《2025年单元双测全优测评卷九年级物理下册苏科版》

四、计算题（12分）
20. 如表所示是某电辅式太阳能热水器的部分参数，夏天用温度为20℃的水将保温桶充满. 假设热水器接收到的太阳能有50％被水吸收，在最好的日光充分照射下.
（1）当水温恰好达到最高时，需要多少太阳能？
（2）若晚间无阳光时用电热管加热，达到同样要求，在电热管不计热量损失的情况下需加热多长时间？
（3）请简要说出一条太阳能热水器的优点.
　　　　　

答案：
(1)$8.82×10^{7}J$
(2)6.125 h
(3)节能、无污染.
[解析]
(1)保温箱充满水时:水的质量$m = \rho_{水}V = 1.0×10^{3}kg/m^{3}×150×10^{-3}m^{3}=150kg$.
当最好的日光充分照射下，水温达到最高值$t = 90^{\circ}C$，
所以$Q_{吸}=c_{水}m(t - t_{0}) = 4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)×150kg×(90^{\circ}C - 20^{\circ}C)=4.41×10^{7}J$.
因为太阳能有50％被水吸收，
所以$Q_{太阳}=\frac{Q_{吸}}{50\%}=\frac{4.41×10^{7}J}{50\%}=8.82×10^{7}J$.
(2)若晚间无阳光时用电热管加热，达到同样要求，不计热量损失时，即$Q_{吸}=Q_{电}$.
又因为$Q_{电}=Pt$，
所以$t=\frac{Q_{电}}{P}=\frac{Q_{吸}}{P}=\frac{4.41×10^{7}J}{2000W}=22050s = 6.125h$.
(3)普通的电热水器需消耗电能，燃气热水器需消耗煤气或天然气，并且燃烧时会产生废气污染空气，而太阳能热水器可以避免这些不利影响，具有节能、无污染、环保、高效利用太阳能等优点.