初中物理能量转化的应用计算题

如图所示为FDP30C型柴油水泵机组（水泵机组动力由柴油机提供），它的优点是重量轻、体积小、功率大；省时、省油、省心．该水泵机组的效率为40%，正常工作1小时可以将54m³的水抽到20m高处，请计算这个过程中：（g=10N/kg，q_柴油=4.3×10⁷J/kg）．

（1）水泵机组对水做了多少功？
（2）水泵机组的有用功功率是多少？
（3）水泵机组消耗多少柴油？（结果保留两位小数）

如图是一种老式电饭锅的筒化电路原理图，该锅的部分参数如下表，煮饭时，温控开关S是闭合的，饭熟后，锅内温度达到103℃时，温控开关S自动断开，电饭锅转入保温状态．

（1）在通常情况下用这种电饭锅烧水，开关S的自动断电功能不起作用，这是为什么？
（2）发热板R₁的阻值是多少？
（3）保温时，发热板的发热功率是多少？
（4）从能量利用率的角度计算说明这种电饭锅的不合理性．

有一功率为40KW，热机效率为25％的汽车正在一平直公路上匀速行驶，受到的阻力为2000N，突然油箱指示灯报警，继续行驶了25min发动机停止工作，经检查发现油箱内无汽油。汽油的热值为4.6×10⁷J/kg，请你根据题中信息，求：
(1)汽车在这段时间内所做的有用功；
(2)汽车在这段时间内行驶的路程；
(3)油箱指示灯报警时油箱中的汽油质量。

某物理兴趣小组的同学用煤炉给10kg的水加热，并绘制了加热过程中水温随时间变化的图线，如图所示。若在6min内完全燃烧了2kg的煤，水的比热容为4.2×10³J／(kg·℃)，煤的热值约为3×10⁷J/kg。求：

(1)经过6min时间加热，水所吸收的热量；
(2)煤炉烧水时的热效率；
(3)如何提高煤炉的效率请提出一条合理的意见。

某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg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6min内完全燃烧了2kg的煤，水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），煤的热值约为3×10⁷J/kg．求：

（1）煤完全燃烧产生的热量；
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；
（3）煤炉烧水时的热效率．

现代家庭装修中有些浴室使用燃气热水器提供热水，小芳家安装了燃气热水器。已知水进入热水器前的温度是10℃，洗澡时热水器输出热水的温度设定为40℃；如果小芳洗一次澡用热水0.05m³，水的比热容是4.2×10³J/（kg·℃）。求：
（1）所用热水的质量为多少？
（2）水从热水器中吸收多少热量？
（3）若天然气完全燃烧释放热量的70%被水吸收，需要消耗多少m³的天然气？（天然气的热值q=4×10⁷J/m³）

小洪同学家原来用液化石油气烧水，每天约用60℃的热水100kg.她参加“探究性学习”活动后，在老师指导和同学帮助下，制作了一台简易的太阳能热水器。
（1）若这台热水器夏天平均每天可将100kg的水从20℃加热到60℃,这些水吸收的热量为多少？
（2）若液化石油气燃烧放出的热量有70％被水吸收，她家改用太阳能热水器后，平均每天可节约液化石油气多少千克？（液化石油气的热值为8.0×10⁷J/kg）

小明学习了热学的知识后，他估算了一下自己家每天烧水、做饭需要的时间，把它折算成烧水时间，相当于每天将30kg，20℃的水烧开（在1个标准气压下）。求：
（1）小明家每天做饭需要多少热量？ 水的比热是4.2×10³焦/(千克·℃) 
（2）如果普通煤的热值为3×10⁷J/kg，那么小明家每天烧水、做饭需要多少煤？
（3）小明家实际平均每天需要4块蜂窝煤，每块含煤量为0.5 kg，那么，他家煤炉的效率是多少？

我国自行研发的纯电动中巴车的质量为2×10³kg，当它以30m/s的速度沿水平路面匀速行驶时的输出功率72kW．（g取10N/kg）
（1）当此车以30m/s匀速行驶时，牵引力是     N；
（2）该中巴车匀速行驶10min牵引力所做的功是      J；
（3）若此中巴车改用效率为30%的汽油机作动力，以72kW的输出功率行驶10min，要完全燃烧     kg的汽油。（汽油的热值为4.6×10⁷J/kg）（计算结果保留一位小数）

用天然气灶烧水，燃烧1m³的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃。已知水的比热容是4.2×10³J（kg·℃）。天然气的热值q＝3.2×10⁷J/m³。求：
①1m³天然气完全燃烧放出的热量。②水吸收的热量　③天然气灶的效率η。

如图是某太阳能热水器，向其中注入50kg水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃。水的比热容是4.2×10³J/（kg·℃）。试求：

（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？
（2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×10⁷J，则这段时间该热水器的效率是多少？
（3）若用煤燃烧来提供2.8×10⁷J的热量，需完全燃烧多少千克煤？（煤的热值约为3.5×10⁷J/kg）。
（4）说说使用太阳能热水器的一个优点。

刘爽对风力发电进行研究，了解到当地的风速在v₂和v₄之间，风车可以带动发电机发电，某段时间内甲、乙、丙、丁四个风力发电站风速与时间关系如图所示。

（1）根据图像请判断该段时间内哪个风力发电站效能最大？
（2）如图所示为风力发电机的控制电路，只有发电机与风车离合器有电流通过时，风车才能带动发电机发电，当风速为v₁、v₂、v₃、v₄时，挡风板带动金属滑片p分别和下金属轨及AE滑道上的A、B、C、D点接触，求：
①判断AE滑道哪段导电并简单说明理由？
②完成下列控制电路图。

(3) 丙发电站有N台风车，每台风车车叶转动时可形成半径为r的圆面，当风速在v₂和v₄之间时，风车每平方米叶片在to时间内接收到的风能为Wo，如果风车能将10%的风能转变成电能，求：①每台发电机的平均功率Po；②发电站在0-t₁时间内总发电量W。

某校初三（1）班的物理课外探究小组对“吸收太阳能与表面颜色之间的关系”进行了实验研究：在黑色塑料袋和白色塑料袋内装入同样质量的水，插入温度计后系好，放在阳光下暴晒，每隔相同的时间，读出温度计的示数。数据记录如下：

塑料袋	水的质量（kg）	初温（℃）	温度（℃）	温度（℃）	温度（℃）	…
黑色	1.5	14.0	23.3	28.0	33.5	…
白色	1.5	14.0	17.5	18.6	21.0	…

（1）分析上表实验数据可推知，太阳能热水器的集热管的表面颜色以     色为宜；
（2）若一太阳能热水器的装水80kg，集热管每小时接收太阳能约为4.2×10⁶J，则该热水器每小时水温能升高多少℃？[C_水=4.2×10³J/（kg·℃）]（不计热量损失）