初中物理热学计算题.docx

1、初中物理热学计算题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 q=4.6 T07J/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：)hzWR *快速电梆水壶J 号;nl2X02C 羽定策率：50Hz利宦功103J/ (kgC)、 g=10N/

2、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1.6 107J,可用q=1.6 107J/kg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22C上升到42C。求：c水3=4.2 X 1

3、03J/kg C(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。产品型号X X额定电压220V额定頻率50 Hz8(定功牽HOOW(1)1.5吨水，温度从20r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。若升高到100C，能吸收多少热量？6、婷婷家有一

4、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20C的水，I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=4.2 X03J/(kg C )(3)当电热水壶接入电路中且正常工作时，她家标有“ 3000r/ kW h”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20C升高到70C。已 知水的比热容为c=4 .2 X03J/ (kg?C)，天然气的热值为 q=7.0 X07J/m3。求：(1)0.5m3天然气完全燃

5、烧放出的热量 Q放；(2)水吸收的热量Q 吸;(3)燃气灶的效率n8、 小明家利用天然气灶烧水，把质量为1kg的20C的水烧开(在标准大气压下)。 【水的比热容 s = 4.2 X03J/ (kgC)】(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，

6、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20C。(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1.2 T04N，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 7J/kg,密度为0.7 K)3kg/m3，g=10N / kg)求：(1) 该车静止在水平路面上时，对路面的压强

7、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)11、 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=605Q, R,2=96.8 0,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

8、初温为 75C, 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 So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.(1) 当S闭合，So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=1X1O3m3)(3)将一满热水箱的水从 20E加热到80C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=4.2 XIO3J/ (kg?C), p水=1.0 103kg/m3.13、 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

9、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

10、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:3 3 70.71 沐0 kg/m ;汽油热值:4.6 10 J/kg)甲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

11、水从20T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4.2 03J/(kg?C)，家庭电路的电压为 220V.I P/W2200 一1800 ” 丨 ill 5 10 15 20 Vinin16、 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1.8 03kg，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

12、油的 热值为4. 6X107 J/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 Q?(2) 在电饭锅内倒入质量为2kg、温度为20E的水，若把这些水加热到80C,3水最少需要吸收多少热量？ c水=4.2 10 J/ (kgC)(3) 为了加热这些水，电饭锅正常工作了

13、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 v = 72km/h = 20m/s ， 运动的时间3 3t=s/v=100 0 m/20m/s=5 0 s。(2)发动机做的功 W=Pt =20103W 5 03s=1 08J。(3) 汽油完全燃烧放出的热量 Q=mq，又因为Q=Wn，故8 7m=Q/q=W / n q= 0 J/ (25% 4.6 0 J/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=p gh=1.0 03kg/

14、m30N/kg .1m=1.0 03Pa.(3) 装满水时水的质量： m=pY=1.0 103kg/m3X1.2 X03m3=1.2kg，烧开水吸收的热量：3 5Q=cm (t - t0) =4.2 xi0j/( kg?C) 1.2kg ( 100C- 20C) =4.032 10 J.(4) 烧开一满壶水的时间：t= 269s3、 解析：(1)人的重力：G=mg=80kg10N/kg=800N，人克服重力做的总功： W=nGh =800 800N 0.05m=32000J。(2) 人做功的平均功率： h 53.3Wt 1600s(3) 由题知，人克服重力做功而消耗的能量只由脂肪提供， 即:

15、Q=W=32000J，理论Q 32000/上消耗脂肪质量：m= = =0.002kg.q 1.6x107/34、 解析：(1) Q 吸=c 水 mA t=c 水 m( t-t) =4.2 10 J/kg Cx 50kg ( 42 C -22 C) =4.2x 106J，即此过程中水箱中水吸收的热量为 4.2 06J。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。G 二胡g 二 1 畑二 1.5刈 (1 分)JT = C7A=1 5xlQ4iAx50w3 = 7 5x107 (彷)(2)0 =匚泌 (1

16、分)=4.2x 103J/(te C) xl 5x (1 分)= 5.04xlOeJ (1 分)6、解析：(1 )电热水壶正常工作电阻 R = 额：1100W =44 QP 额 1100W3(2)水需要吸收的热量是 Q 吸=c 水 m (t1 - t0)=4.2 X0 J/ ( kg?C) Xkg X( 100 C- 20 C)=3.36 X05J.(3) 1min转60r消耗总电能： W总0.02kW h = 7.2 104 J3000 r/kW h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

17、Q放=qV=7.0 X07J/m3X0.5m3=3.5 X07J/m3。(2) 水吸收的热量 Q 吸=cmA t=4 .2 X03J/ ( kg?C) X100kg X(70C -20C) =2.1 X07J。(3) 燃气灶的效率 n =0吸心放=2.1 X07j/3.5 1X7J/m3=6 0%。3 38、解析：(1)消耗天然气的质量 m=pV0.7kg/m X0.01m =0.007kg。(2)水需要吸收的热量 Q 吸=cm( t 1)=4.2 X0j/(kg C) X1kg ( 100C -20 C) =3.36 X0 J。Q吸/3)电能转化为内能的效率 n=84%，即n= =84%，可

18、得Q吸=nQ放；而电热壶放出Q放Q放=Pt;综合以上关系9、解析：/1 )水的质量 m= V=1g/cm X800 cm =800g=0.8kg，水吸收的热量为3 5Q吸=cm(t-t0)=4.2 X0 J/(kg G) X.8kg / 100C 20C) =2.7 X0 J。(2) 电热水壶消耗的电能是 W=Pt=1100WA 300s=3.3 XI05J，电热水壶的热效率为5 5n Q 吸/ W 电=2.7 氷0J/3.3 W J=81.8%。(3)电热水壶的电阻 R= U2/ P= (220V) 2/1100W=44 Q ,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2 2

19、P *U / R=(198V) /44 Q =891W。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=1.2 X04N，汽车对路面的压强:41.2 10 N0.12m2(2)知道汽油的体积和汽油的密度，禾U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。3 3 3 3V=10L=0.01m，汽油的质量：m=)V =0.7 X10 kg/m 0.01m =7kg，汽油完全燃烧放出的7 8热量：Q 放=mq=7kg4.6 10 J/kg=

20、3.22 10 J。(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$0%=3.22X108j 30%=9.66 107J，汽车发动机的功率：W 9.66 107 J 4P 2.68 104W =26.8kWt 3600s5答：(1)该车静止在水平路面上时，对路面的压强是 110 Pa；( 2) 10L汽油完全燃8烧放出的热量是 3.22 10 J；( 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=8

21、0W。(2)电热锅10min内消耗的电能 W=P加t=500W 1060s=3105j；设水温变化了 t, 根据能量守恒得(P加-P散)t=cm t，代入数据有：(500W 一 80W ) 10 60s=4.2 10 J/(kg. C ) 2kg t,解得： t=30C, t=t+A t=105C，由此可知，水最终沸 腾，即水的最终温度是 100 C。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.3 3 -

22、3 3 (2 )一箱水的质量 m=pV =10 kg/m X1X10 m =1kg ;由 P=UI 得5(3) Q 吸=cmAt=4.2 10 J/ ( kg?C) X1kg x( 80C-20C) =2.52 X0 J,t Q 吸=rW= n Ptr 1 -严嗣二280s.rP0.9X1000W13、解析：(1)驱动电机提供的推力 F=f= 0.02G=0.02mg=0.02 500kg 0N/kg=100N . (2)驱动电机提供的机械功率是 P=Fv=100NX 15m/s=1 500W.2S 11.1m.14、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

23、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p=m/V可得汽油质量： m汽油=p汽油V汽油=0.71 0 kg/m X300 0 m =213 kg，汽油完全燃 烧放出 热量：Q=qm汽油=4.6 X07J/kg X13 kg=9.798 X09 J,产生的电能：9W=50%Q=4.899 10 J。由P=W/ t可得产生的电能可供动车组行驶时间：t=W/ P=4.899 X109 j/4.8 106W 1020.6s,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=vt=70m/s X 1020.6s=714

24、42m 71.4km15、解析：3(1)水吸收的热量： Q 吸=cmt=4.2 10 J/ ( kg?C) X2kg x( 100C- 20C)5=6.72 10 J,消耗的电能：W=0.22kW?h=0.22X 3.6 X 1*0j=7.92 105J,电磁炉的效率:% 6.72X105/n= = 84.8%7,92x107(2)由图知，第8分钟电磁炉的电功率 P=800W，: P=UI ,通过电磁炉的电流:3.6AF 1 A x10 N汽车静止时对地面的压强为 P = = =2 xiO5Pa。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=1000N

25、25m/s=2.5 X104W。(3)全程往返约 250km 牵引力所做的功 W=Fs=1000N105m=2.5 X108J,由 二巴=巴 得，全程往返约250km需要汽油的质量为:Q mq答：(1)汽车静止时对在地面的压强2X10 Pa.( 2)汽车以90km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率 2.5 X04W. (3)全程往返约250km牵引力所做的功2.5 X08J;全程往返约250km需要汽油的质量为 18.12kg.17、解析：(1) R= U2/P =( 220V) 2/ 1100W = 44Q3 5(2)Q 吸=cm (t-t) =4. 2X10 J/ ( kg C) X2kg X (80C -20 C) =5.04 X0 J(3) 电饭锅工作时，电能全部转化为内能 Q放=W=Pt=1100VX 600s= 6.6 X05J(4)因为电饭锅产生的热量，有部分被电饭锅体吸收，电饭锅产生的热量没有被水全部吸收，所以Q吸 Q放。