13.3 热量计算综合练习2021-2022学年人教版物理九年级上册（有答案）

热量计算综合练习
1．一辆小汽车以108
km/h的速度在水平路面上匀速行驶了6.9min，已知汽车的质量是1400kg，汽车受到的阻力是汽车重力的0.05倍，汽车在这段时间内消耗了0.63
kg汽油，汽油的热值q＝4.6×107J/kg，g取10N/kg，试求汽车发动机的：
(1)牵引力；(2)功率；(3)效率．
2．小阳家的热水器装有质量为
5kg
的水，利用热水器给水加热，使水的温度从
20℃升高到40℃，若热水器的效率为
80%，求：
（1）这些水吸收的热量？
（2）热水器提供的热量？[c
水=4.2×103J/（kg ℃）]
3．太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，如表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息
其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能．求：
（1）水在10h内吸收的热量；
（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m3的天然气；（天然气的热值为8.4×107J/m3
，
天然气完全燃烧放出的热量80%给水吸收）
4．小星家的太阳能热水器，水箱容积是250L．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
kg；
（2）水吸收的热量多少J；
（3）如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，求至少需要燃烧多少kg煤气．（煤气的热值为q=4.2×107J/kg）
5．煤、石油、天然气的过量开采使人类面临能源危机．某县在冬季利用地热能为用户取暖．县内有一口自喷状态地热井，出水温度为90℃，出水流量为150m3/h．
（1）求每小时流出的地热水温度降低到50℃，所放出的热量．
（2）这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，且天然气蒸汽锅炉的热效率为90%，则利用上述地热能供暖一小时可以节约多少天然气？（天然气的热值为4×107J/m3）
6．某物理兴趣小组的同学，用天然气给lOkg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线．若在6min内天然气表的示数由3365.89m3变为了3366.05m3，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值约为3.2×107J/m3．求：
(1)天然气完全燃烧产生的热量：
(2)经过6min时间加热，水所吸收的热量；
(3)天然气烧水时的热效率．
7．一辆汽车以72km/h的速度行驶10min,消耗的汽油为1.2kg
.
汽车匀速行驶时受到的牵引力F=1.2×103N,（汽油的热值q=4.6×107J／kg）根据以上信息计算：
（1）该汽车在这段时间内消耗的汽油产生的热量有多少？
（2）在这段时间内汽车做的有用的功是多少？
（3）在这段时间内该汽车的效率是多少？
（4）对其能量损失的原因进行分析（写出两条即可）
8．某家庭用的燃气热水器，将20
kg的水从20℃加热到70℃，完全燃烧了0.2
kg的燃气．已知水的比热容为4.2×103
J/（kg·℃），燃气的热值为5×107
J/kg．求：
（1）燃气完全燃烧放出的热量Q1；
（2）水吸收的热量Q2；
（3）该热水器烧水的效率．
9．一辆汽车在一段平直公路上匀速行驶，能量流向图如图所示，消耗汽油1.5×10﹣3m3（假设汽油完全燃烧）．若汽油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，汽油的热值为q＝4×107J/kg，求：
（1）在这段时间内所消耗的汽油完全燃烧所产生的热量；
（2）该汽车的热机效率；
（3）汽车输出的有用功。
10．如图所示，一种便携式燃气炉，用瓶装丁烷气体作燃料，已知某品牌瓶装丁烷气体的质量为250g，丁烷的热值为q＝7×107J/kgC水＝4.2×103J/（kg ℃）问：
（1）丁烷气体在燃烧时，能量转化是_____．
（2）完全燃烧0.1kg的丁烷气体，可以发出多少热量？
（3）若该燃气炉的效率为30%，丁烷燃烧放出的热量被水吸收，一瓶气体能使多少千克的水温度升高50℃
？
11．我国有不少温泉，它是一种既清洁又环保的热资源．某科研单位利用温泉的热能使实验室保持恒温．试验发现，该实验室温泉水的用量为0.5t，通过散热片后水温由70
℃降为60
℃.
(1)
温泉水每小时向实验室提供了多少热量？
(2)
若用燃煤为实验室供热，每月(30天)至少需要多少热值为3.0×107J/kg的煤？
12．质量是12kg的金属块，温度从20℃升高到60℃时，吸收的热量是4.224×105J,求：这种金属的比热容是多少？这种金属可能是什么？
13．用天然气灶烧水，燃烧0.5
m3的天然气，使100
kg的水从20℃升高到70
℃．已知水的比热容c＝4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值q＝7.0×107
J/m3．求：
(1)0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放．
(2)水吸收的热量Q吸．
(3)燃气灶的效率η．
14．现在很多家庭都用上了管道煤气，那么管道煤气的热值是多少呢？小明经过上网搜索，找到了如下一组数据：把150L的水从15℃加热到55℃，燃气热水器需要消耗0.3m3管道煤气，已知燃气热水器的效率约为80%，请你帮助小明计算[气体的热值以J/m3为单位，水的比热容为4.2×103J（kg ℃）]
（1）150L水从15℃加热到55℃需要吸收的热量；
（2）管道煤气的热值。
15．小星家的太阳能热水器，水箱中装水200
kg.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
℃.问：
（1）水箱中的水吸收的热量是多少？[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%，至少需要燃烧多少千克的煤气？（煤气的热值q＝4.2×107J/kg）
16．山西是煤炭大省，但煤过量开采会使人类面临能源危机．如果开发地热供暖，不仅可以节约能源还能减少环境污染．一口自喷状态的地热井，出水温度为90℃，出水流量为150t/h．求：
（1）每小时流出的地热水温度降低到50℃，所放出的热量．
（2）这些热量如果用燃煤锅炉供热，且燃煤锅炉的热效率为60%，则需要燃烧约多少煤？[c水=4.2×103J/（kg ℃），煤的热值约为3×107J/kg]．
17．最新一款无人驾驶汽车．汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况．该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时，消耗汽油1.5L．假设燃油完全燃烧,汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，(已知:汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg），求:
（1）该汽车发动机做的有用功是多少
（2）该汽车的输出功率为多少
18．下表中所列的是某品牌汽车的部分技术参数：
该汽车满载时，在一段平直公路上用0.5小时匀速行驶了50km，车受到的阻力为车重的0.1倍。求：
（1）该汽车的行驶速度
（2）该汽车对地面的压强
（3）该汽车牵引力所做功的功率
（4）该汽车发动机在这一过程中消耗的总能量及该汽车的效率。（假设燃油完全燃烧，燃油密度ρ为0.8×103kg/m3，燃油热值q为4.3×107J/kg，g取10N/kg）
19．平泉羊汤原名“八沟羊杂汤”．它的主要制作步骤是熬汤，在水中放入羊骨、羊肉、羊杂，用大火将水煮至沸腾，然后转用文火续煮沸．若煮一锅羊汤需要加水10kg，羊骨、羊肉、羊杂三者共4kg，水、羊骨、羊肉、羊杂的初温都是20℃，在标准大气压下，将这锅羊汤烧开需用掉2kg木材（设木材完全燃烧）．求：[水的比热容c1=4.2×103J/（kg ℃），羊骨、羊肉、羊杂的平均比热容c2=3.5×103J/（kg ℃），木材热值q=1.2×107J/kg]
（1）木材完全燃烧放出的热量．
（2）羊骨、羊肉、羊杂吸收的热量．
（3）本次熬汤的加热效率．
20．某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2
，
一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×l05Pa，求：
（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力．
（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功．
（3）若燃气对活塞的平均压强为
p，设活塞的面积为S，冲程长为L，如图所示，而V=SL，请推导出一个做功冲程中燃气对活塞做的功W=pV．
答案
1．(1)
700
N；(2)
21
kW；(3)
30%.
2．(1)
4.2×105J
(2)5.25×105J.
3．（1）2.1×107J；（2）0.3125m3
4．(1)
250
kg；(2)
2.625×107J；(3)
0.625kg
5．（1）2.52×1010J；
（2）700m3．
6．（1）5.12×106J；
（2）2.52×106J；
（3）49.2%
7．（1）5.52×107J（2）1.44×107J（3）26%（4）能量损失有：汽油没有完全燃烧；废气带走一部分热量．
8．1×107J
4.2×106J
42%
9．（1）4.8×107J（2）30%（3）1.44×107J
10．化学能转化为内能
7×106J
25kg
11．(1)
1.512×1010J；(2)
504kg
12．0.88
可能是铝
13．3.5×107J
2.1×107J
60%
14．（1）2.52×107J；（2）1.05×108J/m3
15．（1）2.1×l07J；（2）1.25kg．
16．（1）2.52×1010J．（2）1.4×103kg．
17．（1）1.62×107J（2）4.05×104W
18．（1）100km/h；（2）5×105Pa；（3）166666.7W；（4）8.6×108J；
34.9%。
19．（1）2.4×107J．（2）1.12×106J．（3）18.7%
20．（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2700N；
（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功为135J；
（3）活塞受到的压力：F=pS，在做功冲程，活塞移动的距离为L，发动机的单缸排量V=SL，燃气对活塞所做的功：W=FL=pSL=pV．
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