初中物理内能计算题

武汉等地生产的混合动力汽车曾服务于北京奥运。混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，蓄电池通过某种方式向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量。
（1）根据以上描述，混合动力汽车高速行驶或蓄电池储存电能过低时的主要能量转化过程为：燃料的化学能转化为蓄电池储存的      能和汽车行驶的      能。
（2）图表是某台混合动力汽车所用的镍氢蓄电池组的部分参数，试求该蓄电池组最多可储存多少电能。

电压/v	300
功率/w	30
容量/Ah	100
质量/kg	320

 
（3）测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶0.5h ，观察仪表盘，发现这段时间内汽车内燃机消耗燃油4.475kg，车速为50km/h，蓄电池组储存的电能由最大值的60%增加到80%。从汽车使用技术手册中，测试人员发现该车使用的燃油的热值为4.0×10⁷J/kg，汽车行驶时所受阻力 f和车速V的关系如右图所示。试计算该汽车内燃机的效率（不计内燃机外机械传动及充电过程中的能量损失）。

遵义市余庆县境内的构皮滩电站是乌江干流上最大的水电站，电站大坝高为232.5m，坝内水深最大可达150m，装机容量达300万千瓦，多年年平均发电量为96.67亿千瓦时（9.667×10⁹kW•h），修建水电站，用水力发电代替火力发电，可以节约大量的煤炭资源．
（1）该水电站坝内水产生的压强为多少？（ρ_水=1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）
（2）该水电站在丰水期可实现满装机容量连接发电，若丰水期为一个月（按30天计），则丰水期可发电多少kW•h？
（3）若火力发电站的发电效率为36%（发电能量与所消耗燃料完全燃烧放出的热量之比），煤炭的热值取3.3×10⁷J/kg，以构皮滩电站的多年年均发电量计，若改用火力发电，每年需消耗多少煤炭？（结果保留两位有效数字，1kW•h=3.6×10⁶J）

如图是一条电热毯电路的示意图，R₀是发热电阻丝，R是串联在电路中的电阻，S是控温开关．电热毯铭牌上标有“220 40W”字样，问：（不考虑温度对电阻值的影响）
（1）要使电热毯处于低温挡，开关S应处于什么状态？（不用阐明理由）
（2）发热电阻丝R₀的阻值是多大？
（2）当电热毯处于低温挡时，电路中的电流为0.1A，则在20min内R₀产生的热量是多少？
（4）需要完全燃烧多少kg酒精才能和（3）中R₀产生的热量相等？（不计热损失，酒精的热值为3.0×10⁷J/kg）

用燃气灶烧水，燃烧0.5kg的煤气，使50kg的水从20℃升高到70℃．已知水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），煤气的热值为4.2×10⁷J/kg．求：
（1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量．
（2）水吸收的热量．
（3）燃气灶烧水的效率．

如图所示为交警检测驾驶员是否酒驾、醉驾所用的酒精测试仪的原理图．其中R₀是定值电阻，R₁是酒精气体传感器，它的阻值随酒精气体浓度变化的图象如图乙所示．当对着R₁呼气时，由电压表改装的仪表既可显示出被侧者呼出的酒精气体浓度大小．

（1）在一次交通勘察时，交警还未打开出门，就闻到了浓浓的酒味，从物理学的角度来说，这属于     现象．若酒驾标准是0.2mg/mL≤酒精气体浓度≤0.8mg/mL．交警在对驾驶员进行呼气测试时，显示其酒精气体浓度为0.4mg/mL．则该司机     （选填“是”或“不是”）酒驾．
（2）请分析：随着酒精气体浓度的变化，测试仪（电压表）的示数如何变化？

小兰家的全自动家用豆浆机的部分技术参数如下表所示．

额定电压	220V	电机功率	180W
额定频率	50Hz	加热功率	800W
加干豆量	75g	加水量	1200ml

豆浆机的说明书介绍了制作豆浆的全过程：按合适的比例把豆料、清水放入豆浆机中，经过预热、打浆、加热，断电报警等程序，即可制成熟豆浆，其中打浆和加热是交替进行的．
（1）在预热时，电热器开始加热，若水温从20℃升高到40℃，在预热的过程中吸收多少热量？【不计热损失和干豆吸收的热量，c_水＝4.2×10³J/（kg•℃）】
（2）在额定电压下，打浆时通过电动机的电流是多大？
（3）若在用电高峰时段，家庭电路中的实际电压为200V，加热3min，豆浆机消耗的电能是多少？（不计热损失，加热器的电阻丝的阻值不随温度的变化而变化）

某工厂利用地热温泉水辅助冬季供暖，地热温泉水每天出水量为2.5×10⁴kg，温泉水的初温是80℃，供暖后温度降到40℃。温泉水的比热容是4.2×10³J/（kg·℃）。试求：
（1）这些温泉水每天放出的热量是多少？
（2）若这些热量由热值是3.0×10⁷J/kg的焦炭提供，至少需要燃烧多少千克的焦炭？

小林同学家新买了一台电热水器，说明书的部分内容如表所示。小林按说明书要求给热水器装满水，通电50 min，观察到热水器上温度计示数由23℃上升到45℃，已知水的比热容是4.2×10³J/（kg·℃）。求：

额定电压  220V 额定频率  50Hz 输入功率  1600W 水箱容积  50L 生产编号 ××

（1）在加热过程中，水箱中水吸收的热量是多少?
（2）电热水器加热过程中消耗的电能是多少?
（3）比较（1）、（2）两问计算结果， 你认为违背能量守恒吗? 为什么?

图甲是小梦家豆浆机的工作原理图，其中电动机是用来带动刀头将原料进行粉碎打浆的，额定功率是200W.R₁是加热电阻，额定功率是1100W.小梦向豆浆机中加入黄豆和清水共1.5kg，豆浆机做一次豆浆时的工作信息图像如图乙、丙所示.求：

（1）豆浆机的加热电阻；
（2）从第6min至第9min，豆浆吸收的热量；[c_豆浆＝4.0×10³J/（kg·℃）]
（3）从第6min至第9min，该豆浆机消耗的电能及加热效率.

如图是某学校食堂电水壶的铭牌和电路图，R为加热器．温控开关S处于闭合状态，加热器加热，当水沸腾后，会自动断开进入保温状态．气压为1标准大气压，加热器加热，当水沸腾后，会自动断开进入保温状态．气压为1标准大气压，加热器电阻值不变．[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]则：

（1）电水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多大？
（2）若电水壶产生的热量全部被水吸收，现将一满壶23℃的水在标准大气压下烧开需要多长时间？
（3）当电水壶处于保温状态时，通过加热器的电流是1A，电阻R₀的电功率是多少？

一电饭锅铭牌上标有“220V  1100W”字样。
（1）电饭锅正常工作时，它的电阻是多少Ω？
（2）在电饭锅内倒入质量为2kg、温度为20℃的水，若把这些水加热到80℃，水最少需要吸收多少热量？ [C_水=4.2×10³J/（kg℃）]
（3）为了加热这些水，电饭锅正常工作了10min，它产生了多少热量？
（4）是什么原因导致（2）与（3）中两个热量值不相等？（说出一条即可）

电磁炉是—种效率较高的新型灶具。冲冲同学观察到家中新买的电磁炉铭牌上标有“220V  2000W”以及家中电能表铭牌上标有“220V  10（20）A  1500r/kW·h”字样。他把电磁炉单独接入电路中，在5min内把1.5L、20℃的水加热到了100℃，1min观察到电能表转盘转了45转，则：

（1）图中有两个插座，冲冲家电磁炉应该用插座        较好，并请你将它正确接入电路。
（2）加热5min水吸收的热量是多少？
（3）若以上热量是由燃烧液化气提供，则需要燃烧热值为5.04×10⁷J／kg的液化气多少kg？
（4）电磁炉实际电功率是多少？

小明家新买了一台饮水机，小明的父母经常为夜间是否要关闭饮水机而发生争执：妈妈认为关机可以节省电能，理由是饮水机在夜间无人饮水时仍在对热水包里的水间歇性加热．爸爸则认为关机后第二天重新开机为凉水加热会消耗更多的电能．于是小明查到饮水机铭牌如下表所示．他决定用实验来化解父母的争执．
第一天晚上十点，他关掉家中的其他用电器，只开启饮水机的加热功能，记下此时电能表的示数为576.5kW•h．第二天早晨六点钟，水温达到预定温度95℃，他又读出电能表的示数为576.8kW•h．

额定电压220V	热水包容积1.2L
频率50Hz	冷水包容积0.5L
制热功率800W	保鲜柜容积16L
制冷功率98W	防漏电类型 I类

第二天晚上十点，他将饮水机关闭，次日早晨启动，饮水机在额定功率下将水加热到预定温度95℃，用时8min．
请解答下列问题：
（1）饮水机正常加热时的电流是多少？
（2）通过计算判断小明的爸爸妈妈谁的说法正确？
（3）若热水包中水的初始温度为25℃，当加热到95℃需要吸收多少热量？这些热量与第二天烧水时消耗的电能是否相等？试解释出现这种情况的原因．

2016年5月，中国首批“电电气”新能源公交汽车在常州使用。它既可以用充电桩充电，也可以用车辆顶部的太阳能电池板为车辆辅助充电，还可以使用天然气，当蓄电池电力储存不够时，就用燃气发动机为汽车提供动力，太阳能电池板每天能向着蓄电池充入 $10\mathit{kW}·h~20\mathit{kW}·h$的电能。已知蓄电池消耗的电能有 $90\%$转化为汽车前进所做的功，天然气完全燃烧时产生的内能有 $30\%$转化为汽车前进所做的功，天然气热值为 $4.5\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$，该车行驶时受到的阻力为 $3.6\times {10}^{3}N$。

（1）当车辆以 $72\mathit{km}/h$匀速行驶时，牵引力的功率为多少？

（2）太阳能电池板提供的电能每天最少能让汽车匀速行驶多少距离？

（3）若汽车使用太阳能电池板提供的电能，则每天最多可以节约天然气的质量为多少？

某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤．（无烟煤的热值是3.4×10⁷J/kg）求：
（1）锅炉内200kg的水吸收的热量是多少？
（2）6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
（3）此锅炉的效率是多大？