2019年苏科版九下物理《第18章 能源与可持续发展》单元测试卷（解析版）

2019年苏教版九下物理《第18章 能源与可持续发展》单元测试卷
一．选择题（共10小题）
1．下列说法不正确的是（　　）
A．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本规律之一
B．一切与热现象有关的宏观过程都是有方向的
C．实际过程中，能量经转化后，可利用的能量只会减少，不会增加
D．发电机把机械能转化为电能，电动机又可以把电能转化为机械能。因此，自然界中所有的能量转化都是可逆的
2．下列各例中，属于内能转化为机械能的过程是（　　）
A．用电炉加热水 B．衣服在阳光下曝晒升温
C．火箭升空的过程 D．双手摩擦发热
3．各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是（　　）

A．①②③④ B．②③④① C．②①③④ D．①③④②
4．从所用资源的能量形式分析，下列各种发电方式与“水力发电”相同的是（　　）
A．火力发电 B．地热发电 C．核能发电 D．风力发电
5．2014年8月，我国自主研发的“华龙一号”核电站总体技术方案通过专家评审。核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。下列说法正确的是（　　）
A．目前核电站都是通过聚变反应来释放核能
B．核电站产生的核废料对环境没有污染
C．核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
D．核反应堆所用的核燃料主要是氢的同位素
6．《不扩散核武器条约》缔约国第八次审议大会在纽约联合国总部召开，消除核武器与和平利用核能成为参会国讨论的焦点。关于原子弹与核电站的叙述正确的是（　　）
A．原子弹对聚变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速率
B．原子弹对聚变的链式反应不加控制，核电站控制聚变的链式反应速率
C．原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速率
D．原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制聚变的链式反应速率
7．下列关于能源和电磁波的说法正确的是（　　）
A．核电站是利用核聚变释放的能量来发电的
B．手机无线上网是利用电磁波来传递信息
C．风力发电装置将风能这种不可再生能源转化为电能
D．电磁波的频率越高，传播速度越大
8．太阳每时每刻都在释放大量能量，这些能量来自（　　）
A．太阳内部电能转化为内能的过程
B．太阳内部大规模的核裂变过程
C．太阳内部大规模的核聚变过程
D．太阳内部可燃性物质的燃烧过程
9．太阳能公路由三层组成：最上层为半透明的保护层，保护内部元件的同时也可以让太阳光透过；中间层为太阳能电池，用来产生电力；最底下的一层则用来隔绝土壤的湿气，避其影响到内部的线路。该设计可以将电力储存起来供给照明，同时也可以起加热的作用，避免冬天路面结冰。下列说法错误的是（　　）

A．中间层太阳能电池主要是利用太阳能转化为化学能
B．最底层主要是为防止电路短路
C．该设计可以起加热的作用，是利用电流的热效应
D．冬天路面结冰，人容易摔倒是因为接触面越光滑，摩擦力越小
10．市场上出售一种装有太阳能电扇的帽子，在太阳的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉意，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
二．填空题（共5小题）
11．汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为地面、空气的　 　能，这些能量不能自动地用来再次开动汽车，这说明能量的转化、转移具有　 　。
12．某小组观察200g冰熔化的实验装置如图甲，收集数据后绘制了图乙所示的温度﹣时间图象。
（1）根据图象判断：冰在熔化时，不断吸收热量，温度　 　（升高/降低/不变）；第34min时，这种物质的状态是　 　。
（2）热由酒精灯的火焰传给水，但不会反过来传递，这说明能量转化或转移有　 　性。

13．能量的转化和转移具有　 　。热量　 　自发地从低温物体传给高温物体；汽车制动时，由于摩擦动能转化为内能，这些内能　 　自动地再次开动汽车（后两空选填“能”或“不能”）。
14．如图是核电站工作情况的方框图，请在空白方框内填写装置的种类并回答下列问题。

（1）核能是　 　（选填“可再生”或“不可再生”）能源。
（2）在汽轮机中，将蒸汽的内能转化为轮片的　 　能。
15．能源危机日益加剧，开发和利用新能源成为当务之急。光伏发电是将　 　能转化为　 　能；目前的核能发电，是通过　 　释放的核能来发电的（选填“核裂变”或“核聚变”）。
三．实验探究题（共1小题）
16．阅读下面的短文，回答问题，
太阳能热水器
太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温，以满足人们日常生活的需要，它具有安全、节能、环保等优点，如图甲所示，太阳能热水器主要由两部分构成：一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃管之间是真空，如图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图，它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料；另一部分是保温储水箱，保温储水箱下部与玻璃吸热管相通。

请回答以下问题：
（1）当太阳光入射到黑色的吸热层上时，这是通过　 　的方式改变内能，将管内的水加热的。
（2）你认为　 　（填“能”或“不能”）将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上，理由是：　 　。
（3）这台太阳能热水器的水箱容积为120L，那么水箱内装满水时，在一般的光照条件下。太阳能每天可将满箱20℃的水加热到70℃，则水吸收的热量为　 　。[水的比热容是4.2×103J（kg?℃）]
（4）如果热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P＝1400W．如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5h，那么热水器上集热器的面积至少要是　 　。
四．计算题（共2小题）
17．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
太阳照射时间/h 装水量/kg 吸热板面积/m2 水的初温/℃ 水的末温/℃ 水的比热容/J/（kg?℃） 太阳辐射功率/J/（m2?h）
10 100 2.5 20 70 4.2×103 1.68×106
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×l07J/m3，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收）
（3）该太阳能热水器的能量转化效率。
18．当今太阳能热水器已经在广安城乡用得非常普遍了，如图所示。已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里，能将8℃、100L水加热到38℃．请解答：[水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），水的密度为1.0×103kg/m3]
（1）热水器中水的质量是多少？
（2）在此过程中，水吸收了多少热量？
（3）若此期间太阳辐射到热水器的热量为4.2×107J，则该热水器的效率是多少？




2019年苏教版九下物理《第18章 能源与可持续发展》单元测试卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．下列说法不正确的是（　　）
A．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本规律之一
B．一切与热现象有关的宏观过程都是有方向的
C．实际过程中，能量经转化后，可利用的能量只会减少，不会增加
D．发电机把机械能转化为电能，电动机又可以把电能转化为机械能。因此，自然界中所有的能量转化都是可逆的
【分析】解决本题应掌握：能量守恒定律的内容及意义、能量转化具有方向性。
【解答】解：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另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或转移的过程中，其总量保持不变。这就是能量守恒定律。它是自然界最普遍、最重要的基本规律之一。故A正确；但在实际过程中，能量经过转化后，可利用的能量只会减少，不会增加。因此，我们要节约和有效利用能源。自然界自发的过程中，能量的转化和转移是有方向的，一切与热现象有关的宏观过程都是有方向的。所以，不是所有的能量转化都是可逆的，故B、C正确，D错误；
故选：D。
【点评】本题考查能量守恒定律的内容及意义以及能量转化的方向性，应熟练掌握。
2．下列各例中，属于内能转化为机械能的过程是（　　）
A．用电炉加热水 B．衣服在阳光下曝晒升温
C．火箭升空的过程 D．双手摩擦发热
【分析】内能转化为机械能也就是利用内能来做功。
【解答】解：A、电炉是要消耗电能的，加热水转化为水的内能，是电能转化为内能；
B、衣服在阳光下曝晒升温是将太阳光转化为内能；
C、火箭升空是要消耗燃料的，将燃料的化学能转化为内能，再转化为火箭的机械能；
D、双手摩擦发热是克服双手间的摩擦做功，将机械能转化为内能。
故选：C。
【点评】本题考查了能量的转化过程，我们要能够分析生活中的能量转化现象。
3．各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是（　　）

A．①②③④ B．②③④① C．②①③④ D．①③④②
【分析】根据一次能源和二次能源概念进行排列。
【解答】解：各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，地球上所有能量直接或间接来自于太阳能，所以下列能量的转化顺序为：太阳﹣﹣树林﹣﹣燃煤电厂﹣﹣空调。
故选：C。
【点评】本题难度不大，主要是理解地球上的能量都是直接或间接来自于太阳能。
4．从所用资源的能量形式分析，下列各种发电方式与“水力发电”相同的是（　　）
A．火力发电 B．地热发电 C．核能发电 D．风力发电
【分析】火力发电、核能发电都是靠化学反应释放出来的能量发电，即内能发电；水利发电、风力发电是机械能发电；地热发电都是直接利用大自然的内能发电。据此分析答题。
【解答】解：
水利发电利用的水能发电，而水能属于机械能。
风力发电是风能转化为电能，风能、水能属于机械能；
火力发电使用的是煤做燃料，核能发电使用的是核做燃料，把煤和核能的化学能转化为内能，再用内能发电，地热发电也是利用内能发电；
故ABC与“水利发电”方式不同，D与“水利发电”方式相同。
故选：D。
【点评】本题考查了判断能源利用的形式，是一道基础题。
5．2014年8月，我国自主研发的“华龙一号”核电站总体技术方案通过专家评审。核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。下列说法正确的是（　　）
A．目前核电站都是通过聚变反应来释放核能
B．核电站产生的核废料对环境没有污染
C．核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
D．核反应堆所用的核燃料主要是氢的同位素
【分析】（1）核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的。核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控裂变（链式反应）释放能量的。
（2）核废料是对环境污染很严重的。
【解答】解：A、核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的，故A错误；
B、核废料是对环境污染很严重的，故B错误；
C、核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控裂变（链式反应）释放能量的，故C正确；
D、核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能的，不是氢的同位素，故D错误；
故选：C。
【点评】本题通过核电站考查了核能应用的相关知识，为近几年考查的热点应熟练掌握。
6．《不扩散核武器条约》缔约国第八次审议大会在纽约联合国总部召开，消除核武器与和平利用核能成为参会国讨论的焦点。关于原子弹与核电站的叙述正确的是（　　）
A．原子弹对聚变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速率
B．原子弹对聚变的链式反应不加控制，核电站控制聚变的链式反应速率
C．原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速率
D．原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制聚变的链式反应速率
【分析】核能分为裂变和聚变两种，裂变分为两种：可控链式反应和不可控链式反应，前者主要应用在核反应堆中，后者应用在原子弹中；聚变主要应用在氢弹上。
【解答】解：原子弹及核电站都是利用了原子核的裂变释放能量，只不过原子弹对于裂变的速度不加控制，而核电站是控制裂变的速度让能量得以缓慢释放。
故选：C。
【点评】本题考查原子弹及核电站的性质，应记住原子弹和核电站均利用了原子核的聚变，只有氢弹是利用了核聚变。
7．下列关于能源和电磁波的说法正确的是（　　）
A．核电站是利用核聚变释放的能量来发电的
B．手机无线上网是利用电磁波来传递信息
C．风力发电装置将风能这种不可再生能源转化为电能
D．电磁波的频率越高，传播速度越大
【分析】（1）核电站的原理是通过核裂变释放能量来发电的；
（2）手机是利用电磁波来传递信息的；
（3）可以从自然界源源不断地得到的能源称之为可再生能源；一旦消耗就很难再生的能源称之为不可再生能源；
（4）电磁波的传播速度是一个定值。
【解答】解：
A、核电站是利用核裂变来释放能量的，不是利用核聚变。故A错误。
B、手机无线上网是利用电磁波来传递信息，故B正确。
C、对于风能是可以从自然界中源源不断的得到的能源，故是可再生能源，风力发电机的发电过程中，消耗机械能而产生电能，故是将机械能转化为电能的过程，故C错误。
D、电磁波的传播速度等于3×108m/s，是一个定值，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查学生对核裂变、信息传递知识、可再生能源和电磁波的传播速度的掌握情况，需要准确记忆。
8．太阳每时每刻都在释放大量能量，这些能量来自（　　）
A．太阳内部电能转化为内能的过程
B．太阳内部大规模的核裂变过程
C．太阳内部大规模的核聚变过程
D．太阳内部可燃性物质的燃烧过程
【分析】核聚变是较轻的原子核结合成较重的原子核时，产生能量，太阳内部每时每刻发生着核聚变。
【解答】解：太阳的能量来自于内部的核聚变反应。
故选：C。
【点评】核聚变反应需要高温高压，太阳内部进行着核聚变反应，人类目前还不能利用可控的核聚变反应。
9．太阳能公路由三层组成：最上层为半透明的保护层，保护内部元件的同时也可以让太阳光透过；中间层为太阳能电池，用来产生电力；最底下的一层则用来隔绝土壤的湿气，避其影响到内部的线路。该设计可以将电力储存起来供给照明，同时也可以起加热的作用，避免冬天路面结冰。下列说法错误的是（　　）

A．中间层太阳能电池主要是利用太阳能转化为化学能
B．最底层主要是为防止电路短路
C．该设计可以起加热的作用，是利用电流的热效应
D．冬天路面结冰，人容易摔倒是因为接触面越光滑，摩擦力越小
【分析】解答此题需知道：太阳能电池板就可以将太阳能转化为电能；电流通过导体产生热量是利用了电流的热效应；摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关，接触面越粗糙，摩擦力越大，反之摩擦力越小。
【解答】解：A、太阳能电池板就可以将太阳能转化为电能，故A错误；
B、最底下的一层则用来隔绝土壤的湿气，防止电路短路，故B正确；
C、该设计可以将电力储存起来供给照明，同时也可以起加热的作用，利用了电流的热效应，故C正确；
D、冬天路面结冰，使接触面的粗糙程度减小，变得光滑，摩擦力减小，所以人容易摔倒，故D正确。
故选：A。
【点评】本题考查太阳能公路的相关知识点，考查太阳能的利用、影响摩擦力大小的因素、电流的热效应及电路，知识点较多，属于中等题。
10．市场上出售一种装有太阳能电扇的帽子，在太阳的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉意，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
【分析】太阳能电池板将太阳能转化为电能，小电扇将电能转化为的机械能。
【解答】解：帽子上的太阳能电池板将太阳能转化为电能，供小电扇工作。小电扇工作时消耗电能，将电能转化为扇叶的机械能。
故选：A。
【点评】本题考查学生对能量转化的掌握情况，需要根据具体实例依次进行分析。
二．填空题（共5小题）
11．汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为地面、空气的　内　能，这些能量不能自动地用来再次开动汽车，这说明能量的转化、转移具有　方向性　。
【分析】汽车刹车时，机械能会转化为内能，这些能量无法再转化利用。是因为能量转化和转移有方向性，如：热传递时内能从高温物体转移向低温物体的；植物生长的过程中，总是按照生根、开花、结果这样的方向进行的，而不可能相反，否则会引起其他能量的变化，消耗别的能量。
【解答】解：汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为地面、空气的内能，这些能量会散发到周围的环境中，无法再回收利用；
摩擦生热时内能以热量的形式散发掉，所以能量转化和转移具有方向性，这些内能不能自动地再次开动汽车。
故答案为：内；方向性。
【点评】本题考查能量转化和转移的一个特点：方向性，达到正确理解能量转化和转移的方向性的要求。
12．某小组观察200g冰熔化的实验装置如图甲，收集数据后绘制了图乙所示的温度﹣时间图象。
（1）根据图象判断：冰在熔化时，不断吸收热量，温度　不变　（升高/降低/不变）；第34min时，这种物质的状态是　液态　。
（2）热由酒精灯的火焰传给水，但不会反过来传递，这说明能量转化或转移有　方向　性。

【分析】（1）分析图乙的温度﹣时间图象得出答案；
（2）热传递时，能量总是从高温物体传递到低温物体，即能量转移具有方向性。
【解答】解：（1）由图乙看出，冰在熔化时（第2分钟到3分钟），不断吸收热量，温度不变；第34min时，冰已熔化完，这种物质的状态是液态；
（2）热量只能由高温物体传递到低温物体，这说明能量的转移具有方向性；
故答案为：（1）不变，液态；（2）方向。
【点评】本题考查了学生对熔化规律、熔化图象的了解与掌握。
13．能量的转化和转移具有　方向性　。热量　不能　自发地从低温物体传给高温物体；汽车制动时，由于摩擦动能转化为内能，这些内能　不能　自动地再次开动汽车（后两空选填“能”或“不能”）。
【分析】能量转化和转移是有方向性，如：热传递时内能从高温物体转移向低温物体的；植物生长的过程中，总是按照生根、开花、结果这样的方向进行的，而不可能相反，否则会引起其他能量的变化，消耗别的能量。
【解答】解：根据热传递时内能只能从高温物体转移向低温物体的；摩擦生热时内能以热量的形式散发掉，所以能量转化和转移具有方向性，热量不能自发地从低温物体传给高温物体；汽车制动时，由于摩擦动能转化为内能，这些内能不能自动地再次开动汽车。
故答案为：方向性，不能，不能。
【点评】本题考查能量转化和转移的一个特点：方向性，达到正确理解能量转化和转移的方向性的要求。
14．如图是核电站工作情况的方框图，请在空白方框内填写装置的种类并回答下列问题。

（1）核能是　不可再生　（选填“可再生”或“不可再生”）能源。
（2）在汽轮机中，将蒸汽的内能转化为轮片的　机械　能。
【分析】（1）能源分可再生能源和不可再生能源，可再生能源：泛指多种取之不竭的能源，严格来说，是人类历史时期内都不会耗尽的能源。不可再生能源：泛指人类开发利用后，在现阶段不可能再生的能源资源，根据定义判断核能属于什么能源。
（2）核电站发电过程：核能先转化为水的内能，水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能。
【解答】解：（1）核能一旦被耗用后，不可能在短期内再生，属于不可再生能源。
（2）核电站发电过程：核能先转化为水的内能，水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能。
故答案为：（1）不可再生；（2）机械；发电机
【点评】知道能源的分类及核电站发电过程中 的能量转化是解决该题 的关键。
15．能源危机日益加剧，开发和利用新能源成为当务之急。光伏发电是将　太阳　能转化为　电　能；目前的核能发电，是通过　核裂变　释放的核能来发电的（选填“核裂变”或“核聚变”）。
【分析】（1）太阳能光伏发电系统是将太阳能转化为电能的。能从自然界源源不断地得到，这样的能源是可再生能源；
（2）核能分为裂变和聚变两种，裂变分为两种：可控链式反应和不可控链式反应，前者主要应用在核反应堆中，后者应用在原子弹中。
【解答】解：光伏发电是将太阳能转化为电能；核能发电是通核裂变释放的核能来发电的。
故答案为：太阳；电；核裂变。
【点评】此题考查了光伏发电的能量转化即核能发电的原理，是一道基础性题目，平时要注意积累这方面的知识。
三．实验探究题（共1小题）
16．阅读下面的短文，回答问题，
太阳能热水器
太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温，以满足人们日常生活的需要，它具有安全、节能、环保等优点，如图甲所示，太阳能热水器主要由两部分构成：一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃管之间是真空，如图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图，它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料；另一部分是保温储水箱，保温储水箱下部与玻璃吸热管相通。

请回答以下问题：
（1）当太阳光入射到黑色的吸热层上时，这是通过　热传递　的方式改变内能，将管内的水加热的。
（2）你认为　不能　（填“能”或“不能”）将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上，理由是：　因为双层玻璃管（集热管）中间是真空层，不利于将热量传递给管内　。
（3）这台太阳能热水器的水箱容积为120L，那么水箱内装满水时，在一般的光照条件下。太阳能每天可将满箱20℃的水加热到70℃，则水吸收的热量为　2.52×107J　。[水的比热容是4.2×103J（kg?℃）]
（4）如果热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P＝1400W．如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5h，那么热水器上集热器的面积至少要是　2.5m2　。
【分析】（1）改变内能的方式有两种：做功和热传递；
（2）玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料，吸收太阳辐射热，传递给水，水吸热温度升高；若将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面，因为玻璃是热的不良导体，集热管中又有真空层，不利于将热量传递给管内的水；
（3）根据ρ＝求出水的质量；知道水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸＝cm（t﹣t0）求水吸收的热量；
（4）利用热水器上的集热器对太阳能的利用效率，计算出太阳能热水器接受的热量；然后再利用功率的公式P＝计算出1m2所接受的热量，最后计算出热水器上集热器的面积S。
【解答】解：
（1）当太阳光入射到黑色的吸热层上时，将内能传递给管内的水，使水的内能增大；
（2）玻璃是热的不良导体，集热管中又有真空层，不利于将热量传递给管内的水，不能将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面；
（3）水的体积V＝120L＝0.12m3，
由ρ＝得水的质量：
m＝ρ水V＝1×103kg/m3×0.12m3＝120kg；
水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×120kg×（70℃﹣20℃）＝2.52×107J；
（4）设热水器上集热器的面积为S，
则这台太阳能热水器获得的辐射功率：P太＝S×1400W/m2；
由P＝可得太阳照射5h获得的太阳能：
W总＝P太t＝S×1400W/m2×5×3600s；
由η＝可得：
Q吸′＝W有＝W总η＝S×1400W/m2×5×3600s×40%；
所以，热水器上集热器的面积：
S＝＝＝2.5m2。
故答案为：（1）热传递；（2）不能；双层玻璃管中间是真空，不利于热量传递给管内的水；
（3）2.52×107 J；（4）2.5 m2。
【点评】本题考查了学生对密度公式、吸热公式和热值公式的运用，要学会审题，从复杂的题干中搜集有用信息，计算时注意温度升高了（△t）、升高（△t）和升高到（末温）的区别。
四．计算题（共2小题）
17．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
太阳照射时间/h 装水量/kg 吸热板面积/m2 水的初温/℃ 水的末温/℃ 水的比热容/J/（kg?℃） 太阳辐射功率/J/（m2?h）
10 100 2.5 20 70 4.2×103 1.68×106
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×l07J/m3，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收）
（3）该太阳能热水器的能量转化效率。
【分析】（1）由表中数据知道水的质量、水的比热容、水温度的变化，利用吸热公式Q吸＝cm△t求水吸收的热量（有用能量）；
（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，即Q放＝Q吸，再利用Q放＝Vq求需要完全燃烧多少天然气；
（3）由太阳辐射功率知道1h内投射到1m2面积上的太阳能，据此求出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。
【解答】解：（1）水在10h内吸收的热量（有用能量）：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×100kg×（70℃﹣20℃）＝2.1×107J；
（2）由题知，Q放＝Vq＝Q吸＝2.1×107J，
需要天然气的体积：
V＝＝＝0.25m3；
（3）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：（1）水在10h内吸收的热量为2.1×107J；
（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧0.25m3的天然气；
（3）该太阳能热水器的能量转化效率为50%。
【点评】本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，本题关键：一是能从题目提供的表格中得到相关信息，二是注意热值单位：固体、液体燃料（J/kg）和气体燃料J/m3的区别。
18．当今太阳能热水器已经在广安城乡用得非常普遍了，如图所示。已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里，能将8℃、100L水加热到38℃．请解答：[水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），水的密度为1.0×103kg/m3]
（1）热水器中水的质量是多少？
（2）在此过程中，水吸收了多少热量？
（3）若此期间太阳辐射到热水器的热量为4.2×107J，则该热水器的效率是多少？

【分析】（1）知道太阳能热水器中水的体积，根据m＝ρV求出水的质量；
（2）知道水的质量和初温、末温以及比热容，根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；
（3）知道水吸收的热量和太阳辐射到热水器的热量，根据η＝×100%求出该热水器的效率。
【解答】解：（1）太阳能热水器中水的体积：
V＝100L＝100dm3＝0.1m3，
由ρ＝可得，水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.1m3＝100kg；
（2）在此过程中，水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）
＝4.2×103J/（kg?℃）×100kg×（38℃﹣8℃）
＝1.26×107J；
（3）该热水器的效率：
η＝×100%＝×100%＝30%。
答：（1）热水器中水的质量是100kg；
（2）在此过程中，水吸收了1.26×107J的热量；
（3）该热水器的效率是30%。
【点评】本题考查了密度公式、吸热公式、效率公式的应用，计算过程要注意水体积单位的换算。