计算题第二十章 能源、材料与社会—沪科版中考物理一轮复习同步练习

中考物理一轮复习计算题同步练习—第二十章 能源、材料与社会计算题单元练习（有答案，共13题）

1．有一个能装50kg水的太阳能晒水箱，其接收太阳能的面积为2m2，该晒水箱接受的太阳辐射能为Q太阳能=4.2×106J∕（h·m2）即：该水箱平均每平方米面积上每小时吸收的太阳能为4.2×106J。求：

（1）如果每天接收太阳能的时间为5h，则该晒水箱每天可以接收多少J的太阳能；

（2）由于热量的散失等原因，水的吸热效率只有40%，那么在1标准大气压下，该晒水箱一天吸收的太阳能可使质量为50kg，温度为25℃的水升高多少℃；

2．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4.2×106 J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℃.则:

（1）热水器中的水吸收的热量Q.[水的比热容c=4.2×103 J/(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.

3．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×l06 J的太阳能，某天加满水后，经过4h太阳光的有效照射，热水器中质量为50kg、初温为25℃的水温度升高到45℃．求：

（1）热水器中的水吸收的热量Q；

（2）热水器的效率η；

（3）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？（焦炭的热值q=3.0×l07J/kg）

4．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，内装100L水，太阳每小时辐射到面积上的热量是，这些水在10h内由升高到。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，需要完全燃烧多少的天然气；天然气的热值为

（3）该太阳能热水器的能量转化效率。

5．某研究小组为了测量垂直于太阳光的面积为1m2的物体表面上，每秒钟接收到的太阳能是多少，用某太阳能热水器做实验。已知该太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%。太阳能热水器接收太阳光垂直照射的面积是2m2，太阳能热水器内的水的质量为50kg,水的初温为20℃，经过1750s的时间后温度上升到30℃，己知水的比热容为c水= 4.2×103 J/(kg•℃ )求:

(1)在上述过程中太阳能热水器内的水吸收的热量是多少焦耳?

(2)垂直于太阳光的1m2表面上，每秒钟接收到的太阳能是多少焦耳?

6．如图是一种太阳能汽车.太阳光照射到这辆车电池板上的辐射总功率为，在晴朗的天气，电池板对着太阳时产生的电压为160V，并对车上的电动机提供10A的电流.求：

（1）在这种情况下电动机消耗的电功率是多大？

（2）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？

（3）你认为太阳能汽车与我们现在使用的汽车相比，有什么优点？

7．家用太阳能热水器式发电机在不久的将来会深受广大用户的青睐，图是雅典牌太阳能热水器式发电机。它利用太阳能将水变为水蒸汽,由气轮机带动发电机发明,同时的液化水循环利用或作家用热水.问：

（1）这种太阳能热水器兼发电机具有哪些优点？（写出两点即可)

（2）该热水器注满水时，水的总质量是140kg，如果这些水吸收了5.88×l07J的太阳能，它可使0℃的水温度升高多少摄氏度？(c水= 4.2×103 J/（kg·℃）

（3）如果吸收太阳能的五分之一将水变为水蒸气来发电,且发电效率只有50%,它能家里的40W的一只日光灯正常工作多少小时?

8．如图所示，气凝胶是一种多孔状，类似海绵结构的硅元素固体，孔状内有99.8%的空间．这种新材料密度非常小，但是却非常坚固耐用，最高能承受1400℃的高温，因为它耐磨且富有弹性，据悉2018年美国宇航局派宇航员登陆火星时，就用它做隔热制成宇航服．

（1）有人做过这样一个实验：在一金属块上涂上0.006m厚的气凝胶，结果在1kg的炸药爆炸试验中气凝胶毫发无损．若金属块的表面积为5m2，覆盖在金属块上的气凝胶质量0.09千克，则该材料的密度为多少？

（2）某大型飞机采用现在盛行的超高强度结构钢制造，质量158t，若采用“气凝胶”代替钢材来制造一架同样大小的飞机，则需“气凝胶”的质量为多少千克？（钢的密度ρ=7.9×103kg/m3）．

9．人类正积极开发和利用太阳能，如太阳能热水器、太阳能电池等．太阳能热水器利用真空热水管给水加热，如图某太阳能热水器接收太阳能的面积为3m2,每平方米面积上1h得到太阳辐射的能量平均为2.5×106J,该热水器仅能把接受太阳能的42%转化为水的内能，若光照6h可以使热水器内初温为15℃，质量为100kg的水温度升高到多少℃？[c水=4.2×103J/（kg·℃）]

10．有种太阳能、电能两用热水器，该热水器用电加热时的额定功率为2000w，晴天时在西宁地区，这种热水器一天内吸收的太阳别能为2.8×107J，能将水箱内80kg初温为20℃的水加热到70℃  c水=4.2×103J/（kg℃）．求

（1）80kg水吸收的热量是多少？

（2）该热水器将太阳能转化为内能的效率是多少？

（3）如果遇到阴雨天改用电加热，热水器在正常工作时，将上述同样质量、初温的水加热到同样的温度需要多长时间（假设所消耗电能全部转化为内能）？

（4）用电高峰期，家中只有液晶电视机和热水器工作时，热水器将上述同样质量、初温的水加热到同样的温度，实际用时1×104s，通过电能表测得此过程共耗电1.8×107J，此时热水器和液晶电视机的实际电功率分别为多大（假设热水器所消耗电能全部转化为内能）？

11．某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为1 m2的表面上，每秒钟接收到的太阳能，用自制太阳能热水器做实验．经多次实验得到自制太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%．控制太阳能热水器接收太阳光垂直照射的面积始终是2m2，太阳能热水器内的水的质量为100kg，水的初温为20℃，经8 750s时间后上升到45℃．请计算：[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]

(1)在上述过程中太阳能热水器内的水吸收的热量是多少焦耳？

(2)垂直于太阳光的1m2表面上，每秒钟接收到的太阳能是多少焦耳？

12．太阳能是一种理想的绿色能源。李刚家最近安装了一台太阳能、电能两用热水器，如图所示。请回答下列问题：

（1）设水箱可装水80kg，在一般的光照条件下，一满箱20℃的水到傍晚时，水温可达到55℃，则水吸收的热量是多少？相当于多少立方米的煤气完全燃烧放出的热量？[c水=4.2×103 J/(kg·℃)；煤气的热值约4×107J/m3]

（2）在阴雨连绵的天气里，水箱中的水需要用电加热器来加热。若该电加热器规格为“220V 1.8kW”，要使满箱水同样从20℃升高到55℃，电加热器至少需要正常工作多少时间？

13．太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一，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有80%被水吸收）

参考答案

1．(1)4.2×107J；(2)75℃；

2．（1）8.4×106J；（2）2.1×107J；（3）40%．

3．（1）4.2×106J；（2）25%；（3）0.7kg．

4．；；。

5．(1)2.1×106 J；(2)1200 J

6．（1）1600W ；（2）20%；（3）环保，无尾气污染等

7．（1）清洁 安全（2）100℃（3）40.8h

8．（1）3㎏/m3 ；（2）60㎏

9．60℃

10．（1）1.68×107J；（2）60%；（3）8400s；（4）1680W和120W

11．(1) 1.05×107 J．(2)1 200 J．

12．(1)1.2J  (2)0.3  (4)6.7s

13．（1）1.68×107J；（2）2.1×107J；（3）80%；（4）0.4kg．