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太陽能熱水器
太陽能熱水器能利用太陽能把水從低溫加熱到高溫,以滿足人們?nèi)粘I畹男枰。它具有安全、?jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
如圖甲所示,太陽能熱水器主要由兩部分構(gòu)成:一部分是由許多根玻璃吸熱管組成的集熱器,每根玻璃吸熱管由雙層玻璃管組成,雙層玻璃管之間是真空。如圖乙所示是玻璃吸熱管的工作原理圖,它的結(jié)構(gòu)與保溫瓶的玻璃內(nèi)膽相似,只是在玻璃吸熱管的內(nèi)表面涂了一層黑色的吸熱材料;另一部分是保溫儲(chǔ)水箱,保溫儲(chǔ)水箱下部與玻璃吸熱管相通。
玻璃吸熱管工作原理如圖乙所示:當(dāng)太陽光入射到黑色的吸熱層上時(shí),黑色吸熱層能把太陽能更有效地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,將管內(nèi)的水加熱。向光一側(cè)的水被加熱后體積增大、密度變小而向上運(yùn)動(dòng);背光一側(cè)的水由于溫度較低、密度較大而向下運(yùn)動(dòng),形成冷熱水循環(huán),最終整箱水都升高至一定的溫度。玻璃吸熱管具有吸熱保溫作用。
請(qǐng)回答以下問題:

(1)太陽能屬于_______(選擇“一次能源”或“二次能源”)。玻璃吸熱管內(nèi)向光一側(cè)的水吸熱后體積增大、密度_______(選填“變大”“不變”“變小”)。
(2)玻璃吸熱管內(nèi)表面為何涂成黑色,請(qǐng)說明理由_____        __。
(3)將質(zhì)量為100kg的水溫度升高了50℃,求這些水需要吸收多少熱量?[水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)]
(4)某品牌太陽能熱水器集熱器面積為S=2m2,熱效率為η=40%(即熱水器能將照射到玻璃吸熱管上的太陽能的40%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能),該地點(diǎn)太陽能輻射到地面的平均功率為P=1.4×103W/m2(即平均每平方米每秒鐘太陽輻射能為1.4×103J)。在第(3)小題中水吸收的熱量由該熱水器提供,求需要加熱多少時(shí)間?
(1)一次能源,。2)黑色吸熱能力強(qiáng)(3)2.1×107J (4)18750s或約5.2h

試題分析:(1)太陽能直接從太陽光輻射中獲得,屬于一次能源;玻璃吸熱管內(nèi)向光一側(cè)的水吸熱后體積增大,根據(jù),密度變。
(2)因?yàn)楹谏矬w能吸收所有顏色的光,即吸收太陽光能力強(qiáng),能更有效的利用太陽能,故玻璃吸熱管內(nèi)表面涂成黑色;
(3)水吸收的熱量:
Qcmt=4.2×103J/(kg?℃)×100kg×50℃=2.1×107J (2分,公式1分,過程和結(jié)果1分)
(4)Q= Q/η=2.1×107J/0.4=5.25×107J          (1分)
P=1.4×103W/m2×2 m2=2.8×103W
t = Q/ P=5.25×107J/2.8×103W=18750s或約5.2h   (1分)
點(diǎn)評(píng):本題考查了學(xué)生對(duì)物體的密度、熱量的計(jì)算和能量的利用率的運(yùn)用,綜合性強(qiáng),屬于難題.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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(5分)實(shí)驗(yàn)測(cè)得0.5kg某物質(zhì)溫度隨時(shí)間變化的圖象如圖示,已知物質(zhì)在固態(tài)下的比熱容為C1=2.1×103J/(kg℃).假設(shè)這種物質(zhì)從熱源吸熱的功率恒定不變,根據(jù)圖象解答下列問題:

(1)在最初的 2min內(nèi),物質(zhì)吸收的熱量為多少?(1分)
(2)求該物質(zhì)在液態(tài)下的比熱容C2
(3)若規(guī)定“質(zhì)量為1Kg的某種晶體物質(zhì)在完全熔化時(shí)所吸收的熱量叫做這種物質(zhì)的熔化熱” 用“λ”表示,根據(jù)圖像信息,計(jì)算該物質(zhì)的熔化熱。

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科目:初中物理 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

太陽能汽車?yán)锰柲軄眚?qū)動(dòng),真正實(shí)現(xiàn)了零排放,有效地減少了對(duì)環(huán)境的污染,其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展日益蓬勃.某太陽能汽車,質(zhì)量為350kg,頂部安裝了太陽能電池板.
(1)當(dāng)車上載有1500N的人和物品時(shí),車輪與地面的總接觸面積為2.0×10-2m2,則汽車對(duì)地面的壓強(qiáng)為   Pa.(g=10N/kg)
(2)太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為   能.一般情況下,汽車在運(yùn)動(dòng)時(shí),被轉(zhuǎn)換的太陽能被直接送到發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng).當(dāng)汽車不運(yùn)動(dòng)時(shí),太陽能將通過太陽能電池板儲(chǔ)存在蓄電池內(nèi);當(dāng)太陽能電池板不能提供足夠的能量來驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),蓄電池   (選填“儲(chǔ)存”或“釋放”)能量.
(3)若汽車上的太陽能電池板的有效面積為6m2,它正對(duì)太陽時(shí)電池能夠產(chǎn)生100V的電壓,并對(duì)車上電動(dòng)機(jī)提供8.4A的電流,太陽光照射到地面時(shí)單位面積上的輻射功率為1.0×103W/m2,則電池的輸出功率為   W,將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率為   .如果這輛汽車的電動(dòng)機(jī)將電能最終轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為75%,當(dāng)汽車在水平面上勻速行駛時(shí),受到的牽引力為90N,則汽車的行駛速度為   m/s.
(4)太陽能汽車采用四輪鼓式制動(dòng),有效地減少了制動(dòng)距離.通過測(cè)量獲得汽車以不同速度行駛時(shí)對(duì)應(yīng)的制動(dòng)距離(即從操縱制動(dòng)剎車到車停下來的距離),數(shù)據(jù)如下表所示:
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
速度/ (m?s-1
2
3
4
5
6
制動(dòng)距離/m
0.53
1.20
2.13
3.33
4.80

請(qǐng)?jiān)趫D中描點(diǎn)作出s- v2圖象.根據(jù)圖象反映的規(guī)律可知,當(dāng)轎車速度為4.5m/s時(shí)對(duì)應(yīng)的制動(dòng)距離是   m.

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一輛汽車以25m/s的速度在平直路面上勻速行駛時(shí),汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的牽引力為1000N,效率為30%,一次行程為250km,汽油的熱值為4.6×107 J/kg。求:
(1)在這次行程中汽車發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功是多少J?
(2)汽車至少要加多少kg汽油?

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小紅在學(xué)習(xí)了“比熱容”的有關(guān)知識(shí)后,知道單位質(zhì)量的不同物質(zhì)在升高相同溫度時(shí), 所需吸收的熱量不同,為了描述物質(zhì)的這種性質(zhì),引入了一個(gè)新的物理量——比熱容,于是她又想到晶體在熔化時(shí),溫度雖然保持不變,但需要吸收熱量,那么單位質(zhì)量的不同晶體熔化時(shí)所需吸收的熱量是否相同呢?帶著這個(gè)疑問,小紅在實(shí)驗(yàn)室利用電熱器加熱,完成了“冰”的熔化實(shí)驗(yàn),并描繪出“冰”的溫度隨加熱時(shí)間變化的關(guān)系圖線。實(shí)驗(yàn)時(shí),冰的質(zhì)量為0.5kg,相同時(shí)間冰和水吸收的熱量相同。水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)

(1)CD段水吸收的熱量是多少?(2)計(jì)算出冰的比熱容。
(3)若規(guī)定“質(zhì)量為1kg的某種晶體物質(zhì)在完全熔化時(shí)所需吸收的熱量叫做該物質(zhì)的熔化熱”,根據(jù)圖中所給的信息,計(jì)算出冰的熔化熱λ。

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以下說法中正確的是
A.陽光射入房間內(nèi)看到塵土飛揚(yáng),可以說明分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
B.物體放出熱量,其溫度一定降低
C.固體很難被壓縮,因此固體之間是不能發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象的
D.用打氣筒給輪胎打氣時(shí),打氣筒發(fā)熱是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

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小星用燃?xì)庠顚①|(zhì)量為2kg,溫度為25℃的水加熱到100℃,則水要收多少熱量?該燃?xì)庠畹男蕿?5%,則加熱這些水需要燃?xì)舛嗌偾Э?[C=4.2×103J/(kg℃),燃?xì)獾臒嶂凳?.5×107J/kg]

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科目:初中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖所示“天宮一號(hào)”的成功發(fā)射是我國航天事業(yè)的又一壯舉,飛船被火箭從發(fā)射塔推向高空,這是利用內(nèi)能__________;火箭升空的瞬間,塔下大水池里的水由于__________,內(nèi)能增加,迅速升溫沸騰

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同步練習(xí)冊(cè)答案