《2025年全效学习阶段发展评价九年级科学全一册浙教版》

13. 如图所示是某太阳能热水器，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℃[$c_{水}=4.2×10^{3}J/(kg·℃)$]。
(1)这段时间，该热水器中的水吸收的热量是多少焦耳?
(2)如果这段时间内，该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是$2.8×10^{7}J$，则该热水器的效率是多少?

答案：
(1)水吸收的热量：
$Q_{吸}=c_{水}m(t - t_{0})=4.2×10^{3}J/(kg·℃)×50kg×(50℃ - 10℃)$
$=4.2×10^{3}J/(kg·℃)×50kg×40℃$
$=8.4×10^{6}J$
(2)热水器的效率：
$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{总}}×100\%=\frac{8.4×10^{6}J}{2.8×10^{7}J}×100\% = 30\%$
答：
(1)该热水器中的水吸收的热量是$8.4×10^{6}J$；
(2)该热水器的效率是$30\%$。

14. 如图所示的装置中，两个钩码重力不等，释放后重钩码下降，轻钩码上升，然后反复对调左右两个钩码，通过传动装置可实现：在钩码升降过程中，能使放在隔热容器水中的叶轮不停地转动。

(1)叶轮在不停地转动过程中，可以知道容器中水的温度升高，原因是叶轮通过做功方式实现了能量的转化。
(2)实验中钩码升降做功与水温变化的数据如表所示[容器中水的质量为500g，$c_{水}=4.2×10^{3}J/(kg·℃)$]：
在钩码升降1次的过程中，容器中的水吸收的热量为420J。对比发现，水吸收的热量小于(选填“大于”“小于”或“等于”)对应的钩码升降所做的功。
(3)综合分析实验装置及表格中的数据，你认为该实验中的能量损失主要是______________________________(写出一条即可)。

答案：
(1)升高；做功
(2)420；小于
(3)克服传动装置的摩擦做功
解析：
(1)叶轮转动时对水做功，水的内能增加，温度升高，能量转化方式为做功。
(2)水吸收的热量：$Q = c_{水}m\Delta t = 4.2×10^{3}\ J/(kg·℃) × 0.5\ kg × 0.2\ ℃ = 420\ J$；钩码升降做功425J，故水吸收的热量小于钩码做功。
(3)传动装置（如滑轮、轴）存在摩擦，部分能量用于克服摩擦，导致能量损失。