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1、初中物理计算题提高训练比热容、热量和热机效率1、质量为 2kg 的某种物质，吸收8.4 104J 的热量，温度升高20，它的比热容为多少J/(kg )？2、（2011 北京）某太阳能热水器中装有质量为50kg 的水，在阳光的照射下，该热水器中水的温度从25升高到 45。求这些水吸收的热量。水的比热容为4.2 103J/(kg ) 4、（2011福建福州）福州首辆油电混合动力公交车于今年3 月 28 日正式上路，这种公交车比普通公交车节能30% 以上，百公里仅消耗柴油26kg，这些柴 油完全燃烧放出的热量是多少？（柴油的热值q3.3 107J/kg）5、如图所示是家庭中所用的一种电水壶的外形及其
2、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=4.2 103J/（kg ）、g=10N/kg) 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 6、据估计，全国一年可产生城市生活垃圾
3、约5.6 108t，焚烧生活垃圾释放的热量为我所用，是综合利用垃圾的一种方法。若燃烧1t生活垃圾可以放出1.176 1010J的热量，（水=1.0 103kgm3，c水=4.2 103J(kg )，q焦碳=3.0 107Jkg）问：（1）1.176 1010J的热量相当于完全燃烧多少焦碳产生的热量? （2）1.176 1010J的热量可以在一个标准大气压下将多少体积的水由20加热到沸腾 ? 8、（ 2011天津）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
4、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。11、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 .2 103J/（ kg?），天然气的热值为q=7.0 107J/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 。26、某太阳能热水器，向其中注入50 kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10升高到 50。水的比热容是4.2 103J(kg )。试求：(1) 这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少? (2) 如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8 107J，则这段
5、时间该热水器的效率是多少? (3) 若用煤燃烧来提供2.8 107J的热量，需完全燃烧多少千克煤?（煤的热值约为3.5 l07Jkg）精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 参考答案：1、解析：根据Q吸=cmt 可得，它的比热容为c=Q吸/mt=8.4 104J/2kg20=2.1 103J/（kg）。2、 解析： Q 吸=cm（t-t0）=4.2 103J/(kg ) 50kg （45-25） =4.2 106J 3、解析：（ 1）小汽
6、车的速度v72km/h20m/s，运动的时间t=s/v= 100 103m/20m/s=5 103s。（2）发动机做的功W=Pt =20 103W 5 103s=1 108J。（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= 1 108J/ （25 4.6 107J/kg）=8.7kg。4、解析： Q放=mq=26kg 3.3 107J/kg=8.58108J，即这些柴油完全燃烧放出的热量是8.58 108J。5、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=1.0 103kg/m3 10N/kg 0.1m=1.0 1
7、03Pa（3）装满水时水的质量：m= V =1.0 103kg/m3 1.2 103m3=1.2kg，烧开水吸收的热量：Q=cm（ tt0）=4.2 103J/（kg?） 1.2kg （100 20）=4.032 105J（4）烧开一满壶水的时间：t=269s 。6、解析：（ 1）kg392kg/J103J10176.1710焦炭qQm（2）根据 Q=c水mt 可得， 1.176 1010J 的热量可以在一个标准大气压下将多少kg 的水由 20加热到沸腾kg105.380）kg/J102.4J10176.14310（水tcQm，根据 m=水V 可得，被加热水的体积为精品资料 - - - 欢迎下
8、载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 3334m35kg/m100 . 1kg105 . 3水mV。7、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：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=0.002kg8、解析：（ 1）Q吸=c水mt=c水m（t-t0）
9、=4.2103J/kg 50kg（ 42-22） =4.2106J，即此过程中水箱中水吸收的热量为4.2 106J。（2）该过程耗费的电能为W=Pt= 2000W4060s=4.8 106J，该电热淋浴器加热时的热效率：=吸5.87J108.4J102.466WQ。9、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。10、解析：（ 1）电热水壶正常工作电阻44W1100）220（22额额PUR（2）水需要吸收的热量是Q吸=c水m（t1t0）=4.2 103J/（kg?） 1kg （100 20） =3.36 105J
10、（3）1min 转 60r 消耗总电能：J102.7hkW02.0hr/kW3000r604总W，t=1min=60s，此时消耗总功率W1200s60J102 .74tWP总总，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11、解析：（ 1）0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放=qV=7.0 107J/m3 0.5m3=3.5 107J/m3。（2）水吸收的热量Q吸=cmt=4 .2 103J/（kg?） 100kg （70-20） =2.1 107J。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳
11、 - - - - - - - - - -第 4 页，共 9 页 - - - - - - - - - - （3）燃气灶的效率=Q吸/Q放=2.1 107J/3.5107J/m3=60%。12、解析：（ 1）消耗天然气的质量m=V =0.7kg /m3 0.01m3=0.007kg。（2）水需要吸收的热量Q吸=cm（tt0）=4.2 103J/（kg ） 1kg （100-20） =3.36 105J。（3）电能转化为内能的效率 =84% ，即 =Q吸Q放=84%，可得 Q吸=Q放；而电热壶放出Q放=Pt；综合以上关系13、解析：（ 1）水的质量m=V=1g/cm3 800 cm3=800g=0.
12、8kg，水吸收的热量为Q吸=cm(t-t0)=4.2 103J/(kg) 0.8kg （10020） =2.7 105J。（2）电热水壶消耗的电能是W=Pt=1100W 300s=3.3 105J，电热水壶的热效率为 = Q吸/ W电= 2.7 105J/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=Q吸P= 3.36 105J84% 800W= 500s。14、解析：（ 1）知道汽车总重，又
13、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 104N，汽车对路面的压强：Pa10m12.0N102. 1524SFp（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 =0.7 103kg/m3 0.01m3=7kg ，汽油完全燃烧放出的热量：Q放=mq=7kg 4.6 107J/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
14、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%=3.22 108J 30%=9.66 107J，汽车发动机的功率：kW8 .26W1068.2s3600J1066.947tWP答：（ 1）该车静止在水平路面上时，对路面的压强是1 105Pa；（ 2）10L 汽油完全燃烧放出的热量精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 是 3.22 108J；（3）这段时间内该汽车发动机的功率是26.8kW 。点评
15、：本题是力学和热学的综合题，考查了学生对密度公式、压强公式、燃料完全燃烧放热公式、功率公式、效率公式的掌握和运用，利用所学知识，计算解决实际问题，学以致用！15、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=500W 10 60s=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） 10 60s=4.2 103J/(kg.) 2kg t，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。16、解析：本题考察电功率
16、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/m3 1 103m3=1kg ；由 P=UI 得。（3）Q吸=cmt=4.2 103J/（kg?） 1kg （80 20） =2.52 105J， Q吸= W= Pt ，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。17、解析：（ 1）驱动电机
17、提供的推力F=f= 0.02G=0.02mg=0.02500kg 10N/kg=100N （2）驱动电机提供的机械功率是P=Fv =100N 15m/s=1 500W（3）电功率转化率=90%，所以该车的太阳能电池板面积约为 S11.1m2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18、（1）大（2）2.1 105J （3）87.5% （4）330.6W 19、 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
18、 计算出行驶路程。由由 =mV 可得汽油质量： m汽油=汽油V汽油=0.71 103 kg/m3 300 10-3 m3=213 kg ，汽油完全燃烧放出热量： Q=qm汽油=4.6 107J/kg 213 kg=9.798109 J，产生的电能：W=50%Q=4.899 109 J。由 P=W/ t 可得产生的电能可供动车组行驶时间：t=W/ P=4.899 109 J/4.8106W 1020.6s，动车组行驶速度： v=252 km/h=70m/s ，由 v=st 可得，动车组行驶路程：s=v t=70m/s1020.6s=71442m 71.4km。精品资料 - - - 欢迎下载 -
19、- - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 20、解析：（ 1）正常工作时的电功率P=UI =220V 5A=1100W 。（2）水吸收的热量Q水吸=c水m水（tt0）=4.2 103J/（kg） 2kg （ 100 20） =6.72 105J 21、解析：（ 1）水吸收的热量：Q吸=cmt=4.2 103J/（kg?） 2kg （100 20） =6.72 105J，消耗的电能： W=0.22kW?h=0.223.6 106J=7.92 105J，电磁炉的效率：=84.8%
20、 。（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：I=3.6A 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=3.6 106J，能从 Pt 图象得出相关信息是解本题的关键之一。22、解析：（1）一台热水器的水箱能容纳的水的质量为m=水V= 1.0103kg/m320010-3m3=200kg，1 台热水器装满水时，温度从15升高到 65，所吸收的热量为Q吸=c水m(t2t1) = 4.2103J/（kg ） 200kg （65-15） =4.2
21、 107J，那么， 10 台热水器装满水时，温度从15升高到 65吸收的热量为Q总=10Q吸=4.2 108J。（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 =kg5kg/J1048J102. 478.qQ总。即若这些热量由完全燃烧的天然气提供，需要5 千克天然气。23、解析：（ 1）汽车静止时对地面的压力为F=G=mg =1.8 103kg 10Nkg=1.8 104N，汽车静止时对地面的压强为2409. 0108. 1mNSFP2 105Pa。（2）汽车以 90km/h 的速度匀速行驶时，牵引力的功率P=Fv =1000N 25m
22、/s=2.5 104W。（3）全程往返约250km 牵引力所做的功W=Fs=1000N 2.5 105m=2.5 108J，由mqWQW得，全程往返约250km 需要汽油的质量为：kgkgJJqWm21 .18/106. 4%30105.278。答：（ 1）汽车静止时对在地面的压强2 105Pa（2）汽车以90km/h 的速度匀速行驶时，牵引力的功精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 率 2.5 104W（3）全程往返约250km 牵引
23、力所做的功2.5 108J；全程往返约250km 需要汽油的质量为18.12kg24、解析：（ 1）由图可知，当开关S 闭合，开关S0断开时，只有R2工作，饮水机处于保温状态，则它的功率是50W。（2）已知保温功率P保=50W，电压 U=220V ，988W50)V220(222保PUR。（3）满箱水的体积V=1L=110-3m3，满箱水的质量kg1m10m/kg100.13333Vm加热满箱水所需吸收热量是J1015.3)2095(kg1)kg/(J102.4)(530ttcmQ电热器放出的总热量70总QJ1015.35Q则J105.45总Q加热所需时间s900W500J105.45加加总P
24、QPWt答：当开关S闭合，开关S0断开时，饮水机的功率是50W；保温电阻R2的阻值是 988 欧；加热满热水箱需要时间是900s. 25、解析：（ 1） RU2P（ 220V）21100W44（2）Q吸=cm（t-t0）=42 103J/（kg ） 2kg （80 -20） =5.04 105J （3）电饭锅工作时，电能全部转化为内能Q放=W=Pt=1100W 600s6.6 105J （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。26、解析：（ 1） Q吸=cm水(t t0)=4.2 103 J(kg ) 50kg (50 - 10)=
25、8.4 106 J （2） =Q吸/Q总=8.4 106J2.8 107 J=30（3）根据 Q放=m煤q可得，需完全燃烧煤：m煤=Q放q=2.8 107J3.5 107Jkg=0.8 kg 答： (1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是8.4 106 J。 (2)这段时间该热水器的效率是30。(3)需完全燃烧 0.8 kg的煤。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 9 页 - - - - - - - - - -