14. 市场上出售的一种装有太阳能电扇的夏凉帽如图所示。在阳光的照射下,小电扇快速转动,能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
A
)。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
太阳能电池板将太阳能转化为电能,小电动机将电能转化为机械能,因此整个装置的能量转化过程是太阳能→电能→机械能。
15. 一种新型薄膜太阳能电池如图所示,其厚度只有几微米,1g 薄膜太阳能电池 1h 可提供$ 6×10⁻^3kW·h $的电能,它可以贴在玻璃上,制成太阳能发电窗户。下列说法正确的是(

A.太阳能不是清洁能源
B.太阳能从太阳传递到薄膜电池的过程中没有能量损失
C.薄膜太阳能电池将电能直接转化为光能
D.1g 薄膜太阳能电池 1h 可提供$ 2.16×10^4J $的电能
D
)。A.太阳能不是清洁能源
B.太阳能从太阳传递到薄膜电池的过程中没有能量损失
C.薄膜太阳能电池将电能直接转化为光能
D.1g 薄膜太阳能电池 1h 可提供$ 2.16×10^4J $的电能
答案
D
解析
A. 太阳能是清洁能源,因为其在使用过程中不会产生污染物。故A选项错误。
B. 太阳能从太阳传递到薄膜电池的过程中存在能量损失,例如大气吸收、散射和反射等。故B选项错误。
C. 薄膜太阳能电池将光能直接转化为电能,而不是将电能转化为光能。故C选项错误。
D. 题目给出1g薄膜太阳能电池1小时可提供$6 × 10^{-3} $kW·h的电能。将其转换为焦耳:
$1 kW·h = 3.6 × 10^6 J$,
$6 × 10^{-3} kW·h = 6 × 10^{-3} × 3.6 × 10^6 J = 2.16 × 10^4 J$。
故D选项正确。
B. 太阳能从太阳传递到薄膜电池的过程中存在能量损失,例如大气吸收、散射和反射等。故B选项错误。
C. 薄膜太阳能电池将光能直接转化为电能,而不是将电能转化为光能。故C选项错误。
D. 题目给出1g薄膜太阳能电池1小时可提供$6 × 10^{-3} $kW·h的电能。将其转换为焦耳:
$1 kW·h = 3.6 × 10^6 J$,
$6 × 10^{-3} kW·h = 6 × 10^{-3} × 3.6 × 10^6 J = 2.16 × 10^4 J$。
故D选项正确。
16. (多选)关于太阳能,下列说法正确的是(
A.太阳能热水器直接利用太阳能
B.植物通过光合作用将太阳能转化成化学能
C.石油、煤的化学能不是由太阳能转化而来的
D.开发太阳能是解决能源问题的重要出路之一
ABD
)。A.太阳能热水器直接利用太阳能
B.植物通过光合作用将太阳能转化成化学能
C.石油、煤的化学能不是由太阳能转化而来的
D.开发太阳能是解决能源问题的重要出路之一
答案
ABD
解析
A选项太阳能热水器通过吸收太阳能来加热水,是直接利用太阳能的实例,该说法正确;B选项植物光合作用过程中,利用光能将二氧化碳和水转化为有机物,将太阳能转化为化学能储存起来,该说法正确;C选项石油、煤等化石燃料是古代生物经过漫长的地质年代形成的,古代生物的能量最终来自太阳能,所以石油、煤的化学能是由太阳能转化而来的,该说法错误;D选项太阳能是可再生能源,清洁无污染,开发太阳能是解决能源问题的重要出路之一,该说法正确。
三、判断题和材料题
17. 关于电磁波和现代通信,请判断下列各表述是否正确。
(1)电磁波的频率越高,在空气中传播的速度就越大。(
(2)微波不具有能量。(
(3)电磁波可以在真空中传播。(
(4)光纤通信具有传输信息量大、保密性好等特点。(
(5)听筒把声音变成变化的电流。(
(6)移动电话是靠电磁波传递信息的。(
17. 关于电磁波和现代通信,请判断下列各表述是否正确。
(1)电磁波的频率越高,在空气中传播的速度就越大。(
错
)(2)微波不具有能量。(
错
)(3)电磁波可以在真空中传播。(
对
)(4)光纤通信具有传输信息量大、保密性好等特点。(
对
)(5)听筒把声音变成变化的电流。(
错
)(6)移动电话是靠电磁波传递信息的。(
对
)答案
(1)错;(2)错;(3)对;(4)对;(5)错;(6)对。
解析
(1) 错(电磁波在空气中的传播速度近似恒定,为光速,与频率无关);
(2) 错(微波具有能量,是电磁波的一种,具有辐射能);
(3) 对(电磁波不需要介质,可以在真空中传播);
(4) 对(光纤通信利用光的全反射原理,具有传输信息量大、抗干扰能力强、保密性好等特点);
(5) 错(听筒的作用是把变化的电流转化为声音,而话筒才是把声音转化为变化的电流);
(6) 对(移动电话通过电磁波与基站通信,实现信息的传递)。
(2) 错(微波具有能量,是电磁波的一种,具有辐射能);
(3) 对(电磁波不需要介质,可以在真空中传播);
(4) 对(光纤通信利用光的全反射原理,具有传输信息量大、抗干扰能力强、保密性好等特点);
(5) 错(听筒的作用是把变化的电流转化为声音,而话筒才是把声音转化为变化的电流);
(6) 对(移动电话通过电磁波与基站通信,实现信息的传递)。
18. 阅读材料,回答下列问题。
光导纤维
光纤是光导纤维的简称,是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而制成的光传导工具。华裔物理学家高锟首先提出光纤可以用于通信传输的设想,并因此获得了 2009 年诺贝尔物理学奖。
光导纤维是由纯度极高的石英玻璃(主要成分是二氧化硅)拉制而成的(如图甲所示),粗细大致与人的头发相当,有的核心直径只有几微米。光纤通信的原理是利用光的全反射现象。当光从玻璃中射向空气时,折射角会大于入射角,并且随着入射角的增大,折射光越来越暗,反射光越来越亮,当入射角大于某一角度时,折射光消失,光全部被反射回玻璃中,这就是光的全反射现象。从表面看,光好像在玻璃中“弯曲”前进(如图乙所示)。
一根光纤的潜在带宽可达 20THz。采用这样的带宽,只需 1s 左右,即可将人类古今中外全部文字资料传送完毕。诺贝尔奖评委会这样描述:“光流动在细小如线的玻璃丝中,它携带着各种信息数据向每一个方向传递,文本、音乐、图片和视频因此能在瞬间传遍全球。”
(1)计算机通过光纤接入互联网,光纤的作用是______(填字母)。
A. 输电
B. 通信
C. 导热
D. 照明
(2)根据文中全反射的定义,请你判断:当光从空气射入水中,入射角逐渐增大时,______(选填“会”或“不会”)发生全反射。
(3)下列关于光导纤维的说法正确的是______(填字母)。
A. 光导纤维的主要成分是氧化物
B. 光纤通信不容易受外界干扰,能够传播很远
C. 光导纤维利用光传输信息
D. 石英玻璃能够拉制成细丝说明它的弹性好
(1)
(2)
(3)
光导纤维
光纤是光导纤维的简称,是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而制成的光传导工具。华裔物理学家高锟首先提出光纤可以用于通信传输的设想,并因此获得了 2009 年诺贝尔物理学奖。
光导纤维是由纯度极高的石英玻璃(主要成分是二氧化硅)拉制而成的(如图甲所示),粗细大致与人的头发相当,有的核心直径只有几微米。光纤通信的原理是利用光的全反射现象。当光从玻璃中射向空气时,折射角会大于入射角,并且随着入射角的增大,折射光越来越暗,反射光越来越亮,当入射角大于某一角度时,折射光消失,光全部被反射回玻璃中,这就是光的全反射现象。从表面看,光好像在玻璃中“弯曲”前进(如图乙所示)。
(1)计算机通过光纤接入互联网,光纤的作用是______(填字母)。
A. 输电
B. 通信
C. 导热
D. 照明
(2)根据文中全反射的定义,请你判断:当光从空气射入水中,入射角逐渐增大时,______(选填“会”或“不会”)发生全反射。
(3)下列关于光导纤维的说法正确的是______(填字母)。
A. 光导纤维的主要成分是氧化物
B. 光纤通信不容易受外界干扰,能够传播很远
C. 光导纤维利用光传输信息
D. 石英玻璃能够拉制成细丝说明它的弹性好
(1)
B
(2)
不会
(3)
ABC
答案
(1) B
(2) 不会
(3) ABC
(2) 不会
(3) ABC
解析
(1) 光纤的作用是利用光的全反射原理进行信息传输,因此其主要功能是通信。
(2) 全反射发生的条件是光从光密介质射向光疏介质,并且入射角大于临界角。当光从空气射入水中时,光是从光疏介质射向光密介质,因此不会发生全反射。
(3)
A. 光导纤维的主要成分是二氧化硅,属于氧化物,正确。
B. 光纤通信利用光的全反射原理,不容易受外界干扰,能够传播很远,正确。
C. 光导纤维利用光传输信息,正确。
D. 石英玻璃能够拉制成细丝说明它具有可塑性,而不是弹性好,错误。
(2) 全反射发生的条件是光从光密介质射向光疏介质,并且入射角大于临界角。当光从空气射入水中时,光是从光疏介质射向光密介质,因此不会发生全反射。
(3)
A. 光导纤维的主要成分是二氧化硅,属于氧化物,正确。
B. 光纤通信利用光的全反射原理,不容易受外界干扰,能够传播很远,正确。
C. 光导纤维利用光传输信息,正确。
D. 石英玻璃能够拉制成细丝说明它具有可塑性,而不是弹性好,错误。
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