内容正文:
2025年中考物理高频易错考前冲刺-热学计算
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
1.某家庭用燃气热水器将质量为10kg,温度为10oC的自来水加热到50oC消耗的天然气体积为0.1m3(假设天然气完全燃烧)。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•oC),天然气的热值为3.2×107J/m3。求:
(1)天然气完全燃烧放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)该热水器工作时的效率。
2.在一个标准大气压下,完全燃烧126g焦炭所放出的热量全部被质量为10kg、初温为20℃的水吸收。求:[q焦炭=3.0×107J/kg]
(1)126g焦炭完全燃烧放出的热量。
(2)水吸收这些热量后,温度将升高了多少。
3.驾驶员驾驶某型号汽车在平直公路上匀速行驶进行车型测试,测试过程中消耗汽油的体积为(,,)。求:
(1)测试过程中消耗汽油的质量;
(2)假设汽油完全燃烧,能够放出的热量。
4.如图是质量为100g的某物质温度随加热时间的变化图象,前10min它吸收的热量是.求该物质的比热容.
5.小明携带一台如图所示的便携式丁烷气炉(内置一瓶新的燃气,参数如表格所示)参加户外活动,爱探究的 小明通过手机上网查到便携式燃气炉的热效率为 30%,丁烷气体的燃烧效率为 90%,野炊地水的沸点为100℃,测出当地水的温度为 25℃,[水的比热容为 4.2×103J/(kg•℃)丁烷热值 9×107J/kg]
(1)如果燃气炉以最大火力工作,一瓶燃气最多能持续燃烧 1.4h,燃气能释放多少热量?
(2)这样能够把质量为多少千克的水烧开?
品名
便携式丁烷气炉
质量
1.88kg(不含气瓶)
型号
WZL−168−A
尺寸
343×284×113mm
用途
野外用
点火方式
电子点火
使用燃气
液化丁烷气
燃气消耗量
150g/h(最大火力时)
气瓶规格(尺寸/容量)
品名
总质量
净质量
主要成分
热值
神州
354g
250g
丁烷
9×107J/kg
6.把质量为500g的金属块的温度从20℃升高80℃,若已知吸收的热量是5.2×103J,这种金属的比热容是多少?
7.一个质量为250g的钢刀,加热到560℃,然后在空气中自然冷却,室温为20℃,这把钢刀在冷却过程中放出多少热量?若把这把钢刀放到30℃质量为0.5kg的水中,水温可以升高到多少?假设钢刀没有热量的损失,钢的比热容c=0.46×103J/(kg•℃)
8.国家提倡节能减排,各地“煤改气”正在积极进行,某同学计算他家天然气烧水的热效率将2kg的水倒入烧水壶中,并测出水温为20℃。在一个标准大气压下,把水刚加热到100℃时,测出消耗天然气0.048m3。已知水的比热容c水 = 4.2×103 J/(kg·℃) ,天然气热值约为q=4.0×107J/m3。求:
(1)将这些水烧开,需吸收多少热量;
(2)他家天然气灶的效率。
9.某家庭用的燃气热水器,将10L的水从10℃加热到60℃,完全燃烧了0.21m3的燃气;已知水的比热容为,燃气的热值为;试求:
(1)燃气完全燃烧放出的热量是多少?
(2)水吸收的热量是多少?
(3)该热水器烧水的效率是多少?
10.某农家用锅灶烧水,将20kg的水从20加热到100,完全燃烧了0.7kg的干木柴。水的比热容是,干木柴的热值是。求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)干木柴完全燃烧放出的热量是多少?
(3)该锅灶烧水的效率是多少?
11.太阳能清洁无污染,取之不尽,用之不竭,是未来理想的能源之一。如图所示的太阳能热水器在一天的有效照射时间内,将热水器中初温为25℃的80L水升高到75℃。[,,],求:
(1)在一天的有效照射时间内,热水器中的水吸收的热量是多少?
(2)如果用天然气灶加热这些水,若天然气的利用率为20%,需要完全燃烧多少立方米的天然气?
12.图甲是小明家使用的电饭煲,图乙是其电路原理图,电路中电源电压为220V。R1和R2为阻值不变的电热丝,S1为温度自动控制开关,可实现“加热”和“保温”状态的转换。该电饭煲的最大容量是4L,额定加热功率是1210W,额定保温功率是100W。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]求:
(1)电热丝R1的阻值是多少?
(2)若该电饭煲将2kg水从20℃加热到100℃时,水吸收的热量是多少?
(3)关闭家中其他用电器,只让该电饭煲在加热状态下工作4min,观察到标有“1200r/(kW•h)”字样的电能表转盘转了80转,则电饭煲工作过程中的实际电压是多少?
13.一辆汽车的发动机输出功率为66 150 W,每小时耗柴油14 kg,计算发动机的效率.(柴油的燃烧值为4.3×107 J/kg)
14.某型号汽车使用乙醇汽油作燃料在水平路面上匀速行驶时,每行驶100km耗油8kg,汽车牵引力做功为1.44×108J。已知乙醇汽油热值q=4.5×107J/kg,试求下列问题:
(1)8kg乙醇汽油完全燃烧放出的热量是多少J?
(2)汽车在行驶过程中受到的牵引力是多大?
(3)该汽车将乙醇汽油完全燃烧获得的内能转化为汽车牵引力做功的效率是多大?
15.太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一,某品牌太阳能热水器每小时单位面积太阳能板平均接收1.4×106J的太阳能,若太阳能集热板的有效面积为4m2;在5小时的有效照射时间内,将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温升高到40℃,求:
(1)在5小时的有效照射时间内,热水器中的水吸收的热量Q[水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃)];
(2)热水器5小时内接收到的太阳能E;
(3)热水器的效率η。
16.国庆期间小明一家从沈阳自驾前往凌海九华山旅行。沈阳到九华山全程约224km,驾车前往大约需要3.5h,汽车全程消耗汽油15L,汽车发动机全程的平均功率为15kW。汽车水箱中有初温为20的水4L,吸收发动机热量后温度为90。水的密度取1.0×103kg/m3,水的比热容取,汽油的热值取4.5×107J/kg,汽油的密度取0.8×103kg/m3。
(1)求水吸收的热量;
(2)求汽油完全燃烧放出的热量;
(3)求汽车发动机的效率。
17.标准大气压下,质量为0.5kg、温度为70℃的水放出4.2×104J的热量,水的温度降低了多少℃,末温是多少℃?[c水=4.2×103J/(kg•℃)]。
18.据新华社报道,我国在新疆塔里木盆地发现了储量高达228亿吨的石油。已知石油的热值为4.4×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。
(1)求200g石油完全燃烧放出的热量。
(2)若这些热量的42%被水吸收,则水吸收的热量为多少?
(3)在(2)问中,水的质量为20kg,初温为20℃,则水的温度可以升高到多少摄氏度?
19.质量为,温度为15℃的水,当吸收了的热量后,温度升高到多少度?(水的比热容为)
20.今年我省出现大面积干旱,造成农田缺水,严重影响农作物生长,很多地方采用柴油抽水机从江湖中引水灌溉。某柴油抽水机把湖水抬升4.5m流入沟渠,再去灌溉农田。已知在2h内抬升了1600m3的水,此柴油抽水机的效率为40%,柴油的热值为4.5×107J/kg,g取10N/kg,求:
(1)此柴油抽水机2h做了多少有用功?
(2)此柴油抽水机工作2h消耗了多少柴油?
21.一只温度计刻度均匀但示数不准.在一个标准大气压下,将它放入沸水中,示数为95℃,放在冰水混合物中,示数为5℃.现把该温度计悬挂在教室墙上,其示数为32℃.教室内的实际温度是 .
22.琪琪给家里买电热水壶,他测试了价格相同的甲、乙两款电热水壶,它们的铭牌如图所示。甲、乙均正常工作,甲用时120s,乙用时125s。[]求:
(1)质量为1kg的水从20℃加热到42℃吸收的热量;
(2)甲电热水壶正常工作时的电阻;
(3)如果从甲或乙中选择一款更节能的电热水壶,通过计算分析,他应该选择哪一款。
甲
额定电压
220V
额定功率
1000W
频率
50Hz
乙
额定电压
220V
额定功率
880W
频率
50Hz
23.某学校每天需将1000kg、20℃的水烧开供师生饮用。
(1)试计算每天烧开水所需要的热量是多少?(当地气压为一标准大气压)
(2)若分别用煤炭、煤气、天然气做燃料,根据课本中的知识和你生活时的经验,简述以上三种燃料中使用哪种燃料对大气污染程度最重以及它对大气的污染物主要是什么?
24.为了环保国家提倡节能减排,各地农村“煤改气”正在积极进行,某同学测量计算他们家天然气烧水的热效率。将2kg的水倒入烧水壶中,并测出水温为20。在一个标准大气压下,把水刚加热到100时,测出消耗天然气0.042kg。已知水的比热容是4.2×103J/(kg·),燃气的热值是4.0×107J/kg
求:(1)将这些水烧开,需吸收多少热量;
(2)在这种情况下,完全燃烧的天然气放出了多少热量;
(3)他们家天然气灶的效率。
25.用燃气灶烧水,燃烧放出的热量只有60%被水吸收,使50kg的水从20°C升高到100°C。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•°C), 天然气的热值为4×107J/m3求:
(1)水吸收的热量;
(2)需燃烧天然气多少立方米。
26.图甲是一款紫砂电饭锅,其简化电路如图乙所示,R1、R2是电热丝,R1的阻值为,通过单独或同时闭合S1、S2,实现低温、中温、高温三个挡位间的切换,其铭牌如下表所示,求:
(1)低温挡加热时电流的大小;
(2)电热丝R2的阻值;
(3)已知粥的比热容,将的粥用高温挡从加热到,加热效率为,则需要工作的时间。
27.用煤气灶烧水时,把2kg的水从20℃加热到70℃,燃烧了0.03m3的煤气,假设煤气完全燃烧,已知煤气的热值约为4×107J/m3(水的比热容是4.2×103J/(kg•℃)试求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)煤气完全燃烧放出的热量是多少?
(3)煤气灶烧水时的效率是多少?
28.某太阳能热水器的水箱内装有50kg的水,太阳光照射一段时间后,水温从20升高到60,水的比热容是4.2×103J/(kg·),焦炭的热值是3×107J/kg。试求:
(1)水吸收的热量是多少?(2)这些热量需要完全燃烧多少千克的焦炭?
29.小玲的书房有一盏节能灯和一个电热水壶,灯上标有“220V 11W”字样,电热水壶电热丝的电阻为50Ω。她把温度为20℃质量为1kg的水装入壶中,然后插入插座,7min水烧开。(不考虑热量损失,气压为标准大气压,灯丝和电热丝的电阻均不随温度变化)。求:
(1)节能灯灯丝的电阻;
(2)水吸收的热量;
(3)小玲书房电路的实际电压;
(4)闭合开关,节能灯的实际功率(保留一位小数)。
30.采暖季某学校锅炉房每天要将5t水从20℃加热到100℃。求:
(1)这些水要吸收热量Q吸为多少?[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(2)锅炉房是用天然气作为燃料来烧水,设天然气完全燃烧释放热量的80%被水吸收,学校每天因烧水要消耗天然气的体积V是多少m3?(天然气的热值q=8.4×107J/m3,天然气完全燃烧放出热量的公式是Q放=qV,式中V表示气体燃烧的体积。)
31.合江县城内将开通第十路公交车,在公交车性能测试中,让其在一段平直的公路上匀速行驶,受到的平均阻力是,消耗燃油1.5L(假设燃油完全燃烧)。若燃油的密度,热值,求:
(1)牵引力所做的功是多少?
(2)燃油放出的热量是多少?
(3)该公交车的热机效率是多少?
32.如图所示为某建筑工地使用的混凝土搅拌车,空车质量为12t,内部容量12m3,装满了密度为2×103kg/m3的混凝土;当车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时,发动机的功率是200kW。(柴油热值取4.0×107J/kg,g取10N/kg)求:
(1)搅拌车静止时,对水平地面的压强是2.4×105Pa,搅拌车与地面接触面积是多少?
(2)搅拌车在上述公路行驶时受到的阻力多少?
(3)搅拌车在上述公路行驶10km港耗柴油6.25kg,则其发动机的效率是多少?
33.小明爸爸买了一台电热水壶如图甲,其铭牌的部分参数见表。为了测量它烧水时的热效率,他和爸爸合作进行了如下实验:他们关闭家中的其它用电器,只让电热水壶接入电路中。将电热水壶中盛2.0kg、初温为40℃的水,用6min时间烧开(在1个标准大气压下),观察家用电能表图乙读数的变化(图乙是烧水前电能表的读数)。求:[已知:水的比热容为:]
(1)电热水壶中水吸收的热量。
(2)电热水壶的加热效率。
(3)把水烧开后,电能表的读数填在长方形框内(如图丙)。
产品型号
YY﹣10
额定电压
220V
额定功奉
2000W
34.混合动力汽车具有节能、低排放等优点,某新型混合动力汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池向车轮输送能量;当需要高速行驶或蓄电池电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,又可以给蓄电池充电.该车在某次高速行驶测试中,蓄电池已储存电能,汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h,此时汽车消耗了8kg燃料,蓄电池的电能增加了10%,车速与所受阻力的关系如图所示。若燃料的热值,求:
(1)8kg燃料完全燃烧放出的热量;
(2)测试过程中汽车牵引力做的功;
(3)该次测试中内燃机的效率。
35.如图所示,这是我国自行研制的大型水陆两栖飞机。在某次水上高速滑行测试中,水陆两栖飞机以270km/h的速度在水面匀速滑行10min,消耗航空煤油675kg,飞机发动机的功率为2.25×107W。(航空煤油的热值为4×107J/kg)求:
(1)675kg的航空煤油完全燃烧放出的热量;
(2)飞机在滑行过程中受到的阻力;
(3)发动机的效率。
36.某物理兴趣小组的同学,用煤球炉给的水加热,同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在内完全燃烧煤,水的比热容为,煤的热值约为,求:
(1)煤球炉内的水吸收的热量是多少?
(2)煤球完全燃烧放出的热量是多少?
(3)煤球炉烧水的热效率是多少?
37.按照我国的计划,国内生产总值的能源消耗比要实现降低20%左右的目标。按此目标,火电供电标准煤的煤耗要降到360g/kw·h。问:
(1)完全燃烧360g标准煤,放出的热量如果全部用于加热100kg的水,可以使水的温度升高多少?
(2)火电供电标准煤的煤耗为360g/kw·h,火电厂的发电效率是多少?[取q标准煤=2.9107J/kg,c水=4.2103J/(kg·℃),计算结果保留到小数点后一位]
38.一台推土机的推力为,匀速推着土总行程达800m,共消耗2kg柴油,求该推土机装的柴油机的热机效率。柴油热值(),求:
(1)推土机做的有用功;
(2)柴油完全燃烧放出的热量;
(3)柴油机效率。
39.小王观察教室里的饮水机时看到饮水机的简化电路如图所示S是温控开关,的阻值为,是供加热的电阻丝,饮水机的铭牌如表所示。
铭牌
额定电压
220伏
加热功率
2200瓦
(1)每次将质量为,初温为的水在一标准大气压下烧开需要吸收的热量是多少?
(2)若饮水机正常工作的加热效率为90%,烧开一次需要多长时间?
(3)当饮水机处于保温状态时,的实际功率是多少?
40.用某锅炉将400kg的水从20℃加热到70℃,燃烧了20kg的烟煤,所用烟煤的热值约为3×107J/kg,水的比热容为。试求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)烟煤完全燃烧放出的热量是多少?
(3)该锅炉烧这些水的效率是多少?
41.小天收集了一些数据填在下表中,如果该车满载货物后在平直的公路上匀速行驶 100km,货车受到的阻力是车重的 0.1 倍,那么在此过程中:(g 取 10N/kg)
(1)牵引力所做的功是多少?
(2)燃油完全燃烧放出的热量是多少?
(3)该货车发动机的效率是多少?
品牌型号
东风××
外形尺寸
5×1.9×2.3(m)
变速箱
A85
空车质量
1.5 吨
最高车速
120km/h
满载时载货量
2.5 吨
空载百公里油耗
12L
燃油密度
0.8×103kg/ m3
满载百公里油耗
20L
燃油热值
5×107J/kg
42.如图是某品牌电热毯的简化电路示意图,图中的R1和R2是电热丝,它们的阻值保持不变:电热毯的铭牌上标有“低温挡功率8.8W”字样,高温挡功率标识处模糊不清。将电热毯单独接入220V家庭电路中,使用高温挡工作14min,测得消耗电能为36960J。若上述过程电热毯消耗的电能与空热水袋中灌入的1kg热水温度降低放出的热量数值相等,水的比热容为。求:
(1)电热毯高温挡的电功率;
(2)R1的电阻;
(3)低温挡工作时,R1两端的电压;
(4)热水袋中水降低的温度。
43.天然气灶烧水时,把质量为2kg、初温为25℃的水加热到100℃。求:
(1)水吸收的热量(已知c水=4.2×103J/(kg·℃);
(2)燃气灶烧水时的热效率为60%,燃烧的天然气实际放出的热量。
44.随着人们生活水平的不断提高,小汽车已成为人们交通出行的工具之一。国产某品牌小汽车某次出行时,以恒定为750N的牵引力在平直路面上匀速行驶3.6km,消耗汽油0.2kg。求:(q=4.5×107J/kg)
(1)0.2kg的汽油完全燃烧放出的热量;
(2)小汽车汽油机的热机效率。
45.某项目小组同学想研究物质的吸热性能,用相同的酒精灯分别对质量为0.2kg的水和0.3kg的另一种液体进行加热,已知酒精灯烧水时的热效率为20%。[c水=4.2×103J/(kg·℃);q酒精=3.2×107J/kg]得到的实验数据如图所示。求:
(1)水在16min内吸收的热量;
(2)水在16min内消耗多少克酒精。
46.某品牌太阳能热水器的水箱容量为100L,水箱装满水时,在5小时的有效照射时间内,加热过程中水温随时间变化的图象如图所示。已知该品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能。[c水=4.2×103J(kg·℃),q天然气=4.2×107J/m3]试求:
(1)100L初温为20℃的水在5小时内吸收的热量;
(2)若热水器中水吸收的热量用天然气来提供,需要完全燃烧多少m3天然气?(假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收)
(3)该太阳能热水器的效率为多少?
47.学习了电功的知识后,小亮想利用家中的电能表(如图所示)测量电水壶消耗的电能和热效率。他把质量为1kg初温为20℃的冷水倒入电水壶中;仅让电水壶工作,在5min内将这壶水烧开(在标准气压下),他观察到电能表转了70r,试求:
(1)将这壶水烧开,水吸收的热量是多少;[c=4.2×103J/(kg•℃)]
(2)电水壶在这段时间内消耗的电能为多少;
(3)电水壶的热效率为多少?
48.如图甲为小明家的电热水器,如表是其铭牌,图乙为电路原理图。R1和R2为阻值不变的电热丝,S1为温控开关,可以实现“加热”和“保温”态的转换。为了测量电热水瓶的实际电功率,小阳找来了一块标有“”字样的电能表,在电热水瓶中装满温度为20℃的水后,把它单独通过电能表接入家庭电路中,将水加热到56℃,用了3.5min,电能表转盘转过了105圈。[水的比热容]。求:
(1)R1和R2的阻值为多少?
(2)水吸收的热量是多少?
(3)电热水器加热效率是多少?
额定电压
220V
频率
50Hz
容量
1L
加热功率
1100W
保温功率
40W
49.如图所示,中国人民解放军力量日益壮大,在某次阅兵式上众多新式战车精彩亮相。某辆轮式伞兵突击战车以的速度在水平地面匀速直线行驶时,发动机的功率为。求:
(1)战车此次行驶时,受到的阻力。
(2)战车此次共行驶,若汽油机的效率为,消耗汽油的质量。
50.高能聚合油是一种安全、清洁、可再生的新型环保燃料。某次用高能聚合油灶具将10kg的水从25℃加热到100℃。已知水的比热容是,高能聚合油的热值约为。求:
(1)这些水吸收的热量;
(2)若该高能聚合油灶具烧水的热效率为75%,则燃烧了多少千克高能聚合油。
51.如图所示,是某品牌电热水壶,其额定电压为220V,额定功率为1210W。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(1)电热水壶正常工作时电热丝的电阻是多少Ω?
(2)用电热水壶将1.2kg的水从25℃加热到85℃,则需吸收热量是多少?如果加热用时378s,电热水壶加热效率为80%,则它的实际工作电压是多少?
52.如图甲是一种电热加湿器,其原理如图乙所示,闭合开关,当电热丝R将加热仓中的水加热到沸腾后变成水蒸气喷出,增加空气的湿度.当加热仓中的水对底部的压强减少到一定程度时,注水阀门便会自动打开从储水箱中注水.加湿器的工作电压为220V,最大功率为40W,气雾调节器R2的阻值范围是0﹣1210欧.求:
(1)电热丝R1的电阻值;
(2)若加热仓以最大功率工作时的效率为84%,那么将加热仓中质量为30g温度为20℃的水加热到100℃需要多长时间?[c水=4.2×103J(kg•℃)]
(3)设电热丝电阻不变,电热丝R1工作时最小功率是多少?
53.在热传递过程中,高温物体和低温物体互相接触,若不计热损失,那么高温物体放出的热量Q放等于低温物体吸收的热量Q吸,即Q放=Q吸.若有质量相同的三杯水,初温分别是t1,t2,t3,且t1>t2>t3,若它们混合后的水的温度是t,不计热损失,试推证:混合后的水温度t=.
54.图中是某太阳能热水器,向其中注入5L的水,阳光照射—段时间后,水温从10℃升高到50℃.水的比热容是4.2×103J/(kg·℃,水的密度是1.0×103kg/m3).试求:
(1)这段时间内该热水器中水吸收的热量是多少?
(2) 如果水吸收的热量用天然气来提供,需要完全燃烧多少m3的天然气;(天然气的热值为8.4×107J/m3,天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收)
(3)如果这些水改由一个加热功率为1000W的电加热器来加热, 要使水温从10℃升高到50℃需要加热35分钟,则这个电加热器的加热效率是多少?
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参考答案
1.(1)3.2×106J;(2)1.68×106J;(3)52.5%
【详解】解:(1)天然气完全燃烧放出的热量为
(2)水吸收的热量为
(3)该热水器工作时的效率为
答:(1)天然气完全燃烧放出的热量为3.2×106J。
(2)水吸收的热量为1.68×106J。
(3)该热水器工作时的效率为52.5%。
2.(1);(2)80℃
【详解】(1)根据得
(2)根据得,又由题知Q吸=Q放
又因为在一个标准大气压下,所以水的沸点为100℃,所以温度将升高了80℃。
答:(1)126g焦炭完全燃烧放出的热量为。
(2)水吸收这些热量后,温度将升高了80℃。
3.(1)1.05kg;(2)4.725×107J
【详解】解:(1)由得,消耗汽油的质量为
(2)汽油完全燃烧放出的热量为
答:(1)所消耗汽油的质量为1.05kg;
(2)汽油燃烧所放出的热量为4.725×107J。
4.
【详解】由图得前10min,
5.(1)1.701×107J;(2)16.2kg
【详解】(1)燃气炉以最大火力工作时,燃气消耗的质量为
m气=0.15kg/h×1.4h=0.21kg
由题知,丁烷气体的燃烧效率为 90%,则燃气燃烧时所放出的热量
Q1=Q 放×90%=m气 q×90%=9×107J/kg×0.21kg×90%=1.701×107J
又知道便携式燃气炉将其燃气燃烧所放出能量的 30%供给水加热,则水吸收的热量
Q2=Q1×30%=1.701×107J×30%=5.103×106J
由 Q 吸=cm△t 得,能烧开水的质量
==16.2kg
答:(1)如果燃气炉以最大火力工作,一瓶燃气最多能持续燃烧 1.4h 释放热量为 1.701×107J。
(2)释放的热量能够把质量为 16.2kg 的水烧开。
6.0.13×103J/(kg·℃)
【详解】解:金属块的质量为
m=500g=0.5kg
根据Q=cmΔt可知,这种金属的比热容
答:这种金属的比热容是0.13×103J/(kg·℃)。
7.(1)6.21×104J(2)59.6℃
【详解】(1)这把钢刀在冷却过程中放出的热量:Q放=cm(t0-t)=0.46×103J/(kg•℃)×250×10-3kg×(560℃-20℃)=6.21×104J;
(2)把这把钢刀放到30℃、0.5kg的水中时,水吸收的热量:Q吸=Q放=6.21×104J,
∵Q吸=cm(t-t0),∴水吸收钢刀释放的热量后升高到的温度:t′≈59.6℃.
8.(1)6.72×105J;(2)35%
【详解】解:(1)水吸收的热量为
Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×2kg×(100℃﹣20℃)=6.72×105J
(2)天然气完全燃烧放出的热量
Q放=qV=4.0×107J/m3×0.048m3=1.92×106J
他家天然气灶的效率
答:(1)将这些水烧开,需吸收6.72×105J的热量;
(2)他家天然气灶的效率为35%。
9.(1)8.4×106J;
(2)2.1×106J;
(3)25%
【详解】(1)燃气完全燃烧放出的热量
(2)水的质量
水吸收的热量
(3)该热水器烧水的效率
10.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)水吸收的热量
(2)干木柴完全燃烧放出的热量
(3)该锅灶烧水的效率
11.(1)1.68×107J
(2)1.2m3
【详解】(1)热水器中水的体积
由可得,热水器中水的质量
水吸收的热量
(2)由可得,天然气完全燃烧释放的热量
由可得,需要完全燃烧天然气的体积
12.(1)40Ω;(2)6.72×105J;(3)200V
【详解】解:(1)由图乙可知,当开关S、S1都闭合时,只有R1工作;当开关S闭合、S1断开时,R1、R2串联;根据串联电路的电阻特点可知,串联的总电阻大于任一分电阻,所以,当开关S、S1都闭合时,只有R1工作,电路中的电阻最小,根据可知,电路的功率最大,此时为加热状态;由可知,R1的阻值
(2)若该电饭煲将2kg水从20℃加热到100℃时,水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J
(3)1200r/(kW•h)表示电路的用电器每消耗1kW•h电能,电能表的转盘转过1200转,则电能表转盘转了80转,电饭煲消耗的电能
由可知,电饭煲工作过程中的实际电压
答:(1)电热丝R1的阻值是40Ω;
(2)若该电饭煲将2kg水从20℃加热到100℃时,水吸收的热量为6.72×105J;
(3)电饭煲工作过程中的实际电压是200V。
13.39.6%.
【详解】解答:汽车的发动机每小时输出的功:W有用=Pt=66150W×3600s=2.3814×108J
燃料完全燃烧放出的能量Q=mq=14kg×4.3×107J/kg=6.02×108J
此热机的效率为:η=×100%==39.6%
答:发动机的效率为39.6%.
【点睛】热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比.则热机的效率=×100%
14.(1)3.6×108J;(2)1440N;(3)40%
【详解】(1)已知乙醇汽油热值q=4.5×107J/kg,消耗乙醇汽油的质量为m=8kg,则乙醇汽油完全燃烧放出的热量为
Q放=mq=8kg×4.5×107J/kg=3.6×108J
(2)由W=Fs可知汽车在行驶过程中受到的牵引力为
(3)乙醇汽油的热效率为
答:(1)8kg乙醇汽油完全燃烧放出的热量是3.6×108J;
(2)汽车在行驶过程中受到的牵引力是1440N;
(3)该汽车将乙醇汽油完全燃烧获得的内能转化为汽车牵引力做功的效率是40%。
15.(1)8.4×106J;(2)2.8×107J;(3)30%
【详解】解:(1)水吸收的热量
Q=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(40℃-20℃)=8.4×106J
(2)热水器5小时内接收到的太阳能
E=1.4×106J/(h•m2)×5h×4m2=2.8×107J
(3)热水器的效率
答:(1)热水器中的水吸收的热量为8.4×106J;
(2)热水器5小时内接收到的太阳能为2.8×107J;
(3)热水器的效率为30%。
16.(1)1.176×106J
(2)5.4×108J
(3)35%
【详解】(1)水的质量
水吸收的热量
(2)汽油的质量
汽油完全燃烧放出的热量
(3)有用功
汽车发动机的效率
17.(1)20 (2)50
【详解】(1)水降低的温度
t==20℃
(2)水的末温
t=t0t=70℃20℃=50℃
18.(1)8.8×106J
(2)3.696×106J
(3)64℃
【详解】(1)200g石油完全燃烧放出的热量
(2)水吸收的热量为
(3)水可以升高的温度为
水的温度可以升高到
19.100℃
【详解】由知道,吸收热量后温度的变化
由于水的沸点是100℃,所以水吸收热量后温度升高到100℃。
答:温度升高到100℃。
20.(1)7.2×107J;(2)4kg
【详解】 解:(1)1600m3的水的质量为
柴油抽水机将1600m3的水抬升4.5m的高度做的有用功
(2)由可得
此柴油抽水机工作2h消耗的柴油质量为
答:(1)此柴油抽水机2h做的有用功为7.2×107J;
(2)此柴油抽水机工作2h消耗了4kg的柴油。
21.30℃.
【详解】由题意可知,温度计上的95-5=90个小格表示实际的100℃,也就是每一小格表示的温度为(100/90)℃,教室的温度的读数比5℃高了32-5=27个小格,所以教室的实际温应为27×(100/90)℃=30℃.
22.(1)9.24×104J;(2)48.4Ω;(3)选择乙电热水壶更节能
【详解】解:(1)质量为1kg的水从20℃加热到42℃吸收的热量
(2)甲加热时间小于乙的加热时间,所以甲的功率大于乙的功率,由表格数据可知,甲电热水壶的额定电压U=220V,P甲=1000W,则甲电热水壶正常工作时的电阻
(3)由表格数据可知,乙电热水壶的额定功率为,甲电热水壶消耗的电能
乙电热水壶消耗的电能
使用甲电热水壶和乙电热水壶,水需要吸收的热量是相同,所以乙更节能。
答:(1)质量为1kg的水从20℃加热到42℃吸收的热量为9.24×104J;
(2)甲电热水壶正常工作时的电阻为48.4Ω;
(3)选择乙电热水壶更节能。
23.(1)3.36×108J;(2)见解析
【详解】解:(1)在一标准大气压下,水的沸点是100℃,把水烧开,水吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1000kg×(100℃﹣20℃)=3.36×108J
(2)煤炭燃烧不完全,产生大量的CO,煤气的成分是CO,燃烧生成CO2,天然气的主要成分是甲烷,燃烧生成CO2和水。所以煤炭、煤气、天然气中,煤炭对大气污染最严重;它对大气的主要污染物是粉尘、二氧化硫等。
答:(1)每天烧开这些水至少需要3.36×108J的热量;
(2)煤炭对大气污染最严重;它对大气的主要污染物是粉尘、二氧化硫等。
24.(1)6.72×105J;(2)1.68×106J ;(3)40%
【详解】(1)水吸收的热量
Q吸=cmt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×80=6.72×105J
(2)天然气完全燃烧时放出的热量
Q放=mq=0.042kg×4×107J/kg=1.68×106J
(2)天然气灶的效率
η== =40%
答:(1) 将这些水烧开,需吸收6.72J的热量。
(2) 在这种情况下,完全燃烧的天然气放出了1.68J的热量。
(3) 他们家天然气灶的效率是40。
25.(1)1.68×107J;(2)0.7 m3
【详解】(1)水吸收的热量
(2)由得燃烧天然气放出的热量
由Q=Vq得,需燃烧天然气的体积
答:(1)水吸收的热量是1.68×107J;
(2)需燃烧天然气多少立方米是0.7 m3。
26.(1)2A;(2)55Ω;(3)480s
【详解】解:(1)电热丝R1的电功率为
根据表格数据可知道,只闭合S1时,电路为R1的简单电路,电饭锅处于低温挡,则低温挡加热时电流的大小为
(2)根据
可知,只闭合S2时,电路为R2的简单电路,电饭锅处于中温挡,
根据表格数据可知道,中温挡
P2=880W
所以电热丝R2的阻值为
(3)当S1、S2都闭合时,电热丝R1、R2并联,电路总电阻最小,由
可知,电饭锅处于高温挡,则高温挡的功率为
P=P1+P2=440W+880W=1320W
所以2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃吸收的热量
Q=c粥mt=4.0×103J/(kg•℃)×2.2kg×(74℃−20℃)=475200J
已知加热效率为75%,则需要消耗的电能为
由
可得,将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃需要的时间为
答:(1)低温挡加热时电流的大小为2A;
(2)电热丝R2的阻值为55Ω;
(3)将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃需要的时间为480s。
27.(1)4.2×105J;(2)1.2×106J;(3)35%.
【详解】(1)水吸收的热量: ;
(2)煤气完全燃烧放出的热量: ;
(3)煤气灶烧水时的效率: .
28.(1)8.4×106J (2)0.28kg
【详解】(1)水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·)×50kg×(60-20)=8.4×106J
(2)根据
Q放=Q吸=m焦炭q
可得需要焦炭的质量
m焦炭====0.28kg
答:(1)水吸收了8.4×106J的热量;
(2)这些热量需要完全燃烧0.28kg的焦炭。
29.(1)4400Ω;(2)3.36×105J;(3)200V;(4)9.1W
【详解】解:(1)灯丝电阻为
=4400Ω
(2)1标准大气压下水的沸点为100℃,水吸收的热量为
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J
(3)根据
Q=W=
得电热壶两端的电压
(4)灯的实际电功率为
答:(1)节能灯灯丝的电阻是4400Ω;
(2)水吸收的热量是3.36×105J;
(3)小玲书房电路的实际电压是200V;
(4)闭合开关,节能灯的实际功率是9.1W。
30.(1)1.68×109J;(2)25m3
【详解】解:(1)水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×5×103kg×(100℃-20℃)=1.68×109J
(2)由可得,天然气燃烧需放出的热量
由Q放=Vq可得,需要天然气的体积
答:(1)这些水要吸收热量为1.68×109J;
(2)学校每天因烧水要消耗天然气的体积是25m3。
31.(1)1.68×107J
(2)4.8×107J
(3)35%
【详解】(1)公交车匀速行驶,处于平衡状态,则牵引力大小等于阻力的大小
F=f=3.0×103N
牵引力所做的功
W=Fs=3.0×103N×5.6×103m=1.68×107J
(2)消耗燃油的质量
m=ρV=0.8×103kg/m3×1.5×10−3m3=1.2kg
燃油完全燃烧放出的热量
Q放=mq=1.2kg×4×107J/kg=4.8×107J
(3)该公交车的热机效率
32.(1)1.5m2;(2)104N;(3)40%
【详解】解:(1)混凝土的质量
m货=ρV=2×103kg/m3×12m3=2.4×104kg
货车满载时的总质量
m总=m空+m货=12×103kg+2.4×104kg=3.6×104kg
搅拌车满载时的总重力
G总=m总g=3.6×104kg×10N/kg=3.6×105N
搅拌车放在水平地面上时,对地面的压力
F=G=3.6×105N
受力面积
(2)搅拌车的速度
v=72km/h=20m/s
牵引力
由于搅拌车在平直公路上匀速行驶,货车受到的阻力与货车的牵引力是一对平衡力,所以搅拌车受到的阻力
f=F牵=104N
(3)搅拌车行驶的路程
s=10km=104m
搅拌车牵引力做的功
W=F牵s=104N×104m=1×108J
搅拌车消耗的燃油的质量m燃油=6.25kg,燃油完全燃烧放出的热量
Q放=m燃油q=6.25kg×4×107J/kg=2.5×108J
(4)搅拌车发动机的效率
答:(1)搅拌车与地面接触面积是1.5m2;
(2)搅拌车受到的阻力为104N;
(3)搅拌车发动机的效率是40%。
33.(1);(2)70%;(3)
【详解】解:(1)水吸收的热量为
(2)消耗的电能为
加热效率为
(3)电能表的读数为
答:(1)电热水壶中水吸收的热量为;
(2)电热水壶的加热效率为70%;
(3)把水烧开后,电能表的读数。
34.(1);(2);(3)42%
【详解】(1)燃料完全燃烧放出的热量为
(2)汽车以50km/h的速度匀速行驶0.5h通过的路程为
由图像可知,当汽车速度达到50km/h时,汽车受到的阻力是,因为汽车做匀速直线运动,所以牵引力
测试过程中汽车牵引力做的功为
(3)蓄电池增加的电能为
有效利用的能量
测试中内燃机的效率为
答:(1)8kg燃料完全燃烧放出的热量为3.6×108J;
(2)测试过程中汽车牵引力做的功为1.0×108J;
(3)在该次测试中内燃机的效率为42%。
35.(1);(2);(3)50%
【详解】解:(1)675kg的航空煤油完全燃烧放出的热量为
(2)由可知,飞机受到的牵引力为
因飞机匀速滑行,因此牵引力等于阻力,即
(3)发动机做功
发动机的效率
答:(1)675kg的航空煤油完全燃烧放出的热量为;
(2)飞机在滑行过程中受到的阻力为;
(3)发动机的效率为50%。
36.(1);(2);(3)14%
【详解】解:(1)加热6min水的温度由20℃升高到80℃,则水吸收的热量为
(2)0.3kg煤完全燃烧放出的热量为
(3)煤球炉烧水时的热效率为
答:(1)水吸收的热量为;
(2)煤完全燃烧放出的热量为;
(3)整个过程的效率为14%。
37.(1)24.9℃;(2)34.5%
【详解】解:(1)依题意得,水吸收的热量为
由得,水升高的温度为
(2)火电厂消耗360g煤消耗的电能为
火电厂的发电效率是
答:(1)完全燃烧360g标准煤,放出的热量如果全部用于加热100kg的水,可以使水的温度升高24.9℃;
(2)火电供电标准煤的煤耗为360g/kw·h,火电厂的发电效率是34.5%。
38.(1);(2);(3)
【详解】解:(1)推土机做的有用功
(2)柴油完全燃烧放出的热量
(3)柴油机的效率
答:(1)推土机做的有用功是;
(2)柴油完全燃烧放出的热量是;
(3)柴油机效率是。
39.(1)
(2)280s
(3)22W
【详解】(1) 水吸收的热量
(2)由可得,消耗的电能
由可得,加热时间
(3)由可得,加热电阻R1的阻值
当饮水机处于保温状态时,两电阻串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流
则R1的实际功率
40.(1);(2);(3)。
【详解】(1)水吸收的热量:
;
(2)烟煤完全燃烧放出的热量是:
;
(3)该锅炉烧这些水的效率是:
。
答:(1)水吸收的热量是;
(2)烟煤完全燃烧放出的热量是;
(3)该锅炉烧这些水的效率是。
41.(1) 4×108J;(2) 8×108J;(3) 50%
【详解】(1)满载货物时货车的总质量
m=m 车+m 货=1.5t+2.5t=4t=4×103kg
货车的总重力
G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N
由题意知,货车受到的阻力
f=0.1G=0.1×4×104N=4×103N
因为该车满载货物后在平直的公路上匀速行驶,所以,根据二力平衡条件知道,该货车受到的牵引力
F=f=4×103N
匀速行驶 100km,牵引力所做的功
W=Fs=4×103N×100×103m=4×108J
(2)由表格数据知道,货车满载百公里油耗为 20L,即货车行驶 100km 消耗燃油的体积
V 燃油=20L=20dm3=0.02m3
由知道,消耗燃油的质量
m 燃油=ρ燃油 V 燃油=0.8×103kg/m3×0.02m3=16kg
燃油完全燃烧放出的热量
Q 放=m 燃油 q 燃油=16kg×5×107J/kg=8×108J
(3)该货车发动机的效率
答:(1)牵引力所做的功是 4×108J;
(2)燃油完全燃烧放出的热量是 8×108J;
(3)该货车发动机的效率是 50%。
42.(1)44W;(2)1100Ω;(3)44V;(4)8.8℃;
【详解】解:(1)电热毯高温挡的电功率为
(2)两开关闭合时为高温挡,故R1的电阻为
(3)低温挡工作时,两电阻串联,此时电路中电流为
R1两端的电压为
(4)热水袋中水降低的温度为
答:(1)电热毯高温挡的电功率为44W;
(2)R1的电阻为1100Ω;
(3)低温挡工作时,R1两端的电压为44V;
(4)热水袋中水降低的温度为8.8℃。
43.(1);(2)
【详解】解:(1)水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-25℃)=6.3×105J
(2)天然气燃烧实际放出的热量
答:(1)水吸收的热量为6.3×105J;
(2)燃气灶烧水时的热效率为60%,燃烧的天然气实际放出的热量为1.05×106J。
44.(1)9×106J;(2)30%
【详解】解:(1)0.2kg的汽油完全燃烧放出的热量为
Q放=qm油=4.5×107J/kg×0.2kg=9×106J
(2)汽车牵引力做的功为
W=Fs=750N×3.6×103m=2.7×106J
小汽车汽油机的热机效率
答:(1)0.2kg的汽油完全燃烧放出的热量是9×106J;
(2)小汽车汽油机的热机效率是30%。
45.(1)2.52×104J;(2)3.9375g
【详解】解:(1)由题意和可得,水在 16min 内吸收的热量为
(2)设在16min内消耗m1克酒精,则
Q吸=20%q酒精m1
所以消耗酒精的质量为
答:(1)水在16min内吸收的热量为2.52×104J;
(2)水在16min内消耗多少克酒精为3.9375g。
46.(1)1.26×107J;(2)0.3m3;(3)60%
【详解】解:(1)100L水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×100×10-3m3=100kg
由图像可知,100L初温为20℃的水在5小时内水温升高到了50℃,则水吸收的热量
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×30℃=1.26×107J
(2)若热水器中水吸收的热量用天然气来提供,由可知,需要完全燃烧的天然气
(3)该品牌太阳能热水器在5小时的有效照射时间内接收太阳能
Q总=Q0t=4.2×106J/h×5h=2.1×107J
该太阳能热水器的效率
答:(1)100L初温为20℃的水在5小时内吸收的热量为1.26×107J;
(2)若热水器中水吸收的热量用天然气来提供,需要完全燃烧0.3m3天然气;
(3)该太阳能热水器的效率为60%。
47.(1)3.36×105J;(2)4.2×105J;(3)80%
【详解】解:(1)在标准气压下水的沸点为100℃,则水吸收热量
(2)600Revs/kW•h表示电路中每消耗1kW•h的电能转盘转600圈,则电能表转盘转了70转消耗电能
(3)电水壶的热效率
答:(1)将这壶水烧开,水吸收的热量是3.36×105J;
(2)电水壶在这段时间内消耗的电能为2.2×105J;
(3)电水壶的热效率为80%。
48.(1)44Ω,1166Ω(2)1.512×105J;(3)80%
【详解】解:(1)当开关S闭合,S1接a时,电路中只有R1工作,此时电路中电阻小,由可知,此时电路消耗的功率大,电热水器处于加热状态,由可知,R1的阻值为
S1接b时,电路中R1、R2串联,此时电路中电阻最大,由可知,此时电路消耗的功率最小,电热水器处于保温状态,由可知, R1和R2的总阻值为
根据串联电路电阻的规律可知,R2的阻值为
(2)水的体积为
由可得,水的质量为
水吸收的热量为
(3)“”表示每消耗的电能,电能表转2000圈,电能表转盘转过了105圈,电热水器加热时消耗的电能为
电热水瓶的加热效率为
答:(1)R1和R2的阻值分别为44Ω和1166Ω;
(2)水吸收的热量是1.512×105J;
(3)电热水器加热效率是80%。
49.(1)3000N
(2)6kg
【详解】(1)因战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,
受到的阻力为
(2)结合,根据计算消耗汽油的质量为
50.(1)
(2)0.1kg
【解析】略
51.(1) 40Ω;(2) 3.024×105J, 200V
【详解】解:(1)由知道,电热水壶正常工作时电热丝的电阻
(2)由知道,水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1.2kg×(85℃-25℃)=3.024×105J
由知道,电热水壶消耗的电能
电热水壶的实际功率
由知道,它的实际工作电压
答:(1)电热水壶正常工作时电热丝的电阻是40Ω;
(2)需吸收热量是3.024×105J,实际电压为200V。
52.(1)1210Ω;(2)300s;(3)10W
【分析】(1)当气雾调节器R2的滑片移到最左边时,气雾调节器接入电路的电阻为0,只有电热丝工作,根据电功率的公式求出其电阻值;
(2)根据Q吸=cm(t-t0)求出水吸收的热量,已知效率为84%,可求得消耗电能,再利用电功率的公式可求得时间;
(3)当滑片移到最右端时,气雾调节器和电热丝串联,此时电阻最大,功率最小,根据求出电流,再根据P=I2R1求出电热丝R1工作时最小功率.
【详解】(1)当气雾调节器的滑片移到最左边时,气雾调节器接入电路的电阻为0,只有电热丝工作,此时电热丝的最大功率为40W,
由可得,电热丝的电阻值:;
(2)水吸收的热量:
,
由可得,消耗的电能:
,
由可得,加热需要时间:
;
(3)当滑片移到最右端时,气雾调节器的最大阻值和电热丝串联,电路中电流最小,电热丝工作时功率最小,
则电路中的最小电流:
,
电热丝工作时最小功率:
.
【点睛】重点是电功率和吸收热量的计算,牢记和,在纯电阻电路中两公式可以直接使用,计算稍显简单.
53.见解析所示
【分析】热传递是从高温物体向低温物体传递,则一定是初温t1的水放热,初温为t3的水吸热,初温为t2的水可以假设为吸热或放热,然后根据热平衡方程列出的等式,然后即可解答.
【详解】设混合后的温度为t,因质量相同的三杯水,则设质量为m,水的比热为c;
初温t1的水放出的热量为:,
若t2小于t,则初温为t3和t2的吸收的热量为:
根据热平衡方程得:,
即:
解得:.
同理,若t2大于t,可得:,
解得:.
54.(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量为8.4×105J;
(2) 如果水吸收的热量用天然气来提供,需要完全燃烧0.01m3;
(3) 这个电加热器的加热效率是40%.
【详解】解答:
(1)水的质量是:;
水吸收的热量:;
(2) 由题意可知,,
则由得需要完全燃烧天然气的体积:;
(3) 电加热器加热产生的热量是:;
电加热器的加热效率是:.
答:(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量为8.4×105J;
(2) 如果水吸收的热量用天然气来提供,需要完全燃烧0.01m3;
(3) 这个电加热器的加热效率是40%.
答案第1页,共2页
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