初中物理热与能计算题

初中物理比热容、热量和热机效率计算题集锦 西安龙文高新 王老师

1、（2011·山东青岛）质量为2kg 的某种物质，吸收8.4×104J 的热量，温度升高20℃，它的比热容为多少J/(kg·℃) ？

2、（2011·北京）某太阳能热水器中装有质量为50kg 的水，在阳光的照射下，该热水器中水的温度从25℃升高到45℃。求这些水吸收的热量。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]

3、（2011·安徽省）随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家。一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20 kW 。若小汽车行驶的距离为100km ，汽油的热值q ＝4.6×107J/kg，小汽车发动机的效率为25％。求小汽车在这段路程中：

（1）运动的时间；（2）发动机所做的功；（3）消耗汽油的质量。

4、（2011·福建福州）福州首辆油电混合动力公交车于今年3月28日正式上路，这种公交车比普通公交车节能30%以上，百公里仅消耗柴油26kg ，这些柴油完全燃烧放出的热量是多少？（柴油的热值q ＝3.3×107J/kg）

5、（2011年·黑龙江龙东地区）如图所示是家庭中所用的一种电水壶的外形及其铭牌，请你根据图中所提供的信息完成以下问题：

（1）图乙中观察壶内水位的玻璃管利用 原理来工作。 （2）已知壶中装满水时水位高为10cm ，此时水对水壶底的压强是多少？ （3）把初温为20℃的一满壶水在一个标准大气压下烧开，水需要吸收多少热量?

（4）在不计热量损失的情况下，电水壶正常工作时烧开一满壶水需要多长时间？

(c 水=4.2×103J/（kg·℃）、 g=10N/kg)

6、（2011·云南昆明）据估计，全国一年可产生城市生活垃圾约5.6×108t ，焚烧生活垃圾释放的热量为我所用，是综合利用垃圾的一种方法。若燃烧1t 生活垃圾可以放出1.176×1010J 的热量，（ρ水=1.0×103kg ／m 3，c 水=4.2×103J ／(kg·℃) ，q 焦碳=3.0×107J ／kg ）问：

（1）1.176×1010J 的热量相当于完全燃烧多少焦碳产生的热量?

（2）1.176×1010J 的热量可以在一个标准大气压下将多少体积的水由20℃加热到沸腾?

7、（2011年·黑龙江龙东地区）肥胖是人类健康的大敌，跳绳是减肥的方法之一。某人的质量为80kg ，跳起时重心升高的平均高度约为5厘米。在晨练中，他在10分钟内跳了800次，（每千克脂肪提供的能量是1. 6⨯107J ，可用

q =1. 6⨯107J /kg 表示，g=10N/kg）请问在10分钟时间内：

（1）人克服重力所做的功是多少？ （2）人克服重力做功的平均功率是多少？

（3） 假如人克服重力做功而消耗的能量只由脂肪提供，在理论上可以消耗多少脂肪？

8、（2011·天津）小丽家电热淋浴器的额定功率为2000W ，水箱最多可容纳50kg 水，注满水的淋浴器连续正常加热40min ，淋浴器上温度示数由22℃上升到42℃。求：c 水=4.2×103J/kg·℃

（1）此过程中水箱中水吸收的热量； （2）该电热淋浴器加热时的热效率。

9、（2011·甘肃兰州）去冬今春以来，由于干旱少雨，我国多个地区发生了森林火灾，防火形势十分严重。近期在某地发生的山火中，部队及时出动直升机进行扑救，有效地抑制了火情的蔓延。直升机灭火主要靠外挂吊桶，直升机吊桶一次装满水后，飞到火头上空，把水洒下去，可直接将火头熄灭。

（1）若飞机将1.5吨水竖直提升50m ，水平飞行2km ，飞机对水做了多少功？

（2）用水灭火的过程中，水要吸收大量的热量。若1.5吨水，温度从20℃升高到100℃，能吸收多少热量？

10、（2011·辽宁阜新）婷婷家有一电热水壶，铭牌如下表所示。求：

（1）电热水壶正常工作时的电阻是多少?

（2）壶中装有质量为lkg ，温度为20℃的水，l 标准大气压下，将壶中水加热至沸腾，水需要吸收的热量是多少? [c 水=4.2×103J ／(kg·℃

)]

（3）当电热水壶接入电路中且正常工作时，她家标有“3000r ／kW ·h ”的电能表在1min 内转了60r ，请你通过计算说明婷婷家是否还有其它用电器在同时工作?

11、（2011·山东聊城）天然气灶烧水，燃烧0.5m 3的天然气，使100kg 的水从20℃升高到70℃。已知水的比热容为c =4 .2×103J/（kg•℃），天然气的热值为q =7.0×107J/m3。求：

（1）0.5m 3天然气完全燃烧放出的热量Q 放； （2）水吸收的热量Q 吸； （3）燃气灶的效率η。

12、（2011·山东泰安）小明家利用天然气灶烧水，把质量为1kg 的20℃的水烧开（在标准大气压下）。【水的比热容c 水＝4.2×103J/（kg·℃）】

（1）通过观察天燃气表得知消耗了0.01m 3的天然气，如果天然气的密度为0.7kg/m3，烧水时消耗天然气多少千克？

（2）在此过程中水需要吸收多少热量？

（3）用额定功率是800W 的电热壶在220V 额定电压下，烧开同样质量的水，若电能转化为内能的效率是84%，则通电时间是多少？

13、（2011·山东潍坊）前些日子，小亮的妈妈买了一个“天际”牌自动电热水壶送给爷爷，其铭牌如右表。小亮为了给爷爷说明电热水壶的使用方法，他接水至800ml 刻度，然后把壶放在加热座上，拨开开关，5min 后水烧开，水壶自动断电．已知水的初温为20℃。

（1）这壶水吸收的热量为多少?

（2）烧水时家中电压为220V ，求电热水壶的热效率．

（3）在用电高峰，电路中的实际电压降为198V ，这时电热水壶的实际功率为多大?

14、（2011·辽宁阜新）一辆汽车，总重为1.2×104N ，四个轮胎与地面接触的总面积为0.12m 2，该车在平直公路上匀速行驶1h ，消耗汽油10L ，汽油完全燃烧放出的热量有30％转化为机械能。(汽油的热值为4.6 ×10 7J ／kg ，密度为0.7 ×103kg ／m 3，g=10N／kg) 求：

（1）该车静止在水平路面上时，对路面的压强是多少? （2）10L 汽油完全燃烧放出的热量是多少?

（3）这段时间内该汽车发动机的功率是多少kW?(功率的计算结果保留小数点后一位)

15、（2011·广西钦州）如图所示，是一种煲汤用的电热锅工作原理图，调节切换开关可以使电热锅处于“关、高温、自动、保温”四种工作状态，温控器的作用是当水沸腾后能自动断电一段时间，其中R 1=605Ω，R ,2=96.8Ω，电

热锅的部分参数如下表所示。

（1）电热锅处于保温挡正常工作时，锅内的水温度始终不变，则该电热锅的散热功率是多少？

（2）电热锅处于高温挡(切换开关接“1”) 正常工作，在标准大气压下高温加热2kg 的水，10min 内消耗多少电能？设散热功率不变，水的初温为75℃，则加热10min 后水的最终温度是多少？

16、（2011·福建龙岩）某种电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S 0自动控制），从它的说明书上收集到如下数据及图所示的简化电路原理图．

（1）当S 闭合，S 0断开时，饮水机处于 （填“加热”或“保温”）状态．

（2）求：①一满热水箱水的质量；②保温时的电流．（1L=1×10﹣3m 3）

（3）将一满热水箱的水从20℃加热到80℃需要吸收多少热量？若加热效率为90%，需要加热多长时间？[c水=4.2×103J/（kg•℃），ρ水=1.0×103kg/m3]．

17、（2011·广东肇庆）随着低碳理念的普及，学校科技小组的同学拟设计一种以太阳能电池驱动的汽车．通过查阅资料得知：肇庆地区太阳光垂直照射时，每平方米太阳能电池板最大可提供150W 的电功率．拟设计的太阳能汽车质量是500kg ，它在平直路面上最快每秒可行驶15m ，行驶过程中所受的平均阻力是车重的0.02倍．该汽车的驱动电机能够将90%的电功率转化为牵引汽车前进的机械功率．若该车在平直路面上以最高速度行驶，试通过计算回答下列问题（g 取10N/kg）：

（1）驱动电机提供的推力是多少牛？ （2）驱动电机提供的机械功率是多少瓦？

（3）该车的太阳能电池板面积约为多大？（计算结果小数点后保留一位数字）

18、（2011·福建南平）图甲是一种常见的电热水袋，图乙是它的简化电路图。其性能指标如下表：

（1）由题意可知，指示灯L 的电阻比发热体R 的电阻要_____（填“大”或“小”）得多。

（2）若热水袋内的水温是15℃，在额定电压下加热10min 指示灯就熄灭了，此过程中水吸收的热量是多少？[c 水=4.2×103J/（kg ·℃）]

（3）电热水袋的电能转化为水的内能的效率是多少？

（4）当实际电压为200V 时，该电热水袋的实际功率约为多少？

19、（2011·广西桂林）从2006年开始，我国就参与了国际科研合作项目《国际热核聚变实验堆联合实施协定》，研究可控核聚变技术。该技术可用氢的同位素氘和氚聚合发生核聚变释放能量，并不会产生放射性污染，如图甲所示。而氘可以从海水中提取，从1L 的海水中提取的氘参与核聚变反应放出的能

量相当于300L 优质汽油完全燃烧放出的热量。若这些核能用来发电的效率可以达到50%，所产生的电能可供如图乙所示的电力机车牵引功率为4800kW 的“和谐号”电力动车组以252km/h的运营速度匀速行驶多少km ？（计算结果保留一位小数）（汽油密度：0.71×103kg/m3；汽油热值：4.6×107J/kg）

氘核

氢核聚合

中子

氚核

形成氦核

释放能量

甲

乙

被释放的中子

20、（2011·广西河池）某型号电热水壶的额定电压为220V ，正常工作时的电流为5A ，壶中装有2kg 温度为20℃的水。已知c 水＝4.2×103J/（kg ·℃）。求：

（1）该电热水壶正常工作时的电功率。 （2）将这壶水加热到100℃，水吸收的热量。

21、（2011•福建泉州）小理对家里的电磁炉进行研究，电磁炉的功率调节范围是120W ～2200W ，

（1）小理用电磁炉将质量为2kg 的水从20℃加热到100℃，消耗了0.22kW •h的电能．水吸收的热量是多少？这时电磁炉的效率是多少？

（2）小理用电磁炉煮粥．先用大火将水开，后用小火煮．这段时间电功率随时间变化如图所示问第8分钟通过电磁的电流是多少？[水的比热是4.2×103J/（kg•℃），家庭电路的电压为220V]．

22、（2011·广西崇左）为了利用太阳能资源，节约经营成本，崇左市某大型宾馆在楼顶安装了10台相同的太阳能热水器，每台热水器的水箱容积为200L 。在夏季光照条件下，一满箱15℃的水经白天太阳能加热，温度可达到65℃。已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值为8.4×107J/kg。求：

（1）10台热水器装满水时，温度从15℃升高到65℃吸收了多少热量？（3分）

（2）若这些热量由完全燃烧的天然气提供，需要多少千克天然气？（2分）

22、解析：（1）一台热水器的水箱能容纳的水的质量为m=ρ×10m =200kg ，

1台热水器装满水时，温度从15℃升高到65℃，所吸收的热量为 Q 吸=c 水m (t 2－t 1) = 4.2×103J/（kg·℃）×200kg×（65℃-15℃）=4.2×107J ，

那么，10台热水器装满水时，温度从15℃升高到65℃吸收的热量为Q 总=10Q 吸=4.2×108J 。 （2）设10台热水器获得的太阳能相当于质量为 M 的天然气完全燃烧放出的热量，则

Q 总4. 2⨯108J Mq =Q 总，所以，M ===5kg 。即若这些热量由完全燃烧的天然气提供，需

q 8. 4⨯107J /kg

-3

3

水

V=1.0×10kg/m×200

33

要5千克天然气。

23、（2011·广东湛江）2010年12月30日通车的湛徐高速，使得从湛江市区到徐闻县海安港口全程只需约1个小时，从而使雷州半岛的居民从此真正进入湛江市“一小时生活圈”．

今年“五·一”期间，爸爸开车带着李兵从湛江市区出发沿湛徐高速到徐闻参观“大汉三墩”景点，汽车(包括车上的人和物品) 质量为1.8×103kg ，车轮与地面的总接触面积为0.09m 2，当汽车以90km/h的速度在平直路面上匀速行驶时，汽车发动机牵引力为1000N ，效率为30％，汽油的热值为4．6×107 J／kg(假设汽油完全燃烧，g 取10N ／kg) ．求：

（1）汽车静止时对路面的压强；

（2） 汽车以90km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率；

（3）若汽车按照这种方式行驶，这次旅行全程往返250km ，牵引力做的功是多少？李兵应该提醒爸爸至少要加汽油多少kg ？

24、（2011·贵州铜仁）如下表及图所示，是某电热饮水机说时书的一些数据和电路原理图，该电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内的温控开关S 0控制）。求：

（1）当开关S 闭合，开关S 0断开时，饮水机的功率是多大？ （2）保温电阻R 2的阻值是多少？

（3）若正常工作时，该电热器加热的效率为90％，将满热水箱的水从20℃加热到95℃需要多长时间？（C 水=4.2×103J/kg·℃）

25、（2011·内蒙古赤峰）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）

25、解析：（1）R ＝U 2／P ＝（220V ）2／1100W ＝44Ω

（2）Q 吸=cm （t -t 0）=4．2×103J/（kg·℃）×2kg×（80℃-20℃）=5.04×105J （3）电饭锅工作时，电能全部转化为内能 Q 放=W =Pt =1100W×600s ＝6.6×105J （4）因为电饭锅产生的热量，有部分被电饭锅体吸收，电饭锅产生的热量没有被水全部吸收，所以Q 吸

26、（2011·辽宁大连）如图是某太阳能热水器，向其中注入50 kg的水，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?[来源:21世纪教育网]

(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×l07J ／kg ）

26、解析：（1）Q 吸=cm 水(t – t 0)=4.2×103 J／(kg·℃)×50kg×(50℃ - 10℃)=8.4×106 J

（2）η=Q 吸/Q 总=8.4×106J ／2.8×107 J=30％

（3）根据Q 放=m 煤q 可得，需完全燃烧煤：m 煤=Q 放／q =2.8×107J ／3.5×107J ／kg=0.8 kg

答：(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是8.4×106 J。(2)这段时间该热水器的效率是30％。 (3)需完全燃烧0.8 kg的煤。

参考答案：

1、解析：根据Q 吸=cm Δt 可得，它的比热容为c=Q 吸/m Δt =8.4×104J/2kg×20℃=2.1×103J/（kg ·℃）。

2、 解析：Q 吸=cm （t -t 0）=4.2×103J/(kg ·℃)×50kg ×（45-25）℃=4.2×106J

3、解析：（1）小汽车的速度v ＝72km/h＝20m/s，运动的时间t=s/v=100×103m/20m/s=5×103s 。

（2）发动机做的功W=Pt=20×103W×5×103s=1×108J 。 （3）汽油完全燃烧放出的热量Q=mq，又因为Q=W/η，故

m=Q/q=W/ηq=1×108J/ （25％ ×4.6×107J/kg）=8.7kg。 4、解析：Q 8.58×108J 。

5、解析：（1）壶内水位的玻璃管是根据连通器的原理来工作的． （2）水对壶底的压强：P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1.0×103Pa ．

（3）装满水时水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×1.2×103m 3=1.2kg，烧开水吸收的热量：

﹣

放

=mq =26kg×3.3×107J/kg=8.58×108J ，即这些柴油完全燃烧放出的热量是

Q=cm（t ﹣t 0）=4.2×103J/（kg•℃）×1.2kg×（100℃﹣20℃）=4.032×105J ．

（4）烧开一满壶水的时间：t =

=

≈269s。

Q 1. 176⨯1010J 6、解析：（1）m ===392kg

q 焦炭3⨯107J /kg

（2）根据Q=c水m Δt 可得，1.176×1010J 的热量可以在一个标准大气压下将多少kg 的水

Q 1. 176⨯1010J

由20℃加热到沸腾 m ===3. 5⨯104kg ，根据m=ρ3

c 水∆t 4. 2⨯10J （/kg ⋅℃）⨯80℃

水

V 可得，

被加热水的体积为

m 3. 5⨯104kg

V ===35m 3。 33

ρ水1. 0⨯10kg/m

7、解析：（1）人的重力：G=mg=80kg×10N/kg=800N，人克服重力做的总功： W=nGh=800×800N×0.05m=32000J。 （2）人做功的平均功率：P =

=

≈53.3W。

（3）由题知，人克服重力做功而消耗的能量只由脂肪提供，即：Q=W=32000J，理论上消耗脂肪质量：m ==

8、解析：（1）Q 吸=c水m Δt=c水m （t-t 0）=4.2×103J/kg·℃×50kg ×（42℃-22℃）=4.2×106J ，即此过程中水箱中水吸收的热量为4.2×106J 。

（2）该过程耗费的电能为W=Pt=2000W ×40×60s=4.8×106J ，该电热淋浴器加热时的热效率：

Q 吸4. 2⨯106J

==87. 5％。 η=W 4. 8⨯106J

=0.002kg．

9、解析：本题考查对重力做功、热量计算相关问题的理解，一定要理解做功的必要条

件，即物体要受到力，而且要在力的方向上通过一定的距离。

10、解析：（1）电热水壶正常工作电阻R =

U 额

2

P 额

（220）2==44Ω 1100W

3

（2）水需要吸收的热量是Q 吸=c 水m （t 1﹣t 0）=4.2×10J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×10J ．

（3）1min 转60r 消耗总电能：W 总=

5

60r

=0. 02kW ⋅h =7. 2⨯104J ，

3000r/kW⋅h

7. 2⨯104J ==1200W ， t =1min=60s，此时消耗总功率P 总=t 60s

W 总

电热水壶正常工作：P 壶=P 额=1100W，因为P 总＞P 壶，所以电路中有其它用电器在工作． 11、解析：（1）0.5m 3天然气完全燃烧放出的热量Q 放=qV =7.0×107J/m3×0.5m 3=3.5×107J/m3。 （2）水吸收的热量Q 吸=cm Δt =4 .2×103J/（kg•℃）×100kg×（70℃-20℃）=2.1×107J 。 （3）燃气灶的效率η=Q吸/Q 放=2.1×107J/3.5×107J/m3=60%。

12、解析：（1）消耗天然气的质量m =ρV=0.7kg /m3×0.01m 3=0.007kg。

（2）水需要吸收的热量Q 吸=cm （t －t 0）=4.2×103J/（kg·℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105J 。 Q 吸

（3）电能转化为内能的效率η=84% ，即η==84%，可得Q 吸=ηQ放；而电热壶放出

Q 放

Q 放=Pt ；综合以上关系

13、解析：（1）水的质量m =ρV =1g/cm3×800 cm3=800g=0.8kg，水吸收的热量为

Q 吸=cm(t-t 0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.8kg×（100℃—20℃）=2.7×105J 。

（2）电热水壶消耗的电能是W=Pt=1100W×300s=3.3×105J ，电热水壶的热效率为

η= Q吸/ W电=2.7×105J/3.3×105J=81.8%。

（3）电热水壶的电阻R= U2/ P=（220V ）2/1100W=44Ω，当家庭电路中的实际电压降为198V 时，电热水壶的实际功率为

P 实=U2/ R=(198V)2/44Ω=891W。

Q 吸3.36×105J

式可得：Q 吸=ηPt，故通电时间t == = 500s。

ηP84%×800W

14、解析：（1）知道汽车总重，又在水平路面上，可求汽车对路面的压力，又知道受力面积，利用压强公式求汽车对路面的压强。

∵汽车静止在水平路面上，∴汽车对路面的压力：F=G=1.2×10N ，汽车对路面的压强：

4

F 1. 2⨯104N p ===105Pa 2

S 0. 12m

（2））知道汽油的体积和汽油的密度，利用密度公式求汽油的质量，再利用燃料完全燃烧公式Q 放=mq 求10L 汽油完全燃烧放出的热量。

V =10L=0.01m，汽油的质量：m=ρV=0.7×10kg/m×0.01m =7kg，汽油完全燃烧放出的热量：Q 放=mq =7kg×4.6×10J/kg=3.22×10J 。

（3）根据“汽油完全燃烧放出的热量有30%转化为机械能”求出有用能量（发动机做的功），再利用功率公式求汽车发动机的功率。

发动机做的有用功：W=Q放×30%=3.22×10J×30%=9.66×10J ，汽车发动机的功率：

8

7

7

8

3

3

3

3

W 9. 66⨯107J

P ===2. 68⨯104W =26. 8kW

t 3600s

答：（1）该车静止在水平路面上时，对路面的压强是1×10Pa ；（2）10L 汽油完全燃烧放出的热量是3.22×10J ；（3）这段时间内该汽车发动机的功率是26.8kW 。

点评：本题是力学和热学的综合题，考查了学生对密度公式、压强公式、燃料完全燃烧放热公式、功率公式、效率公式的掌握和运用，利用所学知识，计算解决实际问题，学以致用！

15、解析：（1）因锅内水的温度始终不变，所以电热锅发热功率与散热功率相等，即P 散=80W。

（2）电热锅10min 内消耗的电能W=P加t =500W×10×60s=3×105J ；设水温变化了△t ，根据能量守恒得(P

加

5

8

-P

散

) t =cm △t ，代入数据有：（500W 一80W ）

×10×60s=4.2×103J/(kg.℃)×2kg×△t ，解得：△t =30℃，t=t0+△t =105℃，由此可知，水最终沸腾，即水的最终温度是l00℃。

16、解析：本题考察电功率的计算、密度公式的应用和热量的计算等知识。

（1）当S 闭合，S 0断开时，电路中只有电阻R 2，电阻相对较大，电功率较小，处于保温状态，当两开关都闭合时，两电阻并联，此时电路电阻最小，电功率最大，处于加热状态．

（2）①一箱水的质量m=ρV=103kg/m3×1×10

。

﹣3

m 3=1kg；②由P=UI

得

（3）Q 吸=cm △t =4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（80℃﹣20℃）=2.52×105J ，∵Q 吸=ηW =ηPt，

∴．

点评：本题考查质量、电流、吸收热量、时间等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是开关断开与闭合时电路的情况，要学会从题目所给信息中找到有用的数据。

17、解析：（1）驱动电机提供的推力F=f=0.02G=0.02mg=0.02×500kg×10N/kg=100N． （2）驱动电机提供的机械功率是P=Fv=100N×15m/s=1500W ． （3）电功率转化率η=

2

==90%，所以该车的太阳能电池板面积约为

S≈11.1m．

点评：本题考查推力、功率、面积等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，本题还告诉我们一定要广泛应用太阳能，太阳能不但节省能源，还可以环保．

18、（1）大 （2）2.1×105J （3）87.5% （4）330.6W

19、 解析：先计算出300L 优质汽油完全燃烧放出的热量，再计算出其转化的电能，已知电能和电力机车牵引功率可计算出行驶时间，最后根据公式s =v t计算出行驶路程。

由由ρ=m ／V 可得汽油质量：m 汽油=ρ汽油V 汽油=0.71×103 kg/m3×300×10-3 m3=213 kg，汽油完全燃烧放出热量：Q =qm W =50%Q =4.899×109 J。

由P =W / t 可得产生的电能可供动车组行驶时间：t =W / P =4.899×109 J/4.8×106 W≈1020.6s，动车组行驶速度：v =252 km/h=70m/s，由v =s ／t 可得，动车组行驶路程：s =v t =70m/s×1020.6s=71442m≈71.4km。

20、解析：（1）正常工作时的电功率P =UI =220V×5A=1100W。

（2）水吸收的热量Q 水吸=c 水m 水（t －t 0）=4.2×103J/（kg ·℃）×2kg×（100℃－20℃）=6.72×105J

21、解析：（1）水吸收的热量：Q 吸=cm △t =4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）=6.72×105J ，

汽油

=4.6×107J/kg×213 kg=9.798×109 J ，产生的电能：

消耗的电能：W =0.22kW•h=0.22×3.6×106J=7.92×105J ， 电磁炉的效率：η=

=

≈84.8%。

（2）由图知，第8分钟电磁炉的电功率P=800W，∵P=UI，∴通过电磁炉的电流： I =

=

≈3.6A．

点评：本题是一道电学与热学的综合计算题，考查了热量的计算、电磁炉的效率、电功率公式P=UI的应用，记住是kW•h电功的单位以及与焦耳（J ）的关系1kW•h=3.6×106J ，能从P ﹣t 图象得出相关信息是解本题的关键之一。

22、解析：（1）一台热水器的水箱能容纳的水的质量为m=ρ×10m =200kg ，

1台热水器装满水时，温度从15℃升高到65℃，所吸收的热量为 Q 吸=c 水m (t 2－t 1) = 4.2×103J/（kg·℃）×200kg×（65℃-15℃）=4.2×107J ，

那么，10台热水器装满水时，温度从15℃升高到65℃吸收的热量为Q 总=10Q 吸=4.2×108J 。 （2）设10台热水器获得的太阳能相当于质量为 M 的天然气完全燃烧放出的热量，则

Q 总4. 2⨯108J Mq =Q 总，所以，M ===5kg 。即若这些热量由完全燃烧的天然气提供，需

q 8. 4⨯107J /kg

-3

3

水

V=1.0×10kg/m×200

33

要5千克天然气。

23、解析：（1）汽车静止时对地面的压力为F=G=mg=1.8×103kg×10N ／kg=1.8×104N ，

F 1. 8⨯104N

汽车静止时对地面的压强为P ===2×105Pa 。 2

S 0. 09m

（2）汽车以90km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率P=Fv=1000N×25m/s=2.5×104W 。 （3）全程往返约250km 牵引力所做的功W=Fs=1000N×2.5×105m=2.5×108J ， 由η=

W W

=得，全程往返约250km 需要汽油的质量为： Q mq

W 2. 5⨯108J m ===18. 12kg 。

ηq 30%⨯4. 6⨯107J /kg

答：（1）汽车静止时对在地面的压强2×105Pa ．（2）汽车以90km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率2.5×104W ．（3）全程往返约250km 牵引力所做的功2.5×108J ；全程往返

约250km 需要汽油的质量为18.12kg ．

24、解析：（1）由图可知，当开关S 闭合，开关S 0断开时，只有R 2工作，饮水机处于保温状态，则它的功率是50W 。

U 2(220V ) 2

==988Ω。 （2）已知保温功率P 保=50W，电压U =220V，R 2=P 保50W

（3）满箱水的体积V =1L=1×10-3m 3，满箱水的质量

m =ρV=1. 0⨯103kg /m 3⨯10-3m 3=1kg

加热满箱水所需吸收热量是

Q =cm (t -t 0) =4. 2⨯103J /(kg ⋅℃) ⨯1kg ⨯(95℃-20℃) =3. 15⨯105J

5电热器放出的总热量 Q 总70％=Q =3. 15⨯10J 则Q 总=4. 5⨯105J Q 总4. 5⨯105J W ===900s 加热所需时间t =P 加P 加500W

答：当开关S 闭合，开关S 0断开时，饮水机的功率是50W ；保温电阻R 2的阻值是988欧；加热满热水箱需要时间是900s.

25、解析：（1）R ＝U 2／P ＝（220V ）2／1100W ＝44Ω

（2）Q 吸=cm （t -t 0）=4．2×103J/（kg·℃）×2kg×（80℃-20℃）=5.04×105J

（3）电饭锅工作时，电能全部转化为内能 Q 放=W =Pt =1100W×600s ＝6.6×105J

（4）因为电饭锅产生的热量，有部分被电饭锅体吸收，电饭锅产生的热量没有被水全部吸收，所以Q 吸

26、解析：（1）Q 吸=cm 水(t – t 0)=4.2×103 J／(kg·℃)×50kg×(50℃ - 10℃)=8.4×106 J

（2）η=Q 吸/Q 总=8.4×106J ／2.8×107 J=30％

（3）根据Q 放=m 煤q 可得，需完全燃烧煤：m 煤=Q 放／q =2.8×107J ／3.5×107J ／kg=0.8 kg 答：(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是8.4×106 J。(2)这段时间该热水器的效率是30％。 (3)需完全燃烧0.8 kg的煤。