收光能进行光反应，其产物是、和ATP。

2．叶绿体的基质中含有进行光合作用所需要的多种，它是由活细胞产生的具有功能的一类特殊的蛋白质。

3．把14CO2加入无叶绿素的基质中，14C的转移途径是

A二氧化碳→三碳化合物→淀粉→葡萄糖

B二氧化碳→三碳化合物→葡萄糖→淀粉

C二氧化碳→五碳化合物→淀粉→葡萄糖

D二氧化碳→五碳化合物→葡萄糖→淀粉

4．光会作用整个生物界最基本的物质代谢和能量代谢，其实质是

5．右图是晴朗天气下田间玉米在一天中不同时间CO2浓度示意图，箭头表示气体运动的方向。

①在l、2、3三条曲线中，曲线表示夜间CO2的浓度，理由是。

②曲线1和2都反映出玉米基部的二氧化碳浓度比中上部高，试分析原因。

l．①红光和蓝紫光；

②蓝绿色和黄绿色；

③片层结构的薄膜上；

④O2、[H]

2．酶、催化

3．B

光合作用的暗反应过程中。

二氧化碳首先与五碳化合

物结合形成三碳化合物，三碳化合物再被还原

为六碳化合物葡萄糖，葡萄糖又可以进一步形成淀粉，所以CO2中的14C首先转移到三碳化合物中，然后进入葡萄糖，最终到达淀粉。

4．光合作用的实质是把简单的无机物转变为复杂的有机物并释放出氧气，把光能转变为化学能储存在有机物中。

5．①3

理由是在夜间，植物几乎完全停止光合作用，只进行呼吸作用，因此田间二氧化碳浓度升高，遵循气体扩散的原理二氧化碳从高浓度向低浓度扩散，气体运动方向向上如曲线3箭头所示。

②玉米基部的二氧化碳浓度比中上部高是因为在田间玉米基部的通风透光条件比中上部差，光合作用弱，二氧化碳的消耗较少。

七．太阳能光—电直接转换的基本原理是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能。

如图是测定光电流的电路简图，光电管加正向电压。

1．在图上标出电源和电流表的正、负极；

2．入射光应照射在极上；

3．若电流表读数是10uA，则每秒钟从光电管阴极发射的光电子至少是多少个？

1．电源为左正右负、电流表为上正下负。

2．应照B

B为金属板，当光照在B板上时，电子逸出，在正向电压作用下奔向A板，形成顺时针电流。

3．6.25×

1013个

八．太阳大爆发的周期约11y，每次大爆发使太阳磁极发生一次逆转，由此引起的太阳风约需4d到达地球表面（光从太阳到达地球约需500s）。

1989年发生的逆转使在地球高纬度地区可看到强烈的极光现象，甚至造成了加拿大魁北克市（约北纬47º

）大面积的停电事故。

试分析造成电网跳闸的可能原因。

已知光从太阳发出到达地球需时50s，太阳极逆转引起的

太阳风需时4d

到达地球，太阳风的速率4.34×

105m/s。

由于它能激发强烈的极光，表明太阳风是太阳磁极逆转时发出的、由速率远小于光速的高能量带电粒子所组成。

在地磁场洛仑兹力作用下，其中带正电的粒子都向地理北极偏转，在高纬度地区与高层空气分子碰撞，使之激发而发光产生极光现象。

当大量带电粒子经过低空高纬度地区（如加拿大），有可能使局部区域内的空气电离使高压电网短路，造成跳闸停电事故。

本题主要是天文知识和物理知识的综合分析应用，涉及太阳风、洛仑兹力等知识。

九．已经证明，一秒钟内进人眼睛瞳孔的波长为556nm的光子数为57个时，我们就能感到有光（眼睛对于这个波长的绿光最灵敏）。

设太阳向四周辐射的能量约有45%是可见光，若全部可见光光子的平均波长为556nm，在传播过程中没有能量损失，瞳孔直径为4mm，那么距太阳多少光年的距离仍能看到太阳？

由题中已知条件，可知人眼能感觉致的最少能量为：

2.04×

10－17J。

从综合材料中查到太阳的辐射总功率为：

3.8×

1026W。

由题设条件知，其中45％为可见光的能量，那么，每秒钟太阳向四周辐射的可见光能量是为：

1.71×

设人到太阳的距离为R，人眼瞳孔的面积为S0，则S0=πr2，由能量分配关系可得R=3.1×

102光年。

十．太阳由于内部的热核反应，每小时损失质量约1.6×

1010t，地球与太阳间距离为1.5×

108km，求：

1．垂直于阳光的每平方米地面在1秒钟内可以接受多少太阳能？

2．植物的光合作用是通过什么来完成的？

其中红光和蓝紫光是靠什么吸收的？

什么物质主要吸收蓝紫光？

3．在相同的光照条件下，沙漠与绿洲的温度变化是否相同？

为什么？

1．以太阳为圆心，日地间距为半径的球面上，单位面积上能接受的太阳功率为1.4×

103W。

2．绿色植物的光合作用主要是由叶绿体来完成的；

红光和蓝紫光主要靠叶绿素来吸收，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。

3．在相同的光照条件下，沙漠温度变化高于绿洲，因为绿色植物会把大量太阳能吸收转化成化学能贮存起来，这样就减少了地面温度的变化。

十一．已知地球半径为6400km，根据图中数据估算地球到太阳的距离，并计算太阳的质量。

从综合材料查出太阳热辐射的总功率为3.8×

1026W，地球接收到的总功率为1.7×

1017W。

由能量分配和万有引力定律可得M＝2×

1030kg。

十二．在天文学上，太阳的半径、体积、质量、密度都是常用的物理量，利用小孔成像原理和万有引力定律结合，可以简洁地估算出太阳的密度。

假设地球上某处对太阳的张角为θ（如图所示），地球绕太阳公转的周期为T，太阳的密度为ρ，半径为R，质量为M，该处距太阳中心的距离为r，由于R与r间存在着三角关系，地球上该处物体绕太阳公转由万有引力提供向心力，因此，在θ已知的情况下，可方便地估算出太阳的密度。

取一个长l为80cm的圆筒，在其一端封上厚纸，中间扎直径为1mm的圆孔，另一端封上一张画有同心圆的薄白纸，相邻同心圆的半径相差0.5mm，当作测量尺度。

把小孔对着太阳，筒壁与光线平行，另一端的薄白纸上可以看到一个圆光斑，这就是太阳的实像，光斑的半径为r0=3.7mm。

为了使观察效果明显，可在圆筒的观测端蒙上遮光布，形成暗室。

利用小孔成像原理和万有引力定律，估算太阳的密度。

1.4×

103kg/m3

本题是物理知识与天文知识的综合；

就物理本身来说也是多种概念规律的结合，包括万有引力，圆周运动，几何光学等。

本题还涉及到许多数学知识和近似计算的运用。

十三．太阳由于内部的热核反应，每小时损失质量约1.6×

1010t。

地球与太阳间距为1.5×

108km。

求：

1．垂直于阳光的每平方米地面上在每秒钟内可以接受多少太阳能？

2．如果绿色植物能吸收10％的太阳能进行光合作用，每小时，1亩绿色植物可以吸收多少太阳能（1亩＝667平方米）？

3．植物的光合作用是通过什么来完成的？

什么物质主要是吸收蓝紫光？

4．在相同的光照条件下，沙漠与绿洲的温度变化是否相当？

请简述理由。

1．P＝4.0×

1026W，以太阳为圆心，日地间距为半径的球面上，单位面积上能接受的太阳功率为：

P’＝1.4×

103W

2．E吸＝3.4×

108J。

3．绿色植物的光合作用主要是靠叶绿素和类胡萝卜素来完成的，太阳光中的红光和蓝紫光主要是靠叶绿素来吸收，类胡萝卜素主要是吸收蓝紫光，这些色素吸收的光都能用于光合作用。

4．在相同的光照条件下，沙漠的温度变化大于绿洲，这是因为绿色植物会把部分太阳能吸收转化成化学能贮存起来，这样就减少了地面温度的变化。

本题涉及能量问题、光合作用吸收太阳能问题、光合作用的内部机理和不同地貌的温差产生的原因，有定量的计算，也有定性的分析。

十四．太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源。

1．写出这个核反应方程。

，

2．这核反应能释放出多少能量？

3．根据综合材料中的数据计算每秒钟太阳的质量减少多少千克？

4．若太阳质量减少万分之三，热核反应不能继续发生，计算太阳还能存在多少年？

（mp=1.0073u，mα＝4.0015u，me=0.00055u）

1．4

H→

He＋2

e

2．Δm＝0.0266u

ΔE＝4×

10－12J

3．查综合材料得太阳每秒释放能量3.8×

1026J，则太阳每秒减少的质量为Δm＝4×

109kg。

4．5×

109年

十五．利用太阳电池这个能量转换器件将辐射能转变为电能的系统又称光伏发电系统。

光伏发电系统的直流供电方式有其局限性，绝大多数光伏发电系统均采用交流供电方式。

将直流电变为交流电的装置称为逆变器。

1．用逆变器将直流电变为交流电进行供电有哪些好处？

请简要回答。

2．有一台内阻为1Ω的太阳能发电机，供给一个学校照明用电。

如图所承，升压变压器匝数比1:

4，降压变压器的匝数比为4:

1，输电线的总电阻R=4Ω，全校共22个班，每班有“200V，40W”灯6盏，若全部电灯正常发光，则

①发电机输出功率多大？

②发电机电动势多大？

③输电效率多少？

④若使灯数减半并正常发光，发电机输出功率是否减半？

1．可以改变电压的大小以适应不同的需要；

通过升压、降压在远距离输送中减少电能在输电线上的损耗，提高供电效率。

所以，用逆变器将直流电变为交流电，可以扩大发电系统的利用率。

2．①P出＝5425W

②ε＝250V

③η＝97%

④P出’＝2676W

十六．下表给出了我国某些城市的地理纬度与年平均日照时数。

城市地区

年平

均日照数

地理纬度（北纬）

南京

2182.4

32º

04’

上海

1986.1

31º

12’

成都

1211.3

30º

40’

杭州

1902.1

20’

宁波

2019.7

29º

54’

拉萨

3005.1

43’

由上表所列数据可以推知，在这些地区中，我国最能有效直接利用太阳能的城市是。

其理由除了较大外，还与该地区的、

和等因素有关。

【参考答案】

拉萨，年平均日照时数，纬度较低，海拔高度高，大气污染少

本题主要是地理知识、环境科学、能源科学和物理知识的综合应用，涉及太阳辐射强度、太阳高度角等知识。

为了能最有效地直接利用太阳能，除了考虑年平均日照时数较大外，还应考虑地理纬度，纬度越高，地面太阳辐射强度越低，可用下式表示这一关系：

I＝I0sinθ。

式中I是斜射到地面的太阳辐射强度，I0为阳光垂直于地面照射时的太阳辐射强度，θ为太阳高度角，如右图所示。

若用阳光的入射角（90º

－θ）表示上式，则可写成：

I＝I0cos（90º

－θ）。

当日＝90º

（如夏至的正午在北纬23º

30’处），地面可得最大的太阳辐射强度，而在纬度越高的地区，太阳高度角θ越小，太阳辐射强度就越低，所以，为了有效利用太阳能还应考虑纬度较低的条件，从表格所列城市的有关数据来看，拉萨是比较理想的选择。

此外，拉萨地处青藏高原，海拔高度较高，阳光进入大气层到达地表的路径越短，太阳辐射强度因空气分子散射造成的衰减影响越小；

同时，拉萨不属工业城市，排放的工业废气和粉尘较少，大气污染少，大气透明度较高，这都是有利因素。

十七．右图所示是我国部分地区太阳总辐射量图，回答：

①图示各省级行政中心中，的年太阳总辐射量最高，原因是：

②在直辖市中，市的年太阳总辐射量最低，在千卡/平方厘米以下，原因是：