1314章计算类习题.docx
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1314章计算类习题
1.小陈同学阅读了某品牌汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成如图所示的图表,请根据图中所给的信息(其中E=100%,E1=33%,E3=30%,E4=7%),计算该内燃机的效率为 ,若汽车行驶时发动机产生的牵引力是F,则燃烧质量为m的汽油能使汽车前进的距离S= .(用前面给出的物理量的符号表示,汽油的热值在本题中用q表示)
2.柴油机是工农业生产中常用的热机.已知某型号柴油机的效率是30%,在柴油机内完全燃烧3kg柴油能放热 J,该柴油机能对外做功 J.(柴油的热值为4.3×107J/kg)
3.新农村建设中正在大力推广使用瓶装液化气.如果每瓶装10kg液化气,液化气的热值取4.2×107J/kg,则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是 J,若放出的热量有40%被水吸收,在标准大气压下可把 kg的水从20℃加热至沸腾.[c水=4.2×103J/(kg•℃)].
4.液化天然气是天然气经压缩、冷却至其沸点(﹣161.5℃)温度后 (填物态变化名称)变成液体;如果1m3的天然气完全燃烧放出8.4×107J的热量全部被水吸收,要把水从20℃提高到100℃,水的质量最多是 kg.[已知c水=4.2×103J/(kg•℃)].
5.2017年6月2日中央电视台报道,我国在南海海底实现“可燃冰”连续稳定产气22天,可燃冰燃烧时将化学能转化为 能,完全燃烧热值为5.6×109J/m3的可燃冰2m3,放出的热量是 J,相当于完全燃烧热值为2.8×107J/m3的天然气 m3放出的热量.
6.农作物的秸秆可以回收加工制成秸秆煤.完全燃烧0.5kg的秸秆煤可放出 J的热量;若这些热量完全被质量为100kg,初温为20℃的水吸收,可使水温升高到 ℃[已知q秸秆煤=2.1×107J/kg,C水=4.2×103J/(kg•℃)].
7.2017年5月18日,我国实现全球首次海域可燃冰试采成功.可燃冰与石油一样都是 (填“可再生”或“不可再生”)能源.1m3可燃冰可以释放出175m3的天然气,这些天然气完全燃烧释放出的热量是 J;若这些热量有50%被10吨的水吸收,水的温度能够上升 ℃.(q天然气=3.6×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃))
8.小红在实验室用酒精把质量是150g,初温是60℃的水加热到100℃,则水吸收的热量是 J;若不计热损失,至少需要燃烧 g酒精.[c水=4.2×103J/(kg•℃),q酒精=3.0×107J/m3].
9.小明用燃气灶把质量为12kg初温为20℃的水加热到100℃,燃烧掉0.42m3的天然气,则燃烧的天然气放出的热量是 J,燃气灶的热效率是 .(天然气的热值是3.2×107J/m3)
10.“可燃冰”是一种新型能源,主要成分是甲烷,可直接点燃,燃烧后几乎不产生任何残渣,所以“可燃冰”是一种 能源(选填“清洁”或“污染”);1m3甲烷完全燃烧能产生 J热量,这些热量可以使 kg的水从20℃加热到100℃.[设甲烷的热值q甲烷=4.2×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃)].
11.有甲、乙两物体,质量之比m甲:
m乙之比为2:
3,比热容c甲:
c乙之比为2:
1.如果它们放出相同的热量,则它们降低温度之比为 .
12.质量相等,初温均为10℃的甲、乙两物体,将它们分别投入温度均为60℃的等质量的两杯热水中,热平衡后甲所在杯中热水温度降低了5℃,乙所在杯中热水温度降低了20℃,不考虑热量损失,则甲乙两物体的比热容之比为 .
13.有质量为5kg,初温为15℃的水,吸热后温度升高到95℃,则需吸收的热量为 J;如果这些热量由天然气燃烧来提供,则至少需要燃烧热值为4.0×107J/m3的天然气 m3.(水的比热容为4.2×103J/(kg•℃))
14.天然气燃烧时将 能转化为 能.至少需要消耗 m3的天然气才能将质量为20kg、初温为20℃的水烧开.[标准大气压、c水=4.2×103J/(kg•℃),q天然气=3.2×107J/m3].
二.解答题(共3小题)
15.某学校小组想研究酒精灯烧水时的热效率.他们用酒精灯给100g初温为20℃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.
16.用煤气灶把2kg、初温为30℃的水烧到80℃,消耗了20g煤气,已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),煤气的热值为4.2×107J/kg.
(1)水吸收的热量为多少J?
(2)该煤气灶烧水的效率为多少?
17.用煤气灶把2kg、初温为20℃的水烧到100℃,消耗了0.03kg煤气.已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),煤气的热值为4.48×l07J/kg.计算:
(1)水吸收的热量为多少J?
(2)煤气完全燃烧放出的热量为多少J?
(3)煤气灶烧水的效率为多少?
2017年09月12日1044569的初中物理组卷
参考答案与试题解析
一.填空题(共14小题)
1.小陈同学阅读了某品牌汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成如图所示的图表,请根据图中所给的信息(其中E=100%,E1=33%,E3=30%,E4=7%),计算该内燃机的效率为 30% ,若汽车行驶时发动机产生的牵引力是F,则燃烧质量为m的汽油能使汽车前进的距离S=
.(用前面给出的物理量的符号表示,汽油的热值在本题中用q表示)
【解答】解:
由图示的能流图可知,该内燃机的效率为:
η=E﹣E1﹣E3﹣E4=100%﹣33%﹣30%﹣7%=30%,
由题意知:
汽车行驶时发动机产生的牵引力是F,燃烧汽油的质量为m,汽油的热值是q,汽油机的效率为30%,汽车通过的距离设为S.
由此可以得到完全燃烧质量为m的汽油产生的总能量:
Q=mq,
有效利用的能量:
Q有=Qη=30%mq﹣﹣﹣﹣﹣①,
有效利用的能量对汽车做功,即W=Q有﹣﹣﹣﹣﹣②,
牵引力对汽车做的功W=FS﹣﹣﹣﹣﹣③,
联立①②③式解得:
S=
.
故答案为:
30%;
.
2.柴油机是工农业生产中常用的热机.已知某型号柴油机的效率是30%,在柴油机内完全燃烧3kg柴油能放热 1.29×108 J,该柴油机能对外做功 3.87×107J J.(柴油的热值为4.3×107J/kg)
【解答】解:
(1)完全燃烧3kg柴油能放热:
Q放=mq=3kg×4.3×107J/kg=1.29×108J;
(2)由η=
×100%可得,该柴油机能对外做功:
W=Q放η=1.29×108J×30%=3.87×107J;
故答案为:
1.29×108;3.87×107.
3.新农村建设中正在大力推广使用瓶装液化气.如果每瓶装10kg液化气,液化气的热值取4.2×107J/kg,则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是 4.2×108 J,若放出的热量有40%被水吸收,在标准大气压下可把 500 kg的水从20℃加热至沸腾.[c水=4.2×103J/(kg•℃)].
【解答】解:
(1)整瓶液化气完全燃烧释放热量:
Q放=mq=10kg×4.2×107J/kg=4.2×108J,
(2)由题知,水吸收的热量:
Q吸=Q放×40%=4.2×108J×40%=1.68×108J,
由Q吸=c水m水(t﹣t0)得水的质量:
m水=
=
=500kg.
故答案为:
4.2×108;500.
4.液化天然气是天然气经压缩、冷却至其沸点(﹣161.5℃)温度后 液化 (填物态变化名称)变成液体;如果1m3的天然气完全燃烧放出8.4×107J的热量全部被水吸收,要把水从20℃提高到100℃,水的质量最多是 250 kg.[已知c水=4.2×103J/(kg•℃)].
【解答】解:
(1)液化天然气是天然气经压缩、冷却至其沸点(﹣161.5℃)温度后液化变成液体的;
(2)由题知,Q吸=Q放=8.4×107J,
根据Q吸=cm(t﹣t0)可知,
水的质量为:
m=
=
=250kg.
故答案为:
液化;250.
5.2017年6月2日中央电视台报道,我国在南海海底实现“可燃冰”连续稳定产气22天,可燃冰燃烧时将化学能转化为 内 能,完全燃烧热值为5.6×109J/m3的可燃冰2m3,放出的热量是 1.12×l010 J,相当于完全燃烧热值为2.8×107J/m3的天然气 400 m3放出的热量.
【解答】解:
(1)可燃冰在燃烧时,内部的化学能转化成内能;
(2)2m3“可燃冰”完全燃烧放出的热量:
Q放=V可燃冰q可燃冰=2m3×5.6×109J/m3=1.12×l010J;
由Q放=Vq得需要天然气的体积:
V天然气=
=
=400m3.
故答案为:
内;1.12×l010;400.
6.农作物的秸秆可以回收加工制成秸秆煤.完全燃烧0.5kg的秸秆煤可放出 1.05×107 J的热量;若这些热量完全被质量为100kg,初温为20℃的水吸收,可使水温升高到 45 ℃[已知q秸秆煤=2.1×107J/kg,C水=4.2×103J/(kg•℃)].
【解答】解:
秸秆煤完全燃烧释放的热量:
Q放=m秸秆煤q=0.5kg×2.1×107J/kg=1.05×107J.
由题意可知,水吸收的热量为:
Q吸=Q放=1.05×107J,
由Q吸=cm△t可得,水升高的温度:
△t=
=
=25℃,
则水的末温:
t=t0+△t=20℃+25℃=45℃.
故答案为:
1.05×107;45.
7.2017年5月18日,我国实现全球首次海域可燃冰试采成功.可燃冰与石油一样都是 不可再生 (填“可再生”或“不可再生”)能源.1m3可燃冰可以释放出175m3的天然气,这些天然气完全燃烧释放出的热量是 6.3×109 J;若这些热量有50%被10吨的水吸收,水的温度能够上升 75 ℃.(q天然气=3.6×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃))
【解答】解:
(1)可燃冰的总量是有限的,属于不可再生能源;
(1)1m3的“可燃冰”相当于的天然气的体积为:
V=1×175m3=175m3,
这些天然气完全燃烧产生热量:
Q放=Vq=175m3×3.6×107J/m3=6.3×109J;
(2)水吸收的热量:
Q吸=ηQ放=50%×6.3×109J=3.15×109J,
由Q吸=cm△t得加热后水的温度:
△t=
=
=75℃.
故答案为:
不可再生;6.3×109;75.
8.小红在实验室用酒精把质量是150g,初温是60℃的水加热到100℃,则水吸收的热量是 2.52×104 J;若不计热损失,至少需要燃烧 672 g酒精.[c水=4.2×103J/(kg•℃),q酒精=3.0×107J/m3].
【解答】解:
水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×0.15kg×(100℃﹣60℃)=2.52×104J,
不计热损失,Q吸=Q放=V酒精q,
则V酒精=
=
=0.84×10﹣3m3.
由ρ=
可得,酒精的质量m=ρV酒精=0.8×103kg/m3×0.84×10﹣3m3=0.672kg=672g.
故答案为:
2.52×104;672.
9.小明用燃气灶把质量为12kg初温为20℃的水加热到100℃,燃烧掉0.42m3的天然气,则燃烧的天然气放出的热量是 1.344×107 J,燃气灶的热效率是 30% .(天然气的热值是3.2×107J/m3)
【解答】解:
(1)水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×12kg×(100℃﹣20℃)=4.032×106J;
(2)天然气完全燃烧放出的热量:
Q放=Vq=0.42m3×3.2×107J/m3=1.344×107J;
燃气灶的热效率:
η=
×100%=
×100%=30%.
故答案为:
1.344×107;30%.
10.“可燃冰”是一种新型能源,主要成分是甲烷,可直接点燃,燃烧后几乎不产生任何残渣,所以“可燃冰”是一种 清洁 能源(选填“清洁”或“污染”);1m3甲烷完全燃烧能产生 4.2×107 J热量,这些热量可以使 125 kg的水从20℃加热到100℃.[设甲烷的热值q甲烷=4.2×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃)].
【解答】解:
(1)由题意可知,可燃冰”是一种新型能源,主要成分是甲烷,可直接点燃;
而甲烷燃烧的产物为二氧化碳和水,燃烧后几乎不产生任何残渣和废弃物,所以“可燃冰”是一种新型清洁能源.
(2)1m3甲烷完全燃烧能产生的热量:
Q放=Vq甲烷=1m3×4.2×107J/m3=4.2×107J.
(3)由题意知,水吸收的热量Q吸=Q放=4.2×107J;
由Q吸=c水m水(t﹣t0)得,水的质量:
m水=
=
=125kg.
故答案为:
清洁;4.2×107;125.
11.有甲、乙两物体,质量之比m甲:
m乙之比为2:
3,比热容c甲:
c乙之比为2:
1.如果它们放出相同的热量,则它们降低温度之比为 3:
4 .
【解答】解:
已知
=
,放出热量之比Q甲:
Q乙=1:
1,比热容之比
=
,
由Q放=cm△t得,它们降低温度之比:
=
=
=
×
=
.
故答案为:
3:
4.
12.质量相等,初温均为10℃的甲、乙两物体,将它们分别投入温度均为60℃的等质量的两杯热水中,热平衡后甲所在杯中热水温度降低了5℃,乙所在杯中热水温度降低了20℃,不考虑热量损失,则甲乙两物体的比热容之比为 1:
6 .
【解答】解:
物体甲放入热水杯后,它们的共同温度为60℃﹣5℃=55℃,
水放出的热量Q放=c水m水△t水
甲吸收的热量Q吸=c甲m甲△t甲,
根据热平衡方程:
Q放=Q吸,
即c水m水△t水=c甲m甲△t甲
代入相关数据得:
c甲=
×
,
物体乙放入热水杯后,它们的共同温度为60℃﹣20℃=40℃,
水放出的热量Q放=c水m水△t水
乙吸收的热量Q吸=c乙m乙△t乙,
根据热平衡方程:
Q放=Q吸,
即c水m水△t水=c乙m乙△t乙
代入相关数据得:
c乙=
×
,
甲、乙两物体质量相等,即m甲=m乙,
则
=
=
故答案为:
1:
6.
13.有质量为5kg,初温为15℃的水,吸热后温度升高到95℃,则需吸收的热量为 1.68×106 J;如果这些热量由天然气燃烧来提供,则至少需要燃烧热值为4.0×107J/m3的天然气 0.042 m3.(水的比热容为4.2×103J/(kg•℃))
【解答】解:
(1)水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×(95℃﹣15℃)=1.68×106J;
(2)由题知,Q吸=Q放,
由Q放=qV,可得,
需要天然气的体积:
V=
=
=0.042m3.
故答案为:
1.68×106;0.042.
14.天然气燃烧时将 化学 能转化为 内 能.至少需要消耗 0.21 m3的天然气才能将质量为20kg、初温为20℃的水烧开.[标准大气压、c水=4.2×103J/(kg•℃),q天然气=3.2×107J/m3].
【解答】解:
(1)天然气燃烧时将化学能转化为内能;
(2)水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×20kg×(100℃﹣20℃)=6.72×106J;
天然气完全燃烧放出的热量:
Q放=Q吸=6.72×106J,
由Q放=Vq,可得,所需天然气的体积:
V天然气=
=
=0.21m3.
故答案为:
化学;内;0.21.
二.解答题(共3小题)
15.某学校小组想研究酒精灯烧水时的热效率.他们用酒精灯给100g初温为20℃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.
【解答】解:
(1)100g=0.1kg,水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×0.1kg×60℃=2.52×104J;
(2)酒精完全燃烧产生的热量:
Q放=mq=0.0042kg×3×107J/kg=1.26×105J;
(3)酒精灯烧水时的热效率:
η=
=
×100%=20%.
答:
(1)水吸收的热量是2.52×104J;
(2)4.2g酒精完全燃烧放出的热量是1.26×105J;
(3)酒精灯烧水时的热效率是20%.
16.用煤气灶把2kg、初温为30℃的水烧到80℃,消耗了20g煤气,已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),煤气的热值为4.2×107J/kg.
(1)水吸收的热量为多少J?
(2)该煤气灶烧水的效率为多少?
【解答】解:
(1)水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)
=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(80℃﹣30℃)
=4.2×105J;
(2)煤气的质量:
m煤气=20g=0.02kg,
这些煤气完全燃烧放出的热量:
Q放=m煤气q=0.02kg×4.2×107J/kg=8.4×105J;
煤气灶烧水的效率:
η=
×100%=
×100%=50%.
答:
(1)水吸收了4.2×105J的热量;
(2)煤气灶烧水的效率为50%.
17.用煤气灶把2kg、初温为20℃的水烧到100℃,消耗了0.03kg煤气.已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),煤气的热值为4.48×l07J/kg.计算:
(1)水吸收的热量为多少J?
(2)煤气完全燃烧放出的热量为多少J?
(3)煤气灶烧水的效率为多少?
【解答】解:
(1)水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃﹣20℃)=6.72×105J;
(2)0.03kg煤气完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=0.03kg×4.48×107J/kg=1.344×106J;
煤气灶烧水的效率:
η=
×100%=
×100%=50%.
答:
(1)水吸收的热量为6.72×105J;
(2)煤气完全燃烧放出的热量为1.344×106J;
(3)煤气灶烧水的效率为50%.
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