太阳能的相关计算知识点题库

太阳能清洁无污染，是人类能源的宝库，某太阳能汽车总质量为400kg，顶部安装了太阳能电池板，如图所示，太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×10³W/m² ，汽车上的太阳能电池板的有效面积为5m² ．

（1）太阳能电池板能将太阳能转化为电能，若太阳能电池板的转换效率为40%，则转换给汽车电动机的电功率是多少瓦？

（2）这辆汽车在某水平面上匀速行驶时，受到的阻力为车重的0.02倍，则汽车受到的牵引力为多少牛顿？

（3）如果这辆汽车的电动机经电能最终转化为机械能的效率为80%，则汽车在该平面上匀速形的速度为多少米每秒？

如图是某太阳能热水器，向其中注入50kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃．水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃）．试求：

（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？
（2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×10⁷J，则这段时间该热水器的效率是多少？
（3）若用煤燃烧来提供2.8×10⁷J的热量，需完全燃烧多少千克煤？
（煤的热值约为3.5×10⁷J/kg）

太阳能热水器具有安全、节能、经济和环保等优点．某研究性学习小组对“物体吸收太阳能的能力与表面颜色之间的关系”进行了实验研究：在两只相同的烧杯中装有质量和初温相同的水，烧杯外用一个黑色塑料袋和一个白色塑料袋密封，插入温度计（温度计的玻璃泡浸没在水中，大部分刻度露出可见），放在阳光下曝晒．每隔相同的时间读出温度计的示数，数据记录如下：

塑料袋

颜色

水的质量（m/kg）

初　温

（t/℃）

温　度

（t₁/℃）

温　度

（t₂/℃）

温　度

（t₃/℃）

…

黑色

1.0

15.0

22.3

27.8

31.5

…

白色

1.0

15.0

16.5

17.8

19.0

…

根据上述数据回答下列问题：

（1）通过上面的研究可以推断：太阳能热水器的集热管表面颜色以为宜；
（2）小明家使用的太阳能热水器的说明书如下表．若在太阳能热水器的水箱中装有80kg的水，在太阳照晒下每小时温度升高7.5℃，则
容积
100L
集热箱的采光面积
1.5m²
效率
60%
使用年限
15年
①该热水器中的水每小时吸收的热量是多少？
②该地区每小时、每平方米的面积上接收到的太阳能（用字母“E”表示）是多少？

太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，如表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息

太阳照射时间/h	装水量/kg	吸热板面积/m²	水升高的温度/℃	水的比热容/J（kg•℃）^﹣¹	太阳辐射功率/J•（m²•h）^﹣¹
10	100	2.5	50	4.2×10³	1.68×10⁶

其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m²面积上的太阳能．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m³的天然气；（天然气的热值为8.4×10⁷J/m³ ，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收）
（3）该太阳能热水器的能量转化效率．

当今太阳能热水器已经在广安城乡用得非常普遍了，如图所示．已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里，能将8℃、100L水加热到38℃．请解答：[水的比热容为4.2×10³J/（kg℃），水的密度为1.0×10³kg/m³]

（1）热水器中水的质量是多少？
（2）在此过程中，水吸收了多少热量？
（3）若此期间太阳辐射到热水器的热量为4.2×10⁷J，则该热水器的效率是多少？

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4.2×10⁶J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26℃的水，温度升高到46℃．求：

（1）热水器中的水吸收的热量Q_吸；[水的比热容c=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）热水器5小时有效照射内接收到的太阳能，相当于完全燃烧多少m³的天然气放出的热量？（天然气的热值q=7×10⁷J/m³）

有一种太阳能热水器，铭牌上的部分参数如下表所示．将它安装在阳光充足的水平台面上，并送满水．

型号	JL﹣88
水容量/L	80
自身质量/kg	40

（1）晴天平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为2.8×10⁶J．若该热水器接受太阳能的有效面积为1.5m² ，每天日照时间按8h计算，则它一天中接收的太阳能（E）约为多少？
（2）若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收，则可使水温升高多少？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]

提倡环保节能是现代社会的主流，有条件的地区使用太阳能进行取暖或发电正在积极推进中，经查询资料，本地区冬季太阳能集热管每平方米面积上每天可接受的太阳能为1.68×10⁷J，煤的热值为3×10⁷J/kg．请你帮助完成下列计算，为本地区太阳能建设提供依据．

（1）如果集热管每平方米面积上每天接受的太阳能的90%被水吸收，可使多少千克的水温度从20℃升高到70℃？（水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃））
（2）用集热管每平方米面积上每天接收的太阳能替代煤，可节约煤多少千克？（假设煤完全燃烧）
（3）请写出一条太阳能的优点．

太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之能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℃的水温度升高到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）若改用煤来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤？（煤的热值q=2.9×10⁷J/kg，假设煤燃烧放出的热量全部被水吸收）

太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是一家庭的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息．

太阳照射时间h	装水量kg	水升高的温度℃	水的比热容J/（kg•℃）	太阳能吸热功率J/h
10	100	50	4.2×10³	3.0×10⁶

求：

（1）水在10h内吸收的热量；
（2）太阳能热水器的能量转化效率．
（3）若用燃烧煤气代替太阳能热水器，不计热量损失，要达到同样的效果，需要完全燃烧多少质量的煤气？（已知煤气的热值g=4.2×10⁷J/kg）．

“Smartflower Pop”是一款太阳能电池板，它能确保与日照方向始终垂直，使其吸收的太阳能最多．该电池板有自动清洁装置，使得它的工作效率比沾满灰尘的电池板更高．白天，太阳能电池发出的电直接供给家用电器工作，多余部分存储在蓄电池中．

（1）太阳能属于能源选填（“常规”或“新”），太阳能电池将光能转化为能．
（2） “Smartflower Pop”晚间自动清洁一次需要1h，此时的耗电功率为1kW，则自动清洁一次消耗的电能为多少焦？与多少千克的焦炭完全燃烧产生的热量相等．（焦炭的热值q=3×10⁷J/kg）
（3）若叶片面积为25m² ，白天太阳能电池接收太阳辐射的平均功率为1000W/m² ，光电转化效率为20%．某日，白天家庭耗电的平均功率为4kW，蓄电池的充电效率为84%，晚上若将当天存储的电能全部转化为内能，可将60kg的水从20℃加热到68℃，求当天的日照时间为多少小时．

如图是某太阳能热水器，向其中注入50kg水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃．水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃）．试求：

（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？
（2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×10⁷J，则这段时间该热水器的效率是多少？
（3）若用煤燃烧来提供2.8×10⁷J的热量，需完全燃烧多少千克煤？（煤的热值约为3.5×10⁷J/kg）．

如图所示是某太阳能热水器，水容量为100L，该热水器在冬季有效日照时段里，平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为2.8×10⁶J，若该热水器接收太阳能的有效面积为1.5m² ，每天日照时间按8h计算，若这些太阳能能使装满水的热水器中的水温从20℃升高到60℃[水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），水的密度为1.0×10³kg/m³]，求：

（1）热水器中水的质量；
（2）一天内热水器中的水吸收的热量；
（3）热水器在冬季的效率．

太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下图表示小华家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息.求：

（1）水在10h内吸收的热量？
（2）太阳能热水器的能量转化效率？

有一款太阳能热水器，铭牌上的部分参数如下表所示，将它安装在阳光充足的水平台面，并注满水.

（1）若它的底部支架与水平台面的接触面积为0.3m² ，求它对台面的压力和压强(取g=l0N／kg)．
（2）德州市(晴天)平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为2.8×10⁶J．若该热水器接受太阳能的有效面积为1.5m² ，每天日照时间按8h计算，则它一天中接收的太阳能(E)约为多少?若这些太阳能有60％被热水器中的水吸收，则可使水温升高多少?[c_水=4.2×10³(J／kg・℃)]

美国建筑师凯文朔普费尔设计出了一种能漂浮在水中的城市（如图所示），漂浮城市装有动力装置，可以移动．该漂浮城市三角形建筑的主体结构是中空的，强风能从中通过，可以确保当飓风来临时，把飓风对建筑的破坏降至最低．该漂浮城市高达360m，占地270万平方米，可容纳多达4万居民．酒店、商店只要是普通城市有的，这里都一应俱全．漂浮城市的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为8.0×10⁸W，请回答下列问题：

（1）假如某班级有50位中学生从岸上进入漂浮城市参观，则漂浮城市受到的浮力约增加__

A . 2.5×10² N B . 2.5×10³N C . 2.5×10⁴ N D . 2.5×10⁵ N
（2）若三角形建筑空洞的面积为2.0×10⁴m² ，某次飓风正好垂直于空洞的表面吹入，1s流入空洞的空气质量是1.92×10⁶kg，该地的空气密度是1.2kg/m³ ．则飓风的风速是 m/s．
（3）若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮城市前进所需的能量，漂浮城市在平静的水面上沿直线运动，运动过程中受到的阻力不变．从某一时刻开始，漂浮城市受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如下图甲所示，漂浮城市的运动速度v与时间t的关系如图乙所示
①漂浮城市运动到第25s时受到的阻力为 N．若航行时地球对所有物体的引力都突然增大一倍，它露出水面的体积（填变大、变小或不变）．
②漂浮城市在匀速运动过程中，太阳能转化为机械能的效率为多少．

太阳能热水器已经在城乡用得非常普遍，一太阳能热水器在某天日照时段里，能将 $\text{[math]}$ 、80kg的水加热到 $\text{[math]}$ 问

（1）在此过程中，水吸收了多少热量？
（2）热水器中水的体积是多少？

为牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，美丽乡村建设中大量使用了直接利用太阳能的热水器、太阳能路灯等节能环保设备。根据你所学知识完成下列问题。

（1）太阳能是在太阳内部氢原子核发生 (选填“聚变”或“裂变”）时释放的能量；太阳能属于能源（选填“可再生”、“不可再生”）。
（2）某团队现在正在设想研发内置太阳能电池板的新型屋顶瓦片，实现更好的节能。这种瓦片是通过（选填“光电转化”、“光热转化”、“光化转化”）方式直接利用太阳能的。
（3）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·℃)]

里原来用液化石油气烧水，每天用60℃的热水100kg．她参加“探究性学习”活动后，在老师和同学的帮助下，制造了一台简易的太阳能热水器。

（1）若用这台热水器每天可将100kg的水从20℃加热到60℃，这些水吸收的热量是多少？
（2）若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收，她家改用太阳能热水器后平均每天可节约液化石油气多少kg？（液化石油气的热值是8.0×10⁷J/kg）
（3）请你说出太阳能热水器的优点。（至少说出一条）

如图是一种太阳能LED路灯的电路图，光控开关S白天与触点a接触，太阳能电池板为蓄电池充电；晚上与触点b接触，蓄电池给路灯供电，平均每晚路灯工作10h。太阳光照射5h能使规格是“24V、30W”的路灯正常工作3个晚上。则路灯正常工作时的电阻是Ω，路灯正常工作时每晚消耗的电能是J，若太阳能电池的光电转化效率为18%，求电池板吸收太阳能的功率W。

容积	100L
集热箱的采光面积	1.5m²
效率	60%
使用年限	15年

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