九年級物理比熱容、熱量和熱機效率

1、初中物理計算題提高訓練比熱容、熱量和熱機效率1、質量為2kg的某種物質，吸收8.4×104J的熱量，溫度升高20，它的比熱容為多少J/(kg·)？2、（2011·北京）某太陽能熱水器中裝有質量為50kg的水，在陽光的照射下，該熱水器中水的溫度從25升高到45。求這些水吸收的熱量。水的比熱容為4.2×103J/(kg·)4、（2011·福建福州）福州首輛油電混合動力公交車于今年3月28日正式上路，這種公交車比普通公交車節(jié)能30%以上，百公里僅消耗柴油26kg，這些柴油完全燃燒放出的熱量是多少？（柴油的熱值q3.3×107J/k

2、g）5、如圖所示是家庭中所用的一種電水壺的外形及其銘牌，請你根據(jù)圖中所提供的信息完成以下問題：（1）圖乙中觀察壺內水位的玻璃管利用 原理來工作。（2）已知壺中裝滿水時水位高為10cm，此時水對水壺底的壓強是多少？（3）把初溫為20的一滿壺水在一個標準大氣壓下燒開，水需要吸收多少熱量? （4）在不計熱量損失的情況下，電水壺正常工作時燒開一滿壺水需要多長時間？(c水=4.2×103J/（kg·）、 g=10N/kg)6、據(jù)估計，全國一年可產(chǎn)生城市生活垃圾約5.6×108t，焚燒生活垃圾釋放的熱量為我所用，是綜合利用垃圾的一種方法。若燃燒1t生活垃圾可以放出1.176&

3、#215;1010J的熱量，（水=1.0×103kgm3，c水=4.2×103J(kg·)，q焦碳=3.0×107Jkg）問：（1）1.176×1010J的熱量相當于完全燃燒多少焦碳產(chǎn)生的熱量? （2）1.176×1010J的熱量可以在一個標準大氣壓下將多少體積的水由20加熱到沸騰?8、（2011·天津）小麗家電熱淋浴器的額定功率為2000W，水箱最多可容納50kg水，注滿水的淋浴器連續(xù)正常加熱40min，淋浴器上溫度示數(shù)由22上升到42。求：c水=4.2×103J/kg·（1）此過程中水箱中水吸收的熱量

4、；（2）該電熱淋浴器加熱時的熱效率。11、天然氣灶燒水，燃燒0.5m3的天然氣，使100kg的水從20升高到70。已知水的比熱容為c=4 .2×103J/（kg），天然氣的熱值為q=7.0×107J/m3。求：（1）0.5m3天然氣完全燃燒放出的熱量Q放；（2）水吸收的熱量Q吸；（3）燃氣灶的效率。26、某太陽能熱水器，向其中注入50 kg的水，陽光照射一段時間后，水溫從10升高到50。水的比熱容是4.2×103J(kg·)。試求：(1)這段時間該熱水器中的水吸收的熱量是多少?(2)如果這段時間該太陽能熱水器接收到太陽輻射的熱量是2.8×107

5、J，則這段時間該熱水器的效率是多少? (3)若用煤燃燒來提供2.8×107J的熱量，需完全燃燒多少千克煤?（煤的熱值約為3.5×l07Jkg）參考答案：1、解析：根據(jù)Q吸=cmt可得，它的比熱容為c=Q吸/mt=8.4×104J/2kg×20=2.1×103J/（kg·）。2、 解析：Q 吸=cm（t-t0）=4.2×103J/(kg ·)×50kg ×（45-25）=4.2×106J 3、解析：（1）小汽車的速度v72km/h20m/s，運動的時間t=s/v=100×103

6、m/20m/s=5×103s。（2）發(fā)動機做的功W=Pt=20×103W×5×103s=1×108J。（3）汽油完全燃燒放出的熱量Q=mq，又因為Q=W/，故m=Q/q=W/q=1×108J/ （25 ×4.6×107J/kg）=8.7kg。 4、解析：Q放=mq=26kg×3.3×107J/kg=8.58×108J，即這些柴油完全燃燒放出的熱量是8.58×108J。5、解析：（1）壺內水位的玻璃管是根據(jù)連通器的原理來工作的（2）水對壺底的壓強：P=gh=1.0×1

7、03kg/m3×10N/kg×0.1m=1.0×103Pa（3）裝滿水時水的質量：m=V=1.0×103kg/m3×1.2×103m3=1.2kg，燒開水吸收的熱量：Q=cm（tt0）=4.2×103J/（kg）×1.2kg×（10020）=4.032×105J（4）燒開一滿壺水的時間：t=269s。6、解析：（1） （2）根據(jù)Q=c水mt可得，1.176×1010J的熱量可以在一個標準大氣壓下將多少kg的水由20加熱到沸騰 ，根據(jù)m=水V可得，被加熱水的體積為。7、解析：（1）人的重

8、力：G=mg=80kg×10N/kg=800N，人克服重力做的總功：W=nGh=800×800N×0.05m=32000J。 （2）人做功的平均功率：P=53.3W。（3）由題知，人克服重力做功而消耗的能量只由脂肪提供，即：Q=W=32000J，理論上消耗脂肪質量：m=0.002kg8、解析：（1）Q吸=c水mt=c水m（t-t0）=4.2×103J/kg·×50kg×（42-22）=4.2×106J，即此過程中水箱中水吸收的熱量為4.2×106J。（2）該過程耗費的電能為W=Pt=2000W×

9、40×60s=4.8×106J，該電熱淋浴器加熱時的熱效率：=。9、解析：本題考查對重力做功、熱量計算相關問題的理解，一定要理解做功的必要條件，即物體要受到力，而且要在力的方向上通過一定的距離。10、解析：（1）電熱水壺正常工作電阻（2）水需要吸收的熱量是Q吸=c水m（t1t0）=4.2×103J/（kg）×1kg×（10020）=3.36×105J（3）1min轉60r消耗總電能：，t=1min=60s，此時消耗總功率，電熱水壺正常工作：P壺=P額=1100W，因為P總P壺，所以電路中有其它用電器在工作11、解析：（1）0.5m3天

10、然氣完全燃燒放出的熱量Q放=qV=7.0×107J/m3×0.5m3=3.5×107J/m3。（2）水吸收的熱量Q吸=cmt=4 .2×103J/（kg）×100kg×（70-20）=2.1×107J。（3）燃氣灶的效率=Q吸/Q放=2.1×107J/3.5×107J/m3=60%。12、解析：（1）消耗天然氣的質量m=V=0.7kg /m3×0.01m3=0.007kg。（2）水需要吸收的熱量Q吸=cm（tt0）=4.2×103J/（kg·）×1kg×（

11、100-20）=3.36×105J。（3）電能轉化為內能的效率=84% ，即=84%，可得Q吸=Q放；而電熱壺放出Q放=Pt；綜合以上關系13、解析：（1）水的質量m=V=1g/cm3×800 cm3=800g=0.8kg，水吸收的熱量為Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·)×0.8kg×（10020）=2.7×105J。（2）電熱水壺消耗的電能是W=Pt=1100W×300s=3.3×105J，電熱水壺的熱效率為= Q吸/ W電=2.7×105J/3.3×105J=81

12、.8%。（3）電熱水壺的電阻R= U2/ P=（220V）2/1100W=44，當家庭電路中的實際電壓降為198V時，電熱水壺的實際功率為P實=U2/ R=(198V)2/44=891W。式可得：Q吸=Pt，故通電時間t= = 500s。14、解析：（1）知道汽車總重，又在水平路面上，可求汽車對路面的壓力，又知道受力面積，利用壓強公式求汽車對路面的壓強。汽車靜止在水平路面上，汽車對路面的壓力：F=G=1.2×104N，汽車對路面的壓強：（2）知道汽油的體積和汽油的密度，利用密度公式求汽油的質量，再利用燃料完全燃燒公式Q放=mq求10L汽油完全燃燒放出的熱量。V=10L=0.01m3，

13、汽油的質量：m=V=0.7×103kg/m3×0.01m3=7kg，汽油完全燃燒放出的熱量：Q放=mq=7kg×4.6×107J/kg=3.22×108J。（3）根據(jù)“汽油完全燃燒放出的熱量有30%轉化為機械能”求出有用能量（發(fā)動機做的功），再利用功率公式求汽車發(fā)動機的功率。發(fā)動機做的有用功：W=Q放×30%=3.22×108J×30%=9.66×107J，汽車發(fā)動機的功率：答：（1）該車靜止在水平路面上時，對路面的壓強是1×105Pa；（2）10L汽油完全燃燒放出的熱量是3.22×1

14、08J；（3）這段時間內該汽車發(fā)動機的功率是26.8kW。點評：本題是力學和熱學的綜合題，考查了學生對密度公式、壓強公式、燃料完全燃燒放熱公式、功率公式、效率公式的掌握和運用，利用所學知識，計算解決實際問題，學以致用！15、解析：（1）因鍋內水的溫度始終不變，所以電熱鍋發(fā)熱功率與散熱功率相等，即P散=80W。（2）電熱鍋10min內消耗的電能W=P加t=500W×10×60s=3×105J；設水溫變化了t，根據(jù)能量守恒得(P加-P散) t=cmt，代入數(shù)據(jù)有：（500W一80W）×10×60s=4.2×103J/(kg.)×

15、2kg×t，解得：t=30，t=t0+t=105，由此可知，水最終沸騰，即水的最終溫度是l00。16、解析：本題考察電功率的計算、密度公式的應用和熱量的計算等知識。（1）當S閉合，S0斷開時，電路中只有電阻R2，電阻相對較大，電功率較小，處于保溫狀態(tài)，當兩開關都閉合時，兩電阻并聯(lián)，此時電路電阻最小，電功率最大，處于加熱狀態(tài)（2）一箱水的質量m=V=103kg/m3×1×103m3=1kg；由P=UI得。（3）Q吸=cmt=4.2×103J/（kg）×1kg×（8020）=2.52×105J，Q吸=W=Pt，點評：本題考查質量

16、、電流、吸收熱量、時間等的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是開關斷開與閉合時電路的情況，要學會從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)。17、解析：（1）驅動電機提供的推力F=f=0.02G=0.02mg=0.02×500kg×10N/kg=100N（2）驅動電機提供的機械功率是P=Fv=100N×15m/s=1500W（3）電功率轉化率=90%，所以該車的太陽能電池板面積約為S11.1m2點評：本題考查推力、功率、面積等的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，本題還告訴我們一定要廣泛應用太陽能，太陽能不但節(jié)省能源，還可以環(huán)保18、（1）大 （2）2.1×1

17、05J （3）87.5% （4）330.6W19、 解析：先計算出300L優(yōu)質汽油完全燃燒放出的熱量，再計算出其轉化的電能，已知電能和電力機車牽引功率可計算出行駛時間，最后根據(jù)公式s=v t計算出行駛路程。由由=mV 可得汽油質量：m汽油=汽油V汽油=0.71×103 kg/m3×300×10-3 m3=213 kg，汽油完全燃燒放出熱量：Q=qm汽油=4.6×107J/kg×213 kg=9.798×109 J，產(chǎn)生的電能：W=50%Q=4.899×109 J。由P=W/ t 可得產(chǎn)生的電能可供動車組行駛時間：t=W/ P

18、=4.899×109 J/4.8×106 W1020.6s，動車組行駛速度：v=252 km/h=70m/s，由v=st 可得，動車組行駛路程：s=v t=70m/s×1020.6s=71442m71.4km。20、解析：（1）正常工作時的電功率P=UI =220V×5A=1100W。（2）水吸收的熱量Q水吸=c水m水（tt0）=4.2×103J/（kg·）×2kg×（10020）=6.72×105J 21、解析：（1）水吸收的熱量：Q吸=cmt=4.2×103J/（kg）×2kg&#

19、215;（10020）=6.72×105J，消耗的電能：W=0.22kWh=0.22×3.6×106J=7.92×105J，電磁爐的效率：=84.8%。（2）由圖知，第8分鐘電磁爐的電功率P=800W，P=UI，通過電磁爐的電流：I=3.6A點評：本題是一道電學與熱學的綜合計算題，考查了熱量的計算、電磁爐的效率、電功率公式P=UI的應用，記住是kWh電功的單位以及與焦耳（J）的關系1kWh=3.6×106J，能從Pt圖象得出相關信息是解本題的關鍵之一。22、解析：（1）一臺熱水器的水箱能容納的水的質量為m=水V=1.0×103kg/m

20、3×200×10-3m3=200kg，1臺熱水器裝滿水時，溫度從15升高到65，所吸收的熱量為Q吸=c水m(t2t1) = 4.2×103J/（kg·）×200kg×（65-15）=4.2×107J，那么，10臺熱水器裝滿水時，溫度從15升高到65吸收的熱量為Q總=10Q吸=4.2×108J。（2）設10臺熱水器獲得的太陽能相當于質量為 M 的天然氣完全燃燒放出的熱量，則Mq=Q總，所以，M =。即若這些熱量由完全燃燒的天然氣提供，需要5千克天然氣。23、解析：（1）汽車靜止時對地面的壓力為F=G=mg=1.8&#

21、215;103kg×10Nkg=1.8×104N，汽車靜止時對地面的壓強為2×105Pa。（2）汽車以90km/h的速度勻速行駛時，牽引力的功率P=Fv=1000N×25m/s=2.5×104W。（3）全程往返約250km牽引力所做的功W=Fs=1000N×2.5×105m=2.5×108J，由得，全程往返約250km需要汽油的質量為：。答：（1）汽車靜止時對在地面的壓強2×105Pa（2）汽車以90km/h的速度勻速行駛時，牽引力的功率2.5×104W（3）全程往返約250km牽引力所做的功2.5×108J；全程往返約250km需要汽