第十章 专题1 热量的综合计算-【勤径学升】2024-2025学年九年级物理上册同步练测（北师大版）

通九年级物理·北师版（上册） 专题1 热量的综合计算 [答案%] 国①热值和比热容的综合计算 3标准大气压下，将一壶质量为2kg,温度为25℃的 小高家里原来用液化石油气烧水，每天用60℃ 水，加热到80℃。求：[ck=4.2×10J/(kg·℃)] 的热水100kg。她参加“探究性学习”活动后， (1)水升高的温度△：。 在老师和同学的帮助下，制造了一台简易的太 (2)水吸收的热量Q。 阳能热水器。 (3)如果水增加的这些内能由燃烧煤气来提供， (1)若用这台热水器将100kg的水从20℃加热 需要完全燃烧煤气0.025kg,求煤气完全燃 到60℃，这些水吸收的热量是多少？[水的 烧时释放的热量。（煤气的热值为q=4.2× 比热容c=4.2×10J/(kg·℃)] 10 J/kg) (2)若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水 (4)接着再继续加热，若水又吸收了2.52×10J 吸收，她家改用太阳能热水器后平均每天可 的热量，则水的末温末 节约多少液化石油气？（液化石油气的热值 g=8.0×107J/kg) 2高速铁路的广泛应用，使人们的出行更加快捷。 类型②热机效率的综合计算 放假期间，铭铭与家人乘坐高铁游玩。如图是 ④（丹东）某品牌汽车空载静止时对水平地面的压 他们乘坐的“和谐号”高铁列车。 强为3×10°Pa,轮胎与地面总接触面积为 (1)“和谐号”运行1km耗电1.075×10J,若这些 400cm'。当汽车以120km/h的速度沿直线匀 电能全部由燃烧柴油来获得，列车行驶1km 速行驶时，功率为50kW。求： 需要消耗多少柴油？(9袋=4.3×10'J/kg) (1)汽车的重力是多少？ (2)若这些能量能全部转化为内能被水吸收，能 (2)当汽车以120km/h的速度沿直线匀速行驶 使多少kg的水温度升高50℃？（保留一位 时，所受到的阻力是多少？ 小数) (3)当汽车以120km/h的速度沿直线匀速行驶 100km时，燃烧10kg汽油，则发动机的效率 是多少？（汽油热值g=4.6×10J/kg,结果 保留到0.1%) 2题图 16g 见此图标跟抖音/縱信扫码领取配套资源稳步是升成绩 第十章机械能、内能及其转化 ⑤（山东德州二模）某品牌小汽车的“经济耗油量⑥表中是某轿车的一些技术参数，其中排气量是 (90km/h)8L/100km”是指这辆汽车以90km/h 指发动机气缸的工作容积，一般情况下，发动机 的速度行驶100km,消耗汽油8L,下表为此小 的排气量越大，功率越大。空燃比A/F(A:air- 汽车的相关数据。[已知p本=1.0×10kg/m, 空气，F:ful-燃料)是指气缸内空气和燃油的 c水=4.2×10J/(kg·℃)，9%油=3.2×10J/L] 质量比。汽油的热值为4.6×10'J/kg,当该发 经济耗油量 动机以最大功率工作时，气缸内汽油和空气的 总质量：1500kg (90km/h)8L/100km 混合密度为p=4.5kgm,求： 车轮与地面的，总接触 车型 某品牌轿车 水箱容量：4L 面积：8.0×102m2 排气量 1.8L 额定功率：90kW 最大功率 69 kW (1)汽车上的散热器用水作为冷却剂，当水箱装 空燃比 14:1 满水，水温升高25℃时，需要吸收的热量为 转速 1800转/min 多少？ (1)1min内发动机做的功。 (2)该汽车在经济耗油量下沿直线匀速行驶了 (2)1min燃料燃烧放出的热量。 50km,汽车的效率为31.25%，求汽车消耗 (3)发动机的效率。 了多少升汽油以及此时汽车的实际功率。 见此图标限抖音/微信扫码领取配套资源稳步提升成绩九年级物理·北师版（上册）】 量：Q=g=001m3×4.2×10J/m=4,2×103J:3.C[解析]有效利用的能量W有a=8×10J-4,8× 由Q=cm△1得，水的质量m= cAt 101=3.2×10小，该桌油札的效率刀=Q 4.2×103J 4.2×10'/(kg·℃)x10℃=10kg。 100%=32×101 ×100%=40%,故A、B正确：能 8×103J 4.1kg燃料油完全燃烧放出的热量是4.0×107J 量转化过程中能量损失不可避免，故C错误；减少 4.0×10°内4.0×10 机械间的摩擦可以提高热机效率，故D正确。 [解析]燃料油完全燃烧放出的热量Qt=mg= 4.4.0×10°40% 200g××4.0×10J八g=4.0×10°J:燃料油燃 [解析]柴油机获得有用的机械能W有=1.0×10J- W有园 烧时放出热量，将化学能转化为内能。 6.0×10J=4.0×10J:该荣油机的效率刀=W。 5.D[解析]热机效率是用来做有用功的能量与燃 料完全燃烧放出的热量之比；所以减少热量的损 ×100%-4.0x10×10%=40%。 1.0×10J 失、使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热5.9.2×101°25% 机内部各部件间的摩擦等都可以减少热量的损失， [解析]燃油完全燃烧获得的内能：Q=mg=2× 提高热机效率：而增加热机的工作时间，并不能减 少热量的损失，所以不能提高热机的效率，故A、B 10kg×4.6×10'Jkg=9.2×10J:由=÷得， C不符合题意，D符合题意。故选D。 AG600以最大速度满载巡航1h,通过的路程s= 6.C[解析]用来做有用功的那部分能量与燃料完 H=460km/h×1h=460km=4.6×10m,推力所做的 全燃烧释放出来的能量之比，叫微热机的效率，故C 功：W=F=5×10N×4.6×10m=2.3×10°J,发 正确。 动机的工作效率：切=丽意 ,=×100%=2.3x10 7.C 9.2×10"J1 8.4.2×10550不变 100%=25%。 [解析]秸秆煤的质量m=200g=0.2kg,秸秆煤完 素养拓展练 全燃烧释放的热量Q#=m特#9#=0.2kg×6.(1)10g碎纸片(2)大于(3)小酒精完全燃 2.1×10J/kg=4.2×10°J:由题意可知，水吸收的 烧放出的热量不能被水完全吸收不能 热量Q=50%Q=50%×4.2×10J=2.1×10J, [解析](1)根搭控制变量法的思想，酒精和碎纸 由Q=md可得，水升高的温度4y=Q:= 片的质量必须相等。 C&m米 (2)根据公式Q=cm△，用酒精加热的水的温度升 2.1×10°J 4.2x10/(kg·C)x10kg=50℃：热值是燃料 高得较多，所以本实验中酒新放出的热量大于碎纸 片放出的热量。 的一种特性，只与燃料的种类有关，秸秆煤的质量 (3)由于酒精完全燃烧放出的热量不能被水完全吸 改变，热值不变 收，所以测出的酒精热值要小于书上给出的酒精的 9.内30% 热值，因此不能用本装置来准确测量酒精和碎纸片 [解析]内燃机工作时将内能转化成机椷能：由图可 的热值 知，内燃机的效率为100%-33%-30%-7%=30% 专题1热量的综合计算 【能力提升练】 1.解：(1)因为c=4.2×103J/(kg·℃)，m=100kg, 1,D[解析]运载火箭采用液态氢作为燃料，是因为 41=t-0=60℃-20℃=40℃， 液态氢不仅密度小，而且具有较大的热值，故D正确。 所以水吸收的热量： 2.B[解析]热值是燃料的特性，只与燃料的种类有 Q最=cm4=4.2×10J/(kg·℃)×100kg×40℃= 关，所以在燃料燃烧过程中热值不会发生改变，故 1.68×10J: A错误：减少废气带走的热量，可以增大有效利用 (2)因为Q=Qm×70%, 的能量，提高热机的效率，故B正确：热值是燃料的 Q 特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，故 所以液化石油气燃烧放出的热量：Q:=0 C错误；热值只与燃料的种类有关，与外界条件无 1.68×10」=2.4×102J, 关，而燃料的燃烧情况、能量的损失都会影响热机 70% 效率，故D错误。 因为Q教=m气9，所以改用太阳能热水器后平均每 8 参考答案及解析 天可节约液化石油气的质量：m=: Q做=gm=4.6×10'J/kg×10kg=4.6×10J, 发动机的效率： 2.4×102J 8.0×10J/kg =0.3kg W x100%=1:5x10x100%≈32.6%。 4.6×10J 答：(1)这些水吸收的热量是1.68×10J:(2)她家 答：(1)汽车的重力是1.2×10N:(2)当汽车以 改用太阳能热水器后平均每天可以节约0.3kg液 120km/h的速度沿直线匀速行驶时，所受到的阻力 化石油气。 是1500N:(3)发动机的效率是32.6%。 2.解：(1)列车行驶1km需要完全燃烧柴油释放的热 5.解：(1)当水箱装满水，水的体积V=4L=4× 量：Q=W=1.075×10J, 103m时， 由Q敏=mg可得，所需柴油的质量： m基袖 Q-1.075x101=2.5kg: 由p=可得，水的质量m=pV=1.0xI0kg/m× 9袋m4.3×10J/kg 4×10-3m3=4kg (2)由Qe=cm△t可得水的质量： 水吸收的热量：Q题=cm△t=4.2×10/(kg·℃)× 1.075×10J 4kg×25℃=4.2×10J: c*44.2x10Jykg·℃)x50元51.9kg (2)在经济耗油量下沿直线匀速行驶50km所用汽 答：(1)列车行驶1km需要消耗2.5kg柴油：(2)若 油的体积：V*南=00km 8 L ×50km=4L. 这些能量能全部转化为内能被水吸收，能使 511.9kg的水升高50℃。 4L汽油完全燃烧放出热量：Q数=V雕9%偏=4L× 3.解：(1)水升高的温度：△=80℃-25℃=55℃： 3.2×10J/L=1.28×10°J. (2)水吸收的热量： 汽车发动机所做的有用功：W=Q数=31.25%× Q能=ckm4t=4.2×10J/(kg·℃)）×2kg×55℃ 1.28×10J=4×10J, =4.62×10J; 由”=三可得，汽车行驶的时间：t= 50 km 90 km/h (3)0,025kg煤气完全燃烧放出的热量：Q敏=meq =0.025kg×4.2×10'J/kg=1.05×10J: h=20005, 9 (4)由Q题=cm△1可得，水升高的温度： 4'=m' 则汽车的实际功率：P=罗_4x10」-2×10W。 2.52×10J 120008 ckmk4.2×103J/(kg·℃)×2kg =30, 答：(1)水温升高25℃时，需要吸收的热量为4.2× 1x=80℃+30℃=110℃>100℃， 10J:(2)汽车消耗了4L汽油，此时汽车的实际功 在一个标准大气压下水的沸点为100℃，所以水的 率是2×10W。 末温为100℃。 6.解：(1)1min内发动机做的功：W=PA=69×103W 答：(1)水升高的温度为55℃；(2)水吸收的热量是 ×60s=4.14×10J: 4.62×10J:(3)煤气完全燃烧时释放的热量为 (2)燃气的质量： 1.05×10°J:(4)水的末温为100℃。 m=pV=4.5kg/m'×1.8×10-3m3=8.1×10-3kg 4.解：(1)汽车空载静止时对水平地面的压力： 因为空燃比是14：1，所以燃油的质量是整个质量的 F=pS=3×103Pa×400×104m2=1.2×10N, 汽车的重力G=F=1.2×10N: 店，做一次功消耗的汽油质量： (2)汽车的速度v=120kmh=120 3.6m/s. m'=8.1×103kg×5=5.4×10kg, 当汽车以120km/h的速度沿直线匀速行驶时，处于平 做一次功消耗的汽油完全燃烧放出的热量：Q=m'q 衡状态，所受阻力和牵引力大小相等，汽车所受阻力： =5.4×104kg×4.6×10J/kg=2.484×10J. /=F=P-50x103 120 =1500N: 飞轮转速1800转/min,每两转做功一次，1min做 功900次，1min内汽油燃烧释放的热量：Q'=Q× 3.6vs 900=2.484×10J×900=2.2356×10J: (3)当汽车以120km/h的速度沿直线匀速行驶 (3)发动机的效率： 100km时，牵引力做功： 7=0×100%=,414×10°1 W ×100%18.5%。 W=F◆=1500N×100×10m=1.5×10J, 2.2356×10J 10kg汽油完全燃烧放出的热量： 答：(1)1min内发动机做的功为4.14×10°J: ·9 九年级物理·北师版（上册）】 (2)1min燃料燃烧放出的热量为2.2356×10J: 换法，液体吸收的热量等于b液体吸收的热量：由 (3)发动机的效率为18.5%。 图知，加热6im,a升高的温度：60℃-20℃ 实验1探究动能大小限唧些因素有关 40℃，b升高的温度：60℃-10℃=50℃，即a液 1.(1)速度质量(2)0.04甲大(3)速度 体的吸热能力大于b液体的吸热能力，故质量相等 (4)错误 的液体a和b,升高相同温度时，a需要的加热时间 [解析](1)由表格中数据得，钢球下摆的高度相 长，a吸收的热量多 同，质量不同，即控制钢球的速度不变，探究动能与 3)根据c=,在质量和吸热相同的条件下，里 质量的关系：(2)钢球对木块最多可做的功为W,= G,h,=m1gh,=20×10-3kg×10N/kg×0.2m= 热容与升高的温度成反比，a、b两液体的比热容之 比是50℃：40℃=5：4 0.04J:若要将第3次实验数据与前两次比较，应该 控制钢球下摆的高度相同，撞击的木块、木块与木 3.(1)控制水和煤油的质量相同(2)等于 板间的摩擦力相同，因此应该采取甲同学的建议： (3)加热时间（4)煤油水水2.1×10 「解析](1)根据比较不同物质吸热能力的两种方 由表格中数据得，钢球下摆的高度相同时，质量越 大，木块祓撞击的距离越远，钢球对木块做的功越 法，可知要控制水和媒油的质量相同，故实验需要 用测量质量的工具—一天平。 多，说明速度一定时，物体的质量越大，动能越大： (3)小华将实验装置改进成图乙所示，弹簧的弹性 (2)(3)实验中，使用相同的酒精灯，相同时间放出 的热量相同，不考虑热量损失，相同时间液体吸收 势能越大，铁球的动能越大，铁球的质量一定，铁球 的热量相同，所以是通过加热时间的长短来比校两 的速度越大，这是用来研究铁球动能大小与速度的 种液体吸收热量的多少：加热10mim,水吸收的热量 关系；(4)实验中，弹簧的弹性势能相同，铁球的动 等于煤油吸收的热量。 能相同，但铁球的质量不同，因此铁球的速度也不 (4)分析图像可知，水和煤油加热相同时间时，煤油 同，这个设计方案是错误的 温度升高较多：使两者升高相同的温度，若升高 2.速度质量大质量一定，物体的速度越大，动 98℃-68℃=30℃，水加热20分钟，煤油加热 能越大超载 10分钟，水用的时间是煤油的2倍，即水吸收的热 3.(1)纸盒滑动距离的远近（2)物体质量 量是煤油的2倍，则水吸收的热量较多，水的比热 (3)不赞同见解析 容较大，根据Q=cm△1，可知水冷却效果更好：根据 [解析](1)运动物体对纸盒做功的多少是由纸盒 Q=cm,在质量、升温相同的情况下，Q与比热容成正 滑动距离的远近来确定的，即纸盒滑动的距离越 远，运动物体做功的本领越大。(2)题图(a)(c)或 比，故煤油的比热容e=弓×42×10yg·℃) 题图(b)()是利用弹射器使质量不同的物体弹出 =2.1×10'J/(kg·℃)。 时的速度相同，这是在研究运动物体做功本领的大 真题检测训练 小与物体质量的关系。(3)不赞同他们的观，点，因 1.C[解析]A.B、C两点高度相同，小球质量相同， 为物体被弹出去后，球形物体与接触面的摩擦为滚 因而重力势能相同：由于存在空气阻力，小球在B 动摩擦，方形物体与接触面的摩擦为滑动摩擦，题 点的速度大于在C,点的速度，即小球在B,点的动能 图(a)(b)或题图(c)(d)中物体撞击纸盒时的速度 大于在C点的动能，所以小球在B、C两点的机械能 并不相同，所以不能判断球形的物体比方形的物体 不相等，故A错误：B.A、D两点高度不同，A点的重 做功本领更大 力势能大于D点的重力势能，故B错误：C.球从B 实验2比较不同物质吸热的情况 点到O,点的过程中，由于存在空气阻力，机械能减 1.(1)受热均匀(2)醋醋 少，故C正确：D.球从O点到D点的过程中，质量 (3)温度越高，分子运动越剧烈(4)更强 不变，速度减小，动能诚小，故D错误。故选C。 2.(1)质量做功(2)等于a(3)5:4 2.B[解析]由题意可知，高空抛物现象之所以会造 [解析](1)在比较不同液体吸热情况的实验中，应 成危害，是因为物体被举高后具有了重力势能，而 保证两种液体的质量相等：电加热器中电流做功的 且物体的质量越大、高度越高，重力势能越大。因 过程就是电能转化为内能的过程，故用相同规格的 此，高空抛物会造成很大的危害。故选B 电热器加热，通电后电加热器的内能增加，这是通 3.动不变 过做功的方式政变内能的。 [解析]运动员某次从A点由静止开始下滑到达B (2)用相同规格的电加热器同时加热6min,根据转 点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小， ·10·