初中物理内能计算题

图甲是小明家电热水壶内部的简化电路图，其中R₁ 为加热管，R₂ 为限流电阻，只有加热管放出的热量能被水吸收。S₁是温控开关（也叫防干烧开关），S、S₂是手动开关，调节S、S₂可以使电热水壶分别处于加热和保温状态，下表是该电热水壶的铭牌。

XX牌电热水壶
额定电压	220V
最大容量	1.5L
额定加热功率	880W
保温功率
频率	50Hz

（1）加热水壶处于加热状态时，手动开关S、S₂应处于什么状态？正常工作时，通过加热管R₁的电流为多少？

（2）电热水壶正常工作，在1标准大气压下，将一满壶初温为20℃的水烧开，水需要吸收多少热量？[c_水＝4.2×10³J/（kg•℃）]

（3）水烧开后，让电热水壶处于保温状态，若R₂＝165Ω，则电热水壶的保温功率为多少？

（4）小明发现在晚上用电高峰时烧开一壶水比白天用时长，晚上他进行了测量，关掉家里其他电器，仅电热水壶工作，他观察到家里电能表（如图乙）1min转盘转了40转，则晚上烧水时电热水壶的实际功率为多少？

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4.2×10³J/（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。

2017年5月，中国首次成功试采可燃冰。资料显示：1立方米的可燃冰在常温常压下释放164m³的天然气。小红设想若用可燃冰作燃料替代电热水器烧水一定很节能!已知教室里热水器每天需将30kg、20℃的水烧开（1标准气压下）。若不计热量损失，则该教室里每年（365天）需消耗多少可燃冰。（q_天然气＝7.0×10⁷J/m³，计算结果保留两位小数）

如图所示是某品牌电炖锅的内部简化电路图，电炖锅上有1000W和400W两档功率，挡位可自动调节，其工作过程是：按下开关，自动选择1000W档将汤煮至100℃，然后自动跳至400W档进行保温慢炖，设汤的初温为20℃，质量为3kg，汤的比热容为4.0×10³J/（kg•℃）。求：

（1）若电炖锅将汤从初温加热至100℃耗时20min，在此过程中汤吸收的热量是多少？电炖锅的效率是多少？

（2）R₁的阻值是多少？

（3）电炖锅进入保温慢炖时，开关S会自动跳至“a”或“b”哪个位置？试说明理。

天然气灶使用方便、经济环保，备受人们青睐。小明用天然气灶将一壶质量为3kg、温度为20℃的水加热至90℃，用时约10min．已知：天然气的热值为3.5×10⁷J/m³，水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃）．求：

（1）这过程中水吸收多少热量；

（2）若这过程天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，则需要多少m³的天然气。

用酒精灯给质量为0.5kg的水加热，当水的温度升高20℃时，消耗了5g酒精。[水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），酒精的热值为3.0×10⁷J/kg]

（1）0.5kg的水温度升高20℃，需要吸收多少焦的热量？

（2）5g酒精完全燃烧放出多少焦的热量？

如图是某品牌饮水机的简化电路图，该饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S₀自动控制），下表是它的有关参数。已知C_水＝4.2×10³J/（kg•℃），ρ_水＝1.0×10³kg/m³。

电热饮水机 型号：XL﹣LS2017 储水罐容积：1L 额定电压：220V 额定加热功率：1000W 额定保温功率：100W 额定频率：50Hz

（1）S₀闭合时饮水机处于什么状态，此时电路中电流是多大？

（2）该饮水机在额定电压下，将装满储水罐的水从50℃加热至沸腾（当时气压为标准大气压），用时300s，求饮水机的加热效率。

（3）若实际电压为200V，饮水机的加热效率保持不变，将装满储水罐的水从50℃加热至沸腾（当时大气压为标准大气压），需用时多少秒。

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%，水的比热容为4.2×10³J/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。

可燃冰的学名为“天然气水合物”，是一种由水和天然气在高压、低温情况下形成的类冰状结晶物质，可看成高度压缩的固态天然气，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油都要小的多，被视为21世纪的新型绿色能源，我国南海海底存储着丰富的可燃冰资源，1m³可燃冰可转化为164m³的甲烷气体和0.8m³的水。已知甲烷气体的热值为3.6×10⁷J/m³。

（1）在标准大气压下，1m³可燃冰完全燃烧，最多能将多少0℃的水烧开？〔c_水＝4.2×10³J/（kg•℃）〕

（2）已知甲烷的密度为0.72kg/m³，求可燃冰的密度。（结果保留一位小数）

我国南海海底存储着丰富的”可燃冰“资源。可燃冰被视为21世纪新型绿色能源，可燃冰的主要成分是甲烷，1m³的可燃冰可转化生成164m³的甲烷气体和0.8m³的水。已知甲烷气体的热值是3.6×10⁷J/m³．我市公交车以天然液化气为燃料，其主要成分就是甲烷。如果一辆公交车满载乘客时总质量是6000kg，那么1m³可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧产生的能量可供公交车满载时以36km/h的速度匀速行驶1640min。匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.05倍。求：

（1）公交车满载乘客时的重力；（g＝10N/kg）

（2）这段时间内公交车牵引力所做功的功率；

（3）1m³的可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧所产生的能量能将多少千克的水从20℃加热到沸腾。（标准大气压，c_水＝4.2×10³J/（kg•℃），结果保留整数）

（4）这段时间内公交车发动机的效率是多大？

如图甲是一种恒温调奶器，可以自动调试好加水的奶粉，然后加热到最适合宝宝饮用的温度40℃，还可以自动保温，特别适合夜间使用。图乙是机器的参数表及电路简图（R₁、R₂为电热丝，S为双触点自动开关）。求：

（1）调奶器处于保温状态时的工作电流（结果保留两位小数）？

（2）电阻R₂的阻值？

（3）若把200g调好的奶粉从20℃加热到40℃所用时间为32s，则调好的奶粉的比热容是多少（不计热损失）？

型号：HY101M	电源：220V 50Hz
加热功率：500W	保温功率：16W

太阳能热水器具有安全、节能、环保等优点，某品牌太阳能热水器保温储水箱储水120kg，集热管长1.8m，内底部到储水箱中水面的高度为1.5m．若某地太阳光照射的时间为平均每天5h，太阳能辐射到集热管上的平均功率为3.5×10³W．[c_水＝4.2×10³J/（kg•℃），g取10N/kg，ρ_水＝1.0×10³kg/m³]

求：

（1）水对集热管内底部的压强；

（2）当储水箱中的水吸收的热量为2.52×10⁷J时，水升高的温度；

（3）若该太阳能集热管5h接收的能量全部用来驱动一辆电动汽车，电动汽车质量为500kg，运行过程中受到的平均阻力为车重的0.02倍，可供该电动汽车以36km/h的速度匀速行驶多少小时。

已知焦炭的热值为q＝3.0×10⁷J/kg，0.14kg的焦炭完全燃烧放出的热量是多少？若这些热量的25%被温度为25℃的水吸收，则能使多少质量的水温度升高到75℃？c_水＝4.2×10³J/（kg•℃）

家用豆浆机的外形如图甲所示，其机头主要由一个电热器（电热丝）R和一个电动机M带动的打浆器构成，内部电路简化图如图乙所示。制作豆浆的过程是加热，后打浆，再加热煮熟，即加热和打浆是交替进行的。某品牌豆浆机铭牌上的部分技术参数如表。

额定电压	220V
额定频率	50Hz
电热器额定功率	1000W
电动机额定功率	180W
净重	2.4kg

（1）豆浆机在额定电压下打浆，通过电动机的电流是多少？

（2）小明同学想测算该豆浆相的加热效率，他把100g大豆和1.4kg清水放入豆浆机中，测出其初温为20℃，当电热器正常工作时加热总时间为9分钟豆浆沸腾，测其温度为100℃．请你帮他计算豆浆机吸收了多少热量？豆浆机的加热效率是多少？[C_豆浆＝4.0×10³J/（kg•℃）]

（3）小明同学晚上使用该豆浆机，在与第（2）问条件相同情况下，发现电热器加热总时间由以前的9分钟变为10分钟，豆浆机的加热电阻R和加热效率均不变，求晚上的实际电压值。已知≈0.95。

如图是我市新农村建设中一道靓丽的风景﹣风光互补路灯，“有风无光”风力发电机发电，“有光无风”太阳能电池板发电，二者皆具备同时发电，并日夜蓄能，某型号的该路灯额定功率为50W，太阳能电池板的面积为1m²，平均输出功率为100W，问：

（1）某“幸福村寨”安装这种“风光互补路灯”100盏，如每天路灯正常工作10h，一月（30天）消耗的电能是多少？这些电能相当于完全燃烧多少千克的煤所放出的热量？（煤的热值为3.4×10⁷J/kg）（结果保留一位小数）

（2）若太阳能照射到电池板的辐射功率为800J/（s•m²）（1s内辐射在1m²上的太阳能为800J），则太阳能电池板的光电转化效率为多少？

（3）从物理学的角度说出这种“风光互补路灯”的优点有哪些？（答两点即可）