初中物理热学计算题.docx
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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20kW。
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;n~l2X02C羽定策率：
50Hz
利宦功<：
'500*
«M•*■牛山弗事fll■■乐fff广左
■iT****l«*A**
（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20E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？
3
（c水=4.2>103J/（kg'C）、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1.6107J,可用q=1.6107J/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
=4.2X103J/kgC
（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
XX
额定电压
220V
额定頻率
50Hz
8（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=4.2X03J/（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=4.2X03J/（kg?
C），天然气的热值为q=7.0X07J/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n
8、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=4.2X03J/（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，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4.6107J/kg,密度为0.7K）3kg/m3，g=10N/kg）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）
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=96.80,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？
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：
①一满热水箱水的质量；②保温时的电流.（1L=1X1O「3m3）
（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=4.2XIO3J/（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:
337
0.71沐0kg/m;汽油热值:
4.6>10J/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120W〜2200W，
（1）小理用电磁炉将质量为2kg的水从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].
IP/W
2200一1
800”
丨■■ill■
5101520Vinin
16、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“220V1100W”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>10J/（kg°C）]
（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v=72km/h=20m/s，运动的时间
33
t=s/v=100>0m/20m/s=5>0s。
（2）发动机做的功W=Pt=20>103W>5>03s=1>08J。
（3）汽油完全燃烧放出的热量Q=mq，又因为Q=Wn，故
87
m=Q/q=W/nq=>0J/（25%>4.6>0J/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=pgh=1.0>03kg/m3>0N/kg>.1m=1.0>03Pa.
（3）装满水时水的质量：
m=pY=1.0>103kg/m3X1.2X0「3m3=1.2kg，烧开水吸收的热量：
35
Q=cm（t-t0）=4.2xi0j/（kg?
C）>1.2kg（100C-20C）=4.03210J.
（4）烧开一满壶水的时间：
t===269s
3、解析：
（1）人的重力：
G=mg=80kg>10N/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：
'■h53.3W
t1600s
（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
Q32000/
上消耗脂肪质量：
m=='=0.002kg.
q1.6x107/^
3
4、解析：
（1）Q吸=c水mAt=c水m（t-t°）=4.2>10J/kg•Cx50kg>（42C-22C）=4.2
x106J，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。
⑴G二胡g二1畑二1.5刈『"（1分）
JT=C7A=15xlQ4i\Ax50w3=75x10^7（彷）
（2）0=匚泌£（1分）
=4.2x103J/（te°C）xl5x（1分）
=5.04xlOeJ（1分）
6、解析：
（1）电热水壶正常工作电阻R=¥额：
1100W=44Q
P额1100W
3
（2）水需要吸收的热量是Q吸=c水m（t1-t0）=4.2X0J/（kg?
C）XkgX（100C-20C）
=3.36X05J.
（3）1min转60r消耗总电能：
W总
0.02kWh=7.2104J
3000r/kWh
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=7.0X07J/m3X0.5m3=3.5X07J/m3。
（2）水吸收的热量Q吸=cmAt=4.2X03J/（kg?
C）X100kgX（70C-20C）=2.1X07J。
（3）燃气灶的效率n=0吸心放=2.1X07j/3.51X7J/m3=60%。
33
8、解析：
（1）消耗天然气的质量m=pV0.7kg/mX0.01m=0.007kg。
（2）水需要吸收的热量Q吸=cm（t—1°）=4.2X0j/（kgC）X1kg（100C-20C）=3.36X0J。
Q吸
/3）电能转化为内能的效率n=84%，即n==84%，可得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/cmX800cm=800g=0.8kg，水吸收的热量为
35
Q吸=cm（t-t0）=4.2X0J/（kgG）X.8kg/100C—20C）=2.7X0J。
（2）电热水壶消耗的电能是W=Pt=1100WA300s=3.3XI05J，电热水壶的热效率为
55
nQ吸/W电=2.7氷0J/3.3WJ=81.8%。
（3）电热水壶的电阻R=U2/P=（220V）2/1100W=44Q,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
22
P*U/R=（198V）/44Q=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=1.2X04N，汽车对路面的压强:
4
1.210N
0.12m2
（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。
3333
V=10L=0.01m，汽油的质量：
m=）V=0.7X10kg/m>0.01m=7kg，汽油完全燃烧放出的
78
热量：
Q放=mq=7kg>4.6>10J/kg=3.2210J。
（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：
W9.66107J4
P2.68104W=26.8kW
t3600s
5
答：
（1）该车静止在水平路面上时，对路面的压强是1>10Pa；
（2）10L汽油完全燃
8
烧放出的热量是3.22>10J；（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=500W10>60s=3>105j；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=4.210J/（kg.C）>2kg>△t,解得：
△t=30C,t=t°+At=105C，由此可知，水最终沸腾，即水的最终温度是100C。
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.
33-33
（2）①一箱水的质量m=pV=10kg/mX1X10m=1kg;②由P=UI得
5
（3）Q吸=cmAt=4.2>10J/（kg?
C）X1kgx（80C-20C）=2.52X0J,tQ吸=r]W=nPt
•r——
•1—-
严嗣二280s.
r}P
0.9X1000W
13、解析：
（1）驱动电机提供的推力F=f=0.02G=0.02mg=0.02500kg>0N/kg=100N.
（2）驱动电机提供的机械功率是P=Fv=100NX15m/s=1500W.
2
S~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=vt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>0kg/mX300>0m=213kg，汽
油完全燃烧放出热量：
Q=qm汽油=4.6X07J/kgX13kg=9.798X09J,产生的电能：
9
W=50%Q=4.89910J。
由P=W/t可得产生的电能可供动车组行驶时间：
t=W/P=4.899X109j/4.8106
W^1020.6s,动车组行驶速度：
v=252km/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
15、解析：
3
（1）水吸收的热量：
Q吸=cm^t=4.210J/（kg?
C）X2kgx（100C-20C）
5
=6.7210J,
消耗的电能：
W=0.22kW?
h=0.22X3.6X1*0j=7.92105J,
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:
3.6A
F1Ax10N
汽车静止时对地面的压强为P=—==2xiO5Pa。
S0.09m2
（2）汽车以90km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率P=Fv=1000N<25m/s=2.5X104W。
（3）全程往返约250km牵引力所做的功W=Fs=1000N<2.5>105m=2.5X108J,
由二巴=巴得，全程往返约250km需要汽油的质量为:
Qmq
答：
（1）汽车静止时对在地面的压强
2X10Pa.
（2）汽车以90km/h的速度匀速行驶
时，牵引力的功率2.5X04W.（3）全程往返约250km牵引力所做的功2.5X08J;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=44Q
35
（2）Q吸=cm（t-t°）=4.2X10J/（kgC）X2kgX（80C-20C）=5.04X0J
（3）电饭锅工作时，电能全部转化为内能Q放=W=Pt=1100VX600s=6.6X05J
（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
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