中考总复习专项训练--力热电综合计算题附答案
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题型之三 力、热综合题汽车、汽艇、飞机、推土机等机械,构建了力、热之间的联系,因而成为了力、热综合题的载体.t s v =、SFp =、P=W/t 、W=F s 、P=Fv 、Q=q m 是解题常用的公式,热机效率仍是试题考查的重点.(2014·威海)我国自主研制的某型新一代战斗机,它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能.该飞机最大起飞质量为37 t ,最大飞行高度达20 000 m ,最大航行速度达2.5倍声速(合3 060 km/h ),最大载油量为10 t.飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表: 速度v /(m/s ) 100 200 300 400 500 阻力f /N0.3×1041.2×1042.7×1044.8×1047.5×104已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%,飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg.求:(1)飞机发动机完全燃烧10 t 燃油获得的能量是多少焦?(2)当飞机以400 m/s 的速度巡航时,飞机发动机的输出功率是多少千瓦?(3)若在飞机油箱中加满燃油,并且以500 m/s 的速度巡航时,飞机的最大航程约是多少千米?点拨:燃油燃烧释放的能量可以利用公式Q=mq 计算,此时飞机可做的机械功为W=Q η,而W = Fs = fs. 知飞机的速度v ,则可从表格中获取飞机受到的阻力f ,进而得出飞机的动力F ,再利用公式P=Fv 算飞机的功率.1.(2014·梅州)一辆总重为1.6×104N 的汽车在高速公路上匀速行驶了20 km.已知汽车行驶过程所受平均阻力为1.4×103 N ,车轮与地面接触的总面积为0.08 m 2,求: (1)该汽车静止在水平地面上时对地面的压强;(2)汽车发动机的牵引力在这段路程内所做的功;(3)若在这段路程内,汽车发动机排出的废气带走的热量为4.2×107J.这些热量可使多少m 3的水温度升高50 ℃.[水的比热容c 水=4.2×103J/(kg · ℃)].2.(2013·河南)在城乡建设中,推土机发挥着巨大的作用.如图为某型号履带式推土机,额定功率为2.0×105 W.请回答并计算:(1)推土机安装履带,是为了在松软的土地上作业时___________;当推土机在湿滑的土地上作业时,履带上凸出的棱则起到_______________的作用.(2)当推土机在平直场地上以额定功率进行推土作业时,在1 min内匀速前进了120 m,求推土机受到的阻力.(3)若推土机发动机的效率为40%,工作一段时间消耗柴油50 L,求此过程中推土机做的功.已知柴油的密度为0.8×103 kg/m3,热值为4.0×107 J/kg.3.(2014·云南)如图是根据某小汽车在一段平直的路面上行驶的时间通过的路程绘制的示意图.(1)判断图中小汽车是匀速直线运动还是做变速直线运动;(2)求图中小汽车全程的平均速度;(3)若小汽车以20 kW的功率行驶10 min消耗汽油1 kg,已知汽油的热值q=4.6×107 J/kg,求小汽车发动机的效率.4.某快艇使用的汽油热值约为4.6×107J/kg,密度约为0.7×103 kg/m3,油箱容积为50 L,它在水中匀速航行时所受的阻力f=1 400 N,求:(1)如果把油箱装满,则汽油的质量是多少?(2)若快艇匀速行驶46 km,则牵引力所做的功是多少?(3)若快艇匀速行驶46 km耗油8 L,则发动机的效率为多少?5.如图为泸州市某风景区山中的一段盘山公路照片.以汽油为燃料的观光汽车沿该盘山公路(盘山公路近似处理为斜面)以10 m/s的速度匀速行驶,经过900 s从山脚到达山顶;汽车上山时沿路面获得的牵引力恒为9.2×103 N.已知汽油完全燃烧释放的热量转化为汽车牵引力做功的效率为30%,汽油热值q=4.6×107 J/kg,求:(1)汽车上山时牵引力的功率为多大.(2)汽车从山脚到山顶消耗了多少千克的汽油.6.(2014·呼和浩特)2013年CYCC中国房车锦标赛分站赛于7月5日至7月7日在鄂尔多斯国际赛车场举行.某一型号的房车在一段平直公路上匀速行驶了56 km,用时半小时,车的总质量为3×103kg ,受到的阻力为车重的101.求: (1)该房车的行驶速度;(2)该房车牵引力所做的功;(3)已知这一过程消耗燃油1.5×10-2 m 3,则热机在这一过程中消耗的总能量为多少?(假设燃油完全燃烧,燃油密度ρ为0.8×103 kg/m 3,燃油热值q 为4.5×107J/kg );(4)若将该房车改装成纯电动汽车,则可使二氧化碳排放量由每消耗1 kg 汽油排放2.2 kg 二氧化碳降为零.已知改装后的房车每行驶一百公里能耗为160 kW ·h ,则该房车 的效率.7.(2014·宜宾)已知××型汽车的质量M=1 200 kg ,汽车的额定功率P=40 kW.一般情 况下,驾驶员酒后的反应时间(从发现情况到开始制动所需的时间)比正常时慢了0.1~ 0.5 s ,易发生交通事故.下表格为《驾驶员守则》中驾驶员在不同车速时所对应的正常反 车速v (km/h ) 40 60 80 反应距离s (m ) 57.510(1)假设汽车在水平路面上以额定功率匀速行驶时间t 1=15 min ,速度大小v 1=72 km/h , 消耗汽油的质量m=2 kg ,求该汽车受到阻力大小和汽车发动机的效率;(g 取10 N/kg ,q 汽油=4.5×107J/kg )(2)请根据表格数据,计算驾驶员的正常反应时间.题型之三力、热综合题例3(1)燃烧10 t燃油放出的热量Q=mq=10×103 kg×5×107J/kg=5×1011 J.(2)由表格可知,飞机以400 m/s的速度巡航时,受到的阻力f1=4.8×104 N,可见其输出功率P1=F1v1=f1v1=4.8×104 N×400 m/s=1.92×107W.(3)飞机加满油,能做的机械功W=Qη=5×1011 J×40%=2×1011 J;由表格可知,飞机以500 m/s的速度巡航时,受到的阻力f2=7.5×104 N,则其航行的距离s=W/F2= W/f2=2×1011 J/(7.5×104 N)≈2 666.7 km.针对训练1.(1)压强p=F/S=1.6×104 N/0.08 m2=2×105 Pa(2)发动机所做的功W=Fs=1.4×103 N×20×103 m=2.8×107 J(3)水的质量m=Q吸/(cΔt)=4.2×107 J/[4.2×103 J/(kg·℃)×50 ℃]=200 kg水的体积V=m/ρ=200 kg/(103 kg/m3)=0.2 m32.(1)减小压强增大摩擦(2)推土机做功W=Pt=Fs则牵引力F=Pt/s=2.0×105 W×60 s/120 m=1.0×105 N由于推土机匀速运动,则推土机受到的阻力Ff=1.0×105 N(3)消耗的柴油质量m=ρV=0.8×103 kg/m3×50×10-3 m3=40 kg柴油完全燃烧放出的热量Q=mq=40 kg×4.0×107J/kg=1.6×109 J根据η=W/Q×100%可得推土机做的功W=Qη=1.6×109 J×40%=6.4×108 J3.(1)小汽车做变速直线运动(2)小汽车全程的平均速度是v=s/t=1 200 m/40 s=30 m/s(3)P=20 kW=2×104 W,t=10 min=600 s发动机做的功W=Pt=2×104 W×600 s=1.2×107 J1 kg汽油放出的热量是Q放=mq=1 kg×4.6×107 J/kg=4.6×107 Jη=W/Q放=1.2×107/4.6×107 J≈26.09%4.(1)m=ρV=0.7×103 kg/m3×0.05 m3=35 kg(2)W=Fs= fs=1 400 N×4.6×104 m=6.44×107 J(3)m1=ρV1=0.7×103 kg/m3×0.008 m3=5.6 kgQ放=m1q=5.6 kg×4.6×107J/kg=2.576×108 Jη= W/Q放=6.44×107 J/(2.576×108 J)=25%5.(1)s=vt=10 m/s×900 s=9×103 mW牵=Fs=9.2×103 N×9×103 m=8.28×107 J牵引力的功率P=W牵/t=8.28×107 J/900 s=9.2×104 W(2)汽油完全燃烧释放的热量Q=W牵/η=8.28×107 J/30%=2.76×108 J消耗汽油的质量m=Q/q=2.76×108 J/4.6×107J/kg=6 kg.6.(1)v=s/t=56 km/0.5 h=112 km/h(2)W有=Fs=110mgs=110×3×103 kg×10 N/kg×56×103 m=1.68×108 J(3)W总=mq=ρVq=0.8×103 kg/m3×1.5×10-2 m3×4.5×107 J/kg=5.4×108 J (4)η=W有/W′总=1.68×108 J/(160×56/100×3.6×106 J)=52% 7.(1)①牵引力做的功为W=Pt=40×103 W×15×60 s=3.6×107 J汽车牵引力F=P/v=40×103 W/72×13.6=2 000 N机车受到的阻力f=F=2 000 N②汽油完全燃烧释放的能量Q=mq=2 kg×4.5×107 J/kg=9×107 J 汽车发动机的效率η=W/Q=3.6×107 J/9×107 J=40%(2)车速v1=40 km/h=403.6 m/s驾驶员的反应时间Δt=s1/v1=5 m/403.6 m/s=0.45 s。
类型1 燃料烧水1、我国的秦山核电站,目前每分钟的安全发电量,相当于少消耗烟煤13.0 t。
(1)如果13.0 t烟煤完全燃烧,放出的热量为多少?(烟煤的热值为2.9×107 J/kg)(2)假设13.0 t烟煤在煤炉中完全燃烧,放出的热量部分被水吸收,可以使4×105 kg 的水从20 ℃升高到100 ℃,求:水吸收的热量为多少?[c水=4.2×103 J/(kg·℃)] (3)求煤炉加热水的热效率.(用百分数表示,结果保留两位有效数字)2、若家用天然气的热值为4.2×107 J/kg,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃).(1)完全燃烧0.04 m3天然气放出的热量是多少?(2)若某新型天然气灶烧水的效率为40%,完全燃烧0.04 m3天然气,可使室温下5 kg的水温度升高多少?3、如图,天然气灶在一个标准大气压下,将一壶质量为3 kg、温度为20 ℃的水,加热至沸腾,大约需要10 min,已知:水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为3.5×107 J/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.类型2 太阳能、电能(其他能)烧水4、某品牌太阳能热水器,每小时平均接收4.2×106 J的太阳能,在5小时的有效照射时间内,将热水器中质量为100 kg、初温为26 ℃的水,加热到46 ℃。
求:(1)热水器中的水吸收的热量Q吸;[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)](2)热水器在5小时有效照射时间内接收到的太阳能E;(3)热水器在5小时有效照射时间内接收到的太阳能,相当于完全燃烧多少立方米的天然气放出的热量.(天然气的热值为7×107 J/m3)类型3 热机效率5、某汽车,在一段平直公路上匀速行驶了36 km,用时0.5小时,车的总质量为3×103 kg,受到的阻力为车重的0.1倍,其中g取10 N/kg。
中考电、力、热综合专题计算命题点一:铭牌类1.(2019·邵阳)某居民家安装了一台电热水器,其铭牌标示如下表所示。
加满20℃的=4.2×103J/(kg•℃),干木材的热值q=水后加热至70℃,已知水的比热容c水1.2×107J/kg。
(1)水需要吸收多少热量?(2)电热水器正常工作时至少需要多长时间?(3)如果用干木材替代电热水器烧水,效率为14%,需要多少干木材?××型电热水器额定加热功率2400W 加热方式电加热器额定电压220V 安全等级防触电保护一类温度设定范围20℃~90℃净重20kg容量40L 整机外形尺寸530mm×400mm×400mm 出厂日期2019年5月15日2.在实践活动中,小刚所在的兴趣小组对电热水壶进行了研究与计算。
(1)如图所示,电热水壶使用的都是三脚插头,中间较长的脚连接的是电热水壶的金属外壳,插入三孔插座后可将其与相连,防止漏电时对人造成伤害。
壶底的加热盘烧水时是通过的方式改变了水的内能。
(2)电热水壶的铭牌如下表所示,正常工作时通过电热水壶的电流是多少?额定容量 2.0L额定电压220V额定功率2000W频率50Hz(3)为了测量电热水壶的加热效率,小刚在壶中加入额定容量的初温为15℃的水,在额定电压下将其加热到沸腾,用时7min。
已知烧水时气压为1个标准大气压,ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃),则该电热水壶的加热效率为多少?(4)小刚发现电热水壶的电源线都比较短,上网查询后发现,按照国家规定的标准,电热水壶使用的电源线不能过长,横截面积不能过小。
请利用所学的物理知识进行解释。
3.(2019·安顺)如图甲所示是一款加热杯,可以通过控制开关实现高、中、低三档加热,其简化电路图如图乙所示。
R1、R2、R3均为电热丝,已知R1=176Ω加热杯的部分参=4.2×103J/(kg•℃),ρ水=1.0×103kg/m3]数如表。
专题15 力热电 力电热综合计算 2023年中考物理计算题专题提升培优练学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、计算题1.如图所示是我国自主研发的新能源汽车,正在由充电桩进行充电。
该充电桩额定输出电压为500V ,额定输出电流为20A 。
该电动汽车的电源由8000节电池组成,电池总质量为400kg ,该电池的能量密度为0.20kW·h/kg (能量密度是指电池可以充入的最大电能与电池质量的比值),汽车每行驶100km 的耗电量为20kW·h 。
求:(1)充电桩的额定输出功率是多少千瓦?(2)该汽车电池一次能够储存的最大电能?将汽车电池从完全没电充电至充满,需要多少小时?(3)若汽车以20m/s 的速度在水平路面上匀速行驶100km 的过程中,受到的平均阻力是360N ,则该过程中汽车将电能转化为机械能的效率是多大?2.一个力敏电阻通过“轻质细杆”与圆柱形物体A 连接,力敏电阻所在电路图如图甲虚线框所示,其中电源电压为12V ,R 2为定值电阻。
已知力敏电阻R 1的阻值与所受力大小之间的关系如图乙所示。
现将物体A 浸没在一个装水的圆柱形容器中。
然后打开阀门K ,开始缓慢放水,在A 开始露出水面到A 完全离开水面的过程中,发现电流先增大后减小,且此过程中电流表最大示数为I 1=0.6A ;当物体A 一半体积浸入水中时,电流为I 2=0.4A ;物体A 完全离开水面后,电流表示数I 3=0.2A 。
(串联电路中12R R R =+总,细杆足够长、质量忽略不计,g 取10N/kg )求(1)R 2的阻值;(2)物体A 的重力;(3)物体A 可能的密度值。
3.小雷同学为探究水流对不同形状物体的冲击力,设计了一个实验装置,如图甲所示。
电源电压保持3V 不变,电流表量程为0~0.6A .粗细均匀的电阻丝MN 全长10cm ,总电阻为10Ω,它的阻值与其接入电路的长度成正比,水平光滑杆AB 上套有弹簧,弹簧每受到1N 的拉力伸长1cm ,弹簧左端固定,右端连接有滑块,滑块与滑片P 、物体Q 通过硬杆相连,且滑块滑至B 点则刚好被挡住,此时滑片P 刚好与N 端相接。
小专题:计算题-力热电综合题型之一:力、热综合1.(2018·恩施)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?2.(2018·宜昌)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 kW ·h 。
(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:(1)G =mg =0.1kg ×10N/kg =1NW =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 =2.3JΔt =Q c 铁m =20%×W 机c 铁m =20%×2.3 J 0.46×103J/(kg ·℃)×0.1 kg=0.01℃解:(1)W =Fs =720 N ×80×103 m =5.76×107JP =W t =Fs t =Fv =720N ×60×13.6m/s =1.2×104 W (2)W 总=18 kW ·h =18×3.6×106 J =6.48×107Jη=W 有用W 总=5.76×107J 6.48×107J×100%≈88.9% (3)由η=W 有用Q 放得,Q 放=W 有用25%=5.76×107J 25%=2.304×108J由Q 放=mq 得,m =Q 放q =2.304×108J4.5×107J/kg=5.12kg题型之二:多挡位用电器类(含电热综合)1.(2018·随州)如图甲,某智能电饭锅,有加热、保温、断电的功能。
专题27:力学、热学和电学综合计算一、计算题1.(2014·安顺)小丽家新买了一台电热水器,下表是该热水器的一些技术参数.型号F ED﹣H50额定电压220V最大水量50L额定功率2000W现将水箱中装满水,通电后正常工作40m i n,水温从25℃上升到45℃,求:(1)此过程中水所吸收的热量;(2)热水器中电热丝的电阻;(3)热水器的效率.【答案】(1)热水器水箱中水所吸收的热量为×106J;(2)热水器中电热丝的电阻为Ω;(3)热水器的效率为%.考点:电功与电热的综合计算2.(2014·茂名)混合动力汽车是一种新型汽车,它有两种动力系统。
汽车加速,汽油机提供的动力不足时,蓄电池的电能转化为动能,使汽车加速更快;汽车减速,汽车动能转化为电能,由蓄电池贮存起来,减少能量的浪费。
两种动力系统也可以独立工作,只有汽油机工作时,与一般的汽车相同;只使用电力时,由电动机提供动力。
右表是国产某混合动力汽车蓄电池的铭牌,其中电池容量是蓄电池贮存的最大电能。
该汽车匀速行驶时受到的阻力为720N。
求:(1)在家庭电路中对放电完毕的蓄电池充满电要多长时间(2)仅由电动机提供动力,汽车匀速持续行驶的最大距离是多少不考虑电能转化为机械能时能量的损失。
(3)仅由汽油机提供动力,汽车匀速行驶每百公里的油耗是多少升假设汽车受到的阻力不变,汽油的热值为×107J/ L(即焦耳/升),汽油机的效率为24%。
【答案】(1)在家庭电路中对放电完毕的蓄电池充满电需要10h.(2)仅由电动机提供动力,汽车匀速持续行驶的最大距离是220km.(3)仅由汽油机提供动力,汽车匀速行驶每百公里的油耗是10升.考点:功和功率的计算、热值计算3.(2014·本溪)如图所示为某品牌蒸汽挂烫机,为了便于移动,它底部装有四个轮子.其工作原理是:底部的储水箱注满水后,水通过进水阀门流到发热体迅速沸腾,并变成灼热的水蒸气,不断喷向衣物,软化衣物纤维.下表是这种蒸汽挂烫机的部分参数.[g=10N/kg,=×103J/(kg℃),g=10N/kg]c水发热功率 880W额定电压 220V储水箱注满水量 2kg 挂烫机净重4kg 轮子与地面接触的总面积12cm 2(1)储水箱注满水后挂烫机对水平地面的压强是多少 (2)该蒸汽挂烫机正常工作时通过发热体的电流是多少(3)如果发热体每分钟能把25g 水由20℃加热至100℃,在这一过程中水吸收了多少热量发热体产生多少热量【答案】(1)储水箱注满水后挂烫机对水平地面的压强是5×104P a ; (2)该蒸汽挂烫机正常工作时通过发热体的电流是4A (3)水吸收的热量为8400J ;发热体产生的热量为52800J . 【解析】试题分析:(1)储水箱注满水后挂烫机对水平地面的压力:F =G 总=m总g=(2kg+4kg )×10N/kg=60N,则储水箱注满水后挂烫机对水平地面的学科网压强:24m 1012N 06-⨯==S F P =5×104P a ; (2)由P =UI 可得,挂烫机正常工作时通过发热体的电流:A 4V220W 880===U P I ;(3)水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=×103J/(kg℃)××(100℃﹣20℃)=8400J;发热体产生的热量:Q=W=Pt=880W×60s=52800J.考点:压强的大小及其计算;电功与热量的综合计算..4.(2014·镇江)如图是一种配有风力发电机和太阳能电池板的新型路灯,路灯的额定功率为,光电池接收太阳光辐射的功率为1kW,吹向风力发电机叶片上的风功率与风速之间的关系如下表所示,风能转化为电能的效率为4%,光电池将光能转化为电能的效率为η光.(1)无风的晴天,光照6h,太阳能电池板产生的电能可使路灯正常工作10h,则路灯消耗的电能是多少kWh光电池将光能转化为电能的功率η光为多大(2)在有风的晴天,经3h的光照和风吹,路灯可正常工作7h,则当时的风速为多大【答案】(1)无风的晴天,光照6h,太阳能电池板产生的电能可使路灯正常工作10h,则路灯消耗的电能是h;光电池将光能转化为电能的功率为20%;(2)在有风的晴天,经3h 的光照和风吹,路灯可正常工作7h,则当时的风速为10m/s.【解析】试题分析:(1)路灯工作t1=10h消耗的电能:W电1=P灯t1=×10h=h;光照t2=6h,光电池接收的太阳能:W光1=P光×t2=1kW×6h=6kWh;光电池将光能转化为电能的效率:η电=hkW6hk2.111••=WWW光电×100%=20%;(2)路灯工作t 3=7h 消耗的电能:W 电2=P 灯t 3=×7h=h;光照t 4=3h ,光电池接收的太阳能:W 光2=P 光×t 4=1kW×3h=3kWh;根据公式η电=光电W W 可知光电池产生的电能:W 电2= W 光2η电=3kWh× 20%=h;风力发电机产生的电能:W 风电=W 电2﹣W 光电=h ﹣h=h ;根据公式η风=,可知消耗的风能:W 风==•=%4h.24kW 0风风电ηW 6kWh ;风的功率为:W t W P k 2h3h6kW 4=•==风,根据风功率与风速之间的关系可知此时的风速为10m/s .考点: 能源与可持续发展5.(2014·湖州)如图是一盏漂浮在水面的太阳能荷花灯,白天太阳能发电板给电池充满电,晚上电池给LED 灯照明供电。
专题4.2 初中热电综合计算题知识回顾解决热电综合计算题一般涉及到的物理公式包括物体吸热公式、放热公式、热值公式、热效率公式、电功公式、电功率公式等;涉及到的物理规律有热平衡思想、串联电路特点、欧姆定律、焦耳定律等。
典例突破【例题1】(2019齐齐哈尔)如图甲是文文同学家新买的一台冷暖空调扇,其内部简化电路如图乙所示,R1、R2均为发热电阻,R1的阻值为110Ω,M是电动机。
开关S1闭合后,当S2接1、2时吹冷风;当S2接2、3时吹温风;当S2接3、4时吹热风,此时空调扇的总功率为1100W.已知:电源电压为220V,c冰=2.1×103J/(kg•℃)。
求:(1)吹冷风时,在空调扇内加入冰袋会使吹出的风温度变低,若冰袋内冰的质量为lkg,温度从﹣16℃升高到一6℃时,冰从周围吸收的热量是多少?(2)吹冷风时,电动机正常工作1h消耗的电能为0.11kW•h,此时通过电动机的电流是多少?(3)吹热风时,R2的电阻是多少?【答案】(1)吹冷风时,冰从周围吸收的热量是2.1×104J;(2)吹冷风时,通过电动机的电流是0.5A;(3)吹热风时,R2的电阻是88Ω。
【解析】(1)冰吸收的热量为:Q吸=c冰m冰△t=2.1×103J/(kg•℃)×1kg×[﹣6℃﹣(﹣16℃)]=2.1×104J;(2)开关S1闭合后,当S2接1、2时吹冷风,此时只有电动机工作,由W=UIt可得,通过电动机的电流为:I冷===0.5A;(3)电动机的功率为:P电动机===0.11kW=110W,当S2接3、4时吹热风,此时电动机、R1、R2并联,因并联电路各支路两端的电压相等,则R1消耗的功率:P1===440W,已知此时空调扇的总功率为1100W,则消耗R2的功率为:P2=P﹣P电动机﹣P1=1100W﹣110W﹣440W=550W,由P=可得,R2的阻值为:R2===88Ω。
类型四力、电、热综合综合类一般综合途径型电热综合电能⇒内能η=×100%⇒力热综合内能⇒机械能η=×100%⇒力电综合电能⇒机械能η=×100%⇒1.冬天,为了让师生能喝上热水,买了多台电热水壶,其铭牌上标有“220 V 10 A〞字样,求: ( 1 )一台电热水壶正常工作210 s消耗的电能;( 2 )假设电热水壶放出的热量全部被水吸收,那么一台电热水壶210 s内可将质量为多少千克的水从初温为20 ℃加热到75 ℃[c水=4.2×103 J/( kg·℃ )]?解:( 1 )电热水壶正常工作时电功率P=P额=UI=220 V×10 A=2200 W创作;朱本晓电热水壶正常工作210 s消耗的电能W=Pt=2200 W×210 s=4.62×105 J( 2 )假设电热水壶放出的热量全部被水吸收,那么Q吸=W=4.62×105 J由Q吸=c水m( t-t0 )可得,m==2 kg 2.( 2021· )如图是新概念卵形汽车Pivo,车与人的总质量为800 kg,静止在程度地面上时,对程度地面的压强为8×104 Pa,最高时速可达180 km/h。
求:( 1 )该车静止在程度地面上时与地面的总接触面积是多大?( 2 )假设该车以最高时速沿平直公路进展测试,匀速前进时的阻力是人车总重的0.2倍,那么此时该车牵引力的功率为多少?( 3 )在测试中,该车以最高时速在平直公路上匀速前进23 km所消耗的电能与完全燃烧1 kg汽油所释放的能量一样,那么该车的效率为多少( q汽油=4.6×107 J/kg,g取10 N/kg )?解:( 1 )该车静止在程度地面上时,对地面的压力F压=G=mg=800 kg×10 N/kg=8000 N由p=可得,汽车与地面的总接触面积创作;朱本晓S==0.1 m2( 2 )因汽车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,那么汽车受到的牵引力F=f=0.2G=0.2×8000 N=1600 N汽车行驶的速度v=180 km/h=50 m/s那么此时该车牵引力的功率P==Fv=1600 N×50 m/s=8×104 W( 3 )该车以最高时速在平直公路上匀速前进23 km时,牵引力做的功W=Fs=1600 N×23×103 m=3.68×107 J消耗的电能W电=Q放=m'q汽油=1 kg×4.6×107 J/kg=4.6×107 J那么该车的效率η=×100%=×100%=80%3.( 2021· )“国之润,自疏浚始〞。
2012年全国各地中考物理试题汇编---力热电综合1、(2012•福州)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. (1)如图所示,小电动机将l.2kg 的水从桶中提升了0.5m ,电动机对水做的功至少是多少? (2)为了泡绿茶要将水从25℃加热到85℃,则1.2kg 的水需吸收热量是多少?[c 水=4.2×103J/(kg •℃)] (3)若加热题(2)中的水需用时315s ,电热水壶加热效率为96%,则它的实际工作电压是多少?2、(2012广州) 重4 10 N 的汽车在水平路面匀速运动,所受阻力为920N ,汽车牵引力功率为9.2kW ,其汽油发动机效率为20%(汽油热值是(4.6x107J /kg ) (1)在图19 表示汽车的方框上画出汽车匀速运动过程中水平方向受力示意图.(2)求汽车运动100s 内①发动机对汽车的牵引力多大? ②牵引力做了多少功? ③汽车通过的距离多长?④发动机消耗汽油质量是多少?3、(2012茂名)23. (9分)小明家新安装了一台如图14所示的太阳能、电能两用热水器。
平常使用太阳能,在阳光不足时,用电热丝辅助加热。
热水器铭牌如下。
(l )电热水器正常工作时,电热丝的电阻和电流各是多少?(2)太阳能热水器贮满水,水温从20℃加热到50℃时吸收了多少热量? ( 1L = 10 -3m 3)(3)若通过完全燃烧天然气加热一满箱水,使其温度从20℃ 升高到50℃ 时,不考虑热量的损失,需要多少立方米天然气?(天然气的热值为4.0×107J /m 3)(4)由于寒冷阴雨,太阳能热水器只将水加热到35℃,现要通过电热丝将水加热到50℃使用,需电加热器正常工作多长时间?(设电能全部转化为内能)4、(2012遵义)家庭浴室中常用的灯暖型浴霸是通过灯泡的热辐射来升高光照区域内空气温度的,小明家浴室内浴霸由四只标有“220V 250W”的同规格发热灯组成,小明测得浴室的面积为6m2,高为2.5m,查资料得知当地空气的密度为1.2kg/ m3,比热容为1.0×103J / ( kg·℃), 当四只灯泡同时正常工作25min后,测得浴室内空气温度从13℃上升到28℃,求:(1)浴室内空气的质量;(2)浴室内空气吸收的热量;(3)浴霸加热浴室内空气的效率。
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?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18kW ·h 。
(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 )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:解:(1)G =mg =0.1kg ×10N/kg =1NW =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 =2.3JΔt =Q c 铁m =20%×W 机c 铁m =20%×2.3 J 0.46×103 J/(kg ·℃)×0.1 kg=0.01℃ 解:(1)W =Fs =720 N ×80×103 m =5.76×107 JP =W t =Fs t =Fv =720N ×60×13.6m/s =1.2×104 W (2)W 总=18 kW ·h =18×3.6×106 J =6.48×107 Jη=W 有用W 总=5.76×107 J 6.48×107 J×100%≈88.9% (3)由η=W 有用Q 放得,Q 放=W 有用25%=5.76×107 J 25%=2.304×108 J 由Q 放=mq 得,m =Q 放q =2.304×108 J 4.5×107 J/kg=5.12kg(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]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)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由P=UI=U2R得,R1=U2P加热=(220 V)2800 W=60.5Ω(2)加热时的热量:Q1=P加热t1=800 W×10×60 s=4.8×105 J保温时的热量:Q2=P保温t2=100 W×10×60 s=6×104 J由η=Q吸Q总得:Q吸=η(Q1+Q2)=80%×(4.8×105 J+6×104 J)=4.32×105 J 由Q吸=cmΔt得,m=Q吸c水Δt=4.32×105 J4.2×103 J/(kg·℃)×(100 ℃-20 ℃)≈1.29 kg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。
所以,P高温=P1+P2=U2R1+U2R2=(220 V)250 Ω+(220 V)2220 Ω=968 W+220 W=1188 W(2)Q=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×22 kg×(60 ℃-20 ℃)=3.696×106 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。
P低温=P2=U2R2=(220 V)2220 Ω=220 W由题意知,电热转化效率为84%,所以:Q=84%P低温t所以,t=Q84%×P低温=3.696×106 J84%×220 W=2×104 s3.如图甲,一家用电暖器,有“低温”“中温”“高温”三挡,铭牌见下表(“高温”挡功率空出)。
图乙为其简化的电路原理图,S 是自我保护开关,电暖器跌倒时,S 自动断开,切断电源。
闭合S 1为“低温”挡。
(1)“低温”挡正常工作时的电阻是多少?(2)“高温”挡正常工作时的总电流是多少?(3)若某房间内空气质量为60 kg ,空气温度为10 ℃,设空气的比热容为1.1×103 J/(kg ·℃),用该电暖器的“高温”挡正常工作20 min ,放出热量的50%被房间内的空气吸收,那么可使此房间的空气温度升高多少?4.如图甲,某电热加湿器的原理图,图丙为其部分参数,R 1、R 2为发热电阻,不考虑温度对电阻的影响,且R 2=3R 1,S 为旋转型开关,1、2、3、4为触点,通过旋转开关S 可实现“关”“低挡”“高挡”之间的切换。
(1)求加湿器处于低挡位置时的发热功率.(2)某次使用加湿器工作时,加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量。
如图乙所示是该次使用加湿器工作30 min 的图象,请计算加湿器在高挡正常工作时消耗的电能。
如果电阻R 1在此次高挡加热时产生的热量全部被水吸收,可以使注水仓中冷水的温度升高多少?[计算结果保留整数,水的比热容为4.2×103 J/(kg ·℃)](3)一天,芳芳断开家中其他所有用电器,只接通加湿器在低挡加热,发现家中如图丁的电能表的转盘在5 min 内转了27圈,求此时电阻R 2的实际加热功率是多少? 解:(1)由P =U 2R 得,R 1=U 2P 低=(220 V )2550 W=88 Ω (2)只闭合S 1为“低温”挡,R 1单独接入电路;只闭合S 2为“中温”挡,R 2单独接入电路;S 1、S 2同时闭合为高温挡,R 1、R 2并联。
则,高温挡功率:P 高=P 低+P 中=550W +1100 W =1650 W根据P =UI 得,I 高=P 高U =1 650 W 220 V=7.5 A (3)W =P 高t =1 650 W ×20×60 s =1.98×106 JQ 吸=ηW =50%×1.98×106 J =9.9×105 J由Q 吸=cm Δt 可得,Δt =Q 吸cm =9.9×105 J 1.1×103 J/(kg ·℃)×60 kg=15 ℃题型三:实际应用型电路类(含电力综合、电力热综合)例1、【力与运动】如图,在弹簧末端A 点挂一漏斗。
弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F 跟弹簧伸长(或缩短)的长度x 成正比,即F =kx (k 为常数),题中弹簧的形变都是弹性形变,k =100 N/m ,不计弹簧本身质量和漏斗质量。
(1)若物体重力增大10 N ,求弹簧变化的长度;(2)漏斗装满细沙,当漏斗中细沙流出1.5 kg 时,求A 点上升的距离;(3)求漏斗中流出细沙的质量m 与A 点上升的距离h 的关系式。
(g 取10 N/kg ,可视为漏斗始终处于平衡状态)例2、【运动与电】如图,电源电压为6 V ,保护电阻R 0=20 Ω,R 是长为0.2 m 的均匀电阻线,阻值与其长度成正比,其最大值为20 Ω.(1)滑片由b 点开始向上滑动,若滑片移动的距离为0.15 m 时,求电流表的示数;(2)求:电流表示数I 与滑片P 离b 点的距离L b 的关系式.解:(1)开关S 接“2、3触点”时,两电阻串联,由P =U 2R可知,此时电阻最大,总功率最小,为低挡;接“3、4触点”时,只有R 1接入电路,电阻最小,总功率最大,为高挡;由表格数据知,高挡功率:P 高=400 W ,由P =U 2R 得,R 1=U 2P 高=(220 V )2400 W=121 Ω 由题知,R 2=3R 1,则低挡的发热功率:P 低=U 2R 1+R 2=U 24R 1=(220 V )24×121 Ω=100 W (2)W 高=P 高t 高=400 W ×10×60 s =2.4×105 JQ =W =2.4×105 JΔt =Q cm = 2.4×105 J 4.2×103 J/(kg ·℃)×3 kg≈19 ℃ (3)电能表的转盘转过27 r 时,加湿器消耗的电能:W ′=27 r 4 000 r/(kW ·h )=0.006 75 kW ·h 加湿器在低挡加热的实际功率:P ′=W ′t =0.006 75 kW ·h 560h =0.081 kW =81 W 由P =I 2R 知,:P 1P 2=I 2·R 1I 2·R 2=R 1R 2=R 13R 1,则R 2的实际功率P 2=34P ′=34×81 W =60.75 W 解:(1)Δx =ΔF k =ΔG k =10 N 100 N/m=0.1 m (2)Δx =ΔF k =ΔG k =Δmg k =1.5 kg ×10 N/kg 100 N/m=0.15 m (3)h =ΔF k =ΔG k =mg k =mg 100=m 10在例1和例2的基础上,将弹簧的A点与滑片P相连接,如图。
上述给予的条件均不改变。
求:电流表的示数I与流出细沙质量m的关系式.针对训练1.体感器可以把力学物理量转化成电学信号,然后通过相互之间的函数关系,直接测出力的大小。
测量压力大小的压力传感器,工作原理如图所示,其中M、N均为绝缘材料,M、N间有可收缩的导线(电阻大小不计),弹簧上端和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起,电源电压恒为12 V,已知压力F的大小与R2的阻值大小成正比例关系。