2024-2025學(xué)年九年級物理上學(xué)期期中試題專題18熱學(xué)計(jì)算含解析

Page1專題18熱學(xué)計(jì)算1、（2024·天津市南開區(qū)九年級上學(xué)期期中考試）若家用自然氣的熱值為4.2×107J/m3水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）．（1）完全燃燒0.04m3自然氣放出的熱量是多少？（2）若某新型自然氣灶燒水的效率為40%，完全燃燒0.04m3自然氣可使室溫下5kg的水溫度上升多少？【答案】（1）1.68×106J；（2）32℃．【解析】依據(jù)公式Q放＝Vq計(jì)算出自然氣放出的熱量值；依據(jù)Q吸＝Q放×40％計(jì)算出被水汲取的熱量；利用熱量的公式Q吸＝cmΔt即可求出水上升的溫度．（1）完全燃燒0.04m3自然氣可放出熱量：Q放＝Vq＝0.04m3×4.2×107J/m3＝1.68×106J；（2）被水汲取的熱量為Q吸＝Q放×40％＝1.68×106J×40%＝6.72×105J，因?yàn)镼吸＝cmΔt，所以Δt==，解得：Δt＝32℃．2、（2024·天津市和平區(qū)九年級上學(xué)期期中考試）我國自主研制的某型新一代戰(zhàn)斗機(jī)，它具備超音速巡航、電磁隱身、超機(jī)動(dòng)性、超視距攻擊等優(yōu)異性能，該飛機(jī)最大起飛質(zhì)量為Mt，最大飛行高度為Hm，最大航行速度達(dá)3馬赫[馬赫（Ma）是表示航空航天飛行器速度的量詞，又叫馬赫數(shù)（MachNumber），1Ma=v聲m/s]，油箱最大容積為V0L，若飛機(jī)巡航時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，巡航時(shí)所受阻力的大小與速度的關(guān)系見下表：速度v/（m·s-1）100200300400500阻力f/N0.3×1041.2×1042.7×1044.8×1047.5×104已知飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油完全燃燒放出的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是，飛機(jī)運(yùn)用的航空燃油的密度為ρ0kg/m3，熱值為q0J/kg，求：(1)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)完全燃燒一滿油箱燃油獲得能量是多少焦？(2)當(dāng)飛機(jī)以最大航行速度巡航時(shí)，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率是多少千瓦？(3)若在飛機(jī)油箱中加滿燃油，并且以最大航行速度巡航時(shí)，飛機(jī)的最大航程約是多少千米？（溫馨提示：在推導(dǎo)計(jì)算過程中須要的物理量，請?zhí)崆霸O(shè)定）【答案】(1)ρ0V0q0×10-3J；(2)8.1×10-3v聲3kW；(3)千米【解析】解：(1)油箱最大容積為V0L，航空燃油的密度為ρ0kg/m3，則一箱油的質(zhì)量為燃料的熱值為q0J/kg，則完全燃燒一滿油箱燃油獲得的能量(2)由表中數(shù)據(jù)可知，由表中數(shù)據(jù)可知，速度為100m/s時(shí)，受到的阻力為0.3×104N;速度為200m/s時(shí)，受到的阻力為1.2×104;通過分析可知飛機(jī)受到的阻力的增大倍數(shù)與速度增大倍數(shù)的平方成正比，即f=0.3v2，所以飛機(jī)以最大速度3馬赫（即為）巡航時(shí)，此時(shí)受到的阻力為因?yàn)轱w機(jī)為巡航，所以動(dòng)力等于阻力。故此時(shí)飛機(jī)發(fā)動(dòng)的的輸出功率為(3)完全燃燒一滿油箱燃油獲得的能量因飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油完全燃燒放出的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是，則輸出的能量為則以最大航行速度巡航時(shí)，由可得答：(1)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)完全燃燒一滿油箱燃油獲得的能量是ρ0V0q0×10-3J；(2)當(dāng)飛機(jī)以最大航行速度巡航時(shí)，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率是8.1×10-3v聲3kW；(3)飛機(jī)的最大航程約是千米。3、（2024·天津市和平區(qū)九年級上學(xué)期期中考試）太空探究，永無止境。航天夢助力強(qiáng)國夢復(fù)興夢，習(xí)近平總書記曾說：“探究浩瀚宇宙，發(fā)展航天事業(yè)，建設(shè)航天強(qiáng)國，是我們不懈追求的航天夢?！睋?jù)網(wǎng)上新聞報(bào)道：2024年“十一”期間，在中國文昌航天放射場，我國安排年底前放射的嫦娥五號探測器已經(jīng)進(jìn)入放射場打算階段，正在同執(zhí)行此次放射任務(wù)的長征五號運(yùn)載火箭一起，進(jìn)行放射前的總裝和測試。為了防止火箭點(diǎn)火起飛時(shí)火箭的燃料燃燒從火箭尾部噴出的火焰對放射平臺的影響，火箭放射飛到5m高以后，“噴水降溫降噪系統(tǒng)”（如圖）向火箭尾部火焰中心噴水約20秒，噴水量為400t，一部分水會汽化到大氣中，大部分被加熱的水通過導(dǎo)流槽流走，從而起到降溫作用。(1)假設(shè)“噴水降溫降噪系統(tǒng)”在整個(gè)工作過程中噴出的水，溫度全部由20℃上升到100℃，求水帶走的熱量；[c水=4.2×103J/(kg·℃)](2)若火箭的燃料是液態(tài)氫，熱值為1.4×108J/kg，求第(1)問中水帶走的熱量相當(dāng)于完全燃燒多少kg液態(tài)氫放出的熱量？【答案】(1)1.344×1011J；(2)960kg【解析】(1)由吸熱公式可知，水帶走的熱量為(2)依據(jù)熱值公式可知Q吸=Q放=mq即答：(1)水汲取的熱量1.344×1011J；(2)須要完全燃燒960kg液態(tài)氫4、（2024·山東省青島市九年級上學(xué)期期中考試）S195型號柴油機(jī)在我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中曾被廣泛應(yīng)用。用其做動(dòng)力犁地時(shí)工作效率η為40%，耗油量為每小時(shí)5kg；工作過程中，為防止柴油機(jī)溫度過高，采納循環(huán)水冷卻，其散熱器中裝有10kg的水，如圖所示為測得的柴油機(jī)開機(jī)后水溫隨時(shí)間改變的圖線。（柴油的熱值q=4.3x107J/kg）求：(1)工作1小時(shí)消耗的柴油完全燃燒產(chǎn)生的熱量Q放；(2)工作1小時(shí)柴油機(jī)對外輸出的有用機(jī)械功W；(3)從開機(jī)至水箱內(nèi)的水“開鍋”（沸騰），水汲取的熱量Q吸。【答案】(1)2.15×108J；(2)8.6×107J；(3)3.15×106J【解析】(1)每小時(shí)耗油量為5kg，則柴油完全燃燒產(chǎn)生的熱量(2)已知其效率為40%，由可得工作1小時(shí)柴油機(jī)對外輸出的有用機(jī)械功(3)由圖可知從開機(jī)至水箱內(nèi)的水“開鍋”（沸騰），水的溫度改變量則水汲取的熱量答：(1)工作1小時(shí)消耗的柴油完全燃燒產(chǎn)生的熱量Q放是2.15×108J；(2)工作1小時(shí)柴油機(jī)對外輸出的有用機(jī)械功W是8.6×107J；(3)從開機(jī)至水箱內(nèi)的水“開鍋”（沸騰），水汲取的熱量Q吸是3.15×106J。5、（2024·山東省青島市九年級上學(xué)期期中考試）計(jì)算∶質(zhì)量為100g的水汲取了2.1104J的熱量，溫度上升了多少？【答案】50℃【解析】由吸熱公式可知答：溫度上升了50℃。6、（2024·遼寧省大連市中山市九年級上學(xué)期期中考試）某同將一塊質(zhì)量是2kg的金屬塊放入90℃的水中加熱足夠長時(shí)間后，快速取出放入另一個(gè)裝有5kg水的絕熱容器中，容器中水溫為38℃，放入金屬塊后水溫最終上升到42℃，不計(jì)熱量損失。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]，求：(1)水汲取熱量多少？(2)該金屬比熱容是多少？【答案】(1)8.4×104J；(2)0.875×103J/(kg?℃)【解析】解：(1)水汲取的熱量金屬塊放出的熱量金屬塊放入90℃的水中加熱足夠長時(shí)間后，達(dá)到共同溫度，則金屬塊的溫度也為90℃，故金屬的比熱容答：(1)水汲取熱量是；(2)該金屬比熱容是。7、（2024·遼寧省大連市中山市九年級上學(xué)期期中考試）一輛汽車加滿一油箱汽油，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在行駛過程中做有用功4.09×108J，消耗汽油50L，則這輛汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是多少？（q柴油=4.6×107J/kg，ρ汽油=0.71×103kg/m3）【答案】25.04%【解析】消耗汽油的質(zhì)量為m=ρv=0.05m3×0.71×103kg/m3=35.5kg放出的熱量為Q=mq=35.5kg×4.6×107J/kg=1.633×109J汽車發(fā)動(dòng)機(jī)效率為答：該汽車內(nèi)燃機(jī)的效率為25.04%。8、（2024·湖南省婁底市九年級上學(xué)期期中考試）小芳家浴室里運(yùn)用自然氣供應(yīng)熱水．已知水進(jìn)入熱水器前的溫度是15℃，洗時(shí)熱水器輸出熱水的溫度設(shè)定為45℃，假如小芳洗一次澡用熱水0.06m3，水的比熱容是（4.2×103J/（kg?C）.求:（1）所用熱水的質(zhì)量為多少?（2）這些水從熱水器中汲取多少熱量?（3）若自然氣完全燃燒釋放熱量的60％被水汲取，則要消耗多少立方米的自然氣?（自然氣的值是4×107J/m3）【答案】（1）60kg（2）7.56×106J（3）0.315m3【解析】(1)由可得熱水的質(zhì)量：(2)熱水汲取的熱量：(3)自然氣完全燃燒釋放熱量：由可得須要自然氣的體積：答：(1)所用熱水的質(zhì)量為60kg；(2)水從熱水器中汲取7.56×106J的熱量；(3)若自然氣完全燃燒釋放熱量的60%被水汲取，則要消耗0.315m3的自然氣．9、（2024·湖北省武漢市江夏區(qū)九年級上學(xué)期期中考試）今年“十一”期間，爸爸開著XX牌國產(chǎn)小汽車帶著全家人去旅游。該車銘牌顯示其最低能耗可達(dá)0.32kg/（1kW·h）；已知汽油的熱值為4.5×107J/kg[提示：最低能耗是指燃燒最少的汽油獲得最大有用功的能量；0.32kg/（kW·h）表示獲得1kW·h能量消耗0.32kg汽油，1kW·h=3.6×106J]。(1)如圖，汽車在轉(zhuǎn)彎前，要打開轉(zhuǎn)向燈，爸爸需撥動(dòng)一下方向盤旁的一根桿，這根桿的作用相當(dāng)于電路中的________；正常狀況下，位于同側(cè)的前后兩個(gè)轉(zhuǎn)向燈同時(shí)閃亮，但也會間或出現(xiàn)只亮其中一盞燈的狀況，則位于汽車同側(cè)的前后兩個(gè)轉(zhuǎn)向燈的連接方式為________。(2)0.32kg的汽油完全燃燒時(shí)放出的熱量為多少？該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率最高可達(dá)多少？（）(3)截止2024年3月，武漢市汽車的保有量約320萬輛。每輛汽車全年平均耗油1.92t，內(nèi)燃機(jī)的效率平均值取31%，若能把內(nèi)燃機(jī)的效率提高1%，則一輛汽車可以全年節(jié)約多少千克燃油？（）【答案】(1).開關(guān)(2).并聯(lián)(3).，25%(4).60【解析】(1)[1]轉(zhuǎn)向桿可以限制轉(zhuǎn)向燈的亮滅，即可以限制電路的通斷，所以它相當(dāng)于電路中的開關(guān)。[2]汽車同側(cè)前后兩個(gè)轉(zhuǎn)向燈，有時(shí)會出現(xiàn)只有一盞亮的狀況，說明它們可以單獨(dú)工作，互不影響，所以兩盞燈是并聯(lián)的。(2)[3]解：0.32kg的汽油完全燃燒時(shí)放出的熱量該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的最高效率(3)[4]解：依據(jù)，得效率提高前后，汽車獲得的有用功是相等的，則有即所以，效率提高后，一輛車全年耗油的質(zhì)量一輛汽車可以全年節(jié)約燃油的質(zhì)量10、（2024·廣東省深圳市名校聯(lián)盟九年級上學(xué)期期中考試）小明家新安裝了一臺太陽能熱水器，裝了500kg水，經(jīng)過4h陽光的照耀，水溫由原來的20℃上升到了40℃，問：(1)在這4h內(nèi)水汲取了多少熱量？(2)若這些熱量由效率為20%的火爐燃燒焦炭來供應(yīng)，則須要燃燒多少千克焦炭？（水的比熱容、焦炭的熱值）【答案】(1)4.2×107J；(2)7kg【解析】(1)水汲取的熱量(2)由可知釋放的熱量焦炭的質(zhì)量答：(1)在這4h內(nèi)水汲取了4.2×107J的熱量；(2)須要燃燒7千克焦炭。11、（2024·廣東省深圳市名校聯(lián)盟九年級上學(xué)期期中考試）一輛運(yùn)用汽油為燃料的汽車，以54km/h的速度在水平路面上勻速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率為23kw。若小汽車行駛的距離為75km，汽車的熱值q=4.6×107J/kg，小汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為25%。求小汽車在這段路程中：(1)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(2)發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功；(3)若將汽車在該次行駛過程中損失的熱量用來加熱水，可將多少千克的10℃冷水加熱到40℃的溫水供家庭運(yùn)用？（結(jié)果保留整數(shù)）【答案】(1)5000s；(2)1.15×108J；(3)2738kg【解析】1）已知汽車的行駛速度和行駛的距離，依據(jù)公式可求運(yùn)動(dòng)時(shí)間；(2)已知發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率和行駛的時(shí)間，依據(jù)公式可求發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功；(3)汽車行駛過程中損失的能量等于汽油完全燃燒放出的熱量減去牽引力做的功，再利用△求水的質(zhì)量。解：(1)車的運(yùn)動(dòng)速度由得運(yùn)動(dòng)時(shí)間(2)發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功(3)由得汽油完全燃燒釋放的熱量水汲取的熱量由△得水的質(zhì)量答：(1)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為；(2)發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功為；(3)可將的的冷水加熱到的溫水供家庭運(yùn)用。12、（2024·福建省廈門外國語學(xué)校九年級上學(xué)期期中考試）習(xí)近平總書記指出：“既要綠水青山，又要金山銀山”，為了還廣闊人民群眾以“綠水青山”，響應(yīng)國家“煤改氣”政策，某單位將供應(yīng)熱水的燃煤鍋爐改造為用自然氣，改造前，加熱質(zhì)量為500kg溫度從20℃上升到100℃的水，須要用煤20kg，請計(jì)算回答：（q煤＝3×107J/kg，q自然氣＝4×107J/m3，c水＝4.2×103J/(kg?℃)）(1)水汲取的熱量為多少焦?(2)改造前，鍋爐的效率為多少?(3)改造后，要放出和煤同樣多的熱量，須要用多少m3自然氣？【答案】(1)1.68×108J；(2)28%；(3)15m3【解析】解：(1)水汲取的熱量Q吸＝c水m水(t-t0)＝4.2×103J/(kg?℃)×500kg×(100℃-20℃)＝1.68×108J(2)20kg煤完全燃燒放出的熱量Q放＝m煤q煤＝20kg×3×107J/kg＝6×108J則改造前鍋爐的效率(3)改造后，要放出和煤同樣多的熱量，則自然氣完全燃燒放出的熱量Q′放＝Q放＝6×108J由Q＝Vq得，須要燃燒自然氣的體積答：(1)水汲取的熱量為1.68×108J；(2)改造前，鍋爐的效率為28%；(3)改造后，要放出和煤同樣多的熱量，須要用15m3自然氣。13、（2024·福建省廈門外國語學(xué)校九年級上學(xué)期期中考試）在西部大開發(fā)中，國家提出“退耕還林”的宏大舉措，這對改善西部生態(tài)環(huán)境有著重要意義.大量植樹造林，可調(diào)整氣溫.據(jù)某新聞媒體報(bào)道，一萬平方米的森林每秒鐘汲取的太陽能約為1.2×106J，假如這些能量被50kg的干泥土所汲取，那么，可使溫度為7℃的干泥土的溫度上升到多少℃_____？[c干泥土=0.8×103J/(kg?℃)]．【答案】37【解析】由題知干泥土汲取的熱量：Q吸＝1.2×106J，依據(jù)公式Q吸＝cm△t可得，干泥土上升的