初中物理每周一测热效率问题.docx
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初中物理每周一测热效率问题
“好萌”老师每周一测——热效率问题
四．计算题（共15小题）
25．电动汽车是正在大力推广的新型交通工具，它具有节能、环保的特点，如图，是一辆停放在水平地面上的电动汽车，质量为1.6×103kg，每个轮胎和地面的接触面积为2×10﹣2m2，g取10N/kg，求：
（1）车对地面的压力；
（2）车对地面的压强．
26．用燃气灶烧水，燃烧0.5kg的煤气，使50kg的水从20℃升高到70℃．已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4.2×107J/kg．求：
（1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量．
（2）水吸收的热量．
（3）燃气灶烧水的效率．
27．一辆汽车为50km长的新建大桥进行通车测试，如图所示．汽车总质量为1.5t，以100km/h的速度匀速通过大桥，受到的阻力是总重的0.08倍，全程消耗了4kg的汽油．g取10N/kg，求汽车通过大桥；
（1）所需的时间；
（2）牵引力所做的功；
（3）汽油机的效率．（q汽油=4.6×107J/kg）
28．天然气是一种热值高、污染小的清洁能源．完全燃烧0.035m3的天然气放出多少焦的热量？
若这些热量有75%被水吸收，能使多少千克的水温度升高50℃？
[水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值取q=4×107J/m3）]．
29．天然气灶烧水，燃烧0.5m3的天然气，使100Kg的水从20℃升高到70℃．（C水=4.2×103J/（Kg•℃），天然气的热值为q=7.0×107J/m3．）
求：
（1）0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q散；
（2）水吸收的热量Q吸；
（3）燃气灶的效率η．
30．天然气灶使用方便、经济环保，备受人们青睐．小明用天然气灶将一壶质量为3kg、温度为20℃的水加热至90℃，用时约10min．已知：
天然气的热值为3.5×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）．求：
（1）这过程中水吸收多少热量；
（2）若这过程天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，则需要多少m3的天然气．
31．某学校锅炉用天然气作燃料给水加热．已知天然气的热值为4.0×107J/m3（不计热量损失）．
（1）完全燃烧4.2m3的天然气可以获得多少热量？
（2）这些热量可以使1000kg的水从30℃升高到多少℃？
32．在一标准大气压下，将50L的水从40℃加热到沸点．求：
（1）水需要吸收的热量
（2）提供这些热量，需要完全燃烧焦炭的质量（q焦炭=3.0×107J/kg）．
33．由于天气寒冷，吃早饭时妈妈要用热水给小明加热250g瓶装牛奶，如图所示，要使这瓶牛奶的温度由10℃最终升高到50℃，（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），牛奶的比热容为2.1×103J/（kg•℃）不计热量损失
（1）牛奶需要吸收多少热量？
（2）妈妈至少要用60℃的热水多少？
34．如图甲所示，1标准大气压下，普通煤炉把壶内20℃，5kg水烧开需完全燃烧一定质量的煤，此过程中，烧水效率为28%，为提高煤炉效率，浙江大学创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在消耗等量煤烧开壶内初温相同，等量水的过程中，还可额外把炉壁间10kg水从20℃加热至40℃，q煤=3×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg•℃），以上过程中，
问：
（1）普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大？
（2）双加热煤炉的烧水效率有多大？
35．某家庭需要将50kg、20℃的水加热到60℃作为生活用水，他们利用煤气灶烧热水时，需要燃烧0.8kg的煤气．已知煤气的热值q=4.2×107J/kg．水的比热容为c=4.2×103J/（kg•℃）．求：
（1）把50kg、20℃的水加热到60℃需吸收的热量；
（2）完全燃烧0.8kg的煤气时放出的热量；
（3）此煤气灶烧水的效率．
36．用某锅炉将400kg的水从20℃加热到70℃，燃烧了10kg的烟煤，所用烟煤的热值约为3.4×107J/kg，水的比热为4.2×103J/（kg•℃），试求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）10kg烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
（3）该锅炉烧这些水的效率是多少？
37．某物理兴趣小组为了探究地球表面是吸收太阳能的本领，做了如下实验：
用一脸盆装10kg的水，水的表面积为0.2m2，经过太阳光垂直照射30min，水温升高了10℃．问：
（1）实验时10kg的水30min内吸收了多少热量？
（2）平均每分钟1m2水面吸收的热量是多少？
（3）若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度，至少需要燃烧多少m3的液化气？
（假设液化气燃烧放出的热量全部被水吸收，液化气的热值是5.0×107J/m3）
38．甲烷是城市生活垃圾处理后所得垃圾气体的主要成分，若将它收集起来可加以利用，每千克生活垃圾经特殊处理后平均能产生0.07m3的垃圾气体，已知该气体的热值为8.1×107J/m3．请回答下列问题
（1）这0.07m3的垃圾气体完全燃烧后产生的热量是多少？
（2）若将这些热量全部用来烧水，可使多少kg的水从25℃升高到100℃？
【水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）】
（3）若将这0.07m3垃圾气体完全燃烧后所产生热量的50%用来提起一质量为20t的物体，能把该物体提高多少米？
（g取10N/kg）
39．新能源的开发利用为我们日常生活带来了极大的方便，如图所示是我们学校在暑假中安装的空气能热水器，其工作原理是通过少量的电量来驱动压缩机工作，把空气中的热量转移到水中，使水变热．外界气温为20℃时它每小时能将450kg水从15℃升高到55℃，求：
（1）这些水吸收的热量是多少？
（2）若这些热量用效率为80%的锅炉为其加热，需要完全燃烧多少无烟煤？
[c水=4.2×103J/（kg•℃），q烟=2.8×107J/kg]．
“好萌”老师每周一测——热效率问题
参考答案与试题解析
四．计算题（共15小题）
25．电动汽车是正在大力推广的新型交通工具，它具有节能、环保的特点，如图，是一辆停放在水平地面上的电动汽车，质量为1.6×103kg，每个轮胎和地面的接触面积为2×10﹣2m2，g取10N/kg，求：
（1）车对地面的压力；
（2）车对地面的压强．
【分析】
（1）根据G=mg计算重力，水平地面上的物体对支撑面的压力等于其重力；
（2）已知压力和接触面积，利用公式p=
得到压强；
【解答】解：
（1）车对地面的压力：
F=G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N；
（2）车对地面的压强：
p=
=
=2×105Pa．
答：
（1）车对地面的压力为1.6×104N；
（2）车对地面的压强为2×105Pa．
【点评】此题考查压力及重力与压力的区别、压强的大小计算，关键是知道水平地面上的物体对支撑面的压力等于其重力．
26．用燃气灶烧水，燃烧0.5kg的煤气，使50kg的水从20℃升高到70℃．已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4.2×107J/kg．求：
（1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量．
（2）水吸收的热量．
（3）燃气灶烧水的效率．
【分析】
（1）已知煤气的质量和热值，可利用公式Q放=mq计算这些煤气完全燃烧放出的热量（总能量）．
（2）知道水的比热容、水的质量、水的初温和末温，利用公式Q吸=cm（t﹣t0）计算水吸收的热量（有用能量）．
（3）求出了水吸收的热量和煤气完全燃烧放出的热量，利用公式η=
计算煤气灶的效率．
【解答】解：
（1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量：
Q放=m煤气q=0.5kg×4.2×107J/kg=2.1×107J；
（2）水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）
=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（70℃﹣20℃）
=1.05×107J；
（3）煤气灶的效率：
η=
=
×100%=50%．
答：
（1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量为2.1×107J；
（2）水吸收的热量为1.05×107J；
（3）燃气灶烧水的效率为50%．
【点评】本题考查学生对热传递过程中的吸热公式、燃料燃烧放出热量公式、热效率公式的理解和灵活运用，知道哪些是有用能量、哪些是总能量是关键．
27．一辆汽车为50km长的新建大桥进行通车测试，如图所示．汽车总质量为1.5t，以100km/h的速度匀速通过大桥，受到的阻力是总重的0.08倍，全程消耗了4kg的汽油．g取10N/kg，求汽车通过大桥；
（1）所需的时间；
（2）牵引力所做的功；
（3）汽油机的效率．（q汽油=4.6×107J/kg）
【分析】
（1）根据速度的变形公式计算所需的时间；
（2）已知汽车的质量可求得其重力，根据小汽车所处运动状态对汽车进行受力分析，利用二力平衡的条件求出牵引力的大小，然后利用W=Fs可求得牵引力所做的功；
（3）根据Q=mq可求得汽油完全燃烧放出的热量，再利用η=
可求得汽油机的效率．
【解答】解：
（1）由v=
可得，所需的时间：
t=
=
=0.5h；
（2）汽车总质量m=1.5t=1.5×103kg，
汽车的总重力G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N，
汽车受到的阻力是总重的0.08倍，即f=0.08G=0.08×1.5×104N=1.2×103N，
因为匀速通过大桥，所以牵引力F=f=1.2×103N，
牵引力所做的功W=Fs=1.2×103N×5×104m=6×107J；
（3）汽油完全燃烧放出的热量Q=mq=4kg×4.6×107J/kg=1.84×108J，
汽油机的效率η=
×100%=
×100%≈32.6%．
答：
（1）所需的时间为0.5h；
（2）牵引力所做的功为6×107J；
（3）汽油机的效率为32.6%．
【点评】本题考查了重力的计算、速度公式及其应用、功的计算等，关键是知道汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力．对于这类综合题目，要快速联想选择相对应的公式进行求解，在计算过程中注意单位要统一．
28．天然气是一种热值高、污染小的清洁能源．完全燃烧0.035m3的天然气放出多少焦的热量？
若这些热量有75%被水吸收，能使多少千克的水温度升高50℃？
[水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值取q=4×107J/m3）]．
【分析】
（1）已知天然气的热值和体积，可利用公式Q放=Vq计算天然气完全燃烧放出的热量；
（2）由题知，Q吸=75%Q放，而Q吸=cm△t，知道水温度的升高值、比热容，可求水的质量．
【解答】解：
（1）天然气完全燃烧放热Q放=Vq=0.035m3×4×107J/m3=1.4×106J；
（2）由题知，Q吸=75%Q放=75%×1.4×106J=1.05×106J；
由Q吸=cm△t得水的质量为：
m=
=
=5kg．
答：
完全燃烧0.035m3的天然气放出的热量是1.4×106J；若这些热量的75%全部被水吸收，能使5kg的水温度升高50℃．
【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的掌握和运用，因条件已给出，难度不大；注意温度升高（△t）与升高到（末温）的区别．
29．天然气灶烧水，燃烧0.5m3的天然气，使100Kg的水从20℃升高到70℃．（C水=4.2×103J/（Kg•℃），天然气的热值为q=7.0×107J/m3．）
求：
（1）0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q散；
（2）水吸收的热量Q吸；
（3）燃气灶的效率η．
【分析】
（1）由Q放=Vq可求出天然气完全燃烧放出的热量．
（2）由公式Q吸=cm（t﹣t0）可求出水吸收
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