人教版九年级全册第3节 太阳能精品当堂达标检测题

这是一份人教版九年级全册第3节 太阳能精品当堂达标检测题，共22页。试卷主要包含了0分），【答案】C，【答案】A，【答案】D，【答案】B等内容，欢迎下载使用。


22.3太阳能同步练习人教版初中物理九年级全一册
一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）
1. 科学家设想利用道路来收集太阳能进行发电，供电动汽车和路灯使用。方法是在路基上先铺设覆盖有太阳能电池的水泥板，再在太阳能电池上覆盖透明的玻璃作为路面，这个设想要能实际使用，对玻璃的选择，下列哪一项不是主要需考虑的(    )
A. 玻璃颜色 B. 玻璃强度
C. 玻璃的隔音效果 D. 玻璃表面粗糙程度
2. 关于原子、核能和能源，下列说法中正确的是(    )
A. 原子核由质子和电子组成
B. 太阳能、风能、潮汐能和核能都属于可再生能源
C. 太阳的内部发生大量的核裂变反应
D. 核电站的反应堆发生的是可控的链式反应
3. 某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是(    )
A. 电能→机械能→光能 B. 光能→机械能→电能
C. 光能→电能→机械能 D. 机械能→电能→光能
4. 如下图所示是有些城市使用的“风光互补”景观照明灯。它头顶“小风扇”，肩扛光电池板，腰挎照明灯，脚踩蓄电池。下列说法正确的有(    )

①光电池板可将电能转化为光能
②“小风扇”利用风力发电，将机械能转化为电能
③蓄电池充电时，将电能转化为化学能
A. ①②③ B. ②③ C. ①③ D. ①②
5. 太阳光可认为是由一份一份的光子组成。光子不仅具有能量，还有动量。光照射到某个面上就会产生压力。有人设想在火星探测器上安装面积很大的薄膜，正对着太阳光，靠太阳光在薄膜上产生的压力推动探测器在太空中前进，推力越大，探测器获得的加速度越大。第一次安装的是反射率极高的薄膜，第二次安装的是吸收率极高的薄膜，那么(    )
A. 安装反射率极高的薄膜，探测器获得的加速度大
B. 安装吸收率极高的薄膜，探测器获得的加速度大
C. 两种情况下，由于探测器的质量一样，探测器获得的加速度大小应相同
D. 两种情况下，探测器获得的加速度大小无法比较
6. 现在的道路两旁安装了很多太阳能路灯，晴天时太阳能电池板给铅酸蓄电池充电，黑夜时铅酸蓄电池让路灯发光，如图所示为铅酸蓄电池充电的电路，则下列说法错误的是(    )
A. 太阳能电池板能将太阳能转化为电能
B. 太阳能电池板给铅酸蓄电池充电时，铅酸蓄电池将化学能转化为电能
C. 黑夜时，铅酸蓄电池让路灯发光，铅酸蓄电池相当于电路中的电源
D. 黑夜时，铅酸蓄电池让路灯发光，铅酸蓄电池将化学能转化为电能
7. 某次实验将10kW的电力转换成微波，通过天线传输给500m外的面板状接收装置，然后再将接收到的微波还原成电力，最终用电力成功点亮发光二极管。下列有关说法不符合物理知识的是(    )
A. 微波是一种电磁波
B. 发光二极管是一种半导体材料
C. 发光二极管主要是把电能转化为内能
D. 利用技术实现宇宙太阳能发电
8. 关于信息的传递和新能源的利用，下列说法正确的是(    )
A. 北斗卫星导航系统是利用超声波传递信息的
B. 电磁波不会造成环境污染
C. 太阳能电池将太阳能直接转化成化学能储存在电池内
D. 核电站通过核反应堆将核能转化成内能，再利用内能来发电
9. 下面关于太空生活的说法中合理的是(    )
A. 太空中分子间不存在相互作用的引力或斥力
B. 太阳能电池板工作时将太阳能转化为电能
C. 为方便统一控制，航天器中各工作单元的电路都应采用串联方式
D. 宇航员舱外作业时应穿航天服，可以有效的阻止温度的传递
10. 下列关于能源与信息的叙述中正确的是(    )
A. 太阳内部每时每刻都在发生着核裂变，释放了巨大的核能
B. 广播电台发射的电磁波是靠电流的迅速变化产生的
C. 风能、太阳能和核能均属于可再生能源
D. 5G比4G能传递更多的信息，因为5G信号的电磁波波长更长
二、填空题（本大题共6小题，共12.0分）
11. 太阳能在利用过程中对环境无污染或污染很小，属于___________(填“清洁”或“非清洁”)能源；利用太阳能电池可以把太阳能转化为___________能，还有一部分太阳能转化为其他形式的能，根据能量___________定律可知，转化的总能量和接收的太阳能量相同．
12. 太阳能电池板给太空舱供电时，太阳能电池板相当于电路中的______，将______能转化为电能。
13. 纳米是一个很小的______单位。在天文观测中，人们通常用光年表示______单位。硅光电池是把太阳能转化______能的装置。
14. “祝融号”火星车顶部，有一个叫集热窗的装置，里面装有正十一烷，可利用物态变化吸收太阳能：白天温度升高，吸收热量，夜间温度下降，释放热量。正十一的熔点是−26℃，沸点是196℃，火星表面的温度大约在−133℃到27℃之间，正十一在白天发生的物态变化是______；火星车的四片太阳能板，还会把一部分电能转化为______储存在蓄电池中，以备夜间使用。
15. 2021年4月29日11时许，我国在文昌航天发射场用长征五号B遥二运载火箭成功发射了中国人自己的空间站天和核心舱(如图所示)。
(1)发射升空过程中，以火箭为参照物，天和核心舱是______的。
(2)火箭发射控制中心是利用______遥控控制核心舱的入轨运行的。
A.超声波
B.次声波
C.电磁波
D.红外线
(3)核心舱在太空中绕地球在轨运行，它______(选填“受”或“不受”)力的作用。
(4)核心舱入轨后太阳能帆板展开后，把太阳能转化为______能。
16. 2021年4月29日，搭载空间站天和核心舱的长征五号B遥二运载火箭在我国文昌航天发射场成功发射，标志着我国载人航天已全面迈入空间站时代，火箭升空时向地面喷出了高温高压的燃气，火箭就腾空而起，这一现象说明了______。图是太阳能帆板两翼顺利展开且工作正常的情景，太阳能帆板是将太阳能转化成______能的装置。
三、实验探究题（本大题共3小题，共18.0分）
17. 为响应无锡市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为100Ah的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R0为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，AB：BO=4：1，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表。(压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯、红灯及排水泵的额定电压均为220V)
压敏电阻受到的压力F/N
60
120
180
240
300
360
420
480
…
压敏电阻R阻值/Ω
400
260
180
125
100
80
65
55
…
(1)“发电玻璃”面积为1.2m2，其光电转化率为20%，则要对控制电路的蓄电池充满电需要多少小时？(太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1kW计算)
(2)按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，排水泵启动；当水位回落到浮体只有25体积浸入水中时，硬质杠杆ABO仍处于水平位置，线圈中电流为40mA，排水泵停止工作，则小科应选择重力为多大的浮体？该浮体的密度为多大？
(3)制作压敏电阻的材料属于______(填“导体”或“半导体“)。在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，应该将与压敏电阻相连的压板向______(填“左”或“右“)移动。

18. 为响应武汉市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，我校物理兴趣小组设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R0为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，AB：BO=4：1，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表。(压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯、红灯及排水泵的额定电压均为220V)

压敏电阻受到的压力F/N
60
120
180
240
300
360
420
480

压敏电阻R阻值Ω
500
360
260
180
120
80
65
55

(I)俗称“发电玻璃”的太阳能电板是将______ 转换为______ 能。
(2)排水泵工作时，______ 灯亮。若排水泵的规格为“220V 2kW”，排水泵电能转化为机械能的效率是80%，排水泵正常工作时，出水口水的速度2m/s，若出水口的总面积S=4×10−3m2，则排水泵出水口的压强有多大？(不计大气压强)
(3)按照设计要求。当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力300N，通过电磁铁线圈的电流为75mA，排水泵启动：当水位回落到浮体只有七分之三的体积浸入水中时，硬质杠杆ABO仍处于水平位置，线圈中电流为30mA，排水泵停止工作，则应选择重力为多大的浮体？
19. 城市大力发展绿色能源，如图甲是城市道路两边的太阳能路灯，它由太阳能电池板、控制器、24 V的蓄电池组、LED发光二极管、灯杆及灯具外壳组成。它的结构示意图如图乙，工作时能量流程图如图丙。


LED发光二极管是一种半导体器件，它具有工作电压低(2～4 V)、耗能少、寿命长、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等优点。它与普通的白炽灯发光原理不同，可以把电直接转化为光。实验测得LED发光二极管两端加不同电压时的电流，数据如表：
电压/V
1
1.5
2.0
2.3
2.5
2.8
3.0
3.3
3.5
3.6
3.7
电流/mA
0
0
0
5
10
60
160
380
690
900
1250
(1)太阳能电池板将太阳能转化为_________能，给蓄电池充电时转化为_________能。太阳能是_________能源(选填“一次”或“二次”)。
(2)为使LED发光二极管正常工作，应将几个LED发光二极管_________(选填“串联”或“并联”)才能安全使用。
(3)如图乙所示，晚上LED发光二极管点亮时控制开关S与_________(选填“a”或“b”)触点接触。
(4)这种LED发光二极管两端的电压从2.5 V变化到3.6 V时，LED的电功率增加了_____________W。
四、计算题（本大题共3小题，共24.0分）
20. 小星家的太阳能热水器，水箱容积是200L.小星进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃.请你求解下列问题：(1)水箱中水的质量；水吸收的热量【c水=4.2×103J/(kg⋅℃)】
(2)如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40%，求至少需要燃烧多少kg的煤气(煤气的热值为q=4.2×107J/kg)
(3)请列举使用太阳能的优点。







21. 如图是某太阳能热水器，向其中注入50kg水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃.水的比热容是4.2×103J/(kg⋅℃)。试求：
(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？
(2)如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×107J，则这段时间该热
水器的效率是多少？
(3)若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧多少千克煤？(煤的热值约为3.5×107J/kg)。







22. 如图是“光电互补型”太阳能热水器，晴天以吸收太阳能作为加热方式，阴雨天可用电加热方式。某该种太阳能热水器水箱内的水为120kg，当水温由15℃升高到45℃时，求：
(1)这些水吸收的热量是多少？[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]
(2)若在阴雨天，采用电加热方式进行工作时的效率为70%，则要消耗的电能是多少千瓦时？







答案和解析
1.【答案】C

【解析】
【分析】
解决此题的关键是要认真审题、了解科学家使用透明玻璃覆盖在太阳能电池上作为路面的真正目的是设想利用道路来收集太阳能进行发电，供电动汽车和路灯使用。玻璃的隔音效果优劣不是考虑的范围。
太阳能是人类能源的宝库，同学们都是未来理想能源的探索者和使用者，开发和利用太阳能是你们这一代义不容辞的责任，要光荣的肩负起这一责任，就要从现在开始好好学习哦!
【解答】
A.物体颜色的深浅影响对太阳光线的吸收，颜色越深的物体对太阳光线的吸收效果越好，所以要考虑玻璃颜色，故A不符合题意；
B.由于将玻璃覆盖在太阳能电池上作为路面，所以要考虑玻璃的强度，故B不符合题意；
C.所用玻璃的隔音效果与科学家利用它收集太阳能进行发电的目的无关，不需考虑，故C符合题意；
D.因为发生镜面反射还是漫反射与反射面的粗糙程度有关，所以玻璃表面的粗糙程度直接影响它对太阳光线的反射情况，影响对太阳光线的收集。所以应该考虑玻璃表面粗糙程度，故D不符合题意。
故选C。  
2.【答案】D

【解析】解：A.原子核由质子和中子构成，故A错误；
B.太阳能、风能、潮汐能都能够源源不断地从自然界直接获得，所以都是可再生能源，核能用完后，不能在短时间内得到补充，是不可再生能源，故B错误；
C.太阳内部发生的是核聚变反应，故C错误；
D.核电站是利用核反应堆中发生的可控的链式反应释放的核能来发电的，故D正确。
故选：D。
(1)原子核由质子和中子构成；
(2)能够源源不断地从自然界直接获得或可以重复利用的能源是可再生能源，不能从自然界源源不断获得的能源是不可再生能源。
(3)核裂变和核聚变都能释放能量，核裂变是可控的。
本题考查能源的分类、核能释放能量的方式，综合性比较强，但难度不大。

3.【答案】C

【解析】
【分析】
本题考查太阳能的利用，以及能量的转化是基础题。
太阳能电池板，把太阳能转化为电能，电动机把电能转化为机械能。
【解答】
太阳能板，在光照时发电，即把太阳能转化为电能；电能供给电动机，转化为机械能，调节百叶窗的开合；故该过程中发生的能量转换是光能→电能→机械能，故C正确，ABD错误。
故选C。

  
4.【答案】B

【解析】
【分析】
风能和太阳能都是清洁能源，且能量取之不尽用之不竭，能够巧妙的设计利用是关键。
自然界中的风能和太阳能是能量巨大的资源，现在科学家都在设计装置利用它们的能量；风扇式发电机可以通过风吹动扇片转动，把风能转化为电能；太阳能电池可以把太阳能转化为电能。
【解答】
①这种新能源的路灯，“肩扛”太阳能电池板也可以把太阳能转化为电能，故①错误；
②“头顶”的小风扇可以把风能转化为电能，这样只要有风，这种路灯也可以发电，填补了一点阴天和晚上不能发电的空白，有利于路灯晚上照明使用，故②正确；
③蓄电池充电时，将电能转化为化学能；蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能；同时照明灯消耗电能而发光，即是将电能转化为光能，故③正确；
故选B。  
5.【答案】A

【解析】解：安装反射率极高的薄膜，光压约等于光波能量密度的2倍。安装吸收率极高的薄膜时，光压约等于光波的能量密度。因此可以看出，安装发射率极高的薄膜，探测器获得的光压大，推力大，探测器获得的加速度就越大。
故选：A。
光对被照射物体单位面积上所施加的压力叫光压。也称为辐射压强。当物体完全吸收正入射的光辐射时，光压等于光波的能量密度；若物体是完全反射体，则光压等于光波能量密度的2倍。
此题考查的知识点有两个：①光压的定义；②光压的大小受到光的反射率和吸收率大小的影响。

6.【答案】D

【解析】解：A、太阳能电池板能将太阳能转化为电能，故A正确；
B、太阳能电池板给铅酸蓄电池充电时，铅酸蓄电池将化学能转化为电能，故B正确；
CD、铅酸蓄电池让路灯发光，铅酸蓄电池将电能转化为光能，相当于电路中的电源，故C正确，D错误；
故选：D。
(1)太阳能电池板把太阳能转化为电能；
(2)太阳能电池板给蓄电池充电时将太阳能最终转化为化学能；
(3)给蓄电池充电时相当于用电器，使用时相当于电源。
本题考查了太阳能的利用，我们不但要学会从题目提取重要信息中，更要学会环保节能。

7.【答案】C

【解析】解：A、微波是一种频率很高的电磁波，故A正确；
B、发光二极管由半导体材料制成，故B正确；
C、发光二极管工作时将电能直接转化为光能，几乎不转化为内能，故C错误；
D、利用太阳能光伏电池可以实现宇宙太阳能发电，故D正确。
故选：C。
(1)微波是指频率为300MHz−3000GHz的电磁波；
(2)制造发光二极管的主要材料是半导体材料；
(3)发光二极管工作时将电能转化为光能；
(4)太阳能光伏电池可以将光能直接转化为电能。
本题考查了学生对电磁波、半导体的作用以及太阳能利用的了解，知识点较多，属于综合性题目。

8.【答案】D

【解析】解：A、北斗卫星导航系统是利用电磁波传递信息的，故A错误；
B、电磁波是一个非常大的家族，其中的一些射线对人体是有害的，故B错误；
C、太阳能电池板将太阳能直接转化为电能再转化成化学能存储在蓄电池中，故C错误；
D、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D正确。
故选：D。
(1)声音的传播需要介质，真空不能传声；
(2)电磁波可以在真空中传播，可以实现地面与卫星之间的通信。电磁波是一个非常大的家族，它们的频率不同，电磁波会对人体产生伤害；
(3)太阳能电池板将太阳能直接转化为电能再转化成化学能存储在蓄电池中；
(4)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。
此题主要考查电磁波、太阳能、核能的应用，难度不大。

9.【答案】B

【解析】解：A.太空中也有物质的存在，而组成这些物质的分子之间存在引力，也存在斥力，所以A错误。
B.太阳能板是利用光电效应将太阳能(光能)之间直接转化为电能的器件，所以B正确。
C.为使航天器中的各个工作单元可以独立工作，我们应将这些工作单元并联在电路中。为方便统一控制，可以在干路上设置开关来达到统一控制的目的。所以C错误。
D.宇航员舱外作业时传的宇航服具有良好的隔热性能，可以避免宇航员与外界发生热传递，出现过热或过冷的情况。热传递过程中，传递的是热量(内能)。所以D错误。
故选：B。
(1)组成物质的分子之间存在引力与斥力的作用。
(2)太阳能电池板可以将太阳能转化为电能。
(3)串联电路中，各元件相互影响；并联电路中，各支路中的元件互不影响。
(4)在热传递过程中，内能由高温物体向低温物体传递，内能的改变量叫作热量。
温度是指物体冷热程度的物理量，物体的温度只能升高、降低或保持不变，无法传递给其他物体。但存在温度差，是发生热传递的前提。

10.【答案】B

【解析】解：A、太阳的内部不断有氢核聚变成氦核，发生的是核聚变反应，故A错误；
B、广播电台发射的电磁波是靠电流的迅速变化产生的，故B正确；
C、风能、水能可以源源不断获得，属于可再生能源，核能属于不可再生能源，故C错误；
D、因5G使用的电磁波频率更高，根据公式f=cλ可知，波长更短，故D错误。
故选：B。
(1)太阳的内部不断有氢核聚变成氦核，发生的是核聚变反应；
(2)迅速变化的电流可以产生电磁波；
(3)能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源；
(4)电磁波的频率越大，波长越短。
本题考查了太阳内部核反应的类型、电磁波的产生、能源的分类、电磁波波长与频率的关系，属于综合性题目。

11.【答案】清洁；电；守恒

【解析】
【分析】
本题考查了学生对能源分类、能量转化和能量守恒定律的理解，属于综合性题目。
(1)清洁能源是指能源在使用中对环境无污染或污染小的能源，如太阳能、风能、海洋能、水能、气体能源等；
非清洁能源是指能源在使用中对环境污染较大的能源，如各种固体能源、裂变核燃料、石油等；
(2)太阳能电池工作时将太阳能转化为电能；
(3)自然界中存在不同形式的能量，各种不同形式的能量在一定条件下都可以相互转化，同种形式能量也可在不同物体间进行转移，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，但是具有方向性的。
【解答】
(1)太阳能在利用过程中对环境无污染或污染很小，属非清洁能源；
(2)太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置；
(3)自然界中存在不同形式的能量，各种不同形式的能量在一定条件下都可以相互转化，同种形式能量也可在不同物体间进行转移，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，故转化的总能量和接收的太阳能数量相同。
故答案为：清洁； 电；守恒。  
12.【答案】电源  太阳

【解析】解：太阳能电池板给太空舱供电时，电池板相当于电路中的电源；太阳能电池可以将太阳能转化为电能。
故答案为：电源；太阳。
(1)电路由电源、开关、导线、用电器组成；
(2)太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置。
】本题考查了电路的组成和太阳能电池板的作用，是一道基础题。

13.【答案】长度  长度  电

【解析】解：纳米是长度的一个较小的单位，1纳米=10−9米；
光年是指光一年内通过的距离，在天文观测中，通常用光年表示长度(距离)的单位；
硅光电池就是太阳能电池，工作时将太阳能转化成电能。
故答案为：长度；长度；电。
(1)纳米是长度的单位；
(2)在天文学中，用光年来表示长度的单位；
(3)太阳能是一种可再生能源，在生活中的应用已经越来越广泛，它可以转化为多种能量，太阳能电池板就是通过将太阳能转化为电能。
知道硅光电池的基本原理，认识长度的单位，了解光年这一单位的含义和用途，可顺利解答，属基础知识的考查。

14.【答案】熔化  化学能

【解析】解：(1)火星表面的温度大约在−133℃到27℃，正十一的熔点是−26℃，沸点是196℃，所以正十一烷在白天可以达到熔点，吸收热量。发生熔化现象；
(2)对蓄电池充电时，能量转化是电能转化为化学能。
故答案为：熔化；化学能。
(1)晶体熔化的条件是：达到熔点，吸收热量；
(2)对蓄电池充电时的能量转化是电能转化为化学能。
本题考查熔化吸收、能量转化，难度不大，是对基础知识的考查。

15.【答案】静止  C  受  电

【解析】解：(1)发射升空过程中，以火箭为参照物，天和核心舱相对火箭位置不变，是静止的；
(2)火箭发射控制中心是利用电磁波遥控控制核心舱的入轨运行的，故选：C；
(3)核心舱在太空中绕地球在轨运行时，运动状态在改变，所以受非平衡力的作用；
(4)核心舱入轨后太阳能帆板展开后，把太阳能转化为电能，供核心舱使用。
故答案为：(1)静止；(2)C；(3)受；(4)电。
(1)在研究机械运动时，假定不动的物体叫参照物。判断一个物体相对于哪一个物体在运动，就要看这个物体相对于哪个物体位置发生变化；
(2)电磁波能够传递信息，也能传递能量。广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的；
(3)根据物体运动情况分析物体的受力情况；
(4)根据太阳能电池板工作时能量的转化情况分析答题。
本题考查了电磁波的传播与应用、参照物及选择、太阳能的转化，综合性较强，难度不大。

16.【答案】力的作用是相互的  电

【解析】解：(1)火箭升空时，向下喷出高温高压的燃气，同时燃气给火箭一个向上的反作用力，火箭就腾空而起，这说明力的作用是相互的；
(2)太阳能帆板工作时将太阳能转化成电能。
故答案为：力的作用是相互的；电。
(1)当一个物体对另一个物体有力的作用时，另一个物体也同时对这个物体有力的作用，即力的作用是相互的；
(2)太阳能帆板是将太阳能转化成电能的装置。
本题考查了力作用的相互性和太阳能的转化，比较简单。

17.【答案】半导体  右

【解析】解：(1)蓄电池充满电时储存的电能：
W=UIt=12V×100A×3600s=4.32×106J=1.2kW⋅h，
因发电玻璃的光电转化率为20%，
所以，发电玻璃接收到的太阳能：
E=Wη=1.2kW⋅h20%=6kW⋅h，
由E=PSt可得，蓄电池充满电需要的时间：
t=EPS=6kW⋅h1kW/(m2⋅h)×1.2m2=5h；
(2)当浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流I=100mA=0.1A，
由表中数据知，此时压敏电阻的阻值R=80Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，由I=UR可得，定值电阻R0的阻值：
R0=R总−R=UI−R=12V0.1A−80Ω=40Ω，
设此时连杆对A端的作用力为FA，压敏电阻对B处的作用力为FB，
由AB：BO=4：1可知，AO：BO=5：1，
由杠杆的平衡条件FA⋅OA=FB⋅OB可得：
FA=OBOAFB=15×360N=72N，
由力作用的相互性可知，A端对浮体向下的压力：FA′=FA=72N，
由力的平衡条件可得，此时浮体受到的浮力：F浮=G+FA′=G+72N------①
当浮体只有25体积浸入水中时，由阿基米德原理可得此时的浮力F浮′=25F浮，
此时控制电路中电流I′=40mA=0.04A，则此时压敏电阻的阻值：
R′=R总′−R0=12V0.04A−40Ω=260Ω，
由表中数据知，压敏电阻受到压力FB′=120N，
由杠杆平衡条件FA′⋅OA=FB′⋅OB可得：
FA′=OBOAFB′=15×120N=24N，
此时浮体受到的浮力：F浮′=G+FA′，即25F浮=G+24N-------②
解①②可得：F浮=80N，G=8N，
由F浮=ρgV排可得，浮体的体积V=V排=F浮ρ水g
浮体的密度ρ=mV=GgF浮ρ水g=GF浮ρ水=8N80N×1.0×103kg/m3=0.1×103kg/m3；
(3)制作压敏电阻的材料属于半导体；
在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动，
则控制电路的电流太小，如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，
应减小控制电路中的电阻以增大控制电路中电流，由表格数据可知，应增大压敏电阻受到的压力，
在A端作用力和动力臂不变的情况下，由杠杆平衡条件知，将压板向右移动时，减小了阻力臂，可增大对压敏电阻的压力。
答：(1)要对控制电路的蓄电池充满电需要5h；
(2)小科应选择重力为8N的浮体，该浮体的密度为0.1×103kg/m3；
(3)半导体；右。
(1)根据W=UIt求出蓄电池充满电时储存的电能，利用η=WE×100%求出发电玻璃接收到的太阳能，根据E=PSt求出蓄电池充满电需要的时间；
(2)控制电路中R与R0串联，由表格数据知压力为360N压敏电阻的阻值，根据串联电路特点和欧姆定律求出R0的阻值，由杠杆平衡条件计算浮体浸没时A端受力，并表示出此时浮体受到的浮力；同理再表示出浮体25浸入水中时的浮力，联立方程计算出浮体重力，利用阿基米德原理和G=mg、ρ=mV求出该浮体的密度；
(3)制作二极管的材料是半导体材料，常用的有：硅、锗等材料；水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动，应增大控制电路中电流，由此分析解答。
本题考查了电功公式、效率公式、串联电路特点、欧姆定律、阿基米德原理、密度公式、重力公式、半导体材料和电路的动态分析，涉及到的知识点较多，综合性强，有一定的难度。

18.【答案】太阳能  电  红

【解析】解：(I)俗称“发电玻璃”的太阳能电板将太阳能转换为电能；
(2)从图中可知，电磁铁将衔铁吸下来时，工作电路中排水泵工作，此时红灯亮；
设排水泵出水口的压强为p，根据p=FS可知排水泵出水口的压力F=pS=p×4×10−3m2......①，
排水泵电能转化为机械能的效率是80%，则机械功率P机械=P排水泵×80%=2kW×80%=1.6kW=1600W，
根据P=Wt=Fst=Fv可得排水泵出水口的压力F=P机械v=1600W2m/s=800N........②，
根据①②可得：p=2×105Pa；
(3)当浮体刚好浸没时，压敏电阻受到压力为300N，由表中数据知，此时压敏电阻的阻值R=120Ω，
控制电路中R与R0串联，控制电路中的电流I=75mA=0.075A，
由串联电路特点和欧姆定律可得，定值电阻的阻值：
R0=R总−R=UI−R=12V0.075A−120Ω=40Ω，
设此时连杆对A端的作用力为FA，压敏电阻对B处的作用力为FB，
已知AB：BO=4：1，则AO：BO=5：1，
根据杠杆的平衡条件有：FA×LOA=FB×LOB，
则：FA=FB×LOBLOA=300N×15=72N，
因为力的作用是相互的，所以A端对浮体向下的压力：
FA′=FA=72N，
由力的平衡条件可得，此时浮体受到的浮力：
F浮=G+FA′=G+72N------①
当浮体只有七分之三的体积浸入水中时，由阿基米德原理可得此时的浮力：
F浮′=37F浮，
此时控制电路中电流为30mA=0.03A，由串联电路特点和欧姆定律可得，此时压敏电阻的阻值：
R′=R总′−R0=12V0.03A−40Ω=360Ω，
由表中数据知，压敏电阻受到压力FB′=120N，
由杠杆平衡条件有：FA′×LOA=FB′×LOB，
所以：FA′=FB′×LOBLOA=120N×15=24N，
同理可得，此时浮体受到的浮力：F浮′=G+FA′，
即：37F浮=G+24N-------②
解①②可得：F浮=84N，G=12N；
所以，应选择重力为12N的浮体。
故答案为：(I)太阳能；电；
(2)红；排水泵出水口的压强为2×105Pa；
(3)应选择重力为12N的浮体。
(1)俗称“发电玻璃”的太阳能电板将太阳能转换为电能；
(2)从图中可知，电磁铁将衔铁吸下来时，工作电路中排水泵工作，此时红灯亮；
设排水泵出水口的压强为p，根据p=FS可知排水泵出水口的压力，排水泵电能转化为机械能的效率是80%，根据P机械=P排水泵×80%得出机械功率，根据P=Wt=Fst=Fv可得排水泵出水口的压力，联立以上两式可得出排水泵出水口的压强；
(3)控制电路中R与R0串联，由表格数据知压力为360N压敏电阻的阻值，由此根据串联电路特点和欧姆定律计算R0的阻值，由杠杆平衡条件计算浮体浸没时A端受力，并表示出此时浮体受到的浮力；同理再表示出浮体七分之三的体积浸入水中时的浮力，联立方程计算出浮体重力。
本题以自动排水装置模型为情景考查了电磁继电器的应用、串联电路特点、欧姆定律以及电功计算以及浮力知识等，考查知识点多，综合性，难度大，本题体现了物理在生活中的应用。

19.【答案】(1)电；化学  ；一次  ；
(2)串联  ；
(3)b  ；
(4)3.215

【解析】
【分析】
本题考查了LED灯工作时，直接把电能转化为光能，转化率很高，正逐步走入人们的生活，知道太阳能的转换和电功率公式的应用，即可正确解题。
(1)太阳能电池是把太阳能转化为电能的装置；蓄电池放电是化学能转化成电能，充电是电能转化成化学能；
可以从自然界接获取的能源一次能源；然界直接获，必通过一次能源的耗才能得能源二次能源；
(2)如果将LED灯并联，电压相等，电池板的电压又高于灯的电压会将灯烧坏，将几个灯串联起分压作用；
(3)当开关与b点接触时，LED灯才接入电路．当开关与a点接触时，LED灯处于断路状态；
(4)知道LED灯的电压和电流，由P=UI可求出电功率，然后将两个电功率值相减，得出增加的电功率。
【解答】
(1)太阳能电池板是将太阳能转化成电能；
太阳能是直接吸收阳光来利用的，是一次能源；
太阳能电池板给蓄电池充电的过程中，消耗了电能，将电能转化为蓄电池的化学能储存在电池中；
(2)由于太阳能电池板产生的电压较大(24V)，而LED发光二极管是一种半导体器件，它工作电压低(2−4V)，所以应将它们串联接在电路中；
(3)当开关与a点接触时，LED灯断路，不工作；当开关与b点接触时，LED灯才接入电路正常工作；
(4)当电压为2.5V时，电流为10mA，由P=UI得P1=U1I1=2.5V×0.01A=0.025W，
当电压为3.6V时，电流为900mA，由P=UI得P2=U2I2=3.6V×0.9A=3.24W，
增加的电功率P=P2−P1=3.24W−0.025W=3.215W。
故答案为：(1)电；化学；一次；(2)串联；(3)b；(4)3.215。
  
20.【答案】解：
(1)热水器水箱送满水时，水的体积：
V=200L=0.2m3，
由ρ=mV得水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.2m3=200kg；
水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×200kg×(45℃−20℃)=2.1×107J；
(2)因为煤气灶的效率为40%，
所以煤气完全燃烧放出的热量：
Q放=Q吸40%=2.1×107J40%=5.25×107J；
由Q放=mq得需要燃烧煤气的最小质量：
m′=Q放q=5.25×107J4.2×107J/kg=1.25kg；
(3)优点：节约能源、无污染。
答：(1)水的质量为200kg，吸收的热量为2.1×107J；
(2)需要燃烧1.25kg的煤气；
(3)优点：节约能源无污染。

【解析】(1)先根据水箱的容积和水的密度利用密度公式计算水的质量；已知水的比热容、温度的变化量，利用热量的计算公式计算吸收的热量；
(2)煤气完全燃烧放出的热量的40%和水吸收的热量相等，然后根据Q放=mq求需要燃烧煤气的质量；
(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。
本题考查了学生对密度公式、吸热公式、燃料热值的理解与掌握以及对太阳能优缺点的认识，在做题过程中一定要时刻注意回扣教材、结合生活实际。

21.【答案】解：
(1)水吸收的热量：
Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×50kg×(50℃−10℃)=8.4×106J；
(2)该热水器的效率：
η=Q吸E=8.4×106J2.8×107J×100%=30%；
(3)若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，由Q放=mq得完全燃烧煤的质量：
m′=Q放q=2.8×107J3.5×107J/kg=0.8kg。
答：(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是8.4×106J；
(2)这段时间该热水器的效率是30%；
(3)若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧0.8千克煤。

【解析】(1)已知水的质量、水的初温末温，利用吸热公式Q吸=Cm(t−t0)计算水吸收的热量(有用能量)；
(2)又热水器接收到太阳辐射的热量，该热水器的效率等于水吸收的热量与热水器接收到太阳辐射的热量之比；
(3)知道煤燃烧放出的热量，利用Q放=mq求需完全燃烧煤的质量。
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，因条件已给出，难度不大。

22.【答案】解：(1)Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×120kg×(45℃−15℃)=1.512×107J；
(2)采用电加热方式进行工作时：
η=Q吸W电，
70%=1.512×107JW电，
W电=Q吸η=1.512×107J70%=2.16×107J=6kW⋅h。
答：(1)这些水吸收的热量是1.512×107J；
(2)若在阴雨天，采用电加热方式进行工作时的效率为70%，则要消耗的电能是6千瓦时。

【解析】(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(有用能量)；
(2)知道利用电加热方式进行工作时的效率，利用效率公式求消耗的电能。
本题考查了学生对吸热公式、效率公式的掌握和运用，注意单位换算：1kW⋅h=3.6×106J，属于基础题目。