第二节热学综合
1.农作物的秸秆可以回收加工制成秸秆煤．完全燃烧 kg的秸秆煤可放出多少J的热量？
若这些热量完全被质量为100 kg，初温为20 ℃的水吸收，可使水温升高到多少摄氏度？
[已知q秸秆煤＝×107 J/kg，c水＝×103J/(kg·℃)]
2.人人讨厌垃圾，对其避之不及，现在人们已可将垃圾变废为宝．如通过在封闭的炉中焚
烧垃圾，臭气能得到分解，焚烧时产生的热可用来发电，利用化学方法将焚烧时所产生的一些物质合成多种化工产品．某处理厂在高温高压下通过催化剂的作用可以用1吨某种垃圾生产出170 kg的燃料油．若燃料油的热值为×107 J/kg，完全燃烧1 kg这种燃料油放出的热量是多少焦耳？这些热量可以使多少kg水温度从20 ℃升高到100 ℃.[c
3J/(kg·℃)]
水＝×10
3.做“探究水沸腾时温度变化的特点”实验，在烧杯中加入200 g的水，测得初始温度为
18 ℃.用酒精灯加热一段时间后，如图2所示，温度变为多少℃；若水的比热容为×103
J/( kg·℃)，则水吸收的热量为多少J？这些热量相当于完全燃烧热值为×107 J/kg的酒精多少克放出的热量？
4. 2017年5月18日，我国宣布在南海进行的可燃冰试采获得成功．可燃冰是一种固态晶
体，在常温常压下会迅速___(填物态变化)为气态．它的热值约为×1010 J/m3，2 m3的可燃冰完全燃烧后可放出多少焦耳的热量？若这些热量60%被水吸收，可以将多少千克的水从0 ℃加热到100 ℃？[c水＝×103J/(kg·℃)]
5.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线．若在6 min内完全燃烧了2 kg的煤，其中c水＝×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．
6.某品牌太阳能热水器内装有50 kg的水，阳光照射一段时间后，热水器中的水从15 ℃
升高到55 ℃，热水器中的水吸收的太阳能为多少焦耳？同样的水改用电加热，则消耗的电能为多好kW·h？[已知水的比热容c水＝×103J/(kg·℃)，热水器热散失忽略不计]．
7. 太阳能路灯的灯杆顶端有太阳能电池板，它能将太阳能转化为电能．并向灯杆下方的蓄
电池充电，供夜晚路灯照明．若在一段时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为×107J．这与完全燃烧多少千克的煤放出的热量相当？这些能量经转化后，可供功率为
35 W的路灯工作60 h，那么该太阳能路灯的能量转化率是多少？．(煤的热值为×107
J/kg)
8. 太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一．某品牌太阳能热水器每小时平均接收
×106J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，温度升高到46 ℃.求：
(1)热水器中的水吸收的热量Q吸；[水的比热容c＝×103J/( kg·℃)]
(2)热水器5小时有效照射时间内接收到的太阳能E；
(3)热水器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q＝7×107 J/m3)
9. 小明家里刚刚买了一种品牌太阳能，打开外包装以后小明发现如表的数据：
(1)该太阳能装满水后，盛有的水的质量是多少？(ρ水＝1×103 kg/m3)
(2)已知我市向着阳光的地方每平方米的面积在1 h内得到太阳辐射能平均为3×106
J．若每天接收太阳能的时间以8 h计算，该热水器一天可以接收到多少太阳能？
(3)热水器能把接收到的太阳能的50%转变成水的内能，该热水器装满水在正常情况下
一天内能把初温为20 ℃的一箱水加热到多少摄氏度？[已知c水＝×103
J/(kg·℃)]
10.一辆氢气动力试验汽车10 min内在平直路面上匀速行驶了×104m，消耗了 kg的氢
气．此过程中汽车发动机产生的牵引力为×103 N(氢气的热值取×108 J/kg)．则：
(1)氢气燃烧产生的热量；
(2)汽车的牵引力做的功；
(3)汽车发动机的效率．
11.某新型四轮沙滩卡丁车如图所示，其满载时的质量为500 kg.该卡丁车满载时在水平
沙滩上做匀速直线运动，行驶了10 min，共消耗了 kg的汽油，其发动机将汽油完全燃烧释放的热量转化为机械能的效率是25%(q汽油＝×107 J/kg)．行驶过程中卡丁车所受阻力为其总重力的倍．(g取10 N/kg)求：
(1) kg汽油完全燃烧释放的热量为多少；
(2)这段时间内卡丁车发动机的机械功率是多少；
(3)卡丁车匀速行驶的速度是多少？
12. 一辆重1×104N 的汽车在水平路面匀速运动，所受阻力为920N，汽车牵引力的功率为，
其汽油发动机效率为20%（汽油热值是×107J/kg）．若汽车运动100s，求：（1）牵引力做了多少功？（2）汽车通过的距离多长？（3）发动机消耗汽油质量是多少？
13. 如图甲所示是一款超市用的透明玻璃门冷饮展示冰柜，该冰柜的玻璃门采用的是防雾玻
璃，玻璃夹层中有电热丝用来加热玻璃，可以有效防止水蒸气凝结在玻璃上，电热丝与冰柜中的电动压缩机连接的简化电路如图乙所示，其相关参数如表所示．求：
（1）冰柜的电动压缩机正常工作时的电流为多少？
（2）冰柜正常工作时防雾电热丝的电阻为多少？
（3）该冰柜的玻璃门的质量是5kg，若不计热量损失，电热丝正常工作使门玻璃升高20℃需要多长时间？【玻璃的比热容为×103J/（kg?℃）】
14.如图甲是某型号的电热炉，图乙是其电路结构简图，通过控制档位开关S a、S b可以获
得四档加热功率，已知电阻丝R1的阻值为44Ω，不计温度对R1、R2阻值的影响．
（1）当开关S b断开，S a与触点1接通时，求通过开关S a的电流；
（2）当开关S b断开，S a与触点2接通时，电热炉对1kg水加热7min，水温升高30℃，求电热丝R2的阻值．已知消耗的电能有75%被水吸收，水的比热容为×103J/（k?℃）
（3）若开关S b闭合时，电热炉的电功率总比S b断开时大，请比较R1、R2阻值的大小关系，并写出分析过程．
15.电压力锅是传统高压锅和电饭锅的升级换代产品，它结合了压力锅和电饭锅的优点，能
快速、安全、自动实现多种烹调方式，其节能、营养的特性是现代人追求的方向．如图甲是一种电压力锅的简易原理图，A为密闭锅体，R1为工作时的加热电阻，L为指示灯、其电阻为20Ω，R2为保温电阻．S1为电源开关，S2为压力开关，闭合S1后，电路通过R1对电压力锅加热，当锅内气体压强达到设定值时，水开始沸腾，锅底向下移动，压力开关S2与触点a断开，并与b点接通，起到控压控温的目的，此时保温电路的总功率为20W．
（1）保温电阻R2的阻值为多少？
（2）小明家的电能表如图乙所示，当小明家只有电压力锅在工作并且处于加热状态10分钟，则电能表的转盘旋转多少圈？
（3）已知锅内水的质量为1kg，初温为16℃，测出闭合开关S1到电路中b指示灯亮用了500s，求出电压力锅从开始加热至锅内气压达到设定值时的电热效率．【水的比热容：×103焦/（千克?℃）】
16.如图17所示，是某家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中R1、R2为阻值相同的电
热丝，有甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式。该电热水壶有高温、中温、低温三档，中温档的额定功率为500W。求：
（1）电热水壶调至中温档正常加热，将2kg温度为30℃的水烧开（标准大气压下）需要20min,水所吸收的热量及电热水壶的效率；
（2）电热水壶高温档的额定功率；
（3）若某次电热水壶用高温档加热，耗电·h,通过计算判断此时电热水壶是否正常工作？
17.如图甲是小明同学家购买的微电脑控温电茶壶，具有自动抽水，煮水，显示水温.控
温等功能，使用十分方便.据查，该产品额定电压为220 V，额定总功率1 210 W，煮水时功率1 200 W，茶壶容量 L，水的比热容c水=×103 J/（kg·℃）.
(1)将550 ml的纯净水从桶中提升 m,求电动机对水所做的功.
(2)利用“煮水档”将550 mL的水加热4 min的实验数如下表，请计算0-3 min的能量损失.
(3)根据表中数据在图乙中作出水被加热的“温度-时间”图像，并分析 min温度上升缓
慢的主要原因.
18. 某电热水器的简化电路如图所示，A为自动温控开关，当水的温度达到设定温度时自
动断开电路；低于设定温度时，自动接通电路。S是热水器的功率选择开关，可选择高低两种加热功率，R1、R2都是发热电阻器。主要的技术指标如下表．[水的比热容为×1 03J/（kg·℃） ]，求：
（1）该电热器加满一箱水时，水的质量；
（2）把一箱水升高30℃时，水吸收的热量；
（3）当S拨至1时，电路中的电流；
（4）R2的阻值。
19. 小珊新买了一个电热水壶，其名牌如图所示，请回答[水的比热容c水=×103J/（kg?℃），
气压为1标准大气压]；
（1）电热水壶正常工作时的电阻是多少？
（2）在额定电压下，不考虑热量损失，用该电热水壶将初温为
20℃的2kg的水烧开，需用多长时间？
（3）在额定电压下，小珊实际将初温为20℃的2kg的水烧开，用时7min，则该电热水壶的效率为多少？
20.有一种挂式电热水器内部简化电路如图所示，该热水器设有高、中、低三档，已知电热
丝R1=55Ω，高档加热功率为1100W，电热转化效率为80%，水的比热容×103J/kg?℃）．求：（1）将2kg水从20℃加热到75℃需要吸收多少热量；
（2）用高档将2kg水从20℃加热到75℃需要多少时间；
（3）只闭合S、S2时，电热水器的电功率是多少．