内容正文:
期中考试计算题专项训练
一.热机效率计算(共10小题)
二.欧姆定律计算(共10小题)
一.热机效率计算(共10小题)
1.(24-25九年级上·甘肃白银·期中)某辆汽车在平直公路上匀速行驶了一段距离,消耗汽油0.4kg,此过程中汽车牵引力所做的功为5.52×106J,已知汽油的热值为4.6×107J/kg,水的比热容c水=4.2×103J/(kg・℃)。
(1)求汽油完全燃烧放出的热量;
(2)求该汽车发动机的效率;
(3)若汽油完全燃烧放出的热量全部被水吸收,则可使质量为100kg、初温为10℃的水的温度升高多少?(计算结果保留一位小数)
(4)请写出一条汽车发动机效率低的原因。
【答案】(1)1.84×107J
(2)30%
(3)43.8℃
(4)燃料未完全燃烧
【详解】(1)由 知道,汽油完全燃烧放出的热量
(2)由 知道,该汽车发动机的效率
(3)根据题意知道,热量全部被水吸收,即,由 知道,水的温度升高
(4)燃料未完全燃烧或热量通过废气、冷却系统等散失到环境中。
2.(25-26九年级上·广西南宁·阶段练习)氢能是未来国家能源体系的重要组成部分,氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点。2024年4月,两辆以氢为燃料的汽车,进行了北京到上海长距离运输测试,这是中国氢能车辆首次大范围、长距离、跨区域的实际运输测试。某氢燃料大巴车如图所示。水的比热容为,氢燃料的热值约为。求:
(1)的氢燃料完全燃烧放出的热量;
(2)在1标准大气压下,若这些热量全部被质量为、温度为65℃的水吸收,水升高的温度;
(3)氢燃料可供该型号氢燃料电池大巴车以140kW的恒定功率匀速行驶300s,求该氢燃料电池大巴车的效率。
【答案】(1)
(2)
(3)50%
【详解】(1)0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量Q放=m氢q氢=0.6kg×1.4×108J/kg=8.4×107J
(2)这些热量全部被水吸收,则水吸收的热量Q吸=Q放=8.4×107J
水升高的温度
由于大气压为1标准大气压,水的沸点为100℃,则水实际升高的温度
(3)氢燃料电池大巴车匀速行驶所做的功W=Pt=140×103W×300s=4.2×107J
氢燃料电池大巴车的效率
3.(25-26九年级上·山东德州·阶段练习)小亮家有一个容积为2L的水壶,水壶里装有初温为25℃的水,在1标准大气压下小亮用天然气炉具对水进行加热。[已知天然气的热值q=8.4×107J/m3,水的密度ρ水=1×103kg/m3,水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃)]求:
(1)烧开2L水,水需要吸收多少热量?
(2)烧开2L水用了0.01m3的天然气,这些天然气放出的热量是多少?
(3)求天然气炉具的热效率。
【答案】(1)6.3×105J
(2)8.4×105J
(3)75%
【详解】(1)由题可知,水的体积 ,由密度公式 得:
水从25℃加热至100℃,温度变化 ,吸收的热量为
(2)由题可知,天然气体积 ,完全燃烧放出的热量为
(3)天然气炉具的热效率
4.(24-25九年级上·四川宜宾·期中)为了给学生及时供应沸水,保障学生身体健康,某学校新购置了锅炉。在1个标准大气压下,用锅炉将100L初始温度是25℃的水加热到沸腾,以达到杀菌的作用。锅炉需要用时5分钟,完全燃烧3kg的无烟煤。已知:水的密度ρ=1×103kg/m3,水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃),无烟煤的热值q=3.4×107J/kg。求:
(1)锅炉内水的质量;
(2)锅炉内100L水吸收的热量;
(3)3kg无烟煤完全燃烧放出的热量;
(4)此锅炉的效率。(小数点后保留1位有效数字)
【答案】(1)100kg
(2)3.15×107J
(3)1.02×108J
(4)30.9%
【详解】(1)根据公式可知,锅炉内水的质量为
(2)在1个标准大气压下,水的沸点为100℃,即末温为100℃,根据公式可知,水吸收的热量为
(3)根据公式可知,无烟煤完全燃烧放出的热量为
(4)根据公式可知,此锅炉的效率为
5.(25-26九年级上·辽宁沈阳·阶段练习)“雪龙2号”是我国自主建造的第一艘极地科学考察破冰船,也是全球首艘具备船首和船尾双向破冰能力的考察船。“雪龙2号”的动力来源于柴电动力系统,最大功率为,每小时最大破冰航程为27km,柴电动力系统的效率约为30%。请计算:
(1)“雪龙2号”以最大功率破冰时,每小时做多少功?
(2)“雪龙2号”以最大功率和最大航速沿直线破冰时的牵引力是多少N?
(3)“雪龙2号”以最大功率工作时,每小时消耗柴油的质量是多少kg?(柴油的热值q取)
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)“雪龙2号”以最大功率破冰时,每小时做功为
(2)“雪龙2号”以最大功率和最大航速沿直线破冰时的牵引力为
(3)“雪龙2号”以最大功率工作时,每小时柴油完全燃烧放出的热量为
则每小时消耗柴油的质量为
6.(25-26九年级上·四川资阳·阶段练习)小明春游时携带一个轻质合金锅、一台便携式丁烷气炉如图所示(内置一瓶新的燃气,参数如表所示),野炊地水的沸点为98℃,测出当地水的温度为18℃,燃烧0.1kg的燃气可以将锅内2.5kg的水烧开,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),求:
气瓶规格(尺寸/容量)
品名
总质量
净质量
主要成分
热值
神州
354g
250g
丁烷
8.4×107J/kg
(1)将锅内2.5kg的水烧开需要吸收的热量;
(2)轻质合金锅吸热的效率;
(3)若改用吸热效率为30%的铁锅,则同样烧开2.5kg的水能节省多少kg的燃料?(结果保留两位小数)
【答案】(1)
(2)10%
(3)0.07kg
【详解】(1)水的质量为m水=2.5kg,水的比热容为c=4.2×103J/(kg·℃),水升高温度Δt=98℃-18℃=80℃
水吸收的热量为Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2.5kg×80℃=8.4×105J
(2)完全燃烧0.1kg丁烷放出的热量为Q放=0.1kg×8.4×107J/kg=8.4×106J
轻质合金锅吸热的效率为
(3)若改用吸热效率为30%的铁锅,同样使2.5kg的水吸收8.4×105J,则铁锅需的燃料所提供的总热量应为
需要完全燃烧燃料质量为
原来消耗燃料0.1kg,则可节省的燃料约为
7.(25-26九年级上·新疆和田·阶段练习)太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一.某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能,在5小时的有效照射时间内,将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温升高到40℃.求:
(1)热水器中的水吸收的热量Q;【水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)】
(2)热水器5小时内接收到的太阳能E;
(3)若改用煤气来加热这些水,需要完全燃烧多少千克煤气?(煤气的热值q=4.2×107J/kg,假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收)
【答案】(1)8.4×106J
(2)2.1×107J
(3)0.2kg
【详解】(1)热水器中的水吸收的热量
(2)热水器5小时内接收到的太阳能
(3)煤气燃烧放出的热量全部被水吸收,即
由Q=mq可知完全燃烧煤气的质量
8.(25-26九年级上·四川宜宾·阶段练习)我国自主研制的“红旗HQ3”无人驾驶汽车在某段平直公路上进行测试,汽车以18m/s的速度匀速行驶了5min,消耗燃油0.3kg,汽车发动机的牵引力是1000N。已知燃油的热值为。试求:
(1)消耗的燃油完全燃烧产生的热量是多少J?
(2)汽车牵引力所做的功是多少J?
(3)假如没有能量损失,可以节省多少kg燃油?
【答案】(1)
1.35×107J
(2)
5.4×106J
(3)
0.18kg
【详解】(1)消耗的燃油完全燃烧产生的热量
(2)汽车牵引力所做的功
(3)若无能量损失(效率 ),所需热量
对应燃油质量
节省的燃油为
9.(24-25九年级上·天津河东·阶段练习)一台单缸四冲程汽油机,气缸横截面积为500cm²,活塞冲程长为40cm,做功冲程燃气的平均压强是5×105Pa,飞轮转速是480r/min。汽油的热值为4.6×107J/kg。如果该汽油机每分钟消耗汽油200g,
(1)汽油完全燃烧所放出的热量是多少?
(2)汽油机做一次功是多少J?
(3)该汽油机的输出功率是多大?
(4)汽油机的效率是多大?(保留到0.1%)
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)汽油质量
汽油完全燃烧所放出的热量是
(2)燃气平均压强 ,气缸横截面积
燃气对活塞的平均压力
活塞冲程长
一次做功
(3)飞轮转速 ,每转两圈做功一次,每分钟做功次数
总功
输出功率
(4)汽油机的效率为
10.(24-25九年级上·四川资阳·期中)随着人们生活水平的提高,小汽车已普遍进入我们的家庭。小明家的小汽车空载总重2×104N,车轮与地面接触总面积0.2m2。“五一”节小明和爸爸驾车出去旅游,汽车在一段平直且限速120km/h的高速公路上匀速行驶15km,消耗汽油2L,发动机实际输出功率为50.4kW,汽油机效率为35%(假如汽油完全燃烧, ρ汽油=0.8×103kg/m3;q汽油=4.5×107J/kg;1L=10﹣3m3)。请你帮小明解决下列问题:
(1)汽车空载静止时对水平地面的压强有多大?
(2)2L汽油完全燃烧能放出多少热量?
(3)汽车在这段路面行驶过程中,受到的阻力是多大?
【答案】(1)
1×105 Pa
(2)
7.2×107 J
(3)
1680 N
【详解】(1)汽车空载静止时对水平地面的压力大小等于其重力,即
汽车空载静止时对水平地面的压强
(2)汽油质量
2L汽油完全燃烧放出的热量
(3)由热机效率公式,则汽油机做的有用功
由,则汽油机提供的牵引力
因为汽车匀速行驶,所以阻力与牵引力是一对平衡力,则汽车受到的阻力
二.欧姆定律计算(共10小题)
11.(24-25九年级下·山东济南·开学考试)小张利用近期所学的物理知识自制了一个早餐煎蛋锅。如图为该早餐煎蛋锅的简化电路图,内有阻值不变的R0=440Ω、R两根电热丝。1、2为金属触点,S为单刀双掷开关,开关置于1时为“1挡”,置于2时为“2挡”。求:
(1)当S接“2挡”时,电路正常工作的电流大小;
(2)当S接“1挡”时,电路中的电流为0.1A,R0两端的电压:
(3)电阻R的阻值。
【答案】(1)
0.5 A
(2)
44 V
(3)
1760 Ω
【详解】(1)当S接“2挡”时,电阻被短接,电路中只有工作,此时电路中电流为
(2)两端电压为
(3)当S接“1挡”时,两端电压为
阻值为
12.(25-26九年级上·重庆沙坪坝·阶段练习)国庆假期聚会增多,安全驾驶尤为重要。酒精测试仪可帮助司机快速自查,其电路如图甲所示,电源电压恒为6V,。酒精传感器的电阻值随酒精气体浓度增大而减小,关系如图乙所示(酒驾标准:0.2mg/mL≤酒精浓度ρ≤0.8mg/mL)求:
(1)当电流表的示数为0.075A时,电压表的示数;
(2)当被检测者的酒精气体的浓度为0.3mg/mL时,电流表示数;
(3)当电压表的示数为2V时,判断被检测者是否酒驾。
【答案】(1)4.5 V
(2)0.15A
(3)是酒驾
【详解】(1)由图甲得,R1、R2串联,电压表测量R1的电压,电流表测量电路电流。当电流表的示数为0.075A时,由得,R2两端电压为
电压表的示数
(2)由图乙得出当酒精气体浓度ρ=0.3 mg/mL时,传感器电阻R1=20 Ω,此时电路中的总电阻
总电流
(3)当电压表示数时,R2两端电压
电路电流
由得,传感器电阻
由图乙可判断此时酒精气体浓度约为0.8 mg/mL,故被检测者属于酒驾。
13.(25-26九年级上·重庆沙坪坝·阶段练习)小文为航天员设计了一款航天服,既能保温又能照明。其简化电路如图所示,电源电压恒为24V,发热电阻R的阻值未知,小灯泡的电阻为(忽略温度对灯丝电阻的影响),闭合开关和,电流表示数为1.1A,求:
(1)通过小灯泡L的电流;
(2)发热电阻R的阻值。
【答案】(1)
0.5A
(2)
40Ω
【详解】(1)由题可知,小灯泡的电阻为RL=48Ω,闭合开关和,小灯泡与发热电阻R并联,电流表测干路电流,电源电压U=24V,
故小灯泡两端电压
由欧姆定律,可得小灯泡中的电流
(2)由题可知,电路总电流I总=1.1A,则由并联电路电流规律,可得流过发热电阻的电流
由欧姆定律,可得发热电阻的阻值
14.(25-26九年级上·湖南长沙·阶段练习)如图所示,R1、R2为定值电阻,滑动变阻器RP上标有“20Ω,1A”的字样。
(1)闭合开关S1、S3,滑片移到最大阻值处,电流表A示数为0.6A,求电源电压;
(2)只闭合开关S1,当滑动变阻器的阻值接人一半时,电压表示数为4V,求R1的阻值;
(3)闭合开关S1、S2、S4,在保证电路安全的前提下,有一个电流表示数达到满偏刻度,求R2可能的阻值。(已知电流表测量范围为0-0.6A或者0-3A)
【答案】(1)12V
(2)20Ω
(3)20Ω或5Ω
【详解】(1)由图可知,闭合开关S1、S3,此时电路中仅接入滑动变阻器的最大阻值 Rp = 20Ω,电流表读数为 I = 0.6A,可得电源电压为
(2)只闭合开关S1,电路为定值电阻R1和滑动变阻器串联,滑动变阻器的接入电阻变为Rp' = 10 Ω(即一半),电压表读数为4V,测得的是滑动变阻器两端的电压 Up'=4V,此时电路总电压仍为12V,则R1两端分得的电压为
R1电路中的电流处处相等,则R1为
则R1的阻值为
(3)若闭合开关S1、S2、S4,此时R1、R2并联,某一电流表满偏,电源电压仍为12V,已知电流表量程有0–0.6A和0–3A两档:若选0–0.6A档满偏,则A1满偏,通过R2的电流为0.6A,由得
此时另一路电流为
总电流为
另一电流表选0-3A量程,未满偏,电路是安全。
②若选0–3A档满偏,则只能电流表A满偏,即总电流为3A,通过R2的电流为
则R2的阻值为
故R2可能取20Ω 或5Ω。
15.(25-26九年级上·湖南长沙·阶段练习)如图甲是某科技小组设计的湿度检测装置,电源电压为4.5V,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~3A,R0的阻值为40Ω,湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系如图乙所示。
(1)为使湿度表显示的示数随湿度的增大而增大,湿度表应该由 表改装;
(2)当湿度为40%时,求电路中的电流大小;
(3)根据当前设计的电路,可测量的最高湿度RH是多少;
(4)若想电路可测量的最高湿度提高到90%,需要将电源电压调整到多少伏。
【答案】(1)
电压
(2)
0.05 A
(3)
70%
(4)
4.3 V
【详解】(1)设湿敏电阻为R,定值电阻为R₀=40 Ω,电源电压为U=4.5 V,电压表量程3 V,电流表量程3 A。
因湿度增大时湿敏电阻阻值增大,电源电压不变,根据串联电路中电流将减小;而加在湿敏电阻两端的电压则随其阻值增大而增大。要使读数随湿度增大而增大,应改用电压表测量湿敏电阻两端电压。
(2)当湿度RH为40%时,由图可知湿敏电阻R=50Ω,总电阻
由欧姆定律得
(3)电压表量程为3 V,最大可测电压U大=3 V。由分压公式得
解得R1=80Ω,由图可得对应湿度RH为70%。
(4)若要测到RH=90%时,湿敏电阻R3=90 Ω,为保证电压表量程不超3 V,设所需电源电压为U′,同理有
解得U′ ≈ 4.3 V。
16.(25-26九年级上·湖南长沙·阶段练习)如图所示的电路中,电源电压恒定,R2的阻值为10Ω。闭合开关S,电流表A的示数为1.2A,电流表A1的示数为0.4A。求:
(1)通过电阻R2的电流;
(2)电源电压;
(3)R1的阻值。
【答案】(1)0.8A
(2)8V
(3)20Ω
【详解】(1)据图可知,闭合开关S,电路是并联的,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路电流,并联电路的总电流为I=1.2A,已知通过R1的电流I1=0.4A,则通过R2的电流I2=I−I1=1.2A−0.4A=0.8A
(2)电阻R2两端电压U2=I2R2=0.8A×10Ω=8V
并联电路中R1、R2两端电压相同且等于电源电压,即电源电压U=8V
(3)R1两端电压同为8V,通过R1的电流I1=0.4A,因此
17.(24-25九年级上·海南·期中)如图,电阻R1=30Ω,灯泡R2的电阻为16Ω(不变),变阻器R3上标有60Ω字样。
(1)只闭合开关S1时,电流表的示数是0.4A,求电源电压为多大?
(2)只闭合开关S3,调节滑片P,当灯泡两端电压为8V时,变阻器的电阻为多大?
(3)当三个开关均闭合时,整个电路的最小电流是多少?
【答案】(1)12V
(2)8Ω
(3)0.6A
【详解】(1)只闭合开关S1时,由图可知电路中只有电阻,电流表的示数是0.4A,则电源电压为
(2)只闭合开关S3,由图可知灯泡和滑动变阻器串联,灯泡两端电压为8V,则电路中电流为
变阻器的电阻为
(3)当三个开关均闭合时,由图可知灯泡被短路,定值电阻和滑动变阻器并联,滑动变阻器全部接入电路时整个电路的电流最小,则整个电路的最小电流是
18.(24-25九年级上·江苏连云港·阶段练习)某课外活动小组的同学设计了一个用电压表示数的变化来反映环境温度变化的电路,如图甲所示。电源电压为6V不变,R0是定值电阻阻值为20Ω,R1是热敏电阻,R1阻值随温度变化的图象如图乙所示。闭合开关S后,求:
(1)当电压表示数为3V时,电路中的电流多大;
(2)当环境温度为20℃时,电压表示数是多少;
(3)如果将R0、R1并联接在该电源上,放置在某一环境中时,测得干路中的电流为0.6A,此时人在这样的环境温度中是否舒适?请通过计算后,结合你知道的生活情形分析理由。
【答案】(1)
0.15 A
(2)
2V
(3)
见解析
【详解】(1)由电路图可知,R1与R0串联,电压表测R0两端的电压。因串联电路中各处的电流相等,所以,电压表的示数为3V时电路中的电流
(2)当环境温度为 20℃ 时,由图乙可知热敏电阻 R1= 40 Ω。此时电路总电阻
此时电路中的电流
R0两端的电压
即电压表示数为2V。
(3)若将R0和R1并联在电源两端,则通过R0的电流
则通过R1的电流
则R1的阻值
由图乙可知热敏电阻为20 Ω时,对应的环境温度约为40℃。该温度较高,属于炎热天气,不舒服。
19.(24-25九年级上·黑龙江黑河·期中)在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。R1为定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端,两电压表示数随电流表示数变化的完整图像如图乙所示。求:
(1)电源电压;
(2)定值电阻R1的阻值;
(3)滑动变阻器R2的最大值;
【答案】(1)8 V
(2)10 Ω
(3)30 Ω
【详解】(1)由图甲可知,开关闭合,R1和R2串联,电压表V1测R1的两端电压,电压表V2测的是R2的两端电压,电流表测的是电路电流。当滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端的过程中,R2接入电路电阻变小,电路总电阻变小,根据欧姆定律可得,电路的电流变大,R1的两端电压变大,根据串联分压原理可知,R2的两端电压变小,由图乙知,向上的图线反映的是电压表V1示数随电流表示数变化的图像,向下的图线反映的是电压表V2示数随电流表示数变化的图像。由图乙可知,当一个电压表示数为0时,另一个电压表示数为8V,当滑片在最右端时,滑动变阻器短路,滑动变阻器两端电压为0,此时只有定值电阻在电路中,定值电阻两端电压为8V,故电源电压为U=8 V。
(2)由图乙可知,当电流表读数 I=0.4 A 时,图中可读出定值电阻上的电压为 4 V,则定值电阻阻值为
(3)当滑片P在最左端时,R2接入电路的阻值最大,此时电压表V2的示数为6V,即为此时R2的两端电压,根据串联电路电压特点可得,此时R1的两端电压为
根据欧姆定律可得,此时通过R1的电流为
即为此时的电路电流。根据欧姆定律可得,此时R2接入电路的阻值为
即为滑动变阻器R2的最大值。
20.(24-25九年级上·吉林长春·阶段练习)在坐位体前屈测试项目中,测试者向前推动滑动变阻器滑片上的滑块,滑块被推动的距离越大、仪器的示数就越大。图甲是体育课上坐位体前屈测量仪,图乙是小明设计的模拟电路。 电路中电源电压恒为6V, 滑动变阻器R1标有“15Ω 1A”, 滑片P 每移动1cm,R1 的电阻变化0.5Ω,定值电阻R2=20Ω。若某同学在测试时,电压表的示数为2V, 求:
(1)此时电路中的电流;
(2)该同学从滑动变阻器的最右端推动滑片P 向左移动的距离。
【答案】(1)0.2A
(2)10cm
【详解】(1)此时定值电阻R2两端电压
此时电路中的电流
(2)此时滑动变阻器接入电路中的电阻
此时滑动变阻器未接入电路中的电阻
因为滑片P 每移动1cm,R1 的电阻变化0.5Ω,则该同学从滑动变阻器的最右端推动滑片P 向左移动的距离
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期中考试计算题专项训练
一.热机效率计算(共10小题)
二.欧姆定律计算(共10小题)
一.热机效率计算(共10小题)
1.(24-25九年级上·甘肃白银·期中)某辆汽车在平直公路上匀速行驶了一段距离,消耗汽油0.4kg,此过程中汽车牵引力所做的功为5.52×106J,已知汽油的热值为4.6×107J/kg,水的比热容c水=4.2×103J/(kg・℃)。
(1)求汽油完全燃烧放出的热量;
(2)求该汽车发动机的效率;
(3)若汽油完全燃烧放出的热量全部被水吸收,则可使质量为100kg、初温为10℃的水的温度升高多少?(计算结果保留一位小数)
(4)请写出一条汽车发动机效率低的原因。
2.(25-26九年级上·广西南宁·阶段练习)氢能是未来国家能源体系的重要组成部分,氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点。2024年4月,两辆以氢为燃料的汽车,进行了北京到上海长距离运输测试,这是中国氢能车辆首次大范围、长距离、跨区域的实际运输测试。某氢燃料大巴车如图所示。水的比热容为,氢燃料的热值约为。求:
(1)的氢燃料完全燃烧放出的热量;
(2)在1标准大气压下,若这些热量全部被质量为、温度为65℃的水吸收,水升高的温度;
(3)氢燃料可供该型号氢燃料电池大巴车以140kW的恒定功率匀速行驶300s,求该氢燃料电池大巴车的效率。
3.(25-26九年级上·山东德州·阶段练习)小亮家有一个容积为2L的水壶,水壶里装有初温为25℃的水,在1标准大气压下小亮用天然气炉具对水进行加热。[已知天然气的热值q=8.4×107J/m3,水的密度ρ水=1×103kg/m3,水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃)]求:
(1)烧开2L水,水需要吸收多少热量?
(2)烧开2L水用了0.01m3的天然气,这些天然气放出的热量是多少?
(3)求天然气炉具的热效率。
4.(24-25九年级上·四川宜宾·期中)为了给学生及时供应沸水,保障学生身体健康,某学校新购置了锅炉。在1个标准大气压下,用锅炉将100L初始温度是25℃的水加热到沸腾,以达到杀菌的作用。锅炉需要用时5分钟,完全燃烧3kg的无烟煤。已知:水的密度ρ=1×103kg/m3,水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃),无烟煤的热值q=3.4×107J/kg。求:
(1)锅炉内水的质量;
(2)锅炉内100L水吸收的热量;
(3)3kg无烟煤完全燃烧放出的热量;
(4)此锅炉的效率。(小数点后保留1位有效数字)
5.(25-26九年级上·辽宁沈阳·阶段练习)“雪龙2号”是我国自主建造的第一艘极地科学考察破冰船,也是全球首艘具备船首和船尾双向破冰能力的考察船。“雪龙2号”的动力来源于柴电动力系统,最大功率为,每小时最大破冰航程为27km,柴电动力系统的效率约为30%。请计算:
(1)“雪龙2号”以最大功率破冰时,每小时做多少功?
(2)“雪龙2号”以最大功率和最大航速沿直线破冰时的牵引力是多少N?
(3)“雪龙2号”以最大功率工作时,每小时消耗柴油的质量是多少kg?(柴油的热值q取)
6.(25-26九年级上·四川资阳·阶段练习)小明春游时携带一个轻质合金锅、一台便携式丁烷气炉如图所示(内置一瓶新的燃气,参数如表所示),野炊地水的沸点为98℃,测出当地水的温度为18℃,燃烧0.1kg的燃气可以将锅内2.5kg的水烧开,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),求:
气瓶规格(尺寸/容量)
品名
总质量
净质量
主要成分
热值
神州
354g
250g
丁烷
8.4×107J/kg
(1)将锅内2.5kg的水烧开需要吸收的热量;
(2)轻质合金锅吸热的效率;
(3)若改用吸热效率为30%的铁锅,则同样烧开2.5kg的水能节省多少kg的燃料?(结果保留两位小数)
7.(25-26九年级上·新疆和田·阶段练习)太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一.某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能,在5小时的有效照射时间内,将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温升高到40℃.求:
(1)热水器中的水吸收的热量Q;【水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)】
(2)热水器5小时内接收到的太阳能E;
(3)若改用煤气来加热这些水,需要完全燃烧多少千克煤气?(煤气的热值q=4.2×107J/kg,假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收)
8.(25-26九年级上·四川宜宾·阶段练习)我国自主研制的“红旗HQ3”无人驾驶汽车在某段平直公路上进行测试,汽车以18m/s的速度匀速行驶了5min,消耗燃油0.3kg,汽车发动机的牵引力是1000N。已知燃油的热值为。试求:
(1)消耗的燃油完全燃烧产生的热量是多少J?
(2)汽车牵引力所做的功是多少J?
(3)假如没有能量损失,可以节省多少kg燃油?
9.(24-25九年级上·天津河东·阶段练习)一台单缸四冲程汽油机,气缸横截面积为500cm²,活塞冲程长为40cm,做功冲程燃气的平均压强是5×105Pa,飞轮转速是480r/min。汽油的热值为4.6×107J/kg。如果该汽油机每分钟消耗汽油200g,
(1)汽油完全燃烧所放出的热量是多少?
(2)汽油机做一次功是多少J?
(3)该汽油机的输出功率是多大?
(4)汽油机的效率是多大?(保留到0.1%)
10.(24-25九年级上·四川资阳·期中)随着人们生活水平的提高,小汽车已普遍进入我们的家庭。小明家的小汽车空载总重2×104N,车轮与地面接触总面积0.2m2。“五一”节小明和爸爸驾车出去旅游,汽车在一段平直且限速120km/h的高速公路上匀速行驶15km,消耗汽油2L,发动机实际输出功率为50.4kW,汽油机效率为35%(假如汽油完全燃烧, ρ汽油=0.8×103kg/m3;q汽油=4.5×107J/kg;1L=10﹣3m3)。请你帮小明解决下列问题:
(1)汽车空载静止时对水平地面的压强有多大?
(2)2L汽油完全燃烧能放出多少热量?
(3)汽车在这段路面行驶过程中,受到的阻力是多大?
二.欧姆定律计算(共10小题)
11.(24-25九年级下·山东济南·开学考试)小张利用近期所学的物理知识自制了一个早餐煎蛋锅。如图为该早餐煎蛋锅的简化电路图,内有阻值不变的R0=440Ω、R两根电热丝。1、2为金属触点,S为单刀双掷开关,开关置于1时为“1挡”,置于2时为“2挡”。求:
(1)当S接“2挡”时,电路正常工作的电流大小;
(2)当S接“1挡”时,电路中的电流为0.1A,R0两端的电压:
(3)电阻R的阻值。
12.(25-26九年级上·重庆沙坪坝·阶段练习)国庆假期聚会增多,安全驾驶尤为重要。酒精测试仪可帮助司机快速自查,其电路如图甲所示,电源电压恒为6V,。酒精传感器的电阻值随酒精气体浓度增大而减小,关系如图乙所示(酒驾标准:0.2mg/mL≤酒精浓度ρ≤0.8mg/mL)求:
(1)当电流表的示数为0.075A时,电压表的示数;
(2)当被检测者的酒精气体的浓度为0.3mg/mL时,电流表示数;
(3)当电压表的示数为2V时,判断被检测者是否酒驾。
13.(25-26九年级上·重庆沙坪坝·阶段练习)小文为航天员设计了一款航天服,既能保温又能照明。其简化电路如图所示,电源电压恒为24V,发热电阻R的阻值未知,小灯泡的电阻为(忽略温度对灯丝电阻的影响),闭合开关和,电流表示数为1.1A,求:
(1)通过小灯泡L的电流;
(2)发热电阻R的阻值。
14.(25-26九年级上·湖南长沙·阶段练习)如图所示,R1、R2为定值电阻,滑动变阻器RP上标有“20Ω,1A”的字样。
(1)闭合开关S1、S3,滑片移到最大阻值处,电流表A示数为0.6A,求电源电压;
(2)只闭合开关S1,当滑动变阻器的阻值接人一半时,电压表示数为4V,求R1的阻值;
(3)闭合开关S1、S2、S4,在保证电路安全的前提下,有一个电流表示数达到满偏刻度,求R2可能的阻值。(已知电流表测量范围为0-0.6A或者0-3A)
15.(25-26九年级上·湖南长沙·阶段练习)如图甲是某科技小组设计的湿度检测装置,电源电压为4.5V,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~3A,R0的阻值为40Ω,湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系如图乙所示。
(1)为使湿度表显示的示数随湿度的增大而增大,湿度表应该由 表改装;
(2)当湿度为40%时,求电路中的电流大小;
(3)根据当前设计的电路,可测量的最高湿度RH是多少;
(4)若想电路可测量的最高湿度提高到90%,需要将电源电压调整到多少伏。
16.(25-26九年级上·湖南长沙·阶段练习)如图所示的电路中,电源电压恒定,R2的阻值为10Ω。闭合开关S,电流表A的示数为1.2A,电流表A1的示数为0.4A。求:
(1)通过电阻R2的电流;
(2)电源电压;
(3)R1的阻值。
17.(24-25九年级上·海南·期中)如图,电阻R1=30Ω,灯泡R2的电阻为16Ω(不变),变阻器R3上标有60Ω字样。
(1)只闭合开关S1时,电流表的示数是0.4A,求电源电压为多大?
(2)只闭合开关S3,调节滑片P,当灯泡两端电压为8V时,变阻器的电阻为多大?
(3)当三个开关均闭合时,整个电路的最小电流是多少?
18.(24-25九年级上·江苏连云港·阶段练习)某课外活动小组的同学设计了一个用电压表示数的变化来反映环境温度变化的电路,如图甲所示。电源电压为6V不变,R0是定值电阻阻值为20Ω,R1是热敏电阻,R1阻值随温度变化的图象如图乙所示。闭合开关S后,求:
(1)当电压表示数为3V时,电路中的电流多大;
(2)当环境温度为20℃时,电压表示数是多少;
(3)如果将R0、R1并联接在该电源上,放置在某一环境中时,测得干路中的电流为0.6A,此时人在这样的环境温度中是否舒适?请通过计算后,结合你知道的生活情形分析理由。
19.(24-25九年级上·黑龙江黑河·期中)在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。R1为定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端,两电压表示数随电流表示数变化的完整图像如图乙所示。求:
(1)电源电压;
(2)定值电阻R1的阻值;
(3)滑动变阻器R2的最大值;
20.(24-25九年级上·吉林长春·阶段练习)在坐位体前屈测试项目中,测试者向前推动滑动变阻器滑片上的滑块,滑块被推动的距离越大、仪器的示数就越大。图甲是体育课上坐位体前屈测量仪,图乙是小明设计的模拟电路。 电路中电源电压恒为6V, 滑动变阻器R1标有“15Ω 1A”, 滑片P 每移动1cm,R1 的电阻变化0.5Ω,定值电阻R2=20Ω。若某同学在测试时,电压表的示数为2V, 求:
(1)此时电路中的电流;
(2)该同学从滑动变阻器的最右端推动滑片P 向左移动的距离。
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