初中物理l热效率计算题

1.(毕节)某微电脑电热水壶具有温度可控、自动抽水等优点。

下表是该电热水壶的铭牌。

求： （1）如图所示，小电动机将1.2L 的水从桶中提升了0.5m ，电动机对水做的功至少是多少？（g 取10N/kg ）（2）电热水壶在额定电压下工作时的电流。

（保留一位小数）（3）电热水壶正常工作时，将1.2L 水从20℃加热到100℃时，水吸收的热量是多少？ [c 水=4.2×103J/（kg•℃）]（4）若（3）中的加热时间为7min ，求电热水壶的热效率。

(1)6J(2)5.5A(3) 4.032×105J(5)79.3%2. (龙岩)2015年龙岩市将在中心城区新增100辆纯电动新能源公交车，以促进公共交通实现“低 碳”化。

下表是某燃油汽车与纯电动汽车进行测试时的部分数据：燃油汽车纯电动汽车 能源种类 汽油（q 汽油=4.5×107J/kgρ汽油=0.7×103kg/m 3）电能 牵引力 600N 600N 行使100km 消粍 8×10-3m 3 20kW•h 二氧化碳排放量每消耗1kg 汽油 排放2kg 二氧化碳（1）汽油属于 （填“可再生”或“不可再生”）。

（2）若燃油汽车与电动汽车正常行驶100km ，则①燃油汽车消耗多少千克汽油？②燃油汽车与纯电动汽车的能量转化效率分别是多少？（提示：燃油汽车能量转化效率η汽：汽车牵引力做的功与汽油完全燃烧放出的热量之比；纯电动汽车能量转化效率η电：汽车牵引力做的功与汽车消耗电能之比）（1）不可再生；（2）①5.6kg ；②23.8%；83.3% 3．（南通）2015年，南通建造的世界首座海洋生活平台“希望7号”出海试航．若试航中平台的排水量为2.5×104t ，以5m/s 的速度匀速直线航行5km ，所受阻力是平台重的0.016倍．取g=10N/kg ，q燃油=4×107J/kg ．求：（1）平台受到的浮力；（2）平台所受牵引力的功率；（3）若平台燃油机动力系统效率为40%，该试航过程至少需要燃烧的燃油质量． 解：（1）平台的排水量为m 排=2.5×104t=2.5×107kg ， 根据阿基米德原理可知，平台受到的浮力F 浮=G 排=m 排g=2.5×107kg×10N/kg=2.5×108N ． （2）平台漂浮时，G=F 浮=2.5×108N ，平台所受的阻力f=nG=0.016×2.5×108N=4×106N ， 因为平台匀速直线航行，根据二力平衡条件， 平台所受的牵引力F 牵=f=4×106N ，平台航行的路程s=5km=5×103m，牵引力做的功W=Fs=4×106N×5×103m=2×1010J，由v=得，t===1×103s，则平台所受牵引力的功率P===2×107W．（3）由η=得，燃油燃烧放出的热量Q放===5×1010J由Q放=mq得，燃油质量m===1.25×103kg．答：（1）平台受到的浮力2.5×108N；（2）平台所受牵引力的功率2×107W；（3）若平台燃油机动力系统效率为40%，该试航过程至少需要燃烧的燃油质量为1.25×103kg．4. (兰州)某燃气热水器工作时，燃烧产生热量的功率为20kW，水温升高25℃时，每分钟出水量为10L．此时c水=4.2×103J/kg•℃，ρ水=1.0×103kg/m3．求：（1）1min内水吸收的热量；（2）热水器的效率．解：（1）1min出水体积V=10L=0.01m3，由ρ=得水的质量：m=ρV=1×103kg/m3×0.01m3=10kg，1min水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×10kg×25℃=1.05×106J；（2）1min燃气燃烧产生热量：Q放=Pt=20000W×60s=1.2×106J，热水器的效率：η==×100%=87.5%．答：（1）1min内水吸收的热量为1.05×106J；（2）热水器的效率为87.5%．5.（德州）天然气灶使用方便、经济环保．如图所示，在一个标准大气压下，天然气灶将一壶质量为3kg、温度为20℃的水加热至沸腾，大约需要10min，已知：水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为3.5×107J/m3．求：（1）水吸收的热量；（2）若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，烧开这壶水需要多少天然气．答：（1）水吸收的热量为1.008×106J；（2）若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，烧开这壶水需要4.8×10﹣2m 3天然气．6.（常州）常州三井小学安装有太阳能发电站，基本结构和5月初电能表的示数如图甲所示；5月底电能表的示数如图乙所示．问：(1)5月份，发电站向办公楼输送电能多少焦耳?(2)用燃煤发电的效率为30％，已知燃煤的热值为3×107J/kg，若火力发电站要产生和学校办公楼5月份用电量相等的电能，需消耗燃煤的质量为多少?（1）3.6×1010J（2）4000kg7.（苏州）某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率．他们用酒精灯给100g的水加热，经过一段时间测得水温升高了60℃、消耗了4.2g酒精．已知：水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），酒精的热值为3×107J/kg．求：（1）此过程中水吸收的热量；（2）4.2g酒精完全燃烧放出的热量；（3）酒精灯烧水时的热效率．(1) 2.52×104J(2)1.26×104J(3)20%8.（连云港）2015年4月21日，重达2.3吨的世界上最大的太阳能飞机“阳光动力2号”降落在南京机场。

如图所示，该飞机机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料，机翼上安装有高效太阳能电池板，能提供65kW的最大功率，该飞机的最大飞行速度为140km/h。

假设飞机停在水平地面时轮与地面的总接触面积为0.1m2，g取10N/kg。

求：⑵机停在水平地面时对地面的压强大小；⑵当飞机发动机的输出功率保持60kW，并以108 km/h的速度水平匀速飞行时，发动机的牵引力大小；⑶若飞机发动机保持60kW的输出功率匀速飞行1h，发动机输出的能量为多大？这些能量相当于多少升的航空燃油完全燃烧时释放的能量？航空燃油的热值取4×107J/kg，密度取0.75×103kg/m3。

解：⑴飞机对地面的压强Pa103.2m1.010N103.2523⨯=⨯⨯===SmgSFp⑵由P=Fv，得⑶W=Pt=60×103 W×3600s=2.16×108J由Q=qm得由Vm=ρ得9.（呼和浩特）王大刚同学和家人在郊外野餐，用木炭烧水．铁锅内装有5kg水，把水从18℃加热至98℃，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）．如果木炭的热值为3.4×107J/kg，它燃烧放出的热有10%被水吸收．求：（1）在这个过程中水吸收的热量；（2）在这个过程中用掉多少木炭．N102m/s30W106033⨯=⨯==vPFL2.7m102.7kg/m1075.0kg4.53333=⨯=⨯==-ρmVkg4.5J/kg104J1016.278=⨯⨯==qQm（1）吸收的热量Q 吸=cm （t ﹣t 0）=4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（98℃﹣18℃）=1.68×106J ； （2）由η=得：Q 放===1.68×107J ，由Q 放=mq 得： 需要的木炭m===0.49kg ．答：（1）在这个过程中水吸收1.68×106J 的热量（2）在这个过程中用掉0.49kg 木炭．10.今年“五一”期间，爸爸开车带着鲁鲁去旅游．汽车(包括车上的人和物品)质量为1.6×103 kg ，汽车以90 km/h 的速度在平直公路上匀速行驶230 km ，所受的平均阻力是汽车总重的0.05倍，汽车发动机的效率为25%，汽油的热值是4.6×107 J/kg(假设汽油完全燃烧)．(1)汽车以90 km/h 的速度在平直公路上匀速行驶时，汽车发动机的牵引力是多少？(2)汽车行驶230 km 牵引力做了多少功； (3)汽车全程消耗汽油多少千克？解：(1)G ＝mg ＝1.6×103 kg ×10 N/kg ＝1.6×104 N ，f ＝0.05G ＝0.05×1.6×104 N ＝800 N ，因为该车在水平面上做匀速直线运动，所以F ＝f ＝800 N(直接写F ＝f 也给分)；(2)230 km ＝2.3×105 m ，W ＝Fs ＝800 N ×2.3×105 m ＝1.84×108 J ；(3)根据η＝W Q 放得Q 放＝W η＝1.84×108 J25%＝7.36×108 J ，m ＝Q 放q ＝7.36×108 J 4.6×107 J/kg＝16 kg 11.(德州)太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置．下表是小华家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息．求：(1)水在10 h 内吸收的热量；(2)太阳能热水器的能量转化效率．解：(1)由热量的计算公式得Q 1＝cmΔt ＝4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg ×50 ℃＝2.1×107 J ；(2)太阳能吸收的热量Q 2＝Pt ＝ 3.0×106 J/h ×10 h ＝3.0×107 J ，太阳能热水器的能量转化效率η＝Q 1Q 2＝2.1×107 J3.0×107 J＝70%12.某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10 kg 的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图象．若在6 min 内完全燃烧了2 kg 的煤，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，煤的热值约为3×107 J/kg.求： (1)煤完全燃烧产生的热量．(2)经过6 min 时间加热，水所吸收的热量． (3)煤炉烧水时的热效率．解：(1)由Q ＝mq 得Q 放＝2kg ×3×107J/kg ＝6×107J ；(2)由图可知6min 后水的温度为80℃，由Q 吸＝cmΔt 得Q吸＝4.2×103J/(kg·℃)×10kg ×(80℃－20℃)＝2.52×106J ；(3)η＝Q 吸Q 放＝2.52×106J6×107J＝4.2%13.三峡水电站有“照亮半个中国”的美誉，它的年平均发电量约为8.5×1010 kW ·h ，相当于一座年消耗5×1010 kg 标准煤的火力发电站的发电量．(1)标准煤的热值为2.9×107 J/kg ，完全燃烧5×1010 kg 标准煤能放出多少热量．(2)以三峡水力发电代替同等的火力发电，每年会少排CO 2气体1.2×1011 kg ，这些气体的体积是多少m 3(通常情况下CO 2气体的密度为2 kg/m 3)． (3)根据本题中的数据，计算火力发电的效率．解：(1)完全燃烧5×1010kg 标准煤放热Q 放＝qm ＝2.9×107J/kg ×5×1010kg ＝1.45×1018J ；(2)排放CO 2气体的体积V 气＝m 气ρ气＝1.2×1011 kg 2 kg/m 3＝6×1010 m 3；(3)火力发电的效率η＝W 电Q 放＝8.5×1010×3.6×106J1.45×1018J≈21.1 % 14.一只电热水壶铭牌上标有“220V 1100W ”的字样，在额定电压下工作。