初中物理专题24热量与热值课件试题.docx
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初中物理专题24热量与热值课件试题
专题24热量与热值
一．填空题（共12小题）
1．（2018•泰安）标准大气压下，质量为0.5kg、温度为70℃的水放出4.2×104J的热量，水的温度降低了 ℃[c水=4.2×103J/（kg•℃）]。
解：
由Q放=c水m△t可得，水降低的温度：
△t=
=
=20℃。
答案：
20。
2．（2018•福建）合理分类和利用垃圾可以变凌为宝。
在一定条件下，1吨垃圾能”榨”出170kg燃料油，若燃料油的热值为4.0×107J/kg，则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为 J，燃烧时燃料油的化学能转化为 能。
解：
（1）燃料油完全燃烧释放出的热量：
Q放=mq=170kg×4.0×107J/kg=6.8×109J；
（2）燃料油燃烧过程中，将燃料油的化学能转化为内能。
答案：
6.8×109；内。
3．（2018•哈尔滨）如图是“研究水沸腾规律”的实验，试管中水的质量为0.2kg，这些水由20℃升高到70℃吸收的热量是 J；水沸腾过程中，温度计示数将 。
【c水=4.2×103J/（kg•℃）】
解：
（1）水吸收的热量：
Q吸=c水m△t=4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×（70℃﹣20℃）=4.2×104J；
（2）水沸腾过程中，吸收热量、温度不变，温度计示数将不变。
答案：
4.2×104；不变。
4．（2018•怀化）汽车用水作为冷却剂，是因为水的 较大。
汽车在行驶过程中消耗了2kg汽油，若汽油完全燃烧则放出的热量为 J（汽油的热值为4.6×107J/kg）。
解：
（1）因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，水能带走较多的热量，冷却效果好，所以用水做汽车发动机的冷却剂。
（2）2kg汽油完全燃烧产生的热量：
Q放=mq=2kg×4.6×l07J/kg=9.2×l07J。
答案：
比热容；9.2×l07。
5．（2018•连云港）天然气热水器将40kg的水由22℃加热到42℃，水的内能增加了 J，水的内能增加是通过 方式实现的，若天然气燃烧放出的热量有84%被水吸收，需要消耗 kg的天然气。
已知c水=4.2×103J/（kg•℃），q天然气=4×107J/kg。
解：
（1）水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（42℃﹣22℃）=3.36×106J；
（2）水从火吸收热量，内能增加、温度升高，是利用热传递改变水的内能；
（3）由η=
得，天然气完全燃烧放出的热量：
Q放=
=
=4×106J，
由Q放=mq得，需要天然气的质量：
m=
=
=0.1kg。
答案：
3.36×106；热传递；0.1。
6．（2018•重庆）小薇在“探究水的沸腾”实验中，所用水的质量为0.5kg，初温为58℃，测出水沸腾时的温度为98℃，则当地大气压比一个标准大气压 （选填“高“或”低”），本实验中水加热至沸腾至少吸热 J．[已知c水=4.2×103J/（kg•℃）]
解：
（1）测出水沸腾时的温度小于100℃，这是因为当时当地的大气压小于1个标准大气压造成的；
（2）水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×（98℃﹣58℃）=8.4×104J。
答案：
低；8.4×104。
7．（2018•淮安）质量为50kg的水温度从20℃升高到50℃吸收的热量是 J，这些热量如果完全由煤气燃烧来提供，至少需 kg的煤气。
（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值4.2×107J/kg）。
解：
（1）水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（50℃﹣20℃）=6.3×106J；
（2）由题意可知，煤气完全燃烧放出的热量：
Q放=Q吸=6.3×106J，
由Q放=mq可得完全燃烧煤气的质量：
m′=
=
=0.15kg。
答案：
6.3×106；0.15。
8．（2018•邵阳）蓄水量为1吨的太阳能热水器现在装满了30℃的水，经过光照后升高了20℃，则水吸收的热量是 J．[c水=4.2×103J/（kg•℃）]
解：
吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1000kg×20℃=8.2×107J。
答案：
8.2×107。
9．（2018•绵阳）2018年5月8日，全球首条智能轨道快运系统在湖南株洲试开通。
该智能轨道快运列车使用新能源的快充钛酸锂电池，电池容量为170kW•h，满载时电耗为4kW•h/km，最高运行速度为70km/h。
该电池充满电储存的能量与质量是 kg的汽油完全燃烧放出的热量相同；若列车满载匀速行驶电动机驱动列车的效率为75%，则列车匀速行驶过程中受到的平均阻力大小是
N．（汽油的热值是4.6×107J/kg）
解：
（1）电池储存的电能即汽油完全燃烧放出的热量为：
Q=W=170kW•h=170×3.6×106J=6.12×108J，故汽油的质量为：
m=
=
≈13.3kg；
（2）列车满载匀速行驶电动机所做的有用功：
W有用=75%W=75%×6.12×108J=4.59×108J，可行驶的路程：
s=
=42.5km，
由f=F牵引力，W=Fs可知，列车匀速行驶过程中受到的平均阻力大小为：
f=F牵引力=
=
=1.08×104N。
答案：
13.3；1.08×104。
10．（2018•济宁）将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中（如图所示），通过 方式改变牛奶的内能，图中乙是250g牛奶与热水的温度随时间变化的图象，则牛奶在加热过程中吸收的热量为 J．[c牛奶=4.2×103J/（kg•℃）]
解：
给牛奶加热的过程中，牛奶吸收热量、内能增加，是通过热传递方式改变了牛奶的内能；由图乙可知，牛奶升高的温度：
△t=40℃﹣20℃=20℃，
则牛奶吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×0.25kg×20℃=2.1×104J。
答案：
热传递；2.1×104。
11．（2018•宿迁）在烧杯中装入500g、温度为10℃的水，用酒精灯给水加热、直至水温上升到60℃，水的内能增加了 J；水吸收的热量 （选填“小于”、“等于”或“大于”）酒精燃烧放出的热量（c水=4.2×103J/（kg•℃）
解：
已知m水=500g=0.5kg
Q吸=c水m水（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×（60℃﹣10℃）=1.05×105J，
由于支架、烧杯等均吸收热量，还有部分热量要散失到空气里，所以真正被水吸收的热量小于酒精燃烧放出的热量。
答案：
1.05×105；小于。
12．（2018•遂宁）我国于2017年5月18日在南海海域成功试采“可燃冰”，“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力，在相同条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到天然气的数十倍。
如果“可燃冰”热值是天然气的10倍，设天燃气热值为4.2×107J/kg，完全燃烧0.5kg“可燃冰”放出的热量为 J；若在不考虑热量损失的情况下，这些热量能使800kg、45℃的水刚好达到沸点，则此时水的沸点是 ℃，水面上方的气压 1标准大气压。
（选填“大于”、“小于”或“等于“）（c水=4.2×103J/（kg•℃））
解：
（1）1kg天然气完全燃烧放出的热量：
Q放=mq天然气=1kg×4.2×l07J/kg=4.2×l07J，
0.5kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量：
Q放′=Q放×5=4.2×l07J×5=2.1×l08J；
（2）由题知，Q吸=Q放′=2.1×l08J，
根据Q吸=cm水（t﹣t0）可知水达到沸点时的温度为：
t=t0+
=45℃+
=107.5℃
因为1标准大气压下水的沸点为100℃，液体的沸点随着表面气压的增大而升高，随气压减小而降低，所以此时水面上方的气压大于1标准大气压。
答案：
2.1×108；107.5；大于。
二、计算题（共6小题）
13．（2018•衡阳）2017年6月10日，作为中国大陆核电的发源地﹣﹣秦山核电基地安全运行100堆年（一座核反应堆运行一年为一堆年）。
从被誉为“国之光荣”的秦山核电站1991年12月15日投入运行开始，秦山核电基地一直保持安全稳定运行，目前每分钟的安全发电量相当于少消耗烟煤13.0t，减排二氧化碳约40.6t，二氧化硫约0.2t，氮氧化物约0.8t。
秦山核电基地目前共有9台运行机组，年发电量约500亿千瓦时，是目前我国核电机组数量最多、堆型品种最丰富、装机容量最大的核电基地。
[下列
（1）
（2）题答案用科学计数法表示]
（1）13.0t烟煤如果完全燃烧，放出的热量为多少J．（烟煤的热值为2.9×107J/kg）。
（2）假设13.0t烟煤在煤炉中完全燃烧，放出的热量部分被水吸收，可以使4×105kg的水从20℃升高到100℃，求水吸收的热量为多少J．[c水=4.2×103J/（kg•℃）]
（3）求煤炉加热水的热效率。
[第（3）题结果保留两位有效数字]
解：
（1）13.0t烟煤如果完全燃烧，放出的热量：
Q放=mq=13.0×103kg×2.9×107J/kg=3.77×1011J；
（2）水吸收的热量：
Q吸=cm水△t=4.2×103J/（kg•℃）×4×105kg×（100℃﹣20℃）=1.344×1011J；
（3）煤炉烧水的效率：
η=
×100%=
×100%≈36%。
答：
（1）13.0t烟煤如果完全燃烧3.77×1011J；
（2）水吸收的热量为1.344×1011J；
（3）煤炉加热水的热效率为36%。
14．（2018•苏州）为了减少环境污染，部分农村地区改用液化气烧菜做饭。
某钢瓶装有液化气10kg，已知液化气的热值为4.2×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）求：
（1）这瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是多少？
（2）若
（1）中放出的热量有40%被初温为20℃的水吸收，在标准大气压下可将多少质量的水烧开？
解：
（1）10kg液化气完全燃烧释放热量：
Q放=m气q=10kg×4.2×107J/kg=4.2×108J；
（2）由题知，Q吸=40%×Q放=40%×4.2×108J=1.68×108J，
1标准大气压小水的沸点为100℃，即水的末温为100℃，
由Q吸=cm△t得水的质量：
m水=
=
=500kg。
答：
（1）这瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是4.2×108J；
（2）若
（1）中放出的热量有40%被初温为20℃的水吸收，在标准大气压下可将500kg质量的水烧开。
15．（2018•聊城）在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，烧杯中盛有20℃、质量为100g的水，在一个标准大气压下加热至沸腾，假如完全燃烧酒精3g。
[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），酒精的热值为3.0×107J/kg]求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）此过程中酒精灯烧水的热效率。
（3）科学研究表明：
1g100℃的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收2.26×103J的热量。
水开始沸腾后持续观察沸腾现象，同时发现水的质量减少了5g，求此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量。
解：
（1）一个标准大气压下水的沸点为100℃，即需将水加热至100℃，
水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×0.1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×104J；
（2）3g酒精完全燃烧释放的热量：
Q放=mq=3×10﹣3kg×3.0×107J/kg=9×104J；
酒精灯烧水的热效率：
η=
×100%=
×100%≈37.3%；
（3）1g100℃的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收2.26×103J的热量，则5g100℃的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收的热量：
Q=5g×2.26×103J/g=1.13×104J。
答：
（1）水吸收的热量是3.36×104J；
（2）酒精灯烧水的热效率是37.3%；
（3）5g，100℃的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收的热量是1.13×104J。
16．（2018•上海）质量为1千克的牛奶，加热后温度升高了20℃，求牛奶吸收的热量。
[c牛奶=2.5×103焦/（千克•℃）]
解：
牛奶吸收的热量：
Q吸=cm△t=2.5×103J/（kg•℃）×1kg×20℃=5×104J。
答：
牛奶吸收的热量为5×104J。
17．（2018•桂林）若家用天然气的热值为4.2×107J/kg水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。
（1）完全燃烧0.04m3天然气放出的热量是多少？
（2）若某新型天然气灶烧水的效率为40%，完全燃烧0.04m3天然气可使室温下5kg的水温度升高多少？
解：
（1）完全燃烧0.04m3天然气放出的热量：
Q放=Vq=0.04m3×4.2×107J/m3=1.68×106J；
（2）由题知，水吸收的热量：
Q吸=Q放×40%=1.68×106J×50%=6.72×105J，
由Q吸=cm△t可得水升高的温度：
△t=
=
=32℃。
答案：
（1）完全燃烧0.04m3天然气放出1.68×106J的热量；
（2）完全燃烧0.04m3天然气可使常温下5kg的水温度升高32℃。
18．（2018•广安）用天然气灶给水加热，在1标准大气压下，把体积为10L，温度为15℃的水加热到沸腾，求：
（1）水吸收了多少热量？
[ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg•℃）]
（2）若不计热量损失，需要燃烧多少m3的天然气？
（q天燃气=4.2×107J/m3）
解：
（1）由ρ=
得，10L水的质量：
m=ρ水V=1.0×103kg/m3×10×10﹣3m3=10kg，
水吸收的热量：
Q吸=c水m水（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（100℃﹣15℃）=3.57×106J；
（2）不计热量损失，则Q放=Q吸，
由Q放=Vq可得，需要燃烧天然气的体积：
V天然气=
=
=
=0.085m3。
答：
（1）水至少需要吸收的热量为3.57×106J；
（2）若不计热量损失，需要燃烧0.085m3的天然气。
三、解答题（共2小题）
19．（2018•广东）阅读下列短文，回答问题，
“天舟一号”与“天宫二号”成功对接
我国自主研制的“天宫二号”空间实验室已于2016年9月15日发射成功“天宫二号”在距地面高度380km圆形轨道上绕地球匀速运行，绕地球一圈的运行时间是90分钟，“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日由长征七号火箭成功发射升空，并于2017年4月22日与“天宫二号”首次自动交会对接成功，如图1所示，为我国建立自己的空间站迈出了坚实的一步。
发射“天舟一号”货运飞船的长征七号火箭的燃料由液态煤油和液氢混合构成，火箭点火起飞时，火箭内的燃料燃烧从火箭体尾部喷射出火焰几乎直击发射平台。
使得发射平台核心区的温度接近3000℃，足以融化绝大多数金属和非金属材料，长征七号火箭发射时与其它火箭不同的是发射平台旁的“喷水降温降噪系统”，其采取的是国际上先进的喷水降温方法，如图2所示，在发射中火箭飞到5m高以后，“喷水降温降噪系统”向箭体尾部火焰中心喷水20余秒，喷水量约为400t，一部分的水会汽化到大气中，大部分的水则通过导流槽流走，于是大流量喷水能够带走大量的热起到降温作用，防止了火箭发射台内部的仪器设备可能因高温受到影响。
[圆周率π=3，c水=4.2×103J/（kg•℃）]
（1）设“喷水降温降噪系统”喷出400t水的初温为20℃，在喷水20秒内全部变成100℃的水，则水带走的热量为 J。
（2）如图3所示，设地球半径为6370km，“天宫二号”空间实验室在圆形轨道上正常运行，圆形轨道的半径为 km，圆形轨道的周长为
km．“天舟一号”货运飞船成功发射及正常入轨后，与“天宫二号”空间实验室对接。
对接时“天舟一号”的运行速度为 km/s。
（3）长征七号火箭所搭载的“天舟一号”货运飞船在上升过程中的机械能不断
（选填“变大”、“变小”或“不变”），长征七号红箭燃料的 能燃烧时转化为内能。
解：
（1）400t水的初温为20℃，在喷水20秒内全部变成100℃的水，所以水带走的热量：
Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×4×105kg×（100℃﹣20℃）=1.344×1011J；
（2）“天宫二号”在距地面高度380km圆形轨道上绕地球匀速运行，由图3知，地球半径为6370km，所以圆形轨道的半径r=380km+6370km=6750km，
圆形轨道的周长：
c=2πr=2×3×6750km=40500km，
“天宫二号”绕地球一圈的运行时间是90分钟，对接时“天舟一号”与“天宫二号”速度相等，所以“天舟一号”的运行速度：
v=
=
=
=7.5km/s；
（3）长征七号火箭所搭载的“天舟一号”货运飞船在上升过程中速度不断变大，所以动能变大，高度变大，所以重力势能变大，所以机械能不断变大；
长征七号红箭燃料燃烧时发生化学变化，释放出内能，所以是燃料的化学能燃烧时转化为内能。
答案：
（1）1.344×1011；
（2）6750；40500；7.5；（3）变大；化学。
20．（2018•咸宁）用天然气烧水，水烧开后，壶盖不断向上跳动，此过程中能量转化与四冲程汽油机的 冲程的能量转化相同；若天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收，在标准大气压下把5kg的水从20℃加热至沸腾，需完全燃烧 m3天然气。
（c水=4.2×103J/（kg•℃），q天然气=4×107J/m3）
解：
（1）水烧开以后，水蒸气膨胀对壶盖做功，把壶盖顶起来，将水蒸气的内能转化为壶盖的机械能。
这与汽油机的做功冲程的能量转化相同，在汽油机的做功冲程中，是将燃气的内能转化为活塞的机械能；
（2）在标准大气压下水的沸点为100℃，即水的末温为100℃，
水吸收的热量为：
Q吸=c水m水△t=4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（100℃﹣20℃）=1.68×106J。
由η=
=50%得天然气完全燃烧放出的热量：
Q放=
=
=3.36×106J，
由Q放=Vq得天然气的体积：
V气=
=
=0.084m3。
答案：
做功；0.084。
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