专项练习：内能 内能的利用---热机效率相关计算---2024-2025学年苏科版物理九年级上学期

九年级物理题型专项练习：内能 内能的利用---热机效率相关计算 1．某家庭需要将50kg、20℃的水加热到60℃作为生活用水，利用煤气灶烧水，需燃烧1kg煤气。已知煤气的热值q=2×107J/kg，水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)。求： (1)50kg、20℃的水加热到60℃需吸收的热量； (2)完全燃烧1kg煤气放出的热量； (3)煤气灶烧水的效率。 2．如图，小明的新家使用即热式天然气热水器供家里洗刷用水，他想估测家中热水器的加热效率。打开热水器，用温度计测得热水器进水管的水温为，出水管的水温为，放出的热水后，从燃气表中看到天然气表示数由变为。［，］求： (1)此过程中天然气完全燃烧放出的热量； (2)的水吸收的热量； (3)热水器的加热效率。 3．某氢燃料新能源公交车满载时的重力为2×105N，某次满载后匀速直线运行1200m，用时120s，汽车所受阻力是总重力的0.07倍，汽车消耗氢燃料0.25kg（氢燃料的热值是1.4×108J/kg）。求此过程中： (1)牵引力所做的功； (2)牵引力的功率； (3)汽车发动机的效率。 4．小强对家中太阳能热水器的加热性能进行研究，他用“温度传感器”测得装满水的水箱中水的温度为20℃，该地区太阳辐射到地面每平方米的面积上的功率为P=2.0×103W，该太阳能热水器的集热面积为S=2.5m2，太阳光持续照射集热面4000秒后，“温度传感器”显示水箱中的水温为40℃，已知水箱容积是100L。求： (1)该过程中水吸收的热量；[] (2)若用液化气灶加热使水吸收同样的热量，需要完全燃烧多少m3液化气？[液化气的热值为q=5×107J/m3 (3)此太阳能热水器在这个过程中的光热转化效率η（即将太阳能的转化为水的内能的效率）是多少？ 5．2022年北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车（如图所示），该车排放物是水，不产生任何污染物，是当前世界新能源汽车重要的发展方向。某国产氢燃料电池车在某次测试中匀速行驶时受到的牵引力是1000N，在0.5h内行驶了28km的路程，消耗的氢能源为0.4kg。求该测试过程中氢燃料电池车：（已知） (1)牵引力做的功； (2)氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率。 6．“东坡米线”的制作的第一步是熬汤：在锅中放入水和鸡，用大火将水煮至沸腾，然后转用小火烹煮。食客先把肉片放进汤内，稍候再加入米线。现有以下材料：汤的质量 1.4kg，初温 97℃， 比热容4.2×103J/ （kg•℃）；已知肉片的初温 22℃，比热容3.5×103J/（kg•℃）。基于健康缘故，肉片必须最少加热至 82℃才能食用。求： (1)当汤的温度从97℃降低到82℃时放出多少热量？ (2)如果（1）中放出的热量全部被肉片吸收，锅内最多可以放入多少肉片？ (3)如果在某个时间段汤吸收了2.4×105J 的热量是由酒精锅内燃烧0.02kg酒精（假设酒精完全燃烧）来提供，则酒精锅的加热效率为多少？［酒精的热值是3.0×107J/kg］ 7．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时绘制了如图所示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0.2kg的煤，水的比热容为，煤的热值为。求： (1)0.2kg煤完全燃烧产生的热量； (2)经过6min的时间加热，水所吸收的热量； (3)煤炉烧水时的热效率。 8．一辆小汽车牵引力功率为20kW。若某次在平直的高速公路上以25m/s的速度匀速行驶了1h，该过程中消耗了6.4kg的汽油（完全燃烧），已知汽油热值，汽车做功效率的定义：汽车行驶过程中所做的有用功与汽油完全燃烧释放的热量之比。求 (1)汽车牵引力做的功； (2)该汽车行驶过程中所受到的阻力f； (3)该汽车在此过程中的做功效率。 9．周末在家吃完晚饭后，小欣想用燃气热水器（天然气完全燃烧）烧水帮妈妈洗碗。已知自来水的温度为5℃，该燃气热水器每秒能放出100mL未温为50℃的热水，放水10s即可满足洗碗的用水，放水前天然气表的示数是213.075m3，放水后变为213.08m3。[q天然气=4.2×107J/m3，q干木柴=1.2×107J/kg，C水=4.2×103J/（kg•℃）]求： (1)洗碗用水吸收的热量； (2)天然气放出的热量； (3)热水器加热水的效率； (4)若天然气完全燃烧放出的热量全部由干木柴来提供，需要完全燃烧干木柴的质量。 10．学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。无烟煤的热值是3.4×107J/kg。c水＝4.2×103J/（kg•℃）求： (1)锅炉内的水吸收的热量是多少？ (2)无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？ (3)此锅炉的效率是多少。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．(1)8.4×106J (2)2×107J (3)42% 【详解】（1）水吸收的热量 Q吸=cm水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(60℃-20℃)=8.4×106J （2）煤气完全燃烧放出的热量 Q放=m煤气q=1kg×2×107J/kg=2×107J （3）煤气灶烧水的效率 2．(1)2.1×107J (2)8.4×106J (3)40% 【详解】（1）从燃气表中看到天然气表示数由2365.19m3变为2365.69m3，表示燃烧掉的天然气的体积为 V=32365.69m3-2365.19m3=0.5m3 0.5m3的天然气完全燃烧放出的热量 Q放=Vq=0.5m3×4.2×107J/m3=2.1×107J （2）水吸收的热量为 （3）热水器的实际效率为 答：（1）天然气完全燃烧放出的热量为2.1×107J； （2）水吸收的热量为8.4×106J； （3）热水器的加热效率为40%。 3．(1) (2) (3)48% 【详解】（1）汽车匀速行驶时，牵引力与 阻力是一对平衡力，所以牵引力等于阻力，故牵引力为 牵引力所做的功 （2）牵引力的功率 （3）氢燃料完全燃烧放出的热量 汽车发动机的效率 4．(1) (2)0.168m3 (3)42% 【详解】（1）水的质量为 水吸收的热量为 （2）根据题意可知 则需要完全燃烧液化气的体积为 （3）太阳光持续照射集热面4000秒后获得的能量为 太阳能热水器在这个过程中的光热转化效率 5．(1) (2)50% 【详解】（1）牵引力做的功为 （2）消耗0.4kg的氢能源放出的热量为 氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率为 6．(1)8.82J (2)0.42kg (3)40％ 【解析】【小题1】汤放出热量为 【小题2】如果（1）中放出的热量全部被肉片吸收，则锅内最多放入肉片的质量为 所以m肉=0.42kg。 【小题3】 0.02kg酒精完全燃烧放出热量为 酒精锅的加热效率 7．(1) (2) (3)42% 【详解】（1）0.2kg煤完全燃烧产生的热量 （2）经过6min的时间加热，水从20℃上升为80℃，水所吸收的热量 （3）煤炉烧水时的热效率 8．(1)7.2×107J (2)800N (3)25% 【详解】（1）由 知道，汽车牵引力做的功 （2）由于 所以，汽车的牵引力 因汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，所以，该汽车行驶过程中所受到的阻力 （3）汽车在此过程中消耗汽油完全燃烧释放的热量 则该汽车在此过程中的做功效率 9．(1)1. 89 ×105J (2)2.1×105J (3)90% (4)0.0175kg 【详解】（1）洗碗用水的体积 由可知，水的质量 水吸收的热量 （2）消耗天然气的体积 天然气完全燃烧放出的热量 （3）热水器加热水的效率 （4）由题意可知，干木柴完全燃烧放出的热量 由得，需要干木柴的质量 10．(1)6.3×107J (2)2.04×108J (3)30.9% 【详解】（1）锅炉内的水吸收的热量是 Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/（kg·℃）×200kg×（100℃﹣25℃）＝6.3×107J （2）无烟煤完全燃烧放出的热量是 Q放＝m煤q煤＝3.4×107J/kg×6kg＝2.04×108J （3）锅炉的效率是 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$