2012中考物理考前專題訓(xùn)練-熱和能5(解析版)(精)

1、2012 中考物理考前專題訓(xùn)練-熱和能 5 (解析版)1.如圖所示，是一種煲湯用的電熱鍋工作原理圖，調(diào)節(jié)切換開關(guān)可以使電熱鍋處于“關(guān)、高溫、自動、保溫”四種工作狀態(tài)，溫控器的作用是當(dāng)水沸騰后能自動斷電一段時間，其中R=605Q,艮=96.8Q，電熱鍋的部分參數(shù)如下表所示。(1) 電熱鍋處于保溫?fù)跽９ぷ鲿r，鍋內(nèi)的水溫度始終不變，則該電熱鍋的散熱功率是多少？(2)電熱鍋處于高溫?fù)?切換開關(guān)接“ 1 ”)正常工作，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下高溫加熱2kg的水，10min 內(nèi)消耗多少電能？設(shè)散熱功率不變， 水的初溫為 75C,則加熱 10min 后水的最 終溫度是多少？1.(1)80W(2)3X105J；100

2、C解析：(1)因鍋內(nèi)水的溫度始終不變，所以電熱鍋發(fā)熱功率與散熱功率相等，即P散=80W(2)電熱鍋 10min 內(nèi)消耗的電能W=Pnt=500WC 10X60s=3X105J ；設(shè)水溫變化了t, 根據(jù)能量守恒得(P加-P散)t=cMt,代入數(shù)據(jù)有：(500W 一 80W)X10X60s=4.2X10 J/(kg.C)X2kgt，解得：t=30C,t=to+At=105C，由此可知， 水最終沸騰，即水的最終溫度是100Co2. 某種電熱飲水機(jī)有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)(由機(jī)內(nèi)溫控開關(guān)S0自動控制)，從它的說明書上收集到如下數(shù)據(jù)及圖所示的簡化電路原理圖.熱水箱容量1L額定電壓220V加熱功率1000

3、W保溫功率44W容積4L額定電壓220V加熱額定功率500W保溫額定功率80W要加熱多長時間？c水=4.2x103J/ (kg?C),p水=1.0 x103kg/mj .2. (1)保溫(2)解析：本題考察電功率的計算、密度公式的應(yīng)用和熱量的計算等知識。(1)當(dāng) S 閉合，So斷開時，電路中只有電阻 M,電阻相對較大，電功率較小，處于保溫狀態(tài)，當(dāng)兩開關(guān)都閉合時，兩電阻并聯(lián)，此時電路電阻最小,電功率最大，處于加熱狀態(tài).(2 )一箱水的質(zhì)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點評：本題考查質(zhì)量、電流、吸收熱量、時間等的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點是開關(guān)斷開與閉合時電路的情況，要學(xué)會從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)。3.隨著低碳理念的普及， 學(xué)?？萍夹〗M的同學(xué)擬設(shè)計一種以太陽能電池驅(qū)動的汽車.過查閱資料得知：肇慶地區(qū)太陽光垂直照射時，每平方米太陽能電池板最大可提供150W的電功率擬設(shè)計的太陽能汽車質(zhì)量是500kg，它在平直路面上最快每秒可行駛15m, 行駛過程中所受的平均阻力是車重的0.02 倍該汽車的驅(qū)動電機(jī)能夠?qū)?0%勺電功率轉(zhuǎn)化為牽引汽車前進(jìn)的機(jī)

5、械功率若該車在平直路面上以最高速度行駛，試通過計算回答下列問題(g取 10N/kg )：(1) 驅(qū)動電機(jī)提供的推力是多少牛？(2) 驅(qū)動電機(jī)提供的機(jī)械功率是多少瓦？(3) 該車的太陽能電池板面積約為多大？(計算結(jié)果小數(shù)點后保留一位數(shù)字)23. (1) 100N(2) 1500W(3) 11.1m解析：(1)驅(qū)動電機(jī)提供的推力F=f=0.02G=0.02mg=0.02x500kgx10N/kg=100N(2)驅(qū)動電機(jī)提供的機(jī)械功率是P=Fv=100NX 15m/s=1 500W要加熱多長時間？c水=4.2x103J/ (kg?C),p水=1.0 x103kg/mj .(3)電功率轉(zhuǎn)化率n = =

6、.=90%所以該車的太陽能電池板面積約為石ISOir/m2xs2S 11.1m .點評：本題考查推力、功率、面積等的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，本題還告訴我們一定要廣泛應(yīng)用太陽能，太陽能不但節(jié)省能源，還可以環(huán)保.4.圖甲是一種常見的電熱水袋，圖乙是它的簡化電路圖。其性能指標(biāo)如下表：(1) 由題意可知，指示燈 L 的電阻比發(fā)熱體R的電阻要 _(填“大”或“小”)得多。(2)若熱水袋內(nèi)的水溫是 15C，在額定電壓下加熱10min 指示燈就熄滅了，此過程中水吸收的熱量是多少？C水=4.2X103J/(kgC)(3) 電熱水袋的電能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能的效率是多少？(4) 當(dāng)實際電壓為 200V 時

7、，該電熱水袋的實際功率約為多少？4.(1)大(2)2.1X105J(3)87.5%(4)330.6W5. 從 2006 年開始，我國就參與了國際科研合作項目國際熱核聚變實驗堆聯(lián)合實施協(xié)定研究可控核聚變技術(shù)。該技術(shù)可用氫的同位素氘和氚聚合發(fā)生核聚變釋放能量，并不會產(chǎn)生放射性污染，如圖甲所示。而氘可以從海水中提取，從1L 的海水中提取的氘參與核聚變反應(yīng)放出的能量相當(dāng)于300L 優(yōu)質(zhì)汽油完全燃燒放出的熱量。若這些核能用來發(fā)電的效率可以達(dá)到 50%所產(chǎn)生的電能可供如圖乙所示的電力機(jī)車牽引功率為4800kW 的“和諧號”電力動車組以 252km/h 的運(yùn)營速度勻速行駛多少 km?(計算結(jié)果保留一位小數(shù))

8、(汽油337密度：0.71X10 kg/ m;汽油熱值:4.6X10 J/kg )虐腐電220V- -400W65T氫核聚合$氚核5.71.4km 解析：先計算出 300L 優(yōu)質(zhì)汽油完全燃燒放出的熱量，再計算出其轉(zhuǎn)化的電能，已知電能和電力機(jī)車牽引功率可計算出行駛時間，最后根據(jù)公式 程。_33-3 3由由p=m/V可得汽油質(zhì)量：m汽油=p汽油V汽油=0.71x10 kg/mx300X10-m =213 kg ,汽油完全燃燒放出熱量：Q=qm汽油=4.6x107J/kgx213 kg =9.798x109J，產(chǎn)生的電能：9W=50%Q=4.899x10 J。由P=Wt可得產(chǎn)生的電能可供動車組行駛時

9、間：t=WP=4.899x109J/4.8x106W1020.6s，動車組行駛速度：v=252 km/h=70m/s，由v=s/1可得，動車組行駛路程：s=v t=70m/sx1020.6s =71442m 71.4km。6.某型號電熱水壺的額定電壓為220V,正常工作時的電流為 5A,壺中裝有 2kg 溫度為20C的水。已知c水=4.2x103J/ ( kgC)。求：(1) 該電熱水壺正常工作時的電功率。(2) 將這壺水加熱到 100C，水吸收的熱量。56.(1)1100W(2)6.72x10 J解析：(1)正常工作時的電功率P=UI=220Vx5A=1100W/3(2)水吸收的熱量Q水吸=

10、c水葉水(tto) =4.2x10 J/ ( kg C) x2kgx(100C-20C)55=6.72x10 J7. 小理對家里的電磁爐進(jìn)行研究，電磁爐的功率調(diào)節(jié)范圍是120W- 2200W(1)小理用電磁爐將質(zhì)量為 2kg 的水從 20C加熱到 100C,消耗了 0.22kW?h 的電能.水吸收的熱量是多少？這時電磁爐的效率是多少？(2) 小理用電磁爐煮粥先用大火將水開，后用小火煮這段時間電功率隨時間變化如圖所示問第 8 分鐘通過電磁的電流是多少？水的比熱是 4.2x103J/ (kg?C)，家庭電路被釋放的中子s=v t計算出行駛路中子形成氦核乙釋放能量2200+ P/W7.(1)6.7

11、2X105J；84.8%(2)3.6A解析：(1)水吸收的熱量：3Q吸=cmt=4.2X10 J/(kg?C)x2kgX(100C-20C)=6.72X105J,消耗的電能：V=0.22kW?h=0.22X3.6X106J=7.92X105J,電磁爐的效率：n = -一 -：=: 84.8%。器672X10?7,92xl05/(2)由圖知，第 8 分鐘電磁爐的電功率 P=800VyvP=UI,.通過電磁爐的電流:=懣廿防36A-U W點評：本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合計算題，考查了熱量的計算、電磁爐的效率、電功率公式P=UI的應(yīng)用，記住是 kW?h 電功的單位以及與焦耳(J)的關(guān)系 1kW?h=

12、3.6X106J,能 從P- t圖象得出相關(guān)信息是解本題的關(guān)鍵之一。8.為了利用太陽能資源，節(jié)約經(jīng)營成本，崇左市某大型賓館在樓頂安裝了10 臺相同的太陽能熱水器，每臺熱水器的水箱容積為200L。在夏季光照條件下，一滿箱 15C的水經(jīng)白天太陽能加熱，溫度可達(dá)到 65C。已知水的比熱容為 4.2X103J/ (kgC)，天然氣的熱值 為 8.4X107J/kg。求：(1)10 臺熱水器裝滿水時，溫度從15C升高到 65C吸收了多少熱量？ ( 3 分)(2) 若這些熱量由完全燃燒的天然氣提供，需要多少千克天然氣？ (2 分)8.(1)4.2X108J(2)5kg解析：(1) 一臺熱水器的水箱能容納的

13、水的質(zhì)量為m=p水V=1.0X103kg/m3X200X10-3nf=200kg,的電壓為 220V.1 臺熱水器裝滿水時，溫度從15C升高到 65C，所吸收的熱量為37Q吸=c水mt211)= 4.2X10 J/(kg C)X200kgX(65C- 15C)=4.2X10 J,那么，10 臺熱水器裝滿水時，溫度從15C升高到 65C吸收的熱量為Q總=10Q吸=4.2X108J。(2)設(shè) 10 臺熱水器獲得的太陽能相當(dāng)于質(zhì)量為M的天然氣完全燃燒放出的熱量，則Mq=Q總，所以，M=c8。即若這些熱量由完全燃燒的天然氣提供，需要Q總4.2X10 J ,75 kgq 8.4 10 J/kg5 千克天

14、然氣。9.2010 年 12 月 30 日通車的湛徐高速，使得從湛江市區(qū)到徐聞縣海安港口全程只需約1個小時，從而使雷州半島的居民從此真正進(jìn)入湛江市“一小時生活圈”今年“五一”期間，爸爸開車帶著李兵從湛江市區(qū)出發(fā)沿湛徐高速到徐聞參觀“大漢三墩”景點，汽車(包括車上的人和物品)質(zhì)量為 1.8X103kg，車輪與地面的總接觸面積為 0.09m2,當(dāng)汽車以 90km/h 的速度在平直路面上勻速行駛時，汽車發(fā)動機(jī)牽引力為 1000N,效率為 30%，汽油的熱值為 4. 6X107J /kg(假設(shè)汽油完全燃燒，g 取 10N/ kg).求：(1) 汽車靜止時對路面的壓強(qiáng)；(2)汽車以 90km/h 的速度

15、勻速行駛時，牽引力的功率；(3)若汽車按照這種方式行駛，這次旅行全程往返250km,牽引力做的功是多少？李兵應(yīng)該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)汽車靜止時對地面的壓力為F=G=mg1.8X103kgX10N/kg=1.8X104N 汽車靜止時對地面的壓強(qiáng)為F8xON2X105Pa。P2二S 0.09m2(2)汽車以 90km/h 的速度勻速行駛時， 牽引力的功率P=Fv=1000NX 25m/s=2.5X104W(3)全程往返約 250km 牽引力所做的功W=F=1000NX 2.5X105m

16、=2.5X108J,由WW得，全程往返約 250km 需要汽油的質(zhì)量為：n =Q mq答：(1)汽車靜止時對在地面的壓強(qiáng)2X105Pa. (2)汽車以 90km/h 的速度勻速行駛時, 牽引力m =一nq2.508J30% 4.6 107J/kgo=18.12kg的功率 2.5X104W (3)全程往返約 250km 牽引力所做的功 2.5X108J ；全程往返約250km 需要汽油的質(zhì)量為18.12kg .10.如下表及圖所示，是某電熱飲水機(jī)說時書的一些數(shù)據(jù)和電路原理圖，該電熱飲水機(jī)有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)（由機(jī)內(nèi)的溫控開關(guān) So控制）。求：220V Sx2電飯鍋正常工作時，它的電阻是多少3

17、 在電飯鍋內(nèi)倒入質(zhì)量為2kg、溫度為需要吸收多少熱量？C水=4.2X103J/ （kgC）4為了加熱這些水，電飯鍋正常工作了熱水ILSOOW額定電壓220V耶溫時功串sow_ -A _= * 4J（1）當(dāng)開關(guān) S 閉合，開關(guān) So斷開時，飲水機(jī)的功率是多大？（2）保溫電阻艮的阻值是多少？（3） 若正常工作時，該電熱器加熱的效率為 90%，將滿熱水箱的水從 20C加熱到 95C需要多長時間？（C水=4.2X103J/kgC）10.解析：（1 ）由圖可知，當(dāng)開關(guān) S 閉合，開關(guān) So斷開時，只有 R 工作，飲水機(jī)處于保(2) 已知保溫功率P保=50W,電壓U=220V,02(220V)2 3 4R

18、2：9881P保50W(3） 滿箱水的體33積V=1L=1X10 m, 滿箱水的質(zhì)量m= pV3=1.0 10 kg /m310 m3-1kg加熱滿箱水所需吸收熱量是溫狀態(tài)，則它的功率是50W35Q =cm(t-t) =4.2 10 J/(kgC) 1kg (95C- 20C) =3.15 10 J電熱器放出的總熱量Q總70% =Q =3.15 105J則 Q 總二 4.5 105J加熱所需時間Q總P加54.5 105J500W=900s答：當(dāng)開關(guān) S 閉合，開關(guān) S0斷開時，飲水機(jī)的功率是 歐；加熱滿熱水箱需要時間是900s.50W 保溫電阻 R2的阻值是 98811. 一電飯鍋銘牌上標(biāo)有“ 220V 1100W”字樣。Q ？20C的水，若把這些水加熱到80C，水最少10min，它產(chǎn)生了多少熱量？（4）是什么原因?qū)е拢?）與（3）中兩個熱量值不相等？（說出一條即可）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)電飯鍋工作時，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能Q放=V=Pt=110