第十二章 机械能和内能 计算题专项-2025-2026学年苏科版物理九年级上册

第十二章 机械能和内能 计算题专项 1.某汽车以60kW的功率匀速行驶10min,消耗汽油2kg,汽油热值q=4.6 107J/kg。求: (1)牵引力做的有用功; (2)汽油完全燃烧放热; (3)发动机效率。 2.两个质量均为100g、初始温度均为100 的金属块甲和乙。将它们分别投入到同一杯质量为200g、初温为20 的温水中。先将甲放入这杯水中,一段时间后,测得水的温度为30 ;将甲取出后,再将乙放入这杯水中,一段时间后,测得水的温度略高于40 。已知水的比热容c=4.2 103J/(kg ),不计热量损失。求: (1)金属块甲的比热容c甲。 (2)比较甲、乙金属块比热容的大小,并简要说明。 3.如图所示是我国自主设计建造的“极地”号破冰调查船。某次任务中,该船的总质量为。已知g=10N/kg,,。求该船: (1)受到的总重力; (2)静止时排开海水的体积; (3)发动机完全燃烧100kg燃油放出的热量。 4.某物理兴趣小组的同学,用煤炉给8kg的水加热,经过4min时间,水从20 升高到70 ,若煤炉的加热效率为10%,[水的比热容为4.2 103J/(kg ),煤的热值约为3 107J/kg]求: (1)经过4min时间加热,水所吸收的热量; (2)在4min内完全燃烧煤的质量。 5.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像。若在6min内完全燃烧了0.2kg的煤,水的比热容为,煤的热值约为3 10⁷J/kg,求: (1)水的质量; (2)经过6min时间加热,水所吸收的热量; (3)煤炉烧水时的热效率。 6.质量是500g的某金属小球吸收的热量后,温度升高了20 。 (1)求该金属小球的比热容; (2)该金属小球从50 降低到30 ,放出了多少热量? 7.小强家天然气热水器的热效率是70%,他洗澡时热水器进水温度是25 ,出水温度是,他这次洗澡消耗天然气。已知水的比热容是,天然气的热值是。求: (1)天然气燃烧放出的热量; (2)小强洗澡使用水的质量。 8.用天然气热水器将20kg水从25 加热到75 ,消耗了的天然气。已知天然气的热值为,水的比热容为。 (1)此过程中水吸收的热量是多少? (2)天然气完全燃烧放出的热量是多少? (3)该热水器加热这些水的效率是多少? 9.某校物理兴趣小组的同学在探究“沙子和水谁的吸热本领大”时,选用了两只完全一样的酒精灯分别给质量是的沙子和水加热,如图所示是沙子与水的温度随加热时间变化的图象。 (1)比较分析可知:图a是 (选填“水”或“沙子”)吸热升温的图象,这说明 (选填“水”或“沙子”)吸热本领大。 (2)加热水吸收的热量 ; (3)沙子的比热容 。 10.求质量为0.1千克的液态氢完全燃烧放出的热量。[] 11.用天然气热水器将20kg水从30 加热到80 ,消耗了的天然气。已知天然气的热值为3.5 107J/m3,水的比热容为4.2 103J/(kg⋅ C)。 (1)此过程中水吸收的热量是多少? (2)天然气完全燃烧放出的热量是多少? (3)该热水器加热这些水的效率是多少? 12.小红在实验室利用电热器加热(电热器相同时间放出的热量相同),完成了冰的熔化实验,并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图像如图所示。实验时,冰的质量为0.5kg,相同时间冰和水吸收的热量相同。[水的比热容为 4.2 103J/(kg )]求: (1)CD段水吸收的热量; (2)冰的比热容。 13.如图所示,“围炉煮茶”是一种休闲方式,源自云南的“火塘烤茶”,采用木炭作为燃料,茶壶中装入1kg初温为10 的山泉水,用围炉加热至100 消耗了100g木炭,水的比热容为J/(kg )、煤油的比热容是J/(kg )(当地气压为一个标准大气压)求: (1)水吸收的热量是多少? (2)若这些热量完全用来加热煤油,可以使多少千克煤油温度升高30 ? (3)如果提供热量完全被水吸收,可以使初温40 的1kg水升温到多少摄氏度? 14.如图所示,其同学用燃气灶烧水给餐具消毒,在标准大气压下,用该燃气灶加热质量为、初温为的水,加热到沸腾,共消耗了的天然气;[水的比热容为),天然气的热值为]求: (1)水吸收的热量; (2)该天然气完全燃烧放出的热量。 15.如图是我国自主研制的机械狗“上班”的情景。机械狗在救援、安防、物流等方面有着重要的作用。机械狗在水平路上可以实现负重40kg,10分钟移动1.2km。机器狗的运动利用液压系统,为其提供动力的是CatC9燃油发动机。求: (1)机械狗负重移动的速度是多少? (2)为使用安全,机器狗的液压系统的液压油温度不能高于80 。4kg的液压油温度由30 升高到80 需要吸收4.8 105J的热量,则该液压油的比热容是多少? (3)机械狗使用发动机消耗120kg的燃油能提供1.44 109J的有用功,该发动机的效率是多少?(燃油的热值为4 107J/kg) 16.黑龙江省地大物博,旅游资源丰富。暑假期间小超一家从哈尔滨自驾前往五大连池旅行。哈尔滨到五大连池全程约360km,驾车前往大约需要4h。若汽车发动机全程的平均有用功率为25kW,(汽油的热值q取4.5 107 J/kg,汽油的密度 取0.8 103 kg/m3) (1)求全程汽车所做的有用功。 (2)汽车全程消耗汽油25L,求汽油完全燃烧放出的热量Q。 (3)求汽车发动机的效率。 17.小明家新买来一台容积为40L的天然气热水器。小明学习了热效率的知识后,尝试估测该热水器的热效率,他把“进水量”设置为40L,“出水温度”设置为40 后,开始加热。当水温达到40 时,自动停止加热。已知当时自来水的温度是20 ,加热前天然气表的示数为129.96m3,停止加热后变为130.06m3,天然气的热值q天然气=4.2 107J/m3,水的比热容c水=4.2 103J/(kg ),求: (1)水箱中水的质量; (2)水箱中水吸收的热量; (3)该热水器的热效率。 18.如图所示的是某种物质熔化的图像,该物质的质量为 100g,从开始熔化到刚好熔化结束吸收的热量为 9000J。假设该物质在单位时间内吸收的热量是相同的。 (1)该物质在固态时的比热容是多少? (2)该物质在液态时升高50 ,吸收的热量为多少? 19.标准大气压下,一块质量为2kg,温度为-10 的冰块,现对其进行加热[已知(c冰=2.1 103J/(kg )]。求: (1)冰刚升温至0 时,吸收的热量Q吸; (2)现在继续加热,又吸收了1.006 106J的热量,若1kg的冰在熔化过程会吸收3.35 105J的热量,求水升高的温度 t。 20.用两个相同的电热器分别给质量都为1kg的水和某种液体加热,每隔1分钟记录一次温度,数据如右表所示,已知水的比热容为。求: 加热时间(分) 0 1 2 水的温度( ) 20 26 32 某液体的温度( ) 20 32 44 (1)水加热两分钟吸收的热量, (2)某液体的比热容。 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)3.6 107J (2)9.2 107J (3)39.1% 【详解】(1)汽车的功率 行驶时间 由可知,牵引力做的有用功 (2)汽油完全燃烧放热 (3)发动机效率 2.(1) (2)乙的比热容大于甲 【详解】(1)水的质量 不计热量损失,甲放出的热量等于水吸收的热量,则 金属块的质量 金属块甲的比热容 (2)乙放入后,水温从30 升至略高于40 ,则水吸收的热量大于水温从30 升至40 的热量,则 不计热量损失,乙放出的热量等于水吸收的热量, 得 则 ,故乙的比热容更大。 3.(1) (2) (3) 【详解】(1)该船受到的总重力 (2)船只漂浮,静止时,受到的浮力为 则排开海水的体积 (3)发动机完全燃烧100kg燃油放出的热量 4.(1) (2) 【详解】(1)经过4min时间加热,水吸收的热量为 (2)煤炉效率 ,可得煤完全燃烧放出的热量为 由 可得完全燃烧煤的质量为 5.(1)10kg (2) (3)42% 【详解】(1)水的体积为 根据可知,水的质量 (2)经过6min时间加热,水温度升高 水吸收的热量 (3)煤完全燃烧放出的热量 则煤炉烧水的热效率 6.(1) (2) 【详解】(1)金属小球的质量m=500g=0.5kg 由得,该金属小球的比热容 (2)该金属小球从50 降低到30 ,放出的热量 7.(1) (2) 【详解】(1)天然气燃烧放出的热量为 (2)水吸收的热量为 水的质量为 8.(1)4.2 106J (2)7 106J (3)60% 【详解】(1)此过程中水吸收的热量为 (2)天然气完全燃烧放出的热量为 (3)该热水器加热这些水的效率为 9.(1) 沙子 水 (2)8.4 104J (3)0.84 103J/(kg ) 【详解】(1)[1][2]由图象可见,曲线a 升温较快,说明其温度变化大、比热容较小,故可判断图a 对应沙子;而水升温较慢、比热容较大,吸热本领更强。 (2)根据图象可知,加热2min水的温度由20 升高到70 ,即温度变化量 已知水的质量,则水吸收的热量为 (3)已知沙子的质量,因为沙子和水在2min内吸收的热量相同,所以沙子在2min吸收的热量。根据图象可知,加热2min沙子的温度由20 升高到270 ,即温度变化量 由比热容公式,可得沙子的比热容为 10. 【详解】已知液态氢的热值,质量,燃料完全燃烧放出的热量为 11.(1)4.2 106J (2)7 106J (3)60% 【详解】(1)此过程中水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2 103J/(kg• ) 20kg (80 -30 )=4.2 106J (2)0.2m3天然气完全燃烧放出的热量Q放=Vq=0.2m3 3.5 107J/m3=7 106J (3)该热水器加热这些水的效率 12.(1)4.2 104J; (2)2.1 103J/(kg ) 【详解】(1)由题意知,冰的质量为0.5kg,熔化为水后质量不变,CD段水升高的温度为20 ,则水吸收的热量为 Q吸=c水m水 t=4.2 103J/(kg ) 0.5kg 20 =4.2 104J (2)由题意知,相同时间冰和水吸收的热量相同,而AB段冰吸热时间为CD段水吸热时间的一半,所以AB段吸收的热量为CD段水吸收热量的一半,即 AB段冰升高的温度为20 ,则冰的比热容 13.(1) 3.78 10⁵ J (2) 6 kg (3) 100 【详解】(1)温度变化 水吸收的热量是 (2)若将上题中吸收的热量3.78 105J完全用于加热煤油,则可使煤油升高30 对应煤油的质量为 (3)如果提供热量完全被水吸收,可以使初温40 的1kg水升高的温度为 此时水的末温为 由于标准气压下水的沸点是100 ,因此水最终温度为100 。 14.(1)1.68 106J (2)2.4 107J 【详解】(1)在标准大气压下水的沸点为100 。则水吸收的热量为 (2)0.6m3天然气完全燃烧放出的热量为 15.(1)2m/s (2)2.4 103J/(kg• ) (3)30% 【详解】(1)机械狗负重移动的速度是 (2)该液压油的比热容是 (3)消耗120kg的燃油放出的总热量 该发动机的效率是 16.(1)3.6 108J (2)9 108J (3)40% 【详解】(1)汽车发动机的平均功率为 ,行驶时间 。 由可得全程汽车所做的有用功 (2)汽油体积 ,密度 ,由密度公式可得汽油的质量 汽油完全燃烧放出的热量为 (3)由可得发动机效率 17.(1) 40kg (2) 3.36 106J (3) 80% 【详解】(1)根据公式可知,水箱中水的质量为 (2)根据公式可知,水箱中水吸收的热量为 (3)根据题意可知,消耗天然气的体积为 根据公式可知, 根据公式可知,该热水器的热效率为 18.(1) (2) 【详解】(1)由图像可知,该物质是晶体,熔点为60 。该物质的质量 熔化过程从第2min开始到第8min结束,持续时间6min,在熔化过程中吸收的热量为9000J,实验时该物质每分钟吸收的热量 该物质在固态时温度变化量为 加热2min吸收的热量 该物质在固态时的比热容 (2)由图可知,该物质在时为液态,温度升高20 用时4min,假设该物质在单位时间内吸收的热量是相同的,液态时该物质每升高10 用时2min,则该物质在液态时升高50 ,用时应为10min,吸收的热量为 19.(1)4.2 104J (2)40 【详解】(1)冰刚升温至0 时,吸收的热量Q吸=c冰m(t-t0)=2.1 103J/(kg ) 2kg [0 -(-10 )]=4.2 104J (2)冰完全熔化需吸收热量Q熔化=2kg 3.35 105J/kg=6.7 105J 剩余热量用于水升温Q剩余=1.006 106J-6.7 105J=3.36 105J 则水升高的温度 20.(1) (2) 【解析】【小题1】加热2分钟后,水的温度从20 升高到32 ,水升高的温度 t水=32 −20 =12 水的比热容为,水的质量为1kg,水吸收的热量 【小题2】两个相同的电热器,相同时间内放出的热量相同,所以水和某液体在相同时间内吸收的热量相同。加热2分钟,某液体吸收的热量 加热2分钟后,某液体的温度从20 升高到44 ,则某液体升高的温度 t液=44 −20 =24 某液体的比热容 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 $