2012中考物理考前专题训练-热和能5(解析版)(精)

1、2012 中考物理考前专题训练-热和能 5 (解析版)1.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R=605Q,艮=96.8Q，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 75C,则加热 10min 后水的最 终温度是多少？1.(1)80W(2)3X105J；100

2、C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=Pnt=500WC 10X60s=3X105J ；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)X10X60s=4.2X10 J/(kg.C)X2kgt，解得：t=30C,t=to+At=105C，由此可知， 水最终沸腾，即水的最终温度是100Co2. 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1000

3、W保温功率44W容积4L额定电压220V加热额定功率500W保温额定功率80W要加热多长时间？c水=4.2x103J/ (kg?C),p水=1.0 x103kg/mj .2. (1)保温(2)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，So断开时，电路中只有电阻 M,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=p V=103kg/m3x1x103n?=1kg ;由P=UI得U 220V(3)Q吸=cm61=4.2x103J/(kg?C) x1kgx (80C-20

4、C) Q吸2.S2X105/=2.52x105J, /Q吸=nV=nPt,=280sYP0.9X1000W点评：本题考查质量、电流、吸收热量、时间等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是开关断开与闭合时电路的情况，要学会从题目所给信息中找到有用的数据。3.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.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%勺电功率转化为牵引汽车前进的机

5、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)23. (1) 100N(2) 1500W(3) 11.1m解析：(1)驱动电机提供的推力F=f=0.02G=0.02mg=0.02x500kgx10N/kg=100N(2)驱动电机提供的机械功率是P=Fv=100NX 15m/s=1 500W要加热多长时间？c水=4.2x103J/ (kg?C),p水=1.0 x103kg/mj .(3)电功率转化率n = =

6、.=90%所以该车的太阳能电池板面积约为石ISOir/m2xs2S 11.1m .点评：本题考查推力、功率、面积等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，本题还告诉我们一定要广泛应用太阳能，太阳能不但节省能源，还可以环保.4.图甲是一种常见的电热水袋，图乙是它的简化电路图。其性能指标如下表：(1) 由题意可知，指示灯 L 的电阻比发热体R的电阻要 _(填“大”或“小”)得多。(2)若热水袋内的水温是 15C，在额定电压下加热10min 指示灯就熄灭了，此过程中水吸收的热量是多少？C水=4.2X103J/(kgC)(3) 电热水袋的电能转化为水的内能的效率是多少？(4) 当实际电压为 200V 时

7、，该电热水袋的实际功率约为多少？4.(1)大(2)2.1X105J(3)87.5%(4)330.6W5. 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)

8、(汽油337密度：0.71X10 kg/ m;汽油热值:4.6X10 J/kg )虐腐电220V- -400W65T氢核聚合$氚核5.71.4km 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 程。_33-3 3由由p=m/V可得汽油质量：m汽油=p汽油V汽油=0.71x10 kg/mx300X10-m =213 kg ,汽油完全燃烧放出热量：Q=qm汽油=4.6x107J/kgx213 kg =9.798x109J，产生的电能：9W=50%Q=4.899x10 J。由P=Wt可得产生的电能可供动车组行驶时

9、间：t=WP=4.899x109J/4.8x106W1020.6s，动车组行驶速度：v=252 km/h=70m/s，由v=s/1可得，动车组行驶路程：s=v t=70m/sx1020.6s =71442m 71.4km。6.某型号电热水壶的额定电压为220V,正常工作时的电流为 5A,壶中装有 2kg 温度为20C的水。已知c水=4.2x103J/ ( kgC)。求：(1) 该电热水壶正常工作时的电功率。(2) 将这壶水加热到 100C，水吸收的热量。56.(1)1100W(2)6.72x10 J解析：(1)正常工作时的电功率P=UI=220Vx5A=1100W/3(2)水吸收的热量Q水吸=

10、c水叶水(tto) =4.2x10 J/ ( kg C) x2kgx(100C-20C)55=6.72x10 J7. 小理对家里的电磁炉进行研究，电磁炉的功率调节范围是120W- 2200W(1)小理用电磁炉将质量为 2kg 的水从 20C加热到 100C,消耗了 0.22kW?h 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 4.2x103J/ (kg?C)，家庭电路被释放的中子s=v t计算出行驶路中子形成氦核乙释放能量2200+ P/W7.(1)6.7

11、2X105J；84.8%(2)3.6A解析：(1)水吸收的热量：3Q吸=cmt=4.2X10 J/(kg?C)x2kgX(100C-20C)=6.72X105J,消耗的电能：V=0.22kW?h=0.22X3.6X106J=7.92X105J,电磁炉的效率：n = -一 -：=: 84.8%。器672X10?7,92xl05/(2)由图知，第 8 分钟电磁炉的电功率 P=800VyvP=UI,.通过电磁炉的电流:=懑廿防36A-U W点评：本题是一道电学与热学的综合计算题，考查了热量的计算、电磁炉的效率、电功率公式P=UI的应用，记住是 kW?h 电功的单位以及与焦耳(J)的关系 1kW?h=

12、3.6X106J,能 从P- t图象得出相关信息是解本题的关键之一。8.为了利用太阳能资源，节约经营成本，崇左市某大型宾馆在楼顶安装了10 台相同的太阳能热水器，每台热水器的水箱容积为200L。在夏季光照条件下，一满箱 15C的水经白天太阳能加热，温度可达到 65C。已知水的比热容为 4.2X103J/ (kgC)，天然气的热值 为 8.4X107J/kg。求：(1)10 台热水器装满水时，温度从15C升高到 65C吸收了多少热量？ ( 3 分)(2) 若这些热量由完全燃烧的天然气提供，需要多少千克天然气？ (2 分)8.(1)4.2X108J(2)5kg解析：(1) 一台热水器的水箱能容纳的

13、水的质量为m=p水V=1.0X103kg/m3X200X10-3nf=200kg,的电压为 220V.1 台热水器装满水时，温度从15C升高到 65C，所吸收的热量为37Q吸=c水mt211)= 4.2X10 J/(kg C)X200kgX(65C- 15C)=4.2X10 J,那么，10 台热水器装满水时，温度从15C升高到 65C吸收的热量为Q总=10Q吸=4.2X108J。(2)设 10 台热水器获得的太阳能相当于质量为M的天然气完全燃烧放出的热量，则Mq=Q总，所以，M=c8。即若这些热量由完全燃烧的天然气提供，需要Q总4.2X10 J ,75 kgq 8.4 10 J/kg5 千克天

14、然气。9.2010 年 12 月 30 日通车的湛徐高速，使得从湛江市区到徐闻县海安港口全程只需约1个小时，从而使雷州半岛的居民从此真正进入湛江市“一小时生活圈”今年“五一”期间，爸爸开车带着李兵从湛江市区出发沿湛徐高速到徐闻参观“大汉三墩”景点，汽车(包括车上的人和物品)质量为 1.8X103kg，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 4. 6X107J /kg(假设汽油完全燃烧，g 取 10N/ kg).求：(1) 汽车静止时对路面的压强；(2)汽车以 90km/h 的速度

15、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 ?5489.(1)2X10 Pa(2)2.5X10 W(3)2.5X10 J；18.12kg解析：(1)汽车静止时对地面的压力为F=G=mg1.8X103kgX10N/kg=1.8X104N 汽车静止时对地面的压强为F8xON2X105Pa。P2二S 0.09m2(2)汽车以 90km/h 的速度匀速行驶时， 牵引力的功率P=Fv=1000NX 25m/s=2.5X104W(3)全程往返约 250km 牵引力所做的功W=F=1000NX 2.5X105m

16、=2.5X108J,由WW得，全程往返约 250km 需要汽油的质量为：n =Q mq答：(1)汽车静止时对在地面的压强2X105Pa. (2)汽车以 90km/h 的速度匀速行驶时, 牵引力m =一nq2.508J30% 4.6 107J/kgo=18.12kg的功率 2.5X104W (3)全程往返约 250km 牵引力所做的功 2.5X108J ；全程往返约250km 需要汽油的质量为18.12kg .10.如下表及图所示，是某电热饮水机说时书的一些数据和电路原理图，该电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内的温控开关 So控制）。求：220V Sx2电饭锅正常工作时，它的电阻是多少3

17、 在电饭锅内倒入质量为2kg、温度为需要吸收多少热量？C水=4.2X103J/ （kgC）4为了加热这些水，电饭锅正常工作了热水ILSOOW额定电压220V耶温时功串sow_ -A _= * 4J（1）当开关 S 闭合，开关 So断开时，饮水机的功率是多大？（2）保温电阻艮的阻值是多少？（3） 若正常工作时，该电热器加热的效率为 90%，将满热水箱的水从 20C加热到 95C需要多长时间？（C水=4.2X103J/kgC）10.解析：（1 ）由图可知，当开关 S 闭合，开关 So断开时，只有 R 工作，饮水机处于保(2) 已知保温功率P保=50W,电压U=220V,02(220V)2 3 4R

18、2：9881P保50W(3） 满箱水的体33积V=1L=1X10 m, 满箱水的质量m= pV3=1.0 10 kg /m310 m3-1kg加热满箱水所需吸收热量是温状态，则它的功率是50W35Q =cm(t-t) =4.2 10 J/(kgC) 1kg (95C- 20C) =3.15 10 J电热器放出的总热量Q总70% =Q =3.15 105J则 Q 总二 4.5 105J加热所需时间Q总P加54.5 105J500W=900s答：当开关 S 闭合，开关 S0断开时，饮水机的功率是 欧；加热满热水箱需要时间是900s.50W 保温电阻 R2的阻值是 98811. 一电饭锅铭牌上标有“ 220V 1100W”字样。Q ？20C的水，若把这些水加热到80C，水最少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）11 解析：(1)R= U1 2/P=( 220V)2/ 1100W= 44Q35(2)Q吸=cm(t-to)=4.2X10 J/(kgC)x2kgX(80C-20C)=5.04x10 J(3)电饭锅工作时，电能全部转化为内能Q放=V=Pt=110