内容正文:
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清洁能源——太阳能
◆情境展示
下图为杭州某集团股份有限公司在青海建设的某大型工程图。
同学们知道该工程的功能是什么吗?为什么青海适合建设该工程?
◆必备知识
一、影响太阳辐射的因素
1.纬度:在不考虑其他因素的情况下,纬度低,太阳辐射强度大,太阳辐射丰富。
2.天气:天气晴朗,日照时间长,太阳辐射强。
3.地势:地势高,空气稀薄,到达地面的太阳辐射多。
4.大气透明度:大气透明度高,尘埃杂质少,到达地面的太阳辐射多。
5.昼长:一般情况下,夏季昼长,日照时间长,太阳辐射强度大,太阳辐射丰富。
二、我国太阳辐射能的时空分布
1.就时间而言,我国大部分地区位于北半球的中纬度,夏季地面获得的太阳光热较多,各个地区的太阳辐射能夏半年多于冬半年。
2.就空间而言,我国太阳辐射能分布大体上由东南向西北递增。大体上的界线,从大兴安岭向西南经北京西侧、兰州、昆明再折向北到西藏南部,这条线以西、以北的广大地区,太阳辐射能比较丰富。
3.分布特例
(1)青藏高原成为我国太阳辐射的高值中心,主要是因为青藏高原海拔高,空气稀薄,大气能见度高;空气中尘埃含量较少,晴天较多,日照时间较长,到达地面的太阳辐射能量多。
(2)四川盆地成为我国太阳辐射的低值中心,其原因为盆地地形,水汽不易扩散,空气中水汽含量多;阴天、雾天较多,对太阳辐射削弱作用强,从而造成日照时间短,日照强度弱,太阳能资源匮乏。
◆实践应用
太阳能光热电站通过数以十万计的反光板聚焦太阳能,给高塔顶端的锅炉加热,产生蒸汽,驱动发电机发电。读图,回答1~2题。
1.我国最适宜建大型太阳能光热电站的地区是(A)。
A.青藏高原地区 B.珠三角地区
C.长三角地区 D.四川盆地
2.下列现象与太阳辐射对地球造成的影响有关的是(B)。
①极光 ②磁暴现象 ③水的运动 ④冰岛地热资源丰富
⑤植物生长 ⑥干扰无线电短波通信
A.①②⑥ B.③⑤
C.③④⑤ D.①③⑤
解析 第1题,读图可知,太阳能光热电站需占地面积大、太阳辐射强,青藏高原是太阳辐射丰富区,且土地资源丰富;珠三角地区降水较多,属于太阳辐射可利用区,土地资源短缺;长三角地区降水较多,属于太阳辐射可利用区,土地资源短缺;四川盆地降水多,云雾天气多,属于太阳辐射贫乏区。第2题,太阳活动对地球的影响表现在高纬度地区产生极光,影响地球磁场形成磁暴现象,干扰无线电短波通信,①②⑥错误;太阳辐射为地球上的大气运动、水循环、生物活动提供能量来源,③⑤正确;冰岛地热资源丰富属于地球内能的释放,④错误。
(见《固学案》P9)
(限时:45分钟)
北京时间2023年10月26日11时14分,搭载“神舟十七号”载人飞船的“长征二号F遥十七”运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。“神舟十七号”此次主要任务是完成与“神舟十六号”乘组在轨轮换。据此回答1~2题。
1.下列属于天体的有(B)。
①入轨后的三舱三船组合体 ②发射中的“神舟十七号”
③返回地面的“神舟十六号” ④对接中的“神舟十七号”
A.①③ B.①④ C.②④ D.②③
2.入轨对接空间站核心舱的“神舟十七号”所属的最高级别天体系统是(A)。
A.银河系 B.太阳系 C.河外星系 D.地月系
解析 第1题,入轨后的三舱三船组合体和对接中的“神舟十七号”,属于宇宙中的物质存在形式,属于天体,①④正确;发射中的“神舟十七号”和返回地面的“神舟十六号”都没有离开地球,不属于天体,②③错误。第2题,入轨对接空间站核心舱的“神舟十七号”位于地月系之中,而地月系属于太阳系,太阳系属于银河系,故其所属的最高级别天体系统是银河系;“神舟十七号”并没有位于河外星系。
我国国家天文台网站每日都会发布太阳活动的监测及预报。读2021年11月19—21日太阳活动监测情况表,回答3~4题。
太阳
耀斑
地磁
活动
日冕物
质抛射
太阳黑子
相对数
新生太阳
黑子群数
11月19日
无
平静
无
20
0
11月20日
无
平静
无
20
0
11月21日
无
平静
无
30
0
3.表中对太阳活动的各监测项目,属于直接针对太阳的有(C)。
①太阳耀斑 ②地磁活动 ③日冕物质抛射 ④太阳黑子数
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
4.结合三日太阳活动监测情况,可推测此时太阳活动(A)。
A.处于平静期 B.处于活跃期
C.达到高峰值 D.开始减弱
解析 第3题,太阳活动的主要类型包括太阳黑子、太阳耀斑、日珥、日冕物质抛射等,因此对太阳活动的各监测项目包括太阳耀斑、日冕物质抛射、太阳黑子数,①③④正确;地磁活动指地球磁场的变动,会受太阳活动影响,研究它不是直接针对太阳,②错误。第4题,太阳黑子是太阳活动强弱的标志,太阳耀斑是太阳活动最激烈的显示,由表中数据可知,太阳耀斑、新生太阳黑子群数、日冕物质抛射都没有增加,可以判断太阳活动处于相对平静期。
某野外勘探队在内蒙古乌海市一大型煤场的页岩中发现了大量蕨类植物化石。读图,回答5~6题。
5.推测该地蕨类植物繁盛时,其自然环境可能是(B)。
A.冷干的沙漠地区 B.湿润的森林地区
C.温暖的浅海地区 D.干旱的大陆地区
6.下列地理事件,与蕨类植物繁盛时期相吻合的是(B)。
A.蓝细菌等原核生物大爆发
B.出现两栖类动物甚至爬行动物
C.恐龙繁盛
D.联合古陆最终解体
解析 第5题,蕨类植物属于陆地生物;蕨类植物繁盛,说明该时期气候温暖湿润,根据这一条件可推知,其自然环境为温暖湿润的陆地环境。第6题,蕨类植物繁盛时期为古生代后期,出现了两栖类动物甚至爬行动物;蓝细菌等原核生物大爆发是前寒武纪时期,恐龙繁盛是在中生代时期,联合古陆最终解体是在新生代时期。
2023年3月,新疆果勒3C井顺利完成地下钻探,以9 396 m井深刷新了亚洲最深水平井纪录。读地球内部(局部)地震波传播速度示意图,回答7~8题。
7.该井钻探过程中经过的地球内部圈层(A)。
A.由坚硬的岩石构成 B.有岩浆发源地软流层
C.地震波速度变化大 D.大陆部分的厚度均一
8.根据地震波波速的变化判断,乙、丙所属圈层为(C)。
A.地壳和地幔 B.地幔和地核
C.上地幔和下地幔 D.外核和内核
解析 第7题,根据材料“2023年3月,新疆果勒3C井顺利完成地下钻探,以9 396 m井深刷新了亚洲最深水平井纪录”可知,由于陆地地壳平均厚度为39—41 km,故钻探深度位于地壳的范围,地壳是岩石圈的组成部分,主要由坚硬的岩石构成。岩浆发源地软流层位于上地幔上部。地震波速度变化较大的地方是不连续面,是地壳、地幔和地核的分界面。大陆部分的地壳由于地表起伏不一,厚度并不均一。第8题,结合所学知识可知,地下33 km附近,纵波和横波向下速度增速加快;900 km附近,纵波和横波向下增速减缓;2 900 km附近,纵波速度骤减,横波完全消失;5 100 km附近,纵波速度增快。地震波传播速度变化说明节点上下的物质性质不同,由此划出地球内部圈层,33 km附近为莫霍界面,划分地壳与地幔;900 km深度为上地幔和下地幔的分界面。
2023年5月,我国古生物科考队在西藏自治区日喀则市定日县发现了新的喜马拉雅鱼龙化石。鱼龙最早出现于约2.5亿年前,是一种重新返回海洋生活的爬行动物。读鱼龙部分骨骼化石景观和复原图,回答9~11题。
9.喜马拉雅鱼龙生存时期,西藏自治区的自然环境是(C)。
A.森林 B.湖泊 C.海洋 D.沼泽
10.鱼龙最早出现的时间最接近(A)。
A.三叠纪 B.侏罗纪 C.白垩纪 D.第四纪
11.推测鱼龙重新返回海洋生活的原因最可能是(B)。
A.被子植物的衰落 B.海洋食物资源较丰富
C.海洋面积迅速扩张 D.陆地生存环境优越
解析 第9题,由材料可知,鱼龙是生活在海洋中的爬行动物,说明其生存的地质时期时的定日县为一片海洋。第10题,由材料可知,鱼龙最早出现在约2.5亿年前,此时段正值三叠纪早期或二叠纪末期。第11题,二叠纪末期自然环境发生突变,大部分生物灭绝,为了寻找更丰富的食物资源,以鱼龙为代表的部分陆生爬行动物开始重新返回食物资源更丰富的海洋中生存;被子植物繁盛至今,未出现衰落;二叠纪末期海洋面积没有迅速扩张;鱼龙作为一种爬行动物重新返回海洋生活,说明海洋的生存环境优于陆地。
12.阅读材料,回答下列问题。(14分)
材料一 太阳辐射地区分布不均匀,影响太阳辐射强弱的因素主要有纬度位置、天气状况、海拔等。图Ⅰ为太阳辐射量在不同纬度的分布示意图,有效总辐射量是指受大气削弱后到达地面的太阳辐射。图Ⅱ为太阳大气层的结构示意图。
图Ⅰ
图Ⅱ
材料二 北京时间2023年8月8日4:32,太阳爆发了1个X1.5级X射线太阳耀斑,于5:17结束,达到橙色警报级别。太阳表面出现激烈的太阳耀斑活动,往往会伴随着高能带电粒子流抛射(太阳风)。太阳活动爆发被人们形象地称为“太阳发脾气”,人们也一直在研究“太阳发脾气”时地球上发生的变化。
(1)据图Ⅰ描述太阳可能总辐射量及有效总辐射量的纬度变化特征。(4分)
(2)太阳耀斑发生在太阳大气的 (填名称)层。长期观测发现,当太阳耀斑数量增多时,发生在图Ⅱ太阳大气 (填字母)层的太阳黑子数量也会增多。(4分)
(3)航天器在航行时需要导航,并实时和地面进行无线通信。简述太阳活动强烈时对航天器的不利影响。(4分)
(4)说明人们观测和研究“太阳发脾气”的意义。(2分)
答案 (1)太阳可能总辐射量随着纬度的增加不断减少,有效总辐射量随着纬度的增加先增加、后减少。
(2)色球 c
(3)太阳活动强烈时,带电粒子流会引起电离层的扰动,影响航天器的无线电通信;太阳活动会影响地球磁场,发生磁暴现象,使航天器的定位系统受到干扰。
(4)掌握太阳活动的规律,可以提前预警,降低因太阳活动而产生的不利影响。
解析 第(1)题,读图Ⅰ可知,太阳可能总辐射量随着纬度的增加而迅速地降低;有效总辐射量受天气现象的影响,随着纬度的增加先增加、后降低。第(2)题,读图Ⅱ可知,a位于太阳大气的最外面,是日冕层;b处于中间,是色球层;c处于最里面,是光球层。根据所学知识可知,太阳黑子和太阳耀斑分别出现在图Ⅱ中的c光球层和b色球层。第(3)题,根据所学知识分析,太阳活动所产生的带电粒子流会引起电离层的扰动,进而影响航天器的无线电短波通信;太阳活动会影响地球磁场,发生磁暴现象,太阳活动强烈时地球磁针不能正确指示方向,使航天器的定位系统受到干扰。第(4)题,根据所学知识分析,太阳活动对地球产生了深远影响,研究和掌握太阳活动的规律,可以提前预警太阳活动,降低因太阳活动而产生的不利影响。
13.阅读材料,回答下列问题。(10分)
综合柱状剖面图是根据一个地区的地层资料,按时代顺序、接触关系及厚度编制的图件,用以表示地层、岩石的特征和相互关系,反映区域内地质发展历史、地质条件和地层特征等,它是野外地质工作的主要成果之一。下图示意山西省地层综合柱状剖面。
(1)概括山西省地层的地理特点。(3分)
(2)根据①时期的岩石类型推测当时山西省地理环境。(4分)
(3)若图示植物化石为裸子植物,说出②时期可能的地质年代和灭绝的动物类型。(3分)
答案 (1)不同时代沉积的岩石成分和厚度有差异;具有层理构造;含有化石、矿产。
(2)①时期的岩石是含有珊瑚化石的石灰岩,石灰岩的主要成分是碳酸钙,主要由海洋中的钙物质沉积而成;珊瑚生活在海洋中,由此推测当时山西省为暖湿的浅海环境。
(3)中生代。恐龙和海洋中的部分无脊椎动物。
解析 第(1)题,由图可知,山西省地层不同时代沉积的岩石成分和地层厚度有差异,地层有明显的层理结构,部分地层中含有矿产和化石。第(2)题,由图可知,①时期的岩石是含有珊瑚化石的石灰岩,石灰岩的主要成分是碳酸钙,是由海洋中的钙物质沉积而成的,即由海洋生物遗体沉积而成;石灰岩中含有珊瑚化石,珊瑚生活在海洋中,由此可以推测当时山西省为暖湿的浅海环境。第(3)题,裸子植物出现在古生代末期二叠纪,兴盛于中生代,故②时期可能的地质年代是中生代。中生代末期,爬行动物中的恐龙和海洋中的部分无脊椎动物灭绝。
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