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7.爱动脑的小明猜想光电板吸收太阳能的多少，可能与光照时间有关。为了验证猜想，他借来三个相同的光电板，如图3所示，并分别将它们接在相同的放完电的蓄电池上，然后将这些光电板从当天上午十点开始，正对太阳光照射不同的时间，再分别让这些蓄电池为相同的小灯泡供电，直到小灯泡熄灭，记录小灯泡的发光时间。
(1)白天，光电板发电，向电网提供电能，将太阳能转化为
(2)实验时是通过比较
(3)为了方便记录与分析数据，请你帮小明设计出符合题意的表格。
(4)中午时段，光电板的输出电压为500 V，输出电流为20 A，2 h可以为电网提供电能
(5)根据生活经验，请你猜想：光电板吸收太阳能的多少还可能与
(1)白天，光电板发电，向电网提供电能，将太阳能转化为
电
能。(2)实验时是通过比较
小灯泡发光时间
来比较光电板吸收太阳能的多少的，这种方法叫作转换
法。(3)为了方便记录与分析数据，请你帮小明设计出符合题意的表格。
(4)中午时段，光电板的输出电压为500 V，输出电流为20 A，2 h可以为电网提供电能
20
kW·h。(5)根据生活经验，请你猜想：光电板吸收太阳能的多少还可能与
光照强度、光照角度、光电板的材料等
有关。答案
(1)电
(2)小灯泡发光时间；转换
(3)
|数据序号|1|2|3|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|光照时间/min| | | |
|小灯泡的发光时间/min| | | |
(4)20
(5)光照强度、光照角度、光电板的材料等
(2)小灯泡发光时间；转换
(3)
|数据序号|1|2|3|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|光照时间/min| | | |
|小灯泡的发光时间/min| | | |
(4)20
(5)光照强度、光照角度、光电板的材料等
解析
【分析】
本题围绕光电板吸收太阳能的探究实验展开，需结合能量转化、实验方法、电能计算、实验设计及合理猜想等知识点逐一分析：
1. 第(1)问考查能量转化，明确光电板发电的能量转换方向；
2. 第(2)问考查转换法，需理解实验中通过间接量反映不易测量的物理量的思路；
3. 第(3)问设计实验表格，需记录自变量（光照时间）和因变量（小灯泡发光时间），对应3组实验数据；
4. 第(4)问考查电能计算，利用公式W=UIt并转换单位求解；
5. 第(5)问考查猜想能力，结合生活中光照的不同影响因素提出合理猜想。
【解析】
(1) 光电板发电时，将太阳能转化为电能，故填“电”；
(2) 实验中，光电板吸收的太阳能越多，蓄电池储存的电能越多，相同小灯泡供电时发光时间越长，因此通过比较小灯泡发光时间反映吸收太阳能的多少，这种方法是转换法；
(3) 表格需记录实验序号、光照时间、小灯泡发光时间，设计如下：
|数据序号|1|2|3|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|光照时间/min| | | |
|小灯泡的发光时间/min| | | |
(4) 根据电能公式W=UIt，代入U=500V、I=20A、t=2h，计算得：W=500V×20A×2h=20000Wh=20kW·h，故填20；
(5) 结合生活经验，光电板吸收太阳能的多少还可能与光照强度、光照角度、光电板材料等有关。
【答案】
(1)电；(2)小灯泡发光时间；转换；(3)表格如上；(4)20；(5)光照强度（或光照角度、光电板材料等合理即可）
【知识点】
能量转化、转换法、电能计算
【点评】
本题是结合实际的探究类基础题，考查初中物理核心知识点的应用，要求学生掌握能量转化、实验方法、电能计算等内容，同时具备合理猜想的能力，整体难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕光电板吸收太阳能的探究实验展开，需结合能量转化、实验方法、电能计算、实验设计及合理猜想等知识点逐一分析：
1. 第(1)问考查能量转化，明确光电板发电的能量转换方向；
2. 第(2)问考查转换法，需理解实验中通过间接量反映不易测量的物理量的思路；
3. 第(3)问设计实验表格，需记录自变量（光照时间）和因变量（小灯泡发光时间），对应3组实验数据；
4. 第(4)问考查电能计算，利用公式W=UIt并转换单位求解；
5. 第(5)问考查猜想能力，结合生活中光照的不同影响因素提出合理猜想。
【解析】
(1) 光电板发电时，将太阳能转化为电能，故填“电”；
(2) 实验中，光电板吸收的太阳能越多，蓄电池储存的电能越多，相同小灯泡供电时发光时间越长，因此通过比较小灯泡发光时间反映吸收太阳能的多少，这种方法是转换法；
(3) 表格需记录实验序号、光照时间、小灯泡发光时间，设计如下：
|数据序号|1|2|3|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|光照时间/min| | | |
|小灯泡的发光时间/min| | | |
(4) 根据电能公式W=UIt，代入U=500V、I=20A、t=2h，计算得：W=500V×20A×2h=20000Wh=20kW·h，故填20；
(5) 结合生活经验，光电板吸收太阳能的多少还可能与光照强度、光照角度、光电板材料等有关。
【答案】
(1)电；(2)小灯泡发光时间；转换；(3)表格如上；(4)20；(5)光照强度（或光照角度、光电板材料等合理即可）
【知识点】
能量转化、转换法、电能计算
【点评】
本题是结合实际的探究类基础题，考查初中物理核心知识点的应用，要求学生掌握能量转化、实验方法、电能计算等内容，同时具备合理猜想的能力，整体难度适中。
【难度系数】
0.6
8.某研究小组测得自制太阳能热水器吸收太阳能的效率为50％，控制太阳能热水器接收太阳光垂直照射的面积始终是$2\ \mathrm{m}^2$，太阳能热水器内水的质量为$100\ \mathrm{kg}$，水的初温为$20\ \mathrm{℃}$，经$8\ 750\ \mathrm{s}$后水的温度上升到$45\ \mathrm{℃}$，已知$c_{水}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\ \mathrm{kg}· \mathrm{℃})$。
(1)在上述过程中太阳能热水器内的水吸收的热量是多少？
(2)垂直于太阳光的$1\ \mathrm{m}^2$太阳能热水器表面，每秒钟接收到的太阳能是多少？
(1)在上述过程中太阳能热水器内的水吸收的热量是多少？
(2)垂直于太阳光的$1\ \mathrm{m}^2$太阳能热水器表面，每秒钟接收到的太阳能是多少？
答案
(1)$Q=c_{水}m(t_{2}-t_{1})=4.2×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}×100\ \mathrm{kg}×(45\ \mathrm{℃}-20\ \mathrm{℃})=1.05×10^{7}\ \mathrm{J}$
(2)$Q_{太}=\frac{Q}{\eta}=\frac{1.05×10^{7}\ \mathrm{J}}{50\%}=2.1×10^{7}\ \mathrm{J}$，
$W=\frac{Q_{太}}{S}=\frac{2.1×10^{7}\ \mathrm{J}}{2\ \mathrm{m}^2}=1.05×10^{7}\ \mathrm{J/m^2}$，
$W_{0}=\frac{W}{t}=\frac{1.05×10^{7}\ \mathrm{J/m^2}}{8750\ \mathrm{s}}=1.2×10^{3}\ \mathrm{J/(m^2·s)}$，即$1\ \mathrm{m}^2$表面上，每秒钟接收到的太阳能是$1.2×10^{3}\ \mathrm{J}$。
(2)$Q_{太}=\frac{Q}{\eta}=\frac{1.05×10^{7}\ \mathrm{J}}{50\%}=2.1×10^{7}\ \mathrm{J}$，
$W=\frac{Q_{太}}{S}=\frac{2.1×10^{7}\ \mathrm{J}}{2\ \mathrm{m}^2}=1.05×10^{7}\ \mathrm{J/m^2}$，
$W_{0}=\frac{W}{t}=\frac{1.05×10^{7}\ \mathrm{J/m^2}}{8750\ \mathrm{s}}=1.2×10^{3}\ \mathrm{J/(m^2·s)}$，即$1\ \mathrm{m}^2$表面上，每秒钟接收到的太阳能是$1.2×10^{3}\ \mathrm{J}$。
解析
【分析】
本题分为两小问，第(1)问求水吸收的热量，需运用比热容的吸热公式，明确水的质量、比热容、温度变化量即可代入计算；第(2)问需结合太阳能热水器的效率，先求出总接收的太阳能，再通过面积和时间换算，得到每平方米每秒接收的太阳能，核心是理解效率公式的应用和单位换算。
【解析】
(1) 水吸收的热量根据吸热公式 $ Q_{吸}=c_{水}m(t_{2}-t_{1}) $ 计算：
代入数据：$ c_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} $，$ m=100\ \mathrm{kg} $，$ t_{2}=45℃ $，$ t_{1}=20℃ $，
得 $ Q_{吸}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×100\ \mathrm{kg}×(45℃-20℃)=1.05×10^7\ \mathrm{J} $。
(2) 首先根据效率公式 $ η=\frac{Q_{吸}}{Q_{太}} $，求出热水器接收的总太阳能 $ Q_{太} $：
$ Q_{太}=\frac{Q_{吸}}{η}=\frac{1.05×10^7\ \mathrm{J}}{50\%}=2.1×10^7\ \mathrm{J} $；
再计算每平方米接收的太阳能 $ W $：
$ W=\frac{Q_{太}}{S}=\frac{2.1×10^7\ \mathrm{J}}{2\ \mathrm{m}^2}=1.05×10^7\ \mathrm{J/m^2} $；
最后计算每平方米每秒接收的太阳能 $ W_0 $：
$ W_0=\frac{W}{t}=\frac{1.05×10^7\ \mathrm{J/m^2}}{8750\ \mathrm{s}}=1.2×10^3\ \mathrm{J/(m^2·s)} $，即每平方米表面每秒接收的太阳能为 $ 1.2×10^3\ \mathrm{J} $。
【答案】
(1) $ 1.05×10^7\ \mathrm{J} $；
(2) $ 1.2×10^3\ \mathrm{J} $
【知识点】
比热容的应用、太阳能效率计算
【点评】
本题是热量计算与太阳能效率结合的基础应用题，主要考查学生对吸热公式和效率公式的掌握及应用能力，步骤清晰，计算量适中，属于常规题型。
【难度系数】
0.6
本题分为两小问，第(1)问求水吸收的热量，需运用比热容的吸热公式，明确水的质量、比热容、温度变化量即可代入计算；第(2)问需结合太阳能热水器的效率，先求出总接收的太阳能，再通过面积和时间换算，得到每平方米每秒接收的太阳能，核心是理解效率公式的应用和单位换算。
【解析】
(1) 水吸收的热量根据吸热公式 $ Q_{吸}=c_{水}m(t_{2}-t_{1}) $ 计算：
代入数据：$ c_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} $，$ m=100\ \mathrm{kg} $，$ t_{2}=45℃ $，$ t_{1}=20℃ $，
得 $ Q_{吸}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×100\ \mathrm{kg}×(45℃-20℃)=1.05×10^7\ \mathrm{J} $。
(2) 首先根据效率公式 $ η=\frac{Q_{吸}}{Q_{太}} $，求出热水器接收的总太阳能 $ Q_{太} $：
$ Q_{太}=\frac{Q_{吸}}{η}=\frac{1.05×10^7\ \mathrm{J}}{50\%}=2.1×10^7\ \mathrm{J} $；
再计算每平方米接收的太阳能 $ W $：
$ W=\frac{Q_{太}}{S}=\frac{2.1×10^7\ \mathrm{J}}{2\ \mathrm{m}^2}=1.05×10^7\ \mathrm{J/m^2} $；
最后计算每平方米每秒接收的太阳能 $ W_0 $：
$ W_0=\frac{W}{t}=\frac{1.05×10^7\ \mathrm{J/m^2}}{8750\ \mathrm{s}}=1.2×10^3\ \mathrm{J/(m^2·s)} $，即每平方米表面每秒接收的太阳能为 $ 1.2×10^3\ \mathrm{J} $。
【答案】
(1) $ 1.05×10^7\ \mathrm{J} $；
(2) $ 1.2×10^3\ \mathrm{J} $
【知识点】
比热容的应用、太阳能效率计算
【点评】
本题是热量计算与太阳能效率结合的基础应用题，主要考查学生对吸热公式和效率公式的掌握及应用能力，步骤清晰，计算量适中，属于常规题型。
【难度系数】
0.6
