太阳能热水器的热量计算
一、解答题（共19小题）
1、如图是太阳能热水器的装置图．它主要由太阳能吸热板和补水箱等组成，它利用水的对流与循环把水加热．补水箱内装40kg水，如果每分钟吸收太阳辐射的能量为8.4×104J，其中60%被水吸收．求：
（1）请说出太阳能热水器的工作原理．
（2）将补水箱里20℃的水经吸热板加热1小时水温为多少度？〔C水=4.2×103J/（kg．℃）〕
（3）若改用电热器加热，需耗电多少度？（不计热量损失）
2、下表是某品牌电辅助加热式太阳能热水器的部分参数，假设热水器接收到的太阳能有80%被水吸收．试求：
保温水箱容积（L）
150
采光面积（m2）
2.5
水温（℃）
夏天
45～90
冬天
30～60
电热管
电压220V
功率2000W
（1）夏天用温度为20℃的水将保温箱充满，在最好的日光充分照射下，当水温恰好达到最高时，需要吸收多少太阳能？[C水=4.2×103J/（kg?℃）]
（2）冬天晚间无阳光时用电热管加热，保温箱充满水使水温由10℃升高到50℃，在电热管不计热量损失的情况下需加热多长时间？
（3）请简要说出一条太阳能热水器的优点．21cnjy
3、 “城市，让生活更美好”是上海世博会的主题．世博会主题馆屋顶安装的太阳能集热板面积堪称世界之最，太阳能集热板的面积为3×104m2，年发电量为3×105kW?h．在相同时间、相同日照条件下，这种太阳能供电系统的发电量与集热板面积成正比．
（1）假设崇左地区日照条件与上海相同，你的学校年耗电量为3×104kW?h．如果学校要全部实现太阳能电源供电，打算安装上述性能的太阳能供电系统，至少需要安装多大面积的太阳能集热板？
（2）学校里某学生宿舍的太阳能热水器的水箱装水400kg，集热管每小时接收太阳能为1.68×107J，则每小时该热水器里的水温度能升高多少℃？[不计热量损失，C水=4.2×103J/（kg?℃）]．
4、太阳能热水器是一种常见的利用太阳能的装置．某品牌太阳能热水器，在晴天能接收到的太阳能平均辐射强度（用R表示）为R=300J/（m2?s），它表示每平方米面积上一秒内接收到的太阳能为300J．该太阳能热水器集热管接收阳光照射时的有效面积是2m2，贮水箱中盛有0.1m3的水．求：
（1）贮水箱中水的质量．
（2）若在阳光下照射70min，所接收到的太阳能全部用来加热水，贮水箱中的水温可升高多少度．
[ρ水=1.0×103kg/m3，C水=4.2×103J/（kg?℃）]．
5、如图是一种电能辅助式太阳能热水器，晴天时接收太阳能的真空镀膜管每小时能将2.1×106J的太阳能转化为水的内能，电热管上标有“220V 1500W”．
（1）晴天时用太阳能加热，一天以lOh计算，可以将100kg，初温为20℃的水加热到多高的温度？[水的比热容C=4.2×103J/（kg?℃）]
（2）阴雨天时用电加热，如果消耗的电能全部转化为水的内能，热水器在额定电压下工作，将上述同样质量的初温相同的水加热到同样的温度需要多长的时间？
（3）请你说说利用太阳能有什么优点？
6、开发和利用新型、环保、清洁的能源是当今世界各国最为关心的课题之一．小明家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能热水器，加满水后，经过阳光的照射，水温由原来的20℃升高到了40℃．问：
（1）太阳能热水器中的水吸收了多少热量？
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供．则需要燃烧多少焦炭？[水的比热容c水=4.2×103J/（kg?℃）、焦炭的热值q=3.0×107J/kg]．
7、小明家最近安装了一台太阳能热水器，容积为80L装满水．
（1）热水器中水的质量是多少？
（2）水温升高50℃需吸收多少热量？产生这些热量需完全燃烧多少煤气？
[c水=4.2×103J/（kg?℃），q煤气=4.2×107J/kg]
8、太阳能热水器具有安全、节能、经济和环保等优点．
（1）太阳能热水器工作时，把太阳能转化为水的 _________ 能．
（2）有一太阳能热水器，水箱能装160千克水．装满水后，若水温由20℃升高到70℃，水箱里的水吸收的热量是多少焦？[C水=4.2×103焦/（千克?℃）]．
9、下面是小明在题为《能源的利用》的研究性学习中收集到的有关太阳能的资料：太阳能是人类最基本的能源，它无污染、免费，还可以再生，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长．当太阳光照射地面时，1m2地面上在1s内平均得到的太阳辐射能约为1.0×103J．太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经逐渐出现在我们的生活中…恰好，小明同学家最近想买一台太阳能热水器，在参考了以上资料后，他又在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告：21cnjy
（1）小明家每天大约需要100kg热水，用这种热水器将这些水从25℃加热到45℃需要多长时间？
（2）对比效率为80%的电热水器，小明家每天可节约多少电能？
10、装有50kg水的太阳能热水器，在阳光照射下，水温从20℃上升到50℃．该热水器中水吸收的热量是多少？[C水=4.2×103J/（kg?℃）]．
11、太阳能热水器深受广大用户的青睐，下图是雅典牌太阳能热水器．问：
（1）与其它形式的能量相比，太阳能具有哪些优点？（写出两点即可）
（2）该热水器注满水时，水的总质量是140kg，如果这些水吸收了2.94×107J的太阳能，它的温度会升高多少摄氏度？[C水=4.2×103J/（kg?℃）]．
12、近年来，太阳能热水器的普及率越来越高，一台太阳能热水器每天能提供200kg、80℃热水，如果这些水从进水管进来时初温是20℃．
问：这台热水器每天吸收多少热量来加热水？[c水=4.2×103J/（kg﹒℃）]
13、目前，我国西南五省正经历百年一遇的特大干旱，灾区的旱情牵动了全国人民的心．北方的沙尘暴也同样给人们的生产、生活带来了不同程度的影响．干旱、沙尘暴等极端天气的频发和高强度，其重要的原因就是“全球气候变暖”，而二氧化碳是全球变暖的罪魁祸首．面对日益恶化的环境、行将枯竭的化石能源…，人们越来越意识到：必须建立绿色、环保的低碳生活，用自己的力量呵护我们美丽的地球家园！
（1）为了缓解旱情，灾区各省市积极行动，利用有利的气象条件多次实施人工降雨．要实施人工降雨必须具备什么样的气象条件？实施人工降雨时常向高空抛洒干冰，请问干冰的作用是什么？
（2）太阳能热水器不用电、不烧气，利用太阳能，无任何污染，属于绿色环保产品．小明家屋顶上有一台太阳能热水器，水箱容量为120升．
①该水箱最多能装质量为多少kg的水？
②假如热水器接收到的太阳能有50%转化为水的内能，则使一箱水的温度从20℃升高到70℃，需要接收多少太阳能？
③若使用液化石油气给水加热时，液化石油气完全燃烧放热的70%被水吸收，则在使用太阳能热水器后，使同样多的水升高相同的温度，可节约液化石油气多少kg？[液化石油气的热值为8.0×107J/kg、水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）]．
14、太阳能是一种清洁、无污染的理想能源．泉州市区盛夏的一天，在阳光的照射下，能将太阳能热水器内盛有200kg的水，温度升高50℃，求：
（1）这些水吸收了多少J太阳的热量？21cnjy
（2）这些热量相当于完全燃烧多少m3的液化石油气？（提示：气体完全燃烧释放热量的计算公式 Q=V q，其中V为体积，单位m3）
液化气的参数及价格：
热值（J/m3）
4.9×107
压强（MPa）
1.6
使用温度（℃）
﹣40～+60
价格 （元/m3）
10元/m3
15、太阳能是一种理想的绿色能源，太阳能热水器深受广大用户的青睐．如图所示为某品牌太阳能热水器．
（1）热水器集热管采用双层结构 _________ ，外层透明，两层之间是真空的 _________ ，内层内壁涂成银色 _________ ，内层外壁涂成黑色 _________ ，从物理学角度看，这样做的目的是什么？
（2）该太阳能热水器的水箱总容积为100L，4、5月份晴朗的天气下，一满箱15℃的水到傍晚时，水温可达到65℃，如果用煤气来加热，需要完全燃烧多少立方米的煤气？
（3）水箱中的水温在冬天有时不够高，一般都预装了电加热器．若该电加热器的规格为“220V 2.4kW”，家里当时的实际电压只有200V，要把满箱水温仍然从15℃提高到65℃，需加热多少小时？
（4）若某用户家的太阳能热水器架设在20m高的楼顶，则从理论上看，将水注满热水器，这部分水的机械能增加了多少？
16、小张同学家安装了一台太阳能热水器，晴天可利用太阳能集热，阴雨天可用电辅助加热，铭牌如右表所示．求：（其中 m=ρV）
额定电压220V
容积100L
额定功率1650W
频率50HZ
（1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃升高到50℃时，需要吸收多少热量？
（2）用电加热时，热水器正常工作的电流有多大？
（3）贮满水的热水器，阴天里要使水温从20℃升高到50℃，其中55%的热量是由电来辅助提供的，则热水器正常工作时需加热多长时间？（不计热量损失）
（4）我国出台了一系列有关“家电下乡”的政策，其中对购买高能效、低能耗的家电产品实行政府财政补贴，就国家这一政策对能源与社会发展带来的影响，发表你的看法．
17、如图所示，太阳能集热器就是直接利用太阳能把水加热的装置．太阳能热水系统主要元件包括集热板、储存装置及循环管路三部分．假设家用太阳能热水器的效率在夏天可达50%；从太阳能手册中查到，在地球表面，晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射为1.26×103J/m2?s．如果储水箱内的水大约有80kg，集热板接收阳光垂直照射的面积始终是3m2，请计算，要使水温从20℃升高到50℃需要吸收多长热量？达到这样的水温需要多少时间？（C水=4.2×103J/（kg．℃））
18、家用太阳能热水器式发电机在不久的将来会深受广大用户的青睐，如图是雅典牌太阳能热水器式发电机．它利用太阳能将水变为水蒸汽，由气轮机带动发电机发明，同时的液化水循环利用或作家用热水．问：
（1）这种太阳能热水器兼发电机具有哪些优点？（写出两点即可）
（2）该热水器注满水时，水的总质量是140kg，如果这些水吸收了5.88×107J的太阳能，它可使0℃的水温度升高多少摄氏度？21cnjy
[C水=4.2×103J/（kg?℃）]
（3）如果吸收太阳能的五分之一将水变为水蒸气来发电，且发电效率只有50%，它能家里的40W的一只日光灯正常工作多少小时？
19、太阳能热水器是把太阳能转变成内能的装置，为了有效利用太阳能，某兴趣小组对“吸收太阳能与物体表面颜色之间的关系”进行了实验探究：在黑色和白色的塑料袋内装了质量相同的水，插入温度计后系好，放在太阳光下曝晒，每隔相同时间读出温度计示数，数据记录如下：
（1）他们在实验中采用的科学研究方法是 _________ ．
（2）由以上研究可知，太阳能热水器集热管的吸热表面颜色以 _________ 色为宜．
（3）某太阳能热水器装水量为100㎏的水，集热管接收太阳能的有效面积为2㎡，若每小时1㎡上接收太阳能约为2.1×106J，则热水器每小时接收太阳能多少J？装满水后每小时水的温度可升高多少？
（4）若改用效率为70%天然气热水器加热，使100㎏的水升高相同的温度，需要燃烧多少m3的天然气？（天然气的热值为4×107J/m3）
二、选择题（共1小题）21cnjy
20、下列四组连线中，完全正确的是（ ）
A、工作时的能量转化
干电池﹣﹣化学能转化为电能
太阳能热水器﹣﹣太阳能转化为内能
发电机﹣﹣机械能转化为电能 B、物理问题研究及科学方法
曹冲称象﹣﹣控制变量法
将撬棒抽象为杠杆﹣﹣建立物理模型法
研究电流跟电压、电阻的关系﹣﹣等效法
C、物理量和单位
功﹣﹣千瓦
功率﹣﹣千瓦时
热量﹣﹣焦耳 D、生活现象与物理知识
能从各个方向看到物体﹣﹣漫反射
夜间行车，驾驶室内不宜亮灯﹣﹣平面镜成像
沸点与气压的关系﹣﹣高压锅
三、填空题（共7小题）
21、若一太阳能热水器内装有100kg温度为20℃的水，阳光照射一天后，水温升高到70℃，则热水器内的水吸收了 _________ J的太阳能；这是通过 _________ 改变了水的内能．[已知水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）]
22、太阳是一个巨大的能源，直接利用太阳能不会污染环境，围绕地球运转的通信卫星，其两翼安装的太阳能电池板，能把 _________ 能转化成 _________ 能，供通信卫星使用．太阳能还可以直接转化成内能，现有一太阳能热水器，在晴天每天可将50kg水从20℃加热到50℃，若燃烧煤气来加热这些水，则至少需要消耗掉 _________ m3的煤气．（已知煤气的热值为3.9×107J/m3）
23、太阳能是人类能源的宝库，太阳能集热器是直接利用太阳能的一种装置，它可以利用太阳能把水加热．下面是某太阳能热水器铭牌上的一组技术参数：
型 号
真空管/mm
直径×长度
容积/L
集热管采光面积/m2
吸热功率/W
水温/℃
A821﹣1.8m
Φ58×1800
200
2.90
1200～2500
40～98
其中“吸热功率”是指：在阳光照射下，集热管每秒钟吸收太阳辐射的能量（热量）．若此热水器中装满20℃的冷水，要使水温升高30℃，需吸收的热量是 _________ J；若按最大吸热功率计算，加热这些水需要的时间是 _________ h．[不计热量散失，水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）]．
24、一加满水的太阳能热水器（有关参数如表所示），在阳光下水吸收了1.68×107J的热量，水温将从20℃升高到 _________ ℃；若这些热量全由辅助加热系统提供，需通电 _________ s．[c水=4.2×103J/（kg?℃）]
25、太阳能热水器比燃气热水器具有节能、环保的优点，现有一简易太阳能热水器，它装满质量为10kg的水，它每小时吸收的太阳能为8.4×104J，问每天太阳照射10h后水温能升高 _________ ℃．21cnjy
26、太阳能是一种清洁能源．某太阳能热水器每天能使500kg的水温度升高30℃，那么这些水吸收的热量为 _________ J，这些热量相当于完全燃烧 _________ m3的天然气放出的热量．（天然气的热值取7×107J/m3，水的比热容C水=4.2×103J/（kg?℃））．我国每年消耗数千万桶原油用于制造塑料袋．已知原油的热值为4.4×107J/kg，完全燃烧l kg原油，能释放出 _________ J的热量，这些热量若只有4 2%被水吸收，则可以使常温下 _________ kg的水温度上升2 0℃．自2008年6月1日起，我国开始限制塑料袋的使用，目的是 _________ （写出一条即可）．
27、太阳能是人类能源的宝库，太阳能集热器是直接利用太阳能的一种装置，它可以利用太阳能把水加热．下面是某太阳能热水器铭牌上的一组技术参数：
若此热水器中装满20℃的冷水，要使水温升高30℃，需吸收的热量是 _________ J；使用太阳能的优点是 _________
答案与评分标准
一、解答题（共19小题）
1、如图是太阳能热水器的装置图．它主要由太阳能吸热板和补水箱等组成，它利用水的对流与循环把水加热．补水箱内装40kg水，如果每分钟吸收太阳辐射的能量为8.4×104J，其中60%被水吸收．求：
（1）请说出太阳能热水器的工作原理．
（2）将补水箱里20℃的水经吸热板加热1小时水温为多少度？〔C水=4.2×103J/（kg．℃）〕
（3）若改用电热器加热，需耗电多少度？（不计热量损失）
考点：太阳能热水器中的热量计算；电功的计算。
专题：应用题；简答题。
分析：太阳能热水器是将太阳辐射的光能转化为水的内能，来提高水的温度．
太阳能不是全部被水吸收，只有60%被吸收，所以需要利用机械效率的公式对有用功进行计算．
根据热量公式Q太=cm△t，对水升高温度进行计算，注意求出水的末温．
如果用电热器加热，需要利用单位换算进行判断．
1kW?h=3.6×106J
解答：解：（1）利用太阳辐射的能量和水的对流与循环把水加热
（2）Q太=cm△t=8.4×104J×60s=5.04×106J
Q吸=60%Q太=5.04×106×0.6=3.02×106J
由Q吸=cm（t﹣t0），得：
（3）Q电=Q吸=3.02×106J≈0.84kW?h
故答案为：21cnjy
（1）利用太阳辐射的能量和水的对流与循环把水加热；
（2）37.97℃；
（3）0.84kW?h．
点评：本题考查学生对生活中能量转化的理解，同时要求掌握热量公式的计算和电能单位的换算．
2、（2010?黔东南州）下表是某品牌电辅助加热式太阳能热水器的部分参数，假设热水器接收到的太阳能有80%被水吸收．试求：
保温水箱容积（L）
150
采光面积（m2）
2.5
水温（℃）
夏天
45～90
冬天
30～60
电热管
电压220V
功率2000W
（1）夏天用温度为20℃的水将保温箱充满，在最好的日光充分照射下，当水温恰好达到最高时，需要吸收多少太阳能？[C水=4.2×103J/（kg?℃）]
（2）冬天晚间无阳光时用电热管加热，保温箱充满水使水温由10℃升高到50℃，在电热管不计热量损失的情况下需加热多长时间？21cnjy
（3）请简要说出一条太阳能热水器的优点．
考点：太阳能热水器中的热量计算；热量的计算；电功的计算；太阳能的利用。
专题：计算题；简答题。
分析：（1）先利用密度公式m=ρV求出水的质量，再根据吸热公式Q吸=Cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；然后根据热水器接收到的太阳的效率计算太阳能热水器吸收的太阳能．
（2）电热管不计热量损失的情况下，先计算保温箱里的水温度由10℃升高到50℃吸收的热量，再计算这些热量由电热管加热需多长时间．
（3）比较太阳能热水器与普通的电热水器、煤气热水器的不同，可知太阳能热水器的优点．
解答：解：（1）保温箱充满水时：
水的质量m=ρ水V=1.0×103kg/m3×150×10﹣3m3=150kg；
当最好的日光充分照射下，水温达到最高值，t=90℃，
∴Q吸=C水m（t﹣t0）=4.2×103J/（kg?℃）×150kg×（90℃﹣20℃）=4.41×107J；
∵太阳能有80%被水吸收；
∴；
答：在最好的日光充分照射下，当水温恰好达到最高时，需要吸收5.51×107J的太阳能．
（2）保温箱充满水使水温由10℃升高到50℃吸收的热量为：
Q吸1=C水m（t1﹣t01）=4.2×103J/（kg?℃）×150kg×（50℃﹣10℃）=2.52×107J；
∵Q吸1=Q电=pt；
∴；
答：保温箱充满水使水温由10℃升高到50℃，在电热管不计热量损失的情况下需加热3.5小时．
（3）普通的电热水器需消耗电能，煤气热水器需消耗煤气、燃烧时会产生废气污染空气，而太阳能热水器都避免这些，具有节能、无污染、环保、高效利用太阳能．
答：太阳能热水器的优点是：节能、无污染、环保、高效利用太阳能．
点评：本题考查了学生热量的计算和能量的利用率的运用，进一步了解太阳能在生活中的应用，解答时注意计算题的格式和公式的单位统一．
3、 “城市，让生活更美好”是上海世博会的主题．世博会主题馆屋顶安装的太阳能集热板面积堪称世界之最，太阳能集热板的面积为3×104m2，年发电量为3×105kW?h．在相同时间、相同日照条件下，这种太阳能供电系统的发电量与集热板面积成正比．21cnjy
（1）假设崇左地区日照条件与上海相同，你的学校年耗电量为3×104kW?h．如果学校要全部实现太阳能电源供电，打算安装上述性能的太阳能供电系统，至少需要安装多大面积的太阳能集热板？
（2）学校里某学生宿舍的太阳能热水器的水箱装水400kg，集热管每小时接收太阳能为1.68×107J，则每小时该热水器里的水温度能升高多少℃？[不计热量损失，C水=4.2×103J/（kg?℃）]．
考点：太阳能热水器中的热量计算；热量的计算。
专题：计算题；应用题；信息给予题。
分析：（1）太阳能供电系统的发电量与集热板面积成正比，知道世博会主题馆屋顶安装的太阳能集热板面积S0和年发电量W0、学校年耗电量（需要年发电量）W，求需要安装多大面积的太阳能集热板；
（2）知道每小时接收的太阳能（水吸收的热量），水的质量、水的比热容，利用吸热公式Q吸=cm△t求水温度的升高值．
解答：解：（1）太阳能集热板面积S0=3×104m2时，
年发电量W0=3×105kw?h，学校每年消耗电能W=3×103kw?h，
设需要安装太阳能集热板的面积为S，
由题知，太阳能供电系统的发电量与集热板面积成正比，
即：=，21cnjy
∴S=×S0=×3×104m2=3×103m2，
（2）设水温升高为△t，
∵Q吸=c水m△t
∴△t===10℃．
答：（1）至少需要安装3×103m2的太阳能集热板；
（2）每小时该热水器里的水温度能升高10℃．
点评：本题考查了学生对吸热公式、新能源（太阳能）的了解和利用，通过分析计算，了解新能源的开发，为以后积极开发新能源打下坚实的基础．
4、（2009?昆明）太阳能热水器是一种常见的利用太阳能的装置．某品牌太阳能热水器，在晴天能接收到的太阳能平均辐射强度（用R表示）为R=300J/（m2?s），它表示每平方米面积上一秒内接收到的太阳能为300J．该太阳能热水器集热管接收阳光照射时的有效面积是2m2，贮水箱中盛有0.1m3的水．求：
（1）贮水箱中水的质量．
（2）若在阳光下照射70min，所接收到的太阳能全部用来加热水，贮水箱中的水温可升高多少度．
[ρ水=1.0×103kg/m3，C水=4.2×103J/（kg?℃）]．
考点：太阳能热水器中的热量计算；密度公式的应用；热量的计算。
专题：计算题；应用题。
分析：（1）根据公式：m=ρ水V，把数值代入公式，解答即可；
（2）太阳能热水器每平方米面积上一秒内接收到的太阳能为300J，其有效面积是2m2，照射70min，所以，可求出接收到的太阳能；再根据公式：Q=C水m△t，代入数值，可解答．
解答：解：（1）根据公式：m=ρ水V=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg．
（2）由题意得，Q=2m2×300J/（m2?s）×70×60s=2.52×106J；
升高的温度：△t===6℃．
答：（1）贮水箱中水的质量是100kg．
（2）贮水箱中的水温可升高6℃．
点评：本题考查了热量的计算，本题与生活相连，使学生觉得学有所用，激发了学生的学习兴趣．注意计算时公式变形、单位变换要正确．
5、如图是一种电能辅助式太阳能热水器，晴天时接收太阳能的真空镀膜管每小时能将2.1×106J的太阳能转化为水的内能，电热管上标有“220V 1500W”．
（1）晴天时用太阳能加热，一天以lOh计算，可以将100kg，初温为20℃的水加热到多高的温度？[水的比热容C=4.2×103J/（kg?℃）]
（2）阴雨天时用电加热，如果消耗的电能全部转化为水的内能，热水器在额定电压下工作，将上述同样质量的初温相同的水加热到同样的温度需要多长的时间？
（3）请你说说利用太阳能有什么优点？21世纪教育网版权所有
Q吸=2.1×l06J×10=2.1×107J
由Q吸=cm（t﹣t0）得水升高后的温度
t=+t0=+20℃=70℃；
（2）阴天改用电加热时：
∵Q吸=W=Pt=2.1×l07J，热水器在额定电压下工作
∴将上述同样质量的初温相同的水加热到同样的温度需要的时间：
t===1.4×l04s=4h；
（3）太阳能的优点：不污染环境、省钱、可以从自然界源源不断地得到．
答：（1）晴天时用太阳能加热，一天以lOh计算，可以将100kg，初温为20℃的水加热到70℃；
（2）热水器在额定电压下工作，将上述同样质量的初温相同的水加热到同样的温度需要4h的时间；
（3）不污染环境、省钱、可以从自然界源源不断地得到．
点评：本题将热学的吸热公式和电学的电功率相结合，虽属于基础知识，但要求灵活运用，属于难题．
6、开发和利用新型、环保、清洁的能源是当今世界各国最为关心的课题之一．小明家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能热水器，加满水后，经过阳光的照射，水温由原来的20℃升高到了40℃．问：
（1）太阳能热水器中的水吸收了多少热量？
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供．则需要燃烧多少焦炭？[水的比热容c水=4.2×103J/（kg?℃）、焦炭的热值q=3.0×107J/kg]．
考点：太阳能热水器中的热量计算；燃料的热值。
专题：计算题。
分析：（1）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量；
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，即Q吸=Q放×20%，再利用Q放=mq求需要完全燃烧多少焦炭．
解答：解：（1）太阳能热水器中的水质量：
m=ρv=1×103kg/m3×0.5m3=500kg，
水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×500kg×（40℃﹣20℃）=4.2×107J；
（2）由题知，Q吸=Q放×20%=m′q×20%=4.2×107J，
需要焦炭的质量：
m′===7kg．21世纪教育网版权所有
答：（1）太阳能热水器中的水吸收了4.2×107J的热量；
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供．则需要燃烧7kg焦炭．
点评：本题考查了学生对吸热公式Q吸=cm△t、燃料完全燃烧放热公式Q放=mq的掌握和运用，利用好“Q吸=Q放×20%=m′q×20%”是本题的关键．
7、小明家最近安装了一台太阳能热水器，容积为80L装满水．
（1）热水器中水的质量是多少？
（2）水温升高50℃需吸收多少热量？产生这些热量需完全燃烧多少煤气？
[c水=4.2×103J/（kg?℃），q煤气=4.2×107J/kg]
考点：太阳能热水器中的热量计算；密度公式的应用；热量的计算。
专题：应用题。
分析：（1）由题意知水的体积，利用密度公式计算质量；
（2）已知水的质量、比热容、温度的变化量求热量，利用热量公式Q=cm△t计算热量．
然后根据吸热等于放热，利用热量公式Q=qm计算出煤气的质量．
解答：解：（1）水的质量m=ρv=1.0×103kg/m3×80×10﹣3m3=80kg；
（2）水吸收的热量Q=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×80kg×50℃=1.68×107J；
需要完全燃烧的煤气．
答：（1）热水器中水的质量是80kg；
（2）水温升高50℃需吸收1.68×107J热量，产生这些热量需完全燃烧0.4kg的煤气．
点评：本题考查了密度公式和热量公式的运用和计算能力，计算过程要注意单位换算，80L=80×10﹣3m3．
8、太阳能热水器具有安全、节能、经济和环保等优点．
（1）太阳能热水器工作时，把太阳能转化为水的 内 能．
（2）有一太阳能热水器，水箱能装160千克水．装满水后，若水温由20℃升高到70℃，水箱里的水吸收的热量是多少焦？[C水=4.2×103焦/（千克?℃）]．
考点：太阳能热水器中的热量计算；能量转化的现象。
专题：计算题。
分析：（1）太阳能热水器可以把太阳能转化为水的内能．
（2）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用公式Q吸=cm△t求水吸收的热量．
解答：解：（1）太阳能热水器工作将水加热，把太阳能转化为水的内能．
（2）水箱里的水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×160kg×（70℃﹣20℃）=3.36×107J．
答：（1）太阳能热水器可以把太阳能转化为水的内能；
（2）水箱里的水吸收的热量是3.36×107J．
点评：本题考查了学生对吸热公式、太阳能热水器能量转化的了解与掌握，要求灵活地选择物理规律和公式解答问题．
9、下面是小明在题为《能源的利用》的研究性学习中收集到的有关太阳能的资料：太阳能是人类最基本的能源，它无污染、免费，还可以再生，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长．当太阳光照射地面时，1m2地面上在1s内平均得到的太阳辐射能约为1.0×103J．太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经逐渐出现在我们的生活中…恰好，小明同学家最近想买一台太阳能热水器，在参考了以上资料后，他又在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告：
（1）小明家每天大约需要100kg热水，用这种热水器将这些水从25℃加热到45℃需要多长时间？
（2）对比效率为80%的电热水器，小明家每天可节约多少电能？
考点：太阳能热水器中的热量计算。
专题：计算题；信息给予题。
分析：（1）知道水的质量和水升高的温度值，利用吸热公式求水吸热，再结合1m2地面上在1s内平均得到的太阳辐射能和太阳能的效率计算所需时间；
（2）利用Q吸=W×80%求每天可节约的电能．
解答：解：（1）Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg?℃）×100kg×（45℃﹣25℃）=8.4×106J；
由题知Q吸=1.0×103J×1.5×t×40%=8.4×106J；
∴t=1.4×104s≈4h；21世纪教育网版权所有
（2）若用电热器供热
W×80%=Q吸=8.4×106J
∴W=1.05×107J；
答：（1）用这种热水器将这些水从25℃加热到45℃需要4h．
（2）对比效率为80%的电热水器，小明家每天可节约电能1.05×107J．
点评：本题将热学的吸热公式、太阳能热水器的效率和电学电功的计算相结合，虽属于基础知识，但要求灵活运用，属于难题．
10、装有50kg水的太阳能热水器，在阳光照射下，水温从20℃上升到50℃．该热水器中水吸收的热量是多少？[C水=4.2×103J/（kg?℃）]．
考点：太阳能热水器中的热量计算；热量的计算。
专题：计算题。
分析：已知水的质量为50kg，水温从20℃上升到50℃．利用吸热公式Q吸=Cm（t﹣t0）计算即可．
解答：解：Q吸=C水m（t﹣t0）
=4.2×103J/（kg?℃）×50kg×（50℃﹣20℃）
=6.3×106J．
答：热水器中水吸收的热量是6.3×106J．
点评：本题题干中，水温从20℃上升到50℃，需注意分析出水的末温是50℃．利用吸热公式Q吸=Cm△t计算时，注意单位的代入和统一．
11、太阳能热水器深受广大用户的青睐，下图是雅典牌太阳能热水器．问：
（1）与其它形式的能量相比，太阳能具有哪些优点？（写出两点即可）
（2）该热水器注满水时，水的总质量是140kg，如果这些水吸收了2.94×107J的太阳能，它的温度会升高多少摄氏度？[C水=4.2×103J/（kg?℃）]．
考点：太阳能热水器中的热量计算；太阳能的利用。
专题：计算题；简答题。
分析：（1）太阳能是一种清洁、无污染、可再生能源，它取之不尽用之不竭，是一种新型的能源，越来越被广泛利用；
（2）知道水的质量、水的比热容、水吸收的热量，利用吸热公式Q吸=cm△t求水的温度升高值．
解答：解：（1）与其它形式的能量相比，太阳能无污染，取之不尽；
（2）∵Q吸=c水m△t，
∴水吸热后温度升高值：
△t===50℃．
答：（1）与其它形式的能量相比，太阳能具有无污染、取之不尽的优点；
（2）水的温度会升高50℃．
点评：本题考查了学生对吸热公式、太阳能优点的了解与掌握，属于基础题目．
12、近年来，太阳能热水器的普及率越来越高，一台太阳能热水器每天能提供200kg、80℃热水，如果这些水从进水管进来时初温是20℃．
问：这台热水器每天吸收多少热量来加热水？[c水=4.2×103J/（kg﹒℃）]
考点：太阳能热水器中的热量计算。
专题：应用题。21世纪教育网版权所有
13、目前，我国西南五省正经历百年一遇的特大干旱，灾区的旱情牵动了全国人民的心．北方的沙尘暴也同样给人们的生产、生活带来了不同程度的影响．干旱、沙尘暴等极端天气的频发和高强度，其重要的原因就是“全球气候变暖”，而二氧化碳是全球变暖的罪魁祸首．面对日益恶化的环境、行将枯竭的化石能源…，人们越来越意识到：必须建立绿色、环保的低碳生活，用自己的力量呵护我们美丽的地球家园！
（1）为了缓解旱情，灾区各省市积极行动，利用有利的气象条件多次实施人工降雨．要实施人工降雨必须具备什么样的气象条件？实施人工降雨时常向高空抛洒干冰，请问干冰的作用是什么？
（2）太阳能热水器不用电、不烧气，利用太阳能，无任何污染，属于绿色环保产品．小明家屋顶上有一台太阳能热水器，水箱容量为120升．
①该水箱最多能装质量为多少kg的水？
②假如热水器接收到的太阳能有50%转化为水的内能，则使一箱水的温度从20℃升高到70℃，需要接收多少太阳能？
③若使用液化石油气给水加热时，液化石油气完全燃烧放热的70%被水吸收，则在使用太阳能热水器后，使同样多的水升高相同的温度，可节约液化石油气多少kg？[液化石油气的热值为8.0×107J/kg、水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）]．
考点：太阳能热水器中的热量计算；液化及液化现象；生活中的升华现象；密度公式的应用；热量的计算；燃料的热值。
专题：计算题；简答题。
分析：（1）要解答本题需掌握：人工降雨就是在云层中抛洒干冰，固态二氧化碳即干冰变为气体，是由固态直接变为气态，属于升华，由于升华要吸收热量，所以致使周围的温度急剧下降，使水蒸气遇冷液化形成雨，这就需要空气中有大量的水蒸气．
（2）①知道水箱的容量和水的密度，可利用公式m=ρV计算水的质量．
②知道水的比热容、质量和温度变化，可利用公式Q吸=Cm△t计算水吸收的热量，热水器接收到的太阳能有50%转化为水的内能，可利用公式Q=计算接收的太阳能．
③使同样多的水升高相同的温度，从而可以知道水吸收的热量，而液化石油气完全燃烧放出的热量70%被水吸收，可利用公式Q放=计算液化石油气完全燃烧放出的热量，再利用公式m=计算液化石油气的质量．
解答：解：
（1）人工降雨就是在云层中抛洒干冰，干冰进入冷云层，由固态变为气态，属于升华，利用干冰升华吸热降低空气的温度，使水蒸气遇冷液化形成雨，这就需要空气中有大量的水蒸气．
答：要实施人工降雨这就需要空气中有大量的水蒸气．实施人工降雨时常向高空抛洒干冰，干冰进入冷云层，由固态变为气态，属于升华，利用干冰升华吸热降低空气的温度，使水蒸气遇冷液化形成雨．
（2）①∵ρ=1.0×103kg/m3，V=120L=0.12m3
∴由公式ρ=得，
m=ρ?v=1.0×103kg/m3×0.12m3=120kg．
②∵C=4.2×103J/（kg?℃），△t=t﹣t0=70℃﹣20℃=50℃，21世纪教育网版权所有
∴水吸收的热量为：
Q吸=Cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×120kg×50℃=2.52×107J，
所以接收的太阳能为：
Q===5.04×107J．
③∵液化石油气完全燃烧放出的热量70%被水吸收，
∴液化石油气完全燃烧放出的热量为：
Q放===3.6×107J，
又∵q=8.0×107J/kg，
∴液化石油气的质量为：m===0.45kg．
答：①该水箱最多能装质量为120kg的水．
②需要接收的太阳能为5.04×107J．
③可节约液化石油0.45kg．
点评：本题考查了的是雨的形成条件，以及人工降雨的原理，是一道理论联系实际的题目，是一道好题．以及学生对密度公式、吸热公式、效率公式的掌握和运用，计算时注意单位统一，虽然120L水和120kg水的量相等，但不能写成120L=120kg！
14、太阳能是一种清洁、无污染的理想能源．泉州市区盛夏的一天，在阳光的照射下，能将太阳能热水器内盛有200kg的水，温度升高50℃，求：
（1）这些水吸收了多少J太阳的热量？
（2）这些热量相当于完全燃烧多少m3的液化石油气？（提示：气体完全燃烧释放热量的计算公式 Q=V q，其中V为体积，单位m3）
液化气的参数及价格：
热值（J/m3）
4.9×107
压强（MPa）
1.6
使用温度（℃）
﹣40～+60
价格 （元/m3）
10元/m3
考点：太阳能热水器中的热量计算；热量的计算；燃料的热值。
专题：计算题；应用题。
分析：（1）知道水的比热容、质量和温度变化，可利用公式Q吸=Cm△t计算水吸收的热量．
（2）知道燃料完全燃烧放出的热量等于水吸收的热量，又知道液化石油气的热值，可利用公式V=计算其体积．
解答：解：
（1）∵C=4.2×103J/（kg?℃），m=200kg，△t=50℃，
∴水吸收的热量为：Q吸=Cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×200kg×50℃=4.2×107J．
答：这些水吸收了4.2×107J的热量．
（2）∵Q放=Q吸=4.2×107J，q=4.9×107J/m3，21世纪教育网版权所有
∴液化石油气的体积为：V==≈0.49m3．
答：这些热量相当于完全燃烧0.49m3的液化石油气．
点评：本题考查了热量的计算，关键是对公式和公式变形的理解和应用．
15、太阳能是一种理想的绿色能源，太阳能热水器深受广大用户的青睐．如图所示为某品牌太阳能热水器．
（1）热水器集热管采用双层结构 防止热对流引起热损失 ，外层透明，两层之间是真空的 防止热传导引起热损失 ，内层内壁涂成银色 防止管内热水向外散热 ，内层外壁涂成黑色 更易吸收太阳的热 ，从物理学角度看，这样做的目的是什么？
（2）该太阳能热水器的水箱总容积为100L，4、5月份晴朗的天气下，一满箱15℃的水到傍晚时，水温可达到65℃，如果用煤气来加热，需要完全燃烧多少立方米的煤气？
（3）水箱中的水温在冬天有时不够高，一般都预装了电加热器．若该电加热器的规格为“220V 2.4kW”，家里当时的实际电压只有200V，要把满箱水温仍然从15℃提高到65℃，需加热多少小时？
（4）若某用户家的太阳能热水器架设在20m高的楼顶，则从理论上看，将水注满热水器，这部分水的机械能增加了多少？
考点：太阳能热水器中的热量计算；功的计算；热量的计算。
专题：应用题；压轴题。
分析：（1）热水器集热管采用双层结构并将内外玻璃管之间抽成真空，形成真空度为0.05Pa的真空夹层，以减少由于空气对流和传导而引起的热损失，这与热水瓶的原理相似；管内壁涂成银色，都是为了防止管内热水向外散热；管外壁涂成黑色，是因为黑色表面更易吸收太阳的热．
（2）首先利用公式m=ρv计算出水的质量，然后根据公式Q吸=cm（t﹣t0）计算出水吸收的热量，再根据公式v=Q/q计算出燃烧煤气的体积．
（3）因为当时的电压达不到电加热器的额定电压，因此要首先计算出它的实际功率P实=，再用公式W=Q吸=P实t计算出加热的时间．
（4）机械能的改变可以用做功的多少去衡量，因此克服水的重力做了多少功，机械能就会增加多少．
解答：解：（1）采用双层并将两层间抽成真空，以减少由于空气对流和传导而引起的热损失，管内壁涂成银色，都是为了防止管内热水向外散热；管外壁涂成黑色，是因为黑色表面更易吸收太阳的热．
（2）集热器中水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×100×10﹣3m3=100kg
燃烧煤气放出的热量等于水吸收的热量：
Q=Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg?℃）×100kg×（65℃﹣15℃）=2.1×107J
需要完全燃烧煤气的体积：
v煤气===0.525m3
（3）加热器的额定功率：P额=2.4kW=2400W
电加热器的电阻：
R===20Ω
电加热器的实际功率：
P实===2000W
W=Q吸=2.1×107J
故用电加热的时间为：
t===1.1×104s=3.1h21世纪教育网版权所有
（4）克服重力做的功就是增加的机械能：
W=Gh=mgh=100kg×10N/kg×20m=2×104J
故答案为：（1）这样做的目的是：采用双层并将两层间抽成真空，以减少由于空气对流和传导而引起的热损失，管内壁涂成银色，都是为了防止管内热水向外散热；管外壁涂成黑色，是因为黑色表面更易吸收太阳的热．
（2）0.525m3；（3）3.1h；（4）2×104J
点评：此题主要考查电和热的综合计算能力，属于中考压轴题，对学生的公式应用能力和综合计算能力要求比较高．
16、小张同学家安装了一台太阳能热水器，晴天可利用太阳能集热，阴雨天可用电辅助加热，铭牌如右表所示．求：（其中 m=ρV）
额定电压220V
容积100L
额定功率1650W
频率50HZ
（1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃升高到50℃时，需要吸收多少热量？
（2）用电加热时，热水器正常工作的电流有多大？
（3）贮满水的热水器，阴天里要使水温从20℃升高到50℃，其中55%的热量是由电来辅助提供的，则热水器正常工作时需加热多长时间？（不计热量损失）
（4）我国出台了一系列有关“家电下乡”的政策，其中对购买高能效、低能耗的家电产品实行政府财政补贴，就国家这一政策对能源与社会发展带来的影响，发表你的看法．
m=ρV=1.0×103kg/m3×100×10﹣3m3=100kg
水吸收的热量为：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg?℃）×100kg×（50℃﹣20℃）=1.26×107J
（2）从表中可以看出，正常工作时的电压为：U=220V，功率为：P=1650W，
所以正常工作时的电流为：
I===7.5A
（3）加热时间为：
t====4.2×103s
（4）我国的能源消耗以化石能源为主，鼓励使用高效家电产品，可有效提高能源利用率，
实现节能减排，保护环境，促进社会可持续发展．
答：（1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃升高到50℃时，需要吸收的热量为1.26×107J；
（2）用电加热时，热水器正常工作的电流为7.5A；
（3）用电来加热，热水器正常工作时需加热的时间为4.2×103s；
（4）我国的能源消耗以化石能源为主，鼓励使用高效家电产品，可有效提高能源利用率，实现节能减排，保护环境，促进社会可持续发展．
点评：此题主要考查学生对公式的综合利用，吸收热量的公式Q吸=cm（t﹣t0）；计算电流的公式I=P/U；计算功的公式W=Pt的综合应用，以及让学生说出国家实行家电下乡政策对社会发展带来的积极影响，对学生进行爱国主义教育．21世纪教育网版权所有
17、如图所示，太阳能集热器就是直接利用太阳能把水加热的装置．太阳能热水系统主要元件包括集热板、储存装置及循环管路三部分．假设家用太阳能热水器的效率在夏天可达50%；从太阳能手册中查到，在地球表面，晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射为1.26×103J/m2?s．如果储水箱内的水大约有80kg，集热板接收阳光垂直照射的面积始终是3m2，请计算，要使水温从20℃升高到50℃需要吸收多长热量？达到这样的水温需要多少时间？（C水=4.2×103J/（kg．℃））
考点：太阳能热水器中的热量计算；能量利用效率。
专题：计算题；应用题。
分析：（1）知道水的质量和水升高的温度值，利用吸热公式求水吸收的热量；
（2）再结合晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射为1.26×103J/m2?s和太阳能热水器的效率计算所需时间．
解答：解：（1）Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg?℃）×80kg×（50℃﹣20℃）=1.008×107J；
（2）由题知Q吸=1.26×103J/（m2?s）×3×t×50%=1.008×107J
∴t=5333.3s=1.54h；
答：要使水温从20℃升高到50℃需要吸收1.008×107J的热量，达到这样的水温需要1.54h．
点评：吸收热量的计算属于基础知识，但结合晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射和太阳能热水器的效率计算所需时间，有难度．
18、家用太阳能热水器式发电机在不久的将来会深受广大用户的青睐，如图是雅典牌太阳能热水器式发电机．它利用太阳能将水变为水蒸汽，由气轮机带动发电机发明，同时的液化水循环利用或作家用热水．问：
（1）这种太阳能热水器兼发电机具有哪些优点？（写出两点即可）
（2）该热水器注满水时，水的总质量是140kg，如果这些水吸收了5.88×107J的太阳能，它可使0℃的水温度升高多少摄氏度？
[C水=4.2×103J/（kg?℃）]
（3）如果吸收太阳能的五分之一将水变为水蒸气来发电，且发电效率只有50%，它能家里的40W的一只日光灯正常工作多少小时？
解答：解：（1）太阳能热水器兼发电机的优点为：无污染，清洁，安全，环保，方便，经济等．
（2））∵Q吸=c水m△t，Q吸=5.88×107J，c水=4.2×l03J/（kg?℃），m=140kg，
∴水吸热后温度升高值为：
△t===100℃．
（3）∵吸收太阳能的五分之一将水变为水蒸气来发电，且发电效率只有50%，而Q吸=5.88×107J，
∴获得的电能为：W=Q吸××η=5.88×107J××50%=5.88×106J，
又∵P=40W，
∴日光灯正常工作的时间为：
t===1.47×105s≈40.8h．
答：（1）太阳能热水器兼发电机的优点为：无污染，清洁，安全，环保，方便，经济等．
（2）它可使0℃的水温度升高100℃．
（3）它能家里的40W的一只日光灯正常工作40.8h．
点评：本题考查了学生对吸热公式的理解和应用，以及能量利用率和电功率的计算，以及对太阳能优点的了解与掌握，关键是对公式和公示变形的理解和应用，属于中档题目．
19、太阳能热水器是把太阳能转变成内能的装置，为了有效利用太阳能，某兴趣小组对“吸收太阳能与物体表面颜色之间的关系”进行了实验探究：在黑色和白色的塑料袋内装了质量相同的水，插入温度计后系好，放在太阳光下曝晒，每隔相同时间读出温度计示数，数据记录如下：
（1）他们在实验中采用的科学研究方法是 控制变量法 ．
（2）由以上研究可知，太阳能热水器集热管的吸热表面颜色以 黑 色为宜．
（3）某太阳能热水器装水量为100㎏的水，集热管接收太阳能的有效面积为2㎡，若每小时1㎡上接收太阳能约为2.1×106J，则热水器每小时接收太阳能多少J？装满水后每小时水的温度可升高多少？
（4）若改用效率为70%天然气热水器加热，使100㎏的水升高相同的温度，需要燃烧多少m3的天然气？（天然气的热值为4×107J/m3）
考点：太阳能热水器中的热量计算。21世纪教育网版权所有
专题：应用题；控制变量法。
分析：（1）控制变量法指的是当实验结果受到多个因素影响时，为了研究其中某一个因素的变化对结果有何影响，就必须控制其他几个因素保持不变的方法．
（2）根据表格中的数据进行分析，同样质量的水同样的时间哪一个的温度升高的快．
（3）太阳能放出的能量E=时间×面积×辐射强度，又因E=Q水吸，根据热量的计算公式Q=cm△t，则可以计算出水升高的温度．
（4）因为Q放η=Q水吸，则mq×70%=Q水吸，m即为天然气燃烧的体积．
解答：解：（1）根据题目中的表格可知，水的质量相同，而只是装水的容器不同，通过此来做研究比较，
故答案为；控制变量法；
（2）由表格中数据分析可知，黑色塑料袋内水的温度明显要高于白色塑料袋内的水的温度，
故答案为：黑色；
（3）热水器上接收到的太阳能E=1h×2m2×2.1×106J/（m2?h）=4.2×106J，
答：热水器每小时接收太阳能4.2×106J；
水箱中水升高的温度△t===10℃，
答：装满水后每小时水的温度可升高10℃；
（4）Q放η=Q水吸，所以mq×70%=4.2×106J，
则m==0.15m3，
答：需要燃烧0.15m3的天然气．
点评：本题主要考查的是吸收太阳能与物体表面颜色之间的关系及热量的计算．
二、选择题（共1小题）
20、下列四组连线中，完全正确的是（ ）
A、工作时的能量转化
干电池﹣﹣化学能转化为电能
太阳能热水器﹣﹣太阳能转化为内能
发电机﹣﹣机械能转化为电能 B、物理问题研究及科学方法
曹冲称象﹣﹣控制变量法
将撬棒抽象为杠杆﹣﹣建立物理模型法
研究电流跟电压、电阻的关系﹣﹣等效法
C、物理量和单位
功﹣﹣千瓦
功率﹣﹣千瓦时
热量﹣﹣焦耳 D、生活现象与物理知识
能从各个方向看到物体﹣﹣漫反射
夜间行车，驾驶室内不宜亮灯﹣﹣平面镜成像
沸点与气压的关系﹣﹣高压锅21世纪教育网
考点：太阳能热水器中的热量计算；沸点及沸点与气压的关系；物理学方法；物理量的单位及单位换算；漫反射。
专题：学科综合题。
分析：此题涉及到的知识点太多，只有对选项中的每一个连线进行分析后，才能得出正确的答案．
解答：解：A、三个连线完全正确，故A正确；
B、曹冲称象﹣﹣等效替代法，不是控制变量法，故B错误；
C、功﹣﹣千瓦时 功率﹣﹣千瓦有两个错误，故C错误；
D、三个现象与物理知识的连接正确，故D正确．
故选A、D
点评：这种类型的题目，考查的知识面广泛，学生容易出错，必须对学过的知识点掌握扎实，才能够解答好此类题目．
三、填空题（共7小题）
21、若一太阳能热水器内装有100kg温度为20℃的水，阳光照射一天后，水温升高到70℃，则热水器内的水吸收了 2.1×107 J的太阳能；这是通过 热传递 改变了水的内能．[已知水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）]
22、太阳是一个巨大的能源，直接利用太阳能不会污染环境，围绕地球运转的通信卫星，其两翼安装的太阳能电池板，能把 太阳 能转化成 电 能，供通信卫星使用．太阳能还可以直接转化成内能，现有一太阳能热水器，在晴天每天可将50kg水从20℃加热到50℃，若燃烧煤气来加热这些水，则至少需要消耗掉 0.16 m3的煤气．（已知煤气的热值为3.9×107J/m3）
考点：太阳能热水器中的热量计算。
专题：计算题；应用题。
分析：太阳能的利用中：通过光电转换装置把太阳能直接转化为电能，如太阳能电池；
用集热器把太阳能转化为内能，如太阳灶、太阳能热水器．
比热容是单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收的热量，叫做这种物质的比热容．
热量的计算公式为Q=cm△t，单位为：J．
解答：解：因太阳能电池是通过光电转换装置把太阳能直接转化为电能，故答案为：太阳、电；
Q水吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×50kg×（50℃﹣20℃）=6.3×106J，
则需要消耗的煤气为6.3×106J÷（3.9×107J/m3）=0.16m3，故答案为：0.16．
点评：本题主要考查的是太阳能利用的认识及其热量的计算．
23、太阳能是人类能源的宝库，太阳能集热器是直接利用太阳能的一种装置，它可以利用太阳能把水加热．下面是某太阳能热水器铭牌上的一组技术参数：
型 号
真空管/mm
直径×长度
容积/L
集热管采光面积/m2
吸热功率/W
水温/℃
A821﹣1.8m
Φ58×1800
200
2.90
1200～2500
40～98
其中“吸热功率”是指：在阳光照射下，集热管每秒钟吸收太阳辐射的能量（热量）．若此热水器中装满20℃的冷水，要使水温升高30℃，需吸收的热量是 2.52×107 J；若按最大吸热功率计算，加热这些水需要的时间是 2.8 h．[不计热量散失，水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）]．
考点：太阳能热水器中的热量计算。21世纪教育网21世纪教育网
专题：应用题；信息给予题。
分析：根据热量的计算公式为Q=cm△t，从而计算出水温度升高需吸收的热量；
而太阳能热水器所释放的热量=它的功率×所需的时间．则需要的时间可以计算出．
解答：解：已知200L=0.2m3，水的质量m水=V水ρ水=0.2m3×1×103kg/m3=200kg，
Q吸=c水m水△t=4.2×103J/（kg?℃）×200kg×30℃=2.52×107J，
故答案为：2.52×107
已知太阳的吸热功率最大可到2500W，则根据W=Pt，
此时的W即为水吸收的热量，所以W=2.52×107J，
通电时间t===10080s=2.8h，
故答案为：2.8h．
点评：本题主要考查的是太阳能热水器中的热量计算及其功率计算．
24、一加满水的太阳能热水器（有关参数如表所示），在阳光下水吸收了1.68×107J的热量，水温将从20℃升高到 60 ℃；若这些热量全由辅助加热系统提供，需通电 11200 s．[c水=4.2×103J/（kg?℃）]
又因Q吸=C水m水△t，所以△t===40℃
可使水升高到40℃+20℃=60℃，故答案为：60；
需通电时间t===11200s，
故答案为：11200．
点评：本题主要考查了对太阳能热水器中的热量计算．
25、太阳能热水器比燃气热水器具有节能、环保的优点，现有一简易太阳能热水器，它装满质量为10kg的水，它每小时吸收的太阳能为8.4×104J，问每天太阳照射10h后水温能升高 20 ℃．
考点：太阳能热水器中的热量计算；热量的计算。
专题：计算题。
分析：根据热水器吸收太阳能的效率计算太阳能热水器吸收的热量，再利用吸热公式Q吸=Cm△t计算这些热量会使10kg的水温度升高多少．
解答：解：太阳照射10h后，热水器吸收的热量：
Q吸=8.4×104J/h×10h=8.4×105J；
∵Q吸=Q水吸=Cm△t；
∴；
故答案为：20．
点评：利用吸热公式Q吸=Cm△t计算时，注意单位的代入和统一．
26、太阳能是一种清洁能源．某太阳能热水器每天能使500kg的水温度升高30℃，那么这些水吸收的热量为 6.3×107 J，这些热量相当于完全燃烧 0.9 m3的天然气放出的热量．（天然气的热值取7×107J/m3，水的比热容C水=4.2×103J/（kg?℃））．我国每年消耗数千万桶原油用于制造塑料袋．已知原油的热值为4.4×107J/kg，完全燃烧l kg原油，能释放出 4.4×107 J的热量，这些热量若只有4 2%被水吸收，则可以使常温下 220 kg的水温度上升2 0℃．自2008年6月1日起，我国开始限制塑料袋的使用，目的是 节约能源或减少固体废弃物（白色）污染 （写出一条即可）．
而这些热量相当于燃烧天然气的值为m===0.9m3，21cnjy
故答案为：6.3×107，0.9m3，
1kg原油释放的热量Q放=cm=4.4×107J/kg×l kg=4.4×107J，这些热量的42%可供水吸收，
所以Q放×42%=Q水吸=4.4×107J×42%=1.848×107J，又因Q吸=cm△t=C水m水△t
所以m水===220kg．
故答案为：4.4×107J，220kg．
因塑料袋制造的成本高，且有很大危害，所以限制塑料袋的使用，
故答案为：节约能源或减少固体废弃物（白色）污染．
点评：本题主要考查了对热量相关的计算以及对塑料袋造成的危害的认识．
27、太阳能是人类能源的宝库，太阳能集热器是直接利用太阳能的一种装置，它可以利用太阳能把水加热．下面是某太阳能热水器铭牌上的一组技术参数：
若此热水器中装满20℃的冷水，要使水温升高30℃，需吸收的热量是 1.26×107 J；使用太阳能的优点是 节能、环保、安全
考点：太阳能热水器中的热量计算。21cnjy
专题：计算题；简答题。
分析：热量的计算公式为Q=cm△t，单位为：J．
太阳能十分巨大，产生能源总量多，并且供应时间长，分布广阔，获取方便，安全清洁，不会给环境带来污染．
解答：解：Q吸=c水m水△t=4.2×103J/（kg?℃）×100kg×30℃=1.26×107J
故答案为：1.26×107不会给环境带来污染．根据太阳能特点，太阳能在利用中方便安全清洁，是未来的理想能源．
故答案为：节能、环保、安全．
点评：本题主要考查了热量的计算及其对太阳能的认识．
