(上册)第十二章专题特训三热学综合计算-【拔尖特训】2023-2024学年九年级全一册物理 沪粤版

专题特训三　热学综合计算 ▶ “答案与解析”见P15 类型一 公式Q=qm 及Q=cmΔt的运用 1. (2021·河池)为保障全校师生饮水安全,学 校安装了热效率达到80%的现代化高效节 能锅炉,每天可以提供1.0×103kg开水,已 知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),优质 煤的热值为3.0×107J/kg,则: (1) 1.0×103kg的水温度从20℃升高到 100℃,至少需要吸收多少焦耳的热量? (2) 每天至少需要完全燃烧多少千克优质煤? 2. (2022·曲靖模拟)由于油价上涨,燃油性价 比升高,性能优越的油电混合动力汽车得到 消费者的青睐。油电混动小汽车的汽油机既 向车轮提供动力,又向蓄电池充电,同时蓄电 池又将部分能量通过驱动电机向车轮输送。 某油电混动小汽车加上2kg的汽油匀速直 线行驶。(假设汽油完全燃烧,且忽略蓄电池 和电机的热损失,g取10N/kg,q汽油=4.6× 107J/kg) (1) 质量为2kg的汽油完全燃烧释放出的热 量是多少? (2) 汽油燃烧放出热量的40%用于驱动汽车 行驶和蓄电池充电,其中向蓄电池充电的能 量E 为1.34×107J,则驱动汽车行驶的能量 是多少? (3) 若前进时功率为2×104W,求汽车在燃 油提供驱动力的情况下,可以行驶的时间。 类型二 热平衡方程的应用 3. 温度不同的两个物体相互接触后会 发生热传递现象,若不计热量的损 失,则当两个物体的温度相同时,热 传递停止,即达到热平衡状态,在此过程中高 温物体放出的热量等于低温物体所吸收的热 量,即Q放=Q吸。已知甲容器盛有初温为 20℃的水100g,乙容器盛有初温为50℃的 水50g。现把甲、乙两容器中的水相互混合, 不考虑热量损失,则混合后达到热平衡时的 温度是多少? [c水=4.2×103J/(kg·℃)] 4. (2022·上海徐汇校级段考)网上曾热销一种 “55°杯”,称“能很快将开水变成适饮的温水, 而后又能将凉水变成适饮的温水”。为破解 此中秘密,某中学物理小组设计了如图所示 的模型。设此杯内胆中被封存着300g水,室 温为20℃;现向杯中倒入200g、100℃的开 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 92 第十二章　内能与热机 {#{QQABBQaEggAgAABAAAhCQwUSCkCQkAECCIoGgEAEsAAAgANABAA=}#} 水,忽略内胆及空间的热能消耗,热平衡后: [c水=4.2×103J/(kg·℃)] (1) 杯内水温为多少? (2) 饮用后迅速将200g室温矿泉水倒入该 杯,摇一摇,矿泉水的温度将上升至多少? (第4题) 类型三 热机效率的计算 5. 如图甲所示,向盒内滴入数滴酒精,再将盒盖 盖紧,然后按动电火花发生器的按钮,看到盒 盖飞出去了。在此过程中,酒精燃烧后燃气 的 能转化为盒盖的 能。图 (选填“乙”或“丙”)中汽油机的工作 过程与这一实验过程中能量的转化是一致 的,而另一幅图所示的工作过程叫 冲程。若某四冲程汽油机在工作时的转速为 3600r/min,则每秒有 个做功冲程。 若该汽油机的效率为30%,完全燃烧10kg 的汽油放出的热量可以对外做功 J。 (汽油的热值为4.6×107J/kg) (第5题) 答案讲解 6. 一台四缸四冲程的汽油内燃机的活 塞面积是300cm2,活塞冲程长度为 30.0cm,在做功冲程中,活塞所受 燃气的平均压强是4.5×105Pa,曲轴的转速 是300r/min,汽油的热值是4.6×107J/kg, 如果这台汽油内燃机工作1h需要用掉 10.6kg的汽油,那么它的效率约是 (结果精确到0.1%)。 7. 有一辆由汽油机提供动力的汽车,该汽车的 输出功率与汽油机转速的关系如图所示。这 辆汽车在某次测试时以90km/h的速度在水 平公路上匀速行驶了10min,消耗1.1kg汽 油,此过程中汽油机的转速为2000r/min。 (汽油的热值q汽油=4.6×107J/kg) (1) 汽油机是将燃料燃烧产生的高温、高压 燃气的内能转化为 能的装置。 (2) 该汽车在这段时间内行驶多少路程? (3) 1.1kg汽油完全燃烧能产生多少热量?