第十章 机械能、内能及其及其转化其转化（计算题30道）-【刷好题】2025-2026学年九年级物理上册热点题型专练（2024北师大版）

第十章 机械能、内能及其及其转化其转化（计算题30道） 1．天然气是一种热值高、污染小的清洁能源，我国大多数城市已迎来了天然气时代。完全燃烧0.035 m3的天然气放出多少焦的热量？［天然气的热值q=4×107 J/m3］ 2．摩擦生热是指机械能转化为内能的过程，在用砂纸将木材表面打磨光滑的过程中，砂纸和木板表面的温度都会升高，已知砂纸和木材表面之间的摩擦力约为5N，每次砂纸打磨的距离约为0.5m；木板表面层质量约为5g，木材的比热容为；则打磨100次的过程中： (1)克服摩擦力所做的功是多少？ (2)若消耗的机械能有50％使木板表面温度升高，则该打磨过程中，木板表面层升高的温度是多少？ 3．某品牌家用汽车满载时的质量为，四个轮子与水平地面的总接触面积为。某次它水平匀速行驶了，消耗汽油，若该车受到的阻力为车总重的0.1倍，求： (1)汽车行驶的速度是多少千米每时？ (2)满载时汽车对水平地面的压强是多少帕？ (3)若汽油的热值为，行驶过程中发动机的效率为多少？ 4．质量5kg的某种燃料完全燃烧所释放出来的热量为，该燃料的热值是多少? 5．如图所示是一款远程无人驾驶清扫车，自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距等技术来收集周围的交通状况。某次，清扫车在公路上匀速直线行驶了2km，用时15min，消耗了汽油0.3kg，清扫车匀速直线行驶过程中牵引力做功的功率恒为4.6×103W。问：（汽油的热值为4.6×107J/kg） (1)汽油机的 冲程为清扫车提供动力。 (2)0.3kg的汽油完全燃烧放出的热量是 多少？ (3)清扫车汽油机的效率是 多少？ 6．在标准大气压下，将一壶质量为2kg、温度为20℃的水，加热到70℃。求：[] (1)水升高的温度。 (2)水吸收的热量。 (3)继续加热，若水又吸收了的热量，水的末温。 7．在皖北淮宿阜城际铁路某高铁站建设中，为了将一批货物运到施工场地，搬运工人用如图所示的平行于斜面向上的700N的推力将质量为120kg的货物匀速推上高1.5m的车厢，所用的斜面长是3m。求： (1)斜面的机械效率（结果保留到0.1%）； (2)搬运工人推货物的过程中，斜面对货物的摩擦力。 8．小明同学的爸爸驾车去往40km的目的地，此过程消耗了汽油2.1kg，已知汽油的热值为4.6×107J/kg。若汽车行驶过程中发动机的牵引力为725N。求： (1)完全燃烧2.1kg汽油放出的热量； (2)该汽车的热机效率。 9．在标准大气压下，质量为1kg、初温为80℃的水吸收热量。[] (1)其温度升高到多少摄氏度? (2)若这些热量被5kg的铜块完全吸收，则铜块升高的温度是多少摄氏度？[，最后结果保留一位小数] 10．学校开展以“给父母送上一道家常菜”为主题的劳动教育实践活动。小红在妈妈指导下走进厨房进行劳动实践。如图所示，小红用密闭的电热锅烧水炖制鲫鱼汤，已知锅内汤的质量为，汤的初温为，电热锅每分钟产生的热量，且全部被汤吸收，汤的比热容为，则10分钟后汤的温度上升到多少摄氏度？ 11．为提升学生出行安全和便利性，我州公交集团推出“家校公交专线”。一辆柴油公交车的质量为10t，静止在水平地面时与地面的总接触面积为。公交车以150kW的恒定输出功率行驶了20min，消耗柴油10kg。（柴油的热值取）求： (1)公交车静止在水平地面时，对地面的压强； (2)消耗的柴油完全燃烧放出的热量； (3)公交车柴油机的效率。 12．陕西临潼温泉（如图）享誉天下．若温泉池内有的水，初始水温为，一段时间后水温降至，已知，。求： (1)水放出的热量是多少？ (2)若放出相同的热量，需要完全燃烧天然气的体积是多少？ 13．随着乡村振兴战略的提出，农村“煤改气”工程使天然气进入农村家庭。小明家改用了天然气灶后，烧开一壶初温为20℃、质量为5kg的水，需要消耗0.1m3的天然气。求：[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为4.2×107J/m3，当地气压为标准大气压] (1)0.1m3天然气完全燃烧放出的热量。 (2)水烧开时吸收的热量。 (3)小明家的天然气灶烧水的热效率。 14．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10L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6min内完全燃烧了2kg的煤，水的比热容为，水的密度为，煤的热值约为。求： (1)经过6min的加热，水所吸收的热量； (2)煤完全燃烧产生的热量； (3)煤炉烧水时的热效率。 15．某燃气热水器将20kg的水从10℃加热到60℃，完全燃烧了0.21m3的天然气。求： (1)水吸收的热量； (2)该热水器烧水的效率。[已知水的比热容，天然气的热值] 16．某同学用如图所示装置测量酒精的热值。他在烧杯中加入300g水，调好装置后进行加热，使初温为的水温度升高了，测得此过程中消耗了6g酒精。 (1)此过程中水吸收的热量是多少？ (2)假设酒精燃烧放出的热量与水吸收的热量相等，则酒精的热值是多少？ 17．国庆节期间妈妈带小明驾车到离家180km远的外婆家，轿车油箱内还剩有10kg的汽油，轿车沿高速公路行驶2小时到达外婆家。假设轿车是匀速行驶且受到的阻力为1150N，已知该汽车发动机的效率为30%，汽油的热值为。求： (1)轿车行驶的速度； (2)轿车到外婆家牵引力所做的功； (3)通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油。 18．如图甲是我国自主研制的新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能。在某次飞行测试过程中，飞机以的速度水平匀速飞行，所受阻力为75000N。飞机发动机燃油完全燃烧后的能量流向图如图乙所示，求：（） (1)飞机水平匀速飞行过程中，忽略燃油质量的变化，飞机的重力势能 （选填“变大”“变小”或“不变”）； (2)完全燃烧10t燃油放出的热量是多少J？ (3)若飞机以的速度水平匀速飞行过程中，共消耗10t燃油，则该过程中飞机飞行的路程是多少km？ 19．若使用炉子加热水时，完全燃烧了1.68kg的焦炭，将60kg的水从20℃加热到100℃，已知水的比热容是，焦炭的热值是，求： (1)1.68kg焦炭完全燃烧放出的热量； (2)水吸收的热量； (3)该炉子加热这些水的效率。 20．某同学家自来水的温度为，他洗澡时把燃气热水器的温度设定为。已知他洗澡用了的热水。如果燃气热水器的效率是，水的比热容为，天然气的热值取。 (1)水吸收了多少热量？ (2)天然气放出了多少热量？（保留两位有效数字） (3)他这次洗澡消耗了多少天然气？（保留两位有效数字） 21．初秋天时节，乐乐与家人在新城公园围炉煮茶。如图是烧水用的卡式炉，卡式炉的气罐内装有可燃性气体丁烷，在1个标准大气压下，将质量为0.5kg、温度为20℃的水烧开，共消耗了质量为的丁烷。（已知水的比热容，丁烷热值求： (1)水吸收的热量； (2)丁烷完全燃烧放出的热量： (3)卡式炉的热效率。 22．某同学随家人户外露营时用酒精炉给10kg的水加热，同时他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2kg的酒精，水的比热容为，酒精的热值约为。求： (1)酒精完全燃烧产生的热量； (2)酒精炉烧水时的热效率； (3)若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧煤气的质量。（煤气的热值为4.2×107J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收） 23．母亲节这天，小明同学准备给妈妈洗脚，盆里有质量为、初温为20℃的冷水，现在想兑成45℃的温水，需要往盆中加入多少千克温度为95℃的热水？[，不考虑热量散失] 24．随着人工智能的快速发展，在未来，自动驾驶汽车成功普及以后，大城市的交通拥堵现象将会得到极大改善、交通事故数量将减少约90%，犯罪率也会大幅降低，因犯罪分子将无法从无人驾驶汽车的追捕中逃脱。某款无人驾驶汽车在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离后，消耗汽油4kg。若汽油机的效率为30%，q汽油＝4.5×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求在这段运动过程中： (1)4kg汽油完全燃烧放出的热量是多少？ (2)发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出热量的42%，一个标准大气压下，这些废气的能量全部被初温15℃，质量300kg的水吸收，水的温度会升高到多少℃？ (3)如果汽车匀速运动时受到的阻力为1000N，消耗4kg汽油汽车能够行驶的路程是多少？ 25．2024年11月17日，我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想号”（如图所示）在广东广州正式入列。作为我国深海探测关键技术装备领域的重大突破，“梦想号”大洋钻探船承担着深海资源勘探、大洋科学钻探和深远海科学考察等多项使命。“梦想”号满载排水量为42600t，具备海域11000米的钻探能力，世界领先。（g取10N/kg）。请根据上述素材，回答下列问题： 燃料 热值/（） 可燃冰 煤 (1)求“梦想”号满载时受到的浮力； (2)求钻探系统的钻头在海域3000m深处受到海水的压强；（取） (3)钻探船一次在某3000米深海域开采可燃冰，求这些可燃冰的质量。（取） (4)若可燃冰的燃烧效率为90%，煤的燃烧效率为45%，那么这次开采的可燃冰相当于为我们国家节约了多少质量的煤？ 26．太阳能是清洁的可再生能源，为了积极响应国家节能低碳的号召，小明家最近新购入一台太阳能热水器。某次使用时向其中注入60kg水，阳光照射一段时间后，发现水温从20℃升高到了70℃（没有沸腾）。水的比热容是。试求： (1)这段时间该热水器中的水吸收的热量； (2)如果这段时间内热水器接收到太阳辐射的热量Q为，则该热水器的效率是多少？ (3)如果这段时间内热水器接收到太阳辐射的热量由干木柴燃烧来提供，需完全燃烧多少千克干木柴？（干木柴的热值为） 27．【新定义】热量的单位有两种，一种是国际单位焦耳，简称“焦”；另一种是“卡路里”，简称“卡”，这个单位被广泛使用在营养计量和健身手册上。“卡”是这样规定的：在1个大气压下，将1克水温度升高1摄氏度所需要吸收的热量。 (1)1卡合多少焦耳； (2)茗茗每天健步走消耗的能量约5.46×105J相当于消耗能量多少卡？ (3)若运动员在长跑训练中汗水蒸发吸收热量，使质量为60kg的运动员体温下降0.1℃，求汗水蒸发吸收的热量。[人体主要成分是水，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)] 28．在1个标准大气压下，用燃气灶把质量5kg、初温20℃的水加热到沸腾，共燃烧掉0.08m3的天然气。已知水的比热容是，天然气的热值是。求： (1)水吸收的热量： (2)0.04m3天然气完全燃烧放出的热量； (3)燃气灶的效率。 29．2024年9月20日，第三届湖南省旅游发展大会在衡阳市成功举办，衡阳市推出了一系列旅游名片，其中之一便是建湘工业文化街区，重点便是向老百姓展示了建湘柴油机厂的发展历史和辉煌成就。其中建湘柴油机厂自主研发产品N485型柴油机采用的是四缸发动机，如图所示为四缸发动机的工作原理图：内燃机通过连杆把四个气缸的活塞连在一根曲轴上，并使各气缸的做功冲程错开，曲轴和飞轮相连，飞轮每转动半周，均有一个气缸在做功。假如有一台四缸发动机，其主要技术指标如下表所示，一载重货车使用此发动机提供动力以的速度匀速行驶2h油耗为40L。不考虑因机械自重和机械摩擦消耗能量，且发动机正常工作，已知柴油密度，柴油热值，求： 输出功率 120kW 转速 (1)发动机工作2h做的功和每个做功冲程里发动机做的功； (2)柴油完全燃烧放出的热量； (3)发动机工作时的能量利用效率。 30．新能源车已经成为汽车市场的热点。某混合动力汽车，有两种工作模式：纯电动模式与混动模式。当以纯电模式行驶时，内燃机不工作，由蓄电池提供能量。当以混动模式行驶时，内燃机工作，既可以给汽车行驶提供能量，还可以给蓄电池充电。在某次测试中，汽车以混动模式在平直公路上匀速行驶。测试中全部由内燃机提供能量，测试前蓄电池已储存的电能为J，汽车以50km/h的速度水平匀速行驶了1h，同时蓄电池的电能增加了10%。汽车所受阻力与车速的关系如图所示。求： (1)在该次测试中，若所用燃料的热值为J/kg，测试过程中消耗10kg燃料，燃料完全燃烧释放的热量为多少焦？ (2)在该次测试中，汽车牵引力做功多少焦？ (3)在该次测试中，内燃机的效率是多少？（忽略蓄电池充电和驱动电机的热损失） 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十章 第十章 机械能、内能及其及其转化其转化（计算题30道） 1．天然气是一种热值高、污染小的清洁能源，我国大多数城市已迎来了天然气时代。完全燃烧0.035 m3的天然气放出多少焦的热量？［天然气的热值q=4×107 J/m3］ 【答案】1.4×106 J 【详解】完全燃烧0.035 m3的天然气放出的热量为 2．摩擦生热是指机械能转化为内能的过程，在用砂纸将木材表面打磨光滑的过程中，砂纸和木板表面的温度都会升高，已知砂纸和木材表面之间的摩擦力约为5N，每次砂纸打磨的距离约为0.5m；木板表面层质量约为5g，木材的比热容为；则打磨100次的过程中： (1)克服摩擦力所做的功是多少？ (2)若消耗的机械能有50％使木板表面温度升高，则该打磨过程中，木板表面层升高的温度是多少？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据做功公式计算克服摩擦力所做的功 （2）由题意可得，即， 3．某品牌家用汽车满载时的质量为，四个轮子与水平地面的总接触面积为。某次它水平匀速行驶了，消耗汽油，若该车受到的阻力为车总重的0.1倍，求： (1)汽车行驶的速度是多少千米每时？ (2)满载时汽车对水平地面的压强是多少帕？ (3)若汽油的热值为，行驶过程中发动机的效率为多少？ 【答案】(1) (2) (3)40% 【详解】（1）水平匀速行驶了，则速度为 （2）汽车满载时的重力 汽车满载静止在水平地面上时，对地面的压力 对地面的压强 （3）汽油的热值为 消耗汽油，消耗汽油完全燃烧释放的热量为 因汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，汽车的牵引力 匀速行驶过程中牵引力所做的功 发动机的效率 4．质量5kg的某种燃料完全燃烧所释放出来的热量为，该燃料的热值是多少? 【答案】3.2×107J/kg 【详解】由公式可得，燃料的热值 5．如图所示是一款远程无人驾驶清扫车，自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距等技术来收集周围的交通状况。某次，清扫车在公路上匀速直线行驶了2km，用时15min，消耗了汽油0.3kg，清扫车匀速直线行驶过程中牵引力做功的功率恒为4.6×103W。问：（汽油的热值为4.6×107J/kg） (1)汽油机的 冲程为清扫车提供动力。 (2)0.3kg的汽油完全燃烧放出的热量是 多少？ (3)清扫车汽油机的效率是 多少？ 【答案】(1)做功 (2)1.38×107J (3)30% 【详解】（1）清扫车工作时，做功冲程中将内能转化为机械能, 为清扫车提供动力。 （2）0.3kg的汽油完全燃烧放出的热量为 （3）牵引力做的机械功为W＝Pt＝4.6×103W×15×60s＝4.14×106J，清扫车汽油机的效率为 6．在标准大气压下，将一壶质量为2kg、温度为20℃的水，加热到70℃。求：[] (1)水升高的温度。 (2)水吸收的热量。 (3)继续加热，若水又吸收了的热量，水的末温。 【答案】(1)50℃ (2) (3)100℃ 【详解】（1）水升高的温度，即水的温度变化量 （2）由得，水吸收的热量 （3）继续加热时，水的温度变化量 理论末温，但标准大气压下水的沸点为，水沸腾时吸收热量温度不变，故实际末温为100℃。 7．在皖北淮宿阜城际铁路某高铁站建设中，为了将一批货物运到施工场地，搬运工人用如图所示的平行于斜面向上的700N的推力将质量为120kg的货物匀速推上高1.5m的车厢，所用的斜面长是3m。求： (1)斜面的机械效率（结果保留到0.1%）； (2)搬运工人推货物的过程中，斜面对货物的摩擦力。 【答案】(1)85.7% (2)100N 【详解】（1）工人做的总功为 工人做的有用功为 斜面的机械效率为 （2）搬运工人推货物过程中所做的额外功为 斜面对货物的摩擦力为 8．小明同学的爸爸驾车去往40km的目的地，此过程消耗了汽油2.1kg，已知汽油的热值为4.6×107J/kg。若汽车行驶过程中发动机的牵引力为725N。求： (1)完全燃烧2.1kg汽油放出的热量； (2)该汽车的热机效率。 【答案】(1)9.66×107J (2)30% 【详解】（1）完全燃烧2.1kg汽油放出的热量为 （2）牵引力做的功 该汽车的热机效率 9．在标准大气压下，质量为1kg、初温为80℃的水吸收热量。[] (1)其温度升高到多少摄氏度? (2)若这些热量被5kg的铜块完全吸收，则铜块升高的温度是多少摄氏度？[，最后结果保留一位小数] 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据公式 ，温度变化量 理论末温为，但在标准大气压下，水的沸点为，因此实际末温为。 （2）根据公式 ，则铜块升高的温度是 10．学校开展以“给父母送上一道家常菜”为主题的劳动教育实践活动。小红在妈妈指导下走进厨房进行劳动实践。如图所示，小红用密闭的电热锅烧水炖制鲫鱼汤，已知锅内汤的质量为，汤的初温为，电热锅每分钟产生的热量，且全部被汤吸收，汤的比热容为，则10分钟后汤的温度上升到多少摄氏度？ 【答案】102℃ 【详解】汤10min吸收的热量 设汤的末温为t，根据热量计算公式 Q吸 = m c Δt，代入数据可得 解得t=102℃。 因电热锅是封闭的，气压高于1标准大气压，所以汤的温度为102℃。 11．为提升学生出行安全和便利性，我州公交集团推出“家校公交专线”。一辆柴油公交车的质量为10t，静止在水平地面时与地面的总接触面积为。公交车以150kW的恒定输出功率行驶了20min，消耗柴油10kg。（柴油的热值取）求： (1)公交车静止在水平地面时，对地面的压强； (2)消耗的柴油完全燃烧放出的热量； (3)公交车柴油机的效率。 【答案】(1)2×106Pa (2)4.5×108J (3)40% 【详解】（1）公交车静止在水平地面时，对地面的压力 公交车静止在水平地面时，对地面的压强 （2）消耗的柴油完全燃烧放出的热量 （3）公交车行驶20min做的有用功 公交车柴油机的效率 12．陕西临潼温泉（如图）享誉天下．若温泉池内有的水，初始水温为，一段时间后水温降至，已知，。求： (1)水放出的热量是多少？ (2)若放出相同的热量，需要完全燃烧天然气的体积是多少？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）这段时间水放出的热量为 （2）由得，放出这些热量需要完全燃烧天然气的体积为 13．随着乡村振兴战略的提出，农村“煤改气”工程使天然气进入农村家庭。小明家改用了天然气灶后，烧开一壶初温为20℃、质量为5kg的水，需要消耗0.1m3的天然气。求：[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为4.2×107J/m3，当地气压为标准大气压] (1)0.1m3天然气完全燃烧放出的热量。 (2)水烧开时吸收的热量。 (3)小明家的天然气灶烧水的热效率。 【答案】(1) (2) (3)40% 【详解】（1）完全燃烧0.1m3天然气放出的热量 （2）已知当地气压为标准大气压，则水的沸点为100℃，所以水烧开时吸收的热量 （3）小明家的天然气灶烧水的热效率 14．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10L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6min内完全燃烧了2kg的煤，水的比热容为，水的密度为，煤的热值约为。求： (1)经过6min的加热，水所吸收的热量； (2)煤完全燃烧产生的热量； (3)煤炉烧水时的热效率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由图知，经过6min时间加热，水升高，根据，可知水的质量 水吸收的热量 （2）已知煤的质量和热值，煤完全燃烧产生的热量 （3）煤炉烧水时的热效率 15．某燃气热水器将20kg的水从10℃加热到60℃，完全燃烧了0.21m3的天然气。求： (1)水吸收的热量； (2)该热水器烧水的效率。[已知水的比热容，天然气的热值] 【答案】(1)4.2×106J (2)50% 【详解】（1）水吸收的热量为： （2）天然气完全燃烧放出的热量Q放=Vq=0.21m3×4×107J/m3=8.4×106J 热水器烧水的效率 16．某同学用如图所示装置测量酒精的热值。他在烧杯中加入300g水，调好装置后进行加热，使初温为的水温度升高了，测得此过程中消耗了6g酒精。 (1)此过程中水吸收的热量是多少？ (2)假设酒精燃烧放出的热量与水吸收的热量相等，则酒精的热值是多少？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）水吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.3kg×50℃=6.3×104J （2）酒精的质量m酒精=6g=0.006kg 由于酒精燃烧放出的热量与水吸收的热量相等，则Q放=Q吸=6.3×104J 根据Q放=m酒精q酒精可得酒精的热值 17．国庆节期间妈妈带小明驾车到离家180km远的外婆家，轿车油箱内还剩有10kg的汽油，轿车沿高速公路行驶2小时到达外婆家。假设轿车是匀速行驶且受到的阻力为1150N，已知该汽车发动机的效率为30%，汽油的热值为。求： (1)轿车行驶的速度； (2)轿车到外婆家牵引力所做的功； (3)通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油。 【答案】(1) (2) (3)见解析 【详解】（1）轿车行驶的速度 （2）轿车是匀速行驶，牵引力与阻力二力平衡，大小相等，则牵引力 轿车到外婆家牵引力所做的功 （3）该汽车发动机的效率为30%，则汽油燃烧放出的热量 需要汽油的质量 轿车油箱内还剩有10kg的汽油，小于，因此汽车在行驶途中需要加油。 18．如图甲是我国自主研制的新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能。在某次飞行测试过程中，飞机以的速度水平匀速飞行，所受阻力为75000N。飞机发动机燃油完全燃烧后的能量流向图如图乙所示，求：（） (1)飞机水平匀速飞行过程中，忽略燃油质量的变化，飞机的重力势能 （选填“变大”“变小”或“不变”）； (2)完全燃烧10t燃油放出的热量是多少J？ (3)若飞机以的速度水平匀速飞行过程中，共消耗10t燃油，则该过程中飞机飞行的路程是多少km？ 【答案】(1)不变 (2) (3)2016km 【详解】（1）飞机水平匀速飞行，高度不变，忽略燃油质量变化，根据重力势能的影响因素（质量和高度），质量和高度都不变，所以飞机的重力势能不变。 （2）10t燃油完全燃烧放出的热量为 （3）由能量流向图可知，飞机的热机效率 输出的有用功 飞机水平匀速飞行过程中，所受牵引力与阻力大小相等，即 飞机飞行的路程 19．若使用炉子加热水时，完全燃烧了1.68kg的焦炭，将60kg的水从20℃加热到100℃，已知水的比热容是，焦炭的热值是，求： (1)1.68kg焦炭完全燃烧放出的热量； (2)水吸收的热量； (3)该炉子加热这些水的效率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）1.68kg焦炭完全燃烧放出的热量为 （2）水吸收的热量为 （3）该炉子加热这些水的效率为 20．某同学家自来水的温度为，他洗澡时把燃气热水器的温度设定为。已知他洗澡用了的热水。如果燃气热水器的效率是，水的比热容为，天然气的热值取。 (1)水吸收了多少热量？ (2)天然气放出了多少热量？（保留两位有效数字） (3)他这次洗澡消耗了多少天然气？（保留两位有效数字） 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据公式可知，水的质量为 温度变化为 根据公式可知，水吸收的热量为 （2）由效率公式 可知，天然气放出的热量为 （3）根据公式可知，消耗天热气的体积为 21．初秋天时节，乐乐与家人在新城公园围炉煮茶。如图是烧水用的卡式炉，卡式炉的气罐内装有可燃性气体丁烷，在1个标准大气压下，将质量为0.5kg、温度为20℃的水烧开，共消耗了质量为的丁烷。（已知水的比热容，丁烷热值求： (1)水吸收的热量； (2)丁烷完全燃烧放出的热量： (3)卡式炉的热效率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）温度升高 由热量公式得，水吸收的热量 （2）由已知条件可知，根据热量公式可得，丁烷完全燃烧放出的热量 （3）卡式炉的热效率 22．某同学随家人户外露营时用酒精炉给10kg的水加热，同时他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2kg的酒精，水的比热容为，酒精的热值约为。求： (1)酒精完全燃烧产生的热量； (2)酒精炉烧水时的热效率； (3)若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧煤气的质量。（煤气的热值为4.2×107J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收） 【答案】(1) (2)4.2% (3)0.06kg 【详解】（1）酒精的质量为m1=2kg，酒精热值为q1=3×107J/kg，完全燃烧放出的热量为Q1=m1q1=2kg×3×107J/kg=6×107J （2）水的质量为m2=10kg，水的比热容为c水=4.2×103J/(kg·℃)，水温从20℃升高到80℃，升高的温度Δt=80℃-20℃=60℃ 水吸收的热量为Q2=c水m2Δt=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×60℃=2.52×106J 酒精炉烧水时的热效率为 （3）若改用热值为q2=4.2×107J/kg的煤气来加热相同的水，假设水吸收热量与煤气燃烧放出热量相等，则设煤气质量为m3，则m3q2=Q2，所以煤气的质量为 23．母亲节这天，小明同学准备给妈妈洗脚，盆里有质量为、初温为20℃的冷水，现在想兑成45℃的温水，需要往盆中加入多少千克温度为95℃的热水？[，不考虑热量散失] 【答案】 【详解】冷水吸收的热量等于热水放出的热量，冷水吸热，热水放热，由 Q吸=Q放，有，则需要往盆中加入的热水的质量为 24．随着人工智能的快速发展，在未来，自动驾驶汽车成功普及以后，大城市的交通拥堵现象将会得到极大改善、交通事故数量将减少约90%，犯罪率也会大幅降低，因犯罪分子将无法从无人驾驶汽车的追捕中逃脱。某款无人驾驶汽车在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离后，消耗汽油4kg。若汽油机的效率为30%，q汽油＝4.5×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求在这段运动过程中： (1)4kg汽油完全燃烧放出的热量是多少？ (2)发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出热量的42%，一个标准大气压下，这些废气的能量全部被初温15℃，质量300kg的水吸收，水的温度会升高到多少℃？ (3)如果汽车匀速运动时受到的阻力为1000N，消耗4kg汽油汽车能够行驶的路程是多少？ 【答案】(1)1.8×108J (2)75℃ (3)54km 【详解】（1）4kg汽油完全燃烧放出的热量是 （2）废气带走的能量为 则水升高的温度为 则水的温度会升高到 （3）消耗4kg汽油汽车输出的机械功为 汽车匀速运动时受到的阻力为1000N，根据平衡力可知，牵引力为1000N，则汽车能够行驶的路程是 25．2024年11月17日，我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想号”（如图所示）在广东广州正式入列。作为我国深海探测关键技术装备领域的重大突破，“梦想号”大洋钻探船承担着深海资源勘探、大洋科学钻探和深远海科学考察等多项使命。“梦想”号满载排水量为42600t，具备海域11000米的钻探能力，世界领先。（g取10N/kg）。请根据上述素材，回答下列问题： 燃料 热值/（） 可燃冰 煤 (1)求“梦想”号满载时受到的浮力； (2)求钻探系统的钻头在海域3000m深处受到海水的压强；（取） (3)钻探船一次在某3000米深海域开采可燃冰，求这些可燃冰的质量。（取） (4)若可燃冰的燃烧效率为90%，煤的燃烧效率为45%，那么这次开采的可燃冰相当于为我们国家节约了多少质量的煤？ 【答案】(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）“梦想”号满载时受到的浮力 （2）钻头受到海水的压强为 （3）这些可燃冰的质量为 （4）可燃冰完全燃烧放出的热量为 实际利用的热量 煤的质量为 26．太阳能是清洁的可再生能源，为了积极响应国家节能低碳的号召，小明家最近新购入一台太阳能热水器。某次使用时向其中注入60kg水，阳光照射一段时间后，发现水温从20℃升高到了70℃（没有沸腾）。水的比热容是。试求： (1)这段时间该热水器中的水吸收的热量； (2)如果这段时间内热水器接收到太阳辐射的热量Q为，则该热水器的效率是多少？ (3)如果这段时间内热水器接收到太阳辐射的热量由干木柴燃烧来提供，需完全燃烧多少千克干木柴？（干木柴的热值为） 【答案】(1) (2)60% (3)1.75kg 【详解】（1）该热水器中的水吸收的热量 （2）该热水器的效率是 （3）需完全燃烧干木柴 27．【新定义】热量的单位有两种，一种是国际单位焦耳，简称“焦”；另一种是“卡路里”，简称“卡”，这个单位被广泛使用在营养计量和健身手册上。“卡”是这样规定的：在1个大气压下，将1克水温度升高1摄氏度所需要吸收的热量。 (1)1卡合多少焦耳； (2)茗茗每天健步走消耗的能量约5.46×105J相当于消耗能量多少卡？ (3)若运动员在长跑训练中汗水蒸发吸收热量，使质量为60kg的运动员体温下降0.1℃，求汗水蒸发吸收的热量。[人体主要成分是水，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)] 【答案】(1)4.2J (2)1.3×105卡 (3)2.52×104J 【详解】（1） 由题知，1g的水温度升高1℃所吸收的热量为1卡，m水=1g=0.001kg，1g的水温度升高1℃所吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.001kg×1℃=4.2J 故1卡=4.2J。 （2） 茗茗消耗的能量 （3）运动员的体温下降 0.1℃放出的热量Q放=c水m人Δt′=4.2×103J/(kg·℃)×60kg×0.1℃=2.52×104J 运动员汗水蒸发吸收的热量为2.52×104J。 28．在1个标准大气压下，用燃气灶把质量5kg、初温20℃的水加热到沸腾，共燃烧掉0.08m3的天然气。已知水的比热容是，天然气的热值是。求： (1)水吸收的热量： (2)0.04m3天然气完全燃烧放出的热量； (3)燃气灶的效率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）一标准大气压下水的沸点为100℃，即水的末温为100℃，水的质量m=5kg，水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(100℃-20℃)=1.68×106J （2）0.04m3天然气完全燃烧放出的热量Q放1=V1q=0.04m3×8.4×107J/m3=3.36×106J （3）0.08m3的天然气完全燃烧放出的热量Q放=Vq=0.08m3×8.4×107J/m3=6.72×106J 燃气灶的效率 29．2024年9月20日，第三届湖南省旅游发展大会在衡阳市成功举办，衡阳市推出了一系列旅游名片，其中之一便是建湘工业文化街区，重点便是向老百姓展示了建湘柴油机厂的发展历史和辉煌成就。其中建湘柴油机厂自主研发产品N485型柴油机采用的是四缸发动机，如图所示为四缸发动机的工作原理图：内燃机通过连杆把四个气缸的活塞连在一根曲轴上，并使各气缸的做功冲程错开，曲轴和飞轮相连，飞轮每转动半周，均有一个气缸在做功。假如有一台四缸发动机，其主要技术指标如下表所示，一载重货车使用此发动机提供动力以的速度匀速行驶2h油耗为40L。不考虑因机械自重和机械摩擦消耗能量，且发动机正常工作，已知柴油密度，柴油热值，求： 输出功率 120kW 转速 (1)发动机工作2h做的功和每个做功冲程里发动机做的功； (2)柴油完全燃烧放出的热量； (3)发动机工作时的能量利用效率。 【答案】(1)；600J (2) (3) 【详解】（1）发动机输出功率为P=120 kW=120000W 工作时间t=2 h=7200 s，则发动机工作2h做的功W=Pt=120000W×7200 s=8.64×10⁸ J 由于转速n=6000 r/min，1min转6000 转，1h转6000×60=36×10⁴ 转，2 h内共旋转7.2×10⁵ 转；由“飞轮每转动半周就有一个气缸做功”可知每转1 转有2次做功冲程，做功冲程总次数M=7.2×10⁵×2=1.44×10⁶次 所以每个做功冲程做的功 （2）柴油密度ρ=0.8×10³ kg/m³，柴油热值q=5×10⁷ J/kg，40 L=0.04 m³柴油的质量m=ρV=0.8×10³ kg/m³×0.04 m³=32 kg 完全燃烧放出的热量Q=mq=32 kg×5×10⁷ J/kg=1.6×10⁹ J （3）发动机的热效率 30．新能源车已经成为汽车市场的热点。某混合动力汽车，有两种工作模式：纯电动模式与混动模式。当以纯电模式行驶时，内燃机不工作，由蓄电池提供能量。当以混动模式行驶时，内燃机工作，既可以给汽车行驶提供能量，还可以给蓄电池充电。在某次测试中，汽车以混动模式在平直公路上匀速行驶。测试中全部由内燃机提供能量，测试前蓄电池已储存的电能为J，汽车以50km/h的速度水平匀速行驶了1h，同时蓄电池的电能增加了10%。汽车所受阻力与车速的关系如图所示。求： (1)在该次测试中，若所用燃料的热值为J/kg，测试过程中消耗10kg燃料，燃料完全燃烧释放的热量为多少焦？ (2)在该次测试中，汽车牵引力做功多少焦？ (3)在该次测试中，内燃机的效率是多少？（忽略蓄电池充电和驱动电机的热损失） 【答案】(1) (2) (3)46% 【详解】（1）燃料完全燃烧放出的热量 （2）由图可知，汽车在v=50 km/h时所受阻力约为f=4000 N，行驶1 h的路程 汽车匀速行驶时，牵引力与阻力大小相等，则牵引力做功 （3）电池初始电能E₀，增加的电能 内燃机输出的有用能量为牵引力做功加电池增加的电能，即 内燃机的效率为 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $