第十二章机械能和内能专题训练热量综合计算2021—2022学年苏科版九年级物理上册（Word版有简单答案）

第十二章 专题训练 热量综合计算
1．一个质量为 250g的钢刀，加热到560 ℃，然后在空气中自然冷却，此时室温为 20 ℃。
(1)这把钢刀在冷却过程中放出多少热量？
(2)若把这些热量给 30 ℃、0.5 kg 的水加热，水温可以上升多少℃（取整数）？（c钢=0.46×103 J/(kg·℃)，不计热量损失）
2．已知煤油的比热容是2.1×103J/（kg·℃），当煤油吸收了4.2×105J的热量，煤油温度升高了20 ℃。
（1）煤油的质量为多少？
（2）若这些热量被10kg的铜块吸收，则铜块升高的温度是多少？（取c铜=0.4×103J/（kg·℃）
3．太阳能是个巨大的能源，直接利用太阳能不会污染环境，太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置。假如太阳能热水器内盛有200kg、25℃的水，在阳光的照射下水温升高到75℃。已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg·℃）。
（1）太阳能热水器内水的温度变化了多少℃？
（2）这些水吸收的热量是多少？
（3）若用干木柴加热这些水升高到相同温度，干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要多少干木柴？（已知干木柴的热值为q＝1.2×107J/kg）
4．某单缸四冲程汽油机，飞轮每分钟转1000转，活塞面积是100cm2，活塞行程是30cm．假如做功冲程中燃气的平均压强是5×105Pa，汽油机每分钟燃烧50g的汽油。（汽油机的热值为4.2×107J／kg）。求：
(1)汽油机的功率是多大
(2)汽油机的效率是多大
5．小明去商店购买一把铝壶，铭牌上的数字显示：铝壶的质量为1kg，能装2kg的水。小明往壶内装满10℃的水并加热到沸腾。已知外界大气压为1个标准大气压，铝的比热容是0.88×103J/（kg ℃），水的比热容是4.2×103J/（kg ℃），铝壶最后的温度和沸水的温度相同。则此过程中：
(1)水吸收的热量是多少？
(2)炉火燃烧放出的热量是多少？（不考虑热量在空气中的损失）
(3)若这些热量由完全燃烧煤来提供，实际用煤0.14千克（煤的热值为3×107J/kg），求炉子的效率是多少？（保留小数一位）
6．甲烷是城市生活垃圾处理后所得垃圾气体的主要成分，若将它收集起来可加以利用，每千克生活垃圾经特殊处理后平均能产生0.07m3的垃圾气体，已知该气体的热值为8.1×107J/m3，请回答下列问题
(1) 这0.07m3的垃圾气体完全燃烧后产生的热量是多少？
(2) 若将这些热量全部用来烧水，可使多少kg的水从25升高到100？（水的比热容为4.2×103J/（kg））
(3) 若将这0.07m3垃圾气体完全燃烧后所产生热量的50%用来提起一质量为20t的物体，能把该物体提高多少米？（g取10N/kg）
7．某兴趣小组的同学用煤炉给 20kg的水加热，同时他们绘制了加热过程中水温随时间变化的图线如图所示。若在6min内燃烧了1kg煤，已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤的热值约为3×107J/kg。则
(1)1kg煤完全燃烧放出的热量是多少？
(2)经过6min加热，水吸收的热量是多少？
(3)煤炉烧水时的效率是多少？
8．小华家里用的是天然气灶，他尝试估测该灶的效率。小华用容量为5L的水壶装满水，水的初温是20℃，然后将水烧开。烧水前天然气表的示数是2365.02m3，水刚烧开时天然气表的示数变为2365.12m3，天然气的热值为3.2×107J/ m3，水的比热容c=4.2×103J/（kg ℃），当地大气压为标准大气压。求：
（1）水吸收的热量Q吸（不计水的热量损失）；
（2）天然气完全燃烧放出的热量Q放；
（3）天然气灶的效率η。
9．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初温为20℃的水加热，经过一段时间测得水温升高到70℃，消耗了4g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)4g酒精完全燃烧放出的热量；
(3)酒精灯烧水的热效率。
10．氢气—汽油发动机采用氢气和汽油两种燃料工作，可进行自由切换。氢气和汽油的热值分别取、。小华驾驶使用上述发动机的轿车沿平直公路从甲地至乙地，两地相距250km，出发时油箱内汽油的质量为8kg。设氢气和汽油在气缸内均完全燃烧，轿车行驶中所受阻力恒定，发动机输出的能量全部用来驱动轿车行驶。全程分两个阶段，如图所示。
阶段一：轿车使用氢燃料从甲地出发，以25m/s的速度匀速行驶1h到达丙地，此过程中轿车牵引力的功率为20kW，消耗了0.8kg氢气。
阶段二：从丙地开始，由于氢气不足，小华切换汽油为燃料，轿车仍以25m/s的速度匀速行驶，此过程中发动机的效率为30%。
（1）求轿车行驶过程中受到的阻力；
（2）在使用氢燃料的情况下，求轿车发动机的效率；
（3）请通过计算说明小华最终能否到达乙地。
11．如图所示，是一款最新的无人驾驶汽车。该汽车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速直线行驶了8km时，消耗汽油1.5L。假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%。（已知ρ汽油=0.8×103kg/m3，q汽油=4.5×107J/kg）
求：(1)该汽车在这段运动过程中，其发动机所做的有用功大小；
(2)在上述运动过程中，该无人驾驶汽车的输出功率大小（即该汽车有用功功率大小）。
12．如图是一定质量的冰升温熔化的过程，从开始加热到冰开始熔化，冰温度升高了10℃，吸收了4.2×103J的热。若不计热量损失（c冰＝2.1×103J/（kg·℃）求：
（1）冰的质量。
（2）冰全部熔化成水后，升温过程中吸收多少热量。
（3）若用同一稳定热源加热，整个过程（12min内）冰的内能增加多少？
参考答案
1．(1) 6.21×104J；(2)30℃
2．（1）10kg；（2）105℃
3．(1)50℃；(2)4.2×107J；(3)3.5kg
4．(1)1.25×104W；(2)35.7%
5．(1) 7.56×105J；(2) 8.352×105J；(3)19.9%
6．(1) 5.67×106J；(2) 18kg；(3)14.175m
7．(1) 3×107J；(2) 5.04×106J；(3)16.8%
8．（1）1.68×106J；（2）3.2×106J；（3）52.5%
9．(1) 2.1×104J；(2) 1.2×105J；(3) 17.5%
10．（1）800N；（2）；（3）不能
11．(1)1.62×107J；(2)4.05×104W
12．（1）0.2kg；（2）4.2×103J；（3）1.26×104J