初中物理热量的计算试题

(12分)淋浴用水的流量约为10升/分，合适的水温约为50℃，用水时间约为4分钟。电热淋浴器有两种设计，一种是淋浴时电流直接对于流动的水加热，另一种则备有水箱，待箱中的水加热至合适的温度后再淋浴。加热前的水温以20℃计。
①请根据上面提供的数据论证，第一种设计不适合大多数家庭的供电电路。
②如果水箱中的水恰好够一个人淋浴用，供电电路允许的电流最大为10A，电加热的效率为80％，这种条件下把水箱中的水加热最少需多长时间？

小星家的太阳能热水器，水箱容积是200L．小星进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃，请你求解下列问题：
(1)水箱中水的质量；水吸收的热量【c水＝4.2×l0³J／(kg·℃)】
(2)如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40%，求至少需要燃烧多少煤气（煤气的热值为q＝4.2×l0⁷J／kg）

如图甲所示是一种常见的电热水袋，图乙是它的结构示意图，其性能指标如下表所示．

额定电压	额定加热功率	指示功率	袋内充水	自动断电温度
220V	500W	≤0.2W	1kg	65℃

（1）由题意可知，红色指示灯L的电阻比发热体R的电阻要　 　（选填“大”或“小”）得多；
（2）为了使用电热水袋更加安全，有的电热水袋里使用双重温控开关保护，也就是把两个温控开关　   　（选填“串联”或“并联”）起来使用；
（3）当热水袋原来的温度是15℃时，在额定电压下加热10min指示灯就熄灭了，则此过程中水吸收的热量是　    　 J，电热水袋的发热效率为　     　．[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]．

微波炉是一种清洁卫生无污染，效率较高的家用电器。某微波炉的铭牌如下表所示。将体积为275ml、初温是20℃的水放入该微波炉中用最大功率加热1min，取出后测得水温是40℃。若水的比热容为4.2×10³J/(kg·℃)。求：
（1）微波炉加热时，电路中的电流是多少？
（2）加热过程中消耗的电能是多少？
（3）加热过程中，水吸收的热量是多少？

小张把一袋体积为200ml、温度为10℃的牛奶放进微波炉中，用高火加热1min，牛奶被加热至50℃，达到适宜饮用的温度，若小张家微波炉的部分技术参数如下表所示，牛奶的密度和比热容与水的密度和比热容接近。请计算：
（1）如果电价为0.5元/度，按上述条件加热10袋这样的牛奶需要多少电费？
（2）该微波炉在加热牛奶时的效率是多少？

KJ21B—AF（G）型微波炉
额定电压	220V
额定频率	50Hz
额定功率	1300W

(6分)电水壶能在较短的时间内提供沸水，正好与现代人的生活节奏合拍，是现代家庭中必备的电器．右表是某品牌电水壶的铭牌．
⑴从安全方面考虑,电水壶的插座应选用下图中的            ；

⑵电水壶的额定电流是多少？
⑶该电水壶装满水后正常工作，要将20℃的水加热至沸腾至少需要多长时间?（不计热量损失，水的比热容是4.2×10³J/（ kg·℃），水的密度是1.0×10³ kg／m³，外界气压为1标准大气压）

小丽家新买了一台电热水器，下表是该热水器的一些技术参数。

型号	FED—H50	额定电压	220V
最大水量	50kg	额定功率	2000W

现将水箱中装满水，通电后正常工作40min，水温从25℃上升到45℃。在此过程中，求：
（1）热水器中电热丝的电阻；
（2）水所吸收的热量[c_水=4.2×10³J／（kg·℃）]；
（3）热水器的效率。

(10分)科技人员设计了一种可移动式太阳能水上漂浮房，它具有冬暖夏凉的优点，不仅为人们到海滨旅游提供了方便，而且节约了能源、减少了对环境的污染．某可移动式太阳能水上漂浮房的屋顶安装了太阳能电池板，接收太阳能的功率为9.0×10³W，能为该房供应热水和在水上移动等提供能量．
(1)漂浮房冬暖夏凉，利用了水的 ▲ 比较大的特性．
(2)太阳能电池板将太阳能转化为 ▲ 能．若只用来给水加热时，电池板两极的电压为200V，加热电阻丝的电阻为15Ω，设电阻丝产生的电热全部转化为水的内能，则加热5min，水的内能增加了 ▲ J．
(3)有5位中学生从岸上进入漂浮房参观，则水对漂浮房的浮力约增加 ▲ N．
(4)若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮房前进所需的能量，漂浮房在平静的水面上以恒定功率沿直线运动，运动过程中受到的阻力不变．从某一时刻开始，漂浮房受到承平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图所示，t=50s后，漂浮房以2.5m/s的速度做匀速直线运动．则在整个运动过程中，漂浮房受到的阻力大小为 ▲ N，太阳能转化为机械能的效率为 ▲ ．

红梅中学锅炉房每天要将3t水从20℃加热到100℃。问：
（1）这些水要吸收多少热量？[水的比热容为4.2×10³J/(kg·℃)]
（2）“西气东输”实现后，可用天然气作为燃料来烧水，设天然气完全燃烧释放热量的75%被水吸收，学校每天因烧水要消耗多少体积的天然气？（天然气的热值q=8.4×10⁷J/ m³。气体燃料完全燃烧放出热量的公式是Q=qV，其中V表示气体燃料的体积）