四、计算题(10分)
18.「2026河北秦皇岛期中，★★☆」太阳能是21世纪重点开发利用的新能源之一，如图所示为某家用太阳能热水器，接收太阳能的有效面积为$2\ \mathrm{m}^2$，$1\ \mathrm{m}^2$面积上1 h接收到的太阳能平均为$2.52×10^6\ \mathrm{J}$，阳光照射该热水器6 h，可使质量为80 kg的水温度升高$36\ °\mathrm{C}$。已知：$c_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$。
(1)求水吸收的热量。
(2)该太阳能热水器的效率是多少？
(3)请列举太阳能的优点。

18.解析 (1)水吸收的热量$Q_{吸}=c_{水} m \Delta t=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×80\ \mathrm{kg}×36\ ℃=1.209\ 6×10^7\ \mathrm{J}$;(2)阳光照射该热水器6 h,热水器获得的太阳能$E=6×2×2.52×10^6\ \mathrm{J}=3.024×10^7\ \mathrm{J}$,则太阳能热水器的效率$\eta=\frac{Q_{吸}}{E}×100\% = \frac{1.209\ 6×10^7\ \mathrm{J}}{3.024×10^7\ \mathrm{J}}×100\% =40\%$;(3)太阳能的优点主要有:取之不尽,用之不竭;清洁无污染等。

【分析】
本题分为三小问，第一问需利用水的吸热公式计算水吸收的热量，明确公式中各物理量的含义；第二问要先算出热水器接收到的总太阳能，再根据效率公式计算热水器的效率；第三问结合生活常识列举太阳能的优点，解题时需注意公式的正确应用和单位统一。
【解析】
(1) 根据水的吸热公式$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t$，代入已知数据计算水吸收的热量：
$Q_{吸}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×80\ \mathrm{kg}×36\ ℃=1.2096×10^7\ \mathrm{J}$。
(2) 先计算热水器6小时接收到的总太阳能$E$：
有效面积为$2\ \mathrm{m}^2$，每平方米每小时接收太阳能$2.52×10^6\ \mathrm{J}$，照射时间6h，因此总太阳能$E=2\ \mathrm{m}^2×6\ \mathrm{h}×2.52×10^6\ \mathrm{J/(m^2·h)}=3.024×10^7\ \mathrm{J}$；
太阳能热水器的效率$\eta=\frac{Q_{吸}}{E}×100\%=\frac{1.2096×10^7\ \mathrm{J}}{3.024×10^7\ \mathrm{J}}×100\%=40\%$。
(3) 太阳能的优点：取之不尽、用之不竭，清洁无污染，属于可再生能源等（合理即可）。
【答案】
(1) $1.2096×10^7\ \mathrm{J}$；(2) $40\%$；(3) 取之不尽、用之不竭，清洁无污染（合理即可）
【知识点】
热量计算、热效率、太阳能的利用
【点评】
本题结合太阳能热水器的实际应用，考察热量公式和效率的计算，以及太阳能的优点，属于基础应用类题目，难度适中，注重物理知识与生活实际的结合。
【难度系数】
0.6