《2025年零障碍导教导学案九年级物理全一册沪粤版》

15. 我市某些路段安装了太阳能路灯,如图所示,灯杆顶端是太阳能电池板,白天它可以将太阳能转化为电能,并向灯杆下方的蓄电池充电,供夜晚路灯照明。若某段时间内,太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为$2.4×10^7 J,$这些能量经转化后,可供功率为120 W的路灯工作20 h,则该太阳能路灯的能量转化效率为36%。

答案： 【解析】：
本题可根据太阳能电池板的工作原理确定能量转化情况，再根据效率公式计算太阳能路灯的能量转化效率。
1. 确定太阳能电池板的能量转化情况：
太阳能电池板是通过吸收太阳能，将其转化为电能，然后向蓄电池充电，所以白天它可以将太阳能转化为电能。
2. 计算路灯消耗的电能：
已知路灯的功率$P = 120W$，工作时间$t = 20h=20×3600s = 7.2×10^{4}s$。
根据公式$W = Pt$（其中$W$为电能，$P$为功率，$t$为时间），可得路灯消耗的电能为：
$W = Pt = 120W×7.2×10^{4}s = 8.64×10^{6}J$。
3. 计算太阳能路灯的能量转化效率：
已知太阳光辐射到该太阳能电池板的能量$E = 2.4×10^{7}J$，路灯消耗的电能$W = 8.64×10^{6}J$。
根据能量转化效率公式$\eta=\frac{W}{E}×100\%$（其中$\eta$为效率，$W$为有用能量，$E$为总能量），可得该太阳能路灯的能量转化效率为：
$\eta=\frac{8.64×10^{6}J}{2.4×10^{7}J}×100\% = 36\%$。
【答案】：
太阳；电；$36\%$

16. 在南海试开采可燃冰取得成功,说明我国的可燃冰开采技术居于世界领先水平。科学家估测,以目前的消费速度,地球上可燃冰储量可满足80至800年的全球天然气需要。可燃冰是不可再生(选填“可再生”或“不可再生”)能源。可燃冰在深海开采,某设备重100 N,浸在水中排开海水重80 N,它浸在海水中受到的浮力大小是80N。

答案： 【解析】：
本题主要考查两个知识点，一是能源的分类，二是浮力的计算。
对于能源的分类，需要知道可再生能源和不可再生能源的定义，根据可燃冰的形成过程和条件，可以判断其属于哪一类能源。
对于浮力的计算，需要用到阿基米德原理，即物体在液体中所受的浮力等于它所排开的液体所受的重力。
首先，可燃冰是一种化石能源，它的形成需要经历非常长的时间，且在使用后不能在短时间内自然再生，因此可燃冰是不可再生能源。
其次，根据阿基米德原理，物体在液体中所受的浮力$F_{浮} $等于它所排开的液体所受的重力$G_{排}$，即$F_{浮} = G_{排}$。
题目中给出设备浸在水中排开海水重80 N，所以设备浸在海水中受到的浮力大小就是80 N。
【答案】：
不可再生；80

17. 太阳能清洁无污染,是人类能源的宝库,太阳能属于可再生(选填“可再生”或“不可再生”)能源,某太阳能热水器每天能使500 kg的水温度升高30 ℃,那么这些水吸收的热量为$6.3×10^7$J,这些热量相当于完全燃烧0.9m^3的天然气放出的热量。[天然气的热值取$7×10^7 J/m^3,$水的比热容c水$= 4.2×10^3 J/(kg·℃)]。$

答案： 【解析】：
本题主要考查了能源的分类、热量的计算以及热值公式的应用。
首先，太阳能是源源不断可以从自然界直接获取的能源，因此属于可再生能源。
其次，我们需要计算水吸收的热量。根据热量公式$Q = cm\Delta t$，其中$c$是水的比热容，$m$是水的质量，$\Delta t$是水的温度变化。将题目中给出的数据代入公式，即可求出水吸收的热量。
最后，我们需要计算这些热量相当于完全燃烧多少立方米的天然气放出的热量。根据热值公式$Q = Vq$，其中$V$是天然气的体积，$q$是天然气的热值。将已知的热量和热值代入公式，即可求出天然气的体积。
【答案】：
可再生；
水吸收的热量为$Q_{吸} = c_{水}m_{水}\Delta t = 4.2 × 10^{3} J/(kg \cdot^{\circ}C) × 500kg × 30^{\circ}C = 6.3 × 10^{7}J$；
这些热量相当于完全燃烧天然气的体积为$V = \frac{Q_{放}}{q} = \frac{Q_{吸}}{q}= \frac{6.3 × 10^{7}J}{7 × 10^{7}J/m^{3}} = 0.9m^{3}$。
故答案为：可再生；$6.3 × 10^{7}$；$0.9$。

18. 核电站是通过核裂变(选填“裂变”或“聚变”)获取核能来发电的;能源利用的实质是能量的转化或转移,在此过程中能的总量是不变的。

答案： 【解析】：
本题主要考查了核电站的工作原理以及能量守恒定律的应用。首先，核电站是利用核能发电的，而核能可以通过核裂变或核聚变两种方式释放。但在目前的技术条件下，核电站主要利用的是核裂变来释放能量。其次，能源利用的实质是能量的转化或转移，即能量从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。最后，根据能量守恒定律，能量在转化或转移的过程中，其总量是保持不变的。
【答案】：
裂变；转化；转移；不变。

19. 能源家族中,有煤、石油、风能、水能、核能、太阳能等,属于不可再生能源的有煤、石油、核能;电能是二次能源(选填“一次能源”或“二次能源”)。它可以使电动机转动,同时产生内能散失在空气中,但这些内能却无法自动转化为电能,该现象说明能量转化具有方向性。

答案： 【解析】：
本题主要考查了能源的分类以及能量转化的方向性。
首先，我们需要明确什么是不可再生能源。不可再生能源是指在自然界中经过亿万年形成，短期内无法恢复且随着大规模开发利用，储量越来越少总有枯竭一天的能源。在题目给出的能源中，煤、石油、核能均属于不可再生能源，因为它们的储量有限，一旦用尽就无法再生。而风能、水能、太阳能则是可再生能源，因为它们可以源源不断地从自然界中获取。
其次，我们需要了解什么是一次能源和二次能源。一次能源是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源，又称天然能源。二次能源则是由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品。电能是由其他形式的能转化而来的，因此属于二次能源。
最后，我们来看能量转化的方向性。题目中提到，电能可以使电动机转动，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能。这说明能量在转化过程中具有方向性，即某些能量形式可以转化为其他形式，但反过来却不一定能行。这是热力学第二定律的一个重要内容。
【答案】：
煤、石油、核能；二次能源；方向。

20. 小黄车、小绿车、小蓝车……今年以来,不少市民表示,曾经熟悉的“共享单车”又回来了。不过,已更新换代为共享电单车了。共享电单车既节能环保又方便了我们的出行,如图所示是其中的一款共享电单车,该电单车的车篮底部装有一片太阳能电池,它可以将太阳能转化为电能为车锁里面的电池充电,太阳能属于一次能源(选填“一次能源”或“二次能源”),当我们扫码用车的时候自行车公司通过电磁波(选填“电磁波”“超声波”或“红外线”)为单车开锁。

答案： 【解析】：
本题主要考查了能量的转化、能源的分类以及电磁波的应用。
首先，太阳能电池的作用是将太阳能转化为电能，为车锁里面的电池充电。这是太阳能电池的基本工作原理。
其次，太阳能是直接从自然界获取的能源，不需要经过加工转换，因此属于一次能源。
最后，当我们扫码用车的时候，自行车公司需要通过电磁波将开锁信号传输到单车，使其开锁。因为电磁波可以在空气中传播，且传播速度较快，所以被广泛应用于无线通信领域。
【答案】：
太阳；电；一次能源；电磁波。