10、解析：（1）电热水壶正常工作电阻R?U额2P额（220）2??44Ω 1100W3
（2）水需要吸收的热量是Q吸=c水m（t1﹣t0）=4.2×10J/（kg?℃）×1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×10J．
（3）1min转60r消耗总电能：W总5
?60r?0.02kW?h?7.2?104J，
3000r/kW?h7.2?104J??1200W， t=1min=60s，此时消耗总功率P总?t60s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）0.5m天然气完全燃烧放出的热量Q放=qV=7.0×10J/m×0.5m=3.5×10J/m。 （2）水吸收的热量Q吸=cmΔt=4 .2×10J/（kg?℃）×100kg×（70℃-20℃）=2.1×10J。 （3）燃气灶的效率η=Q吸/Q放=2.1×10J/3.5×10J/m=60%。
12、解析：（1）消耗天然气的质量m=ρV=0.7kg /m×0.01m=0.007kg。
（2）水需要吸收的热量Q吸=cm（t－t0）=4.2×10J/（kg·℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×10J。 （3）电能转化为内能的效率η=84% ，即η==84%，可得Q吸=ηQ放；而电热壶放出Q放=Pt；综合以上关系
33
13、解析：（1）水的质量m=?V=1g/cm×800 cm=800g=0.8kg，水吸收的热量为
3
5
3
3
7
7
3
3
7
3
7
3
3
7
3
W总Q吸Q放
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.8kg×（100℃—20℃）=2.7×105J。
5
（2）电热水壶消耗的电能是W=Pt=1100W×300s=3.3×10J，电热水壶的热效率为
55
η= Q吸/ W电=2.7×10J/3.3×10J=81.8%。 22
（3）电热水壶的电阻R= U/ P=（220V）/1100W=44Ω，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)2/44Ω=891W。 Q吸3.36×105J
式可得：Q吸=ηPt，故通电时间t== = 500s。
ηP84%×800W
14、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=1.2×10N，汽车对路面的压强：
4
F1.2?104N5p???10Pa
2S0.12m（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=ρV=0.7×103kg/m3×0.01m3=7kg，汽油完全燃烧放出的热量：Q放=mq=7kg
×4.6×10J/kg=3.22×10J。
7
8
（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×30%=3.22×10J×30%=9.66×10J，汽车发动机的功率：
8
7
W9.66?107JP???2.68?104W?26.8kW
t3600s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。
点评：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=3×10J；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=4.2×10J/(kg.℃)×2kg×△t，解得：△
35
8
5
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）①一箱水的质量m=ρV=10kg/m×1×10m=1kg；②由P=UI得
（3）Q吸=cm△t=4.2×10J/（kg?℃）×1kg×（80℃﹣20℃）=2.52×10J，∵Q吸=ηW=ηPt，
3
5
33﹣33
。
∴．
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）驱动电机提供的推力F=f=0.02G=0.02mg=0.02×500kg×10N/kg=100N． （2）驱动电机提供的机械功率是P=Fv=100N×15m/s=1500W． （3）电功率转化率η=
=
=90%，所以该车的太阳能电池板面积约为S≈11.1m．
2
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）2.1×10J （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计算出行驶路程。
由由ρ=m／V 可得汽油质量：m汽油=ρ
7
汽油
5
V汽油=0.71×103 kg/m3×300×10-3 m3=213 kg，汽油完全燃烧放
9
9
9
6
出热量：Q=qm汽油=4.6×10J/kg×213 kg=9.798×10 J，产生的电能：W=50%Q=4.899×10 J。
由P=W/ t 可得产生的电能可供动车组行驶时间：t=W/ P=4.899×10 J/4.8×10 W≈1020.6s，动车组行驶速度：v=252 km/h=70m/s，由v=s／t 可得，动车组行驶路程：s=v t=70m/s×1020.6s=71442m≈71.4km。
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（t－t0）=4.2×10J/（kg·℃）×2kg×（100℃－20℃）=6.72×10J 21、解析：（1）水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×10J/（kg?℃）×2kg×（100℃﹣20℃）=6.72×10J，
3
5
3
5
消耗的电能：W=0.22kW?h=0.22×3.6×10J=7.92×10J，
65
电磁炉的效率：η==≈84.8%。
（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=3.6×10J，能从P﹣t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=ρ
水
6
V=1.0×103kg/m3×200×10-3m3=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(t2－t1) = 4.2×103J/（kg·℃）×200kg×（65℃-15℃）=4.2×107J，
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=4.2×10J。
（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，
8
Q总4.2?108JM =??5kg。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。
q8.4?107J/kg
23、解析：（1）汽车静止时对地面的压力为F=G=mg=1.8×10kg×10N／kg=1.8×10N，汽车静止时对
3
4
F1.8?104N地面的压强为P???2×10Pa。 2S0.09m5
（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=2.5×10W。 （3）全程往返约250km牵引力所做的功W=Fs=1000N×2.5×10m=2.5×10J， 由?5
8
4
?WW?Qmq得，全程往返约250km需要汽油的质量为：
W2.5?108Jm???18.12kg。 7?q30%?4.6?10J/kg答：（1）汽车静止时对在地面的压强2×10Pa．（2）汽车以90km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率2.5×10W．（3）全程往返约250km牵引力所做的功2.5×10J；全程往返约250km需要汽油的质量为18.12kg．
24、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。
4
8
5
U2(220V)2??988?。 （2）已知保温功率P=50W，电压U=220V，R2?P保50W保
（3）满箱水的体积V=1L=1×10m，满箱水的质量
-33
m?ρV?1.0?103kg/m3?10?3m3?1kg
加热满箱水所需吸收热量是
Q?cm(t?t0)?4.2?103J/(kg?℃)?1kg?(95℃?20℃)?3.15?105J
电热器放出的总热量 Q总70％?Q?3.15?105J 则Q总?4.5?105J
Q总4.5?105JW???900s 加热所需时间t?P加P加500W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）R＝U／P＝（220V）／1100W＝44Ω
（2）Q吸=cm（t-t0）=4．2×10J/（kg·℃）×2kg×（80℃-20℃）=5.04×10J （3）电饭锅工作时，电能全部转化为内能 Q放=W=Pt=1100W×600s＝6.6×10J
（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
5
3
5
2
2
< Q放。
26、解析：（1）Q吸=cm水(t – t0)=4.2×10 J／(kg·℃)×50kg×(50℃ - 10℃)=8.4×10 J （2）η=Q吸/Q总=8.4×10J／2.8×10J=30％
（3）根据Q放=m煤q可得，需完全燃烧煤：m煤=Q放／q=2.8×10J／3.5×10J／kg=0.8 kg
答：(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是8.4×10 J。(2)这段时间该热水器的效率是30％。
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7
7
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3
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(3)需完全燃烧0.8 kg的煤。
初中物理计算题提高训练 - 比热容、热量和热机效率
