2026年金学典同步作业设计九年级物理全一册人教版第190页答案
7. 阅读材料,并回答问题。
“双碳”目标下的太阳能应用
大力发展风能、太阳能、生物质能、海洋能、地热能等,不断提高非化石能源消费比例,是实现“双碳”目标的关键步骤之一。太阳能产业作为新能源产业中发展较为成熟的产业,正在为“双碳”目标的实现不断提供助力。
广义的太阳能是指由太阳内部的氢原子核发生聚变释放出巨大核能而产生的、来自太阳的辐射能量,其应用主要包括光伏发电和光热转换两种形式。
光伏发电就是利用半导体的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的发电方式。这种把光能转换成电能的能量转换器,就是太阳能电池。太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏特效应。当太阳光或其他光照射半导体的PN结时,PN结的两边就会出现电压,叫作光生电压。当电池的外部接通电路时,在该电压的作用下,会有电流流过外部电路并产生一定的输出功率。光电转换效率是评价太阳能电池的核心指标,指太阳能电池把光能转化为电能的效率,等于电池受光照时的最大输出电功率与照射在电池板上的太阳光功率的比值。
光热技术目前主要应用于光热发电及太阳能热水器。其中光热发电就是通过收集太阳热能,利用换热装置提供蒸汽,结合传统汽轮发电机工艺,从而达到发电目的的发电方式。
据统计,截至2025年12月,我国光伏发电累计装机容量达到12亿千瓦,高居世界首位。未来的新能源结构将是光伏、光热、风电等协同发展、多能互补的形式。
(1)太阳能电池的工作原理是
。
(2)光伏发电的能量转化过程是
,光热发电的能量转化过程是
。(均填字母)
A. 太阳能—电能—化学能 B. 太阳能—电能
C. 太阳能—内能—机械能—电能 D. 太阳能—化学能—内能—电能
(3)若太阳光照射到太阳能电池板的功率为1 000 W,照射时间为4 h,则太阳能电池板最多能输出的电能是
kW·h(已知太阳能电池的光电转化效率为15%)。

答案

(1)半导体PN结的光生伏特效应
(2)B;C
(3)0.6

解析

【分析】
解答本题需结合材料关键信息分问题分析:1. 第(1)问直接从材料提取太阳能电池工作原理的描述;2. 第(2)问区分两种发电方式的能量转化,匹配对应选项;3. 第(3)问利用效率公式计算,注意单位转换。
【解析】
(1)根据材料中“太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏特效应”,可得答案。
(2)光伏发电是将太阳能直接转化为电能,对应选项B;光热发电先将太阳能转化为内能,再经汽轮发电机转化为机械能、最终转化为电能,对应选项C。
(3)先将功率单位转换:1000W=1kW,总太阳能能量W总=Pt=1kW×4h=4kW·h;输出电能W=W总×η=4kW·h×15%=0.6kW·h。
【答案】
(1)半导体PN结的光生伏特效应;(2)B;C;(3)0.6
【知识点】
能量转化、太阳能利用、效率计算
【点评】
本题结合“双碳”热点考查太阳能相关知识,需从材料提取信息并掌握能量转化、效率计算方法,难度适中,注重知识应用与材料分析能力。
【难度系数】
0.6