专题18 热量热值热效率的计算专项练习--2024-2025学年度人教版物理九年级上学期

2024-2025学年度人教版9年级全册期末考试必考的四种题型专练 专题18 热量热值热效率的计算（共21题） 1.（2024安徽省） 一保温杯中装有质量为200g，温度为25℃的水。将一个质量为100g，温度为100℃的金属块放入杯中，一段时间后杯内水和金属块的温度稳定在30℃，假设金属块放出的热量全部被水吸收，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，则该金属块的比热容为______ J/(kg·℃)。 【答案】0.6×103 【解析】由题意知，水吸收的热量为 Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×200×10-3kg×(30℃-25℃)=4.2×103J 因金属块放出的热量全部被水吸收，则金属块放出的热量为4.2×103J，则金属块的比热容为 2. （2024福建）太阳能属于______能源。某光伏发电站年均发电量约为，相当于完全燃烧______kg煤炭释放的热量。（） 【答案】 可再生 【解析】太阳能可以从自然界源源不断地得到，根据能源的定义与分类可知属于可再生能源。 依题意得根据燃料完全燃烧放出的热量等于电站年发电量，由热值计算公式可知 需要完全燃烧煤炭的质量 3. （2024河北）风电的开发可以有效助力我国实现“碳达峰、碳中和”的战略目标。张北一雄安特高压交流输变电工程投运后，实现了“张家口的风点亮雄安的灯”。从能源的视角来看，“张家口的风”属于____（选填“可再生”或“不可再生”）能源，它实际上来源于___________能。我国自主研发的单个陆上风电机组功率可达107W，这样一个风电机组在此功率下稳定工作___________min产生的电能，相当于200kg焦炭完全燃烧放出的热量。焦炭的热值为3.0×107J/kg。 【答案】 可再生 太阳 10 【解析】风能短时间内可以再次从自然界中获取，属于可再生能源。 风的形成主要是由太阳辐射热引起的，当太阳光照射在地球表面时，地表温度会升高，导致地表的空气受热膨胀并变轻上升，热空气上升后，低温的冷空气会横向流入补充，上升的空气在逐渐冷却的过程中会变重并降落，由于地表温度仍然较高，这又会加热空气并使之上升，这种空气的持续流动就形成了风，故风能实际上来源于太阳能。 200kg焦炭完全燃烧放出的热量为 风电机组在此功率下稳定工作的时间为 4. （2024黑龙江哈尔滨）完全燃烧0.1m3的天然气放出的热量是__________J；若这些热量的20%被4kg的液体吸收，使其温度升高50℃，则该液体的比热容是__________J/(kg·℃)（q天然气=3.0×107J/m3） 【答案】 3.0×106 3×103 【解析】完全燃烧0.1m3的天然气放出的热量 Q放=Vq天然气=0.1m3×3.0×107J/m3=3.0×106J 液体吸收的热量 Q吸= Q放η=3.0×106J×20%=6×105J 该液体的比热容 5. （2024黑龙江龙东）楼房中的“暖气”一般采用热水循环的方式将热带到房屋中通过热传递供暖，这是因为水的_________大，若暖气中50kg的水，温度降低2℃，放出的热量是___________J。 【答案】 比热容 【解析】因为水的比热容较大，所以相同质量的水和其他物质相比较，放出同样热量的情况下，水的温度变化小，故采用热水循环的方式取暖。 水放出的热量 6. （2024苏州）如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2L初温为25℃的水，用卡式炉加热至100℃，消耗了25g丁烷气体（水的比热容为，丁烷的热值为）。求： （1）壶中水的质量； （2）水吸收的热量； （3）卡式炉的加热效率。 【答案】（1）2kg；（2）；（3）52.5% 【解析】（1）壶中水的质量为 （2）水吸收的热量为 （3）丁烷放出的热量 卡式炉的加热效率为 （1）壶中水的质量为2kg； （2）水吸收的热量为6.3×105J； （3）卡式炉的加热效率为52.5%。 7. （2024江苏盐城）如图是我国宇航员首次在轨拍摄的以地球为背景的空间站组合体全貌照片。可以看出宇航员拍摄该照片时处于空间站的______位置。太阳能电池板受光面朝向照片______面。由于太空碎片速度非常大，具有很大的______能，容易造成部分电池板受损。2023年12月，航天员成功出仓修复电池板外表面。电池板每天可发电1000kW·h，相当于______kg的焦炭完全燃烧放出的热量。（已知） 【答案】 舱外 正 动 120 【解析】照片中能看到整个空间站，说明宇航员拍摄该照片时处于空间站的舱外位置。 太阳能电池板工作时，需要接收太阳光的照射，所以太阳能电池板受光面朝向照片正面。 动能跟质量和速度有关，太空碎片速度非常大，具有很大的动能。 电池板每天可发电 W=1000kW⋅h=1000×3.6×106J=3.6×109J 由Q放​=mq得，焦炭的质量 8. （2024江苏扬州）拖拉机轮胎表面刻有花纹，是通过增大________来增大摩擦。选用水来冷却拖拉机的发动机，是因为水的比热容_______（填“大”或“小”），如果水箱装有质量为20kg的水，水温从20℃上升到70℃，水吸收了_______J的热量。[] 【答案】 接触面粗糙程度 大 4.2×106 【解析】拖拉机轮胎表面刻有花纹，是压力不变时通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦。 选用水来冷却拖拉机的发动机，是因为水的比热容大，其他条件相同时，水升高相同温度，吸收的热量多。 如果水箱装有质量为20kg的水，水温从20℃上升到70℃，水吸收的热量为 9. 汽油机在______冲程中将内能转化为机械能。若某汽车的汽油机在一段时间内所做的有用功为，效率为25%，则该汽油机在这段时间内消耗______kg的汽油（汽油的热值取）。 【答案】 做功 2 【解析】汽油机在做功冲程中，燃料燃烧产生高温高压的燃气，燃气推动活塞，将内能转化为机械能。 汽油完全燃烧放出的热量为 则汽油的质量为 10.（2024天津） 使用厨房中的电热水器将质量为的水从加热到，该热水器消耗了的电能。已知，求： （1）水吸收的热量； （2）该热水器的热效率。 【答案】（1）；（2）87.5% 【解析】（1）水吸收的热量为 （2）该热水器的热效率为 答：（1）水吸收热量为6.3×105J； （2）该热水器的热效率为87.5%。 11. （2024上海）质量为2千克的水温度升高50℃。求水吸收的热量Q吸。[c水＝4.2×103焦/（千克·℃）] 【答案】4.2×105焦 【解析】水吸收的热量 答：水吸收的热量4.2×105焦。 12. （2024山东烟台）在探究“物质的吸热能力与哪些因素有关”的实验中，用质量是0.3kg的水和甲表中等质量的另一种物质进行对比，作出的图像如图乙所示。实验过程中，水和另一种物质在相同时间内吸收的热量相等，分析图像可以得出图线______（选填“a”或“b”）对应的物质为水，另一种物质为______，这种物质在0~5min内吸收的热量为______J。 表甲 物质 比热容c/[J/（kg·℃）] 水 酒精 煤油 蓖麻油 【答案】 b 煤油 【解析】时间相等时，两种液体放出的热量相等，由图示可以看出，a液体的温度降低的快，b液体温度降低慢；根据热量的计算公可知，在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下，谁的温度降低得快，它的比热容小，所以b对应的物质为水。 由图可知，在0到5分钟时，a液体的温度变化了40℃，b液体（水）的温度变化了20℃，加热相同时间，吸收的热量相同，即 展开得 代入数据可知 解得 对比表格可知，该物质是煤油。 这种物质在0~5min内吸收的热量为 13. （2024四川达州）在1个标准大气压下，小明用天然气灶将质量1kg的水，从20℃加热到沸腾，水吸收的热量是________J。他家天然气热水器的热效率是70%，他某次洗澡，耗水20kg，热水器进水温度是22℃，出水温度是42℃，他这次洗澡消耗天然气________m3。已知水的比热容是，天然气的热值是。 【答案】 3.36×105 0.075 【解析】水吸收的热量 洗澡时水吸收的热量 由​​得，天然气完全燃烧放出的热量 由Q放​=Vq得，需要天然气的体积 14. （2024四川广安）内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动1800圈（），则下列说法正确的是（　　） A. 图中所示冲程是做功冲程 B. 若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为 C. 该汽油机在1s内做功30次 D. 汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 【答案】B 【解析】A．图中所示冲程两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故A错误； B．若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为 故B正确； C．飞轮每分钟转动1800圈，则每秒转动30圈，该汽油机飞轮转动2圈对外做功一次，则在1s内做功15次，故C错误； D．由得，汽油机消耗的燃料越少，完全燃烧释放的热量越少，做的有用功不知，无法比较效率高低，故D错误。 故选B。 15.（2024四川广元） 随着科技发展，人们已经开始将氢能作为一种新能源加以利用。已知氢燃料的热值为，水的比热容为。如果一辆汽车平均每月消耗氢燃料30kg，这些氢燃料完全燃烧释放的热量为________J，若这些热量完全被水吸收，可使________kg水的温度从20℃升高到100℃。 【答案】 【解析】这些氢燃料完全燃烧释放的热量 这些氢燃料完全燃烧释放的热量为。 若这些热量完全被水吸收，水的质量 可使水的温度从20℃升高到100℃。 16．吃早饭的时候，妈妈用热水给小雪加热袋装牛奶，使这袋质量为250g的牛奶的温度由12℃升高到42℃。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），设该牛奶的比热容为2.5×103J/（kg•℃），不计热量损失] （1）牛奶吸收的热量是多少？ （2）妈妈所用热水的质量为0.3kg，则水的初始温度至少为多少度？（结果保留1位小数） 【答案】（1）18750J；（2）56.9℃ 【解析】（1）牛奶吸收的热量 Q吸=c牛奶m牛奶（t﹣t0牛奶）=2.5×103J/（kg•℃）×0.25kg×（42℃﹣12℃）=18750J （2）不计热损失，水吸收的热量 Q吸=Q放=18750J 由Q放=cm（t0﹣t）可得热水的温度降低值 水的末温t=42℃，热水的初温 t0水=t+Δt水=42℃+14.9℃=56.9℃ 17．为了测量某种液体的比热容，把质量为1kg的铁块加热到80℃后，迅速投入质量为2kg、温度为20℃的待测液体中，混合后的共同温度是30℃，不计热量损失，铁的比热容c铁=0.46×103J/（kg•℃）。求： （1）铁块降低的温度； （2）铁块放出的热量； （3）这种液体的比热容。 【答案】（1）50℃；（2）2.3×104 J；（3）1.15×103J/(kg⋅℃) 【解析】（1）铁块降低的温度 （2）铁块放出的热量 （3）不计热损失，液体吸收的热量 由得，这种液体比热容 18．某人用天然气灶烧水，在水壶中加入2L水，水的初温是20 ℃，然后将水烧开，用了0.05m3天然气，天然气的热值为3.2×107 J/m3，水的比热容c水=4.2×103 J/（kg·℃），ρ水=1.0×103 kg/m3，气压为标准大气压。求： （1）水吸收的热量； （2）天然气完全燃烧放出的热量； （3）天然气灶的效率η。 【答案】（1）2 kg；（2）6.72×105 J；（3）42% 【解析】（1）水的体积为 水的质量为 在标准大气压下，水的沸点为100 ℃，即水的末温为100 ℃，水吸收的热量 （2）天然气完全燃烧放出的热量 天然气灶的效率 19．期中）小伟家的太阳能热水器中装有质量为120kg的水，在阳光的照射下，水的温度从20℃上升到70℃。[干木柴的热值为1.2×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]求： （1）热水器中的水吸收的热量是多少？ （2）这些水若放在铁锅内用燃烧的干木柴加热，需要完全燃烧10kg的干木柴才能使其温度从20℃上升到70℃，则铁锅烧水的效率是多少？ （3）请你提出一条提高铁锅烧水效率的合理化建议。 【答案】（1）2.52×107J；（2）21%；（3）可以增加送氧量，使木柴充分燃烧，减小热损失 【解析】（1）水吸收的热量 Q吸=c水m水（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×120kg×（70℃﹣20℃）=2.52×107J （2）干木柴完全燃烧放出的热量 Q放=m干木柴q=10kg×1.2×107J/kg=1.2×108J 铁锅烧水的效率 （3）可以增加送氧量，使木柴充分燃烧，减小热损失。 20．已知水的比热容为，燃气的热值为4.2×107J/m3。求： （1）完全燃烧体积为0.5m3燃气可以放出的热量； （2）某燃气热水器烧水的效率是40%，完全燃烧体积为0.5m3的燃气，可将多少千克的水从20℃加热到100℃？ 【答案】（1）2.1×107J （2）可将25kg的水从20℃加热到100℃ 【解析】（1）根据题意可知，完全燃烧0.5m3燃气放出的热量为 Q放=Vq=0.5m3×4.2×107J/m3=2.1×107J （2）根据效率公式可知，水吸收的热量为 Q吸=40%Q放=40%×2.1×107J=8.4×106J 根据 可得，水的质量为 21．目前我国农村中建造了大量的沼气池产生沼气，据测算，平均每立方米大小的沼气池一天产生沼气量是0.2立方米；而每立方米的沼气可以供6口之家三餐的烹调所用，可以使3吨的卡车运行3千米，可以点亮60瓦电灯工作6小时（沼气的热值约1.9×107J/m3）；请问 （1）每立方米沼气池每天产生的沼气完全燃烧可产生多少焦的热量？ （2）垃圾被誉为“放错了地方的资源”，由莒县光大环保能源有限公司运营的莒县环保能源发电项目，一期总投资2.98亿元，项目规模为日入炉处理垃圾600吨，莒县光大环保能源有限公司靠垃圾当燃料，利用焚烧炉的火焰加热锅炉，所产生的蒸汽可以带动发电机组；据计算，每燃烧1吨垃圾，可以得到6.72×108J的电能，若这些电能全部转化成热量被水吸收，1标准大气压下最多能将多少kg初温为20℃的水烧开？（c水=4.2×103J/（kg•℃）） 【答案】（1）3.8×107J；（2）2000kg 【解析】（1）根据题意可知，每立方米大小的沼气池一天产生沼气量V=0.2m3，则每立方米沼气池每天产生的沼气完全燃烧可产生的热量 （2）根据题意可知，水吸收的热量 一个标准大气压下，水的沸点是100℃，由 可知，水的质量 答：（1）每立方米沼气池每天产生的沼气完全燃烧可产生的热量为3.8×107J； （2）能将2000kg初温为20℃的水烧开。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年度人教版9年级全册期末考试必考的四种题型专练 专题18 热量热值热效率的计算（共21题） 1.（2024安徽省） 一保温杯中装有质量为200g，温度为25℃的水。将一个质量为100g，温度为100℃的金属块放入杯中，一段时间后杯内水和金属块的温度稳定在30℃，假设金属块放出的热量全部被水吸收，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，则该金属块的比热容为______ J/(kg·℃)。 2. （2024福建）太阳能属于______能源。某光伏发电站年均发电量约为，相当于完全燃烧______kg煤炭释放的热量。（） 3. （2024河北）风电的开发可以有效助力我国实现“碳达峰、碳中和”的战略目标。张北一雄安特高压交流输变电工程投运后，实现了“张家口的风点亮雄安的灯”。从能源的视角来看，“张家口的风”属于____（选填“可再生”或“不可再生”）能源，它实际上来源于___________能。我国自主研发的单个陆上风电机组功率可达107W，这样一个风电机组在此功率下稳定工作___________min产生的电能，相当于200kg焦炭完全燃烧放出的热量。焦炭的热值为3.0×107J/kg。 4. （2024黑龙江哈尔滨）完全燃烧0.1m3的天然气放出的热量是__________J；若这些热量的20%被4kg的液体吸收，使其温度升高50℃，则该液体的比热容是__________J/(kg·℃)（q天然气=3.0×107J/m3） 5. （2024黑龙江龙东）楼房中的“暖气”一般采用热水循环的方式将热带到房屋中通过热传递供暖，这是因为水的_________大，若暖气中50kg的水，温度降低2℃，放出的热量是___________J。 6. （2024苏州）如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2L初温为25℃的水，用卡式炉加热至100℃，消耗了25g丁烷气体（水的比热容为，丁烷的热值为）。求： （1）壶中水的质量； （2）水吸收的热量； （3）卡式炉的加热效率。 7. （2024江苏盐城）如图是我国宇航员首次在轨拍摄的以地球为背景的空间站组合体全貌照片。可以看出宇航员拍摄该照片时处于空间站的______位置。太阳能电池板受光面朝向照片______面。由于太空碎片速度非常大，具有很大的______能，容易造成部分电池板受损。2023年12月，航天员成功出仓修复电池板外表面。电池板每天可发电1000kW·h，相当于______kg的焦炭完全燃烧放出的热量。（已知） 8. （2024江苏扬州）拖拉机轮胎表面刻有花纹，是通过增大________来增大摩擦。选用水来冷却拖拉机的发动机，是因为水的比热容_______（填“大”或“小”），如果水箱装有质量为20kg的水，水温从20℃上升到70℃，水吸收了_______J的热量。[] 9. 汽油机在______冲程中将内能转化为机械能。若某汽车的汽油机在一段时间内所做的有用功为，效率为25%，则该汽油机在这段时间内消耗______kg的汽油（汽油的热值取）。 10.（2024天津） 使用厨房中的电热水器将质量为的水从加热到，该热水器消耗了的电能。已知，求： （1）水吸收的热量； （2）该热水器的热效率。 11. （2024上海）质量为2千克的水温度升高50℃。求水吸收的热量Q吸。[c水＝4.2×103焦/（千克·℃）] 12. （2024山东烟台）在探究“物质的吸热能力与哪些因素有关”的实验中，用质量是0.3kg的水和甲表中等质量的另一种物质进行对比，作出的图像如图乙所示。实验过程中，水和另一种物质在相同时间内吸收的热量相等，分析图像可以得出图线______（选填“a”或“b”）对应的物质为水，另一种物质为______，这种物质在0~5min内吸收的热量为______J。 表甲 物质 比热容c/[J/（kg·℃）] 水 酒精 煤油 蓖麻油 13. （2024四川达州）在1个标准大气压下，小明用天然气灶将质量1kg的水，从20℃加热到沸腾，水吸收的热量是________J。他家天然气热水器的热效率是70%，他某次洗澡，耗水20kg，热水器进水温度是22℃，出水温度是42℃，他这次洗澡消耗天然气________m3。已知水的比热容是，天然气的热值是。 14. （2024四川广安）内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动1800圈（），则下列说法正确的是（　　） A. 图中所示冲程是做功冲程 B. 若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为 C. 该汽油机在1s内做功30次 D. 汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 15.（2024四川广元） 随着科技发展，人们已经开始将氢能作为一种新能源加以利用。已知氢燃料的热值为，水的比热容为。如果一辆汽车平均每月消耗氢燃料30kg，这些氢燃料完全燃烧释放的热量为________J，若这些热量完全被水吸收，可使________kg水的温度从20℃升高到100℃。 16．吃早饭的时候，妈妈用热水给小雪加热袋装牛奶，使这袋质量为250g的牛奶的温度由12℃升高到42℃。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），设该牛奶的比热容为2.5×103J/（kg•℃），不计热量损失] （1）牛奶吸收的热量是多少？ （2）妈妈所用热水的质量为0.3kg，则水的初始温度至少为多少度？（结果保留1位小数） 17．为了测量某种液体的比热容，把质量为1kg的铁块加热到80℃后，迅速投入质量为2kg、温度为20℃的待测液体中，混合后的共同温度是30℃，不计热量损失，铁的比热容c铁=0.46×103J/（kg•℃）。求： （1）铁块降低的温度； （2）铁块放出的热量； （3）这种液体的比热容。 18．某人用天然气灶烧水，在水壶中加入2L水，水的初温是20 ℃，然后将水烧开，用了0.05m3天然气，天然气的热值为3.2×107 J/m3，水的比热容c水=4.2×103 J/（kg·℃），ρ水=1.0×103 kg/m3，气压为标准大气压。求： （1）水吸收的热量； （2）天然气完全燃烧放出的热量； （3）天然气灶的效率η。 19．期中）小伟家的太阳能热水器中装有质量为120kg的水，在阳光的照射下，水的温度从20℃上升到70℃。[干木柴的热值为1.2×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]求： （1）热水器中的水吸收的热量是多少？ （2）这些水若放在铁锅内用燃烧的干木柴加热，需要完全燃烧10kg的干木柴才能使其温度从20℃上升到70℃，则铁锅烧水的效率是多少？ （3）请你提出一条提高铁锅烧水效率的合理化建议。 20．已知水的比热容为，燃气的热值为4.2×107J/m3。求： （1）完全燃烧体积为0.5m3燃气可以放出的热量； （2）某燃气热水器烧水的效率是40%，完全燃烧体积为0.5m3的燃气，可将多少千克的水从20℃加热到100℃？ 21．目前我国农村中建造了大量的沼气池产生沼气，据测算，平均每立方米大小的沼气池一天产生沼气量是0.2立方米；而每立方米的沼气可以供6口之家三餐的烹调所用，可以使3吨的卡车运行3千米，可以点亮60瓦电灯工作6小时（沼气的热值约1.9×107J/m3）；请问 （1）每立方米沼气池每天产生的沼气完全燃烧可产生多少焦的热量？ （2）垃圾被誉为“放错了地方的资源”，由莒县光大环保能源有限公司运营的莒县环保能源发电项目，一期总投资2.98亿元，项目规模为日入炉处理垃圾600吨，莒县光大环保能源有限公司靠垃圾当燃料，利用焚烧炉的火焰加热锅炉，所产生的蒸汽可以带动发电机组；据计算，每燃烧1吨垃圾，可以得到6.72×108J的电能，若这些电能全部转化成热量被水吸收，1标准大气压下最多能将多少kg初温为20℃的水烧开？（c水=4.2×103J/（kg•℃）） ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$