题型之一:力、热综合
1.如图,质量为0.1 kg的铁球从高为2.3 m的斜面顶端下滑后,撞击到水平地面上的金属块,假设撞击时铁球的机械能有20%转化成内能,并全部被铁球自身吸收,整个过程中无摩擦,不计空气阻力,c铁=0.46×103 J/(kg·℃),g=10N/kg。 (1)求铁球下滑到斜面底端的过程中,重力做功多少? (2)求铁球升高的温度为多少?
解:
(1)G=mg=0.1kg×10N/kg=1N
W=Gh=1N×2.3m=2.3J
(2)铁球的机械能等于最初的重力势能,即W机=W=2.3J
Q20%×W机20%×2.3 JΔt====0.01℃ 3
c铁mc铁m0.46×10 J/(kg·℃)×0.1 kg
kW·h。
2、某款电动汽车以60 km/h的速度匀速行驶了80 km,牵引力720N,耗电18 (1)牵引力所做的功及功率各是多少? (2)上述行驶过程中,电动车的效率是多少?
(3)有一款与它外形,重量均相同的汽油车,在相同路面上以60 km/h的速度行驶80 km,其效率为25%,需要消耗多少kg汽油?(q汽油=4.5×107 J/kg)
解:
37
(1)W=Fs=720 N×80×10 m=5.76×10 J
WFs14P===Fv=720N×60×m/s=1.2×10 W tt3.6
67
(2)W总=18 kW·h=18×3.6×10 J=6.48×10 J
7
W有用5.76×10 Jη==×100%≈88.9% 7
W总6.48×10 J
7
W有用W有用5.76×10 J8
(3)由η=得,Q放===2.304×10 J
Q放25%%
8
Q放2.304×10 J
由Q放=mq得,m===5.12kg 7
q4.5×10 J/kg
题型之二:多挡位用电器类(含电热综合)
1.如图甲,某智能电饭锅,有加热、保温、断电的功能。其内部简化电路如图乙,开关S可根据设定在“1”“2”“3”挡之间自动转换,某次煮饭时电功率与时间的关系如图丙。求:
- 1 -
(1)电阻R1的阻值;
(2)此次煮饭产生的总热量如果用来烧水,其中80%热量被水吸收,则能将多少千克初温是20 ℃的水烧开。[在一个标准大气压下,水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃),计算结果保留2位小数]
解:
(1)由图乙和图丙可知,
当开关接“1”时是加热,接“2”时是保温,接“3”时是断电, P加热=0.8 kW=800 W,P保温=0.1 kW=100 W
222UU(220 V)
由P=UI=得,R1===60.5Ω
RP加热800 W
5
(2)加热时的热量:Q1=P加热t1=800 W×10×60 s=4.8×10 J
4
保温时的热量:Q2=P保温t2=100 W×10×60 s=6×10 J
Q吸545
由η=得:Q吸=η(Q1+Q2)=80%×(4.8×10 J+6×10 J)=4.32×10 J
Q总
5
Q吸4.32×10 J
由Q吸=cmΔt得,m==≈1.29 kg 3
c水Δt4.2×10 J/(kg·℃)×(100 ℃-20 ℃)
2.某电热水器,内部电路结构如图所示。该热水器设有高、中、低三挡,电热丝R1=50Ω,电热丝R2=220Ω,电热转化效率为84%,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),求:
(1)高温挡的加热功率;
(2)用低温挡将22 kg水从20 ℃加热到60 ℃需要的时间.
解:
(1)当三个开关都闭合时,R1与R2并联,R总最小,此时P总最大,热水器处于高温挡。
2222UU(220 V)(220 V)
所以,P高温=P1+P2=+=+=968 W+220 W=1188 W
R1R250 Ω220 Ω36
(2)Q=cmΔt=4.2×10 J/(kg·℃)×22 kg×(60 ℃-20 ℃)=3.696×10 J
当闭合S、S2时,只有R2连入电路中,电路中R总最大,P总最小,热水器处于低温挡。
22U(220 V)
P低温=P2===220 W
R2220 Ω
由题意知,电热转化效率为84%,所以:Q=84%P低温t
6
Q3.696×10 J4
所以,t===2×10 s
84%×P低温84%×220 W
- 2 -
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中考总复习专项训练--力热电综合计算题附答案
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