《2025年能力素养与学力提升九年级物理上册苏科版》

6. 如图所示的太阳能热水器，它的水箱容量为$120L$，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$20^{\circ}C$加热到$70^{\circ}C$，需要阳光照射$5h$。问：
（1）一箱水需要吸收的热量是多少?
（2）热水器上集热器的面积至少要多大?[水的比热容是$4.2 × 10^{3}J/(kg \cdot ^{\circ}C)$]
（第6题）

答案： 1. （1）
首先求水的质量：
已知水的体积$V = 120L=120dm^{3}=0.12m^{3}$，根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，水的密度$\rho = 1.0×10^{3}kg/m^{3}$，则水的质量$m=\rho V = 1.0×10^{3}kg/m^{3}×0.12m^{3}=120kg$。
再根据热量计算公式$Q_{吸}=cm(t - t_{0})$，其中$c = 4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)$，$t = 70^{\circ}C$，$t_{0}=20^{\circ}C$。
则$Q_{吸}=cm(t - t_{0})=4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)×120kg×(70^{\circ}C - 20^{\circ}C)$
$Q_{吸}=4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)×120kg×50^{\circ}C=2.52×10^{7}J$。
2. （2）
解：
已知集热器对太阳能的利用效率$\eta = 40\%$，阳光照射时间$t = 5h=5×3600s = 18000s$，每平方米得到的太阳辐射功率$P = 1400W$。
由$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{总}}$可得$Q_{总}=\frac{Q_{吸}}{\eta}$，把$Q_{吸}=2.52×10^{7}J$，$\eta = 40\% = 0.4$代入，得$Q_{总}=\frac{2.52×10^{7}J}{0.4}=6.3×10^{7}J$。
又因为$Q_{总}=PSt$（$S$为集热器面积），则$S=\frac{Q_{总}}{Pt}$。
把$Q_{总}=6.3×10^{7}J$，$P = 1400W$，$t = 18000s$代入，得$S=\frac{6.3×10^{7}J}{1400W×18000s}$。
$S = 2.5m^{2}$。
答：（1）一箱水需要吸收的热量是$2.52×10^{7}J$；（2）热水器上集热器的面积至少要$2.5m^{2}$。

7. 一质量是$3kg$、初温为$20^{\circ}C$的鹅卵石，当温度升高到$30^{\circ}C$时吸收了$2.34 × 10^{4}J$的热量。
（1）求鹅卵石的比热容。
（2）“木桶鱼”是将$20kg$的鹅卵石加热到$200^{\circ}C$并放在木桶中，再将生鱼片放在鹅卵石上，加入适量的鱼汤，等鹅卵石温度降到$90^{\circ}C$时，鱼片就已经熟了，求鹅卵石在此降温过程中放出的热量。

答案： $（1）0.78× 10^{3}\ J/(kg·℃)（2）1.716× 10^{6}\ J $　　

8. 南宋诗人陆游在《老学庵笔记》说:“书灯勿用铜盏，惟瓷盏最省油。”如图甲所示是省油灯，瓷盏比铜盏省油是因为$c_{陶瓷}$_＞_$c_{铜}$(选填“＞”“=”或“＜”)，可以吸收更多的热量，从而使油的温度不会太高，降低耗油量。如图乙所示是铜和陶瓷温度随时间变化的大致关系图像，其中$a$是_铜的关系图像。
甲
乙（第8题）

答案： $＞$ 铜

9. 烈日下，小兵去游泳池游泳，他感觉到游泳池边的水泥地面很烫脚，但游泳池里的水却很凉，这是因为水的比热容较大；若将质量为$2kg$的水温度从$20^{\circ}C$加热到$70^{\circ}C$时，水吸收的热量是$4.2 × 10^{5}$$J$。

答案： 比热容 $4.2× 10^{5}$

10. 由同种物质组成的甲、乙两个物体，质量之比为$4:1$，升高的温度之比为$1:2$，则甲、乙两个物体的比热容之比为$1:1$，吸收的热量之比为$2:1$。

答案： $1:1$ $2:1$

11. 质量均为$1kg$的铝块、铅块、水银和水$(c_{水} ＞ c_{铝} ＞ c_{水银} ＞ c_{铅})$，将铝块和水银的温度从$10^{\circ}C$加热到$20^{\circ}C$，铅块和水的温度从$40^{\circ}C$加热到$50^{\circ}C$，则吸热最多的是 (C)
A.铝块
B.铅块
C.水
D.水银

答案： C