北师大版九年级上学期物理 专项综合全练（一） 热学的综合计算

北师大版九上物理 专项综合全练（一） 热学的综合计算1. 在一个标准大气压下，10kg 初温 30C 的水在吸收 3.36106J 的热量后，温度会升高 水的比热容为 4.2103J/(kgC) A 70C B 80C C 60C D 100C 2. 有两块金属块，它们的质量之比为 1:3，吸收相同的热量后，它们升高的温度之比为 3:2，那么它们的比热容之比为 A 1:2 B 2:1 C 2:9 D 9:2 3. 水和煤油吸收的热量相等，水的比热容是煤油比热容的 2 倍，水升高的温度是煤油升高温度的 13，则水和煤油的质量之比 m水:m煤油 是 A 3:2 B 2:3 C 1:1 D 6:1 4. 用两个相同的电热器给质量同为 2kg 的物质甲和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图所示，据此判断甲物质 10min 吸收的热量为 水的比热容 c水=4.2103J/(kgC) A 5.04105J B 4.2105J C 2.52105J D条件不足，不能计算5. 鲁能巴蜀中学刘老师在网上购买了一款网红 55C 智能恒温水杯，此杯内胆中贮存了一种微米级传热材质，能很快将开水变成适饮的温水，而后又能将凉水变成适饮的温水，如图所示。为探究传热材质的性质，刘老师将 200g 、 100C 的开水倒入杯中摇晃一分钟后水温稳定在 55C，然后立即将热水倒掉，迅速加入 200g 、 23C 的自来水再次摇晃一分钟后水温稳定在 43C，若忽略内胆及空间的热能消耗，该传热材质在整个实验过程中内能的改变是为 A 1.26104J B 2.1104J C 3.78104J D 4.2104J 6. 质量相等的水和干泥土，在吸收或放出相等热量的情况下，水的温度变化比干泥土 （填“大”或“小”），2kg 的水温度升高 5C 需要吸收 J 的热量。水的比热容为 4.2103J/(kgC) 7. 用相同的加热器，对质量相等的水和某未知液体加热相同的时间，水温度升高 5C，未知液体温度升高 8C，则未知液体比热容为 J/(kgC) 水的比热容为 4.2103J/(kgC) 。8. 一辆越野车以某一速度在平直路面上匀速行驶 200km，消耗柴油 20L，若这些柴油完全燃烧放出的热量有 30% 用来驱动越野车做有用功，所用柴油的热值为 4.3107J/kg，密度为 0.8103kg/m3，则以下说法正确的是 越野车行驶时将机械能转化为内能这些柴油完全燃烧放出的热量为 6.88108J 越野车消耗的有用热量即有用功为 2.29108J 这辆越野车以该速度匀速行驶时受到的阻力为 1032N A均正确B只有正确C只有正确D只有正确9. 某垃圾处理厂处理垃圾时提炼出了 200kg 燃料油，若燃料油的热值为 4.2107J/kg，则这些燃料油完全燃烧放出的热量为 J。10. “可燃冰”是一种新型能源。同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到煤气完全燃烧放出的热量的数十倍，说明“可燃冰”的 大。100g 的煤气完全燃烧放出的热量为 J，这些热量可以使 kg 的水从 15C 加热至 95C。 c水=4.2103J/(kgC)，q煤气=4.2107J/kg 11. 如今高科技产品应用在各个领域，路政工作人员在国道旁边割草，使用的是汽油机带动的割草机。 q汽油=4.6107J/kg，c水=4.2103J/(kgC) (1) 如果该汽油机飞轮的转速是 60r/s，则汽油机每秒对外做功多少次？(2) 某段时间割草机消耗汽油 0.21kg，汽油完全燃烧放出的热量是多少？(3) 若这些热量完全被 40kg 初温 15C 的水吸收，则水温升高多少？12. 如果有一台内燃机在一个工作循环中消耗了 20g 的燃油，这些燃油完全燃烧产生的热量是 9.2105J，那么该燃油的热值是 。如果这台内燃机发动机的效率为 20%，则一个工作循环输出的有用机械能为 。燃油燃烧时的能量转化是将 能转化为 能。13. 露天燃烧秸杆会严重污染环境。若将秸秆制成“秸秆煤”可提高秸秆的利用率，秸秆煤的热值为 2.1107J/kg，完全燃烧 10kg 的秸秆煤可放出 J 的热量；在标准大气压下，若这些热量的 30% 被 187.5kg 、 21C 的水吸收，则水温能升高到 C。水的比热容 c=4.2103J/(kgC)，g=10N/kg 14. 某物理小组的同学在社会实践活动中，通过实际调查和网上查阅，绘制了一辆某种普通型号轿车在额定功率下行驶时单位时间内的能量流向图，请你参与讨论有关问题。(1) 根据图中的能量流向，说明该轿车行驶时有哪几方面能量损耗。四个方面： 。(2) 若将机器转化为有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”，由图中提供的数据可得，该轿车的能量转化效率为 。（精确至 0.1%）15. 汽油发动机每一个工作循环活塞经历四个冲程，带动曲轴转动两圈。一台汽油机，活塞面积是 60cm2，活塞行程是 30cm，做功冲程燃气产生的平均压力为 4800N，若飞轮的转速是 2000 转/分钟，效率为 40%，（汽油的热值为 4.6107J/kg）求：(1) 一个做功冲程中，燃气对活塞的平均压力做多少功？(2) 汽油机在 1 小时内对外做功要消耗多少汽油？（保留一位小数）答案1. 【答案】A【解析】由 Q吸=cmt 得，水的温度升高值：t=Q吸cm=3.36106J4.2103J/(kgC)10kg=80C，则理论上水的末温：t=t+t0=80C+30C=110C，在一个标准大气压下，水的沸点为 100C，所以，水的温度升高到 100C 将不再上升，即水的末温应为 100C，水实际升高的温度：t=100C30C=70C，故选A。2. 【答案】B【解析】由题意知：m1:m2=1:3，Q1:Q2=1:1，t1:t2=3:2。因为 Q=cmt，所以两金属块比热容之比为 c1c2=Q1m1t1Q2m2t2=Q1m1t1m2t2Q2=132113=21。3. 【答案】A【解析】由题知，c水=2c煤油，t水=13t煤油，Q水=Q煤油，即：c水:c煤油=2:1，t水:t煤油=1:3，Q水:Q煤油=1:1，由 Q吸=cmt 得 m水:m煤油=Q水c水t水:Q煤油c煤油t煤油=121:113=3:2。4. 【答案】C【解析】由图象可知：用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，水温度升高 60C 需要 20min，物质甲温度升高 60C 需要 10min。所以质量相同的物质甲和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为：Q水吸=2Q甲吸。由热量计算公式 Q=cmt 得：c=Qmt， c水=2c甲。又 c水=4.2103J/(kgC)， c甲=2.1103J/(kgC)，甲物质 10min 升高了 60C， Q甲吸=c甲m甲t甲=2.1103J/(kgC)2kg60C=2.52105J。5. 【答案】B【解析】忽略内胆及空间的热能消耗，将 200g 、 100C 的开水倒入杯中摇晃一分钟后水温稳定在 55C，传热材质放出的热量等于水吸收的热量，Q吸材质=Q放水=c水m水1(t1t2)=4.2103J/(kgC)0.2kg(100C55C)=3.78104J；立即将热水倒掉，迅速加入 200g 、 23C 的自来水再次摇晃一分钟后水温稳定在 43C，传热材质放出的热量等于水吸收的热量，Q放材质=Q吸水=c水m水2(t4t3)=4.2103J/(kgC)0.2kg(43C23C)=1.68104J；该传热材质在整个实验过程中内能的改变量：Q=Q吸材质Q放材质=3.78104J1.68104J=2.1104J。故选B。6. 【答案】小；【解析】与干泥土相比，水的比热容较大，质量相等的水和干泥土，在吸收或放出相等热量的情况下，水的温度变化比干泥土的温度变化小；2kg 的水温度升高 5C 需要吸收的热量：Q吸=cmt=4.2103J/(kgC)2kg5C=4.2104J。7. 【答案】2.625103【解析】相同的加热器，加热相同的时间，吸热相等，Q水吸=Q未吸，即 c水mt水=c未mt未，代入数据得 c未=2.625103J/(kgC)。8. 【答案】D【解析】越野车行驶时将燃料的化学能转化为内能，内能转化为机械能，错误；消耗柴油的体积：V=20L=20dm3=20103m3，行驶 200km 消耗柴油的质量；m=V=0.8103kg/m320103m3=16kg；这些柴油完全燃烧放出的热量：Q放=mq=16kg4.3107J/kg=6.88108J，正确；越野车做的有用功：W有用=Q放=30%Q放=30%6.88108J=2.064108J，错误；由 W有用=Fs 得越野车受到的牵引力；F=W有用s=2.064108J200103m=1032N，又因为越野车匀速行驶，所以越野车受到的阻力：f=F=1032N，正确。9. 【答案】8.4109【解析】这些燃料油完全燃烧释放出的热量：Q放=m油q=200kg4.2107J/kg=8.4109J。10. 【答案】热值；【解析】同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到煤气完全燃烧放出的热量的数十倍，说明“可燃冰”的热值大。100g 煤气完全燃烧放出的热量：Q放=mq煤气=0.1kg4.2107J/kg=4.2106J，由题知，Q吸=Q放=4.2106J，由 Q吸=cmt 得，水的质量：m=Q吸c水t=4.2106J4.2103J/(kgC)(95C15C)=12.5kg。11. 【答案】(1) 30 次(2) 9.66106J (3) 57.5C 【解析】(1) 汽油机家成一个工作循环，经历四个冲程，飞轮转动两周，对外做功一次。飞轮的转速是 60r/s，所以 1s 对外做功 30 次。(2) 汽油完全燃烧放出的热盘是：Q=mq汽油=0.21kg4.6107J/kg=9.66106J。(3) 这些热量完全被 40kg 初温 15C 的水吸收，Q吸=Q，由 Q=cmt 得，水温升高 t=Q吸c水m水=9.66106J4.2103J/(kgC)40kg=57.5C。12. 【答案】4.6107J/kg；1.84105J；【解析】已知 m=20g=0.02kg，由 Q放=qm 可得，燃油的热值为：q=Q放m=9.2105J0.02kg=4.6107J/kg；一个工作循环输出的有用机械能：W有=Q放=20%9.2105J=1.84105J。燃油燃烧时的能量转化是化学能转化为内能。13. 【答案】2.1108；100【解析】完全燃烧 10kg 的秸秆煤放出的热量：Q放=m秸杆q秸杆=10kg2.1107J/kg=2.1108J；由题意可知，水吸收的热量：Q吸=Q放30%=2.1108J30%=6.3107J，由 Q吸=cmt 可得，水升高的温度：t=Q吸cm=6.3107J4.2103J/(kgC)187.5kg=80C；则理论上水的末温：t=t0+t=21C+80C=101C。在标准大气压下水的沸点是 100C，则水温能升高到 100C。14. 【答案】(1) 摩擦损耗、散热损耗、废气损耗、燃料损耗（蒸发）(2) 12.7% 【解析】(1) 从能量流程图上可以读出，有用功之外的能量损耗有四个方面：摩擦损耗、散热损耗、废气损耗、燃料损耗（蒸发）。(2) 轿车的能量转化效率为 =W有用W输入100%=1.0104J7.9104J100%12.7%。15. 【答案】(1) 1440J (2) 4.7kg 【解析】(1) 做功冲程中，燃气对活塞的平均压力做的功：W=Fs=4800N30102m=1440J。(2) 由题知，飞轮的转速是 2000r/min，即飞轮 1min 转 2000r，对外做功 1000 次，所以，1 小时内汽油机对外做功 601000 次 =60000 次，汽油机在 1 小时内做的总功：W总=600001440J=8.64107J，汽油完全燃烧放出的总能量：Q放=W总=8.64107J40%=2.16108J，完全燃烧汽油的质量：m=Q放q=2.16108J4.6107J/kg4.7kg。