资料中包含下列文件，点击文件名可预览资料内容
还剩9页未读，
继续阅读
成套系列资料，整套一键下载
初中物理人教版（2024）九年级全册第3节 太阳能精品巩固练习
展开
这是一份初中物理人教版（2024）九年级全册第3节 太阳能精品巩固练习，文件包含223太阳能考点解读原卷版docx、223太阳能考点解读解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共37页， 欢迎下载使用。
1、太阳能及其利用
（1）太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的，来自太阳的辐射
能量；
（2）地球上几乎所有的能源都来自太阳能（除：核能、地热能、潮汐能）；
（3）目前直接利用太阳能的途径主要有两种：一种是用集热器把水等物质加热，例如太阳
能热水器；另一种是用太阳能电池把太阳能转化成电能；
（4）优点：十分巨大、供应时间长、分布广阔、获取方便、安全、干净、不污染环境；
（5）缺点：分散性广、昼夜稳定性差、可转化率低。
2、太阳能的转化
（1）光-热能转换
原理：利用太阳辐射加热物体而获得热能。
应用：太阳能热水器、反射式太阳灶、高温太阳炉、地膜、大棚、温室；
（2）光-电转换
原理：根据光电效应，利用太阳能直接转换成电能；
应用：为无电场所提供电池，包括移动电源和备用电源、太阳能日用电子产品。
3、太阳能热水器中的热量计算
（1）根据热量的计算公式为Q=cm△t，计算出水温度升高需吸收的热量；
（2）太阳能热水器所释放的热量=功率×时间；
4、太阳能的其他相关计算
太阳能电池板获取的太阳能是总功，转化为的电能是有用功。
【考点1 太阳能及其利用】
【典例1-1】（2023•新洲区模拟）关于太阳能及其利用，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能来自于太阳内部进行的热核反应
B．太阳能是清洁的二次能源
C．太阳能是我们今天所用全部能量的源泉
D．太阳能电池板将太阳能转化为化学能
【答案】A
【分析】（1）太阳能来自于太阳内部进行的核聚变；
（2）太阳能是清洁能源，且能从自然界直接获取；
（3）核能、潮汐能、地热能不是来自太阳能；
（4）太阳能电池板将太阳能转化为电能。
【解答】解：A．太阳能来自于太阳内部进行的核聚变，即热核反应；故A正确；
B．太阳能是清洁能源，且能从自然界直接获取，是一次能源，故B错误；
C．地球大多数能源来自太阳能，但核能、潮汐能、地热能不是来自太阳，我们今天所用全部能量不是都源自太阳能，故C错误；
D．太阳能电池板将太阳能转化为电能，故D错误。
故选：A。
【典例1-2】（2023•浠水县校级二模）如图所示是我国的天宫空间站。空间站所需的电能主要来源于太阳能帆板，太阳能帆板的基本原理是利用 半导体 材料（选填“半导体”“纳米”或“超导”）硅和某些金属的光电效应，将太阳能转化为 电 能。
【答案】半导体；电。
【分析】太阳能帆板是利用半导体材料制成的，工作时将太阳能转化为电能。
【解答】解：空间站所需的电能主要来源于太阳能帆板，太阳能帆板的基本原理是利用半导体硅和某些金属的光电效应，将太阳能转化为电能。
故答案为：半导体；电。
【变式1-1】（2023•武汉模拟）下列有关能源的说法正确的是（ ）
A．化石能源、核能都是一次能源，也是不可再生能源
B．太阳能是太阳核心发生核聚变释放的能量，是不可再生能源
C．风能是太阳能的间接利用，是二次能源
D．水能能够转化为电能，利用电能就是利用水能
【答案】A
【分析】（1）一次能源是可以从自然界直接获得的能源；不可再生能源是指一旦消耗，短时间内无法再生的能源；
（2）不能从自然界直接获得，而需要消耗其它能源才能获得的能源，称为二次能源；
（3）核聚变也称为热核反应；
（4）水能能转化为电能，电能是二次能源。
【解答】A、能在短时间内得到补充的能源属于可再生能源，不能在短时间内得到补充的能源属于不可再生能源，而核能、化石能源都属于不可再生能源，化石能源、核能可以从自然界直接获取，是一次能源，故A正确；
B、太阳能能在短时间内得到补充，是可再生能源，故B错误；
C、风能可以从自然界直接获取，是一次能源，故C错误；
D、水能是一次能源，电能是二次能源，水能能够转化为电能，利用电能不是利用水能，故D错误。
故选：A。
【变式1-2】（2023•德惠市一模）2022年11月29日，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭发射成功。
（1）箭体上的摄像机拍摄的画面通过 电磁 波传回地面。
（2）神舟十五号飞船加速上升时，以飞船为参照物，大地是 运动 的。
（3）运载火箭的燃料燃烧时，质量减小，热值 不变 （选填“变大”，“变小”或“不变”）。
（4）神舟飞船进入太空后，利用太阳能电池板供电把太阳能转化为 电 能。
【答案】（1）电磁；（2）运动；（3）不变；（4）电。
【分析】（1）电磁波可以传递信息和能量，而且电磁波能在真空中传播；
（2）物体相对于参照物的位置发生了变化，则物体是运动的；物体相对于参照物的位置没有发生变化，则物体是静止的；
（3）热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、放热的多少以及是否充分燃烧无关；
（4）太阳能电池板将太阳能转化为电能。
【解答】解：（1）由于电磁波可以传递信息，而且电磁波能在真空中传播，所以箭体上的摄像机拍摄的画面通过电磁波传回地面的；
（2）神舟十五号飞船加速上升时，以飞船为参照物，大地的位置在不断地发生变化，所以大地是运动的；
（3）热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，所以运载火箭的燃料燃烧时，质量减小，热值不变；
（4）太阳能电池板供电把太阳能转化为电能。
故答案为：（1）电磁；（2）运动；（3）不变；（4）电。
【考点2 太阳能的转化】
【典例2-1】（2023•济南二模）如图所示，太阳能电池（又称光伏电池）利用太阳能转化为（ ）
A．机械能B．内能C．电能D．光能
【答案】C
【分析】光伏效应是在太阳光的照射下半导体材料产生电流的现象，此过程中把太阳能转化为电能。
【解答】解：光伏效应是将太阳能转化为电能的过程，故C正确，ABD错误。
故选：C。
【典例2-2】（2023•梁溪区校级一模）小明用除颜色不同外，其他都相同的黑白两张纸分别将两个相同的瓶子包起来，再将质量、初温相同的水分别倒入两个瓶中，然后将两个瓶子放在太阳光下，过一段时间后，小明用温度计测量了两瓶中水的温度，发现包有黑纸的瓶中水的温度升高的较多。黑纸的 吸热 性能比白纸的要好。两瓶中的水是通过 热传递 的方式使其内能增加的。人类利用太阳能的方式除了和上述实验相同外，还有其他方式吗？请举一例： 太阳能电池 ，该示例中将太阳能转化为 电 能。
【答案】吸热；热传递；太阳能电池；电。
【分析】（1）根据水的温度的高低分析吸热性的大小；
（2）改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，而做功过程是能量的转化过程。
（3）根据太阳能的应用举例。
【解答】解：（1）将两个瓶子放在太阳光下，过一段时间后，用温度计测量了两瓶中水的温度，发现包有黑纸的瓶中水的温度升高得较多，说明包有黑纸的瓶中水吸收的热量多，即黑纸的吸热性能比白纸的要好；
（2）两瓶中的水从阳光中吸收热量，是通过热传递的方式使其内能增加的；
（3）上述是光热转换，还有光电转换和光化转换，比如太阳能电池板，将太阳能转换为电能。
故答案为：吸热；热传递；太阳能电池；电。
【变式2-1】（2023•南岗区模拟）生活中大部分能量来自太阳，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，下面四幅图从电能的来源到利用，排列顺序正确的是（ ）
A．①②③④B．③②④①C．②①③④D．①③④②
【答案】C
【分析】可以从自然界直接获取的能源叫一次能源，不能从自然界直接获取必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源，根据一次能源和二次能源概念和能量转化的方向性进行排列。
【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，地球上大多数能量都直接或间接来自于太阳能，植物通过光合作用，将太阳能转化为自身的生物质能，再经过地壳变动在地质作用下，最终形成煤炭，发电厂将煤炭的化学能转化为电能，家用电器再将电能转化为其它形式的能，故四幅图中能量的转化顺序为：太阳→树林→发电厂→空调；即序号为②①③④，故C正确。
故选：C。
【变式2-2】（2023•柳州三模）我国首个多能互补绿色智慧综合能源基地——陇东综合能源基地即将投入使用，其发电方式主要有：白天风小但阳光资源丰富，就以光伏发电为主，即 太阳 能转化为电能；反之，则以风力发电为主，即风的 机械 能转化为电能。
【答案】太阳；机械。
【分析】光伏发电是将太阳能转化为电能；风力发电是将机械能转化为电能。
【解答】解：陇东综合能源基地即将投入使用，其发电方式主要有：白天风小但阳光资源丰富，就以光伏发电为主，即太阳能转化为电能；反之，则以风力发电为主，即风的机械能转化为电能。
故答案为：太阳；机械。
【考点3 太阳能热水器中的热量计算】
【典例3-1】（2020•济南）人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他形式的能量供人们使用。使用太阳能热水器时，将太阳能转化为（ ）
A．内能B．机械能C．电能D．化学能
【答案】A
【分析】人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他形式的能量。
【解答】解：太阳能热水器是将太阳能转化为内能，使热水器内的水温度升高。
故选：A。
【典例3-2】（2023•唐山一模）如图所示，楼顶上的太阳能集热器为用户提供热水，这是将太阳能转化为水的 内 能。太阳能是 可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。某型号太阳能集热器水箱内的水为150L，当太阳照射一段时间后，水箱内的水从20℃升高到40℃，则水吸收的热量为 1.26×107 J。[水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]。
【答案】内；可再生；1.26×10⁷
【分析】（1）太阳能热水器工作时将太阳能转化为内能。
（2）太阳能属于可再生能源。
（3）根据吸热公式进行计算。
【解答】解：楼顶上的太阳能集热器为用户提供热水，这是将太阳能转化为水的内能。太阳能是可再生能源。
水的质量为：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×150×10﹣3m3＝150kg。
水吸收的热量为：kg×（40℃﹣20℃）＝1.26×107J。
故答案为：内；可再生；1.26×10⁷。
【典例3-3】（2023•东昌府区二模）太阳能具有环保、可再生等优点，某品牌太阳能热水器在一天的有效照射时间内，将热水器中初温为25℃的40L水升高到75℃。[水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值q＝7.0×107J/m3]，求：
（1）在一天的有效照射时间内，热水器中的水吸收的热量是多少？
（2）若改用天然气炉灶来加热这些水，假设天然气放出的热量的20%被水吸收，需要完全燃烧多少立方米的天然气？
【答案】（1）热水器中水吸收的热量为8.4×106J；
（2）若改用天然气炉灶来加热这些水，假设天然气放出的热量的20%被水吸收，需要完全燃烧0.6立方米的天然气。
【分析】（1）知道热水器中水的体积，根据ρ＝求出热水器中水的质量；知道水的比热、质量、初温和末温，根据Q吸＝cm（t﹣t0）进行计算水吸收的热量；
（2）根据η＝×100%求出天然气完全燃烧释放的热量，利用Q放＝mV求出需要完全燃烧天然气的体积。
【解答】解：（1）热水器中水的体积：V＝40L＝40dm3＝0.04m3，
由ρ＝可得，热水器中水质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.04m3＝40kg；
热水器中水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（75℃﹣25℃）＝8.4×106J；
（3）由η＝×100%可得，天然气完全燃烧释放的热量：Q放＝＝4.2×107J，
由Q放＝mV可得，需要完全燃烧天然气的体积：
V＝＝0.6m3。
答：（1）热水器中水吸收的热量为8.4×106J；
（2）若改用天然气炉灶来加热这些水，假设天然气放出的热量的20%被水吸收，需要完全燃烧0.6立方米的天然气。
【变式3-1】（2022秋•江岸区校级月考）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．甲图中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B．乙图中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能
C．丙图中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D．丁图中，太阳能电池板向蓄电池充电时，化学能转化为电能
【答案】A
【分析】从能的转化方向、转化形式分析解答此题，总是减少的能量转化为增加的能量。
【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、太阳能电池板向蓄电池充电时，电能转化为化学能，故D错误。
故选：A。
【变式3-2】（2023•淮南一模）太阳能安全、清洁，太阳能热水器被人们广泛使用。如表所示，为某太阳能热水器部分铭牌信息，假设装满水后经过一天时间，水温由20℃上升到60℃，则水吸收的热量相当于完全燃烧 0.6 m3的液化气放出的热量。已知水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），液化气的热值为4.2×107J/m3。
【答案】0.6。
【分析】（1）利用密度公式可求水的质量；
（2）利用Q吸＝cmΔt可求热水器中水吸收的热量；
（3）完全燃烧天然气放出的热量和水吸收的热量相等，再由Q放＝qV即可求解。
【解答】解：150L水的质量为：
m水＝ρV＝×1.0×103kg/m3×150L＝1.0×103kg/m3×0.15m3＝150kg；
水温由20℃上升到60℃水吸收的热量为：
Q吸＝cm水Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×150kg×（60℃﹣20℃）＝2.52×107J；
相当于完全燃烧液化气的质量为：
m气＝＝＝＝0.6m3；
故答案为：0.6。
【变式3-3】（2023•景德镇模拟）某太阳能热水器装有100kg的冷水，经过一天，水温可以从25℃升高50℃[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），
天然气的热值为8.4×107J/m3]，求：
（1）这些水吸收的热量；
（2）若用燃气灶将这些水加热，达到同样的效果需要消耗1.25m3燃气；则天然气灶效率为多少？
【答案】（1）这些水吸收的热量为2.1×107J；
（2）天然气灶效率为20%。
【分析】（1）根据热量的计算公式Q吸＝cmΔt可求出水吸收的热量；
（2）利用Q放＝Vq求天然气完全燃烧放出的热量，利用η＝求天然气灶效率。
【解答】解：（1）水吸收的热量：，
（2）根据Q放＝Vq可得天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq＝1.25m3×8.4×107J/m3＝1.05×108J；
根据可得天然气灶效率为：＝＝20%。
答：（1）这些水吸收的热量为2.1×107J；
（2）天然气灶效率为20%。
【考点4 太阳能的其他相关计算】
【典例4-1】家用太阳能热水器的晒水箱内有水40kg，晒水箱接收阳光垂直照射的面积始终是1.5m2，已知在地球表面，晴天时垂直于太阳光的表面接收到的热辐射为1.26×103J/（m2•s），接收太阳能的效率为50%，散热损失为20%，要使水温上升18℃，需要时间为（ ）
A．3000sB．4000sC．5000sD．6000s
【答案】B
【分析】知道水的质量、水的比热容和水温度的升高值，利用吸热公式Q吸＝cmΔt求水吸收的热量；
知道1s内单位面积上接收到的热量、接收阳光的面积、接受到的总热量，利用Q吸＝1.26×103J/（m2•s）×S×t×η1×η2求加热时间t。
【解答】解：水温上升18℃需要吸收的热量
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×40kg×18℃＝3.024×106J；
由于散热损失为20%，则吸热效率η2＝1﹣20%＝80%，
根据Q吸＝1.26×103J/（m2•s）×S×t×η1×（1﹣η2）可知：
需要的时间t＝＝＝4000s。
故选：B。
【典例4-2】（2023•临川区校级一模）小明家新安装了一台容积为500L的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射，水温有原来的20℃升高到40℃。则在这4h内水吸收的热量是 4.2×107J 。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。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）；q焦炭＝3.0×107J/kg]
【答案】4.2×107 J；7。
【分析】根据密度公式的变形公式m＝ρV求水的质量，利用热量的计算公式Q＝cmΔt求水吸收的热量；结合效率计算公式及根据燃料燃烧放热的计算公式Q放＝mq的变形公式m＝ 求需要焦炭的质量。
【解答】解：水的体积为：V＝500L＝0.5m3，
水的质量为：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.5m3＝500kg，
水吸收的热量为：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×500kg×（40℃﹣20℃）＝4.2×107J；
因η＝，所以焦炭燃烧放出的热量为：
＝＝2.1×108J，
又根据Q放＝mq，故需要焦炭的质量为：
m＝＝7kg。
故答案为：4.2×107 J；7。
【变式4-1】（2023•裕华区一模）目前太阳能已被人们广泛利用。太阳能来自于太阳内部的核 聚变 （选填“裂变”或“聚变”），太阳能属于 一次 （选填“一次”“二次”）能源，利用太阳能的方式之一是用集热器加热，这是通过 热传递 方式改变物体内能的。某台太阳能集热器在天气晴好时，一天可以吸收5.2×107J的热量，这相当于完全燃烧 1.3 m3的煤气释放的热量。（q煤气＝4.0×107J/m3）
【答案】聚变；一次能源；热传递；1.3。
【分析】（1）太阳能是太阳内部氢发生聚变反应产生的；
（2）可以直接从自然界获取的能源叫作一次能源，需要消耗一次能源才能获取的能源叫作二次能源；
（3）改变内能的方式：热传递和做功，根据题意分析改变内能的方式；
（4）根据Q＝qV可得V＝。
【解答】解：太阳能是我们可以从自然界中源源不断获取的能源，即太阳能属于一次能源；
利用太阳能的方式之一是用集热器加热，这是通过热传递方式改变物体的内能的；
由Q＝qV可得相当于完全燃烧的煤气的体积：V＝＝＝1.3m3。
故答案为：聚变；一次能源；热传递；1.3。
【变式4-2】（2023•姑苏区校级二模）如图是一种新型动力车。它上面的太阳能接收板的有效面积为8m2，天气晴朗且接收板正对阳光时，每平方米面积上每秒钟能接收到太阳辐射的能量为1000J，太阳能电池提供的电压为120V，可供电动机正常工作的电流为10A。
（1）电池将太阳能转化为电能的效率是多少？
（2）若电动机正常工作时，将电能转化机械能的转化效率是80%，且该车沿水平路面匀速行驶时受到的阻力为150N，则该车匀速行驶的速度是多少？
（3）上述电动机正常工作42min，损耗的能量全部被初温25℃、质量6kg的水吸收，则水升高的温度为多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。
【答案】（1）电池将太阳能转化为电能的效率是15%；
（2）该车匀速行驶的速度是6.4m/s；
（3）水升高的温度为24℃。
【分析】（1）利用W＝UIt求出电能，结合效率公式求出转化率；
（2）根据效率公式求出转化的机械能，再根据P＝求出电动机输出功率，利用P＝＝＝Fv求出速度；
（3）利用W＝UIt计算出电动机正常工作42min消耗的能量，根据题意求出将电能转化机械能时损耗的能量W损＝Q吸；利用Q吸＝cmΔt计算出水升高的温度。
【解答】解：（1）太阳能电池1s输出的电能为：
W＝UIt＝120V×10A×1s＝1200J；
太阳能电池板1s接收的能量为：
E＝1000J/（m2•s）×8m2×1s＝8000J；
电池将太阳能转化为电能的效率为：
η＝＝＝15%；
（2）若电动机正常工作时，将电能转化机械能的转化效率是80%，则1s转化的机械能为：
W机＝W•η＝1200J×80%＝960J；
电动机输出功率为：
P＝＝＝960W；
因为该车沿水平路面匀速行驶，做匀速直线运动，根据P＝Fv，该车匀速行驶的速度为：
v＝＝＝6.4m/s；
（3）电动机正常工作42min消耗的电能为：
W′＝UIt′＝120V×10A×42×60s＝3.024×106J；
将电能转化机械能时损耗的能量
W损＝（1﹣80%）W′＝20%×3.024×106J＝6.048×105J；
根据题意可知，损耗的能量全部被水吸收，由Q吸＝cmΔt可知，水升高的温度为：
Δt＝＝＝＝24℃。
答：（1）电池将太阳能转化为电能的效率是15%；
（2）该车匀速行驶的速度是6.4m/s；
（3）水升高的温度为24℃。
一、选择题。
1．（2023•碑林区校级模拟）太阳给人类带来光明和温暖，同时使地球产生日夜和季节交替，平衡地球气候，为地球生命提供各种形式的能源。以下有关太阳认识正确的是（ ）
A．太阳照射下大地内能的增加是通过做功的方式实现的
B．地球上的主要能源都来自于太阳，太阳能是太阳内部核裂变释放的能量
C．太阳能属于不可再生能源，使用太阳能绿色无污染
D．利用光电转化的太阳能电池能将太阳能转化为电能
【答案】D
【分析】（1）改变内能的方式包括做功和热传递；
（2）太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的；
（3）太阳能的优点有：取之不尽、清洁能源、可再生能源、可转变成电能、热能等；
（4）太阳能电池是把太阳能转化为电能的装置。
【解答】解：A、太阳照射下大地内能的增加是通过热传递的方式实现的，故A错误；
B、地球上的主要能源都来自于太阳，太阳能是太阳内部核聚变释放的能量，故B错误；
C、太阳能属于可再生能源，使用太阳能绿色无污染，故C错误；
D、利用光电转化的太阳能电池能将太阳能转化为电能，故D正确。
故选：D。
2．（2023•金安区校级一模）航空航天涉及了许多物理知识，下列说法正确的是（ ）
A．卫星的速度越大，惯性越大
B．地球同步卫星在轨道运行时受平衡力作用
C．卫星与地面设备之间是利用超声波传递信息
D．卫星的太阳能电池板工作时将太阳能转化成电能
【答案】D
【分析】（1）惯性是物体的固有属性，它指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质，惯性大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系；
（2）物体运动状态的改变包括：①速度大小的改变；②运动方向的改变；③速度大小和运动方向都改变；
（3）电磁波可以传递信息，传播不需要介质，可以在真空中传播；
（4）太阳能电池板可以把太阳能转化为电能。
【解答】解：A、物体的惯性只与物体的质量有关，卫星的质量越大，惯性也就越大，与卫星的速度无关，故A错误；
B、地球同步卫星在轨道运行时，其运动方向不断改变，处于非平衡状态，受到的是非平衡力作用，故B错误；
C、超声波传播需要介质，但太空中处于真空状态，超声波无法传播；电磁波可以传递信息，传播不需要介质，卫星与地面设备之间是利用电磁波传递信息，故C错误；
D、卫星上的太阳能电池板工作时，将太阳能转化成电能，故D正确。
故选：D。
3．（2023春•鼓楼区期中）下列能源不是由太阳能转化而成的是（ ）
A．风能B．煤和石油C．潮汐能D．生物质能
【答案】C
【分析】地球上很多能源都是间接来自太阳能。
【解答】解：除了地热能、潮汐能和原子核能以外，地球上所有其他能源全部来自太阳能；
故选：C。
4．（2023•徐州二模）地球上的绝大部分能量都直接或者间接来自于太阳能，但是也有部分能量与自太阳能无关。下列能量中与太阳能无关的是（ ）
A．核能 潮汐能B．天然气 风能
C．水能 化石能源D．地热能 水能
【答案】A
【分析】太阳能是很多能源的来源。
【解答】解：太阳能是人类的“能源之母”如风能和水能；地热能是地壳内部运动所产生的能量，核能分为核裂变和核聚变两种方法产生的能量，与太阳能无关。
故选：A。
5．（2023•福田区模拟）《荀子•王制》中有一句箴言：“春耕、夏耘、秋收、冬藏，四者不失时，故五谷不绝”春种一粒粟，秋收万颗子。一颗种子就是一个世界。下列说法正确的是（ ）
A．如图所示，种子发芽属于机械运动
B．如图所示，早晨叶子上的露珠，是水蒸气凝华形成的
C．如图所示，一颗果子的质量大概10kg
D．如图所示，稻谷成熟的过程是太阳能转化成化学能的过程
【答案】D
【分析】（1）机械运动是物体相对于参照物位置的改变；
（2）物质由气态变为液态是液化；
（3）结合生活实际估测；
（4）利用太阳能的方法有光电转换、光热转换和光化转换。
【解答】解：A．种子发芽是生物运动，不属于机械运动；故A错误；
B．早晨叶子上的露珠，是水蒸气遇冷放热液化形成的，故B错误；
C．一颗果子的质量大概10g，故C错误；
D．稻谷成熟的过程靠光合作用生长的，因而是太阳能转化成化学能的过程，故D正确。
故选：D。
6．（2023•锡林浩特市二模）如图所示，航天器都有很大的太阳能电池板，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能是可再生能源
B．太阳能和电能都是一次能源
C．电池板将太阳能转化为内能
D．电池板的能量转化率可达100%
【答案】A
【分析】（1）能够短期内从自然界得到补充的能源是可再生能源。
（2）能够从自然界中直接获取的能源叫一次能源；需要消耗一次能源材料得到的能源叫二次能源。
（3）电池板将太阳能转化为电能。
（4）电池板的能量转化率不可能达到100%。
【解答】解：A、太阳能是可再生能源，故A正确；
B、太阳能是一次能源，电能是二次能源，故B错误；
C、电池板将太阳能转化为电能，故C错误；
D、电池板的能量转化率不可能达到100%，故D错误。
故选：A。
7．（2023•尉氏县一模）（多选）近年来，我国在材料、信息和能源等领域取得了辉煌的成绩，以下说法正确的是（ ）
A．月球车的零件应使用热胀冷缩较明显的材料制作
B．北斗卫星之间利用电磁波相互传递信息，实现星间链路
C．太阳能是可再生能源，它的能量来自于核裂变
D．垃圾分类有利于保护环境和节约资源
【答案】BD
【分析】（1）月球车的零件应使用热胀冷缩不明显的材料制作；
（2）电磁波可以传递信息，并且可以在真空中传播；
（3）能够短时间内从自然界得到补充的是可再生能源，太阳的能量来源于氢核聚变；
（4）垃圾分类既能减轻污染，又能废物利用。
【解答】解：A、月球车的零件若用热胀冷缩明显的材料制作，容易使月球车发生形变，损坏仪器，故A错误；
B、北斗卫星之间就是利用电磁波相互传递信息的，实现星间链路，故B正确；
C、太阳能是可再生能源，它的能量来自于核聚变，故C错误；
D、垃圾分类后，有一部分垃圾可回收再利用，有一部分有害物质可得到妥善处理，有助于减少环境污染和节约能源，故D正确。
故选：BD。
二、填空题。
8．（2023•陇县模拟）2023年2月24日，由陕投商洛清洁能源有限公司投资建设的陕西省最大山地光伏电站——陕投商州区100MW光伏电站成功并网发电。该项目平均每年可为当地提供1.45亿度绿色电能，节约标准煤4.29万吨，减排二氧化碳11.75万吨，将有效改善商洛及周边的电源条件。光伏电站发电时将 太阳 能转化为电能，具有 分布广阔、获取方便、安全、干净、不污染环境 的优点。
【答案】太阳；分布广阔、获取方便、安全、干净、不污染环境。
【分析】光伏电站发电时将太阳能转化为电能，优点是十分巨大、供应时间长、分布广阔、获取方便、安全、干净、不污染环境。
【解答】解：光伏电站是太阳能发电，发电时将太阳能转化为电能，具有分布广阔、获取方便、安全、干净、不污染环境等优点。
故答案为：太阳；分布广阔、获取方便、安全、干净、不污染环境。
9．（2023•蔡甸区模拟）卡塔尔世界杯上呈现许多中国元素，其中的哈尔萨光伏电站就是中国电力建设集团承建，为世界杯所有场馆提供绿电，这些电能全部来自多哈以西约80公里荒漠中的200万块太阳能电池板。据查：1平方米的晶硅太阳能板的电功率为120瓦，每天发电时间8小时。太阳能电池板给蓄电池充电时， 电 能转化 化学 能；如果100m2的太阳能板发电一天的能量用燃烧天然气来提供，需要 9.6 m3天然气。（天然气的热值q＝3.6×107J/m3）
【答案】电；化学；9.6
【分析】（1）太阳能电池板给蓄电池充电时电能转化为化学能。
（2）根据W＝Pt计算电能。
（2）根据热值公式计算天然气的体积。
【解答】解：太阳能电池板给蓄电池充电时电能转化为化学能。
1平方米的晶硅太阳能板的电功率为120瓦，每天发电时间8小时，100m2的太阳能板发电一天的能量为：W＝Pt＝120W/m2×100m2×8h＝96kW•h＝96×3.6×106J。
如果100m2的太阳能板发电一天的能量用燃烧天然气来提供，需要天然气的体积为：。
故答案为：电；化学；9.6。
10．（2023•安徽模拟）如图所示是小明家安装的一台壁挂式太阳能热水器。该热水器的加热效率为40%，接收太阳能的总有效面积为2.5m2，1m2面积上每小时接收到的太阳能为2.52×106J。某天阳光照射该热水器4h，接收的能量可以使80kg的水温度升高 30 ℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
【答案】30。
【分析】已知1m2面积上1h接收到的太阳能平均为2.52×106J，则可以计算出热水器2.5m2面积上4h接收的太阳能E；利用η＝可以计算出水吸收的热量，再利用Q吸＝cmΔt可以计算出水温的升高量。
【解答】解：该热水器接收太阳能的总有效面积为2.5m²，4h可以接收的太阳能为E＝2.52×106J/（m2•h）×2.5m2×4h＝2.52×107J；
已知该热水器加热效率为40%，由η＝可得，80水吸收的热量为Q吸＝ηQ＝40%×2.52×107J＝1.008×107J，
由Q吸＝cmΔt可得，水温的升高量＝30℃。
故答案为：30。
11．（2023•连云港一模）如图是一盏漂浮在水面的太阳能荷花灯。白天太阳能电池板给电池充电，晚上电池给LED灯照明供电。该灯的铭牌上标有“6V 0.3W”字样，白天工作时，太阳能电池板将 太阳 能转化为电能；晚上工作时，蓄电池放电，将 化学 能转化为电能供照明灯使用。此灯正常工作6小时消耗的电能为 6480 J。
【答案】太阳；化学；6480。
【分析】照明时，太阳能转化成电能，电能再转化成光能；不照明时，太阳能转化成电能，电能再转化成化学能，储存在蓄电池里；
已知功率和时间，由W＝Pt可算出消耗的电能。
【解答】解：白天工作时，光电池板将太阳能转化为电能；晚上工作时，蓄电池放电，将化学能转化为电能供照明灯使用；
甲灯连续正常工作6小时消耗电能为W＝Pt＝0.3W×6×3600s＝6480J。
故答案为：太阳（光）；化学；6480。
三、计算题。
12．（2023•聊城二模）为了倡导低碳生活，太阳能热水器被广泛应用于现代生活中。现有一种太阳能、电能两用热水器，晴天时，它用太阳能加热，能将接收的部分太阳能转换为水的内能，如果遇到雨天，可以用电加热。[ρ水＝1.0×103kg∕m3，C水＝4.2×103J/（kg•℃），q焦炭＝3×107/kg]
（1）当容量为100L的太阳能热水器注满水时，水温从20℃上升到70℃，水吸收的热量是多少？
（2）如果这些热量由完全燃烧焦炭放出，需要燃烧多少kg的焦炭？
（3）若在水温从20℃上升到70℃这段时间内，获得的太阳能是E太阳能＝5.25×107J，则该太阳能的效率是多少？
【答案】（1）当容量为100L的太阳能热水器注满水时，水温从20℃上升到70℃，水吸收的热量是2.1×107J；
（2）如果这些热量由完全燃烧焦炭放出，需要燃烧0.7kg的焦炭；
（3）该太阳能的效率是40%。
【分析】（1）利用密度公式求出水的质量，再利用Q＝cmΔt求出吸收的热量；
（2）根据Q＝mq求出需要的煤的质量；
（3）利用效率公式求出效率。
【解答】解：（1）由ρ＝可得水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×100×10﹣3m3＝100kg，
水吸收的热量为：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（70℃﹣20℃）＝2.1×107J；
（2）因为Q＝mq，Q吸＝Q放，则需要燃烧煤的质量为：m＝＝＝0.7kg；
（3）太阳能的热效率为：η＝×100%＝×100%＝40%。
答：（1）当容量为100L的太阳能热水器注满水时，水温从20℃上升到70℃，水吸收的热量是2.1×107J；
（2）如果这些热量由完全燃烧焦炭放出，需要燃烧0.7kg的焦炭；
（3）该太阳能的效率是40%。
13．（2023•高新区校级一模）小明家用铁皮桶制作简易太阳能热水器替代燃烧木柴加热水，小明观测到某日密闭铁皮桶装满水后，经过一天的太阳光照射，水温从20℃升高到60℃。已知铁皮桶的容积为50L，求：[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（1）当日桶内的水吸收的热量；
（2）若用燃烧木柴加热且木柴完全燃烧释放热量的28%被桶内水吸收，则当日使用该太阳能热水器可节约木柴的质量。（q水＝1.2×107J/kg）
【答案】（1）水吸收了8.4×106J的热量；
（2）当日使用该太阳能热水器可节约2.5kg的木柴。
【分析】（1）知道水的体积，利用m＝ρV求水的质量；又知道水的比热容、初末温，利用Q吸＝cmΔt求水吸收的热量；
（2）由题知ηQ放＝Q吸，而Q放＝m木q木柴，据此求需要木材的质量。
【解答】解：（1）铁皮桶的容积，即水的体积：V＝50L＝0.05m3，
由ρ＝得水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.05m3＝50kg；
水吸收的热量：
Q吸＝cmΔt
＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（60℃﹣20℃）
＝8.4×106J；
（2）由题知ηQ放＝Q吸，则Q放＝＝＝3×107J，
由Q放＝m木柴q木柴得节约木材的质量：
m木柴＝＝＝2.5kg。
答：（1）水吸收了8.4×106J的热量；
（2）当日使用该太阳能热水器可节约2.5kg的木柴。
14．（2023•无锡一模）利用太阳能电池在太阳光照射下发电叫光伏发电。某学校启动了“光伏发电工程”，在教学楼顶安装了总功率为25kW的光伏发电系统，如图所示。
（1）若一天的有效光照时间按8h计算，该系统一天能发多少度电？
（2）这些能量相当于完全燃烧多少m3的天然气？天然气的热值q＝3.6×107J/m3。
（3）若学校教室的照明由光伏发电系统专设线路供电，光伏发电系统一天的发电量可供学校55个教室的护眼灯正常发光10h，每个教室统一装有8盏额定功率为40W的护眼灯，求学校教室专设线路的供电效率？
【答案】（1）该系统一天能发200度电；
（2）这些能量相当于完全燃烧20m3的天然气；
（3）学校教室专设线路的供电效率为88%。
【分析】（1）根据W＝Pt计算一天的发电量。
（2）先算出发电量，再根据V＝计算燃烧天然气体积。
（3）先算出学校的耗电总量，再根据效率公式计算供电效率。
【解答】解：（1）该系统一天能发电量为：
W＝Pt＝25kW×8h＝200kW•h；
（2）因为Q＝W＝200kW•h＝7.2×108J；
相当于完全燃烧的天然气的体积为：
V＝＝＝20m3；
（3）学校消耗的电能为：
W学＝55×8×0.04kW×10h＝176kW•h；
学校教室专设线路的供电效率：
η＝＝＝88%。
答：（1）该系统一天能发200度电；
（2）这些能量相当于完全燃烧20m3的天然气；
（3）学校教室专设线路的供电效率为88%。采光面积
容量
水箱尺寸
效率
支架材料
2.5m2
150L
①550m×1500mm
50%
锌彩板
型号
EWH﹣80B
额定功率
1500W
额定电压
220V
容量
100L
外型尺寸
842mm×463mm×415mm
1、太阳能及其利用
（1）太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的，来自太阳的辐射
能量；
（2）地球上几乎所有的能源都来自太阳能（除：核能、地热能、潮汐能）；
（3）目前直接利用太阳能的途径主要有两种：一种是用集热器把水等物质加热，例如太阳
能热水器；另一种是用太阳能电池把太阳能转化成电能；
（4）优点：十分巨大、供应时间长、分布广阔、获取方便、安全、干净、不污染环境；
（5）缺点：分散性广、昼夜稳定性差、可转化率低。
2、太阳能的转化
（1）光-热能转换
原理：利用太阳辐射加热物体而获得热能。
应用：太阳能热水器、反射式太阳灶、高温太阳炉、地膜、大棚、温室；
（2）光-电转换
原理：根据光电效应，利用太阳能直接转换成电能；
应用：为无电场所提供电池，包括移动电源和备用电源、太阳能日用电子产品。
3、太阳能热水器中的热量计算
（1）根据热量的计算公式为Q=cm△t，计算出水温度升高需吸收的热量；
（2）太阳能热水器所释放的热量=功率×时间；
4、太阳能的其他相关计算
太阳能电池板获取的太阳能是总功，转化为的电能是有用功。
【考点1 太阳能及其利用】
【典例1-1】（2023•新洲区模拟）关于太阳能及其利用，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能来自于太阳内部进行的热核反应
B．太阳能是清洁的二次能源
C．太阳能是我们今天所用全部能量的源泉
D．太阳能电池板将太阳能转化为化学能
【答案】A
【分析】（1）太阳能来自于太阳内部进行的核聚变；
（2）太阳能是清洁能源，且能从自然界直接获取；
（3）核能、潮汐能、地热能不是来自太阳能；
（4）太阳能电池板将太阳能转化为电能。
【解答】解：A．太阳能来自于太阳内部进行的核聚变，即热核反应；故A正确；
B．太阳能是清洁能源，且能从自然界直接获取，是一次能源，故B错误；
C．地球大多数能源来自太阳能，但核能、潮汐能、地热能不是来自太阳，我们今天所用全部能量不是都源自太阳能，故C错误；
D．太阳能电池板将太阳能转化为电能，故D错误。
故选：A。
【典例1-2】（2023•浠水县校级二模）如图所示是我国的天宫空间站。空间站所需的电能主要来源于太阳能帆板，太阳能帆板的基本原理是利用 半导体 材料（选填“半导体”“纳米”或“超导”）硅和某些金属的光电效应，将太阳能转化为 电 能。
【答案】半导体；电。
【分析】太阳能帆板是利用半导体材料制成的，工作时将太阳能转化为电能。
【解答】解：空间站所需的电能主要来源于太阳能帆板，太阳能帆板的基本原理是利用半导体硅和某些金属的光电效应，将太阳能转化为电能。
故答案为：半导体；电。
【变式1-1】（2023•武汉模拟）下列有关能源的说法正确的是（ ）
A．化石能源、核能都是一次能源，也是不可再生能源
B．太阳能是太阳核心发生核聚变释放的能量，是不可再生能源
C．风能是太阳能的间接利用，是二次能源
D．水能能够转化为电能，利用电能就是利用水能
【答案】A
【分析】（1）一次能源是可以从自然界直接获得的能源；不可再生能源是指一旦消耗，短时间内无法再生的能源；
（2）不能从自然界直接获得，而需要消耗其它能源才能获得的能源，称为二次能源；
（3）核聚变也称为热核反应；
（4）水能能转化为电能，电能是二次能源。
【解答】A、能在短时间内得到补充的能源属于可再生能源，不能在短时间内得到补充的能源属于不可再生能源，而核能、化石能源都属于不可再生能源，化石能源、核能可以从自然界直接获取，是一次能源，故A正确；
B、太阳能能在短时间内得到补充，是可再生能源，故B错误；
C、风能可以从自然界直接获取，是一次能源，故C错误；
D、水能是一次能源，电能是二次能源，水能能够转化为电能，利用电能不是利用水能，故D错误。
故选：A。
【变式1-2】（2023•德惠市一模）2022年11月29日，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭发射成功。
（1）箭体上的摄像机拍摄的画面通过 电磁 波传回地面。
（2）神舟十五号飞船加速上升时，以飞船为参照物，大地是 运动 的。
（3）运载火箭的燃料燃烧时，质量减小，热值 不变 （选填“变大”，“变小”或“不变”）。
（4）神舟飞船进入太空后，利用太阳能电池板供电把太阳能转化为 电 能。
【答案】（1）电磁；（2）运动；（3）不变；（4）电。
【分析】（1）电磁波可以传递信息和能量，而且电磁波能在真空中传播；
（2）物体相对于参照物的位置发生了变化，则物体是运动的；物体相对于参照物的位置没有发生变化，则物体是静止的；
（3）热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、放热的多少以及是否充分燃烧无关；
（4）太阳能电池板将太阳能转化为电能。
【解答】解：（1）由于电磁波可以传递信息，而且电磁波能在真空中传播，所以箭体上的摄像机拍摄的画面通过电磁波传回地面的；
（2）神舟十五号飞船加速上升时，以飞船为参照物，大地的位置在不断地发生变化，所以大地是运动的；
（3）热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，所以运载火箭的燃料燃烧时，质量减小，热值不变；
（4）太阳能电池板供电把太阳能转化为电能。
故答案为：（1）电磁；（2）运动；（3）不变；（4）电。
【考点2 太阳能的转化】
【典例2-1】（2023•济南二模）如图所示，太阳能电池（又称光伏电池）利用太阳能转化为（ ）
A．机械能B．内能C．电能D．光能
【答案】C
【分析】光伏效应是在太阳光的照射下半导体材料产生电流的现象，此过程中把太阳能转化为电能。
【解答】解：光伏效应是将太阳能转化为电能的过程，故C正确，ABD错误。
故选：C。
【典例2-2】（2023•梁溪区校级一模）小明用除颜色不同外，其他都相同的黑白两张纸分别将两个相同的瓶子包起来，再将质量、初温相同的水分别倒入两个瓶中，然后将两个瓶子放在太阳光下，过一段时间后，小明用温度计测量了两瓶中水的温度，发现包有黑纸的瓶中水的温度升高的较多。黑纸的 吸热 性能比白纸的要好。两瓶中的水是通过 热传递 的方式使其内能增加的。人类利用太阳能的方式除了和上述实验相同外，还有其他方式吗？请举一例： 太阳能电池 ，该示例中将太阳能转化为 电 能。
【答案】吸热；热传递；太阳能电池；电。
【分析】（1）根据水的温度的高低分析吸热性的大小；
（2）改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，而做功过程是能量的转化过程。
（3）根据太阳能的应用举例。
【解答】解：（1）将两个瓶子放在太阳光下，过一段时间后，用温度计测量了两瓶中水的温度，发现包有黑纸的瓶中水的温度升高得较多，说明包有黑纸的瓶中水吸收的热量多，即黑纸的吸热性能比白纸的要好；
（2）两瓶中的水从阳光中吸收热量，是通过热传递的方式使其内能增加的；
（3）上述是光热转换，还有光电转换和光化转换，比如太阳能电池板，将太阳能转换为电能。
故答案为：吸热；热传递；太阳能电池；电。
【变式2-1】（2023•南岗区模拟）生活中大部分能量来自太阳，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，下面四幅图从电能的来源到利用，排列顺序正确的是（ ）
A．①②③④B．③②④①C．②①③④D．①③④②
【答案】C
【分析】可以从自然界直接获取的能源叫一次能源，不能从自然界直接获取必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源，根据一次能源和二次能源概念和能量转化的方向性进行排列。
【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，地球上大多数能量都直接或间接来自于太阳能，植物通过光合作用，将太阳能转化为自身的生物质能，再经过地壳变动在地质作用下，最终形成煤炭，发电厂将煤炭的化学能转化为电能，家用电器再将电能转化为其它形式的能，故四幅图中能量的转化顺序为：太阳→树林→发电厂→空调；即序号为②①③④，故C正确。
故选：C。
【变式2-2】（2023•柳州三模）我国首个多能互补绿色智慧综合能源基地——陇东综合能源基地即将投入使用，其发电方式主要有：白天风小但阳光资源丰富，就以光伏发电为主，即 太阳 能转化为电能；反之，则以风力发电为主，即风的 机械 能转化为电能。
【答案】太阳；机械。
【分析】光伏发电是将太阳能转化为电能；风力发电是将机械能转化为电能。
【解答】解：陇东综合能源基地即将投入使用，其发电方式主要有：白天风小但阳光资源丰富，就以光伏发电为主，即太阳能转化为电能；反之，则以风力发电为主，即风的机械能转化为电能。
故答案为：太阳；机械。
【考点3 太阳能热水器中的热量计算】
【典例3-1】（2020•济南）人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他形式的能量供人们使用。使用太阳能热水器时，将太阳能转化为（ ）
A．内能B．机械能C．电能D．化学能
【答案】A
【分析】人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他形式的能量。
【解答】解：太阳能热水器是将太阳能转化为内能，使热水器内的水温度升高。
故选：A。
【典例3-2】（2023•唐山一模）如图所示，楼顶上的太阳能集热器为用户提供热水，这是将太阳能转化为水的 内 能。太阳能是 可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。某型号太阳能集热器水箱内的水为150L，当太阳照射一段时间后，水箱内的水从20℃升高到40℃，则水吸收的热量为 1.26×107 J。[水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]。
【答案】内；可再生；1.26×10⁷
【分析】（1）太阳能热水器工作时将太阳能转化为内能。
（2）太阳能属于可再生能源。
（3）根据吸热公式进行计算。
【解答】解：楼顶上的太阳能集热器为用户提供热水，这是将太阳能转化为水的内能。太阳能是可再生能源。
水的质量为：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×150×10﹣3m3＝150kg。
水吸收的热量为：kg×（40℃﹣20℃）＝1.26×107J。
故答案为：内；可再生；1.26×10⁷。
【典例3-3】（2023•东昌府区二模）太阳能具有环保、可再生等优点，某品牌太阳能热水器在一天的有效照射时间内，将热水器中初温为25℃的40L水升高到75℃。[水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值q＝7.0×107J/m3]，求：
（1）在一天的有效照射时间内，热水器中的水吸收的热量是多少？
（2）若改用天然气炉灶来加热这些水，假设天然气放出的热量的20%被水吸收，需要完全燃烧多少立方米的天然气？
【答案】（1）热水器中水吸收的热量为8.4×106J；
（2）若改用天然气炉灶来加热这些水，假设天然气放出的热量的20%被水吸收，需要完全燃烧0.6立方米的天然气。
【分析】（1）知道热水器中水的体积，根据ρ＝求出热水器中水的质量；知道水的比热、质量、初温和末温，根据Q吸＝cm（t﹣t0）进行计算水吸收的热量；
（2）根据η＝×100%求出天然气完全燃烧释放的热量，利用Q放＝mV求出需要完全燃烧天然气的体积。
【解答】解：（1）热水器中水的体积：V＝40L＝40dm3＝0.04m3，
由ρ＝可得，热水器中水质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.04m3＝40kg；
热水器中水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（75℃﹣25℃）＝8.4×106J；
（3）由η＝×100%可得，天然气完全燃烧释放的热量：Q放＝＝4.2×107J，
由Q放＝mV可得，需要完全燃烧天然气的体积：
V＝＝0.6m3。
答：（1）热水器中水吸收的热量为8.4×106J；
（2）若改用天然气炉灶来加热这些水，假设天然气放出的热量的20%被水吸收，需要完全燃烧0.6立方米的天然气。
【变式3-1】（2022秋•江岸区校级月考）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．甲图中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B．乙图中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能
C．丙图中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D．丁图中，太阳能电池板向蓄电池充电时，化学能转化为电能
【答案】A
【分析】从能的转化方向、转化形式分析解答此题，总是减少的能量转化为增加的能量。
【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、太阳能电池板向蓄电池充电时，电能转化为化学能，故D错误。
故选：A。
【变式3-2】（2023•淮南一模）太阳能安全、清洁，太阳能热水器被人们广泛使用。如表所示，为某太阳能热水器部分铭牌信息，假设装满水后经过一天时间，水温由20℃上升到60℃，则水吸收的热量相当于完全燃烧 0.6 m3的液化气放出的热量。已知水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），液化气的热值为4.2×107J/m3。
【答案】0.6。
【分析】（1）利用密度公式可求水的质量；
（2）利用Q吸＝cmΔt可求热水器中水吸收的热量；
（3）完全燃烧天然气放出的热量和水吸收的热量相等，再由Q放＝qV即可求解。
【解答】解：150L水的质量为：
m水＝ρV＝×1.0×103kg/m3×150L＝1.0×103kg/m3×0.15m3＝150kg；
水温由20℃上升到60℃水吸收的热量为：
Q吸＝cm水Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×150kg×（60℃﹣20℃）＝2.52×107J；
相当于完全燃烧液化气的质量为：
m气＝＝＝＝0.6m3；
故答案为：0.6。
【变式3-3】（2023•景德镇模拟）某太阳能热水器装有100kg的冷水，经过一天，水温可以从25℃升高50℃[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），
天然气的热值为8.4×107J/m3]，求：
（1）这些水吸收的热量；
（2）若用燃气灶将这些水加热，达到同样的效果需要消耗1.25m3燃气；则天然气灶效率为多少？
【答案】（1）这些水吸收的热量为2.1×107J；
（2）天然气灶效率为20%。
【分析】（1）根据热量的计算公式Q吸＝cmΔt可求出水吸收的热量；
（2）利用Q放＝Vq求天然气完全燃烧放出的热量，利用η＝求天然气灶效率。
【解答】解：（1）水吸收的热量：，
（2）根据Q放＝Vq可得天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq＝1.25m3×8.4×107J/m3＝1.05×108J；
根据可得天然气灶效率为：＝＝20%。
答：（1）这些水吸收的热量为2.1×107J；
（2）天然气灶效率为20%。
【考点4 太阳能的其他相关计算】
【典例4-1】家用太阳能热水器的晒水箱内有水40kg，晒水箱接收阳光垂直照射的面积始终是1.5m2，已知在地球表面，晴天时垂直于太阳光的表面接收到的热辐射为1.26×103J/（m2•s），接收太阳能的效率为50%，散热损失为20%，要使水温上升18℃，需要时间为（ ）
A．3000sB．4000sC．5000sD．6000s
【答案】B
【分析】知道水的质量、水的比热容和水温度的升高值，利用吸热公式Q吸＝cmΔt求水吸收的热量；
知道1s内单位面积上接收到的热量、接收阳光的面积、接受到的总热量，利用Q吸＝1.26×103J/（m2•s）×S×t×η1×η2求加热时间t。
【解答】解：水温上升18℃需要吸收的热量
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×40kg×18℃＝3.024×106J；
由于散热损失为20%，则吸热效率η2＝1﹣20%＝80%，
根据Q吸＝1.26×103J/（m2•s）×S×t×η1×（1﹣η2）可知：
需要的时间t＝＝＝4000s。
故选：B。
【典例4-2】（2023•临川区校级一模）小明家新安装了一台容积为500L的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射，水温有原来的20℃升高到40℃。则在这4h内水吸收的热量是 4.2×107J 。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。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）；q焦炭＝3.0×107J/kg]
【答案】4.2×107 J；7。
【分析】根据密度公式的变形公式m＝ρV求水的质量，利用热量的计算公式Q＝cmΔt求水吸收的热量；结合效率计算公式及根据燃料燃烧放热的计算公式Q放＝mq的变形公式m＝ 求需要焦炭的质量。
【解答】解：水的体积为：V＝500L＝0.5m3，
水的质量为：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.5m3＝500kg，
水吸收的热量为：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×500kg×（40℃﹣20℃）＝4.2×107J；
因η＝，所以焦炭燃烧放出的热量为：
＝＝2.1×108J，
又根据Q放＝mq，故需要焦炭的质量为：
m＝＝7kg。
故答案为：4.2×107 J；7。
【变式4-1】（2023•裕华区一模）目前太阳能已被人们广泛利用。太阳能来自于太阳内部的核 聚变 （选填“裂变”或“聚变”），太阳能属于 一次 （选填“一次”“二次”）能源，利用太阳能的方式之一是用集热器加热，这是通过 热传递 方式改变物体内能的。某台太阳能集热器在天气晴好时，一天可以吸收5.2×107J的热量，这相当于完全燃烧 1.3 m3的煤气释放的热量。（q煤气＝4.0×107J/m3）
【答案】聚变；一次能源；热传递；1.3。
【分析】（1）太阳能是太阳内部氢发生聚变反应产生的；
（2）可以直接从自然界获取的能源叫作一次能源，需要消耗一次能源才能获取的能源叫作二次能源；
（3）改变内能的方式：热传递和做功，根据题意分析改变内能的方式；
（4）根据Q＝qV可得V＝。
【解答】解：太阳能是我们可以从自然界中源源不断获取的能源，即太阳能属于一次能源；
利用太阳能的方式之一是用集热器加热，这是通过热传递方式改变物体的内能的；
由Q＝qV可得相当于完全燃烧的煤气的体积：V＝＝＝1.3m3。
故答案为：聚变；一次能源；热传递；1.3。
【变式4-2】（2023•姑苏区校级二模）如图是一种新型动力车。它上面的太阳能接收板的有效面积为8m2，天气晴朗且接收板正对阳光时，每平方米面积上每秒钟能接收到太阳辐射的能量为1000J，太阳能电池提供的电压为120V，可供电动机正常工作的电流为10A。
（1）电池将太阳能转化为电能的效率是多少？
（2）若电动机正常工作时，将电能转化机械能的转化效率是80%，且该车沿水平路面匀速行驶时受到的阻力为150N，则该车匀速行驶的速度是多少？
（3）上述电动机正常工作42min，损耗的能量全部被初温25℃、质量6kg的水吸收，则水升高的温度为多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。
【答案】（1）电池将太阳能转化为电能的效率是15%；
（2）该车匀速行驶的速度是6.4m/s；
（3）水升高的温度为24℃。
【分析】（1）利用W＝UIt求出电能，结合效率公式求出转化率；
（2）根据效率公式求出转化的机械能，再根据P＝求出电动机输出功率，利用P＝＝＝Fv求出速度；
（3）利用W＝UIt计算出电动机正常工作42min消耗的能量，根据题意求出将电能转化机械能时损耗的能量W损＝Q吸；利用Q吸＝cmΔt计算出水升高的温度。
【解答】解：（1）太阳能电池1s输出的电能为：
W＝UIt＝120V×10A×1s＝1200J；
太阳能电池板1s接收的能量为：
E＝1000J/（m2•s）×8m2×1s＝8000J；
电池将太阳能转化为电能的效率为：
η＝＝＝15%；
（2）若电动机正常工作时，将电能转化机械能的转化效率是80%，则1s转化的机械能为：
W机＝W•η＝1200J×80%＝960J；
电动机输出功率为：
P＝＝＝960W；
因为该车沿水平路面匀速行驶，做匀速直线运动，根据P＝Fv，该车匀速行驶的速度为：
v＝＝＝6.4m/s；
（3）电动机正常工作42min消耗的电能为：
W′＝UIt′＝120V×10A×42×60s＝3.024×106J；
将电能转化机械能时损耗的能量
W损＝（1﹣80%）W′＝20%×3.024×106J＝6.048×105J；
根据题意可知，损耗的能量全部被水吸收，由Q吸＝cmΔt可知，水升高的温度为：
Δt＝＝＝＝24℃。
答：（1）电池将太阳能转化为电能的效率是15%；
（2）该车匀速行驶的速度是6.4m/s；
（3）水升高的温度为24℃。
一、选择题。
1．（2023•碑林区校级模拟）太阳给人类带来光明和温暖，同时使地球产生日夜和季节交替，平衡地球气候，为地球生命提供各种形式的能源。以下有关太阳认识正确的是（ ）
A．太阳照射下大地内能的增加是通过做功的方式实现的
B．地球上的主要能源都来自于太阳，太阳能是太阳内部核裂变释放的能量
C．太阳能属于不可再生能源，使用太阳能绿色无污染
D．利用光电转化的太阳能电池能将太阳能转化为电能
【答案】D
【分析】（1）改变内能的方式包括做功和热传递；
（2）太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的；
（3）太阳能的优点有：取之不尽、清洁能源、可再生能源、可转变成电能、热能等；
（4）太阳能电池是把太阳能转化为电能的装置。
【解答】解：A、太阳照射下大地内能的增加是通过热传递的方式实现的，故A错误；
B、地球上的主要能源都来自于太阳，太阳能是太阳内部核聚变释放的能量，故B错误；
C、太阳能属于可再生能源，使用太阳能绿色无污染，故C错误；
D、利用光电转化的太阳能电池能将太阳能转化为电能，故D正确。
故选：D。
2．（2023•金安区校级一模）航空航天涉及了许多物理知识，下列说法正确的是（ ）
A．卫星的速度越大，惯性越大
B．地球同步卫星在轨道运行时受平衡力作用
C．卫星与地面设备之间是利用超声波传递信息
D．卫星的太阳能电池板工作时将太阳能转化成电能
【答案】D
【分析】（1）惯性是物体的固有属性，它指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质，惯性大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系；
（2）物体运动状态的改变包括：①速度大小的改变；②运动方向的改变；③速度大小和运动方向都改变；
（3）电磁波可以传递信息，传播不需要介质，可以在真空中传播；
（4）太阳能电池板可以把太阳能转化为电能。
【解答】解：A、物体的惯性只与物体的质量有关，卫星的质量越大，惯性也就越大，与卫星的速度无关，故A错误；
B、地球同步卫星在轨道运行时，其运动方向不断改变，处于非平衡状态，受到的是非平衡力作用，故B错误；
C、超声波传播需要介质，但太空中处于真空状态，超声波无法传播；电磁波可以传递信息，传播不需要介质，卫星与地面设备之间是利用电磁波传递信息，故C错误；
D、卫星上的太阳能电池板工作时，将太阳能转化成电能，故D正确。
故选：D。
3．（2023春•鼓楼区期中）下列能源不是由太阳能转化而成的是（ ）
A．风能B．煤和石油C．潮汐能D．生物质能
【答案】C
【分析】地球上很多能源都是间接来自太阳能。
【解答】解：除了地热能、潮汐能和原子核能以外，地球上所有其他能源全部来自太阳能；
故选：C。
4．（2023•徐州二模）地球上的绝大部分能量都直接或者间接来自于太阳能，但是也有部分能量与自太阳能无关。下列能量中与太阳能无关的是（ ）
A．核能 潮汐能B．天然气 风能
C．水能 化石能源D．地热能 水能
【答案】A
【分析】太阳能是很多能源的来源。
【解答】解：太阳能是人类的“能源之母”如风能和水能；地热能是地壳内部运动所产生的能量，核能分为核裂变和核聚变两种方法产生的能量，与太阳能无关。
故选：A。
5．（2023•福田区模拟）《荀子•王制》中有一句箴言：“春耕、夏耘、秋收、冬藏，四者不失时，故五谷不绝”春种一粒粟，秋收万颗子。一颗种子就是一个世界。下列说法正确的是（ ）
A．如图所示，种子发芽属于机械运动
B．如图所示，早晨叶子上的露珠，是水蒸气凝华形成的
C．如图所示，一颗果子的质量大概10kg
D．如图所示，稻谷成熟的过程是太阳能转化成化学能的过程
【答案】D
【分析】（1）机械运动是物体相对于参照物位置的改变；
（2）物质由气态变为液态是液化；
（3）结合生活实际估测；
（4）利用太阳能的方法有光电转换、光热转换和光化转换。
【解答】解：A．种子发芽是生物运动，不属于机械运动；故A错误；
B．早晨叶子上的露珠，是水蒸气遇冷放热液化形成的，故B错误；
C．一颗果子的质量大概10g，故C错误；
D．稻谷成熟的过程靠光合作用生长的，因而是太阳能转化成化学能的过程，故D正确。
故选：D。
6．（2023•锡林浩特市二模）如图所示，航天器都有很大的太阳能电池板，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能是可再生能源
B．太阳能和电能都是一次能源
C．电池板将太阳能转化为内能
D．电池板的能量转化率可达100%
【答案】A
【分析】（1）能够短期内从自然界得到补充的能源是可再生能源。
（2）能够从自然界中直接获取的能源叫一次能源；需要消耗一次能源材料得到的能源叫二次能源。
（3）电池板将太阳能转化为电能。
（4）电池板的能量转化率不可能达到100%。
【解答】解：A、太阳能是可再生能源，故A正确；
B、太阳能是一次能源，电能是二次能源，故B错误；
C、电池板将太阳能转化为电能，故C错误；
D、电池板的能量转化率不可能达到100%，故D错误。
故选：A。
7．（2023•尉氏县一模）（多选）近年来，我国在材料、信息和能源等领域取得了辉煌的成绩，以下说法正确的是（ ）
A．月球车的零件应使用热胀冷缩较明显的材料制作
B．北斗卫星之间利用电磁波相互传递信息，实现星间链路
C．太阳能是可再生能源，它的能量来自于核裂变
D．垃圾分类有利于保护环境和节约资源
【答案】BD
【分析】（1）月球车的零件应使用热胀冷缩不明显的材料制作；
（2）电磁波可以传递信息，并且可以在真空中传播；
（3）能够短时间内从自然界得到补充的是可再生能源，太阳的能量来源于氢核聚变；
（4）垃圾分类既能减轻污染，又能废物利用。
【解答】解：A、月球车的零件若用热胀冷缩明显的材料制作，容易使月球车发生形变，损坏仪器，故A错误；
B、北斗卫星之间就是利用电磁波相互传递信息的，实现星间链路，故B正确；
C、太阳能是可再生能源，它的能量来自于核聚变，故C错误；
D、垃圾分类后，有一部分垃圾可回收再利用，有一部分有害物质可得到妥善处理，有助于减少环境污染和节约能源，故D正确。
故选：BD。
二、填空题。
8．（2023•陇县模拟）2023年2月24日，由陕投商洛清洁能源有限公司投资建设的陕西省最大山地光伏电站——陕投商州区100MW光伏电站成功并网发电。该项目平均每年可为当地提供1.45亿度绿色电能，节约标准煤4.29万吨，减排二氧化碳11.75万吨，将有效改善商洛及周边的电源条件。光伏电站发电时将 太阳 能转化为电能，具有 分布广阔、获取方便、安全、干净、不污染环境 的优点。
【答案】太阳；分布广阔、获取方便、安全、干净、不污染环境。
【分析】光伏电站发电时将太阳能转化为电能，优点是十分巨大、供应时间长、分布广阔、获取方便、安全、干净、不污染环境。
【解答】解：光伏电站是太阳能发电，发电时将太阳能转化为电能，具有分布广阔、获取方便、安全、干净、不污染环境等优点。
故答案为：太阳；分布广阔、获取方便、安全、干净、不污染环境。
9．（2023•蔡甸区模拟）卡塔尔世界杯上呈现许多中国元素，其中的哈尔萨光伏电站就是中国电力建设集团承建，为世界杯所有场馆提供绿电，这些电能全部来自多哈以西约80公里荒漠中的200万块太阳能电池板。据查：1平方米的晶硅太阳能板的电功率为120瓦，每天发电时间8小时。太阳能电池板给蓄电池充电时， 电 能转化 化学 能；如果100m2的太阳能板发电一天的能量用燃烧天然气来提供，需要 9.6 m3天然气。（天然气的热值q＝3.6×107J/m3）
【答案】电；化学；9.6
【分析】（1）太阳能电池板给蓄电池充电时电能转化为化学能。
（2）根据W＝Pt计算电能。
（2）根据热值公式计算天然气的体积。
【解答】解：太阳能电池板给蓄电池充电时电能转化为化学能。
1平方米的晶硅太阳能板的电功率为120瓦，每天发电时间8小时，100m2的太阳能板发电一天的能量为：W＝Pt＝120W/m2×100m2×8h＝96kW•h＝96×3.6×106J。
如果100m2的太阳能板发电一天的能量用燃烧天然气来提供，需要天然气的体积为：。
故答案为：电；化学；9.6。
10．（2023•安徽模拟）如图所示是小明家安装的一台壁挂式太阳能热水器。该热水器的加热效率为40%，接收太阳能的总有效面积为2.5m2，1m2面积上每小时接收到的太阳能为2.52×106J。某天阳光照射该热水器4h，接收的能量可以使80kg的水温度升高 30 ℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
【答案】30。
【分析】已知1m2面积上1h接收到的太阳能平均为2.52×106J，则可以计算出热水器2.5m2面积上4h接收的太阳能E；利用η＝可以计算出水吸收的热量，再利用Q吸＝cmΔt可以计算出水温的升高量。
【解答】解：该热水器接收太阳能的总有效面积为2.5m²，4h可以接收的太阳能为E＝2.52×106J/（m2•h）×2.5m2×4h＝2.52×107J；
已知该热水器加热效率为40%，由η＝可得，80水吸收的热量为Q吸＝ηQ＝40%×2.52×107J＝1.008×107J，
由Q吸＝cmΔt可得，水温的升高量＝30℃。
故答案为：30。
11．（2023•连云港一模）如图是一盏漂浮在水面的太阳能荷花灯。白天太阳能电池板给电池充电，晚上电池给LED灯照明供电。该灯的铭牌上标有“6V 0.3W”字样，白天工作时，太阳能电池板将 太阳 能转化为电能；晚上工作时，蓄电池放电，将 化学 能转化为电能供照明灯使用。此灯正常工作6小时消耗的电能为 6480 J。
【答案】太阳；化学；6480。
【分析】照明时，太阳能转化成电能，电能再转化成光能；不照明时，太阳能转化成电能，电能再转化成化学能，储存在蓄电池里；
已知功率和时间，由W＝Pt可算出消耗的电能。
【解答】解：白天工作时，光电池板将太阳能转化为电能；晚上工作时，蓄电池放电，将化学能转化为电能供照明灯使用；
甲灯连续正常工作6小时消耗电能为W＝Pt＝0.3W×6×3600s＝6480J。
故答案为：太阳（光）；化学；6480。
三、计算题。
12．（2023•聊城二模）为了倡导低碳生活，太阳能热水器被广泛应用于现代生活中。现有一种太阳能、电能两用热水器，晴天时，它用太阳能加热，能将接收的部分太阳能转换为水的内能，如果遇到雨天，可以用电加热。[ρ水＝1.0×103kg∕m3，C水＝4.2×103J/（kg•℃），q焦炭＝3×107/kg]
（1）当容量为100L的太阳能热水器注满水时，水温从20℃上升到70℃，水吸收的热量是多少？
（2）如果这些热量由完全燃烧焦炭放出，需要燃烧多少kg的焦炭？
（3）若在水温从20℃上升到70℃这段时间内，获得的太阳能是E太阳能＝5.25×107J，则该太阳能的效率是多少？
【答案】（1）当容量为100L的太阳能热水器注满水时，水温从20℃上升到70℃，水吸收的热量是2.1×107J；
（2）如果这些热量由完全燃烧焦炭放出，需要燃烧0.7kg的焦炭；
（3）该太阳能的效率是40%。
【分析】（1）利用密度公式求出水的质量，再利用Q＝cmΔt求出吸收的热量；
（2）根据Q＝mq求出需要的煤的质量；
（3）利用效率公式求出效率。
【解答】解：（1）由ρ＝可得水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×100×10﹣3m3＝100kg，
水吸收的热量为：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（70℃﹣20℃）＝2.1×107J；
（2）因为Q＝mq，Q吸＝Q放，则需要燃烧煤的质量为：m＝＝＝0.7kg；
（3）太阳能的热效率为：η＝×100%＝×100%＝40%。
答：（1）当容量为100L的太阳能热水器注满水时，水温从20℃上升到70℃，水吸收的热量是2.1×107J；
（2）如果这些热量由完全燃烧焦炭放出，需要燃烧0.7kg的焦炭；
（3）该太阳能的效率是40%。
13．（2023•高新区校级一模）小明家用铁皮桶制作简易太阳能热水器替代燃烧木柴加热水，小明观测到某日密闭铁皮桶装满水后，经过一天的太阳光照射，水温从20℃升高到60℃。已知铁皮桶的容积为50L，求：[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（1）当日桶内的水吸收的热量；
（2）若用燃烧木柴加热且木柴完全燃烧释放热量的28%被桶内水吸收，则当日使用该太阳能热水器可节约木柴的质量。（q水＝1.2×107J/kg）
【答案】（1）水吸收了8.4×106J的热量；
（2）当日使用该太阳能热水器可节约2.5kg的木柴。
【分析】（1）知道水的体积，利用m＝ρV求水的质量；又知道水的比热容、初末温，利用Q吸＝cmΔt求水吸收的热量；
（2）由题知ηQ放＝Q吸，而Q放＝m木q木柴，据此求需要木材的质量。
【解答】解：（1）铁皮桶的容积，即水的体积：V＝50L＝0.05m3，
由ρ＝得水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.05m3＝50kg；
水吸收的热量：
Q吸＝cmΔt
＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（60℃﹣20℃）
＝8.4×106J；
（2）由题知ηQ放＝Q吸，则Q放＝＝＝3×107J，
由Q放＝m木柴q木柴得节约木材的质量：
m木柴＝＝＝2.5kg。
答：（1）水吸收了8.4×106J的热量；
（2）当日使用该太阳能热水器可节约2.5kg的木柴。
14．（2023•无锡一模）利用太阳能电池在太阳光照射下发电叫光伏发电。某学校启动了“光伏发电工程”，在教学楼顶安装了总功率为25kW的光伏发电系统，如图所示。
（1）若一天的有效光照时间按8h计算，该系统一天能发多少度电？
（2）这些能量相当于完全燃烧多少m3的天然气？天然气的热值q＝3.6×107J/m3。
（3）若学校教室的照明由光伏发电系统专设线路供电，光伏发电系统一天的发电量可供学校55个教室的护眼灯正常发光10h，每个教室统一装有8盏额定功率为40W的护眼灯，求学校教室专设线路的供电效率？
【答案】（1）该系统一天能发200度电；
（2）这些能量相当于完全燃烧20m3的天然气；
（3）学校教室专设线路的供电效率为88%。
【分析】（1）根据W＝Pt计算一天的发电量。
（2）先算出发电量，再根据V＝计算燃烧天然气体积。
（3）先算出学校的耗电总量，再根据效率公式计算供电效率。
【解答】解：（1）该系统一天能发电量为：
W＝Pt＝25kW×8h＝200kW•h；
（2）因为Q＝W＝200kW•h＝7.2×108J；
相当于完全燃烧的天然气的体积为：
V＝＝＝20m3；
（3）学校消耗的电能为：
W学＝55×8×0.04kW×10h＝176kW•h；
学校教室专设线路的供电效率：
η＝＝＝88%。
答：（1）该系统一天能发200度电；
（2）这些能量相当于完全燃烧20m3的天然气；
（3）学校教室专设线路的供电效率为88%。采光面积
容量
水箱尺寸
效率
支架材料
2.5m2
150L
①550m×1500mm
50%
锌彩板
型号
EWH﹣80B
额定功率
1500W
额定电压
220V
容量
100L
外型尺寸
842mm×463mm×415mm
相关试卷
人教版（2024）九年级全册第十六章 电压 电阻第1节 电压优秀复习练习题： 这是一份人教版（2024）九年级全册<a href="/wl/tb_c83763_t7/?tag_id=28" target="_blank">第十六章 电压 电阻第1节 电压优秀复习练习题</a>，文件包含161电压考点解读原卷版docx、161电压考点解读解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共35页， 欢迎下载使用。
人教版（2024）九年级全册第1节 热机精品课时练习： 这是一份人教版（2024）九年级全册<a href="/wl/tb_c83752_t7/?tag_id=28" target="_blank">第1节 热机精品课时练习</a>，文件包含141热机考点解读原卷版docx、141热机考点解读解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共34页， 欢迎下载使用。
初中物理人教版九年级全册第3节 太阳能综合训练题： 这是一份初中物理人教版九年级全册<a href="/wl/tb_c83816_t7/?tag_id=28" target="_blank">第3节 太阳能综合训练题</a>，共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，综合题等内容，欢迎下载使用。
