热学综合计算2021—2022学年人教版九年级物理全一册（word版含答案）

第十三、十四章 专题训练 热学综合计算
1．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？
2．为了使材料硬度增大，部分金属工件需要进行淬火处理，即将工件升温到较高温度保持一段时间后再快速冷却，某厂用天然气处理炉对质量为80kg的钢工件进行淬火处理，耗用2m3天然气将工件从20℃加热到720℃，然后投入装有适量水的淬火池中迅速冷却，已知天然气热值q=4.0×107J/m3，钢的比热容c钢=0.46×103J/（kg·℃），求：
（1）所耗用天然气完全燃烧放出的热量；
（2）工件升温吸收的热量；
（3）天然气热处理炉的热效率。
3．如图所示，是最新一款无人驾驶汽车图片。汽车自动驾驶时使用雷达传感器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1.5×10-3m3，假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，则这段运动过程中：
（1）汽油完全燃烧放出多少热
（2）该汽车发动机做的有用功是多少 该汽车发动机的输出功率为多少 （汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值取4.5×107J/kg）
4．汽车出厂前需要测试，某次检测过程中，汽车保持恒定功率在水平路面做直线运动，测得其速度随时间变化的图像如图所示，汽车运动中所受阻力不变，发动机效率为40%，加速至2s时牵引力为4000N，10s后油箱可用汽油还剩2kg（汽油热值q＝4.5×107J/kg）。求：
（1）汽车的功率。
（2）运动中汽车受到的阻力。
（3）10s后该车保持恒定功率最多还能继续行驶的路程。
5．某同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯用完全相同的方式分别给质量都是的沙子和水加热。他绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像分别如图、图所示。已知酒精的热值，加热时酒精灯平均每2分钟消耗酒精。已知水的比热容，求：
（1）加热沙子吸收的热量；
（2）沙子的比热容；
（3）若将加热后的沙子和水混合，不考虑热损耗，它们最终的温度是多少。（结果保留整数）
6．为了给同学解释“沙漠地区昼夜温差大，而沿海地区尽夜温差小”这一现象，小尉采用计算的方法来解释。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，干泥土的比热容为0.84×103J/(kg·℃)。
（1）求10kg的水升高5℃需要吸收的热量；
（2）若这些热量全部被等质量的干泥土完全吸收，求干泥土升高的温度。
7．一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20kW。若小汽车行驶的距离为100km，汽油的热值q＝4.6×107J/kg，小汽车发动机的效率为25%。求小汽车在这段路程中：
（1）运动的时间；
（2）小汽车所受到的阻力；
（3）发动机所做的功；
（4）消耗汽油的质量。
8．某锅炉燃烧焦炭，在1标准大气压下，将的水从40℃加热到沸腾。已知，c=4.2×103J/(kg.℃)。求：
（1）水需要吸收的热量；
（2）如果燃烧焦炭产生的热量有一半被这些水吸收，需要完全燃烧多少千克焦炭
9．小湘家新安装了一台太阳能热水器，装了160kg水，经过4h阳光的照射，水温由原来的20℃升高到60℃。[已知：、]。问：
（1）在这4h内水吸收了多少热量？
（2）若这些热量由效率为60%的天然气热水器来提供，则需要燃烧多少天然气？
（3）小湘家决定不用热水器加热，而是用水冷发动机流出的热水，水冷的原理是将冷水注入与机器接触的水冷管，冷水吸热升温后被排出，使机器工作温度保持稳定。小湘家有一台每秒输出的能量、效率为30%的发动机，为使其在室温为25℃的环境下正常工作时不能过热，水冷管入水处每秒通入质量为0.56kg、温度为20℃的冷水，其出水口处的水温为t出。假设该发动机的总散热面积为0.5，其中与水冷管接触的面积为0.1，其余部分与空气接触，且空气接触的部分只能够带走按面积分配的25%的热量，余下热量全部由水冷管带走。求该发动机正常工作时，水冷管出水口的温度t出。（已知水的密度为）
10．截止到年为止，我国汽车保有量近亿辆，平均每辆汽车每年耗油吨，且每辆汽车的热机效率约为，若把每辆汽车的热机效率提高，则：（已知汽油的热值约为）。
（1）每辆汽车每年平均耗油所放出的热量为多少？
（2）全国每年可以节约多少吨汽油？
（3）请你写出任意一条提高热机效率的方法。
11．某汽车质量为5×103kg，在一段平直公路上用0.5h匀速行驶了54km，车受到的阻力为车重的0.1倍（假设燃油完全燃烧，燃油密度为ρ为0.8×103kg/m3，燃油热值q为4.5×107J/kg，g取10N/kg）求：
（1）该汽车牵引力所做的功；
（2）已知这一过程消耗燃油3×10-2m3，求该汽车的效率。
12．小楷同学用家用天然气烧水时，将的水从加热到，燃烧了的天然气。已知水的比热容是，天然气的热值约为。试求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）的天然气完全燃烧时所放出的热量是多少？
（3）此次烧水时的热效率为多少？
参考答案
1．（1）25km；（2）1×108J；（3）42%
2．（1）；（2）；（3）
3．（1）5.4×107J；（2）1.62×107J；4.05×104W
4．（1）6×104W；（2）2×103N；（3）1.8×104m
5．（1）；（2）；（3）69℃
6．（1）2.1×105J；（2）25℃
7．（1）5×103s；（2）1000N；（3）1×108J；（4）8.7kg
8．（1）；（2）
9．（1）2.688×107J；（2）1.12m3；（3）60℃
10．（1）；（2）
11．（1）2.7×108J；（2）25%
12．（1）；（2）；（3）