初中物理热学计算题.doc

初中物理热学计算题1、随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家。一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20 kW。若小汽车行驶的距离为100km，汽油的热值q4.6107J/kg，小汽车发动机的效率为25。求小汽车在这段路程中：（1）运动的时间；（2）发动机所做的功；（3）消耗汽油的质量。2、如图所示是家庭中所用的一种电水壶的外形及其铭牌，请你根据图中所提供的信息完成以下问题：（1）图乙中观察壶内水位的玻璃管利用 原理来工作。（2）已知壶中装满水时水位高为10cm，此时水对水壶底的压强是多少？（3）把初温为20的一满壶水在一个标准大气压下烧开，水需要吸收多少热量? （4）在不计热量损失的情况下，电水壶正常工作时烧开一满壶水需要多长时间？(c水=4.2103J/（kg）、 g=10N/kg)3、肥胖是人类健康的大敌，跳绳是减肥的方法之一。某人的质量为80kg，跳起时重心升高的平均高度约为5厘米。在晨练中，他在10分钟内跳了800次，（每千克脂肪提供的能量是J，可用表示，g=10N/kg）请问在10分钟时间内：（1）人克服重力所做的功是多少？（2）人克服重力做功的平均功率是多少？（3） 假如人克服重力做功而消耗的能量只由脂肪提供，在理论上可以消耗多少脂肪？ 4、小丽家电热淋浴器的额定功率为2000W，水箱最多可容纳50kg水，注满水的淋浴器连续正常加热40min，淋浴器上温度示数由22上升到42。求：c水=4.2103J/kg（1）此过程中水箱中水吸收的热量；（2）该电热淋浴器加热时的热效率。5、去冬今春以来，由于干旱少雨，我国多个地区发生了森林火灾，防火形势十分严重。近期在某地发生的山火中，部队及时出动直升机进行扑救，有效地抑制了火情的蔓延。直升机灭火主要靠外挂吊桶，直升机吊桶一次装满水后，飞到火头上空，把水洒下去，可直接将火头熄灭。（1）若飞机将1.5吨水竖直提升50m，水平飞行2km，飞机对水做了多少功？（2）用水灭火的过程中，水要吸收大量的热量。若1.5吨水，温度从20升高到100，能吸收多少热量？6、婷婷家有一电热水壶，铭牌如下表所示。求：（1）电热水壶正常工作时的电阻是多少?（2）壶中装有质量为lkg，温度为20的水，l标准大气压下，将壶中水加热至沸腾，水需要吸收的热量是多少? c水=4.2103J(kg)（3）当电热水壶接入电路中且正常工作时，她家标有“3000rkWh”的电能表在1min内转了60r，请你通过计算说明婷婷家是否还有其它用电器在同时工作?7、天然气灶烧水，燃烧0.5m3的天然气，使100kg的水从20升高到70。已知水的比热容为c=4 .2103J/（kg），天然气的热值为q=7.0107J/m3。求：（1）0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放；（2）水吸收的热量Q吸；（3）燃气灶的效率。8、小明家利用天然气灶烧水，把质量为1kg的20的水烧开（在标准大气压下）。【水的比热容c水4.2103J/（kg）】（1）通过观察天燃气表得知消耗了0.01m3的天然气，如果天然气的密度为0.7kg/m3，烧水时消耗天然气多少千克？（2）在此过程中水需要吸收多少热量？（3）用额定功率是800W的电热壶在220V额定电压下，烧开同样质量的水，若电能转化为内能的效率是84%，则通电时间是多少？9、前些日子，小亮的妈妈买了一个“天际”牌自动电热水壶送给爷爷，其铭牌如右表。小亮为了给爷爷说明电热水壶的使用方法，他接水至800ml刻度，然后把壶放在加热座上，拨开开关，5min后水烧开，水壶自动断电已知水的初温为20。（1）这壶水吸收的热量为多少?（2）烧水时家中电压为220V，求电热水壶的热效率（3）在用电高峰，电路中的实际电压降为198V，这时电热水壶的实际功率为多大?10、一辆汽车，总重为1.2104N，四个轮胎与地面接触的总面积为0.12m2，该车在平直公路上匀速行驶1h，消耗汽油10L，汽油完全燃烧放出的热量有30转化为机械能。(汽油的热值为4.6 10 7Jkg，密度为0.7 103kgm3，g=10Nkg)求：（1）该车静止在水平路面上时，对路面的压强是多少?（2）10L汽油完全燃烧放出的热量是多少?（3）这段时间内该汽车发动机的功率是多少kW?(功率的计算结果保留小数点后一位)容积4L额定电压220V加热额定功率500W保温额定功率80W11、如图所示，是一种煲汤用的电热锅工作原理图，调节切换开关可以使电热锅处于“关、高温、自动、保温”四种工作状态，温控器的作用是当水沸腾后能自动断电一段时间，其中R1=605，R,2=96.8，电热锅的部分参数如下表所示。（1）电热锅处于保温挡正常工作时，锅内的水温度始终不变，则该电热锅的散热功率是多少？（2）电热锅处于高温挡(切换开关接“1”)正常工作，在标准大气压下高温加热2kg的水，10min内消耗多少电能？设散热功率不变，水的初温为75，则加热10min后水的最终温度是多少？12、某种电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），从它的说明书上收集到如下数据及图所示的简化电路原理图热水箱容量1L额定电压220V加热功率1000W保温功率44W（1）当S闭合，S0断开时，饮水机处于 （填“加热”或“保温”）状态（2）求：一满热水箱水的质量；保温时的电流（1L=1103m3）（3）将一满热水箱的水从20加热到80需要吸收多少热量？若加热效率为90%，需要加热多长时间？c水=4.2103J/（kg），水=1.0103kg/m313、随着低碳理念的普及，学校科技小组的同学拟设计一种以太阳能电池驱动的汽车通过查阅资料得知：肇庆地区太阳光垂直照射时，每平方米太阳能电池板最大可提供150W的电功率拟设计的太阳能汽车质量是500kg，它在平直路面上最快每秒可行驶15m，行驶过程中所受的平均阻力是车重的0.02倍该汽车的驱动电机能够将90%的电功率转化为牵引汽车前进的机械功率若该车在平直路面上以最高速度行驶，试通过计算回答下列问题（g取10N/kg）：（1）驱动电机提供的推力是多少牛？（2）驱动电机提供的机械功率是多少瓦？（3）该车的太阳能电池板面积约为多大？（计算结果小数点后保留一位数字14、从2006年开始，我国就参与了国际科研合作项目国际热核聚变实验堆联合实施协定，研究可控核聚变技术。该技术可用氢的同位素氘和氚聚合发生核聚变释放能量，并不会产生放射性污染，如图甲所示。而氘可以从海水中提取，从1L的海水中提取的氘参与核聚变反应放出的能量相当于300L优质汽油完全燃烧放出的热量。若这些核能用来发电的效率可以达到50%，所产生的电能可供如图乙所示的电力机车牵引功率为4800kW的“和谐号”电力动车组以252km/h的运营速度匀速行驶多少km？（计算结果保留一位小数）（汽油密度：0.71103kg/m3；汽油热值：4.6107J/kg）乙甲释放能量氚核形成氦核被释放的中子中子氢核聚合氘核15、小理对家里的电磁炉进行研究，电磁炉的功率调节范围是120W2200W，（1）小理用电磁炉将质量为2kg的水从20加热到100，消耗了0.22kWh的电能水吸收的热量是多少？这时电磁炉的效率是多少？（2）小理用电磁炉煮粥先用大火将水开，后用小火煮这段时间电功率随时间变化如图所示问第8分钟通过电磁的电流是多少？水的比热是4.2103J/（kg），家庭电路的电压为220V16、今年“五一”期间，爸爸开车带着李兵，汽车(包括车上的人和物品)质量为1.8103kg，车轮与地面的总接触面积为0.09m2，当汽车以90km/h的速度在平直路面上匀速行驶时，汽车发动机牵引力为1000N，效率为30，汽油的热值为46107 Jkg(假设汽油完全燃烧，g取10Nkg)求：（1）汽车静止时对路面的压强；（2） 汽车以90km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率；（3）若汽车按照这种方式行驶，这次旅行全程往返250km，牵引力做的功是多少？李兵应该提醒爸爸至少要加汽油多少kg？17、（2011内蒙古赤峰）一电饭锅铭牌上标有“220V 1100W”字样。（1）电饭锅正常工作时，它的电阻是多少？（2）在电饭锅内倒入质量为2kg、温度为20的水，若把这些水加热到80，水最少需要吸收多少热量？ c水=4.2103J/（kg）（3）为了加热这些水，电饭锅正常工作了10min，它产生了多少热量？（4）是什么原因导致（2）与（3）中两个热量值不相等？（说出一条即可）参考答案：1、解析：（1）小汽车的速度v72km/h20m/s，运动的时间t=s/v=100103m/20m/s=5103s。（2）发动机做的功W=Pt=20103W5103s=1108J。（3）汽油完全燃烧放出的热量Q=mq，又因为Q=W/，故m=Q/q=W/q=1108J/ （25 4.6107J/kg）=8.7kg。 2、解析：（1）壶内水位的玻璃管是根据连通器的原理来工作的（2）水对壶底的压强：P=gh=1.0103kg/m310N/kg0.1m=1.0103Pa（3）装满水时水的质量：m=V=1.0103kg/m31.2103m3=1.2kg，烧开水吸收的热量：Q=cm（tt0）=4.2103J/（kg）1.2kg（10020）=4.032105J（4）烧开一满壶水的时间：t=269s。3、解析：（1）人的重力：G=mg=80kg10N/kg=800N，人克服重力做的总功：W=nGh=800800N0.05m=32000J。 （2）人做功的平均功率：P=53.3W。（3）由题知，人克服重力做功而消耗的能量只由脂肪提供，即：Q=W=32000J，理论上消耗脂肪质量：m=0.002kg4、解析：（1）Q吸=c水mt=c水m（t-t0）=4.2103J/kg50kg（42-22）=4.2106J，即此过程中水箱中水吸收的热量为4.2106J。（2）该过程耗费的电能为W=Pt=2000W4060s=4.8106J，该电热淋浴器加热时的热效率：=。5、解析：本题考查对重力做功、热量计算相关问题的理解，一定要理解做功的必要条件，即物体要受到力，而且要在力的方向上通过一定的距离。6、解析：（1）电热水壶正常工作电阻（2）水需要吸收的热量是Q吸=c水m（t1t0）=4.2103J/（kg）1kg（10020）=3.36105J（3）1min转60r消耗总电能：，t=1min=60s，此时消耗总功率，电热水壶正常工作：P壶=P额=1100W，因为P总P壶，所以电路中有其它用电器在工作7、解析：（1）0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放=qV=7.0107J/m30.5m3=3.5107J/m3。（2）水吸收的热量Q吸=cmt=4 .2103J/（kg）100kg（70-20）=2.1107J。（3）燃气灶的效率=Q吸/Q放=2.1107J/3.5107J/m3=60%。8、解析：（1）消耗天然气的质量m=V=0.7kg /m30.01m3=0.007kg。（2）水需要吸收的热量Q吸=cm（tt0）=4.2103J/（kg）1kg（100-20）=3.36105J。（3）电能转化为内能的效率=84% ，即=84%，可得Q吸=Q放；而电热壶放出Q放=Pt；综合以上关系9、解析：（1）水的质量m=V=1g/cm3800 cm3=800g=0.8kg，水吸收的热量为Q吸=cm(t-t0)=4.2103J/(kg)0.8kg（10020）=2.7105J。（2）电热水壶消耗的电能是W=Pt=1100W300s=3.3105J，电热水壶的热效率为= Q吸/ W电=2.7105J/3.3105J=81.8%。（3）电热水壶的电阻R= U2/ P=（220V）2/1100W=44，当家庭电路中的实际电压降为198V时，电热水壶的实际功率为P实=U2/ R=(198V)2/44=891W。式可得：Q吸=Pt，故通电时间t= = 500s。10、解析：（1）知道汽车总重，又在水平路面上，可求汽车对路面的压力，又知道受力面积，利用压强公式求汽车对路面的压强。汽车静止在水平路面上，汽车对路面的压力：F=G=1.2104N，汽车对路面的压强：（2）知道汽油的体积和汽油的密度，利用密度公式求汽油的质量，再利用燃料完全燃烧公式Q放=mq求10L汽油完全燃烧放出的热量。V=10L=0.01m3，汽油的质量：m=V=0.7103kg/m30.01m3=7kg，汽油完全燃烧放出的热量：Q放=mq=7kg4.6107J/kg=3.22108J。（3）根据“汽油完全燃烧放出的热量有30%转化为机械能”求出有用能量（发动机做的功），再利用功率公式求汽车发动机的功率。发动机做的有用功：W=Q放30%=3.22108J30%=9.66107J，汽车发动机的功率：答：（1）该车静止在水平路面上时，对路面的压强是1105Pa；（2）10L汽油完全燃烧放出的热量是3.22108J；（3）这段时间内该汽车发动机的功率是26.8kW。11、解析：（1）因锅内水的温度始终不变，所以电热锅发热功率与散热功率相等，即P散=80W。（2）电热锅10min内消耗的电能W=P加t=500W1060s=3105J；设水温变化了t，根据能量守恒得(P加-P散) t=cmt，代入数据有：（500W一80W）1060s=4.2103J/(kg.)2kgt，解得：t=30，t=t0+t=105，由此可知，水最终沸腾，即水的最终温度是l00。12、解析：本题考察电功率的计算、密度公式的应用和热量的计算等知识。（1）当S闭合，S0断开时，电路中只有电阻R2，电阻相对较大，电功率较小，处于保温状态，当两开关都闭合时，两电阻并联，此时电路电阻最小，电功率最大，处于加热状态（2）一箱水的质量m=V=103kg/m31103m3=1kg；由P=UI得。（3）Q吸=cmt=4.2103J/（kg）1kg（8020）=2.52105J，Q吸=W=Pt，13、解析：（1）驱动电机提供的推力F=f=0.02G=0.02mg=0.02500kg10N/kg=100N（2）驱动电机提供的机械功率是P=Fv=100N15m/s=1500W（3）电功率转化率=90%，所以该车的太阳能电池板面积约为S11.1m214、 解析：先计算出300L优质汽油完全燃烧放出的热量，再计算出其转化的电能，已知电能和电力机车牵引功率可计算出行驶时间，最后根据公式s=v t计算出行驶路程。由由=mV 可得汽油质量：m汽油=汽油V汽油=0.71103 kg/m330010-3 m3=213 kg，汽油完全燃烧放出热量：Q=qm汽油=4.6107J/kg213 kg=9.798109 J，产生的电能：W=50%Q=4.899109 J。由P=W/ t 可得产生的电能可供动车组行驶时间：t=W/ P=4.899109 J/4.8106 W1020.6s，动车