2024年初中物理同步练习《22.3+太阳能》

这是一份2024年初中物理同步练习《22.3+太阳能》，共53页。试卷主要包含了如图所示，是一种新型节能路灯，太阳能公路由三层组成，太阳能属于等内容，欢迎下载使用。

一．选择题（共6小题）
1．太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B．图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能
C．图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D．图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
2．图示为一种新型薄膜太阳能电池，厚度只有几微米，可弯曲，1g薄膜太阳能电池1h可提供6×10﹣3kW•h的电能，它可以贴在玻璃上，制成太阳能发电窗户，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能不是清洁能源
B．太阳能从太阳传递到薄膜电池上没有能量损失
C．薄膜太阳能电池将电能直接转化为光能
D．1g薄膜太阳能电池1h可提供2.16×104J的电能
3．如图所示，是一种新型节能路灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。关于节能灯的设计解释合理的是（ ）
A．太阳能电池板将太阳能转化为电能
B．小风扇是用来给太阳能电池板散热的
C．小风扇是风力发电机，将电能转化为机械能
D．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能
4．太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法中正确的是（ ）
A．图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为植物的化学能
B．图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能
C．图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D．图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
5．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
6．如图所示，太阳能路灯的顶端是太阳能电池板，它白天向灯杆中的蓄电池充电，而夜晚则由蓄电池给路灯供电。下列关于太阳能路灯中能量转化的说法正确的是（ ）
A．白天阳光照射太阳能电池板时，太阳能转化为电能
B．白天阳光照射太阳能电池板时，太阳能转化为化学能
C．白天太阳能电池板向蓄电池充电时，化学能转化为电能
D．夜晚蓄电池给路灯供电时，电能转化为化学能

二．填空题（共22小题）
7．太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。某太阳能热水器5h内可使100kg的水，温度从20℃升到70℃，则水吸收的热量为 焦，这些能量相当于完全燃烧 千克的液化气（液化气的热值是4×107J/㎏）
8．为了响应国家节能减排的号召，我市大力加快能源产业建设，并划分出以下基地：
（1）福建液化天然气（LNG）及冷能利用生产基地。
①纯净天然气是无色无味的气体，使用前通常在天然气中加入有特殊气味的气体，以便泄漏时能及时察觉到。人能闻到这种气味，说明分子在永不停息地做 。②液化天然气使用前要变成气体，这个过程叫 （填物态变化名称），在这个过程中，液化天然气要 热。 ③天然气的热值约为8×107J/m3．完全燃烧3m3的天然气能放出 J的热量。
（2）仙游水力发电生产基地。利用水力发电时，是将水的 能转化为电能。
（3）莆田高新技术园区太阳能光伏产业生产基地。利用太阳能的优点之一是 。
9．微信是时下广为流行的一款手机软件，微信信息是手机利用 进行传播的。随着科技的发展，利用太阳能给手机电池充电已成为现实，太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
10．人类目前直接利用太阳能的方式主要有两种，一种是把太阳能转化为 能，如太阳能热水器；另外一种是把太阳能转化为 能，如光伏发电。
11．如图所示，太阳能汽车的表面布满太阳能电池板，该电池能将太阳能转化为 能，供电动机转动。汽车在水平公路上匀速行驶时，汽车的牵引力 摩擦力（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
12．太阳能路灯的灯杆顶端有太阳能电池板，它能将太阳能转化为电能。并向灯杆下方的蓄电池充电，供夜晚路灯照明。若在一段时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.7×107J．这与完全燃烧 kg的煤放出的热量相当；这些能量经转化后，可供功率为35W的路灯工作60h，那么该太阳能路灯的能量转化率是 %．（煤的热值为3.0×107J/kg）
13．太阳能是人类能源的宝库，太阳已持续发光发热约50亿年，还能工作约50亿年。太阳能属于 能源（选填“可再生”或“不可再生”）．太阳核心温度高达1500万℃，表面温度也约有6000℃，其原因就是太阳内部发生持续的 （选填“核裂变”或“核聚变”），释放了惊人的能量。
14．某太阳能热水器装有100kg初温为20℃的冷水，经过一天的太阳照射，水温升高到70℃，则这些水吸收的热量等于完全燃烧 m3天然气所放出的热量；（不计热量损失）假如用功率为2kW的电热水器产生同样多的热量，则通电的时间为 s．（已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）、天然气的热值为4.2×107J/m3）
15．2015年3月10日，世界最大的太阳能飞机阳光动力2号顺利完成环球飞行之旅中的第一站。太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。光波 （选填“属于”或“不属于”）电磁波，电磁波在真空中的传播速度是 m/s。
16．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4h阳光的照射，水温由原来的20℃升高到了40℃．则在这4h内水吸收 热量，若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃 千克焦炭？[水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃）、焦炭的热值q=3.0×107J/kg]与其它形式的能量相比，太阳能具有优点 。（写出两点即可）
17．太阳能热水器是一种常见的太阳能装置，他将太阳能转化成 能，使水温度升高。若晴天气能接收的太阳能平均的辐射强度为300J/（m2•s），太阳能热水器接收太阳能的有效面积为4m2，储水箱里有100L水，水的质量 kg，若阳光下照射70min，所接收到的太阳能有50%用来加热水，则储水箱中水温可升高 ℃．[c水=4.2×103J/（kg•℃）]。
18．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 ℃。
19．我国环境污染主要为能源消耗性污染，为保护环境、控制和消除污染，其中最为有效的途径之一就是利用太阳能，目前最为直接的利用太阳能的方式有两种，一种是利用集热器把太阳能转化为物质的 能，另一种是利用 把太阳能转化为电能。
20．2015年3月31日，世界上最先进、不耗一滴油的太阳能飞机“阳光动力2号”降落在 重庆江北国际机场（如图所示）。飞机虽然体积庞大，但质量只有2.3t，与一辆家用 汽车相当。其72m长的流线型机翼上共有17248块太阳能电池板，不仅可以给飞机的电动机供电，还能给飞机的锂电池充电，以满足夜间飞行的需要。“阳光动力2号”的成功飞行证明了人类可以用清洁能源创造奇迹。
请找出一个与以上情景有关的物理信息，并指出对应的物理知识，不得与示例重复。示例：物理信息：电池板给锂电池充电；
物理知识：电能转化为化学能。
作答：物理信息： ；
物理知识： 。
21．若一个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80℃，则热水器内的水吸收了 J的太阳能，这是通过 方式改变了水的内能。
22．2015年4月21日，全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”飞抵我省。飞机上的太阳能电池板将 能转化为电能。飞行时，飞机上的双叶螺旋桨向后推动空气，使螺旋桨获得向前的力，说明力的作用是 的，以飞机为参照物，飞机里的蓄电池是 （运动/静止）的。
23．近年，在国家新农村建设政策的支持下，农村道路两旁安装有太阳能路灯，这样改善了农村的村容村貌，如图所示，灯杆顶端是太阳能电池板，它能将太阳能转化为 能。太阳能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
24．研发太阳能汽车是未来汽车的发展方向。太阳能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，该汽车有个重要的部件是太阳能电池，它可以将太阳能转化为 能。
25．人类利用太阳能的实质是将太阳能转化为其他形式的能，如图画出了太阳能转化的方框图，其中矩形表示太阳能的转化方式、椭圆表示转化的装置或物体，菱形表示由太阳能所转化的另一种形式的能。请在图中的相应处填入正确的术语。
26．太阳能热水器、电热水器、燃气热水器是常见的三种热水器。现需将10kg、20℃的水加热到40℃，不考虑能力转换过程中能量的损失，若用太阳能热水器加热，则水吸收了 J太阳能；若用额定功率为1000W的电热水器正常加热，则需要 分钟；若用燃气热水器加热，则需要完全燃烧 m3的燃气。（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）．燃气的热值为4.2×107J/m3）
27．2015年3月9日，全球最大太阳能飞机“阳光动力2号”，在阿联酋首都阿布扎比发射，开始5个月的环球飞行。机翼安有1.7万块太阳能电池板，翼展72米，重量仅相当于一辆汽车。太阳能电池板是将太阳能转化为 能，在空中飞行时是根据 原理获得升力的。飞行员通过 和地面指挥中心相联系。
28．某品牌太阳能热水器的光热转换效率为50%，该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的热量，热水器接收 J太阳能。这些太阳能相当于完全燃烧了 m3的天然气。（已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值约为8.4×107J/m3．）

三．计算题（共12小题）
29．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？
30．某物理兴趣小组为了探究地球表面水吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一脸盆装6kg的水，水的表面积为0.1m2，经过太阳光垂直照射15min，水温升高了5℃．问：
（1）实验时6kg的水15min内吸收了多少热能？
（2）平均每分钟1m2水面吸收的热量是多少？
（3）若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度，至少需要燃烧多少m3的液化气？
（假设液化气燃烧放出的热量全部被水吸收，液化气的热值是5.0×107J/m3）。
31．太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，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1m2面积上的太阳能。（补充说明：太阳能热水器，它的吸热板面积为2.5m2，内装100L水，太阳每小时辐射到1m2面积上的热量是1.68×106J，这些水在10h内由20℃升高到70℃）。
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8.4×107J/m3）（3）该太阳能热水器的能量转化效率。
32．小明家的太阳能热水器内装有100kg、25℃的水。经过一天照射后，温度升高到75℃，假设用煤烧水，水吸收的热量占煤完全燃烧放出的热量的10%，且已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），煤的热值是3.0×107J/kg。
问：
（1）热水器中的水升温吸收的热量为多少焦？
（2）如果用煤烧水，那么需要多少千克的煤？
33．太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一。某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为26℃的水，温度升高到46℃．求：
（1）热水器中的水吸收的热量Q吸；[水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃）]
（2）热水器5小时有效照射内接收到的太阳能E；
（3）热水器5小时有效照射内接收到的太阳能，相当于完全燃烧多少m3的天然气放出的热量？（天然气的热值q=7×107J/m3）
34．某太阳能热水器内装有60kg初温为25℃的水，经过一天的太阳照射，水温升高到75℃，[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
求：（1）水吸收的热量是多少J？
（2）要产生同样多的热量，用“220V 2000W”的电热水器正常工作需要的时间是多少min？
（3）电热水器正常工作时的电流是多少A？（保留一位小数）
35．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？
（2）水箱中水吸收的热量[c水=4.2×103J/（kg•℃）]。
（3）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千克煤气（煤气的热值为q=4.2×107J/kg）
36．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8.4×107J/m3，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。
37．小红家里原来用液化石油气烧水，每天用60℃的热水100kg．她参加“探究性学习”活动后，在老师和同学的帮助下，制造了一台简易的太阳能热水器。
（1）若用这台热水器每天可将100kg的水从20℃加热到60℃，这些水吸收的热量是多少？
（2）若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收，她家改用太阳能热水器后平均每天可节约液化石油气多少kg？（液化石油气的热值是8.0×107J/kg）
（3）请你说出太阳能热水器的优点。（至少说出一条）
38．太阳能具有清洁无污染、可再生等优点，是最有开发前景的新能源之一。小明家新安装了一台容积为 500kg的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射，水温由原来的 20℃升高到 40℃．则：
（1）在这4h内水吸收了多少热量？
（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]。
39．小阳同学家的太阳能热水器，水箱容积是200L．小阳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℃．求：
（1）水吸收的热量是多少？
（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%，求至少需要燃烧煤气的质量是多少？[c水=4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为q=4.2×107J/kg]。
40．安全、清洁、方便的太阳能越来越受到人们的重视和广泛利用。如图所示，一太阳能热水器内装有质量为250kg，温度为20℃的水，在阳光照射一段时间后，水温升高到80℃．[c水=4.2×103 J/（kg•℃）]
（1）水吸收的太阳能是多少？
（2）这些能量相当于完全燃烧多少千克干木柴放出的热量？（q干木柴=1.2×107 J/kg）

四．解答题（共10小题）
41．太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一，某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中水的质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃。
求：（1）热水器中的水吸收的热量Q吸；[水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃）]
（2）热水器的效率η；
（3）若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气（煤气的热值q=4.2×107J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收）
42．在新农村建设中很多楼房顶上装有如图1所示的太阳能热水器，图2是内部水箱的结构示意图。Sl是自动温控开关，当水温低于20℃时闭合，辅助加热电阻R开始加热；当水温高60℃时断开，辅助加热电阻R停止加热。A、B是水箱中两个相同的实心圆柱体，密度为1.8×103kg/m3，悬挂在水箱顶部的压力传感开关S2上。当S2受到竖直向下的拉力达到16N才闭合，电动水泵M开始向水箱注水；当拉力小于等于10N时，S2断开，电动水泵M停止注水。求：
（1）若水箱内有100kg的水，夜晚在辅助加热系统作用下，水温升高了20℃，水吸收的热量。[C水=4.2×103J/（kg•℃）]
（2）A、B的体积均为500cm3，A、B的总重力。
（3）正常情况下水箱中的水面最高时，A受到的浮力。（开关S2下的细绳和A、B间的细绳质量与体积均忽略不计。）
43．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？
44．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，由燃烧天然气来提供，而燃气灶的效率为40%，求至少需要燃烧多少天然气？（天然气的热值为q=3.5×107J/kg）
45．小星家的太阳能热水器，水箱容积是100L．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；
（2）水吸收的热量；
（3）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m3的煤气？（q煤气=3.9×107J/m3，）
46．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4h阳光的照射，水温升高了20℃．问：
（1）在这4h内水吸收了多少热量？
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克焦炭？[c水=4.2×103J/（kg•℃）、q焦炭=3.0×107J/kg]。
47．一个简易的太阳能热水器，它的主要部分是一个敞口水箱，容积为200L，装满水在阳光照射下，水的温度从20℃上升到45℃．（水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值是4.2×107J/kg．试求：（1L=10﹣3m3）
（1）水吸收的热量是多少？
（2）利用上述太阳能热水器供水，每天可以节约多少煤气？
48．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；
（2）水吸收的热量【c水=4.2×103J/（kg•℃）】；
（3）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煤气？（煤气的热值为q=4.2×107J/kg）
49．太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃．求：
（1）热水器中的水吸收的热量Q；[水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃）]
（2）热水器5小时内接收到的太阳能E；
（3）热水器的效率η；
（4）若改用煤来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤？（煤的热值q=2.9×107J/kg，假设煤燃烧放出的热量全部被水吸收）
50．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[ρ水=1.0×103kg/m3c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）

九年级上学期《22.3 太阳能》
参考答案与试题解析

一．选择题（共6小题）
1．太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B．图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能
C．图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D．图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
【分析】太阳能的利用方式：一是利用太阳能热水器给它里面的水等物质加热，把太阳能转化为内能；二是利用光电转换装置，把太阳能转化为电能；三是植物光合作用转化为化学能。
【解答】解：
A、绿色植物的光合作用是将光能转化为化学能，储存在植物体内，故A正确；
B、太阳能热水器内的水从太阳吸收热量，内能增加、温度升高，是通过热传递的方式增加水的内能，故B错误；
C、太阳能信号灯先将太阳能先转化为电能，再转化为光能，故C错误；
D、太阳能飞机是先将太阳能转化为电能，再转化为机械能，故D错误。
故选：A。

2．图示为一种新型薄膜太阳能电池，厚度只有几微米，可弯曲，1g薄膜太阳能电池1h可提供6×10﹣3kW•h的电能，它可以贴在玻璃上，制成太阳能发电窗户，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能不是清洁能源
B．太阳能从太阳传递到薄膜电池上没有能量损失
C．薄膜太阳能电池将电能直接转化为光能
D．1g薄膜太阳能电池1h可提供2.16×104J的电能
【分析】（1）太阳能清洁环保无污染；
（2）太阳能从太阳传递到薄膜电池上有一定的效率，所以有能量损耗；
（3）薄膜太阳能电池将光能直接转化为电能；
（4）可根据题目已知条件“1g薄膜太阳能电池1h可提供6×10﹣3kW•h的电能”进行单位换算得出以焦耳为单位的电能数值。
【解答】解：A、太阳能清洁环保无污染，所以A错误；
B、太阳能从太阳传递到薄膜电池上有一定的效率，所以有能量损耗，所以B错误；
C、薄膜太阳能电池将光能直接转化为电能，所以C错误；
D、可根据题目已知条件“1g薄膜太阳能电池1h可提供6×10﹣3kW•h的电能”进行单位换算得出以焦耳为单位的电能数值，6×10﹣3kW•h=6×10﹣3×3.6×106J=2.16×104J，D正确。
故选：D。

3．如图所示，是一种新型节能路灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。关于节能灯的设计解释合理的是（ ）
A．太阳能电池板将太阳能转化为电能
B．小风扇是用来给太阳能电池板散热的
C．小风扇是风力发电机，将电能转化为机械能
D．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能
【分析】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】解：A、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，所以A正确；
B、小风扇的作用可以把风能转化为电能，不是用来散热的，所以B错误；
C、“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，所以C错误；
D、蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能，所以D错误。
故选：A。

4．太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法中正确的是（ ）
A．图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为植物的化学能
B．图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能
C．图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D．图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
【分析】从能的转化方向、转化形式分析解答此题。
【解答】解：A、绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，故A正确；
B、太阳能热水器是通过热传递方式改变水的内能，故B错误；
C、太阳能信号灯先将太阳能先转化为电能，再转化为光能，故C错误；
D、太阳能飞机是先将太阳能转化为电能再转化为机械能，故D错误。
故选：A。

5．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。

6．如图所示，太阳能路灯的顶端是太阳能电池板，它白天向灯杆中的蓄电池充电，而夜晚则由蓄电池给路灯供电。下列关于太阳能路灯中能量转化的说法正确的是（ ）
A．白天阳光照射太阳能电池板时，太阳能转化为电能
B．白天阳光照射太阳能电池板时，太阳能转化为化学能
C．白天太阳能电池板向蓄电池充电时，化学能转化为电能
D．夜晚蓄电池给路灯供电时，电能转化为化学能
【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。
【解答】解：
白天，太阳能电池板吸收太阳能，直接将太阳能转化成电能利用，也可以将多余的太阳能给蓄电池充电，将电能转化成化学能储存起来，以便在晚上使用；所以在白天太阳能电池板给蓄电池充电是将太阳能→电能→化学能；
在晚上，蓄电池给探照灯供电，只是将化学能转化成电能，再转化为光能使用。
故选：A。

二．填空题（共22小题）
7．太阳能属于 可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。某太阳能热水器5h内可使100kg的水，温度从20℃升到70℃，则水吸收的热量为 2.1×107 焦，这些能量相当于完全燃烧 0.525 千克的液化气（液化气的热值是4×107J/㎏）
【分析】（1）由可再生能源与不可再生能源的分类要求来看，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。
（2）知道水的质量m水、水的比热容c水、水的末温和初温（得出温度的升高值△t），利用吸热公式Q吸=c水m水△t求水吸收的热量；知道液化气完全燃烧放出的热量（水吸收的热量）和液化气的热值q，利用Q吸=Q放=mq求需要完全燃烧烟煤的质量。
【解答】解：太阳能、风能、水能等可从自然界不断获得且可重复利用，属可再生能源；煤、石油、天然气、核能等在地球是的储量是有限的，消耗后不可能再生，属不可再生能源；
水吸收的热量：
Q吸=c水m水△t=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（70℃﹣20℃）=2.1×107J；
∵由题知，Q吸=Q放=m液q，
∴需要完全燃烧烟煤的质量：
m液==0.525kg。
故答案为：可再生、2.1×107、0.525。

8．为了响应国家节能减排的号召，我市大力加快能源产业建设，并划分出以下基地：
（1）福建液化天然气（LNG）及冷能利用生产基地。
①纯净天然气是无色无味的气体，使用前通常在天然气中加入有特殊气味的气体，以便泄漏时能及时察觉到。人能闻到这种气味，说明分子在永不停息地做 无规则运动 。②液化天然气使用前要变成气体，这个过程叫 汽化 （填物态变化名称），在这个过程中，液化天然气要 吸热 热。 ③天然气的热值约为8×107J/m3．完全燃烧3m3的天然气能放出 2.4×108 J的热量。
（2）仙游水力发电生产基地。利用水力发电时，是将水的 机械能 能转化为电能。
（3）莆田高新技术园区太阳能光伏产业生产基地。利用太阳能的优点之一是 环保、无污染 。
【分析】（1）①分子在不停地做无规则运动，所以我们能闻到气体的气味；
②物质由液态变成气态的过程叫汽化，汽化过程中要吸收热量；
③知道天然气的热值和完全燃烧的体积，由Q放=Vq求放出的热量；
（2）发电机是通过电磁感应将机械能转化为电能的；
（3）太阳能电池将太阳能转化为电能，太阳能为可再生能源，永不会枯竭，并且不会造成污染等。
【解答】解：
（1）①我们能闻到气体的气味，是因为气体分子扩散到空间任何一个位置，说明了分子是在做无规则运动的；
②液化气由液态变成气态的过程叫汽化，要吸热；
③液化气放出的热量：Q放=qV=8×107J/m3×3m3=2.4×108J；
（2）水力发电机是利用了电磁感应现象，将水的机械能转化为电能；
（3）太阳能的优点很多，如：环保、无污染、取之不尽、节约资源等，故是我们大力发展的能源之一；
故答案为：（1）①做无规则运动；②汽化；吸热；③2.4×108；（2）机械能；（3）环保、无污染。

9．微信是时下广为流行的一款手机软件，微信信息是手机利用 电磁波 进行传播的。随着科技的发展，利用太阳能给手机电池充电已成为现实，太阳能属于 可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
【分析】（1）手机是利用电磁波进行信息传递的；
（2）能源源不断从自然界获得的能源是可再生能源，不能源源不断从自然界获得的能源是不可再生能源。
【解答】解：
微信信息是利用手机通过一定频率的电磁波进行传播的；
太阳能能源源不断获得，是可再生能源。
故答案为：电磁波；可再生。

10．人类目前直接利用太阳能的方式主要有两种，一种是把太阳能转化为 内 能，如太阳能热水器；另外一种是把太阳能转化为 电 能，如光伏发电。
【分析】解决此题要知道人类目前对太阳能的利用有两种方式：即太阳能转化为内能和太阳能转化为电能。
【解答】解：
目前人们直接利用太阳能的方式有两种：其一是把太阳能转化为内能，其二是把太阳能转化为电能。太阳能热水器是把太阳能转化为内能，太阳能电池是把太阳能转化为电能。
故答案为：内；电。

11．如图所示，太阳能汽车的表面布满太阳能电池板，该电池能将太阳能转化为 电 能，供电动机转动。汽车在水平公路上匀速行驶时，汽车的牵引力 等于 摩擦力（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
【分析】（1）太阳能电池都是将太阳能转化为电能的装置；
（2）处于匀速直线运动状态或静止状态的物体一定是受平衡力的作用；当物体受力一对平衡力作用时，二力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
【解答】解：
太阳能电池可以将太阳能转化为电能；
汽车在水平方向上受到摩擦力和牵引力的作用；因汽车在水平公路上匀速行驶，所以在水平方向受力平衡，即汽车受到的摩擦力大小等于汽车的牵引力。
故答案为：电；等于。

12．太阳能路灯的灯杆顶端有太阳能电池板，它能将太阳能转化为电能。并向灯杆下方的蓄电池充电，供夜晚路灯照明。若在一段时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.7×107J．这与完全燃烧 0.9 kg的煤放出的热量相当；这些能量经转化后，可供功率为35W的路灯工作60h，那么该太阳能路灯的能量转化率是 28 %．（煤的热值为3.0×107J/kg）
【分析】（1）知道煤的热值q和煤完全燃烧放出的热量（吸收的太阳能），利用Q放=mq求需要完全燃烧煤的质量；
（2）知道路灯的电功率和用电时间，利用P=求路灯消耗的电能，这是有用能量；太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为总能量，利用效率公式求该太阳能路灯的能量转化效率。
【解答】解：（1）由题知，Q放=mq=2.7×107J，
则需要完全燃烧煤的质量：
m===0.9kg；
（2）使用太阳能路灯的有用能量：
由P=可得，W电=Pt=35W×60×3600s=7.56×106J，
太阳光辐射到该太阳能电池板的能量（总能量）
W总=2.7×107J，
该太阳能路灯的能量转化效率：
η=×100%=×100%=28%。
故答案为：0.9；28。

13．太阳能是人类能源的宝库，太阳已持续发光发热约50亿年，还能工作约50亿年。太阳能属于 可再生 能源（选填“可再生”或“不可再生”）．太阳核心温度高达1500万℃，表面温度也约有6000℃，其原因就是太阳内部发生持续的 核聚变 （选填“核裂变”或“核聚变”），释放了惊人的能量。
【分析】（1）能够从自然界源源不断获得或可重复利用的能源是可再生能源，不能够从自然界源源不断获得或不可重复利用的能源是不可再生能源；
（2）太阳内部进行着核聚变，由氢原子核聚变成氦原子核，释放出核能。
【解答】解：
太阳能都能从自然界源源不断地获得，它们属于可再生能源；在太阳内部，氢原子核在超高温作用下发生聚变，释放巨大的核能。
故答案为：可再生；核聚变。

14．某太阳能热水器装有100kg初温为20℃的冷水，经过一天的太阳照射，水温升高到70℃，则这些水吸收的热量等于完全燃烧 0.5 m3天然气所放出的热量；（不计热量损失）假如用功率为2kW的电热水器产生同样多的热量，则通电的时间为 1.05×104 s．（已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）、天然气的热值为4.2×107J/m3）
【分析】（1）已知水的比热容、质量和温度变化，可利用Q吸=cm△t计算水吸收热量；然后利用Q放=qV的变形公式求出天然气的体积；
（2）根据Q=W=Pt的变形公式即可求出电热水器的通电时间。
【解答】解：（1）水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103 J/（㎏•℃）×100kg×（70℃﹣20℃）=2.1×107J；
因为Q吸=Q放，所以由Q放=qV可知，V===0.5m3；
（2）由Q吸=W=Pt可知，t===1.05×104s。
故答案为：0.5；1.05×104。

15．2015年3月10日，世界最大的太阳能飞机阳光动力2号顺利完成环球飞行之旅中的第一站。太阳能属于 可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。光波 属于 （选填“属于”或“不属于”）电磁波，电磁波在真空中的传播速度是 3×108 m/s。
【分析】①由可再生能源与不可再生能源的分类要求来看，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。
②光波是一种电磁波，电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s。
【解答】解：
太阳能可从自然界不断获得，属可再生能源；
光波属于电磁波，电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s。
故答案为：可再生；属于；3×108。

16．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4h阳光的照射，水温由原来的20℃升高到了40℃．则在这4h内水吸收 4.2×107 J 热量，若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃 7 千克焦炭？[水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃）、焦炭的热值q=3.0×107J/kg]与其它形式的能量相比，太阳能具有优点 太阳能无污染，节约能源（省钱） 。（写出两点即可）
【分析】知道热水器的容积（装满水后水的体积），利用密度公式求水的质量，又知道水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量；
若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，Q吸=Q放×20%，再利用Q放=mq求需要焦炭的质量；
太阳能是一种既无污染、又取之不尽的能源。
【解答】解：
水的质量：
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；
由题知，Q吸=Q放×20%，
∴Q放===2.1×108J，
∵Q放=m碳q，
需要焦炭的质量：
m碳===7kg；
太阳能无污染，节约能源（省钱）
故答案为：4.2×107J；7kg；太阳能无污染，节约能源（省钱）。

17．太阳能热水器是一种常见的太阳能装置，他将太阳能转化成 内 能，使水温度升高。若晴天气能接收的太阳能平均的辐射强度为300J/（m2•s），太阳能热水器接收太阳能的有效面积为4m2，储水箱里有100L水，水的质量 100 kg，若阳光下照射70min，所接收到的太阳能有50%用来加热水，则储水箱中水温可升高 6 ℃．[c水=4.2×103J/（kg•℃）]。
【分析】（1）太阳能热水器是利用太阳能来给物体加热的，将太阳能转化为内能；
（2）根据公式：m=ρ水V，把数值代入公式，解答即可；
（3）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4m2，照射70min，所以，可求出接收到的太阳能，进而求出水吸收的热量；再根据公式：Q吸=cm△t，代入数值，可解答。
【解答】解：（1）太阳能热水器是一种常见的太阳能装置，他将太阳能转化成水的内能，使水的温度升高；
（2）∵ρ=
∴水的质量m=ρ水V=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg；
（3）接收的太阳能：Q=4m2×300J/（m2•s）×70×60s=5.04×106J；
水吸收的热量：Q吸=50%Q=50%×5.04×106J=2.52×106J，
∵Q吸=cm△t
∴水升高的温度：△t===6℃。
故答案为：内；100；6。

18．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 ℃。
【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。

19．我国环境污染主要为能源消耗性污染，为保护环境、控制和消除污染，其中最为有效的途径之一就是利用太阳能，目前最为直接的利用太阳能的方式有两种，一种是利用集热器把太阳能转化为物质的 内能（热能） 能，另一种是利用 太阳能电池（太阳能电板） 把太阳能转化为电能。
【分析】解决此题要知道人类目前对太阳能的利用有两种方式：即太阳能转化为内能和太阳能转化为电能。
【解答】解：集热器可以把太阳能转化为内能，使水或其它物质温度升高；
太阳能电池可以把太阳能转化成电能；
故答案为：内能（热能）；太阳能电池（太阳能电板）。

20．2015年3月31日，世界上最先进、不耗一滴油的太阳能飞机“阳光动力2号”降落在 重庆江北国际机场（如图所示）。飞机虽然体积庞大，但质量只有2.3t，与一辆家用 汽车相当。其72m长的流线型机翼上共有17248块太阳能电池板，不仅可以给飞机的电动机供电，还能给飞机的锂电池充电，以满足夜间飞行的需要。“阳光动力2号”的成功飞行证明了人类可以用清洁能源创造奇迹。
请找出一个与以上情景有关的物理信息，并指出对应的物理知识，不得与示例重复。示例：物理信息：电池板给锂电池充电；
物理知识：电能转化为化学能。
作答：物理信息： 体积庞大，质量较轻 ；
物理知识： 制造飞机的材料密度较小 。
【分析】根据材料中的内容，“飞机虽然体积庞大，但质量只有2.3t”分析；或从流体压强与流速的关系等方面找出所涉及的物理知识。
【解答】解：
（1）由“飞机虽然体积庞大，但质量只有2.3t”可知，飞机体积庞大，质量较轻；由ρ=可知，制造飞机的材料密度较小；
（2）由题意可知，机翼为流线型造型，利用了流体压强与流速的关系，可产生向上的升力；
故答案为：体积庞大，质量较轻；制造飞机的材料密度较小（合理即可）。

21．若一个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80℃，则热水器内的水吸收了 2.52×107 J的太阳能，这是通过 热传递 方式改变了水的内能。
【分析】（1）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式Q吸=cm（t﹣t0）求热水器内的水吸收的热量；
（2）改变物体内能的方法有二：一是做功，二是热传递（热从高温物体或物体的高温部分传给低温物体或物体的低温部分），据此得出答案。
【解答】解：水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）
=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（80℃﹣20℃）
=2.52×107J；
（2）太阳热水器内的水吸收热量，温度升高，发生了热传递。
故答案为：2.52×107；热传递。

22．2015年4月21日，全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”飞抵我省。飞机上的太阳能电池板将 太阳 能转化为电能。飞行时，飞机上的双叶螺旋桨向后推动空气，使螺旋桨获得向前的力，说明力的作用是 相互 的，以飞机为参照物，飞机里的蓄电池是 静止 （运动/静止）的。
【分析】（1）太阳能电池板获取太阳能，转化为电能，为飞机提供动力；
（2）力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的；
（3）判断一个物体是运动个还是静止的关键是看被研究的物体与所选的标准，即参照物之间的相对位置是否发生了改变，如果发生改变，则物体是运动的；如果未发生变化，则物体是静止的。
【解答】解：
（1）太阳能电池板的作用是将太阳能转化为电能；
（2）飞机起飞时螺旋桨向后推动空气，对空气施加力的作用，由于物体间力的作用是相互的，因此空气对飞机施加向前的反作用力，飞机就前进了；
（3）在飞行过程中，飞机里的蓄电池相对于飞机位置没有变化，所以以飞机为参照物，飞机里的蓄电池是静止。
故答案为：太阳；相互；静止。

23．近年，在国家新农村建设政策的支持下，农村道路两旁安装有太阳能路灯，这样改善了农村的村容村貌，如图所示，灯杆顶端是太阳能电池板，它能将太阳能转化为 电 能。太阳能属于 可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
【分析】（1）太阳能电池板把太阳能转化为电能，蓄电池充电时把电能转化为化学能、放电时把化学能转化为电能。
（2）能源源不断从自然界获得的能源是可再生能源；
【解答】解：灯杆顶端是太阳能电池板，它能将太阳能转化为电能。太阳能可以源源不断地从自然界获得，是可再生能源。
故答案为：电；可再生。

24．研发太阳能汽车是未来汽车的发展方向。太阳能是 可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，该汽车有个重要的部件是太阳能电池，它可以将太阳能转化为 电 能。
【分析】（1）在自然界短时间就能得到补充的是可再生能源，常见的可再生能源有：风能、太阳能、水能等；
（2）电动汽车上有许多电子设备，需要电能的提供，太阳能电池板就可以将太阳能转化为电能。
【解答】解：
（1）太阳能是一种新型的可再生能源，越来越被广泛利用；
（2）太阳能电池板可以将太阳能转化为电能，供汽车使用。
故答案为：可再生；电。

25．人类利用太阳能的实质是将太阳能转化为其他形式的能，如图画出了太阳能转化的方框图，其中矩形表示太阳能的转化方式、椭圆表示转化的装置或物体，菱形表示由太阳能所转化的另一种形式的能。请在图中的相应处填入正确的术语。
【分析】光热转换是指把太阳能转化为内能，比如太阳能热水器可以通过光热转换把太阳能转化为水的内能。
光电转换是指把太阳能转化为电能，比如太阳能电池可以把太阳能转化为电能。
光化转换是指把太阳能转化为化学能，比如绿色植物的生长是将太阳能转化为化学能储存在体内。
【解答】解：
通过太阳能集热器把太阳能转化为内能；
通过太阳能电池把太阳能转化为电能；
通过光合作用的植物把太阳能转化为化学能。
故答案为：①光热转换；②太阳能电池；③化学能。

26．太阳能热水器、电热水器、燃气热水器是常见的三种热水器。现需将10kg、20℃的水加热到40℃，不考虑能力转换过程中能量的损失，若用太阳能热水器加热，则水吸收了 8.4×105 J太阳能；若用额定功率为1000W的电热水器正常加热，则需要 14 分钟；若用燃气热水器加热，则需要完全燃烧 0.02 m3的燃气。（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）．燃气的热值为4.2×107J/m3）
【分析】（1）利用水的吸热公式求出水吸收的热量；
（2）根据t=求出加热时间；
（3）利用Q=Vq求出燃气的体积。
【解答】解：水吸收的热量为：
Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（40℃﹣20℃）=8.4×105J；
由P=得：
t===840s=14min；
由Q=Vq得：
V===0.02m3
故答案为：8.4×105；14；0.02

27．2015年3月9日，全球最大太阳能飞机“阳光动力2号”，在阿联酋首都阿布扎比发射，开始5个月的环球飞行。机翼安有1.7万块太阳能电池板，翼展72米，重量仅相当于一辆汽车。太阳能电池板是将太阳能转化为 电 能，在空中飞行时是根据 流体流速大的位置压强小（流体压强与流速的关系） 原理获得升力的。飞行员通过 电磁波 和地面指挥中心相联系。
【分析】（1）太阳能电池板获取太阳能，转化为电能，为飞机提供动力；
（2）流体压强与流速的关系：在流体流速越大的地方，压强越小；在流体流速越小的地方，压强越大；
（3）飞机与地面之间的信息传播是利用电磁波传递信息的。
【解答】解：
（1）太阳能电池板的作用是将太阳能转化为电能。
（2）飞机在飞行时，机翼上方气流比下方气流的流速大，则下方空气的压强大于上方空气的压强，产生向上的压强差、压力差，因此是根据流体流速大的位置压强小（流体压强与流速的关系）来获得升力的。
（3）飞行员通过电磁波和地面指挥中心相联系。
故答案为：电；流体流速大的位置压强小（流体压强与流速的关系）；电磁波。

28．某品牌太阳能热水器的光热转换效率为50%，该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的热量，热水器接收 4.2×107 J太阳能。这些太阳能相当于完全燃烧了 0.5 m3的天然气。（已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值约为8.4×107J/m3．）
【分析】（1）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式Q吸=cm△t求热水器内的水吸收的热量；
（2）又知道光热转换效率，利用η=求；
（3）由题知Q放=E，再利用Q放=Vq求天然气的质量。
【解答】解：
（1）水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（70℃﹣20℃）=2.1×107J；
（2）由η=得热水器接收的太阳能：
E===4.2×107J；
（3）由题知Q放=E=4.2×107J，
由Q放=Vq得需要天然气的体积：
V===0.5m3。
故答案为：2.1×107；4.2×107；0.5。

三．计算题（共12小题）
29．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%。

30．某物理兴趣小组为了探究地球表面水吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一脸盆装6kg的水，水的表面积为0.1m2，经过太阳光垂直照射15min，水温升高了5℃．问：
（1）实验时6kg的水15min内吸收了多少热能？
（2）平均每分钟1m2水面吸收的热量是多少？
（3）若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度，至少需要燃烧多少m3的液化气？
（假设液化气燃烧放出的热量全部被水吸收，液化气的热值是5.0×107J/m3）。
【分析】（1）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式求水吸收的热量；
（2）在（1）中求出的是15min内在0.1m2表面积上水吸收的热量，据此可求出平均每分钟1m2水面吸收的热量；
（3）由题知，液化气燃烧放出的热量全部被水吸收，知道液化气的热值，利用Q吸=Q放=Vq求需要的液化气的体积。
【解答】解：（1）水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×6kg×5℃=1.26×105J；
（2）平均每分钟1m2水面吸收的热量：
Q===8.4×104J/（min•m2）；
（3）由题知，Q放=Q吸=1.26×105J，
根据Q放=Vq得需要液化气的体积：
V===2.52×10﹣3m3。
答：（1）实验时6kg的水15min内吸收了1.26×105J的热量；
（2）平均每分钟1m2水面吸收的热量是8.4×104J；
（3）至少需要燃烧2.52×10﹣3m3的液化气。

31．太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，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1m2面积上的太阳能。（补充说明：太阳能热水器，它的吸热板面积为2.5m2，内装100L水，太阳每小时辐射到1m2面积上的热量是1.68×106J，这些水在10h内由20℃升高到70℃）。
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8.4×107J/m3）（3）该太阳能热水器的能量转化效率。
【分析】（1）知道水的体积，根据m=ρV求出水的质量，又知道水的初温、末温以及比热容，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；
（2）根据题意求出天然气完全燃烧释放的热量，根据Q放=Vq求出需要完全燃烧天然气的体积；
（3）根据题意求出太阳能热水器接收到的太阳能，根据η=×100%求出该太阳能热水器的能量转化效率。
【解答】解：（1）太阳能热水器内水的体积：
V=100L=100dm3=0.1m3，
由ρ=可得，水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg，
则水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（70℃﹣20℃）=2.1×107J；
（2）由题意可知，天然气完全燃烧释放的热量：
Q放=Q吸=2.1×107J，
由Q放=Vq可得，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：
Q总=1.68×106J/（m2•h）×2.5m2×10h=4.2×107J，
该太阳能热水器的能量转化效率：
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%。

32．小明家的太阳能热水器内装有100kg、25℃的水。经过一天照射后，温度升高到75℃，假设用煤烧水，水吸收的热量占煤完全燃烧放出的热量的10%，且已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），煤的热值是3.0×107J/kg。
问：
（1）热水器中的水升温吸收的热量为多少焦？
（2）如果用煤烧水，那么需要多少千克的煤？
【分析】（1）知道水的质量、比热容和水升高的温度，根据吸热公式Q吸=cm△t计算水吸收的热量；
（2）煤烧水时有效利用的热量占煤完全燃烧放出热量的10%，从而可以计算出煤完全燃烧放出的热量，又知道煤的热值，可利用公式Q放=mq计算出煤的质量。
【解答】解：（1）水吸收的热量为：
Q吸=cm（t﹣t0）t=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（75℃﹣25℃）=2.1×107J。
（2）而煤烧水时有效利用的热量占煤燃烧放出热量的10%，
煤完全燃烧放出的热量为：
Q放===2.1×108J，
由Q放=mq得需要煤的质量为：
m===7kg。
答：（1）水温升高吸收的热量为2.1×107J；
（2）煤的质量为7kg。

33．太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一。某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为26℃的水，温度升高到46℃．求：
（1）热水器中的水吸收的热量Q吸；[水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃）]
（2）热水器5小时有效照射内接收到的太阳能E；
（3）热水器5小时有效照射内接收到的太阳能，相当于完全燃烧多少m3的天然气放出的热量？（天然气的热值q=7×107J/m3）
【分析】（1）根据Q=cm△t求出水吸收的热量；
（2）已知太阳能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，据此解答即可；
（3）根据Q放=Q吸，再根据Q放=Vq求出天然气的体积。
【解答】解：（1）水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（46℃﹣26℃）=8.4×106J；
（2）热水器在5小时的有效照射时间内接收到的太阳能：
E=5×4.2×106J=2.1×107J；
（3）根据题意知Q放=E=2.1×107J，则需要完全燃烧的天然气：
V===0.3m3。
答：（1）热水器中的水吸收的热量是8.4×106J；
（2）热水器5小时有效照射内接收到的太阳能E是2.1×107J；
（3）热水器5小时有效照射内接收到的太阳能，相当于完全燃烧0.3m3的天然气放出的热量。

34．某太阳能热水器内装有60kg初温为25℃的水，经过一天的太阳照射，水温升高到75℃，[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
求：（1）水吸收的热量是多少J？
（2）要产生同样多的热量，用“220V 2000W”的电热水器正常工作需要的时间是多少min？
（3）电热水器正常工作时的电流是多少A？（保留一位小数）
【分析】（1）知道水的比热容、水的质量、初温和末温，根据吸热公式Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；
（2）根据题意可知电热水器产生的热量与水吸收的热量相等，根据Q=W=Pt的变形公式t=求出电热水器正常工作的时间。
（3）根据P=UI的变形公式I=求出电热水器正常工作时的电流。
【解答】解：（1）水吸收的热量为：
Q吸=cm（t﹣t0）
=4.2×103J/（kg•℃）×60kg×（75℃﹣25℃）
=1.26×107J。
（2）由题意可知，电热水器产生的热量：
Q放=Q吸=2.1×107J，
由Q放=W=Pt得，电热水器正常工作的时间：
t====6300s=105min。
（3）由P=UI得，电热水器正常工作时的电流：
I==≈9.1A。
答：（1）水吸收的热量是1.26×107J；
（2）电热水器正常工作需要的时间是105min；
（3）电热水器正常工作时的电流是9.1A。

35．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？
（2）水箱中水吸收的热量[c水=4.2×103J/（kg•℃）]。
（3）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千克煤气（煤气的热值为q=4.2×107J/kg）
【分析】（1）知道水的体积（水箱的容积），根据ρ=的变形公式m=ρV求出水箱中水的质量；
（2）知道水的比热容、水的质量、初温和末温，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水箱中水吸收的热量；
（3）先根据η=×100%的变形公式Q放=求出完全燃烧煤气放出的热量，再利用Q放=mq的变形公式m=求出需要燃烧煤气的质量。
【解答】解：（1）水箱中水的体积V=200L=200dm3，=0.2m3，
由ρ=得，水箱中水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.2m3=200kg，
（2）水箱中水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）
=4.2×103J/（kg•℃）×200kg×（45℃﹣20℃）
=2.1×107J；
（3）由η=×100%得，完全燃烧煤气放出的热量：
Q放===5.25×107J，
由Q放=mq得，需要燃烧煤气的质量：
m===1.25kg。
答：（1）水箱中水的质量为200kg；
（2）水箱中水吸收的热量为2.1×107J；
（3）至少需要燃烧1.25kg煤气。

36．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8.4×107J/m3，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。
【分析】（1）由表中数据可以知道水的质量、水的比热容及水升高的温度，根据吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量；
（2）知道水吸收的热量和天然气完全燃烧放出热量的利用率，根据Q放=求出天然气完全燃烧放出的热量，
再利用Q放=Vq的变形公式V=求需要完全燃烧的天然气的体积；
（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η=×100%求太阳能热水器的能量转化效率。
【解答】解：（1）水在l0h内吸收的热量（有用能量）：
Q吸=cm△t
=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×60℃
=2.52×107J。
（2）由η=×100%得，天然气完全燃烧放出的热量：
Q放===6.3×107J，
由Q放=Vq得，需要完全燃烧的天然气的体积：
V===0.75m3。
（3）10h太阳能热水器吸收的太阳能（总能量）：
E总=1.68×106J/（m2•h）×2.5m2×10h=4.2×107J，
则该太阳能热水器的能量转化效率：
η=×100%==60%。
答：（1）水在10h内吸收的热量为2.52×107J；
（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧0.75m3的天然气；
（3）该太阳能热水器的能量转化效率η为60%。

37．小红家里原来用液化石油气烧水，每天用60℃的热水100kg．她参加“探究性学习”活动后，在老师和同学的帮助下，制造了一台简易的太阳能热水器。
（1）若用这台热水器每天可将100kg的水从20℃加热到60℃，这些水吸收的热量是多少？
（2）若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收，她家改用太阳能热水器后平均每天可节约液化石油气多少kg？（液化石油气的热值是8.0×107J/kg）
（3）请你说出太阳能热水器的优点。（至少说出一条）
【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﹣t0）求出水吸收的热量；
（2）根据η=×100%的变形公式Q放=求出液化石油气完全燃烧放出的热量，
再利用Q放=mq的变形公式m=求出需要完全燃烧的液化石油气的质量，即每天节约的液化石油气质量；
（3）从环保、节约能源（省钱）、取之不尽等方面列举太阳能热水器的优点。
【解答】解：（1）水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）
=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（60℃﹣20℃）
=1.68×107J。
（2）由η=×100%得，液化石油气完全燃烧放出的热量：
Q放===2.4×107J，
由Q放=m气q气得，需要完全燃烧的液化石油气的质量，
即每天节约的液化石油气质量：
m气===0.3kg。
（3）太阳能热水器是将太阳能转化为内能，被水吸收，温度升高，供人使用，对环境无污染。
答：（1）这些水吸收的热量是1.68×107J；
（2）平均每天可节约液化石油气0.3kg；
（3）对环境无污染。

38．太阳能具有清洁无污染、可再生等优点，是最有开发前景的新能源之一。小明家新安装了一台容积为 500kg的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射，水温由原来的 20℃升高到 40℃．则：
（1）在这4h内水吸收了多少热量？
（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]。
【分析】（1）根据物质吸热公式求出水吸收的热量；
（2）利用热效率公式和燃料放热公式求出燃料质量。
【解答】解：（1）水吸收的热量：
Q 吸=cm△t
=4.2×10 3J/（kg•℃）×500kg×（40℃﹣20℃）
=4.2×10 7J；
（2）由题知，Q 吸=Q 放×20%=m′q×20%=4.2×10 7J，
需要焦炭的质量：
m炭=
=
=7kg。
答：（1）在这4h内水吸收了4.2×10 7J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。

39．小阳同学家的太阳能热水器，水箱容积是200L．小阳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℃．求：
（1）水吸收的热量是多少？
（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%，求至少需要燃烧煤气的质量是多少？[c水=4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为q=4.2×107J/kg]。
【分析】（1）知道水的体积（水箱的容积），利用密度公式求水的质量，又知道水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式Q吸=cm△t求解；
（2）先根据Q吸=Q放×40%求出完全燃烧煤气放出的热量，再用Q放=qm求出煤气的质量。
【解答】解：（1）水的体积：
V=200L=200×10﹣3m3，
水的质量：
m=ρV=1×103kg/m3×200×10﹣3m3=200kg，
水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×200kg×（45℃﹣20℃）=2.1×107J；
（2）由Q吸=m′q×40%
可得，m′===1.25kg。
答：（1）水吸收的热量为2.1×107J；
（2）至少需要燃烧1.25kg煤气。

40．安全、清洁、方便的太阳能越来越受到人们的重视和广泛利用。如图所示，一太阳能热水器内装有质量为250kg，温度为20℃的水，在阳光照射一段时间后，水温升高到80℃．[c水=4.2×103 J/（kg•℃）]
（1）水吸收的太阳能是多少？
（2）这些能量相当于完全燃烧多少千克干木柴放出的热量？（q干木柴=1.2×107 J/kg）
【分析】（1）知道水的质量和比热容以及初温、末温，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量即为水吸收的太阳能；
（2）根据题意可知完全燃烧干木柴释放的热量，根据Q放=mq求出需要干木柴的质量。
【解答】解：（1）水吸收的太阳能：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×250kg×（80℃﹣20℃）=6.3×107J；
（2）由题意可知，干木柴完全燃烧释放的热量：
Q放=Q吸=6.3×107J，
由Q放=mq可得，需要干木柴的质量：
m′===5.25kg。
答：（1）水吸收的太阳能是6.3×107J；
（2）这些能量相当于完全燃烧5.25kg干木柴放出的热量。

四．解答题（共10小题）
41．太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一，某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中水的质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃。
求：（1）热水器中的水吸收的热量Q吸；[水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃）]
（2）热水器的效率η；
（3）若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气（煤气的热值q=4.2×107J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收）
【分析】（1）知道水的质量、初温、末温、比热容，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；
（2）知道热水器每小时平均接收的太阳能可求5h接收的太阳能，根据η=×100%求出热水器的效率；
（3）煤气放出的热量等于水吸收的热量，根据Q=mq求出完全燃烧煤气的质量。
【解答】解：（1）热水器中的水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）
=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（40℃﹣20℃）
=8.4×106J；
（2）热水器5小时内接收到的太阳能：
E=4.2×106J/h×5h=2.1×107J，
热水器的效率：
η=×100%=×100%=40%；
（3）煤气燃烧放出的热量全部被水吸收，即Q放=Q吸=8.4×106J，
由Q=mq可知完全燃烧煤气的质量：
m′===0.2kg。
答：（1）热水器中的水吸收的热量为8.4×106J；
（2）热水器的效率为40%；
（3）完全燃烧煤气的质量为0.2kg。

42．在新农村建设中很多楼房顶上装有如图1所示的太阳能热水器，图2是内部水箱的结构示意图。Sl是自动温控开关，当水温低于20℃时闭合，辅助加热电阻R开始加热；当水温高60℃时断开，辅助加热电阻R停止加热。A、B是水箱中两个相同的实心圆柱体，密度为1.8×103kg/m3，悬挂在水箱顶部的压力传感开关S2上。当S2受到竖直向下的拉力达到16N才闭合，电动水泵M开始向水箱注水；当拉力小于等于10N时，S2断开，电动水泵M停止注水。求：
（1）若水箱内有100kg的水，夜晚在辅助加热系统作用下，水温升高了20℃，水吸收的热量。[C水=4.2×103J/（kg•℃）]
（2）A、B的体积均为500cm3，A、B的总重力。
（3）正常情况下水箱中的水面最高时，A受到的浮力。（开关S2下的细绳和A、B间的细绳质量与体积均忽略不计。）
【分析】（1）知道水的质量、水温度的升高值、水的比热容，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量；
（2）知道A、B的体积，利用密度公式ρ=求A、B的质量，再利用重力公式G=mg计算A、B总重力；
（3）当拉力F为10N时，S2断开，停止注水，求出了A、B总重力G，此时AB物体受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和拉力的作用，根据F浮=G﹣F求AB两物体受到的浮力，根据阿基米德原理可以求出B物体受到的浮力，再求出A物体受到的浮力。
【解答】解：（1）水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×20℃=8.4×106J；
（2）G总=m总g=ρV总g=ρ（VA+VB）g=1.8×103kg/m3×（5×10﹣4m3+5×10﹣4m3）×10N/kg=18N，
（3）正常情况下，当水位最高时，绳子受到的拉力最小，此时
F总浮=G总﹣F=18N﹣10N=8N
FB浮=ρ水gVB=1.0×103kg/m3×5×10﹣4m3×10N/kg=5N
FA浮=F总浮﹣FB浮=8N﹣5N=3N
答：（1）水吸收的热量为8.4×106J；
（2）A、B的体积均为500cm3，A、B的总重力为18N；
（3）正常情况下水箱中的水面最高时，A受到的浮力为3N。

43．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？
【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（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。
【解答】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=，
70%=，
W电===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。

44．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，由燃烧天然气来提供，而燃气灶的效率为40%，求至少需要燃烧多少天然气？（天然气的热值为q=3.5×107J/kg）
【分析】（1）知道水的体积（水箱的容积），利用密度公式求水的质量，又知道水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式Q吸=cm△t求解；
（2）先根据Q吸=Q放×40%求出完全燃烧煤气放出的热量，再用Q放=qm求出天然气的质量。
【解答】解：（1）水的体积V=200L=200×10﹣3m3，
由ρ=得：
水的质量m=ρV=1×103kg/m3×200×10﹣3m3=200kg，
水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×200kg×（45℃﹣20℃）=2.1×107J；
（2）由Q吸=Q放×40%=m′q×40%得：
m′===1.5kg。
答：（1）水吸收的热量为2.1×107J；
（2）至少需要燃烧1.5kg天然气。

45．小星家的太阳能热水器，水箱容积是100L．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；
（2）水吸收的热量；
（3）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m3的煤气？（q煤气=3.9×107J/m3，）
【分析】（1）水箱装满水时水的体积和水箱的容积相等，根据密度公式求出水的质量；
（2）知道水的质量和水的初温、末温以及水的比热容，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；
（3）知道煤气灶的效率，利用效率公式求出煤气完全燃烧放出的热量，再利用Q=mq求出需要煤气的体积。
【解答】解：（1）水的体积：
V=100L=100dm3=0.1m3，
根据ρ=可得，水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg；
（2）水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）
=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（45℃﹣20℃）
=1.05×107J；
（2）由题知，煤气完全燃烧释放热量：
Q放===2.625×107J，
由Q放=mq可得，需要煤气的体积：
V==≈0.673m3。
答：（1）水箱中水的质量为100kg；
（2）水吸收的热量为1.05×107J；
（3）至少需要燃烧0.673m3的煤气。

46．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4h阳光的照射，水温升高了20℃．问：
（1）在这4h内水吸收了多少热量？
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克焦炭？[c水=4.2×103J/（kg•℃）、q焦炭=3.0×107J/kg]。
【分析】（1）知道太阳能热水器的容积，可利用公式m=ρV计算出水的质量，又知道水的比热容、水的初温和末温，可利用热量公式Q吸=cm△t计算出水吸收的热量。
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，Q吸=Q放×20%，再利用Q放=mq求需要焦炭的质量。
【解答】解：（1）由ρ=得水的质量为：
m=ρV=1×103kg/m3×0.5m3=500kg；
则水吸收的热量为：
Q吸=c水m△t=4.2×103J/（kg•℃）×500kg×20℃=4.2×107J。
（2）由题知，Q吸=Q放×20%，
所以Q放===2.1×108J，
由Q放=m碳q得需要焦炭的质量：
m碳===7kg。
答：（1）这4h内水吸收了的热量是2.1×108J；
（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7千克焦炭。

47．一个简易的太阳能热水器，它的主要部分是一个敞口水箱，容积为200L，装满水在阳光照射下，水的温度从20℃上升到45℃．（水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值是4.2×107J/kg．试求：（1L=10﹣3m3）
（1）水吸收的热量是多少？
（2）利用上述太阳能热水器供水，每天可以节约多少煤气？
【分析】（1）知道水的体积根据m=ρV求出质量，已知温度的变化以及比热容，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；
（2）由题意可知煤气完全燃烧释放的热量，根据Q放=mq求出需要煤气的质量。
【解答】解：（1）m=ρV=1×103kg/m3×200×10﹣3m3=200kg
水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）
=4.2×103J/（kg•℃）×200kg×（45℃﹣20℃）
=2.1×107J；
（2）由题意可知，煤完全燃烧释放的热量：
Q放=Q吸=2.1×107J；
由Q放=mq可得，需要煤的质量：
m煤===0.5kg。
答：（1）水吸收的热量是2.1×107J；
（2）利用上述太阳能热水器供水，每天可以节约0.5kg的煤气。

48．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；
（2）水吸收的热量【c水=4.2×103J/（kg•℃）】；
（3）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煤气？（煤气的热值为q=4.2×107J/kg）
【分析】（1）知道水的体积（水箱的容积），利用密度公式求水的质量；
（2）又知道水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式Q吸=cm△t求解；
（3）先根据Q吸=Q放×40%求出完全燃烧煤气放出的热量，而Q放=qm，据此求出煤气的质量。
【解答】解：
（1）水的体积：
V=200L=200×10﹣3m3，
水的质量：
m=ρV=1×103kg/m3×200×10﹣3m3=200kg，
（2）水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×200kg×（45℃﹣20℃）=2.1×107J；
（3）由题知Q吸=Q放×40%
而Q放=m′q，
∴Q吸=m′q×40%
∴m′===1.25kg。
答：（1）水箱中水的质量为200kg；
（2）水吸收的热量为2.1×107J；
（3）至少需要燃烧1.25kg煤气。

49．太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃．求：
（1）热水器中的水吸收的热量Q；[水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃）]
（2）热水器5小时内接收到的太阳能E；
（3）热水器的效率η；
（4）若改用煤来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤？（煤的热值q=2.9×107J/kg，假设煤燃烧放出的热量全部被水吸收）
【分析】（1）根据Q=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；
（2）太阳能热水器每小时平均接受4.2×106J的太阳能，求出在5小时的有效照射时间内热水器接收到的太阳能；
（3）根据η=×100%求出热水器的效率；
（4）煤气放出的热量等于水吸收的热量，根据Q=mq求出完全燃烧煤气的质量。
【解答】解：（1）热水器中的水吸收的热量：
Q=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（40℃﹣20℃）=8.4×106J；
（2）热水器5小时内接收到的太阳能：
E=4.2×106J/h×5h=2.1×107J；
（3）热水器的效率：
η=×100%
=×100%
=40%；
（4）煤气燃烧放出的热量全部被水吸收，即Q放=Q=8.4×106J，
由Q=mq可得：完全燃烧煤气的质量：
m′===0.29kg。
答：（1）热水器中的水吸收的热量为8.4×106J；
（2）热水器5小时内接收到的太阳能为2.1×107J；
（3）热水器的效率为40%；
（4）完全燃烧煤气的质量为0.29kg。

50．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[ρ水=1.0×103kg/m3c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）
【分析】（1）由m=ρV可以求出水的质量，利用Q吸=cm（t﹣t0）可以求出水吸收的热量；
（2）据煤气灶的效率，利用效率公式求出煤气完全燃烧放出的热量，再利用Q=qm就能计算出需要煤气的质量。
【解答】解：
（1）水的体积：
V=200L=200dm3=0.2m3，
∵ρ=，
∴水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×0.2m3=200kg；
热水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×200kg×（45℃﹣20℃）=2.1×107J；
（2）由题知，煤气完全燃烧释放热量：
Q放===5.25×107J
∵Q放=mq，
∴需要煤气的质量：
m===1.25kg。
答：（1）水箱中水的质量是200kg；水吸收的热量是2.1×107J；
（2）需要消耗1.25kg的煤气。
太阳照射时间
h
装水量
kg
吸热板面积
m2
水升高的
温度℃
水的比热容
J/（ kg•℃）
太阳辐射功率J/（ m2•h）
10
100
2.5
60
4.2×103
1.68×106
太阳照射时间
h
装水量
kg
吸热板面积
m2
水升高的
温度℃
水的比热容
J/（ kg•℃）
太阳辐射功率J/（ m2•h）
10
100
2.5
60
4.2×103
1.68×106