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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.如图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)太阳能是______(选填“一次”或“二次”)能源.
(2)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.
(3)你认为______(选填“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:______
(4)这台太阳能热水器的水箱容积为100L,在一般的光照条件下,每天可将满箱15℃的水加热到45℃,则水吸收的热量为______J.[水的比热容是4.2×103J/(kg・℃)]
(5)冬天水箱中的水温有时不够高,一般都预装了电加热器.若该电加热器的规格为“220V 2kW”,电能的84%可转化为被水吸收的热量.则要把满箱水温度再提高10℃,需在额定电压下加热多长时间?

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(1)一次能源是指直接从自然界获取的能源,如太阳能,水能、风能、潮汐能等;二次能源是指通过一次能源转化而来的能源,如电能; (2)根据能量的转化和转移进行解答; (3)玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料,吸收太阳辐射热,传递给水,水吸热温度升高;若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; (4)知道水的体积根据密度公式求出水的质量,又知道水的比热容、水的初温和末温,利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量; (5)根据Q吸=cm△t求出水吸收的热量,利用效率公式求出电加热器放出的热量,再根据Q=W=Pt求出额定电压下加热的时间. 【解析】 (1)太阳能属于直接从自然界获得的能源,是一次能源; (2)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; (3)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; (4)太阳能热水器的水箱装满水时,水的质量: m=ρV=1.0×103kg/m3×100×10-3m3=100kg, 水吸收的热量: Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(45℃-15℃)=1.26×107J; (5)水提高10℃吸收的热量: Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×10℃=4.2×106J 电加热器放出的热量: Q放===5×106J, 电加热器额定电压下加热多长时间: t===2.5×103s.     故答案为: (1)一次; (2)内;   (3)不能;因为集热管中间真空层,不利于将热量传递给管内的水; (4)1.26×107J; (5)需在额定电压下加热2.5×103s.
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考点分析:
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下雨天,小颖站在窗前看到对面人字形屋面上雨水在不停地流淌.他想,雨水在屋面流淌的时间与哪些因素有关呢?他提出了三种猜想:
猜想1:雨水流淌的时间可能与雨水的质量有关;
猜想2:雨水流淌的时间可能与屋面的倾角有关.
猜想3:雨水流淌的时间可能与屋面的材料有关.
(1)为了验证猜想是否正确,他设计了一个如图甲所示的装置(倾角α可调),用小球模拟雨滴进行了如下探究:
①保持斜面倾角α不变,换用不同质量的小球,让它们分别从斜面的顶端由静止释放,测出每次小球通过斜面的时间.如表一.小颖经过分析得出的结论是:______
表一
质量m/g3681220
时间t/s1.71.71.71.71.7
表二
倾角α/1530456075
时间t/s1.91.61.21.61.9
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②不改变底边的长度,多次改变倾角α,让同一小球从斜面的顶端由静止释放(如图乙),测出每次每次小球通过斜面的时间,如表二.为了便于得出规律,请在图丙中大致作出s-α的图象.
小颖对上述数据进行了归纳分析,得出的结论是______
(2)请设计实验来探究雨水流淌的时间与屋面的材料的关系,简述你的实验方案.
简要做法:______
判断方法:______
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如图所示电路,电源电压保持12V不变,R2=12Ω,小灯泡标有“6V 12W”(电阻不变).求:
(1)小灯泡的电阻为多大?
(2)只闭合S2时,电流表的示数为多少?此时小灯泡实际消耗的电功率为多少?
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人类从鸟类飞行得到启示发明了飞机,从鱼类游泳得到启示发明了潜艇.某大学两位研究生从蚂蚁身上得到启示,设计出“都市蚂蚁”概念车(如图所示).这款概念车小巧实用,有利于缓解城市交通拥堵.
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(3)航模社的同学想将此概念车改进成“水陆两栖车”.若上述乘载两人的概念车要在水面漂浮,且至少有三分之一的体积露出水面,则它的总体积至少为多大(假设车内不进水)?(g取10N/kg)

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图甲是小明在“探究电流与电压关系”的实验中所连接的实物图,其中电源电压为6V.
(1)①将甲图中的滑动变阻器阻值调到最大,试触开关时,会看到的现象是:
电压表:______;电流表:______
②图甲中有一根导线接错了,请在错误处画“×”,并在图上改正.
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(2)改正错误后,测量了几组电压和电流的值如下表:
电压U/V1.21.62.02.42.8
电流I/A0.120.160.200.240.28
分析数据得出的结论是:______
(3)用这个电路还可以测小灯泡的电阻,将定值电阻换成一只标有“2.5V”的小灯泡,闭合开关后,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙,则小灯泡正常发光的电阻是______Ω(保留1位小数);从图丙的小灯泡的U-I图象可知通过小灯泡电流与小灯泡两端电压不成正比,其原因是______
(4)小明又发现了一种能测出小灯泡正常发光时电阻的方法,他设计的电路如图丁所示,其中电阻箱的阻值变化范围是0~9999.9Ω.请你帮他在空白处补全实验步骤.
①将开关S与1相连(如图丁所示),调节变阻器滑片,使电压表的示数为2.5V.
②将开关S与2相连,保持______不动,调节电阻箱使电压表的示数为______,记下______,即为小灯泡正常发光时的电阻.
(5)小明这种测电阻的方法称为等效替代法,请你再举一个实例:______
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按要求完成下列各图:
(1)如图甲所示,画出两条入射光线通过凸透镜后对应的折射光线.
(2)在图乙中,画出杠杆OA平衡时在A点所加最小力F1的示意图和阻力F2的力臂l2
(3)按图丙中小磁针的指向,标出螺线管的N、S极性和电流的方向.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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