人教版九年级物理同步练习22.3太阳能（培优卷）
一、选择题
1．（2024九上·江岸月考）下列从能量转化的角度阐释的效率的意义，说法正确的是（ ）
A．某柴油机工作的效率是35%，意义是该柴油机把柴油燃烧时释放能量的35%转化为机械能
B．某太阳能电池工作的效率是16%，意义是该太阳能电池把16%的太阳能转化为电能
C．某电动机工作的效率是83%，意义是该电动机可以把83%的机械能转化为电能
D．某锂电池充电时的效率是99%，意义是该锂电池充电时可以把99%化学能转化为电能
【答案】B
【知识点】热机的效率；能量的转化或转移；太阳能及其利用与转化
【解析】【解答】A．柴油机工作的效率是35%，是该柴油机把柴油完全燃烧时释放能量的35%转化为机械能，故A错误；
B．太阳能电池工作时将太阳能转化为电能，太阳能电池的效率是16%，是太阳能电池把16%的太阳能转化为电能，故B正确；
C．电动机工作时，电能转化为机械能，效率是83%，是电动机把83%的电能转化为机械能，故C错误；
D．为锂电池充电时，消耗电能，得到化学能，效率是99%，充电时把99%的电能转化为化学能，故D错误。
故选B。
【分析】能量转化的效率，指利用的能量和总能量的比值；根据消耗的能量和得到的能量，判断能量转化方向。
2．（2024九上·长沙月考）2024年4月25日，神舟十八号载人飞船与火箭组合体发射升空，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．火箭点火后，将燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
B．箭船组合体加速上升，飞船内宇航员的机械能不变
C．火箭使用热值较大的燃料是为了提高效率
D．飞船到达既定轨道后，展开太阳能电池板，将太阳能转化为电能
【答案】D
【知识点】机械能及其转化；燃料的热值；太阳能及其利用与转化
【解析】【解答】A．火箭升空时，燃料的化学能一部分转化为火箭的机械能，还有能量损失，故A错误；
B．火箭加速上升，高度增加，速度增大，飞船内宇航员的动能和势能变大，机械能变大，故B错误；
C．火箭使用热值较大的燃料，消耗相同质量，获得能量更多，使火箭获得动力更多，故C错误；
D．太阳能电池板，将太阳能转化为电能，从而使飞船获得能量，故D正确。
故选D。
【分析】燃料燃烧的内能一部分转化为火箭的机械能；质量一定时，速度越大，动能越大，高度越大，重力势能越大；热值较大的燃料，提供的热量更多；太阳能电池板将太阳能转化为电能。
3．（2024九上·潮南月考）下列对能量转化与守恒分析错误的是（ ）
A．水电站主要将机械能转化为电能
B．由能量守恒定律可知，永动机是不可以制造成功的
C．太阳能热水器主要将太阳能转化为内能
D．由于能量不会凭空消失，所以内燃机会将内能全部转化成机械能
【答案】D
【知识点】热机；能量的转化或转移；能量守恒；太阳能及其利用与转化
【解析】【解答】A．水电站是将水流动的机械能最终转化为电能的，故A正确；
B．由能量守恒定律可知，永动机是不可以制造成功的 故B正确；
C． 太阳能热水器主要将太阳能转化为内能 ，故C正确；
D．由于能量存在消耗，所以内燃机在将内能不可能全部转化为成机械能，故D错误，符合题意。
故选D。
【分析】1、能量守恒： 能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变 ，所以永动机不可能被制造。
2、能量损耗：任何机械在使用时均存在能量损耗，机械效率不可能达到100%。
4．（2024九下·福田模拟）能源、信息和新材料是当今社会十分关注的课题，以下有关说法正确的是（ ）
A．空间站上太阳能电池板将太阳能转化为内能
B．核能、潮汐能、汽油都属于一次能源
C．地面控制中心通过电磁波与空间站中的航天员通信
D．核潜艇是利用原子核发生聚变来获取动力
【答案】C
【知识点】能源及其分类；核裂变；太阳能及其利用与转化；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A．空间站上太阳能电池板将太阳能转化为电能，故A错误；
B．汽油需要从石油中提炼，属于二次能源，故B错误；
C．电磁波可以在真空中传播，因此地面控制中心通过电磁波与空间站中的航天员通信，故C正确；
D．核潜艇是利用核裂变来获取动力，故D错误。
故选C。
【分析】1、能量转化：根据物体起始状态具有的能量和最终状态具有的能量进行判断，如太阳能电池是将太阳能转化为电能；
2、一次能源：自然界可以直接获取的能源，不需要加工的能源：如太阳能、风能、海洋能二次能源，不可以直接获取的能源，需要加工的能源，如电能；
3、核聚变：主要为太阳能的放能方式，核裂变主要是链式反应的放能方式。
5．（2024九下·宝安模拟）目前我国的光伏发电装机容量已位居世界第一。如图，光伏发电也从原本的国家项目走进了许多农村家庭，很多房屋的屋顶上安装了光伏发电板，基本能够满足一个家庭的日常用电。下列关于利用太阳能的说法正确的是（ ）
A．太阳能是太阳内部氢原子核发生裂变释放的能量
B．光伏发电是将太阳能全部转化成电能供人们使用
C．湿衣服在阳光下比在阴凉处干得快，表明温度越高分子运动越剧
D．光伏发电板数量越多，能提供的电压就越大，光伏发电板的连接方式为并联
【答案】C
【知识点】热机；太阳能及其利用与转化；串联电路的电压规律；分子热运动
【解析】【解答】A．太阳能是氢原子核发生核聚变释放的能量，故A错误；
B．光伏发电时，不可能将太阳能全部转化成电能，光电的转化不可能是百分百，故B错误；
C．湿衣服在阳光下比在阴凉处干得快，是温度较高，水分子运动较剧烈，故C正确；
D．光伏发电板的连接方式为串联，串联时的总电压等于各电压之和；并联电路中各支路的电压相等，故D错误。
故选C。
【分析】太阳能利用了核聚变释放能量；能量转化时，不能全部被利用；温度越高，分子运动越剧烈；电池串联，总电压变大。
6．（2024九下·济南模拟）某路灯照明系统主要由太阳能电池板、蓄电池、控制器和LED灯具，灯杆及其它配件组成。太阳能电池白天对蓄电池充电，晚上该蓄电池再对LED灯供电，这些功能均由控制器调节管理，其能量转化过程如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．甲是“光能” B．蓄电池（白天）是“电源”
C．乙是“电能” D．蓄电池（晚上）是“用电器”
【答案】C
【知识点】能量的转化或转移；太阳能及其利用与转化；电路的构成及电路图
【解析】【解答】A．甲是太阳能电池将太阳能转化成的电能，故A错误；
B．白天的蓄电池将电能转化为化学能，储存起来，消耗电能，相当于用电器，故B错误；
CD．晚上蓄电池将化学能转化为电能，供LED灯使用，晚上的蓄电池是电源，乙是电能，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】太阳能电池板就是将太阳能直接转化为电能的装置；蓄电池是将电能以化学能的形式储存起来，供电时，将化学能转化成电能，而充电时，是将电能转化成化学能。
二、填空题
7．（2024九上·韶关月考）据报道，青岛一个小伙子在自家居民楼顶上，自己设计、组装了一套微型太阳能发电站，被媒体称为“中国家庭光伏电站第一人”。（已知：煤的热值q煤=3×107J/kg，1kW·h=3.6×106J）
（1）该太阳能发电站发电时，将光能转化为 能；
（2）该太阳能发电站工作8h可发电10kW·h，即电能是 J；
（3）该太阳能发电站产生10kW·h的电能，如果由热电转化效率为30％的热电厂来供电，需要完全燃烧煤 kg。
【答案】（1）电
（2）3.6×107
（3）4
【知识点】燃料的热值；太阳能及其利用与转化；电能表参数的理解
【解析】【解答】(1)太阳能发电站的工作原理是将光能转化为电能，这是太阳能发电的基本能量转化形式。
(2)已知，那么 10kW·h 换算成焦耳为：。
(3)首先根据热电厂的热电转化效率求出需要的热量Q：
根据公式（W为电能，Q为煤完全燃烧放出的热量），可得
。
然后求煤的质量m：
，可得
代入可得。
故答案为：电；3.6×107；4；
【分析】（1）目前人类利用太阳能主要有两种方式：将太阳能转化为内能，将太阳能转化为电能；太阳能属于可再生能源，具有清洁无污染、环保、节能、取之不尽，用之不竭等特点；
（2）已知一天的发电量和有效光照时间，应用功率公式可以求出发电的功率；
（3）已知热电转换效率和发电量，可以得到燃煤产生的热量；已知燃煤产生的热量和煤的热值，利用公式得到燃煤的质量。
（1）该太阳能发电站发电时，消耗光能，得到电能，因此是将光能转化为电能。
（2）该太阳能发电站工作8h可发电10kW·h，即电能是
（3）根据题意可得，煤完全燃烧放出的热量为
根据可得，需要煤的质量为
8．（2024九下·台山模拟）“低碳环保”是当今世界的主题，太阳能已被人们广泛利用。太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，太阳能来自太阳内部的 （选填“核裂变”或“核聚变”）；夏天的早晨，空中的雾在阳光下消失了 （填物态变化名称）现象。
【答案】可再生；核聚变；汽化
【知识点】汽化及汽化吸热的特点；能源及其分类；太阳能及其利用与转化
【解析】【解答】太阳能可以从自然界源源不断得到补充，属于可再生能源。太阳能是来自太阳内部的核聚变反应。大雾消失，小水滴变为水蒸气，是汽化现象。
【分析】能在短时间获得的能源是可再生能源；太阳内部发生核聚变释放能量；液体变为气体是汽化现象。
三、计算题
9．太阳每秒辐射的能量可达 ， 光从太阳传到地球需要 ， 地球半径 ，那么地球上每秒能接受到多少太阳能？
【答案】设光速为 ， 太阳辐射的能量到达地球时， 传播的距离为日、地之间的距离： ， 太阳每秒发出的能量均匀分布在以太阳为中心、以 为半径的球面上， 则单位面积上分布的能量为 ， 地球正对着太阳的面积为 ， 则地球单位时间内接受的太阳能为 ， 代人数据得
【知识点】太阳能的相关计算
【解析】【分析】根据光速和时间的乘积，计算太阳光到达地球的距离；利用球面半径，计算单位面积上获得的能量，再利用地球面积，计算单位时间内接受到的太阳能。
10．（2020九上·万山月考）太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太阳能热水器已走进了千家万．如图所示，某家庭太阳能热水器接收太阳能总有效面积为2m2，1m2面积上1h接收到的太阳能平均为2.52×106J，若阳光照射该热水器5h，可以使量为80kg的水温度升高30℃，[q干木柴=1.2×107J/kg]，求
（1）水吸收的热量
（2）若这些水吸收的热量全部由燃烧干木柴来提供，需要完全燃烧多少千克干木柴(假设干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收)
（3）该太阳能热水器的效率及开发利用太阳能的优点
【答案】（1）解：水吸收的热量为Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg ℃）×80kg×30℃=1.008×107J；
答：水吸收的热量为：1.008×107J
（2）解：已知Q放=Q吸=1.008×107J，
因为Q=mq；
所以需要完全燃烧的干木柴的质量：
答：需要完全燃烧0.84kg干木柴
（3）解：每天获得的太阳能为E=5×2×2.52×106J=2.52×107J
太阳能热水器的效率：
太阳能的优点是取之不尽用之不竭，属于可再生能源；清洁无污染等．
答：该太阳能热水器的效率为40%，开发利用太阳能的优点是节能、环保；
【知识点】热量的计算；燃料的热值；太阳能的相关计算
【解析】【分析】（1）利用Q吸=cm△t求得水吸收的热量。
（2）结合题意，Q放=Q吸，再利用Q=mq求得需要完全燃烧的干木柴的质量。
（3）先求得每天获得的太阳能，再利用求得太阳能热水器的效率，开发利用太阳能的优点是节能、环保。
11．（2018九上·宿州月考）一个能装水100L的太阳能晒水箱，其接收太阳能的面积为2m2，该晒水箱接受的太阳辐射能为E=3.2×106J/（h m2）。求：
（1）如果每天接收太阳能的时间为8h，则该晒水箱每天可以接收多少焦的太阳能？
（2）由于热量的散失等原因，水的吸热效率只有42%．那么，该晒水箱一天吸收的太阳能可使100L的水从20℃升高到多少℃？
（3）请说出利用太阳能热水器的优点。(ρ水=1.0×103kg/m3)
【答案】（1）解：该晒水箱每天可以接收的太阳能：Q=EtS=3.2×106J/（h m2）×8h×2m2=5.12×107J；
（2）解：水的质量：m水=ρV=1.0×103kg/m3×100×10-3m3=100kg，
水吸收的热量：Q吸=ηQ=42%×5.12×107J=2.1504×107J，
水升高的温度： ，
水的末温：t=t0+Δt=20℃+51.2℃= 71.2℃
（3）解：利用太阳能热水器的优点：节约能源、无污染、可再生等
【知识点】太阳能的相关计算
【解析】【分析】（1）结合题意，利用Q=EtS 计算该晒水箱每天可以接收的太阳能.
（2）根据效率公式η=×100%的变形公式求出水吸收的热量，然后根据Q吸=cm（t-t0）求出水的末温，注意要结合标准大气压下水的沸点为100℃进行判断即可.
（3）太阳能的特点是太阳能十分巨大，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.
12．（2018九上·江苏月考）一个天气晴朗的正午，阳光直射，小明同学利用实验粗略测定太阳的辐射功率．他取一个截面积s=3×10-2m2的薄壁金属圆筒竖直在水平地面上，向筒内注入质量m=0.6kg的凉水，在阳光下照射2min后，水的温度上升了1℃.
（1）求水吸收的热量Q吸,C=4.2×103J/ (kg·℃)]
（2）计算在阳光直射下，地球表面1m2的面积上1s内获得的太阳能
（3）已知日地距离约为r=1.5×1011m，照射到大气顶层的太阳能只有约40%到达地面，请你估算太阳的辐 射功率 (半径为r的球其表面积为4πr2)
【答案】（1）解：水吸热Q＝cm△t＝4.2×103×0.6×1J＝2.52×103J
（2）解：地面每平方米每秒钟获得的能量E＝ 700J/(m2 s)
（3）解：每平方米每秒钟，在大气顶层得到的太阳能为E0＝ ＝1750J/(m2 s) ，太阳辐射功率P＝E0 4πr2＝1750J/(m2 s)×4×3.14×(1.5×1011)2W＝4.95×1026W
【知识点】热量的计算；太阳能的相关计算
【解析】【分析】（1）利用公式Q吸=cm△t求水吸收的热量；
（2）先计算出泡沫塑料圆筒接受的太阳能，进而计算每平方米面积上接受的太阳辐射能量；
（3）太阳辐射功率即接受太阳辐射能量与时间的比值.
13．（2018九上·河南月考）太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息
其中太阳辐射功率是指1h内投射到1 m2面积上的太阳能。
（1）求水在10h内吸收的热量；
（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m3的天然气；（天然气的热值为8.4×107J/m3，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收）
（3）求该太阳能热水器的能量转化效率．
【答案】（1）解：水在10h内吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg ℃）×100kg×50℃=2.1×107J
（2）解：由题意知：Q放=Vq=Q吸=2.1×107J，V=Q/q=2.1×107J/8.4×107J/m3=0.25m3；
（3）解：10h太阳能热水器吸收的太阳能的总量：Q总=1.68×106J/（m2 h）×2.5m2×10h=4.2×107J，η=Q吸/Q总×100%=2.1×107J/4.2×107J×100%=50%
【知识点】热量的计算；太阳能的相关计算
【解析】【分析】（1）利用公式Q吸=cm△t求水吸收的热量；
（2）结合题意，Q放=Q吸，再利用Q放=vq求需要多少天然气；
（3）先求出10h吸收的太阳能（总能量），再利用效率公式求太阳能热水器的能量转化效率；
（4）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；太阳能的缺点是利用时受天气的影响.
14．（初中物理九年级上学期 第十四章 内能的利用 综合复习（广西专用））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）与其他形式的能量相比，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140 kg，如果这些水吸收了2.94×107 J的太阳能，它的温度会升高多少℃ c水=4.2×103 J／(kg℃)]
【答案】（1）解：清洁、安全、无污染、环保、方便、经济、不受地域限制取之不尽，用之不竭、节省地球资源等
（2）解：温度差为。
【知识点】热量的计算；太阳能及其利用与转化
【解析】【分析】（1）利用太阳能时，没有污染，属于清洁能源，太阳能属于可再生能源，可以节省地球资源；
（2）根据水的质量、比热容和水吸收的热量，利用Q=cm△t计算.
15．（2017九上·南长月考）太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是娟娟同学家的太阳能热水器，在某一段时间内的相关信息，其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能.求：
（1）水在这段时间内吸收的热量；
（2）如果水吸收的热量由天然气来提供，需完全燃烧多少m3的天然气 （q气=8.4×107J/m3，不考能量损失）；
（3）若此太阳能热水器的效率为60%，则此次太阳照射的时间需要多少小时；
（4）说说太阳能热水器有哪些优点.
【答案】（1）解：水的质量为： ， 水吸收的热量：
（2）解：由题知， ，
需要天然气的体积：
（3）解：吸收的太阳能为： ，
此次太阳照射需要的时间：
（4）解：根据太阳能特点，不会给环境带来污染，太阳能在利用中方便安全清洁，是未来的理想能源，所以优点是使用太阳能热水器节能、环保、安全，缺点是受天气影响，阴雨天无法利用．
【知识点】热量的计算；太阳能的相关计算
【解析】【分析】（1）利用公式Q吸=cm△t求水吸收的热量；
（2）结合题意，Q放=Q吸，再利用Q放=vq求需要多少天然气；
（3）先求出10h吸收的太阳能（总能量），再利用效率公式求太阳能热水器的能量转化效率；
（4）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；太阳能的缺点是利用时受天气的影响.
16．（2017九上·玄武期末）太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息：
其中太阳辐射功率是指 1h 内投射到 1m 2 面积上的太阳能．求：
（1）水在 10h 内吸收的热量；
（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少 m 3 的天然气；（天然气的热值为 8.4×10 7 J/m 3 ，天然气完全燃烧放出热量的利用率为 40% ）
（3）该太阳能热水器的能量转化效率 η．
【答案】（1）解：水吸收的热量（有用能量）：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/(kg·℃)×100kg×50℃＝2.1×107J；
答：水在 10h 内吸收的热量为2.1×107J；
（2）解：因为η=所以Q放===5.25×107J，
需要天然气的体积：V＝ =0.625m3；
答：需要完全燃烧0.625 m 3 的天然气；
（3）解：10h太阳能热水器吸收的太阳能（总能量）：Q总＝1.68×106J/(m2·h)×2.5m2×10h＝4.2×107J，η＝ ×100%＝ ×100%＝50%。
答：该太阳能热水器的能量转化效率为50%。
【知识点】燃料的热值；太阳能及其利用与转化；太阳能的相关计算
【解析】【分析】（1）根据Q=cm△t求出水吸收的热量；（2）先根据η=求出Q放，在根据Q放=Vq求出V；（3）先求出太阳能热水器吸收的太阳能量，再根据η=求解。
四、综合题
17．（2019九上·松山湖月考）智能机器人目前已能够为人类在很多方面进行高效率、高精准度的服务，在图书馆领域，机器人可以辅助或替代图书馆员的工作，提供整理图书、读者咨询等服务。下表是某智能机器人图书馆员“小i”(如图甲)的部分参数：
参数名称 电源电压/V 最大负重/kg 提升重物最大高度/m 机器人车轮直径/cm 充电功率/w
数据 48 20 0.6 10 2.5
（1）读者与“小i”对话，咨询某图书所在的位置，“小i”需将读者的声音信号转化为电流信号，这与 的原理相同。(发电机/电动机)
（2）在阳光充足的时候，“小i”可以通过将 能转化为电能的方式实现无线充电。
（3）“小i”也提供无线上网服务，它与互联网之间通过 来传递信息。
（4）“小i”每天需将1944kg图书从借阅处分批搬回书架上，每次放回需将图书提高0.5m，则每天搬书上书架做功 J，若充电效率为90%，则每天应至少充电 h.(g取10N/kg)
（5）如图乙所示为“小i”承受图书重力的过载保护电路原理图，图中R为压力传感器，阻值随所受压力变化图象如图丙所示，图乙触发器的电阻忽略不计，通过的电流超过0.5A时就触发电动机停止工作，放弃执行搬书指令，以免“小i”受损伤。因此为保护“小i”，电阻箱R0的阻值至少应为 Ω；“小i”长时间工作后，为减轻其最大负重，应将电阻箱R0的阻值适当 (增大/减小)。
（6）图书馆管理人员发现，“小i“经过斜面时，爬坡打滑爬不上去，在不改变智能机器人硬件情况下，为了让“小i”能爬坡，可采用的方法之一是 。
【答案】（1）发电机
（2）太阳
（3）电磁波
（4）9720；1.2
（5）81；减小
（6）减小斜面的倾斜程度
【知识点】太阳能及其利用与转化；欧姆定律及其应用；电功的计算；电功率的计算
【解析】【解答】(1)读者与小“i”对话，声音使膜片振动，使线圈在磁场中做功切割磁感线运动，产生感应电流，即将读者的声信号转化为电信号，这是电磁感现象，与发电机的原理相同；
(2)在阳光充足的时候，小“i”的太阳能电池板可以将太阳能转化为电能的方式实现无线充电；
(3)小“i”提供无线上网服务，则它与互联网之间通过电磁波来传递信息；
(4)小“i”搬书做功为：
由η= ×100 %得充电储存的电能为：
由P= 可知充电时间：
(5)小“i”承受的最大压力为：
由丙图可知，当F=200N时，压力传感器阻值为15Ω，由I= 可得电路总电阻：
电阻箱R0接入的最小阻值为： 由于电源电压和触发器电动机停止工作的电流不变，根据R= 可知，电路总电阻不变，要减轻小“i”的最大负重，即减小其承受的压力，则压力传感器的阻值将增大，所以应将电阻箱R0的阻值适当减小；(6) 小“i”经过斜面爬坡打滑上不去，说明所受阻力较大，在不改变机器人硬件情况下，即动力不变，为了让小“i”能爬坡，可以减小斜面的倾斜程度。
【分析】（1）发动机可以将机械能转化为电能；（2）太阳能发电时，将太阳能转化为电能；（3）智能机器人利用电磁波传递信息；（4）根据力和距离的乘积计算做功多少，根据功和效率的比值计算总电能，利用电能和电功率的比值计算工作时间；（5）根据电源和电流的比值计算电阻；（6）斜面的倾斜程度减小，可以增大物体对斜面的压力，从而增大摩擦力。
18．（2018九上·武汉月考）随着人们生活水平的不断提高，各种小汽车已经走进我们的家庭.小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象与物理知识有关，请你用学过的物理知识解答下面的问题：
（1）普通的小汽车用的是汽油机，图甲所示的是 冲程，这个冲程中燃料通过燃烧将 能转化为燃气的 能.为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这是通过 的方式减少汽缸内能，用水来冷却汽缸是因为水的 较大.
（2）太阳能汽车利用太阳能来驱动，真正实现了零排放，有效地减少了对环境的污染.某太阳能汽车如图乙，质量为450kg，顶部安装了太阳能电池板.若汽车上的太阳能电池板的有效面积为6m2，它正对太阳时太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×103J/(m2·s)，电池的输出功率为2.1kW，则将太阳能转化为电能的效率为 （小数点后保留一位），如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为80%，当汽车在水平面上匀速行驶时，受到的牵引力为80N，则汽车的行驶速度为 m/s.
（3）太阳能汽车采用四轮鼓式制动，有效地减少了制动距离.太阳能汽车在制动过程中动能在不断的 （选填“增大”“减少”或“不变”）.通过测量获得汽车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如下表所示：
请在图中描点作出s-v2图象 ；
当轿车速度为8m/s时对应的制动距离是 m.
【答案】（1）做功；化学；内；热传递；比热容
（2）29.2%；21
（3）减少；；8
【知识点】功率的计算；动能与势能的应用；比热容；热机的四个冲程；太阳能的相关计算
【解析】【解答】(1)内燃机的一个工作循环有四个冲程，即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，在做功冲程中，活塞由上向下气缸内的高压高温物质，即对活塞做功，使得内能转化为机械能；
同时为了避免汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，即通过水吸收热量而使得气缸温度降低，这是通过热传递的方式改变内能的；在这里我们之所以选择用水作为冷却剂，源于水的比热容最大，即相同质量的水和其他的液体相比较时，若都是升高1℃时，水能吸收的热量最多，故用水冷却效果最好；(2)电池的输出功率： =2100W；太阳光照射的辐射功率为； =1.2×103W/m2×6m2=7.2×103W；太阳能转化为电能的效率：η= ×100%= ×100%≈29.2%；因为电能最终转化为机械能的效率为80%，所以 ×η′=2100W×80%=1680W；由公式P=Fv得：v= =21m/s；(3)太阳能汽车在制动过程中质量不变，速度变小，动能变小；根据表中的数据，在坐标图中先画点，再描线，注意横坐标准速度的平方，纵坐标为距离。如图所示：
根据表中数据和图象反映的规律可知s= ；当轿车速度为8m/s时对应的制动距离约是8m.
【分析】（1）由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程；汽油机四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能.
热传递改变物体的内能，物体吸收热量，当温度升高时，物体内能增大；物体放出热量，当温度降低时，物体内能减小.
关于水的比热容较大的应用：水可做散热剂、冷却剂，用来解释沿海地区与内陆地区之间的气候差别，城市热岛效应的原因等等.
（2）太阳能转化为电能的效率就是得到的电能占从太阳获得总辐射能量的百分比。根据电能转化为机械能的效率可计算出其机械功率，再根据公式P=Fv可得出汽车运行的速度.
（3）影响动能大小的因素是质量和速度，质量一定时，速度越小，动能越小；根据表中数据，先画点，再连线，通过读图再来确定当轿车速度为4.5m/s时对应的制动距离大约是多少.
19．（2016九上·新化期中）国庆放假期间，小明一家去农庄休闲旅游．
（1）细心地小明发现，进入农庄的路口安装了带有太阳能电池板的警示灯，如图甲所示．白天，太阳能电池板将 能转化成 并储存起来，提供给LED灯；
（2）进入宾馆房间，将房卡插入槽中，房间内的用电器才能使用，如图乙所示，房卡的作用相当于电路元件中的 ．房间里提供有路由器，如图丙，路由器是一种支持有线和无线连接的网络设备，通过后排的接口可以同时连接多台电脑独立工作，各接口之间是 （选填“串联”、“并联”）的．
（3）小明看到房间内使用的是燃气热水器，想测试一下该热水器的效率．他先设置热水器输出热水的温度为40℃，热水出水流量是5kg/min，已知当时自来水的温度是15℃，天然气的热值为3.2×107J/m3，接通热水器的工作开关8min后停止工作，此时观察天然气表共用了0.15m3的天然气，则该热水器的实际效率是多少？（最后结果保留一位小数）
【答案】（1）太阳；电能
（2）开关；并联
（3）解：水吸收的热量为：
Q吸=cm（t﹣t0）
=4200J/（kg ℃）×5kg/min×8min×（40℃﹣15℃）
=525000J
天然气燃烧放出的热量：
Q放=Vq=0.15m3×3.2×107J/m3=4800000J
故实际效率为：η= ×100%= ×100%≈10.9%．
【知识点】热量的计算；燃料的热值；太阳能及其利用与转化
【解析】【解答】解：（1）白天，太阳能电池板将太阳能转化成电能，并储存起来；（2）房卡可以控制用电器的工作，不插入插槽中，所有房间内的用电器都不工作，所以房卡相当家庭电路的开关；房间里的电视机和电灯工作时互不影响，所以是并联的；故答案为：（1）太阳；电能；（2）开关；并联；（3）该热水器的实际效率是10.9%．
【分析】（1）太阳能可以转化为电能；（2）开关的作用是控制电路的通断，串联电路中开关控制所有用电器，并联电路中干路的开关控制所有用电器，支路的开关控制本支路用电器；串联电路各用电器工作情况互相影响，并联电路各用电器工作情况互不影响．（3）先求出水吸收的热量和燃气放出的热量，再利用效率公式求出效率．
20．为创建全国“环保节能模范城市”，新建的小区将普遍安装太阳能路灯.如图甲所示是某型号太阳能路灯，图乙是它的结构示意图，图丙是该太阳能路灯的技术参数.
（1）太阳能路灯专用控制器实质上是一个由光、声音和时间控制的单刀多掷开关如图乙中的S.晚上要让电灯发光，控制器将控制开关S与 触点接触；铅酸蓄电池在充电过度或放电过度的情况下均会缩短使用寿命，为了避免铅酸蓄电池过充或过放，控制开关S与 触点接触即可.
（2）铅酸蓄电池最多能储存多少千瓦时的电能
（3）如果太阳光照射到地面时的辐射功率为1000J/（s·m2）（每一秒钟辐射在每1平方米上的光能为1000J），太阳能电池光电转换率为8％，则太阳能电池板的面积为多大？
（1）太阳能路灯专用控制器实质上是一个由光、声音和时间控制的单刀多掷开关如图乙中的S.晚上要让电灯发光，控制器将控制开关S与 触点接触；铅酸蓄电池在充电过度或放电过度的情况下均会缩短使用寿命，为了避免铅酸蓄电池过充或过放，控制开关S与 触点接触即可.
（2）铅酸蓄电池最多能储存多少千瓦时的电能
（3）如果太阳光照射到地面时的辐射功率为1000J/（s·m2）（每一秒钟辐射在每1平方米上的光能为1000J），太阳能电池光电转换率为8％，则太阳能电池板的面积为多大？
【答案】（1）c；b
（2）每天10小小时，最多连续阴天4晚，
（3）由题意得：
解得：
【知识点】太阳能的相关计算；电功计算公式的应用
【解析】【分析】关键是公式的灵活运用，搞清楚题目中的条件进行综合计算。
1 / 1人教版九年级物理同步练习22.3太阳能（培优卷）
一、选择题
1．（2024九上·江岸月考）下列从能量转化的角度阐释的效率的意义，说法正确的是（ ）
A．某柴油机工作的效率是35%，意义是该柴油机把柴油燃烧时释放能量的35%转化为机械能
B．某太阳能电池工作的效率是16%，意义是该太阳能电池把16%的太阳能转化为电能
C．某电动机工作的效率是83%，意义是该电动机可以把83%的机械能转化为电能
D．某锂电池充电时的效率是99%，意义是该锂电池充电时可以把99%化学能转化为电能
2．（2024九上·长沙月考）2024年4月25日，神舟十八号载人飞船与火箭组合体发射升空，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．火箭点火后，将燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
B．箭船组合体加速上升，飞船内宇航员的机械能不变
C．火箭使用热值较大的燃料是为了提高效率
D．飞船到达既定轨道后，展开太阳能电池板，将太阳能转化为电能
3．（2024九上·潮南月考）下列对能量转化与守恒分析错误的是（ ）
A．水电站主要将机械能转化为电能
B．由能量守恒定律可知，永动机是不可以制造成功的
C．太阳能热水器主要将太阳能转化为内能
D．由于能量不会凭空消失，所以内燃机会将内能全部转化成机械能
4．（2024九下·福田模拟）能源、信息和新材料是当今社会十分关注的课题，以下有关说法正确的是（ ）
A．空间站上太阳能电池板将太阳能转化为内能
B．核能、潮汐能、汽油都属于一次能源
C．地面控制中心通过电磁波与空间站中的航天员通信
D．核潜艇是利用原子核发生聚变来获取动力
5．（2024九下·宝安模拟）目前我国的光伏发电装机容量已位居世界第一。如图，光伏发电也从原本的国家项目走进了许多农村家庭，很多房屋的屋顶上安装了光伏发电板，基本能够满足一个家庭的日常用电。下列关于利用太阳能的说法正确的是（ ）
A．太阳能是太阳内部氢原子核发生裂变释放的能量
B．光伏发电是将太阳能全部转化成电能供人们使用
C．湿衣服在阳光下比在阴凉处干得快，表明温度越高分子运动越剧
D．光伏发电板数量越多，能提供的电压就越大，光伏发电板的连接方式为并联
6．（2024九下·济南模拟）某路灯照明系统主要由太阳能电池板、蓄电池、控制器和LED灯具，灯杆及其它配件组成。太阳能电池白天对蓄电池充电，晚上该蓄电池再对LED灯供电，这些功能均由控制器调节管理，其能量转化过程如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．甲是“光能” B．蓄电池（白天）是“电源”
C．乙是“电能” D．蓄电池（晚上）是“用电器”
二、填空题
7．（2024九上·韶关月考）据报道，青岛一个小伙子在自家居民楼顶上，自己设计、组装了一套微型太阳能发电站，被媒体称为“中国家庭光伏电站第一人”。（已知：煤的热值q煤=3×107J/kg，1kW·h=3.6×106J）
（1）该太阳能发电站发电时，将光能转化为 能；
（2）该太阳能发电站工作8h可发电10kW·h，即电能是 J；
（3）该太阳能发电站产生10kW·h的电能，如果由热电转化效率为30％的热电厂来供电，需要完全燃烧煤 kg。
8．（2024九下·台山模拟）“低碳环保”是当今世界的主题，太阳能已被人们广泛利用。太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，太阳能来自太阳内部的 （选填“核裂变”或“核聚变”）；夏天的早晨，空中的雾在阳光下消失了 （填物态变化名称）现象。
三、计算题
9．太阳每秒辐射的能量可达 ， 光从太阳传到地球需要 ， 地球半径 ，那么地球上每秒能接受到多少太阳能？
10．（2020九上·万山月考）太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太阳能热水器已走进了千家万．如图所示，某家庭太阳能热水器接收太阳能总有效面积为2m2，1m2面积上1h接收到的太阳能平均为2.52×106J，若阳光照射该热水器5h，可以使量为80kg的水温度升高30℃，[q干木柴=1.2×107J/kg]，求
（1）水吸收的热量
（2）若这些水吸收的热量全部由燃烧干木柴来提供，需要完全燃烧多少千克干木柴(假设干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收)
（3）该太阳能热水器的效率及开发利用太阳能的优点
11．（2018九上·宿州月考）一个能装水100L的太阳能晒水箱，其接收太阳能的面积为2m2，该晒水箱接受的太阳辐射能为E=3.2×106J/（h m2）。求：
（1）如果每天接收太阳能的时间为8h，则该晒水箱每天可以接收多少焦的太阳能？
（2）由于热量的散失等原因，水的吸热效率只有42%．那么，该晒水箱一天吸收的太阳能可使100L的水从20℃升高到多少℃？
（3）请说出利用太阳能热水器的优点。(ρ水=1.0×103kg/m3)
12．（2018九上·江苏月考）一个天气晴朗的正午，阳光直射，小明同学利用实验粗略测定太阳的辐射功率．他取一个截面积s=3×10-2m2的薄壁金属圆筒竖直在水平地面上，向筒内注入质量m=0.6kg的凉水，在阳光下照射2min后，水的温度上升了1℃.
（1）求水吸收的热量Q吸,C=4.2×103J/ (kg·℃)]
（2）计算在阳光直射下，地球表面1m2的面积上1s内获得的太阳能
（3）已知日地距离约为r=1.5×1011m，照射到大气顶层的太阳能只有约40%到达地面，请你估算太阳的辐 射功率 (半径为r的球其表面积为4πr2)
13．（2018九上·河南月考）太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息
其中太阳辐射功率是指1h内投射到1 m2面积上的太阳能。
（1）求水在10h内吸收的热量；
（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m3的天然气；（天然气的热值为8.4×107J/m3，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收）
（3）求该太阳能热水器的能量转化效率．
14．（初中物理九年级上学期 第十四章 内能的利用 综合复习（广西专用））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）与其他形式的能量相比，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140 kg，如果这些水吸收了2.94×107 J的太阳能，它的温度会升高多少℃ c水=4.2×103 J／(kg℃)]
15．（2017九上·南长月考）太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是娟娟同学家的太阳能热水器，在某一段时间内的相关信息，其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能.求：
（1）水在这段时间内吸收的热量；
（2）如果水吸收的热量由天然气来提供，需完全燃烧多少m3的天然气 （q气=8.4×107J/m3，不考能量损失）；
（3）若此太阳能热水器的效率为60%，则此次太阳照射的时间需要多少小时；
（4）说说太阳能热水器有哪些优点.
16．（2017九上·玄武期末）太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息：
其中太阳辐射功率是指 1h 内投射到 1m 2 面积上的太阳能．求：
（1）水在 10h 内吸收的热量；
（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少 m 3 的天然气；（天然气的热值为 8.4×10 7 J/m 3 ，天然气完全燃烧放出热量的利用率为 40% ）
（3）该太阳能热水器的能量转化效率 η．
四、综合题
17．（2019九上·松山湖月考）智能机器人目前已能够为人类在很多方面进行高效率、高精准度的服务，在图书馆领域，机器人可以辅助或替代图书馆员的工作，提供整理图书、读者咨询等服务。下表是某智能机器人图书馆员“小i”(如图甲)的部分参数：
参数名称 电源电压/V 最大负重/kg 提升重物最大高度/m 机器人车轮直径/cm 充电功率/w
数据 48 20 0.6 10 2.5
（1）读者与“小i”对话，咨询某图书所在的位置，“小i”需将读者的声音信号转化为电流信号，这与 的原理相同。(发电机/电动机)
（2）在阳光充足的时候，“小i”可以通过将 能转化为电能的方式实现无线充电。
（3）“小i”也提供无线上网服务，它与互联网之间通过 来传递信息。
（4）“小i”每天需将1944kg图书从借阅处分批搬回书架上，每次放回需将图书提高0.5m，则每天搬书上书架做功 J，若充电效率为90%，则每天应至少充电 h.(g取10N/kg)
（5）如图乙所示为“小i”承受图书重力的过载保护电路原理图，图中R为压力传感器，阻值随所受压力变化图象如图丙所示，图乙触发器的电阻忽略不计，通过的电流超过0.5A时就触发电动机停止工作，放弃执行搬书指令，以免“小i”受损伤。因此为保护“小i”，电阻箱R0的阻值至少应为 Ω；“小i”长时间工作后，为减轻其最大负重，应将电阻箱R0的阻值适当 (增大/减小)。
（6）图书馆管理人员发现，“小i“经过斜面时，爬坡打滑爬不上去，在不改变智能机器人硬件情况下，为了让“小i”能爬坡，可采用的方法之一是 。
18．（2018九上·武汉月考）随着人们生活水平的不断提高，各种小汽车已经走进我们的家庭.小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象与物理知识有关，请你用学过的物理知识解答下面的问题：
（1）普通的小汽车用的是汽油机，图甲所示的是 冲程，这个冲程中燃料通过燃烧将 能转化为燃气的 能.为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这是通过 的方式减少汽缸内能，用水来冷却汽缸是因为水的 较大.
（2）太阳能汽车利用太阳能来驱动，真正实现了零排放，有效地减少了对环境的污染.某太阳能汽车如图乙，质量为450kg，顶部安装了太阳能电池板.若汽车上的太阳能电池板的有效面积为6m2，它正对太阳时太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×103J/(m2·s)，电池的输出功率为2.1kW，则将太阳能转化为电能的效率为 （小数点后保留一位），如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为80%，当汽车在水平面上匀速行驶时，受到的牵引力为80N，则汽车的行驶速度为 m/s.
（3）太阳能汽车采用四轮鼓式制动，有效地减少了制动距离.太阳能汽车在制动过程中动能在不断的 （选填“增大”“减少”或“不变”）.通过测量获得汽车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如下表所示：
请在图中描点作出s-v2图象 ；
当轿车速度为8m/s时对应的制动距离是 m.
19．（2016九上·新化期中）国庆放假期间，小明一家去农庄休闲旅游．
（1）细心地小明发现，进入农庄的路口安装了带有太阳能电池板的警示灯，如图甲所示．白天，太阳能电池板将 能转化成 并储存起来，提供给LED灯；
（2）进入宾馆房间，将房卡插入槽中，房间内的用电器才能使用，如图乙所示，房卡的作用相当于电路元件中的 ．房间里提供有路由器，如图丙，路由器是一种支持有线和无线连接的网络设备，通过后排的接口可以同时连接多台电脑独立工作，各接口之间是 （选填“串联”、“并联”）的．
（3）小明看到房间内使用的是燃气热水器，想测试一下该热水器的效率．他先设置热水器输出热水的温度为40℃，热水出水流量是5kg/min，已知当时自来水的温度是15℃，天然气的热值为3.2×107J/m3，接通热水器的工作开关8min后停止工作，此时观察天然气表共用了0.15m3的天然气，则该热水器的实际效率是多少？（最后结果保留一位小数）
20．为创建全国“环保节能模范城市”，新建的小区将普遍安装太阳能路灯.如图甲所示是某型号太阳能路灯，图乙是它的结构示意图，图丙是该太阳能路灯的技术参数.
（1）太阳能路灯专用控制器实质上是一个由光、声音和时间控制的单刀多掷开关如图乙中的S.晚上要让电灯发光，控制器将控制开关S与 触点接触；铅酸蓄电池在充电过度或放电过度的情况下均会缩短使用寿命，为了避免铅酸蓄电池过充或过放，控制开关S与 触点接触即可.
（2）铅酸蓄电池最多能储存多少千瓦时的电能
（3）如果太阳光照射到地面时的辐射功率为1000J/（s·m2）（每一秒钟辐射在每1平方米上的光能为1000J），太阳能电池光电转换率为8％，则太阳能电池板的面积为多大？
（1）太阳能路灯专用控制器实质上是一个由光、声音和时间控制的单刀多掷开关如图乙中的S.晚上要让电灯发光，控制器将控制开关S与 触点接触；铅酸蓄电池在充电过度或放电过度的情况下均会缩短使用寿命，为了避免铅酸蓄电池过充或过放，控制开关S与 触点接触即可.
（2）铅酸蓄电池最多能储存多少千瓦时的电能
（3）如果太阳光照射到地面时的辐射功率为1000J/（s·m2）（每一秒钟辐射在每1平方米上的光能为1000J），太阳能电池光电转换率为8％，则太阳能电池板的面积为多大？
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】热机的效率；能量的转化或转移；太阳能及其利用与转化
【解析】【解答】A．柴油机工作的效率是35%，是该柴油机把柴油完全燃烧时释放能量的35%转化为机械能，故A错误；
B．太阳能电池工作时将太阳能转化为电能，太阳能电池的效率是16%，是太阳能电池把16%的太阳能转化为电能，故B正确；
C．电动机工作时，电能转化为机械能，效率是83%，是电动机把83%的电能转化为机械能，故C错误；
D．为锂电池充电时，消耗电能，得到化学能，效率是99%，充电时把99%的电能转化为化学能，故D错误。
故选B。
【分析】能量转化的效率，指利用的能量和总能量的比值；根据消耗的能量和得到的能量，判断能量转化方向。
2．【答案】D
【知识点】机械能及其转化；燃料的热值；太阳能及其利用与转化
【解析】【解答】A．火箭升空时，燃料的化学能一部分转化为火箭的机械能，还有能量损失，故A错误；
B．火箭加速上升，高度增加，速度增大，飞船内宇航员的动能和势能变大，机械能变大，故B错误；
C．火箭使用热值较大的燃料，消耗相同质量，获得能量更多，使火箭获得动力更多，故C错误；
D．太阳能电池板，将太阳能转化为电能，从而使飞船获得能量，故D正确。
故选D。
【分析】燃料燃烧的内能一部分转化为火箭的机械能；质量一定时，速度越大，动能越大，高度越大，重力势能越大；热值较大的燃料，提供的热量更多；太阳能电池板将太阳能转化为电能。
3．【答案】D
【知识点】热机；能量的转化或转移；能量守恒；太阳能及其利用与转化
【解析】【解答】A．水电站是将水流动的机械能最终转化为电能的，故A正确；
B．由能量守恒定律可知，永动机是不可以制造成功的 故B正确；
C． 太阳能热水器主要将太阳能转化为内能 ，故C正确；
D．由于能量存在消耗，所以内燃机在将内能不可能全部转化为成机械能，故D错误，符合题意。
故选D。
【分析】1、能量守恒： 能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变 ，所以永动机不可能被制造。
2、能量损耗：任何机械在使用时均存在能量损耗，机械效率不可能达到100%。
4．【答案】C
【知识点】能源及其分类；核裂变；太阳能及其利用与转化；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A．空间站上太阳能电池板将太阳能转化为电能，故A错误；
B．汽油需要从石油中提炼，属于二次能源，故B错误；
C．电磁波可以在真空中传播，因此地面控制中心通过电磁波与空间站中的航天员通信，故C正确；
D．核潜艇是利用核裂变来获取动力，故D错误。
故选C。
【分析】1、能量转化：根据物体起始状态具有的能量和最终状态具有的能量进行判断，如太阳能电池是将太阳能转化为电能；
2、一次能源：自然界可以直接获取的能源，不需要加工的能源：如太阳能、风能、海洋能二次能源，不可以直接获取的能源，需要加工的能源，如电能；
3、核聚变：主要为太阳能的放能方式，核裂变主要是链式反应的放能方式。
5．【答案】C
【知识点】热机；太阳能及其利用与转化；串联电路的电压规律；分子热运动
【解析】【解答】A．太阳能是氢原子核发生核聚变释放的能量，故A错误；
B．光伏发电时，不可能将太阳能全部转化成电能，光电的转化不可能是百分百，故B错误；
C．湿衣服在阳光下比在阴凉处干得快，是温度较高，水分子运动较剧烈，故C正确；
D．光伏发电板的连接方式为串联，串联时的总电压等于各电压之和；并联电路中各支路的电压相等，故D错误。
故选C。
【分析】太阳能利用了核聚变释放能量；能量转化时，不能全部被利用；温度越高，分子运动越剧烈；电池串联，总电压变大。
6．【答案】C
【知识点】能量的转化或转移；太阳能及其利用与转化；电路的构成及电路图
【解析】【解答】A．甲是太阳能电池将太阳能转化成的电能，故A错误；
B．白天的蓄电池将电能转化为化学能，储存起来，消耗电能，相当于用电器，故B错误；
CD．晚上蓄电池将化学能转化为电能，供LED灯使用，晚上的蓄电池是电源，乙是电能，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】太阳能电池板就是将太阳能直接转化为电能的装置；蓄电池是将电能以化学能的形式储存起来，供电时，将化学能转化成电能，而充电时，是将电能转化成化学能。
7．【答案】（1）电
（2）3.6×107
（3）4
【知识点】燃料的热值；太阳能及其利用与转化；电能表参数的理解
【解析】【解答】(1)太阳能发电站的工作原理是将光能转化为电能，这是太阳能发电的基本能量转化形式。
(2)已知，那么 10kW·h 换算成焦耳为：。
(3)首先根据热电厂的热电转化效率求出需要的热量Q：
根据公式（W为电能，Q为煤完全燃烧放出的热量），可得
。
然后求煤的质量m：
，可得
代入可得。
故答案为：电；3.6×107；4；
【分析】（1）目前人类利用太阳能主要有两种方式：将太阳能转化为内能，将太阳能转化为电能；太阳能属于可再生能源，具有清洁无污染、环保、节能、取之不尽，用之不竭等特点；
（2）已知一天的发电量和有效光照时间，应用功率公式可以求出发电的功率；
（3）已知热电转换效率和发电量，可以得到燃煤产生的热量；已知燃煤产生的热量和煤的热值，利用公式得到燃煤的质量。
（1）该太阳能发电站发电时，消耗光能，得到电能，因此是将光能转化为电能。
（2）该太阳能发电站工作8h可发电10kW·h，即电能是
（3）根据题意可得，煤完全燃烧放出的热量为
根据可得，需要煤的质量为
8．【答案】可再生；核聚变；汽化
【知识点】汽化及汽化吸热的特点；能源及其分类；太阳能及其利用与转化
【解析】【解答】太阳能可以从自然界源源不断得到补充，属于可再生能源。太阳能是来自太阳内部的核聚变反应。大雾消失，小水滴变为水蒸气，是汽化现象。
【分析】能在短时间获得的能源是可再生能源；太阳内部发生核聚变释放能量；液体变为气体是汽化现象。
9．【答案】设光速为 ， 太阳辐射的能量到达地球时， 传播的距离为日、地之间的距离： ， 太阳每秒发出的能量均匀分布在以太阳为中心、以 为半径的球面上， 则单位面积上分布的能量为 ， 地球正对着太阳的面积为 ， 则地球单位时间内接受的太阳能为 ， 代人数据得
【知识点】太阳能的相关计算
【解析】【分析】根据光速和时间的乘积，计算太阳光到达地球的距离；利用球面半径，计算单位面积上获得的能量，再利用地球面积，计算单位时间内接受到的太阳能。
10．【答案】（1）解：水吸收的热量为Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg ℃）×80kg×30℃=1.008×107J；
答：水吸收的热量为：1.008×107J
（2）解：已知Q放=Q吸=1.008×107J，
因为Q=mq；
所以需要完全燃烧的干木柴的质量：
答：需要完全燃烧0.84kg干木柴
（3）解：每天获得的太阳能为E=5×2×2.52×106J=2.52×107J
太阳能热水器的效率：
太阳能的优点是取之不尽用之不竭，属于可再生能源；清洁无污染等．
答：该太阳能热水器的效率为40%，开发利用太阳能的优点是节能、环保；
【知识点】热量的计算；燃料的热值；太阳能的相关计算
【解析】【分析】（1）利用Q吸=cm△t求得水吸收的热量。
（2）结合题意，Q放=Q吸，再利用Q=mq求得需要完全燃烧的干木柴的质量。
（3）先求得每天获得的太阳能，再利用求得太阳能热水器的效率，开发利用太阳能的优点是节能、环保。
11．【答案】（1）解：该晒水箱每天可以接收的太阳能：Q=EtS=3.2×106J/（h m2）×8h×2m2=5.12×107J；
（2）解：水的质量：m水=ρV=1.0×103kg/m3×100×10-3m3=100kg，
水吸收的热量：Q吸=ηQ=42%×5.12×107J=2.1504×107J，
水升高的温度： ，
水的末温：t=t0+Δt=20℃+51.2℃= 71.2℃
（3）解：利用太阳能热水器的优点：节约能源、无污染、可再生等
【知识点】太阳能的相关计算
【解析】【分析】（1）结合题意，利用Q=EtS 计算该晒水箱每天可以接收的太阳能.
（2）根据效率公式η=×100%的变形公式求出水吸收的热量，然后根据Q吸=cm（t-t0）求出水的末温，注意要结合标准大气压下水的沸点为100℃进行判断即可.
（3）太阳能的特点是太阳能十分巨大，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.
12．【答案】（1）解：水吸热Q＝cm△t＝4.2×103×0.6×1J＝2.52×103J
（2）解：地面每平方米每秒钟获得的能量E＝ 700J/(m2 s)
（3）解：每平方米每秒钟，在大气顶层得到的太阳能为E0＝ ＝1750J/(m2 s) ，太阳辐射功率P＝E0 4πr2＝1750J/(m2 s)×4×3.14×(1.5×1011)2W＝4.95×1026W
【知识点】热量的计算；太阳能的相关计算
【解析】【分析】（1）利用公式Q吸=cm△t求水吸收的热量；
（2）先计算出泡沫塑料圆筒接受的太阳能，进而计算每平方米面积上接受的太阳辐射能量；
（3）太阳辐射功率即接受太阳辐射能量与时间的比值.
13．【答案】（1）解：水在10h内吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg ℃）×100kg×50℃=2.1×107J
（2）解：由题意知：Q放=Vq=Q吸=2.1×107J，V=Q/q=2.1×107J/8.4×107J/m3=0.25m3；
（3）解：10h太阳能热水器吸收的太阳能的总量：Q总=1.68×106J/（m2 h）×2.5m2×10h=4.2×107J，η=Q吸/Q总×100%=2.1×107J/4.2×107J×100%=50%
【知识点】热量的计算；太阳能的相关计算
【解析】【分析】（1）利用公式Q吸=cm△t求水吸收的热量；
（2）结合题意，Q放=Q吸，再利用Q放=vq求需要多少天然气；
（3）先求出10h吸收的太阳能（总能量），再利用效率公式求太阳能热水器的能量转化效率；
（4）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；太阳能的缺点是利用时受天气的影响.
14．【答案】（1）解：清洁、安全、无污染、环保、方便、经济、不受地域限制取之不尽，用之不竭、节省地球资源等
（2）解：温度差为。
【知识点】热量的计算；太阳能及其利用与转化
【解析】【分析】（1）利用太阳能时，没有污染，属于清洁能源，太阳能属于可再生能源，可以节省地球资源；
（2）根据水的质量、比热容和水吸收的热量，利用Q=cm△t计算.
15．【答案】（1）解：水的质量为： ， 水吸收的热量：
（2）解：由题知， ，
需要天然气的体积：
（3）解：吸收的太阳能为： ，
此次太阳照射需要的时间：
（4）解：根据太阳能特点，不会给环境带来污染，太阳能在利用中方便安全清洁，是未来的理想能源，所以优点是使用太阳能热水器节能、环保、安全，缺点是受天气影响，阴雨天无法利用．
【知识点】热量的计算；太阳能的相关计算
【解析】【分析】（1）利用公式Q吸=cm△t求水吸收的热量；
（2）结合题意，Q放=Q吸，再利用Q放=vq求需要多少天然气；
（3）先求出10h吸收的太阳能（总能量），再利用效率公式求太阳能热水器的能量转化效率；
（4）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；太阳能的缺点是利用时受天气的影响.
16．【答案】（1）解：水吸收的热量（有用能量）：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/(kg·℃)×100kg×50℃＝2.1×107J；
答：水在 10h 内吸收的热量为2.1×107J；
（2）解：因为η=所以Q放===5.25×107J，
需要天然气的体积：V＝ =0.625m3；
答：需要完全燃烧0.625 m 3 的天然气；
（3）解：10h太阳能热水器吸收的太阳能（总能量）：Q总＝1.68×106J/(m2·h)×2.5m2×10h＝4.2×107J，η＝ ×100%＝ ×100%＝50%。
答：该太阳能热水器的能量转化效率为50%。
【知识点】燃料的热值；太阳能及其利用与转化；太阳能的相关计算
【解析】【分析】（1）根据Q=cm△t求出水吸收的热量；（2）先根据η=求出Q放，在根据Q放=Vq求出V；（3）先求出太阳能热水器吸收的太阳能量，再根据η=求解。
17．【答案】（1）发电机
（2）太阳
（3）电磁波
（4）9720；1.2
（5）81；减小
（6）减小斜面的倾斜程度
【知识点】太阳能及其利用与转化；欧姆定律及其应用；电功的计算；电功率的计算
【解析】【解答】(1)读者与小“i”对话，声音使膜片振动，使线圈在磁场中做功切割磁感线运动，产生感应电流，即将读者的声信号转化为电信号，这是电磁感现象，与发电机的原理相同；
(2)在阳光充足的时候，小“i”的太阳能电池板可以将太阳能转化为电能的方式实现无线充电；
(3)小“i”提供无线上网服务，则它与互联网之间通过电磁波来传递信息；
(4)小“i”搬书做功为：
由η= ×100 %得充电储存的电能为：
由P= 可知充电时间：
(5)小“i”承受的最大压力为：
由丙图可知，当F=200N时，压力传感器阻值为15Ω，由I= 可得电路总电阻：
电阻箱R0接入的最小阻值为： 由于电源电压和触发器电动机停止工作的电流不变，根据R= 可知，电路总电阻不变，要减轻小“i”的最大负重，即减小其承受的压力，则压力传感器的阻值将增大，所以应将电阻箱R0的阻值适当减小；(6) 小“i”经过斜面爬坡打滑上不去，说明所受阻力较大，在不改变机器人硬件情况下，即动力不变，为了让小“i”能爬坡，可以减小斜面的倾斜程度。
【分析】（1）发动机可以将机械能转化为电能；（2）太阳能发电时，将太阳能转化为电能；（3）智能机器人利用电磁波传递信息；（4）根据力和距离的乘积计算做功多少，根据功和效率的比值计算总电能，利用电能和电功率的比值计算工作时间；（5）根据电源和电流的比值计算电阻；（6）斜面的倾斜程度减小，可以增大物体对斜面的压力，从而增大摩擦力。
18．【答案】（1）做功；化学；内；热传递；比热容
（2）29.2%；21
（3）减少；；8
【知识点】功率的计算；动能与势能的应用；比热容；热机的四个冲程；太阳能的相关计算
【解析】【解答】(1)内燃机的一个工作循环有四个冲程，即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，在做功冲程中，活塞由上向下气缸内的高压高温物质，即对活塞做功，使得内能转化为机械能；
同时为了避免汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，即通过水吸收热量而使得气缸温度降低，这是通过热传递的方式改变内能的；在这里我们之所以选择用水作为冷却剂，源于水的比热容最大，即相同质量的水和其他的液体相比较时，若都是升高1℃时，水能吸收的热量最多，故用水冷却效果最好；(2)电池的输出功率： =2100W；太阳光照射的辐射功率为； =1.2×103W/m2×6m2=7.2×103W；太阳能转化为电能的效率：η= ×100%= ×100%≈29.2%；因为电能最终转化为机械能的效率为80%，所以 ×η′=2100W×80%=1680W；由公式P=Fv得：v= =21m/s；(3)太阳能汽车在制动过程中质量不变，速度变小，动能变小；根据表中的数据，在坐标图中先画点，再描线，注意横坐标准速度的平方，纵坐标为距离。如图所示：
根据表中数据和图象反映的规律可知s= ；当轿车速度为8m/s时对应的制动距离约是8m.
【分析】（1）由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程；汽油机四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能.
热传递改变物体的内能，物体吸收热量，当温度升高时，物体内能增大；物体放出热量，当温度降低时，物体内能减小.
关于水的比热容较大的应用：水可做散热剂、冷却剂，用来解释沿海地区与内陆地区之间的气候差别，城市热岛效应的原因等等.
（2）太阳能转化为电能的效率就是得到的电能占从太阳获得总辐射能量的百分比。根据电能转化为机械能的效率可计算出其机械功率，再根据公式P=Fv可得出汽车运行的速度.
（3）影响动能大小的因素是质量和速度，质量一定时，速度越小，动能越小；根据表中数据，先画点，再连线，通过读图再来确定当轿车速度为4.5m/s时对应的制动距离大约是多少.
19．【答案】（1）太阳；电能
（2）开关；并联
（3）解：水吸收的热量为：
Q吸=cm（t﹣t0）
=4200J/（kg ℃）×5kg/min×8min×（40℃﹣15℃）
=525000J
天然气燃烧放出的热量：
Q放=Vq=0.15m3×3.2×107J/m3=4800000J
故实际效率为：η= ×100%= ×100%≈10.9%．
【知识点】热量的计算；燃料的热值；太阳能及其利用与转化
【解析】【解答】解：（1）白天，太阳能电池板将太阳能转化成电能，并储存起来；（2）房卡可以控制用电器的工作，不插入插槽中，所有房间内的用电器都不工作，所以房卡相当家庭电路的开关；房间里的电视机和电灯工作时互不影响，所以是并联的；故答案为：（1）太阳；电能；（2）开关；并联；（3）该热水器的实际效率是10.9%．
【分析】（1）太阳能可以转化为电能；（2）开关的作用是控制电路的通断，串联电路中开关控制所有用电器，并联电路中干路的开关控制所有用电器，支路的开关控制本支路用电器；串联电路各用电器工作情况互相影响，并联电路各用电器工作情况互不影响．（3）先求出水吸收的热量和燃气放出的热量，再利用效率公式求出效率．
20．【答案】（1）c；b
（2）每天10小小时，最多连续阴天4晚，
（3）由题意得：
解得：
【知识点】太阳能的相关计算；电功计算公式的应用
【解析】【分析】关键是公式的灵活运用，搞清楚题目中的条件进行综合计算。
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