题目内容

15．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80km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20kW．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．

分析 （1）已知汽车的行驶速度和行驶的距离，根据公式t=$\frac{s}{v}$可求运动时间．
（2）已知发动机的实际功率和行驶的时间，根据公式W=Pt可求发动机所做的功．
（3）汽油完全燃烧释放的热量根据公式Q=qm可求，还知道小汽车发动机的效率η=$\frac{W}{Q}$×100%，二式联立可求汽油的质量．

解答 解：
（1）根据v=$\frac{s}{t}$可得，
汽车运动时间t=$\frac{s}{v}$=$\frac{100km}{80km/h}$=1.25h．
（2）根据P=$\frac{W}{t}$可得，
发动机所做的功W=Pt=20×103W×1.25×3.6×103s=9×107J．
（3）汽油完全燃烧释放的热量Q=qm，根据率效η=$\frac{W}{Q}$可得，Q=$\frac{W}{η}$，
所以m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{W}{ηq}$=$\frac{9×1{0}^{7}J}{25%×4.6×1{0}^{7}J/kg}$≈7.83kg．
答：
（1）运动的时间为1.25h；
（2）发动机所做的功为9×107J；
（3）消耗汽油的质量为7.83kg．

点评 本题考查时间、做功、质量的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，还要注意单位的换算．

练习册系列答案
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5．一学习小组利用阻值不同的四个电阻、电压为6V的电源、滑动变阻器R（标有“50Ω 1A”）及其它器材做电学实验．

（1）如图甲是小明“探究电流与电阻关系”时连接的部分实验电路．
①将5Ω电阻接入电路，请用笔画线代替导线，将实验电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向右滑电流表示数变大；
 ②闭合开关，移动滑片P，使电压表的示数为2.5V时读出对应的电流值并记录；
 ③断开开关，用10Ω的电阻替换5Ω的电阻，此时如果他马上闭合开关，会造成电压表损坏，正确的操作应该是先滑动变阻器滑片移到阻值最大处，再闭合开关，移动滑片P使电压表的示数仍为2.5V；
 ④按正确操作完成余下实验后，得到电流与电阻关系图象如图乙所示，由此可得到的结论是；电压一定，通过导体的电流与导体的电阻成反比．
（2）玉琦同学把图甲中的定值电阻换成额定电压为2.5V的灯泡，测量它的额定功率．
①闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表和电压表都没有示数，原因可能是滑动变阻器断路；
②排除故障后，将滑动变阻器R的滑片移到某一位置时电压表示数为2.2V，要测小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器连入电路的阻值变小（选填“大”或“小”），当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为0.75W．
（3）张阳同学实验时发现桌上没有电流表，却多了一个滑动变阻器R0（最大阻值已知用R0表示），他设计如图丁所示电路，测出了额定电压为U0=2.5V的灯泡的额定功率，请补全下列步骤．
 ①闭合开关，先调节滑动变阻器R0（选填“R0”或“R”）的滑片到最左端（选填“左”或“右”），再调节另一滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为U0时为止；
 ②接着将滑动变阻器R0的滑片移到最右端，读出这时电压表的示数为U．
 ③小灯泡的额定功率表达式P=$\frac{{U}_{0}（U-{U}_{O}）}{{R}_{0}}$（用字母表示）．
6．炎热的夏天，人们常到海边度假．白天，海风指面，带来丝丝凉爽，夜间又不会很凉，这是因为海水的比热容比沙子大；在阳光的照射下，海滩上沙子的温度升高，这是通过热传递的方式改变沙子的内能．
3．一家用电热水器的铭牌如表所示，已知C水=4.2×103J/（kg℃），
幸福牌全自动电热水器
容积：12L型号：XF2014-78K
净重：22kg类别：防触电保护Ⅱ
额定功率：2kw编号：201400985
额定电压：220V出厂日期：2014年3月16日
根据铭牌所提供的信息，回答下列问题：
（1）为安全起见，该电热水器应使用的插座应选用如图所示的哪一种？
（2）该电热水器正常工作时电热丝的电阻为多大？
（3）将该电热水器加满水加热使水温由20℃升高到60℃，水需要吸收多少热量？
（4）若电热水器正常工作时电热所产生热量的80%被水吸收，则第（3）问中的加热过程需要多少时间？
10．有一块手机用的锂电池，上面标明电压为3.7V，容量为1130mA•h，当给它充电时，把电能转化为化学能，充满电后，手机锂电池大约储藏的电能是15051.6J．
20．如图所示，甲、乙两杯子完全相同，现将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯体积相同的盐水中，鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态，在乙杯中处于悬浮状态．下列判断正确的是（　　）
A．甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度
B．鸡蛋在甲杯里排开液体的质量较大
C．甲杯底部所受液体的压强较大
D．鸡蛋在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力
7．阅读短文，回答问题
清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器．有一种无锡生产的CC5020型清洗机的铭牌如表所示．清洗机工作时，利用外加电力所产生的压强将水从水管中压出．其对水的压力可用压强与水管横截面积之积得出，而清洗机对水所做的功就是此力所为，详情见“信息快递”．
清洗机的名牌
型号CC5020额定压强5×106Pa
电源220V/50Hz额定流量20L/min
额定功率2.2kW防护等级IP25
信息快递：怎样计算清洗机对水所做的功？设压力F作用在水上，使用水大F的方向（可以认为是沿着水管方向）上移动距离为L，则F对水做的功为：W=FL，而F=pS，所以W=FL=pSL=…注：p的单位为Pa，S为水管横截面积，单位为m2
（1）你认为该清洗机动力设备的主要原理是图中的D

（2）若清洗一辆汽车平均耗时10min，则清洗一辆汽车平均用水多少kg？需要消耗电能多少J．
（3）清洗机正常工作10min，清洗机对水做的功是多少焦耳？
（4）该清洗机正常工作时的效率是多少？
4．将棱长为10cm的实心正方体木块轻轻地放入盛满水的大烧杯中，待木块静止时，从杯中溢出500g水，（g取10N/kg）．求：
（1）木块受到的浮力；
（2）木块的密度；
（3）木块下表面受到水的压强．
18．小枫家用的电热水器铭牌上标有“220V 5**W”的字样，其中额定功率值5后面两位数字模糊不清，他想设计一个实验测出电热水器的电功率．学校实验室中常备器材有：一节新干电池，一个滑动变阻器，一个开关，导线若干．另外，还有可供选择的以下器材：
A．电流表A1（量程：0-0.6A，0-3A） B．电流表A2（量程：0-0.6A，0-3A）
C．电压表V1（量程：0-3V，0-15V）  D．电压表V2（量程：0-3V，0-15V）
E．定值电阻R0（阻：1Ω）         F．定值电阻R0（阻值：100Ω）
G．定值电阻R0（阻值：1000Ω）
若电热水器的电阻RX保持不变，小枫打算利用实验室中的以上器材，设计实验，测量出电热水器的额定功率值．
（1）小枫认真思考后，发现不能用伏安法来测电热水器的额定功率．
①是电热水器额定电压为220V，而实验室提供的电源电压为1.5V；
②是根据“220V 5**W”的字样，若电热水器功率按550W来估算，大致求出该电热水器的电阻RX为88Ω．如果把电阻RX接入一节干电池的两端，电路中通过电阻RX的电流小于实验用电流表的最小量程的分度值，所以无法准确地用上述电流表测量电流的大小．
（2）小枫和同学讨论后，发现可以用所学的电学知识进行较准确的测量，这时应选择的实验器材是：一节新干电池、滑动变阻器、开关、导线、C、F（填写上述器材前面字母序号）；请在虚线框中画出此时的实验电路图，电路还要求能实现多次测量．

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