第十二章 机械能和内能综合计算 2021—2022学年苏科版九年级物理上册（有答案）

第十二章 专题训练 机械能和内能综合计算
1．嘉欣同学家新买一台天燃气灶，如图所示，商家自称为高效燃气灶。到底效率有多高，嘉欣同学做了如下测定。用该灶将2kg的水从20°C加热到沸腾（标准大气压下），从天然气表中读出用去了大约0.028m3天然气。已知水的比热容为4.2×103J/（kg °C），天燃气的热值为4.0×107 J/m3。求：
(1)水吸收的热量；
(2)0.028m3天然气完全燃烧放出的热量；
(3)该天燃气灶烧水的效率。
2．小明家煮饭、烧水使用的是管道天然气，用天然气炉燃烧0.03m3的天然气刚好能把2kg的水从初温25℃加热到100℃。（q天然气=4.5×107J/m3，c水=4.2×103J/(kg℃)）
(1)水吸收的热量是多少J？
(2)天然气放出的热量是多少？
(3)此过程中天然气炉的热效率是多少？（四舍五入法，百分号前保留整数）
3．一个质量为 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）
4．如图所示，是一款油电混动出租车，在济南正被大力推广。这种车通常是燃油+电能的结合，能极大程度的节约能源，减少废气排放。如该汽车行驶一段距离，消耗了汽油2kg，则在这段行驶过程中，求：（已知：汽油的热值为4.2×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg ℃））
(1)汽油完全燃烧放出的热量是多少？
(2)汽车行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量约占汽油完全燃烧放出热量的50%，则废气带走的热量是多少？
(3)若废气带走的热量全部被水吸收，可以使多少千克的水温度升高50℃？
5．新型混合动力汽车具有节能、低排放等优点，当混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中，由内燃机提供能量，汽车以的速度匀速行驶了，同时蓄电池的电能增加了。求：
（1）此次测试中，该汽车通过的路程是多少？
（2）此次测试中，该汽车牵引力做了多少功？
（3）若所用燃料的热值为，此次测试过程中消耗燃料（假设燃料完全燃烧），该汽车内燃机的效率是多大？
6．如图是一款新型智能送餐机器人，空载质量，轮子与地面接触总面积。（g取，汽油的执值取）求：
（1）机器人空载时对水平地面的压强是多少？
（2）某次送餐过程中，机器人以的速度匀速直线移动，若它在运动过程中所受阻力为，则在内驱动力对机器人所做的功是多少？
（3）如果做这些功用燃烧汽油来供给，完全燃烧放出内能转化机械能的效率为30%，则做这些功需要消耗多少汽油？
7．小明家买了一辆以汽油为燃料的小汽车，如图所示。经查阅资料，小明了解到以下信息 “该车如以80km/h的速度匀速行驶时，发动机的牵引力为1000N，百公里油耗：10L/100km”。（温馨提示：“百公里油耗：10L/100 km”是指汽车行驶100km，需要消耗10L汽油。）已知：汽油密度ρ=0.7×103kg/m3，汽油热值q=4.6×107J/kg。请你运用所学过的知识解答下列问题：
（1）完全燃烧10L汽油所放出的热量是多少J
（2）该车以80km/h的速度匀速行驶时，它的发动机效率是多少 （结果保留整数位）
8．把凉牛奶放在热水中加热，经过一段较长时间，它们的温度随时间变化的图像如图所示，且牛奶的质量与热水相同。若忽略热传递过程中的热量损失，牛奶的最终温度t是多少？[已知该牛奶的比热容为2.8×103J/(kg ℃)，水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)]
9．北京2022年冬奥会成功申办，冰雪运动越来越受到人们的喜爱，如图所示是一款雪地摩托，其净重为160kg，静止时与地面接触的总面积为，当其以最大功率72kW在水平雪地上匀速直线行驶时，最高速度可达。（）
（1）雪地摩托静止时对水平地面的压强为多少？
（2）当该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶时，所受阻力为多少？
（3）该车发动机为一款单缸4冲程汽油机，若其效率为，则该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶，需要多少千克汽油？（汽油的热值为）
10．小华同学家新买的电热淋浴器的铭牌如表所示。小华同学按说明书要求给淋浴器装入50kg水。电热淋浴器正常工作50 min，观察到淋浴器上温度计示数由18℃上升到38℃。求：
额定电压 ~ 220 V 额定频率 50 Hz 输入功率 1600 W 水箱容量 50 kg 防触电保护类别 × 生产编号 ××
(1)在加热过程中，水箱中水吸收的热量是多少？
(2)加热过程中消耗的电能是多少？
(3)该电热淋浴器的效率是多少？
11．某物理兴趣小组的同学，用天然气灶给10kg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内完全燃烧了0.2kg的天然气，（水的比热容为，天然气的热值为）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）天然气灶烧水时的热效率。
12．我国自主研制的红旗HQ3无人驾驶汽车在某段平直公路上进行测试，汽车以10m/s的速度匀速行驶了5min，消耗燃油0.3kg，汽车发动机的牵引力是1000N。已知燃油的热值为4.5×107J/kg。试求：
（1）消耗的燃油完全燃烧产生的热量是多少？
（2）汽车牵引力所做的功是多少？
（3）发动机的效率是多少（结果保留两位小数）？
参考答案
1．(1)6.72×105J；(2)1.12×106J；(3)60%
2．(1)6.3×105；(2)1.35×106J；(3)47%
3．(1) 6.21×104J；(2)30℃
4．(1)8.4×107J；(2)4.2×107J；(3)200kg
5．（1）25km；（2）1×108J；（3）42%
6．（1）3×106Pa；（2）2400J；（3）2×104kg
7．（1）3.22×108J；（2）31%
8．56℃
9．（1）；（2）2400N；（3）9kg
10．(1)4.2×106J；(2)4.8×106J；(3)87.5%
11．（1）；（2）；（3）
12．（1）1.35×107J；（2）3×106J；（3）22.22%