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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