專題28力熱電綜合計算難題（原卷版）

2023年物理中考30個特色與重點專題再鞏固（三輪復(fù)習查缺補漏全國通用）專題28力熱電綜合計算難題1.食物也是一種“燃料”，釋放化學能的過程不斷地發(fā)生在人體內(nèi)，提供細胞組織所需的能量。人體攝入的能量（營養(yǎng)師常稱之為熱量）過多或過少，都有損于健康。（1）某種油炸食品，每可提供的能量約為，假設(shè)這些能量全部被質(zhì)量為、溫度為的水吸收，可使這些水的溫度升高到多少攝氏度？[]（2）如果上述這些能量全部用于克服重力做功，則能把多少千克的物體提升？（取）2.為改善城市空氣質(zhì)量，很多城市用霧炮車灑水除塵。如圖為一臺正在水平路面上灑水的霧炮車，車內(nèi)水箱底部出水口面積為50cm2。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，柴油的熱值取4.0×107J/kg）求：（1）灑水前水箱中水深1m，出水口所受壓力；（2）灑水前霧炮車以10m/s的速度在水平路面上做勻速直線運動，發(fā)動機的功率為80kW，此時霧炮車受到的阻力；（3）霧炮車以80kW的功率勻速行駛20min，若柴油機效率為40%，需要消耗柴油的質(zhì)量。3.某電熱水壺（電阻不變）的參數(shù)如下表，當家中只有電熱水壺單獨工作時，電熱水壺正常工作5min可將1.5L初溫40℃的水燒開（標準大氣壓）。[ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg·℃）]求：產(chǎn)品型號XXX最大容量1.5L額定電壓220V額定功率1500W（1）這壺水吸收的熱量；（2）電熱水壺的加熱效率；（3）這段時間內(nèi)家中標有“3600r/（kW·h）”電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了多少轉(zhuǎn)。4.為保障今年夏糧豐收增產(chǎn)，我市部分縣區(qū)利用植保無人機對小麥開展“一噴三防”噴灑作業(yè)。如圖所示。某品牌植保無人機，加滿農(nóng)藥和汽油后總質(zhì)量為20kg，底部支架與水平地面的接觸面積為50cm2。在某次噴灑作業(yè)中，該無人機以5m/s的水平速度勻速噴灑3min，消耗汽油100mL。已知汽油的密度為0.71×103kg/m3，其熱值為4.6×107J/kg，g取10N/kg，求無人機：（1）起飛前對水平地面的壓強；（2）3min內(nèi)飛行的水平路程；（3）3min內(nèi)消耗的汽油完全燃燒放出的熱量。5.一款內(nèi)置電陶爐的電暖桌如圖甲所示，它不僅具有桌面暖手、桌底暖腳功能，還可以燒水、煮茶等。電陶爐的簡化電路如圖乙所示，其參數(shù)如表所示，高溫檔額定功率字跡已被磨損。旋轉(zhuǎn)旋鈕開關(guān)，可實現(xiàn)停止工作、低溫檔和高溫檔的轉(zhuǎn)換。R1和R2均為電熱絲，R2=72.6Ω。求：（1）R1的阻值；（2）高溫檔額定功率；（3）在某用電高峰期，若家庭電路中只有電陶爐在工作，發(fā)現(xiàn)標有“3000imp/(kW·h)”的電能表的指示燈閃爍168次，使質(zhì)量為1.7kg的水從25℃升高到49℃，求此時電陶爐的加熱效率。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]電陶爐額定電壓220V額定功率高溫檔××W低溫檔400W6.某中學為了實現(xiàn)學生錯峰用餐，食堂安裝了自動加熱餐臺。其中一個餐臺的部分簡化電路如圖所示。閉合開關(guān)S，加熱餐臺開始工作。當臺內(nèi)食品溫度降到20℃時，控制開關(guān)S0轉(zhuǎn)到位置1為食品加熱；當臺內(nèi)食品溫度達到50℃時，S0轉(zhuǎn)到位置2為食品保溫。定值電阻R1=24.2Ω，保溫功率為400W。求：（1）定值電阻R2的阻值；（2）餐臺加熱狀態(tài)下工作5min消耗的電能；（3）在加熱狀態(tài)時，餐臺工作5min產(chǎn)生的熱量可使5kg初溫20℃的湯升溫至50℃。若不計熱量損失，求湯的比熱容。7．如圖所示是某款電熱水壺及相關(guān)信息表。現(xiàn)在該水壺內(nèi)裝入1L、初溫為20℃的水，放置在水平桌面上。接通電源使其正常工作，在標準大氣壓下將水燒開。求：額定功率1000W自重5N與桌面接觸面積200cm2（1）裝入水后水壺對桌面的壓強；（2）水吸收的熱量；（3）此電熱水壺在額定電壓下正常工作7min可將1L水燒開，試計算該電熱水壺的加熱效率。[c水＝4.2×103J/（kg?℃），g＝10N/kg]8．在這次新冠肺炎抗疫戰(zhàn)中，中醫(yī)藥為診療發(fā)揮了積極作用，成為抗疫“中國方法”的重要組成部分。小明對家里的電中藥壺進行觀察，并用水替代中藥進行了相關(guān)研究。收集和記錄數(shù)據(jù)如下表。請你結(jié)合他的調(diào)查研究，完成下列問題。觀察對象觀察記錄研究記錄電中藥壺成分：紫砂電源：容積：檔位：高溫低溫①水的質(zhì)量，水的初溫②用高溫檔加熱，水的末溫③壺內(nèi)加熱體由兩個相同的發(fā)熱電阻組成④（1）請在虛線框內(nèi)畫出電中藥壺內(nèi)部的電路圖；（2）求電中藥壺內(nèi)部一個發(fā)熱電阻的阻值；（3）求高溫加熱時，電中藥壺的加熱效率。9.如圖甲所示為小明家的電飯鍋，銘牌上附有中國能效標識，從銘牌上可知該電飯鍋能效等級為三級，額定電壓為220V，加熱功率為1210W。電飯鍋的簡化電路圖如圖乙所示，有加熱和保溫兩擋，由開關(guān)S調(diào)節(jié)，其中R1和R2均為發(fā)熱電阻，且阻值不隨著溫度的變化而改變。求：（1）小明想利用如圖丙所示的電能表測量電飯鍋的保溫功率，他關(guān)閉家里的其它用電器，讓電飯鍋處于“保溫”狀態(tài)下正常工作，觀察到電能表轉(zhuǎn)盤在5min內(nèi)轉(zhuǎn)了22圈。則該電飯鍋的保溫功率為多少？（2）電阻R1、R2的阻值分別為多少？（3）小明上網(wǎng)查詢了解，國家標準中規(guī)定電飯鍋在該加熱功率下正常工作時，三級能效的熱效率值（電熱轉(zhuǎn)化效率）范圍為81%≤η<86%。他用學過的知識對電飯鍋進行測試：在加熱狀態(tài)下，將溫度為23℃、質(zhì)量為2.2kg的水加熱到100℃，電飯鍋正常工作用時700s。已知c水=4.2×103J/(kg℃)，請你通過計算幫助小明判斷該電飯鍋的熱效率值是否達到三級能效。10.圖示是一款自動燉煮機的簡化電路圖，、是兩個完全相同的電熱絲，為電源開關(guān)，通過控制開關(guān)、實現(xiàn)“低溫”“中溫”“高溫”三個擋位間的切換。從該燉煮機銘牌信息中獲知，其額定電壓220V，加熱效率為75%，但功率信息模糊不清。為研究該燉煮機的工作情況及有關(guān)信息，在燉煮機中裝入的水，閉合開關(guān)，通過觀察其電子顯示屏（消耗電能忽略不計），記錄有關(guān)信息如表格所示。水的比熱容，求：指示燈狀態(tài)工作時間水溫變化高溫燈亮34℃升至100℃中溫燈亮100℃保持不變低溫燈亮100℃保持不變（1）水吸收的熱量；（2）燉煮機高溫擋時的功率；（3）燉煮機消耗的電能。11.如圖所示是一款爬繩機器人，它能沿繩子負載爬升，其主要技術(shù)參數(shù)如下表所示，電池的充電電壓和工作電壓一致。求：（g取10N/kg，電池容量20Ah相當于在額定電壓下，用1A的放電電流工作可連續(xù)供電20h）技術(shù)參數(shù)載重120kg配繩20m爬繩速度12m/min自重10kg額定電壓36V電池容量20Ah電池動力鋰電池（1）動力鋰電池可提供的總電能；（2）機器人滿載勻速爬升的功率；（3）上述爬升12m的過程中，機器人消耗電能的80%用于爬升做功，則實際工作的電流多大？（結(jié)果保留到整數(shù)位）12.如圖所示是我國自主研發(fā)的無人駕駛電動運輸車。這輛車的質(zhì)量為1440kg，輪胎與地面的總接觸面積為0.12m2，充滿電后可儲存電能30kW·h，其中有80%的電能可轉(zhuǎn)化為汽車的機械能。某次該車在平直路面上以36km/h的速度勻速行駛，所受的阻力為800N。（g取10N/kg，q燃油=4×107J/kg）求：（1）該車靜止在水平地面上時，對地面的壓強是多少？（2）該車充滿電后平直路面上勻速行駛時，可以行駛多少小時？（3）該車充滿電后儲存的電能相當于完全燃燒多少千克的燃油放出的熱量？13.學?？萍夹〗M的同學們在老師的指導下設(shè)計了一臺簡易飲水機，其簡化的電路圖如圖甲所示。它有“加熱”和“保溫”兩檔，其中R1為發(fā)熱電阻，R2為定值電阻。如表是該飲水機的相關(guān)技術(shù)參數(shù)。圖乙是實驗室電能表的示意圖。已知飲水機在保溫檔和加熱檔工作時，發(fā)熱電阻R1的電功率之比為1∶121。[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)，ρ水=1.0×103kg/m3，不考慮溫度對電阻的影響]求：（1）儲水罐注滿水時，水溫升高50℃，需要吸收多少熱量？（2）電阻R1和R2的阻值是多少？（3）在測試時將其他用電器都關(guān)閉，只將飲水機置于加熱檔工作，發(fā)現(xiàn)電能表的轉(zhuǎn)盤在3min內(nèi)轉(zhuǎn)了50轉(zhuǎn)，則此時實驗室電路的實際電壓是多少？額定電壓220V加熱檔額定功