太阳能集热器的选择主要有哪些依据?

（1）v_水=v_容=200L=200dm³=0.2m³，
则水的质量为m_水=ρ_水v_水=1×10³kg/m³×0.2m³=200kg，
水吸收的热量：
Q_吸=cm_水△t
=4.2×10³J/（kg•℃）×200kg×30℃
=2.52×10⁷J；
由题知，Q_吸=Q_放，
∵Q_放=qV，
∴需要天然气的体积：
V=
Q放
q=
2.52×107J
8.4×107J/m3=0.3m³．
（2）如果装满20℃的冷水后，需要在半个小时内只用电热丝加热到30℃，则
Q_吸=cm_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×200kg×（30℃-20℃）=8.4×10⁶J；
∵W=Q_放，
∴根据W=
U2
Rt得：
电阻R=
U2
Wt=
(220V)2
8.4×106J×30×60s=10.4Ω．
答：（1）需吸收热量为2.52×10⁷J；若这些热量靠燃烧天然气获得，则至少需要燃烧0.3m³的天然气．
（2）电热丝的电阻应该选10.4Ω．

点评：
本题考点： 太阳能热水器中的热量计算．

考点点评： 本题考查了学生对吸热公式Q吸=cm△t、燃料完全燃烧放热公式Q放=mq和W=U2Rt的掌握和运用，因条件已给出，难度不大．

（1）由P=UI得：热水器正常工作时的电流I=
P额
U额=[1500W/220V]≈6.8A，
由P=
U2
R得：
R=

U2额
P额=
(220V)2
1500W≈32.3Ω；
（2）∵V=100L=100dm³=0.1m³，
∴m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.1m³=100kg；
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（60℃-20℃）
=1.68×10⁷J．
（3）∵W=Q_吸，
∴由p=[W/t]得：
t=[W/P]=
1.68×107J
1500W=11200s≈3.1h．
（4）太阳能的优点：不污染环境、省钱、可以从自然界源源不断地得到．
答：（1）用电加热方式给水加热，热水器正常工作时的电流为6.8A，电阻为32.3Ω；
（2）当热水器水箱中装满水时，水的质量是00kg；当水箱中水的温度从20℃升高到60℃时，需要吸收1.68×10⁷J的热量；
（3）如果这些热量，用电加热器提供（加热器正常工作），则需要加热3.1h；
（4）阳能热水器的优点：不污染环境、省钱、可以从自然界源源不断地得到．

点评：
本题考点： 太阳能热水器中的热量计算．

考点点评： 本题为电学和热学综合题，考查了学生对密度公式、电功率公式、吸热公式、效率公式的掌握和运用，知识点多、综合性强，计算时要求灵活运用所学知识，注意各知识点间的衔接．

（1）已知90L=0.09m³，水的质量m_水=V_水ρ_水=0.09m³×1×10³kg/m³=90kg，
Q_吸=c_水m_水△t=4.2×10³J/（kg•℃）×90kg×20℃=7.56×10⁶J．
（2）已知太阳的吸热功率最大可到2500W，
∵W=Q_吸，
∴由W=Pt得：通电时间t=[W/P]=
7.56×106J
2500W=3024s=0.84h，
故答案为：7.56×10⁶；0.84

点评：
本题考点： 热量的计算；电功率与电能、时间的关系．

考点点评： 本题主要考查的是太阳能热水器中的热量计算及其功率计算．

（1）水在集热板中被加热后，温度升高，体积膨胀，根据ρ=[m/V]，密度变小，热水上升，冷水下降，形成对流，所以储存装置比集热板的位置要高，以便集热板对冷水继续加热．
（2）Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×40kg×30℃=5.04×10⁶J；
由题意可知，Q_吸=1.26×10³J/（m²•s）×1.5m²×t×50%=5.04×10⁶J，
解得：t≈5333.3s≈1.48h；
答：（1）水在集热板中被加热后，温度升高，热水上升，冷水下降，以便集热板对冷水继续加热．
（2）要使水温上升30℃需要1.48h．

点评：
本题考点： 太阳能热水器中的热量计算．

考点点评： 吸收热量的计算属于基础知识，但结合晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射和太阳能热水器的效率计算所需时间，增加了理解的难度，要细心解答．

已知200L=0.2m3，水的质量m水=V水ρ水=0.2m3×1×103kg/m3=200kg，Q吸=c水m水△t=4.2×103J/（kg•℃）×200kg×30℃=2.52×107J，故答案为：2.52×107已知太阳的吸热功率最大可到2500W，则根据W=Pt，此时的W即为水...

点评：
本题考点： 太阳能热水器中的热量计算．

考点点评： 本题主要考查的是太阳能热水器中的热量计算及其功率计算．

（1）水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（45℃-35℃）=1.68×106J；（2）电能表标有“900 r/kW•h”，每消耗1kW•h的电能铝盘转过900转，∵用电热水器对相同的水也加热到45℃，铝盘转过了4...

点评：
本题考点： 电功与热量的综合计算．

考点点评： 本题考查了学生对吸热公式Q吸=cm△t、电能表参数“900 r/kW•h”的掌握和运用，记住kW•h是电功单位及与焦耳之间的关系1kW•h=3.6×106J．

（1）Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×80kg×（50℃-20℃）=1.008×10⁷J；
（2）由题知Q_吸=1.26×10³J/（m²•s）×3×t×50%=1.008×10⁷J
∴t=5333.3s=1.48h；
答：要使水温从20℃升高到50℃需要吸收1.008×10⁷J的热量，达到这样的水温需要1.48h．

点评：
本题考点： 太阳能热水器中的热量计算；能量利用效率．

考点点评： 吸收热量的计算属于基础知识，但结合晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射和太阳能热水器的效率计算所需时间，有难度．

（1）水受热后体积膨胀，根据ρ=[m/V]，密度变小，
水在集热板中被加热后，温度升高，热水上升，冷水下降，以便集热板对冷水继续加热．
（2）黑色的衣服能吸收所有色光，无论哪种光照射到黑色的衣服上都不能被反射，故能吸收更多的热量．
故答案为：（1）热水密度小上升易于加热；（2）黑色吸热能力强．

点评：
本题考点： 与密度有关的物理现象；物体的颜色．

考点点评： 本题考查学生运用物理知识解释实际问题的能力，体现了物理来源于生活，又服务于生活．

（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×40kg×（45℃-35℃）=1.68×10⁶J；
（2）电能表标有“900 r/kW•h”，每消耗1kW•h的电能铝盘转过900转，
∵用电热水器对相同的水也加热到45℃，铝盘转过了450 r，
∴消耗的电能：
W=0.5kW•h=0.5×3.6×10⁶J=1.8×10⁶J；
（3）热水器消耗的电能，只有一部分被水吸收，另一部分热量散失到空气中，存在热损失．
故答案为：1.68×10⁶，1.8×10⁶，在加热过程中存在热损失．

点评：
本题考点： 热量的计算；电能表参数的理解与电能的求法．

考点点评： 本题考查了学生对吸热公式Q吸=cm△t、电能表参数“900 r/kW•h”的掌握和运用，记住kW•h是电功单位及与焦耳之间的关系1kW•h=3.6×106J．

①水吸收的热量为Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×40kg×（45℃-35℃）=1.68×10⁶J；
②设热水器消耗的电能为W，根据题意得
[900r/1kW•h]=[1000r/W]
解得W=[10/9]kW•h=[10/9]×3.6×10⁶J=4×10⁶J；
③比较计算结果可以看出：热水器消耗的电能比水吸收的热量多，原因是：电能没有全部转化成水的内能．
故答案为：1.68×10⁶；4×10⁶；电能没有全部转化成水的内能．

点评：
本题考点： 热量的计算；电能表参数的理解与电能的求法．

考点点评： 人类利用能量的过程，本质是能量的转移或转化过程，伴随着能量的转移或转化的是部分能量的散失．

（1）v_水=v_容=200L=200dm³=0.2m³，
则水的质量为m_水=ρ_水v_水=1×10³kg/m³×0.2m³=200kg，
水吸收的热量：
Q_吸=cm_水△t
=4.2×10³J/（kg•℃）×200kg×30℃
=2.52×10⁷J；
由题知，Q_吸=Q_放，
∵Q_放=qV，
∴需要天然气的体积：
V=
Q放
q=
2.52×107J
8.4×107J/m3=0.3m³．
（2）如果装满20℃的冷水后，需要在半个小时内只用电热丝加热到30℃，则
Q_吸=cm_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×200kg×（30℃-20℃）=8.4×10⁶J；
∵W=Q_放，
∴根据W=
U2
Rt得：
电阻R=
U2
Wt=
(220V)2
8.4×106J×30×60s=10.4Ω．
答：（1）需吸收热量为2.52×10⁷J；若这些热量靠燃烧天然气获得，则至少需要燃烧0.3m³的天然气．
（2）电热丝的电阻应该选10.4Ω．

点评：
本题考点： 太阳能热水器中的热量计算．

考点点评： 本题考查了学生对吸热公式Q吸=cm△t、燃料完全燃烧放热公式Q放=mq和W=U2Rt的掌握和运用，因条件已给出，难度不大．

Q_吸=c_水m_水△t=4.2×10³J/（kg•℃）×200kg×30℃=2.52×10⁷J
故答案为：2.52×10⁷
不会给环境带来污染．根据太阳能特点，太阳能在利用中方便安全清洁，是未来的理想能源．
故答案为：节能、环保、安全．

点评：
本题考点： 太阳能热水器中的热量计算．

考点点评： 本题主要考查了热量的计算及其对太阳能的认识．

（1）太阳能属于一次能源和可再生能源，在使用过程安全性比较高，并且对环境没用影响，而燃气在燃烧过程中有一定的危险，并且燃料的利用率比较低，对环境有一定的污染．
（2）从表可知，在15年内，太阳能热水器使用了一个，其初装费为1500元，而燃气热水器使用了三个，其初装费为3×800元为2400元，所以，使用太阳能热水器更经济．
（3）从（2）可知，从使用年限和初装费来看，使用太阳能热水器更经济，从安全性来看，使用太阳能热水器的安全性更高，从环保的角度来看，使用太阳能热水器更环保，并且可以节约能源，综上所述，我认为应该选太阳能热水器．
（4）∵c=4.2×10³J/（kg•℃），m=100kg，△t=t-t₀=50℃-20℃=30℃，
∴Q_放=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×30℃=1.26×10⁷J．
∵Q_放=m′q，
∴V=
Q放
q=
1.26×107J
8×107m3=0.1575m³．
答：（1）太阳能属于一次能源和可再生能源，在使用过程安全性比较高，并且对环境没用影响，而燃气在燃烧过程中有一定的危险，并且燃料的利用率比较低，对环境有一定的污染．
（2）在15年内，使用太阳能热水器更经济．
（3）我认为应该选太阳能热水器，从（2）可知，从使用年限和初装费来看，使用太阳能热水器更经济，从安全性来看，使用太阳能热水器的安全性更高，
从环保的角度来看，使用太阳能热水器更环保，并且可以节约能源，综上所述，我认为应该选太阳能热水器．
（4）这些水至少要吸收1.26×10⁷J的太阳能，相当于燃烧0.1575米³天然气放出的热量．

点评：
本题考点： 太阳能的其他相关计算．

考点点评： 本题考查了热量的计算，以及对太阳能这种新能源的认识，同时培养了学生的安全意识和环保意识．

已知200L=0.2m³，水的质量m_水=V_水ρ_水=0.2m³×1×10³kg/m³=200kg，
Q_吸=c_水m_水△t=4.2×10³J/（kg•℃）×200kg×30℃=2.52×10⁷J，
故答案为：2.52×10⁷
已知太阳的吸热功率最大可到2500W，则根据W=Pt，
此时的W即为水吸收的热量，所以W=2.52×10⁷J，
通电时间t=[W/P]=
2.52×107J
2500W=10080s=2.8h，
故答案为：2.8h．

点评：
本题考点： 太阳能热水器中的热量计算．

考点点评： 本题主要考查的是太阳能热水器中的热量计算及其功率计算．

（1）Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×80kg×（50℃-20℃）=1.008×10⁷J；
（2）由题知Q_吸=1.26×10³J/（m²•s）×3×t×50%=1.008×10⁷J
∴t=5333.3s=1.48h；
答：要使水温从20℃升高到50℃需要吸收1.008×10⁷J的热量，达到这样的水温需要1.48h．

点评：
本题考点： 太阳能热水器中的热量计算；能量利用效率．

考点点评： 吸收热量的计算属于基础知识，但结合晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射和太阳能热水器的效率计算所需时间，有难度．

A、上午太阳应该位于东南，物体的影子朝向西北，故不符合题意；
B、正午时太阳位于正南，物体影子朝向正北，故不符合题意；
C、根据物体的影子可判断该地此时太阳位于西南方位，因此此时应该是下午，故正确；
D、如果是18点，太阳高度较小，物体的影子较长且物体影子与物体偏角较大，故不符合题意．
故选：C

点评：
本题考点： 正午太阳高度的变化．

考点点评： 本题难度不大，能够通过物体的影子变化来判断大致时间是解题的关键，可结合日常生活中的现象来分析．

（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×40kg×（45℃-35℃）=1.68×10⁶J；
（2）电能表标有“900 r/kW•h”，每消耗1kW•h的电能铝盘转过900转，
∵用电热水器对相同的水也加热到45℃，铝盘转过了450 r，
∴消耗的电能：
W=0.5kW•h=0.5×3.6×10⁶J=1.8×10⁶J；
（3）热水器消耗的电能，只有一部分被水吸收，另一部分热量散失到空气中，存在热损失．
故答案为：1.68×10⁶，1.8×10⁶，在加热过程中存在热损失．

点评：
本题考点： 热量的计算；电能表参数的理解与电能的求法．

考点点评： 本题考查了学生对吸热公式Q吸=cm△t、电能表参数“900 r/kW•h”的掌握和运用，记住kW•h是电功单位及与焦耳之间的关系1kW•h=3.6×106J．