九年级全册第3节 太阳能练习题

这是一份九年级全册第3节 太阳能练习题，共18页。试卷主要包含了太阳能，太阳能的利用及转化，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、太阳能
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、优点：供应时间长、分布广阔、获取方便、安全、干净、不污染环境。
3、缺点：分散性广、昼夜稳定性差、可转化率低。
4、地球上几乎所有的能源都来自太阳能（核能、地热能、潮汐能除外）。
二、太阳能的利用及转化
1、利用途径
（1）用集热器把水等物质加热，例如，太阳能热水器等；
（2）用太阳能电池把太阳能转化成电能。
2、转化途径
（1）光热转换
①原理：利用太阳辐射加热物体而获得热能。
②应用：太阳能热水器、反射式太阳灶、高温太阳炉、地膜、大棚、温室等。
（2）光电转换
①原理：根据光电效应，太阳能直接转换成电能。
②应用：为无电场所提供电池，包括移动电源和备用电源、太阳能电子产品等。
必刷易错题型
一、选择题
1．（2022•武汉模拟）太阳是太阳系中唯一的恒星，每时每刻向外辐射太阳能。下列关于太阳能的叙述中错误的是（ ）
A．煤、石油、天然气等化石燃料中的能量最终来自于太阳能
B．太阳能集热器可以吸收太阳辐射并转化为内能
C．太阳能电池将太阳能转化为电能
D．太阳能来源于太阳内部的核裂变
2．（2022•北京模拟）如图，航天器都有很大的太阳能电池板，对它分析正确的是（ ）
A．电池板工作时将太阳能转化为化学能
B．太阳能电池板的能量转化率低于100%
C．电池板利用的太阳能是不可再生能源
D．太阳能来自于太阳内部发生的核裂变
3．（2022•武汉模拟）关于核能和太阳能，下列说法正确的是（ ）
A．利用核能发电是直接将核能转化成电能
B．太阳能来源于太阳内部的热核反应
C．核能是一种化石能源，是一次能源，是不可再生能源
D．太阳能是唯一的未来理想能源
4．（2021•广州期末）如图，太阳能汽车利用太阳能电池将太阳能转化为电能，储存在车上的蓄电池内，为汽车提供动力。下列说法正确的是（ ）
A．太阳能汽车在行驶过程中不需要克服阻力做功
B．蓄电池为汽车提供动力时，将电能转化为化学能
C．太阳能汽车不能将接收到的太阳能全部转化为机械能
D．太阳能汽车将太阳能转化为内能，再将内能转化为机械能
5．（2022•武威模拟）2021年，我国航天事业取得突破性进展，中国空间站开启多人长期驻留时代，空间站的能源主要靠太阳能电池板提供。关于太阳能及太阳能电池，下列说法中错误的是（ ）
A．太阳能只能转化为电能
B．太阳能是可再生能源
C．太阳能是清洁能源
D．太阳能电池给我们提供了新的电能来源
6．（2022•广州模拟）塔式太阳能发电系统是在空旷的地面上建立一高大的中央吸热塔。塔顶上安装固定一个接收器，塔的周围安装一定数量的定日镜，通过定日镜将太阳光聚集到塔顶的接收器的腔体内产生高温，再将通过接收器的工作物质加热并产生高温蒸汽，推动汽轮机进行发电，如图所示，下列关于塔式太阳能发电系统的说法中不正确的是（ ）
A．定日镜是平面镜，将太阳光反射到塔顶的接收器上
B．太阳能是一次能源，且是可再生能源
C．在太阳内部，氢原子核在超高温下发生裂变，释放出巨大的核能
D．塔式太阳能发电系统的能量转换是：太阳能→内能→机械能→电能
7．（2022•厦门模拟）我国自主研发的碲化镉（CdTe）发电玻璃，首次应用于北京冬奥会场馆建设中。它由普通玻璃底衬、TCO导电氧化层（透明导电薄膜玻璃）、碲化镉光电薄膜等部分组成，太阳光照射时可直接进行光电转换，即使在阴雨天也能满足场馆供电需要。关于该发电玻璃下列说法错误的是（ ）
A．它可以节能环保
B．它的TCO导电氧化层透光性较好
C．它的光电转化效率较高
D．它将光能转化为化学能，再转化为电能
8．（2022•上海模拟）如图为Aquila太阳能无人机，该飞机以太阳能为能量来源，主要作用是在高空中为偏远地区提供上网服务，以下说法正确的是（ ）
A．太阳能无人机将接收到的太阳能全部转化为机械能
B．太阳能无人机将太阳能转化为内能，再将内能转化为动能
C．太阳能是一种可再生能源
D．高能量电池为飞机提供动力，将电能转化为化学能
9．（2022•韶关模拟）有一种智能百叶窗，在百叶窗的每个百叶窗片的外侧面上贴有太阳能电池板，如图所示其能够根据阳光强度自动调整最佳角度。下列有关说法正确的是（ ）
A．光照下百叶窗的温度升高是通过做功来实现
B．制造太阳能电池板的主要材料硅是超导体材料
C．太阳能电池板给蓄电池充电时，蓄电池相当于电源
D．太阳能板产生的电能会少于它接受到的光能
10．（2022•重庆模拟）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
二、填空题
11．（2022•衡水模拟）“低碳环保”是当今世界的主题，太阳能已被人们广泛利用。太阳能来自于太阳内部的 （选填“核裂变”或“核聚变”），太阳能属于 （选填“一次”或“二次”）能源，利用太阳能的方式主要有两种，一种是用集热器加热，如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 m3的煤气释放的热量。（q煤气＝4.0×107J/m3）
12．（2022•西安模拟）2022年10月12日宇航员刘洋在空间站进行了太空直播授课，实现了天地互动，所需的电能主要来源于太阳能帆板。如图所示，太阳能帆板是一种把太阳能转化为 能的装置，它相当于电路中的 。
13．（2022•长沙模拟）如图是上海世博会中国馆展出名为“叶子”的小型低碳化未来汽车。车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，它可将太阳能转化为 能；同时，该汽车还能将光电转换中排放的高浓度二氧化碳转化为电能并供车内照明，或转化为车内的空调制冷剂，不但是“零排放”，还实现了“负排放”。以上能量的转化过程中，能的总量 （选填“增大”、“减少”或“不变”）。
14．（2022•成都模拟）如图是我国“祝融”号火星车成功着陆火星表面的画面。为了满足火星车在火星上工作的能量要求，“祝融号”火星车具有巨大的太阳能帆板，可将太阳能直接转化为 能，为科学仪器供电。制成太阳能帆板的主要材料是 这种材料同样用于制作芯片。
15．（2022•西安模拟）如图为我国首座潮光互补型光伏电站——浙江温岭潮光互补智能电站，已实现全容量并网发电。这也是我国首次将太阳能和月亮潮汐能互补开发的创新应用，利用太阳能电池板、发电机来获得电能。潮汐能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；太阳能电池板将太阳能转化为 能。
16．（2022•深圳模拟）小华观察到家中太阳能热水器的光热转换效率为50%，热水器内装有100kg、温度为20℃的水，在阳光照射后；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 kg的木炭放出的热量。热水器中的热水使用掉一半后，剩余水的比热容 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q木炭＝3.0×107J/kg]
三、解答题
17．（2022•广州模拟）光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象，爱因斯坦解释为：光电效应分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应，又称光生伏特效应。前一种现象发生在物体表面，又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应。外光电效应是指被光激发产生的电子逸出物质表面的现象（如图甲），只有入射光的频率高于一定值时，才能激发电子逸出物质表面（在红橙黄绿蓝靛紫这七种色光中，红光的频率最低）。内光电效应是指被光激发所产生的电荷仍在物质内部运动，但使物质的导电能力发生变化或在物体两端产生电压的现象。
光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强度而改变的电阻器：入射光强，电阻减小；入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换。
利用太阳能的最佳方式是光伏转换，就是利用光伏效应，使太阳光射到太阳能电池上产生电流直接发电，光伏产业正日益成为国际上继IT、微电子产业之后又一爆炸式发展的行业。
（1）外光电效应会从物质中激发出
A．原子 B．质子 C．中子 D．电子
（2）太阳光经过三棱镜会分解为七种色光，这叫做光的 现象，如果蓝光照射到某金属表面能产生外光电效应，则下列光照射该金属也一定能产生外光电效应是
A．红光 B．绿光 C．紫光 D．黄光
（3）太阳能属于 能源（选填“可再生”或“不可再生”），太阳能电池是依据 （选填“内”或“外”）光电效应工作的，将光能转化为 能。
（4）图乙为光敏电阻的工作原理图，当光照强度发生变化时，小量程电流表的示数变化如图
18．（2022•揭阳模拟）阅读下面的短文，回答问题
太阳能热水器
太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温，以满足人们日常生活的需要，它具有安全、节能、环保等优点，如图甲所示，太阳能热水器主要由两部分构成：一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃管之间是真空，真空不利于热量的传递。如图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图，它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料；另一部分是保温储水箱，保温储水箱下部与玻璃吸热管相通。
请回答以下问题：
（1）当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为 能，将管内的水加热。这是通过 的方式改变内能。玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。
（2）你认为 （填“能”或“不能”）将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上，理由是： 。
（3）这台太阳能热水器的水箱容积为120L，那么水箱内装满水时，水的质量是 ，在一般的光照条件下，太阳能每天可将满箱20℃的水加热到70℃，则水吸收的热量为 。[水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）]
（4）如果热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P＝1400W．如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5h，那么热水器上集热器的面积至少要是 。
22.3 太阳能 同步易错题集
高频考点梳理
一、太阳能
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、优点：供应时间长、分布广阔、获取方便、安全、干净、不污染环境。
3、缺点：分散性广、昼夜稳定性差、可转化率低。
4、地球上几乎所有的能源都来自太阳能（核能、地热能、潮汐能除外）。
二、太阳能的利用及转化
1、利用途径
（1）用集热器把水等物质加热，例如，太阳能热水器等；
（2）用太阳能电池把太阳能转化成电能。
2、转化途径
（1）光热转换
①原理：利用太阳辐射加热物体而获得热能。
②应用：太阳能热水器、反射式太阳灶、高温太阳炉、地膜、大棚、温室等。
（2）光电转换
①原理：根据光电效应，太阳能直接转换成电能。
②应用：为无电场所提供电池，包括移动电源和备用电源、太阳能电子产品等。
必刷易错题型
一、选择题
1．（2022•武汉模拟）太阳是太阳系中唯一的恒星，每时每刻向外辐射太阳能。下列关于太阳能的叙述中错误的是（ ）
A．煤、石油、天然气等化石燃料中的能量最终来自于太阳能
B．太阳能集热器可以吸收太阳辐射并转化为内能
C．太阳能电池将太阳能转化为电能
D．太阳能来源于太阳内部的核裂变
解：A、煤、石油、天然气等化石燃料中的能量最终来自于太阳能，故A正确；
B、太阳能的利用之一：用集热器把水等物质加热，太阳能集热器内部有涂黑的吸热板，可以吸收太阳辐射并转化为内能，故B正确；
C、在阳光照射时，太阳能电池可以将太阳能直接转化为电能，故C正确；
D、太阳能的能量来源是太阳内部核聚变产生的，故D错误。
答案：D。
2．（2022•北京模拟）如图，航天器都有很大的太阳能电池板，对它分析正确的是（ ）
A．电池板工作时将太阳能转化为化学能
B．太阳能电池板的能量转化率低于100%
C．电池板利用的太阳能是不可再生能源
D．太阳能来自于太阳内部发生的核裂变
解：A.电池板工作时将太阳能转化为电能，故选项A错误；
B.目前太阳能电池板的能量转化效率在24%左右，远低于100%，故选项B正确；
C.电池板利用的太阳能属于可再生能源，故选项C错误；
D.太阳能来源于太阳内部的核聚变，故选项D错误。
答案：B。
3．（2022•武汉模拟）关于核能和太阳能，下列说法正确的是（ ）
A．利用核能发电是直接将核能转化成电能
B．太阳能来源于太阳内部的热核反应
C．核能是一种化石能源，是一次能源，是不可再生能源
D．太阳能是唯一的未来理想能源
解：A、核电站主要是利用核的裂变进行发电的，其过程是将核能转化为内能，内能对外做功转化为机械能，然后带动发电机发电，机械能再转化为电能，故A错误；
B、太阳能来源于太阳内部氢核的聚变，是一种热核反应，故B正确；
C、化石燃料指的是煤、石油、天然气，核能不是化石燃料，核能必须通过一次能源的消耗才可以得到，它是二次能源，核能是不可再生能源，故C错误；
D、太阳能是一种理想能源，但不是唯一，风能、水能、地热能等也是理想能源，故D错误；
答案：B。
4．（2021•广州期末）如图，太阳能汽车利用太阳能电池将太阳能转化为电能，储存在车上的蓄电池内，为汽车提供动力。下列说法正确的是（ ）
A．太阳能汽车在行驶过程中不需要克服阻力做功
B．蓄电池为汽车提供动力时，将电能转化为化学能
C．太阳能汽车不能将接收到的太阳能全部转化为机械能
D．太阳能汽车将太阳能转化为内能，再将内能转化为机械能
解：A、太阳能电汽车在行驶过程需要克服空气阻力以及其他阻力，故A错误；
B、蓄电池为汽车提供动力时，将化学能转化为电能，故B错误；
C、由于在能量的转化或转移的过程中存在能量的散失，所以太阳能汽车不能将接收到的太阳能全部转化为机械能，故C正确；
D、太阳能汽车将太阳能转化为电能，再将电能转化为其他形式的能，故D错误。
答案：C。
5．（2022•武威模拟）2021年，我国航天事业取得突破性进展，中国空间站开启多人长期驻留时代，空间站的能源主要靠太阳能电池板提供。关于太阳能及太阳能电池，下列说法中错误的是（ ）
A．太阳能只能转化为电能
B．太阳能是可再生能源
C．太阳能是清洁能源
D．太阳能电池给我们提供了新的电能来源
解：A、太阳能可以转化为电能、内能、生物质能等，故A错误；
B、太阳能是可再生的清洁能源，故BC正确。
D、太阳能电池给我们提供了新的电能来源，故D正确。
答案：A。
6．（2022•广州模拟）塔式太阳能发电系统是在空旷的地面上建立一高大的中央吸热塔。塔顶上安装固定一个接收器，塔的周围安装一定数量的定日镜，通过定日镜将太阳光聚集到塔顶的接收器的腔体内产生高温，再将通过接收器的工作物质加热并产生高温蒸汽，推动汽轮机进行发电，如图所示，下列关于塔式太阳能发电系统的说法中不正确的是（ ）
A．定日镜是平面镜，将太阳光反射到塔顶的接收器上
B．太阳能是一次能源，且是可再生能源
C．在太阳内部，氢原子核在超高温下发生裂变，释放出巨大的核能
D．塔式太阳能发电系统的能量转换是：太阳能→内能→机械能→电能
解：A、据题中提供的相关信息可以知道，定日镜是平面镜，是利用光的反射来改变光的传播方向，而将太阳光反射集中到一个高塔顶部的接受器上，故A正确；
B、太阳能可以直接从自然界中获取，并且可以短时间内得到补充，属于可再生的一次能源，故B正确；
C、在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变而释放出巨大的核能，而不是裂变，故C错误；
D、据题中提供的相关信息可以知道，塔式太阳能发电系统是用收集的太阳能加热水，再用产生高温蒸汽，推动汽轮机进行发电，故其能量的转化为：太阳能→内能→机械能→电能，故D正确。
答案：C。
7．（2022•厦门模拟）我国自主研发的碲化镉（CdTe）发电玻璃，首次应用于北京冬奥会场馆建设中。它由普通玻璃底衬、TCO导电氧化层（透明导电薄膜玻璃）、碲化镉光电薄膜等部分组成，太阳光照射时可直接进行光电转换，即使在阴雨天也能满足场馆供电需要。关于该发电玻璃下列说法错误的是（ ）
A．它可以节能环保
B．它的TCO导电氧化层透光性较好
C．它的光电转化效率较高
D．它将光能转化为化学能，再转化为电能
解：A、D.由于该装置可以直接进行光电转换，故不会对环境产生污染，且利用的是太阳能，故A正确、D错误。
B.由于TCO导电氧化层是透明导电薄膜玻璃，故透光性较好，故B正确。
C.根据“即使在阴雨天也能满足场馆供电需要”可知，它的光电转化效率较高，故C正确。
答案：D。
8．（2022•上海模拟）如图为Aquila太阳能无人机，该飞机以太阳能为能量来源，主要作用是在高空中为偏远地区提供上网服务，以下说法正确的是（ ）
A．太阳能无人机将接收到的太阳能全部转化为机械能
B．太阳能无人机将太阳能转化为内能，再将内能转化为动能
C．太阳能是一种可再生能源
D．高能量电池为飞机提供动力，将电能转化为化学能
解：A、由于在能量的转化或转移的过程中存在能量的散失，所以太阳能无人机不能将接收到的太阳能全部转化为机械能，故A错误；
B、太阳能无人机将太阳能转化为电能，再将电能转化为其他形式的能，故B错误；
C、太阳能可以在自然界源源不断地得到，属于可再生能源，故C正确；
D、高能量电池为飞机提供动力时，先将化学能转化为电能，然后将电能转化为机械能，故D错误。
答案：C。
9．（2022•韶关模拟）有一种智能百叶窗，在百叶窗的每个百叶窗片的外侧面上贴有太阳能电池板，如图所示其能够根据阳光强度自动调整最佳角度。下列有关说法正确的是（ ）
A．光照下百叶窗的温度升高是通过做功来实现
B．制造太阳能电池板的主要材料硅是超导体材料
C．太阳能电池板给蓄电池充电时，蓄电池相当于电源
D．太阳能板产生的电能会少于它接受到的光能
解：A、光照下百叶窗的温度升高是吸收了太阳辐射的能量，是通过热传递的方式实现的，故A错误；
B、制造太阳能电池板的主要材料硅是一种半导体材料，故B错误；
C、太阳能电池板给蓄电池充电时，蓄电池消耗电能，相当于用电器，故C错误；
D、由于能量的损失，所以太阳能板产生的电能会少于它接收的光能，故D正确。
答案：D。
10．（2022•重庆模拟）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
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。
答案：A。
二、填空题
11．（2022•衡水模拟）“低碳环保”是当今世界的主题，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“核裂变”或“核聚变”），太阳能属于 一次 （选填“一次”或“二次”）能源，利用太阳能的方式主要有两种，一种是用集热器加热，如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）
解：太阳能是太阳内部氢发生聚变反应产生的，这种反应已经持续了数十亿年，还将持续了数十亿年，所以对人类来说，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。
由Q＝qV可得V＝，则相当于完全燃烧的煤气的体积为V＝＝＝1.3m3。
答案：核聚变；一次能源；1.3。
12．（2022•西安模拟）2022年10月12日宇航员刘洋在空间站进行了太空直播授课，实现了天地互动，所需的电能主要来源于太阳能帆板。如图所示，太阳能帆板是一种把太阳能转化为 电 能的装置，它相当于电路中的 电源 。
解：太阳能帆板是一种将太阳能转化为电能的装置，是电能提供装置，在电路中起着电源的作用。
答案：电；电源。
13．（2022•长沙模拟）如图是上海世博会中国馆展出名为“叶子”的小型低碳化未来汽车。车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，它可将太阳能转化为 电 能；同时，该汽车还能将光电转换中排放的高浓度二氧化碳转化为电能并供车内照明，或转化为车内的空调制冷剂，不但是“零排放”，还实现了“负排放”。以上能量的转化过程中，能的总量 不变 （选填“增大”、“减少”或“不变”）。
解：叶子车的顶部安装的是高效光电转换器，它是把太阳能转化为电能的装置。
能量既不能产生也不能消失，它只会从一种形式转化为另一种形式或是从一个物体转移到另一个物体，能量的总量不变。
答案：电；不变。
14．（2022•成都模拟）如图是我国“祝融”号火星车成功着陆火星表面的画面。为了满足火星车在火星上工作的能量要求，“祝融号”火星车具有巨大的太阳能帆板，可将太阳能直接转化为 电 能，为科学仪器供电。制成太阳能帆板的主要材料是 半导体 这种材料同样用于制作芯片。
解：太阳能帆板可将太阳能直接转化为电能，为“祝融号”火星车的工作提供能量；
制成太阳能帆板的主要材料是硅，硅的光电转化率比较高，硅属于半导体。
答案：电；半导体。
15．（2022•西安模拟）如图为我国首座潮光互补型光伏电站——浙江温岭潮光互补智能电站，已实现全容量并网发电。这也是我国首次将太阳能和月亮潮汐能互补开发的创新应用，利用太阳能电池板、发电机来获得电能。潮汐能属于 可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；太阳能电池板将太阳能转化为 电 能。
解：（1）潮汐能属于可再生能源；
（2）太阳能电池可以将太阳能转化为电能。
答案：可再生；电。
16．（2022•深圳模拟）小华观察到家中太阳能热水器的光热转换效率为50%，热水器内装有100kg、温度为20℃的水，在阳光照射后；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 1.4 kg的木炭放出的热量。热水器中的热水使用掉一半后，剩余水的比热容 不变 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q木炭＝3.0×107J/kg]
解：（1）热水器内的水吸收的热量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（70℃﹣20℃）＝2.1×107J；
由η＝可知，热水器接收的太阳能：E＝＝＝4.2×107J；
（2）根据题意可知，木炭完全燃烧放出的热量：Q放＝E＝4.2×107J，
由Q放＝mq可知，相当于完全燃烧木炭的质量：m木炭＝＝＝1.4kg；
（3）比热容是物质的特性，只与物质的种类和状态有关，与物质的质量无关，所以热水器中的热水使用掉一半后，剩余水的比热容不变。
答案：2.1×107；4.2×107；1.4；不变。
三、解答题
17．（2022•广州模拟）光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象，爱因斯坦解释为：光电效应分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应，又称光生伏特效应。前一种现象发生在物体表面，又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应。外光电效应是指被光激发产生的电子逸出物质表面的现象（如图甲），只有入射光的频率高于一定值时，才能激发电子逸出物质表面（在红橙黄绿蓝靛紫这七种色光中，红光的频率最低）。内光电效应是指被光激发所产生的电荷仍在物质内部运动，但使物质的导电能力发生变化或在物体两端产生电压的现象。
光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强度而改变的电阻器：入射光强，电阻减小；入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换。
利用太阳能的最佳方式是光伏转换，就是利用光伏效应，使太阳光射到太阳能电池上产生电流直接发电，光伏产业正日益成为国际上继IT、微电子产业之后又一爆炸式发展的行业。
（1）外光电效应会从物质中激发出 D
A．原子 B．质子 C．中子 D．电子
（2）太阳光经过三棱镜会分解为七种色光，这叫做光的 色散 现象，如果蓝光照射到某金属表面能产生外光电效应，则下列光照射该金属也一定能产生外光电效应是 C
A．红光 B．绿光 C．紫光 D．黄光
（3）太阳能属于 可再生 能源（选填“可再生”或“不可再生”），太阳能电池是依据 内 （选填“内”或“外”）光电效应工作的，将光能转化为 化学 能。
（4）图乙为光敏电阻的工作原理图，当光照强度发生变化时，小量程电流表的示数变化如图 C
解：（1）读材料可知，“外光电效应是指被光激发产生的电子逸出物质表面的现象”因此，外光电效应会从物质中激发出电子，故D符合题意；
（2）太阳光经过三棱镜后分解为红橙黄绿蓝靛紫七色光，这种现象叫做光的色散；
因为“只有入射光的频率高于一定值时，才能激发电子逸出物质表面”，而在可见光中，蓝光照射到某金属表面能产生外光电效应，光的频率是逐渐增大的，故紫光的频率大，当照射到某金属表面时能产生外光电效应，故C符合题意；
（3）太阳能可从自然界不断获得，属可再生能源；
太阳能电池是在物体两端产生电压的现象，属于内光电效应，将光能转化为化学能；
（4）当光敏电阻器中入射光强时，电阻减小，入射光弱，电阻增大，因此，光强时，电阻小，电流大，且由于还有外光电效应的存在，其图线有一定的曲度，只有C符合题意。
答案：（1）D； （2）色散；C； （3）可再生；内；化学；（4）C。
18．（2022•揭阳模拟）阅读下面的短文，回答问题
太阳能热水器
太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温，以满足人们日常生活的需要，它具有安全、节能、环保等优点，如图甲所示，太阳能热水器主要由两部分构成：一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃管之间是真空，真空不利于热量的传递。如图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图，它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料；另一部分是保温储水箱，保温储水箱下部与玻璃吸热管相通。
请回答以下问题：
（1）当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为 内 能，将管内的水加热。这是通过 热传递 的方式改变内能。玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度 变小 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。
（2）你认为 不能 （填“能”或“不能”）将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上，理由是： 因为双层玻璃管（集热管）中间是真空层，不利于将热量传递给管内的水 。
（3）这台太阳能热水器的水箱容积为120L，那么水箱内装满水时，水的质量是 120kg ，在一般的光照条件下，太阳能每天可将满箱20℃的水加热到70℃，则水吸收的热量为 2.52×107J 。[水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）]
（4）如果热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P＝1400W．如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5h，那么热水器上集热器的面积至少要是 2.5m2 。
解：（1）当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能，水吸热，温度升高内能增大，属于通过热传递的方式改变内能；玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度变小，受到水的浮力大于重力而向上运动，另一侧的水向下运动，形成对流；
（2）不能将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面，因为玻璃是热的不良导体，集热管中又有真空层，不利于将热量传递给管内的水；
（3）水的体积V＝120L＝0.12m3，
由ρ＝得，水的质量：m＝ρ水V＝1×103kg/m3×0.12m3＝120kg；
水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×120kg×（70℃﹣20℃）＝2.52×107J；
（4）设热水器上集热器的面积为S，
则这台太阳能热水器获得的辐射功率：P太＝S×1400W/m2；
由P＝得，太阳照射5h获得的太阳能：
W总＝P太t＝S×1400W/m2×5×3600s；
由η＝得：
Q吸′＝W有＝W总η＝S×1400W/m2×5×3600s×40%；
所以，热水器上集热器的面积：
S＝＝＝2.5m2。
答案：（1）内；热传递；变小；（2）不能；因为双层玻璃管（集热管）中间是真空层，不利于将热量传递给管内的水；（3）120kg； 2.52×107J；（4）2.5 m2。