初中物理热电力综合训练题(带答案)

1热量内能综合题1、用简易太阳能热水器代替燃料加热水不仅很方便，还能节约能源，如果水箱内装水60kg，玻璃盖面积为0.84m2，地球上垂直于太阳光线的表面太阳辐射热为7.56×104J/(min·m2)，水箱吸收太阳能的效率为50％。如果在不考虑水散热的情况下，随时调整水箱位置，使太阳光总能垂直射入玻璃盖，请计算晒水4小时后水温升高多少？解：由题意知太阳照射4小时水箱传递的太阳能为：W太=aSt=7.56×104J/(min·m2)×0.84m2×4×60min=1.524×107J根据水箱吸收太阳能的效率为50％，则水箱中水所能吸收的热量为：Q吸=W太×η=1.524×107J×50％=7.62×106J根据Q吸=cm△t所以水箱内的水温升高为：△t=Q吸/cm=7.62×106J/﹝4.2×103J/(kg•℃)×60kg﹞≈30.24℃点评：由题意根据已有的经验写出类似的公式也是一种能力的表现，在考试中要引以重视。2、空气能热水器是通过吸收空气中的热量来制造热水的“热量搬运”装置．其工作原理是：空气能热水器在工作时，吸收空气中的能量Q，消耗的电能为W，通过热交换使水吸收的热量为Q吸，即Q吸=Q+W，所以它的热效率（Q吸/W的值）可以达到300%～500%．已知某型号空气能热水器的热效率为400%，电功率为1400W，当用此热水器将100kg的水从15℃加热到55℃时[水的比热容为4.2×103J/（kg．℃），干木柴的热值为1.2×107J/kg]．求：（1）水吸收的热量；（2）水吸收的热量相当于完全燃烧多少千克的干木柴所释放的热量；（3）空气能热水器完成上述加热过程所用的时间．分析：（1）知道水的质量、比热容、升高的温度，根据Q吸=cm（t-t0）求出水吸收的热量．（2）由题知Q吸=Q放，知道水需要的热量和干木柴的热值，利用m=Q/q得到需要的干木柴质量．（3）水吸收的热量如果用空气能热水器加热，利用已知中的η2=Q吸/W=Q吸/Pt列出等式，求出利用空气能热水器需要的时间．解：（1）水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（55℃-15℃）=1.68×107J；（2）由题知，Q吸=Q放，需要的干木柴质量：m=Q放/q=1.68×107J/1.2×107J/kg=1.4kg；（3）由题意的η=Q吸/W=Q吸/Pt=400%，即1.68×107J/1400W×t=400%解得t=3×103s点评：空气能热水器属于新产品，针对新产品，重大事件设计物理问题，都是中考的热点，一定要关注．力热综合题1、随着国民经济的发展，汽车已走进家庭。一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗汽油10L。若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.7×103kg/m3，求：(1)这些汽油完全燃烧放出的热量；(2)这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。解：(1)10L汽油的质量为m=ρV=0.7×103kg/m3×10×10-3m3=7kg10L汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq=7kg×4.6×107J／kg=3.22×l08J(2)10L汽油完全燃烧放出的热量转换成的机械功为W有=Q放η=Q放×30%=3.22×l08J×30%=9.66×107J所以轿车获得的动力为：F=W有/s=9.66×107J/100×103m=966N∵车匀速直线行驶∴f=F=966N2、如右上图所示，在青海玉树抗震救灾中，解放军部队某战士用150kW的铲车清理废墟。若铲车用5s匀速推进了3m，然后将1.5t的建筑废料举高3m装车运走，整个过程是连续的。若柴油发电机的热效率为34.5%。（q柴=3.3×107J/kg）求：（1）在推土过程，铲车受到的阻力。（2）在举高过程，铲车所做的功。（3）整个过程消耗柴油多少千克？2解：（1）由s=vt得：v=s/t=3m/5s=0.6m/s∵铲车匀速前进，∴铲车受到的阻力f=F=P/V=150×103W/0.6m/s=2.5×105N(2)铲车所做的功：W1=Gh=mgh=1.5×103kg×10N/kg×3m=4.5×104J(3)铲车匀速前进时做功：W2=Fs=2.5×105N×3m=7.5×105J铲车整个过程做的总功：W=W1+W2=4.5×104J+7.5×105J=7.95×105J设柴油燃烧放出的热量为Q，由题意知Q×34.5%=W则Q=W/34.5%=7.95×105J/0.345=2.3×106J全品中考网由Q=m柴q得柴油的质量m柴=Q/q=2.3×106J÷3.3×107J/kg=0.07kg3、某汽车发动机的功率为294KW，以36Km/h的速度匀速行驶，经过了200Km时，消耗汽油50kg，其中汽油的热值是46×107J/kg，求发动机的效率解：汽车行驶完200所用的时间为：t=s/v=200km÷36km/h=2×104s汽车共做功：W=Pt=2.94×104W×2×104s=5.88×108J汽油完全燃烧放出的热量为：Q=mq=50kg×4.6×107J/kg=2.3×109J汽车发动机的效率为：η=W/Q=5.88×108J÷2.3×109J=25.6%4、单缸汽油机的飞轮每分钟转300转，第三冲程燃气对活塞的压强为5×105Pa（假设压强在整个过程中不变），活塞冲程长为0.3m，活塞的横截面积为120cm2，求这个汽油机的功率。解：∵每分钟飞轮转300转，∴每分钟做功n=300÷2=150（次）燃气对活塞的压力F=ps所以做一次功W=Fs=pSL所以1分钟做功W总=nW=npSL由P=W/t得该汽车的功率：P=W总/t=（150×5×105Pa×1.2×10-2m2×0.3m）/60s=4500W5、一瀑布高70m，水从瀑布顶上流下，假设水的重力做的功全部转化成内能，其中60%被水吸收，水温能升高多少摄氏度？（c水=4.2×103J/（kg•℃）g=10N/kg）解：设水的质量为m，重力做功：W=Gh=mgh，由题知，Q吸=W×60%=mgh×60%，∵Q吸=cm△t∴水的温度的升高值：△t=Q吸/cm=mgh×60%/﹝4.2×103J/(kg•℃)×m﹞=10N/kg×70m×60%/4.2×103J/(kg•℃)=0.1℃．6、目前，“节能减排”已引起全球的关注．如何减少能耗，提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视。（1）大多数家用汽车的发动机均为汽油机，它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能，再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶．请你将图7中汽油机工作时的能流图补充完整。（2）发动机的效率是汽车的经济性能指标之一。厂家提供的某汽车出厂的部分参数如下：①测试数据：汽车在平直公路上以90km/h的速度匀速行驶时，百公里耗油量为V0(L)，发动机输出功率为P0(kW)；②使用燃料：93#汽油[热值为q0(J/kg)、密度为ρ0(kg/m3)］．请用以上参数推算出在测试条件下，该汽车发动机的效率。图73解：（1）克服摩擦要耗能量；废气要带走热量。（2）η=Ptmq=Psvmq=PsρVqv=P0×103×100×103ρ0V0×10-3×q0×90×10003600=4×109P0ρ0V0q0点评：有些计算题为了突出物理原理和公式，减少数值的计算量，计算过程往往用代数式表达（即象这题用已知字母表示结果）7、据估计，全国一年可产生城市生活垃圾约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，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?（ρ水=1.0×103kg／m3，c水=4.2×103J／(kg·℃)，q焦碳=3.0×107J／kg）解：（1）∵Q=mq∴m焦碳=Q/q焦碳=1.176×1010J/3.0×107J／kg=392kg\（2）根据Q=c水m水Δt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m水=Q/c水Δt=1.176×1010J/4.2×103J／(kg·℃)×80℃=3.5×104kg根据m水=ρ水V可得，被加热水的体积为V=m水/ρ水=3.5×104kg/1.0×103kg／m3=35m38、武汉等地生产的混合动力汽车将服务北京奥运．混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，蓄电池通过某种方式向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量．（1）根据以上描述，请你说出一种混合动力汽车不同于普通汽车的优点．．（2）下表是某台混合动力汽车所用的镍氢蓄电池组的部分参数（其中容量即为电荷量），试求该蓄电池组最多可储存多少电能．（3）测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶0.5h，观察仪表盘，发现这段时间内汽车内燃机消耗燃油4.475kg，车速为50km/h，蓄电池组储存的电能由最大值的60%增加到80%．从汽车使用技术手册中，测试人员发现该车使用的燃油的热值为4.0×107J/kg，汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如下图所示．试计算该汽车内燃机的效率（不计内燃机外机械传动及充电过程中的能量损失）．分析：（1）混合动力汽车不同于普通汽车的优点：在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现“零”排放．（2）已知电压300V，容量100Ah，根据W=UQ可求出蓄电池储存的电能；（3）已知燃油的质量4.475kg，燃油的热值为4.0×107J/kg，根据Q放=mq可求出燃油放出的热量，由图象可知，车速为50km/h时，阻力是2000N，牵引力也是2000N，由速度50km/h和时间0.5h，根据S=Vt求出距离，根据W=FS求出做的功，已知蓄电池组储存的电能由最大值的60%增加到80%，可求出转化成的电能，这样被有效利用的能量为做的功和转化成的电能之和，最后根据η=W有用/W总×100%求出内燃机的效率．解：（1）混合动力汽车不同于普通汽车的优点：在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现“零”排放．（2）蓄电池储存的电能：W=UQ=300V×100A×3600S=1.08×108J；（3）燃油放出的热量：Q放=mq=4.475kg×4.0×107J/kg=1.79×108J，汽车通过的路程：S=Vt=50km/h×0.5h=25km=25000m，由图象可知，车速为50km/h时，阻力是2000N，牵引力也是2000N，牵引力做的功：W1=FS=2000N×25000m=5×107J，转化成的电能：W2=1.08×108J×（80%-60%）=2.16×107J，所以：W有用=W1+W2=5×107J+2.16×107J=7.16×107J，W总=Q放=1.79×108J，内燃机的效率：η=W有用/W总×100%=7.16×107J/1.79×108J×100%=40%．电压/v300功率/w30容量/Ah100质量/kg3204电热综合题1、目前我国大力提倡节约型社会理念，在城乡家庭中广泛使用一种高效节能灯（如图）．一支功率为11W的节能灯亮度相当于60W的白炽灯．下面有三个相关问题请你帮助解决：（1）一只额定功率为11W的这种节能灯，正常发光时电流是多少？（2）将60W的白炽灯改用llW的这种节能灯，每晚按5h算，一个月（30天）能节约多少kW•h的电？（3）节约的这些电能可将多少千克20℃的水烧至100℃？[C水=4.2×103J/kg•℃），计算结果保留一位小数]．解：（1）节能灯正常工作时的功率为11W，根据P=UI可得，正常工作时的电流：I=P白/U=11W/220V=0.05A（2）一个月能节约的电能：W节约=P节约t=（P白-P节）t=（60×10-3kW-11×10