人教版九年級物理 專項綜合全練（一） 熱學(xué)的相關(guān)計算 1. 第七屆世界軍人運動會（7th?CISM?Military?World?Games），簡稱“武漢軍運會”，于 2019 年 10 月 18 日至 27 日在中國武漢舉行。運動會的火炬名稱為“和平榮光”，象征“和平、發(fā)展、友誼”?；鹁鎯?nèi)最多可裝有 250 克丙烷燃料，完全燃燒燃料最多可放出 J 熱量。如果這些熱量由干木柴來提供，需完全燃燒 kg 干木柴。（q丙烷=5×107?J/kg，q干木柴=1×107?J/kg） 2. 一臺單缸四沖程汽油機(jī)，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是 沖程；以汽油為燃料的某品牌小汽車行駛 100?km，發(fā)動機(jī)牽引力所做的功為 1.15×108?J，消耗汽油 10?kg，小汽車發(fā)動機(jī)的效率為 。（q汽油=4.6×107?J/kg） 3. 已知煤油的比熱容是 2.1×103?J/(kg??°C)，煤油吸收了 4.2×104?J 的熱量，煤油溫度升高了 20°C。 (1) 煤油的質(zhì)量為多少？ (2) 若這些熱量被 10?kg 的銅塊吸收，則銅塊升高的溫度是多少？[ c銅=0.4×103?J/(kg??°C) ] 4. 請回答下列問題： (1) 完全燃燒 0.3?m3 的天然氣來加熱水箱中的水，天然氣放出的熱量是多少 J？ (2) 若放出熱量的 84% 被水箱中的水吸收，則水箱中 20?L 、 20°C 的水溫度升高多少 °C？[天然氣的熱值為 3.0×107?J/m3，c水=4.2×103?J/(kg?°C)，ρ水=1×103?kg/m3，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽橐粋€標(biāo)準(zhǔn)大氣壓] 5. 一輛汽車以 72?km/h 的速度勻速行駛 10?min，消耗的汽油為 1.2?kg。汽車勻速行駛時受到的牽引力 F=1.2×103?N，汽油的熱值 q=4.6×107?J/kg。 (1) 汽車在這段時間做的功是多少？ (2) 這段時間內(nèi)汽車的效率是多少？（百分號前保留一位小數(shù)） (3) 簡要分析汽車效率低的原因（寫出兩條即可）。 6. 如圖所示為某型號的聯(lián)合收割機(jī)收割玉米的場景。它以四沖程柴油機(jī)作為動力裝置，輸出功率為 120.4?kW。收割玉米時，以 0.8?m/s 的速度勻速作業(yè) 10?min，需消耗 4.2?kg 柴油。[ q柴油=4.3×107?J/kg，c水=4.2×103?J/(kg?°C) ] (1) 求 4.2?kg 的柴油完全燃燒放出的熱量。 (2) 求柴油機(jī)的工作效率。 (3) 若 4.2?kg 的柴油完全燃燒放出的熱量全部被質(zhì)量為 1000?kg 、溫度為 25°C 的水吸收，求水的末溫。 答案 1. 【答案】1.25×107；1.25 【解析】 250 克丙烷放出的熱量：Q放=q丙烷m=5×107?J/kg×0.25?kg=1.25×107?J；干木柴放出相同的熱量，由 Q放=mq 可得需要完全燃燒干木柴的質(zhì)量：m?=Q放q干木柴=1.25×107?J1×107?J/kg=1.25?kg。 2. 【答案】做功； 【解析】內(nèi)燃機(jī)的四個沖程中，實現(xiàn)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的是做功沖程；10?kg 汽油放出的熱量是：Q=mq汽油=10?kg×4.6×107?J/kg=4.6×108?J，發(fā)動機(jī)的效率 η=WQ×100%=1.15×108?J4.6×108?J×100%=25%。 3. 【答案】 (1) 1?kg (2) 10.5°C 【解析】 (1) 由 Q吸=cmΔt 得煤油的質(zhì)量：m煤油=Q吸c煤油Δt煤油=4.2×104?J2.1×103?J/(kg??°C)×20°C=1?kg。 (2) 由 Q吸=cmΔt 得銅塊升高的溫度：Δt銅=Q吸c銅m銅=4.2×104?J0.4×103?J/(kg??°C)×10?kg=10.5°C。 4. 【答案】 (1) 9×106?J (2) 80°C 【解析】 (1) 天然氣完全燃燒放出的熱量：Q放=Vq=0.3?m3×3.0×107?J/m3=9×106?J。 (2) 水吸收的熱量 Q吸=84%Q放=84%×9×106?J=7.56×106?J， 由 ρ=mV 可得水的質(zhì)量：m=ρ水V?=1×103?kg/m3×20×10?3?m3=20?kg， 由 Q=cmΔt 得水的溫度變化：Δt=Q吸c水m=7.56×106?J4.2×103?J/(kg?°C)×20?kg=90°C， t末=t0+Δt=20°C+90°C=110°C>100°C， 因當(dāng)?shù)卮髿鈮簽橐粋€標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，則水的沸點為 100°C，所以水溫實際升高的溫度 t實=100°C?20°C=80°C。 5. 【答案】 (1) 1.44×107?J (2) 26.1% (3) 汽車效率低的原因主要是汽油不能完全燃燒、汽缸散失很多熱量、尾氣帶走許多熱量。 【解析】 (1) 由題意可知 v=72?km/h=20?m/s，t=10?min=600?s， 由 v=st 得，s=vt=20?m/s×600?s=1.2×104?m， W=Fs=1.2×103?N×1.2×104?m=1.44×107?J。 (2) 汽油完全燃燒放出的熱量 Q=mq=1.2?kg×4.6×107?J/kg=5.52×107?J， η=WQ×100%=1.44×107?J5.52×107?J×100%≈=26.1%。 6. 【答案】 (1) 1.806×108?J (2) 40% (3) 68°C 【解析】 (1) 4.2?kg 柴油完全燃燒放出的熱量：Q放=mq柴油=4.2?kg×4.3×107?J/kg=1.806×108?J。 (2) 收割玉米時柴油機(jī)做的功：W=Pt=120.4×103?W×10×60?s=7.224×107?J， 則柴油機(jī)的工作效率：η=WQ放×100%=7.224×107?J1.806×108?J×100%=40%。 (3) 由題意可知，水吸收的熱量 Q吸=Q放=1.806×108?J， 由 Q吸=cmΔt 得，水升高的溫度：Δt=Q吸c水m水=1.806×108?J4.2×103?J/(kg?°C)×1000?kg=43°C。 則水的末溫為：t=t0+Δt=25°C+43°C=68°C。