某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率．他们用酒精灯给10-优题课

某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率．他们用酒精灯给100g的水加热，经过一段时间测得水温升高了60℃、消耗了4.2g酒精．已知：水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），酒精的热值为3×10⁷J/kg．求：（1）此过程中水吸收的热量；
（2）4.2g酒精完全燃烧放出的热量；
（3）酒精灯烧水时的热效率．

科目物理题型计算题难度中等

知识点：探究比热容的实验

一辆挂有绿色号牌的四轮电动汽车，以 $54 km / h$ 的速度在水平地面沿直线匀速行驶了 $6 \min$ ，行驶时所受阻力为自重的0.05倍 $(g$ 取 $10 N / kg)$ 求：

（1）电动汽车在 $6 \min$ 内通过的路程。

（2）已知该车静止时对地面的压强是 $1.5 \times 10^{6} Pa$ ，每个轮胎与地面的接触面积为 $20 c m^{2}$ ，求空车的质量。

（3）在水平地面匀速行驶的过程中，该电动汽车牵引力做功的功率。

如图甲所示是一款加热杯，可以通过控制开关实现高、中、低三档加热，其简化电路图如图乙所示。 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 、 $R_{3}$ 均为电热丝，已知 $R_{1} = 176 Ω$ 加热杯的部分参数如表。求： $c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C)$ ， $ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}]$

（1） $R_{2}$ 的阻值是多少？

（2）加热杯的低温挡功率是多少？

（3）若不计热量损失，加热杯使用高温挡加热，使 $1 L$ 水从 $12^{°} C$ 升高到 $100^{°} C$ ，需要多长时间？

额定电压	$220 V$
高温挡功率	$1100 W$
中温挡功率	$440 W$
低温挡功率
容量	$1 L$

如图所示为一款雪地摩托车，空车质量为 $90 kg$ 。求：（燃油的热值取 $q = 4.0 \times 10^{7} J / kg$ ， $g$ 取 $10 N / kg)$

（1）雪地车载着质量为 $50 kg$ 的人静止在水平地面上，雪地车与地面接触的总面积为 $20 d m^{2}$ ，雪地车对地面的压强是多少？

（2）雪地车以 $36 km / h$ 的速度在水平地面匀速直线行驶，输出功率为 $8 kW$ ，则雪地车所受阻力是多少？

（3）若雪地车以 $8 kW$ 的输出功率行驶 $2 h$ ，消耗了 $3.6 kg$ 燃油，则雪地车发动机的效率是多少？

热敏电阻是一种新型的半导体材料，被广泛应用于电热设备中，该材料温度越高，电阻越大。小明买了一个应用了该材料的养生壶，已知该材料电阻 $R_{T}$ 不小于 $24 Ω$ ，温度为 $50^{°} C$ 时， $R_{T} = 40.5 Ω$ ，壶内另一定值电且 $R_{0} = 20 Ω$ ．养生壶加热过程中的平均功率等于 $50^{°} C$ 时电路的总功率。

（1）小明试着设计了养生壶的两种电路图，如图甲、乙所示，已知小明家的电路允许通过的最大电流为 $10 A$ ，请你帮他选择出正确的电路图，是甲乙中的哪个？（不用书写验证过程）

（2）该养生壶烧水时的平均功率为多大？

（3）若该养生壶烧水时消耗电能的 $84 %$ 转化为水的内能， $5 \min$ 能将多少千克的水从 $20^{°} C$ 加热至 $100^{°} C$ ？ $[c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C})$

如图所示，小灯泡标有“ $6 V 3 W$ ”字样（电阻不受温度影响）， $R_{1}$ 为定值电阻， $R_{2}$ 为滑动变阻器，其最大阻值为 $40 Ω$ 。

（1）当开关 $S$ 、 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 都闭合时，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为 $0.6 A$ ，电路工作 $50 s$ ，求 $R_{1}$ 的阻值和电流通过 $R_{1}$ 产生的热量。

（2）当电路中有元件工作时，求电路消耗的最小功率。