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人教版九年級(jí)物理 專(zhuān)項(xiàng)綜合全練(一) 熱學(xué)的相關(guān)計(jì)算

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1、 人教版九年級(jí)物理 專(zhuān)項(xiàng)綜合全練(一) 熱學(xué)的相關(guān)計(jì)算 1. 第七屆世界軍人運(yùn)動(dòng)會(huì)(7th?CISM?Military?World?Games),簡(jiǎn)稱(chēng)“武漢軍運(yùn)會(huì)”,于 2019 年 10 月 18 日至 27 日在中國(guó)武漢舉行。運(yùn)動(dòng)會(huì)的火炬名稱(chēng)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(lái)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(tái)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

2、汽車(chē)行駛 100?km,發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力所做的功為 1.15×108?J,消耗汽油 10?kg,小汽車(chē)發(fā)動(dòng)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(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1) 完全燃燒 0.3?m3 的天然氣來(lái)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

3、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€(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓] 5. 一輛汽車(chē)以 72?km/h 的速度勻速行駛 10?min,消耗的汽油為 1.2?kg。汽車(chē)勻速行駛時(shí)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(chē)在這段時(shí)間做的功是多少? (2) 這段時(shí)間內(nèi)汽車(chē)的效率是多少?(百分號(hào)前保留一位小數(shù)) (3) 簡(jiǎn)要分析汽車(chē)效率低的原因(寫(xiě)出兩條即可)。 6

4、. 如圖所示為某型號(hào)的聯(lián)合收割機(jī)收割玉米的場(chǎng)景。它以四沖程柴油機(jī)作為動(dòng)力裝置,輸出功率為 120.4?kW。收割玉米時(shí),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

5、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】?jī)?nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程中,實(shí)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(dòng)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

6、析】 (1) 由 Q吸=cmΔt 得煤油的質(zhì)量:m煤油=Q吸c(diǎn)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(diǎn)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

7、?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(diǎn)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€(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,則水的沸點(diǎn)為 100°C,所以水溫實(shí)際升高的溫度 t實(shí)=100°C?20°C=80°C。 5. 【答案】 (1) 1.44×107?J (2) 26.1% (3) 汽車(chē)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

8、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】

9、 (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(shí)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(diǎn)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。

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