人教版九年级物理 第13章 内能 计算题训练一解析版Word格式.docx
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铁钉吸收的热量是多少?
[c铁=0.46×
10.某油电混合动力小汽车,在一段平直的公路上匀速行驶了50km,用了半小时,受到的阻力为2×
103N,求:
(1)若在这一过程中消耗燃油5×
10﹣3m3,求这一过程中燃油燃烧放出的热量(已知燃油密度为0.8×
103kg/m3,热值为4.6×
107J/kg)
(2)小汽车行驶100km发动机做的功为多少?
(3)若该车改用电动力行驶,若每行驶100km消耗电能100kW•h,求此过程的效率。
11.2018年1月19日,在我国酒泉卫星发射中心,长征十一号固体运载火箭“一箭六星”发射任务圆满成功。
如图所示,航天燃料从液态变为固态,是一项技术突破。
铍是一种高效率的火箭材料,铍在燃烧时释放出巨大的能量(已知c水=4.2×
103J/(kg•℃),q铍=6.3×
107J/kg),求:
(1)1kg的铍完全燃烧放出的热量为多少焦耳?
(2)若这些热量全部被水吸收,可以使750kg的水温度升高多少摄氏度?
12.某小组同学用酒精灯给100g的水加热,经过一段时间测得水温升高了60℃、消耗了4.2g酒精。
已知:
水的比热容为4.2×
103J/(kg•℃),酒精的热值为3×
107J/kg.求:
(1)此过程中水吸收的热量;
(2)4.2g酒精完全燃烧放出的热量;
(3)酒精灯烧水时的热效率。
13.小华家使用沼气作为生活燃料,在某一次给温度为20℃、100kg的水进行加热,用去了0.1m3沼气。
按照沼气完全燃烧计算,在这一次给水加热过程中有30%被水吸收,则水的温度升高多少℃?
(沼气的热值为2.5×
107J/m3,四舍五入,保留1位小数)
14.小明家每天所消耗的天然气能将1标准气压下30kg、20℃的水烧开,通过燃气计量表,查出每天消耗的天然气约0.5m3,天然气的热值为3.6×
103J/(kg•℃),求小明家
(1)烧水时有效利用的热量;
(2)每天消耗天然气放出的热量;
(3)所用烧水炉具的能量利用效率。
15.天然气具有价格实惠、污染少、热值高等优点。
小东用天然气灶将一锅质量为2kg、温度为20℃的水加热到80℃,用时约为6min。
103J/(kg•℃),天然气的热值为3.5×
107J/m3.求:
(1)在这个过程中水吸收的热量是多少?
(2)若这个过程中天然气完全燃烧放出的热量80%被水吸收,则需要多少m3的天然气?
16.质量为500g的某液体放出了3×
104J的热量后,温度下降了30℃;
若此液体放出的热量有60%被一质量为2kg的铁球吸收,求:
(1)某液体的比热容
(2)铁球升高的温度(c铁=0.45×
103J/(kg•℃))
17.若天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收,现要在标准大气压下把5L的水从20℃加热至沸腾。
已知水的比热容为4.2×
103J/(kg•℃),天然气的热值为q天然气=4×
(1)在这个过程中水吸收的热量;
(2)需完全燃烧天然气的体积。
18.被誉为“国之光荣”的秦山核电站1991年12月15日投入运行开始,秦山核电基地一直保持安全稳定运行,目前每分钟的安全发电量相当于少消耗烟煤2×
104kg,那么:
(1)2×
104kg烟煤如果完全燃烧,放出的热量为多少J?
(烟煤的热值为3.36×
(2)假设2×
104kg烟煤在煤炉中完全燃烧,放出的热量部分被水吸收,可以使5×
105kg的水从20℃升高到100℃,求水吸收的热量为多少J.[c水=4.2×
103J/(kg•℃)
(3)若将这些烟煤完全燃烧获得的内能全部转化为机械能而对外做功,则用这些功可将3×
103kg的货物匀速举高多少米?
(g=10N/kg)
19.在西部大开发中,国家提出“退耕还林”的伟大举措,这对改善西部生态环境有着重要意义。
大量植树选林,可调节气温。
据某新闻媒体报道,一万平方米的森林每秒钟吸收的太阳能约为1.2×
105J,
(1)如果这些能量被50kg的干泥土所吸收,那么,可使温度为7℃的干泥土的温度升高到多少℃?
[c干泥土=0.8×
103J/(kg•℃)]。
(2)一万平方米的森林每分钟吸收的太阳能相当于完全燃烧多少千克煤气产生的热量(q煤气=3.6×
20.一个质量为250g的钢刀,加热到560℃,然后在空气中自然冷却,室温为20℃,这把钢刀在冷却过程中放出多少热量?
若把这把钢刀放到30℃质量为0.5kg的水中,水温可以升高到多少?
假设钢刀没有热量的损失,钢的比热容c=0.46×
第13章内能计算题训练
(一)
参考答案与试题解析
1.【分析】
(1)根据Q放=Vq求出完全燃烧0.042m3的天然气释放的热量;
(2)知道水的比热容和温度的变化量以及吸收的热量,根据Q吸=cm△t求出加热水的质量。
【解答】解:
(1)完全燃烧0.042m3的天然气放出的热量:
Q放=Vq=0.042m3×
4×
107J/m3=1.68×
106J;
(2)由题意可知,水吸收的热量:
Q吸=Q放=1.68×
由Q吸=cm△t可得,加热水的质量:
m=
=
=8kg。
答:
(1)这些天然气完全燃烧放出1.68×
106J的热量;
(2)这些热量能使8kg的水温度升高50℃。
【点评】本题考查了燃料完全燃烧释放热量公式、吸热公式的应用,是一道较为简单的计算题。
2.【分析】
(1利用热值公式Q=qm求解燃烧无烟煤放出的热量;
(2结合热量公式Q=cm△t的变形公式m=
求解烧开水的质量。
(1)完全燃烧20kg的无烟煤放出的热量:
Q放=qm=3.4×
107J/kg×
20kg=6.8×
108J;
(2)由η=
得水吸收的热量:
Q吸=ηQ放=84%×
6.8×
108J=5.712×
由Q吸=cm△t得水的质量:
m水=
=1.7×
103kg;
完全燃烧20kg的无烟煤放出的热量是6.8×
108J,能把1.7×
103kg的20℃的水烧开。
【点评】本题考查学生对热量公式的掌握和运用。
3.【分析】
(1)知道铁钉的质量、铁的比热容、铁钉的温度变化值,利用放热公式计算铁钉放出的热量;
(2)物体吸收热量后升高的温度可以结合热量的变形公式△t=
进行求解。
(1)铁钉的质量m=2g=2×
10﹣3kg,
铁钉的温度从800℃降低到700℃,放出的热量:
Q放=c铁m(t0﹣t)=0.46×
103J/(kg•℃)×
2×
10﹣3kg×
(800℃﹣700℃)=92J。
(2)已知铁和铝的质量相同,并且吸收相同的热量,因为铁的比热容小于铝的比热容,所以由公式△t=
可知,铁升高的温度较高。
(1)一根烧红的铁钉,质量为2g,温度从800℃降低到700℃,放出92J的热量;
(2)铁。
【点评】本题考查了热量计算公式的应用,知道铁和铝比热容的大小关系是突破口,用好吸热公式是解本题的关键。
4.【分析】
(1)知道水面距瓶底的高度,根据p=ρgh求出水对瓶底的压强;
(2)知道水的质量、初温和末温以及比热容,根据Q吸=cm(t﹣t0)求出瓶中的水吸收的热量。
(1)水对瓶底的压强:
p=ρ水gh=1.0×
103kg/m3×
10N/kg×
0.16m=1.6×
103Pa;
(2)瓶中的水吸收的热量:
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×
0.35kg×
(38℃﹣28℃)=1.47×
104J。
(1)水对瓶底的压强为1.6×
(2)瓶中的水吸收的热量为1.47×
【点评】本题考查了液体压强公式和吸热公式的应用,是一道较为简单的计算题。
5.【分析】
(1)知道水的比热容、质量和初温,根据Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量;
(2)这些热量由完全燃烧天然气获得,再根据Q放=Vq求烧开这壶水需要天然气的体积;
(1)水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×
20kg×
(75℃﹣25℃)=4.2×
106J。
(2)这些热量由完全燃烧天然气获得,则Q吸=Q放=4.2×
由Q放=Vq得,烧开这壶水需要天然气的体积:
V=
=0.12m3。
(1)这些水吸收的热量是4.2×
(2)若这些热量由完全燃烧天然气获得,则需要0.12m3天然气。
【点评】本题考查了吸热公式及燃料完全燃烧释放热量公式的掌握和应用,熟练运用公式及变形公式即可正确解题。
6.【分析】根据热传递过程中的放热公式Q=Cm△t可计算该金属的比热容。
水的质量为m=500g=0.5kg,
由Q放=cm(t0﹣t)得:
冰的比热容:
c=
=2.1×
冰的比热容是2.1×
【点评】本题考查了冰的比热容,应用热量公式即可正确解题,本题是一道基础题。
7.【分析】
(1)由Q放=Vq可求出天然气完全燃烧放出的热量;
(2)已知天然气烧水的热效率为60%,可求得水吸收的热量,然后利用Q=cm△t可求得升高的温度,然后可知水的末温。
(1)0.28m3的天然气完全燃烧放出的热量:
Q放=Vq=0.28m3×
3.6×
107J/m3=1.008×
107J;
×
100%可得,30kg的水吸收的热量:
Q吸=ηQ放=60%×
1.008×
107J=0.6048×
由Q吸=cm△t可得,水升高的温度:
△t=
=48℃。
则水的末温:
t=t0+△t=20℃+48℃=68℃。
(1)0.28m3的天然气完全燃烧所放出来的热量为1.008×
(2)30kg的水的末温为68℃。
【点评】本题主要考查了密度公式。
燃料完全燃烧放热公式Q放=Vq、Q吸=cm△t=cm(t﹣t0)和效率公式的掌握和运用,虽知识点多、综合性强,但都属于基础,难度不大。
8.【分析】水所吸收的热量等于牛奶释放的热量,由热量公式求出水所吸收的热量,然后由热量公式的变形公式求出牛奶的比热容。
水吸收的热量:
Q吸=c水m水△t水=4.2×
1kg×
(40℃﹣20℃)=8.4×
104J,
牛奶释放的热量Q放=Q吸=8.4×
由Q放=cm(t0﹣t)得牛奶的比热容:
c牛奶=
=3.36×
答:
牛奶的比热容是3.36×
【点评】此题考查热平衡方程的应用,应用热量公式与热量公式的变形公式即可正确解题,本题难度不大。
9.【分析】知道铁钉的质量、初温和末温以及比热容,根据Q吸=cm(t﹣t0)求出铁钉吸收的热量。
铁钉吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)
=0.46×
10×
(270℃﹣20℃)
=1150J。
铁钉吸收的热量是1150J。
【点评】本题考查了热量的计算,计算过程要注意单位的换算,是一道基础题目。
10.【分析】
(1)知道燃油的密度和体积,利用m=ρV求燃油的质量,再利用Q放=mq求燃油完全燃烧放出的热量,即热机消耗的总能量;
(2)由于车匀速行驶,车受到的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,可求牵引力大小,又知道行驶的路程,利用W=Fs求牵引力做功;
(3)根据W有用=Fs计算出有用功,根据1kW•h=3.6×
106J计算出100kW•h的电能,再利用效率公式η=
求该电动车的效率。
(1)由ρ=
得消耗燃油的质量:
m=ρV=0.8×
5×
10﹣3m3=4kg,
燃油完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=4kg×
4.6×
107J/kg=1.84×
108J,
(2)因为车匀速行驶,
所以牵引力F=f=2×
103N,
小汽车行驶100km发动机做的功:
W=Fs=2×
103N×
100×
103m=2×
(3)若该车改用电动力,提供的牵引力仍然为2×
电动车每行驶100km做的功为:
W有用=Fs=2×
消耗电能W=100kW•h=100×
106J=3.6×
此过程的效率η=
100%=
100%≈55.6%。
(1)燃油燃烧放出的热量为1.84×
(2)该车行驶的速度为100km/h,该车牵引力所做的功为2×
(3)该车的效率为55.6%。
【点评】本题为力学、热学、电学的综合题,综合考查了学生对密度公式、功的公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式、二力平衡条件的了解与掌握,要求灵活运用相关公式。
11.【分析】
(1)根据Q放=mq求出1kg的铍完全燃烧放出的热量;
(3)由题知,Q吸=Q放,根据Q吸=cm△t的变形式求出水升高温度。
(1)1kg铍完全燃烧放出的热量:
Q放=mq铍=1kg×
6.3×
l07J/kg=6.3×
l07J;
(2)由题知,Q吸=Q放=6.3×
l07J,
由Q吸=cm△t得水升高温度:
=20℃。
(1)1kg的铍完全燃烧放出的热量为6.3×
(2)若这些热量全部被水吸收,可以使750kg的水温度升高20℃。
【点评】本题考查了学生对燃料完全燃烧放热公式、吸热公式的掌握和运用,因条件已给出,难度不大。
12.【分析】
(1)知道水的质量、比热容和温度变化,利用吸热公式求水吸收的热量;
(2)已知酒精的质量和热值,利用Q=mq可求酒精完全燃烧产生的热量;
(3)烧水时的热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。
(1)m水=100g=0.1kg,
Q吸=cm水△t=4.2×
0.1kg×
60℃=2.52×
104J;
(2)酒精完全燃烧产生的热量:
Q放=m酒精q=0.0042kg×
3×
107J/kg=1.26×
105J;
(3)酒精灯烧水时的热效率:
η=
100%=20%。
(1)此过程中水吸收的热量是2.52×
(2)4.2g酒精完全燃烧放出的热量是1.26×
(3)酒精灯烧水时的热效率是20%。
【点评】本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用,熟记相关的计算公式是本题的关键。
13.【分析】根据Q放=Vq求出沼气完全燃烧放出的热量,然后根据η=
100%的变形公式求出沼气完全燃烧放出的热量,最后利用Q吸=cm△t的变形公式求出水升高的温度。
沼气完全燃烧放出的热量:
Q放=Vq=0.1m3×
2.5×
107J/m3=2.5×
106J,
由η=
100%得,水吸收的热量:
Q吸=ηQ放=30%×
106J=7.5×
由Q=cm△t得,水升高的温度:
≈1.8℃。
水的温度升高1.8℃。
【点评】此题主要考查的是学生对燃料热值、效率公式、热量计算公式的理解和掌握,难度不大。
14.【分析】
(1)知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温(一个标准大气压下水的沸点为100℃),利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量,即每天烧水需要的热量;
(2)利用Q放=Vq计算燃烧0.5m3天然气放出的热量;
(3)每天烧水做饭需要的热量为有用能量,燃烧0.5m3天然气放出的热量为总能量,利用效率公式求所用烧水炉具的能量利用效率。
(1)一个标准大气压下水的沸点为100℃,
水吸收的热量(即烧水时有效利用的热量):
Q吸=cm△t=4.2×
30kg×
(100℃﹣20℃)=1.008×
107J,
(2)燃烧0.5m3天然气放出的热量:
Q放=Vq=0.5m3×
107J/m3=1.8×
(3)所用烧水炉具的能量利用效率:
100%=56%。
(1)烧水时有效利用的热量为1.008×
(2)每天消耗天然气放出的热量为1.8×
(3)所用烧水炉具的能量利用效率为56%。
【点评】本题考查了学生对吸热公式Q吸=cm△t、燃料完全燃烧放热公式Q放=Vq和效率公式的掌握和运用,增强了学生的节能意识、环保意识。
15.【分析】
(1)知道水的初末温,又知道水的比热容、质量,利用Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量;
(2)根据η=
求天然气完全燃烧放出的热量;
根据Q放=Vq求出烧这壶水需要天然气的体积。
2kg×
(80℃﹣20℃)=5.04×
可得天然气完全燃烧放出的热量:
Q放=
=6.3×
由Q放=Vq得需要天然气的体积:
=0.018m3。
(1)水吸收的热量为5.04×
(2)需要0.018m3的天然气。
【点评】本题考查了吸热公式、热效率公式及燃料完全燃烧释放热量公式的应用,熟练运用公式及变形公式即可正确解题。
16.【分析】
(1)知道液体的质量、温度变化量和放出的热量,根据Q放=cm△t求出该液体的比热容;
(2)由题知,Q吸=Q放×
60%,据此求出铁球吸收的热量;
知道铁的比热容、质量和吸收的热量,根据Q放=cm△t求出铁球升高的温度。
(1)由Q放=cm△t得,该液体的比热容:
c液=
=2×
103J/(kg•℃);
(2)由题意可得,铁球吸收的热量:
Q吸=Q放×
60%=3×
104J×
60%=1.8×
由Q吸=cm△t得,铁球升高的温度:
△t′=
(1)某液体的比热容为2×
(2)铁球升高的温度为20℃。
【点评】本题考查了吸放热公式的应用,注意Q吸=Q放×
60%,本题物理量较多,仔细一点即可作答,难度不大。
17.【分析】
(1)已知水的体积,利用公式m=ρV得到水的质量;
在标准大气压下水的沸点是100℃.知道水的初、末温,又知道水的比热容、质量,利用Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量;
求天然气完全燃烧放出的热量,再利用Q放=Vq求出需要天然气的体积。
(1)因为ρ=
,
所以水的质量为m=ρV水=1.0×
10﹣3m3=5kg,
在标准大气压下水的沸点是100℃,
5kg×
(100℃﹣20℃)=1.68×
=0.084m3。
(1)水吸收的热量为1.68×
(2)需要完全燃烧的天然气体积为0.084m3。
【点评】本题考查了密度变形公式、吸热公式、热效率公式及燃料完全燃烧释放热量公式的应用,知道沸点与气压的关系,熟练运用公式及变形公式即可正确解题,
18.【分析】
(1)利用热值公式Q放=mq可以求出烟煤完全燃烧释放的热量;
(2)利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量;
(3)利用G=mg求货物的重力,再利用Q放=W=Fs=Gh求货物被提升的高度。
(1)完全燃烧无烟煤放出的热量:
Q放=mq=2×
104kg×
3.36×
107J/kg=6.72×
1011J;
(2)水吸收的热量:
105kg×
(3)货物所受重力:
G=mg=3×
103kg×
10N/kg=3×
104N,
由Q放=W=Fs=Gh得货物被提升的高度:
h=
=2.24×
107m。
104kg烟煤如果完全燃烧,放出的热量为6.72×
(2)水吸收的热量为1.68×
(3)用这些功可将3×
103kg的货物匀速举高2.24×
【点评】本题考查了吸热公式、热值公式、重力公式、功的公式的应用,属于常见的题型,难度不大。
19.【分析】
(1)已知泥土吸收的热量Q、泥土的初温t0和质量m,求泥土升高到的末温t,利用热量的计算公式Q吸=cm(t﹣t0)的变形计算即可。
(2)已知一万平方米的森林每秒钟吸收的太阳能,可求每分钟吸收的太阳能,然后利用Q=mq可求得煤气质量。
(1)设太阳能为Q1,干泥土吸收的热量为Q2,
由题意则有:
Q2=Q1=1.2×
根据公式Q吸=cm(t﹣t0)得:
干泥土升高到的温度:
t=
+t0=
+7℃=10℃。
(2)一万平方米的森林每分钟吸收的太阳能Q3=60Q1=60
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