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2025-2026学年九年级上册物理期末总复习冲刺阶段分层强化训练:热值的综合计算A
姓名:___________班级:___________考号:___________
1.铜陵被誉为“中国古铜都”,其开采、冶炼铜的历史可以追溯到商周时期,盛于汉唐。古人曾利用一种特制的地炉来获得高温进行炼铜。若利用地炉将50kg的铜从20℃加热至熔点,需要消耗5kg的木炭,已知铜的熔点为1080℃,,。求:
(1)50kg的铜从20℃加热至熔点需要吸收的热量;
(2)地炉的加热效率。(百分号前保留1位小数)
2.北京冬奥会上使用的氢燃料电池汽车,是利用氢与氧发生化学反应产生电能,供给电动机而驱动汽车行驶的。如图所示,该类型汽车甲在平直公路上从A地出发,以的速度行驶到达B地,消耗氢燃料,所产生电能的60%用于维持汽车匀速行驶,所受阻力为。已知每加注氢燃料所需的费用为30元。
(1)此过程中产生的电能是多少?
(2)燃油汽车乙也在该公路上从A地出发,以的速度匀速行驶抵达B地。所受阻力与甲车相同,若汽车乙的效率为30%,汽油热值取。已知每加注汽油所需的费用为9.06元。则乙车需花费多少元?
3.汽车的普及给出行带来很大的便利。已知测试人员驾驶某燃油汽车在平直公路上以的车速匀速行驶,内燃机消耗燃油,汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示,(燃油的热值为)
(1)当汽车以的车速行驶,此过程中牵引力做功多少?
(2)求汽车内燃机的效率,(结果保留三位有效数字)
4.湛江至海口新开通了直升机“飞的”服务,为两地交流提供了便利。已知直升机空载时总质量为2000kg,它的轮胎与水平地面总接触面积为0.04m2。某次飞行搭载乘机人员及行李的总质量为300kg,以匀速直线飞行,两地直线距离为146km,飞行时间为35分钟,飞行过程中直升机受到的空气阻力恒为5.5×103N,发动机效率η=30%。航空燃油的热值q=4.6×107J/kg。(g=10N/kg)
(1)如图所示,求直升机空载时对水平地面的压强。
(2)求直升机搭载乘客后匀速水平飞行时所需的升力大小。
(3)计算此次飞行消耗多少千克的航空燃油。(结果保留整数)
5.小明学习热机知识后,研究了自家汽车的汽油机的情况。查阅资料得知:自家汽车使用的是92号汽油,油箱最多可容纳42kg的汽油。[,]
(1)满箱汽油完全燃烧放出的热量是多少?
(2)发动机正常工作时,需要用冷却水在汽缸周围循环流动给汽油机降温。根据图的相关数据,若满箱汽油使用完之后被冷却水吸收的那部分热量全部用来给水加热,则可以使多少千克的水从20℃升高到80℃?
(3)满箱汽油完全燃烧,可使小汽车输出的有用功是多少?
6.小明家新购买了一台天然气热水器,部分参数如下:
项目
参数
额定产热水能力
二级能效
为了验证铭牌上标注的能效是否真实,小明进行了以下测试:让热水器工作1分钟,观察天然气表的示数由变为,同时测得将12kg水从加热到。已知水的比热容为,天然气的热值为。问:
(1)1分钟内水吸收的热量;
(2)1分钟内所用的天然气完全燃烧放出的热量;
(3)计算该天然气热水器的热效率并判断热水器铭牌上标注的能效是否真实?
7.我国已经从餐饮废油(俗称“地沟油”)中成功提炼出供飞机使用的生物航空煤油(以下简称生物航煤),其热值与传统的航空煤油热值相当,是一种绿色环保的能源。兴趣小组想知道生物航煤热值的大小,于是完全燃烧了0.35kg的生物航煤给水加热,将20kg的水从20℃加热到70℃,该加热装置的热效率是30%,已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)。求:
(1)此过程中水吸收的热量;
(2)此过程中生物航煤完全燃烧放出的热量;
(3)生物航煤的热值。
8.家住长沙的小佳家新装的天然气热水器如图所示,其加热效率为90%。某次洗澡时,小佳将燃气热水器的温度设定在40℃(即水从热水器流出的温度),他家所用的花洒出水量为6kg/min,洗澡时连续放20min,已知进入热水器的冷水温度为15℃,c水=4.2×103J/(kg∙℃),天然气的热值为7×107J/m3。求:
(1)小佳洗一次澡用掉了多少质量的水?
(2)洗澡所用水吸收的热量是多少J?
(3)若天然气完全燃烧,则该次洗澡消耗天然气的体积是多少m3?目前长沙天然气是3元/m3,请问小佳洗一次澡需要花多少钱?
9.用煤气灶既方便又环保,一般的煤气灶正常工作时,15min可使质量为4kg,温度为50℃的水在一标准大气压下烧开。已知煤气的热值水的比热容为求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)若煤气灶放出的热量70%被水吸收,煤气灶要放出这些热量,需燃烧多少m³煤气?
10.油电混合动力汽车是新型节能汽车,这种汽车高速行驶时,内燃机启动,既向车轮输送能量也给动力蓄电池组充电,测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶40km。内燃机消耗燃油2.5kg,汽车在行驶过程中所受阻力为900N(燃油的热值为),求:
(1)燃油完全燃烧所放出的能量为多少焦耳?
(2)该汽车测试行驶中牵引力做了多少功?
(3)若该汽车在测试过程中内燃机的效率为40%。此过程使蓄电池增加多少焦耳的能量?
11.体会物理在生活中的应用。
氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点。某氢燃料电池大巴车如图所示。[,]
(1)质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为多少?
(2)若这些热量全部被质量为、温度为10℃的水吸收,能使水的温度升高多少?(在1标准大气压下)
(3)0.3kg氢燃料可供该型号氢燃料电池大巴车以70kW的恒定功率匀速行驶,则该氢燃料电池大巴车的效率为多少?
12.2025年9月3日举行的纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵中,地面突击方队作为装备方队的“先锋梯队”,集中展示了多款新型突击战车。如图所示,搭载功率为1500马力柴油发动机的99B主战坦克在水平长安街路面上以的功率匀速行驶,用时。取求:
(1)牵引力做的功。
(2)99B主战坦克匀速行驶时受到的阻力。
(3)若柴油机的效率为40%,消耗柴油的质量。
13.2025年3月,我国新型055驱逐舰到达南太平洋指定海域开展演习。据网络信息显示,055驱逐舰使用的是燃气轮机动力系统,燃料是柴油,最大航速。求:
(1)若055驱逐舰以的速度匀速航行时,动力推进系统的输出功率为,055驱逐舰受到的牵引力是多少?
(2)055驱逐舰以的速度匀速航行1小时,发动机热效率约为40%,消耗柴油多少L?(柴油的热值为,柴油的密度为)
(3)若问题2中的柴油完全燃烧放出热量的14%被水吸收,能使的水由30℃升高了多少℃?
14.除雪车是北方冬季必不可少的应急车辆,如图所示为一辆冬季除雪卡车,卡车的总质量为1800kg,它在水平路面上匀速行驶5000m,消耗汽油0.4kg。受到的阻力为卡车总重的0.05倍。(g取10N/kg,汽油的热值约为)求:
(1)卡车行驶过程中汽油燃烧所放出的热量;
(2)卡车行驶过程中牵引力所做的功;
(3)该卡车发动机的效率。
15.秋意正浓,正是赏菊品茗的时节。恰逢开封第43届菊花展,小华在家中准备用天然气灶烧水为家人泡上一壶清雅的菊花茶。他先在水壶中装入质量为2.5L,初温为20℃的水。当水温刚好升高到100℃时,小华观察燃气表得知,本次烧水消耗了天然气。求小华本次烧水过程中:[,,]
(1)加热水的质量;
(2)水吸收的热量;
(3)天然气灶烧水的效率。
16.如图,国产汽车红旗H5在水平路面上以72km/h的速度匀速直线行驶30min,消耗汽油4kg,汽车所受摩擦力为,已知汽油的热值为。求:
(1)4kg汽油完全燃烧放出的热量;
(2)汽车发动机的效率。
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《期末总复习冲刺阶段分层强化训练:热值的综合计算A---2025-2026学年九年级上册物理(沪科版)》参考答案
1.(1)
(2)
【详解】(1)50kg的铜从20℃加热至熔点需要吸收的热量为
(2)木炭完全燃烧放出的热量为
地炉的加热效率为
2.(1)
(2)54.36
【详解】(1)由可知,A、B两地之间距离为
由二力平衡条件可知,匀速行驶时牵引力与摩擦力是平衡力,为
牵引力做的功为
由可得,则此过程中产生的电能为
(2)燃油汽车行乙受阻力与甲车相同,路程相同,则牵引力做功相同,根据可知,燃烧放出热量为
根据可知,消耗的汽油质量为
已知每加注1kg汽油所需的费用为9.06元。则乙车需花费为
3.(1)
(2)31.3%
【详解】(1)汽车行驶的距离
因为汽车匀速行驶,所以汽车处于平衡状态,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,则由表格可得
牵引力做的功
(2)燃油完全燃烧放出的热量
汽车内燃机的效率:
4.(1)5×10⁵Pa
(2)2.3×10⁴N
(3)58kg
【详解】(1)直升机空载时对水平地面的压力等于其自身重力。设直升机空载时质量为,则其重力为
直升机对水平地面的压力
直升机对地面的压强为
(2)直升机搭载乘客后匀速水平飞行,处于平衡状态。在竖直方向上,受到的升力与总重力是一对平衡力,大小相等。
设乘机人员及行李的总质量为,则直升机飞行时的总质量为
直升机飞行时的总重力为
因为直升机匀速水平飞行,所以升力
(3)直升机匀速直线飞行时,发动机的牵引力与空气阻力是一对平衡力,大小相等。设发动机的牵引力为,空气阻力为,则
飞行的距离
发动机做的有用功
航空燃油完全燃烧放出的总热量
消耗的航空燃油质量
5.(1)
(2)2300kg
(3)
【详解】(1)满箱汽油完全燃烧放出的热量为
(2)由题意和能量流向图可知,被冷却水吸收的热量占燃料燃烧放出总热量的30%。冷却水吸收的热量为
冷却水吸收的热量可以让水温从20℃升高到80℃的水的质量为
(3)由能量流向图可知,能量损失包括废气带走的热量(33%)、冷却水吸收的热量(30%)、摩擦与辐射损失的能量(5%)。根据能量守恒定律,汽油机对外做有用功的能量占燃料燃烧放出总热量的百分比(即热机效率)为
满箱汽油完全燃烧,可使小汽车输出的有用功为
6.(1)
(2)1.4×J
(3)90%;标注的能效真实
【详解】(1)由题意可知,水吸收的热量为
(2)天然气的消耗量
完全燃烧天然气放出的热量
(3)由热效率公式为可知,该天然气热水器的热效率
铭牌标注二级能效,实测热效率,故标注真实。
7.(1)4.2×106J
(2)1.4×107J
(3)4×107J/kg
【详解】(1)水吸收的热量
(2)由,可知生物航煤完全燃烧放出的热量
(3)生物航煤的热值
8.(1)120kg
(2)1.26×107
(3)0.2,0.6元
【详解】(1)根据题意,花洒的出水量为6kg/min,洗澡时间为20min,小佳洗一次澡用掉水的质量
(2)洗澡所用水吸收的热量
(3)根据可得天然气完全燃烧放出的热量
根据Q放=qV可得该次洗澡消耗天然气的体积
小佳洗一次澡需要花的费用
9.
【详解】(1)由题可得,水吸收的热量
(2)煤气灶放出的热量中70%被水吸收,根据,可得燃气放出的热量
由 得,煤气体积
10.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)燃油完全燃烧所放出的能量为
(2)汽车匀速行驶时,牵引力与阻力相等,即
则该汽车测试行驶中牵引力牵引力的做功
(3)内燃机输出的有用功
则蓄电池增加的能量为
11.(1)4.2×107J
(2)25℃
(3)50%
【详解】(1)质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为
(2)这些热量全部被400kg、10℃的水吸收后,水的温度升高
最终温度为
未超过标准大气压下水的沸点,结果有效。
(3)大巴车以70kW功率行驶300s所做的有用功为
氢燃料电池的效率为
12.(1)
(2)
(3)10kg
【详解】(1)牵引力做的功
(2)坦克匀速行驶时受到的牵引力
由于坦克在水平路面上匀速行驶,处于平衡状态,所以坦克在水平方向上受到的牵引力与阻力是一对平衡力。根据二力平衡的条件,坦克受到的阻力f等于牵引力F,即
(3)根据,柴油燃烧放出的热量
根据Q放=mq,消耗柴油的质量
13.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)驱逐舰速度
由于055驱逐舰匀速航行,根据功率公式 ,055驱逐舰受到的牵引力
(2)驱逐舰航行时间
所做的有用功
由可得,柴油完全燃烧放出的总热量
由可得,柴油质量
由可得,柴油体积
(3)由可得,水吸收的热量
由温度升高
14.(1)
(2)
(3)25%
【详解】(1)汽油完全燃烧放出的热量
(2)卡车所受的阻力
因为卡车做匀速直线运动,卡车水平面方向上受牵引力和阻力,这两个力是一对平衡力,则其所受的牵引力
牵引力做的功
(3)该卡车发动机的效率
15.(1)2.5kg
(2)
(3)40%
【详解】(1)水的质量为
(2)水升高的温度
水吸收的热量
(3)天然气完全燃烧放出的热量
天然气灶烧水的效率
16.(1)
(2)
【详解】(1)4kg汽油完全燃烧放出的热量
(2)由题意可知,速度为
时间为
汽车行驶的距离
汽车在水平路面上匀速直线行驶,所以汽车处于平衡状态,其牵引力等于所受的摩擦力,即
汽车牵引力做的有用功为
汽车发动机的效率为
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