第14章 内能的利用计算备考综合测试 2021-2022学年人教版物理九年级（有答案）

内能的利用计算
1．（2021·安徽）菜油最适宜的烹饪温度在150℃至180℃之间。用天然气将质量为0.02kg的菜油从室温20℃加热到170℃，燃烧了0.25dm3的天然气。（c菜油=2.0×103J/（kg·℃），天然气的热值为4×107J/m3）求∶
（1）菜油吸收的热量；
（2）天然气完全燃烧时释放出的热量被菜油吸收的热量利用效率。
2．（2021·山东九年级）生物质颗粒是利用农林废弃物为原材料，经过粉碎、混合、挤压、烘干等工艺，制成各种成型的可直接燃烧的一种新型清洁燃料。它的密度可达0.8-1.4g/cm3，热值为1.68×107J/kg。燃烧一吨无烟煤可以产生8.5kg的二氧化硫，生物质颗粒燃料中不含硫，燃烧时不产生二氧化硫，因而可以减少对大气的污染以及酸雨的产生。（水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，无烟煤的热值为3.36×107J/kg）求：
（1）完全燃烧1吨生物质颗粒可以释放的热量；
（2）现需把1×104kg水烧开，如果用生物质颗粒代替无烟煤可以减少排放二氧化硫的质量是多少（水的初温为20℃，不考虑热量的散失）。
3．（2021·佛山市南海区桂城街道映月中学九年级）某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10L的水加热，同时他们绘制了如图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1kg的煤，水的比热容为，水的密度＝1.0×103kg/m3；煤的热值约为3×107J/kg。求：
（1）6min内水吸收热量是多少；
（2）完全燃烧1kg的煤释放出多少热量；
（3）6min内煤炉烧水时的热效率。
4．（2021·云南）无人驾驶汽车是智能汽车的一种，也称为轮式移动机器人，主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶的目的。2021年1月27日，东北首批无人驾驶出租车在大连金普新区主干路正式对当地市民全面开放免费试乘服务，这也是全国首个在复杂车流环境的城市主干道开放的无人驾驶出租车试乘服务。如图所示，是一款无人驾驶汽车原型图。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。该款车在一段平直的公路上匀速行驶了12km，汽车的牵引力为1500N。假设燃油完全燃烧，汽车发动机的效率高达，那么，在这段运动过程中，求：（该车所用汽油的热值为q=4.5×107J/kg）
（1）牵引力对汽车做的功是多少？
（2）整个过程燃料燃烧释放的热量是多少J？
（3）整个过程消耗多少kg的汽油？
5．（2021·河北石家庄新世纪外国语学校）某家庭用的燃气热水器，将20kg的水从20℃升高50℃，完全燃烧了0.2kg的燃气。已知水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），燃气的热值为5×107J/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η。
6．（2021·广西柳州·九年级）柳州争创全国文明城市在行动，司机小李驾小汽车到某县城执行相关任务，路程为300km。该小汽车油箱内装满35 kg汽油，在高速公路上匀速行驶时，车受到的阻力是920 N。（汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能；汽油的热值为4.6×107J/kg）求：
（1）汽车到达目的地时牵引力所做的功；
（2）通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油。
7．（2021·禹城市教育和体育局）近几年来我县冬季蔬菜价格逐年攀升，但种植蔬菜的大棚数量却逐年减少，小明同学调查发现，煤炭价格上涨是导致蔬菜成本上升的重要原因。为此小明想，能否利用所学的知识对大棚进行节能改造，评估利用太阳能和电能为大棚提供能源的可行性。查询资料可知，本地区冬季太阳能集热管每平方米面积上每天可接收的太阳能是 1.68×107J， 煤的热值为3×107J/kg。请你帮助他完成下列计算，为小明的评估提供依据。
(1)如果太阳能集热管接收的能量有 90%被水吸收，则每平方米集热管每天可使 72 千克的水从 20℃升高到多少℃？
(2)如果用3kW 的电热器加热这 72 千克水，并使它们升高相同的温度，需要多长时间？（不计热量损失）
(3)假如集热管接收的太阳能的能量由燃烧煤来提供，那么集热管每平方米面积上每天接收的太阳能可以通过完全燃烧多少千克的煤来提供？
8．（2021·安徽九年级）2020年2月13日，一批增援武汉的军队医护人员乘坐6架国产“运20”运输机抵达武汉天河机场（如图所示）。每架飞机及运送的人员和物资的总质量为210t，着陆后，轮胎与地面总接触面积为4.2m2，本次航程1200km，匀速飞行过程中受到的平均阻力是，发动机的效率是40%（航空煤油的热值是，g取）。求：
(1)飞机降落后，静止时对水平地面的压强多大？
(2)本次航程，每架飞机发动机牵引力所做的功是多少？
(3)本次航程，每架飞机需要航空煤油的质量是多少kg？
9．（2021·广东深圳市·九年级）如图所示是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器和激光测距仪来了解周围的交通状况。该款车以的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km，消耗汽油1.5L，假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为，那么，在这段运动过程中，已知：汽油的密度为，汽油的热值为。求：
（1）所消耗汽油的质量；
（2）汽油燃烧所放出的热量；
（3）发动机的牵引力。
10．（2021·云南）小明家煮饭、烧水使用的是管道天然气，用天然气炉完全燃烧0.02m3的天然气刚好能把1kg的水从20℃加热到80℃。（q天然气=4.2×107J/m3，c水=4.2×103J/（kg·℃）
（1）水吸收的热量；
（2）天然气完全燃烧放出的热量；
（3）此过程中天然气炉的热效率。
11．（2021·内蒙古九年级）近年来，“低碳经济”成为社会的一个焦点之一，“低碳”其实就意味着节能。某汽车集团致力于节能型汽车研制生产。下图为该厂生产的某型号家用节能汽车，下表为此车的有关数据，求：
家用节能车的总质量1200kg 家用节能车的额定功率30kW
每个轮胎与地面的接触面积0.02m2 油箱的容积55L
（1）该家用节能车静止在水平地面上时，对地面的压强；
（2）若该家用节能车在额定功率下以72km/h的速度匀速行驶在平直的公路上，则该车发动机的牵引力是多少；
（3）若此车在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到阻力大小是3.0×103N，消耗燃油1.5×10-3m3（假设燃油完全燃烧），若燃油的密度ρ=0.8×103kg/m3，热值q=4×103J/kg，则此车的热机效率是多少？
12．（2021·新乡市第十中学九年级）如图甲所示，1标准大气压下，普通煤炉把壶内20℃，5kg水烧开需完全燃烧0.28kg的煤，此过程中，q煤=3×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg ℃）。
（1）水吸收的热量？
（2）0.28kg的煤完全燃烧所释放的热量；
（3）普通煤炉的效率；
13．（2021·广东梅州市·九年级）如图是一辆警车，空车质量为2.72t。某次执行任务时，警车以30m/s的速度沿水平路面匀速直线行驶时的输出功率为60kW。（）
（1）车上人员的总质量为280kg，轮胎与路面接触的总面积为0.1m2，车静止时对水平路面的压强是多少？
（2）警车以30m/s的速度水平匀速直线行驶时，车所受阻力是多少？
（3）若警车发动机的效率为，以60kW的输出功率行驶，消耗多少千克的柴油？（柴油的热值取）
14．（2021·四川省内江市第六中学九年级）如图所示是一款雪地摩托，其净重160kg，静止时与地面的接触总面积为500cm2，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108km/h。求：
（1）雪地摩托车静止时对水平地面的压强是多少？
（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）该车发动机为一款效率为24%的汽油机，若该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶5min，需要消耗多少千克汽油？（q汽油＝4.5×107J/kg）
15．（2021·辽宁朝阳·九年级）如图所示的是草坪修剪机及相关说明书，它底盘刀具的动力靠汽油机提供。若修剪机正常工作时，刀具每秒钟通过的距离为23m，匀速运动时受到的平均阻力为，在一次修剪过程中，所用时间为，耗油（， ）。求：
修剪机的总质量
四个轮子与地面的接触面积
生产日期 年月日
（1）使用前修剪机静止时对水平地面的压强；
（2）修剪机克服阻力做功的功率；
（3）汽油机的效率。
16．（2021·辽宁抚顺·）“十三五”期间我国高铁营业里程要达到3万公里，覆盖80%以上的大城市，现有一种CRH33型高速动车组（如图所示），其总质量约为800t，车轮与铁轨总接触面积约为0.8m2，动车组采用电力牵引交流传动方式获得动力，设计运营速度为350km/h，牵引功率为9000kW。请计算：（g取10N/kg，）
（1）动车组静止在水平铁轨上时对铁轨的压强；
（2）已知从沈阳到北京铁路线的长度约为700km，若动车组以设计运营速度在平直铁轨上匀速行驶，则从沈阳到北京的过程中，动车克服阻力所做的功为多少J？
（3）若动车组采用效率为30%的柴油机驱动，以设计运营速度匀速直线行驶，从沈阳到北京需要消耗柴油多少千克？（结果保留整数）
17．（2021·江苏九年级）据报导，上海一对父子在草坪上做“聚光”实验，结果引燃大片草坪。受到行政处罚。
当时气温 15℃
阳光的强度 800W/m2
枯草的比热容 1.5×103J/（kg·℃）
枯草的着火点 415℃
枯草的热值 7.5×106J/kg
空气的密度 1.2kg/m3
空气的比热容 1.0×103J/（kg·℃）
（1）他们用网面积为50cm2的透镜正对阳光，将阳光聚焦在0.lg的枯草上，其他信息见右表，至少经过多少时间可将枯草点燃？
（2）若每1m2的草坪上有枯草40g，枯草燃烧产生的热量有10%被近地面5cm内的空气吸收，则大片草坪燃烧后，近地面的这层空气的平均气温可达多少°C？ （ 不计枯草所占体积）
18．（2021·内蒙古九年级）某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达2000m，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为10t，飞机飞行时所受阻力的大小与速度的关系见表：
速度v（m/s） 100 200 300 400 500
阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 7.5×104
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg。求：
（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少焦？
（2）当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？
（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少？
19．（2021·石家庄市第九中学）2020年我们度过了别样的春节与春天，疫情面前，中国没有被击倒，而是向世界展现出强国魄力为了收治更多患者，在武汉职工疗养院基础上建设一座专门医院一武汉火神山医院。火神山医院的修建，再一次体现出了“中国速度”，从方案设计到建成交付仅用10天。如图（甲）所示，若在建设过程中，一辆载重汽车装满砂石后以额定功率从静止开始在水平地面运动，经15s运动100m恰好达到最大速度，接着匀速运动25s关闭发动机，滑行75m停下，v-t图象如图（乙）所示，已知汽车在运动全程中受到的阻力恰为车重的0.02倍。（g=10N/kg）求：
（1）汽车满载砂石后对水平地面的压强；
（2）整个过程中发动机做的功和消耗柴油的质量（柴油的热值为4×107J/kg）。
（3）汽车在15～40s时的运动速度。
车辆的质量/t 5 车轮数目/个 10
核定载重量/t 25 每个车轮与地面的接触面积m2 0.1
发动机的额定功率/kW 90 发动机的效率 40%
20．（2021·宝鸡市渭滨区教研室九年级）如图是我国哈尔滨工程大学和深圳海斯比船艇公司联合研制的“天行一号”无人快艇，该艇能实现自主快速远程航行，采用油电混合动力，全长12.2m，满载排水量7.5t，最高航速可达92.6km/h。快艇启动时，内燃机不工作蓄电池向推进装置输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向推进装置输送能量，又可以给蓄电池充电，快艇的速度与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中蓄电池储存的电能为5.12×108J，内燃机提供能量，无人艇以50km/h的速度匀速行驶0.5h同时蓄电池的电能增加了10%。
（1）快艇满载排开水的体积是多少？满载吃水深度为0.4m底部受到水的压强为多少？
（2）若所用燃料的热值为4.5×107J/kg，测试过程中消耗8kg燃料（假设燃料完全燃烧）放出的热量为多少？
（3）该艇内燃机的效率为多少？
答案
1．（1）；（2）60%
2．（1）1.68×1010J；（2）0.85kg
3．（1）2.52×106J；（2）3×107J；（3）8.4%
4．（1）；（2）；（3）1kg
5．（1）；（2）；（3）42%
6．(1)2.76×108J；(2)不需要加油
7．（1）70℃；（2）5040s；（3）0.56kg
8．(1)；(2)；(3)
9．（1）；（2）；（3）2025N
10．（1）2.52×105J；（2）8.4×105J；（3）32.5%
11．（1）1.5×105Pa；（2）1500N；（3）35%
12．（1）1.68×106J；（2）8.4×106J；（3）20%；
13．（1）；（2）；（3）
14．（1）3.2×104Pa；（2）2400N； （3）2kg
15．（1）；（2）；（3）25%
16．（1）；（2）；（3）5143kg
17．（1）15s；（2）515℃
18．(1)5×1011；(2)1.92×104kW；(3)2.7×103km
19．（1）；（2）；（3）
20．（1），4000Pa；（2）3.6×108J；（3）42%
试卷第8页，总8页