小专题4 热学综合计算-【一课通】2024-2025学年九年级全一册物理随堂小练习(沪科版)

>8 小专题4热学综合计算 类型一 物体温度变化时的热量计算 1.完全燃烧0.2kg焦炭所放出的热量有60%被水吸收[9装=3.0×10'J/kg,c本=4.2×10J/ (kg·℃)]，问： (1)0.2kg焦炭完全燃烧放出的热量是多少？ (2)水吸收的热量是多少？ (3)若水的初始温度是10℃，吸收了这些热量，可以使多少kg水温度从10℃升高到70℃？ 类型二热效率的计算 2.小明在做“比较不同燃料燃烧放热不同”的实验时，在燃烧皿中倒入10g酒精，点燃酒精给 烧杯中的水加热，用温度计测水的温度。问： (1)10g酒精完全燃烧放出的热量是多少？(9精=3×10J/kg) (2)若酒精完全燃烧放出的热量的14%被烧杯中的水吸收，烧杯中的水的初温是25℃，质 量是400g,则酒精燃烧完时水温上升到多少？[c*=4.2×10J/(kg·℃)] 3.常熟冬天的平均气温逐年走低，越来越多的家庭采用“水地暖”进行供暖。其原理：在房间 地面装饰层下铺设散热管道，通过管道内的热水散热提高室温。当供水温度为50℃时，单 位面积的散热功率与地面装饰层材料、散热管材料的对应关系见下表： 地面装饰层材料 陶瓷 塑料 木地板 散热管 聚乙烯(PE-RT)》 136.6W/m2 103.5W/m2 93.5W/m2 聚丁烯(PB) 125.7W/m3 96.9W/m 90.0W/m2 (1)若该地暖系统的总水量为2.0×103kg,将全部的水从10℃加热至50℃，水至少需要吸 收多少热量？[c水=4.2×103J/(kg·℃)] (2)某家庭木地板的面积为100m2,散热管材料为聚丁烯(PB),供水温度为50℃，则该地暖 系统每1分钟的散热量为多少焦耳？ 29 (3)若该地暖系统中水加热吸收的热量约有50%能有效供暖，则地暖系统中的水用(1)中方 式加热一次可以给上述家庭供暖多少分钟？（结果保留整数） 类型三热机效率的计算 4.随着人们生活水平的不断提高，家用轿车飞快地驶进千家万户。汽车的发动机主要是汽油 机，某单缸四冲程汽油机一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50m,满负荷工作时做功冲 程中燃气对活塞的平均压力为2.6×103N,飞轮1min转动1800圈，当汽油机满负荷工作 时（不计摩擦），1min消耗汽油0.01kg。求：（汽油的热值约为q=4×10J/kg)》 (1)一个做功冲程中燃气对活塞做的功； (2)汽油机的功率； (3)汽油机的效率。 5.飞机的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷气口向后高速喷出气体，使发动 机获得向前的推力，如果飞机以600k/h的速度沿水平方向匀速航行1h,需要完全燃烧热值 为4×10'J/kg的航空煤油4000kg。飞机发动机的效率为60%。求1h内： (1)飞机的航程： (2)航空煤油完全燃烧放出的热量： (3)发动机所做的有用功： (4)飞机发动机高空中的水平推力。 304.D 小，即甲对燃料释放的热能的利用率比乙低。故选B。 5.A【解析】汽油机和柴油机除使用的燃料不同外，其 WW 构造、点火方式等还有多处不同，A错误：汽油机气缸 3.B【解析】它们的效率之比9。m9。 顶部有个火花塞，柴油机气缸顶部有个喷油嘴，B正 ne We W. 确：汽油机与柴油机使用的燃料不同，汽油机使用汽 Ot m2 q 油，柴油机使用柴油，C正确：汽油机与柴油机的点火 Ww×m之_5×2_5 W2×m,4x36,故选B。 方式不同，汽油机采用点燃式点火，柴油机采用压燃 式点火，D正确。故选A。 4.6.72×100.042【解析】根据p=0可得，水的质 【随堂小测】 量：m=p/=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg:水 1.D 吸收的热量：Qa=c家m(t-6)=4.2×103J/(kg 2.C【解析】根据内燃机的工作过程可知，第二个冲程 ·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×10J:煤气 是压缩冲程，在此过程中活塞压缩气缸内的气体，将 =6.72×10」 机械能转化为内能，气缸内的气体温度升高：第三个 完全燃烧放出的热量：Q=40% 409% 冲程是做功冲程，此时燃料燃烧生成的高温、高压的 燃气推动活塞对外微功，将内能转化为机械能 1.68×10J,需要完全然烧的煤气的质量m'=)。 故选C。 1.68×10°J =0.042m3。 4.0×10J/m 3.压缩做功4.B 5.降低排气【解析】第四冲程结束后，气缸内产生 5.(1)质量通过水升高的温度米反映燃料完全燃烧 高温，水在高温的作用下迅速汽化成高温、高压的水 放出的热量 蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气的内能转化为活塞 (2)温度计的玻璃泡没有充分浸人到烧杯的水中 的机械能，故水蒸气的温度会降低：因为新增了第五 (3)②燃料不完全燃烧且燃料燃烧放出的热量有 冲程，水蒸气对活塞做功，机器对外做功，为进入下一 一部分会散失到空气中 个工作循环，所以这款内燃机的第六冲程是排气 6.解：(1)汽油机是一种将燃料燃烧产生的高温、高压 冲程。 燃气的内能转化为机械能的装置。 第四节热机效率和环境保护 (2)已知汽车的速度r=90k/h,行驶的时间t=10min 【边学边练】 石h,由：=可知汽车行驶的路程s=t=90km/ 1.C2.D3.C 4.43.5% 【解析】汽车牵引力所做的功：W=Fs=2000N x石h=15km ×10×10m=2×10?J,消耗的燃油完全燃烧放出的 (3)L,1kg汽油完全燃烧产生的热量：Q数=mq代= 热量：Q数=mg=1kg×4.6×10J/kg=4.6×10J,则 1.1kg×4.6×10J/kg=5.06×10J 汽车发动机的效率： (4)由图可知.转速为2000r/min时对应的汽车输出 ="×10%=2×10J 12Q我 4.6×10×100%=43.5%。 功率为P=30kW=3×10W,由P=平可得汽油机 5.空气（或噪声）（合理即可） 在此过程做的有用功W=PA=3×10W×10×60s= 【随堂小测】 1.8×101,汽油机的效率刀=C ×100%= 1,A【解析】燃料的热值与燃料的燃烧情况无关，它只 与燃料的种类有关，A正确：热值大小与燃料是否容 1.8x10」×100%=35.6% 易燃烧无关，它只与燃料的种类有关，B错误；燃料燃 5.06×10J 烧放出热量的多少不仅与燃料的热值大小有关，还与 答：(2)该汽车在这段时间内行驶了15km路程： 燃料的质量以及燃烧的程度有关，C错误：锅炉的效 (3)1.1kg的汽油完全燃烧能产生5.06×10J热量： 率与燃科的热值没有关系，D错误。故选A。 (4)此过程中汽油机的效率是35.6% 2.B【解析】热机的效率是指用来做有用功的能量与 小专题4热学综合计算 燃料完全燃烧放出的能量之比。甲的效率低，则甲用 1.解：(1)0.2kg焦炭完全燃烧放出的热量Qm=mg= 来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比 0.2kg×3.0×10J/kg=6×10J。 114 (2)由7= ×100%可得，水吸收的热量0复=Q刀 汽油机的功率： Q _W4-L.17×10」-1950w。 P=- =6×10J×60%=3.6×10°J 608 (3)由Q=cm(1-)可得，吸收了这些热量后，可以 (3)该汽油机1mim内汽油完全燃烧放出的热量： 使温度从10℃升高到70℃水的质量：m'=- Q袋 Q=mg=0.0lkg×4×107J/kg=4×103J。 汽油机的效率： 3.6×10°J 4.2×10y(kg·℃)×(70℃-10℃)14.3kg。 ×100%=7x10Jx100%=29.25%。 12Q 4×10J 答：(1)0.2kg焦炭完全燃烧放出的热量是6×10°J: 答：(1)一个做功冲程中燃气对活塞做的功为130J: (2)水吸收的热量是3.6×10°J: (2)汽油机的功率为1950W: (3)若水的初始温度是10℃，吸收了这些热量，可以 (3)汽油机的效率为29.25%。 使14.3kg水温度从10℃升高到70℃。 5.解：(1)由=得飞机的航程： 2.解：(1)酒精完全燃烧放出的热量： Qt=gm精=3×10J/kg×0.01kg=3×103J。 s=H=600km/h×1h=600km=6×10m。 (2)Q题=7Q做=14%×3×10°J=4.2×10J (2)航空煤油完全燃烧放出的热量： 由Q酸=cm本△得水升高的温度： Q=9gm=4×10'J/kg×4000kg=1.6×10"J d=0 4.2×10J =25℃。 三”可得发动机所做的有用功： cm水4.2×10J/(kg·℃)×0.4kg (3)由n-Q数 水的末温：1=。+=25℃+25℃=50℃ W=Q7=1.6×10"J×60%=9.6×10"J。 答：(1)10g酒精完全燃烧放出的热量是3×10J: (4)由F=F得飞机发动机高空中的水平推力： (2)酒精燃烧完时水温上升到50℃。 F=W_9.6×10J=1.6×10N。 36×10m 3.解：(1)水吸收的热量： 答：(1)飞机的航程为6×10m: Q题=c本m(t-n）=4.2×10J/(kg·℃)×2.0×10kg (2)航空煤油完全燃烧放出的热量为1.6×10"J: ×(50℃-10℃)=3.36×10J (3)发动机所做的有用功为9.6×10J: (2)散热管材料为聚丁烯、装饰层材料用木地板时， (4)飞机发动机高空中的水平推力为1.6×103N。 该家庭地面单位面积上的散热功率P=90.0W/m, 且该家庭木地板的面积为100m,该供暖系统1min 第十四章了解电路 的散热量： 第一节 电是什么 Qa=90.0W/m2×100m2×60s=5.4×10J 【边学边练】 (3)有效供暖的热量： 1.C【解析】用塑料梳子梳头发时，头发容易被梳子 Q有装=50%×Qw=50%×3.36×10J=1.68×10J。 “粘”起，这是摩擦起电现象。在干操的天气里，化纤 可供暖时间： 布料的衣服容易“粘”在身上，这是摩擦起电现象（化 4-9at=168x10J≈3lmin 纤布补的衣服与人体摩擦)，故A不符合题意：家里 Pt5.4×103J/min 的电风扇的扇叶和空气摩擦，扇叶和空气带有异种电 答：(1)水至少需要吸收3.36×10」的热量： 荷，扇叶带电后具有吸引轻小物体的性质，所以灰尘 (2)该地暖系统每1分钟的散热量为5.4×10J: 被吸在扇叶上，属于摩擦起电现象，故B不符合题意： (3)地暖系统中的水用(1)中方式加热一次可以给上 两个铅柱底面削平挤压后能“粘”在一起，这是分子 述家庭供暖311分钟。 引力作用的结果，故C待合题意：用毛皮摩擦过的气 4.解：(1)活塞移动的距离： 球能“粘”在墙面上不掉下来是摩擦起电现象，故D 8=50mm=0.05m2 不符合题意。故远C 一个做功冲程中燃气对活塞做的功： 2.D3.D4.C5.A W=Fs=2.6×103N×0.05m=130J。 6.同种电荷负 (2)飞轮每转两圈对外做功一次，所以1mi转动 【解析】用手触摸静电球时，人身体就会带上电荷，即 1800周，要做功900次，所以1min内所做的功： 人的头发上会带上电荷，且都是同种电荷，由于同种 W。=W×900=130J×900=1.17×103J。 电荷相互排斥，故此人的头发会竖起张开。乙球所带 115