初中物理探究比热容的实验计算题

某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为20℃的自来水加热到50℃，消耗的天然气体积为1m³（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×10³J/（kg·℃），天然气的热值为3.2×10⁷J/m³.求：
（1）天然气完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）该热水器工作时的效率。

LED灯（发光二极管）与普通照明灯相比具有低能耗、高亮度的优点。鸡西市在春节期间实施节日亮化工程，大部分采用了LED“绿色光源”。

（1）如图是某种额定电压为3V的LED灯的U—I图像，它正常工作多长时间消耗的电能为12焦耳？
（2）若LED照明光源1h 内可节约电能0.21×1012J,这些电能可让1×106kg的水温度升高多少摄氏度？（不计热量损失）

用两个相同的“热得快”，分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化关系的图象如图．根据图象可知，甲液体的比热容 乙液体的比热容（选填“大于”、“小于”或“等于”）．如果乙液体是水，那么甲液体的比热容 J/(kg·℃）炎炎夏季，都市气温往往比郊外要高3℃～5℃，这就是热岛效应，人们修建人工湖、喷水池，主要利用水的 来调节气温；那么质量为500g，初温为20℃的液体吸收1.89×10⁵J的热量，乙液体的温度升高了 ℃（气压为一标准大气压，水的比热容是4.2×10³J/(kg·℃））．

如图甲所示，是小明家电水壶的铭牌；其工作电路如图乙所示，其中S是温控开关，R₁是电热管，当电水壶处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，S自动切换到另一处，处于保温状态,．请解答以下问题：

⑴A、B是两种不同颜色的灯，红色表示加热，黄色表示保温，请你分析A灯为＿＿＿色；
⑵求保温电阻R₂的阻值（不计指示灯电阻及温度对电阻值的影响,保温功率是指保温时电路的总功率）．
⑶若壶中有2kg水，初温37℃，把这些水加热到100℃，需消耗多少电能？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
⑷为测量该电水壶的实际功率，小明关闭家中其它用电器，只让电水壶通电对水加热，观察到家中电能表的指示灯2min闪烁了81次（电能表上标有“3000revs／kW·h”的字样），则该电水壶的实际功率为多大？

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）

家庭常用的电热水壶标有“220V 1000W”的字样，某同学用这种电水壶烧开水，他盛入1kg的水，测得水的初始温度是20℃，通电7min，水刚好被烧开(在一个标准大气压下)。试计算下面问题：
(1)该电水壶电热丝的电阻是多大？
(2)7min内电水壶消耗了多少电能？
(3)水吸收的热量是多少？

用锅炉将200kg水从20℃加热到100℃，消耗了6kg无烟煤。已知水的比热容是4.2×10³J/(kg·℃)，无烟煤的热值是3.4×10⁷J/kg。求：
（1）锅炉内的水吸收的热量。
（2）无烟煤完全燃烧放出的热量。
（3）锅炉烧水时的热效率为多少。

为了测定某额定功率为1500w的电热水器的效率，物理兴趣小组的同学在热水器中加了2kg的水，让热水器正常工作5min，水温从20℃上升至70℃，求：（C_水=4.2×10³J/（kg·℃） 天然气的热值为4.2×10⁷J/m³）
(1)水吸收了多少热量?
(2)该热水器正常工作时的效率
(3)若此过程改用天然气来加热、则至少需要多少m³天然气?

小明学习了电功率的知识后，想利用家里的电能表（如图所示）和手表，测出一些家用电器的有关数据。

（1）当家里只有一台电冰箱在正常工作时，他测出电能表1分钟转了3圈，求电冰箱在这段时间消耗的电能是多少焦耳？
（2）当电冰箱和电热水壶同时工作时，他测出电能表1分钟转33圈，求此时电热水壶的电功率是多少瓦？
（3）如果用此电热水壶把1kg的水由20℃加热至沸腾需要的时间是多少秒？[不考虑热量的损失，气压为一个标准大气压，水的比热容为4.2×10³J/(kg℃)]

在新农村建设中很多楼房顶上装有如图所示的太阳能热水器，图是内部水箱的结构示意图。S_l是自动温控开关，当水温低于20℃时闭合，辅助加热电阻R开始加热；当水温高60℃时断开，辅助加热电阻R停止加热。A、B是水箱中两个相同的实心圆柱体，密度为1.8×10³kg／m³，悬挂在水箱顶部的压力传感开关S₂上。当S₂受到竖直向下的拉力达到16 N寸闭合，电动水泵M开始向水箱注水；当拉力小于等于10N时，S₂断开，电动水泵M停止注水。取g=10N／kg。求：

（1）若水箱内有100 kg的水，夜晚在辅助加热系统作用下，水温升高了20℃，水吸收的热量。 [c_水=4.2×10³J／(kg·℃)]
（2）A、B的体积均为500 cm³，A、B的总重力。
（3）正常情况下水箱中的水面最高时，A受到的浮力。（开关S₂下的细绳和A、B间的细绳质量与体积均忽略不计。)

如图甲所示是某型号的浴室防雾镜，其背面粘贴有等大的电热膜。使用时，镜面受热，水蒸气无法凝结其上，便于成像。右表是该防雾镜的相关数据

（1）求防雾镜正常工作时的电流；
（2）经测试，在－10℃环境下，正常工作2分钟，可以使平面镜的平均温度升高到30℃。求电热膜给平面镜的加热效率；[玻璃的比热容为0.75×10³J／（kg·℃）]
（3）如图乙所示，小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器，能使电热膜的功率在原功率的25％～100％之间变化，以满足不同季节使用的需要。请求出R的最大阻值。

某家用电热水器的铭牌如下：

（1）为安全起见，该电热水器使用的插座应选用图中的哪个？
（2）该电热水器正常工作时，电热丝的电阻多大？
（3）将该电热水器装满水加热，电热水器正常工作时电热丝所产生的热量的80%被水吸收，使水温由20℃升高到70℃，需加热多长时间？（已知水的比热容c_水＝4.2×10³J/（kg•℃），水的密度ρ_水＝1.0×10³kg/m³）

聪明的小明想：将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢？他通过实践收集如下数据：水壶里放入2kg、20℃的水，在标准大气压下，将水加热直至沸腾．又在物理书中查到天然气热值为8×10⁷J/m³，水的比热容为4.2×10³J/kg·℃.
（1）烧开这壶水，水需要吸收多少热量？
（2）如果小明家天然气炉具的效率是40%，烧开这壶水，需要燃烧多少m³的天然气？

(8分)市场上有一种电热饮水机，如图是饮水机的简化电路图，S是温控开关，R1是调节电阻，其阻值为176Ω，R2是供加热的电阻丝，饮水机的铭牌参数如表所示。若饮水机正常工作的加热效率为90%，现将质量为1.5kg，初温为20℃的水在一标准大气压下烧开。已知C水="4.2" xl03J/(kg•℃)

求：（1）需要吸收的热量是多少?
（2）需加热多长时间?
（3）当饮水机处于保温状态时，它的保温功率是多少?

如图是家庭、宾馆常用的电热水壶，下表中列出了这只电热水壶部分技术参数。求：
（1）电热水壶正常工作时，烧开一壶水，水所吸收的热量（一壶水质量为1.2kg，冷水初温为10℃，大气压为1标准大气压，水的比热容为）；
（2）若电热水壶效率是90%，则电热水壶正常烧开一壶水所消耗的电能；
（3）某星级宾馆要求使用该型号电热水壶正常工作时烧开一壶水的时间不超过5min，问该品牌电热水壶能否满足要求？