北师大版物理九年级重难点过关：热效率计算

试卷更新日期：2022-09-22 类型：同步测试

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一、计算题

1. 用燃气锅炉烧水时，把质量为400kg，初温为30℃的水加热到100℃，共燃烧了7m³天然气，已知水的比热容 $c_{水} = 4.2 \times 1 0^{3} J / (k g \cdot ℃)$ ，天然气的热值q＝4.2×10⁷J/m³ ，求：

(1)、水吸收的热量；

(2)、燃气锅炉烧水时的效率；

(3)、可燃冰是一种新型能源，它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质，可燃冰的热值为同体积天然气的160倍，我国可燃冰已试采成功，技术处于世界领先地位。若换用可燃冰为燃料，锅炉效率不变，则完全燃烧1m³可燃冰可以使多少kg水的温度升高50℃。

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2. 有人通过一个具体例子来认识汽油热值的大小：汽油完全燃烧获得的热量和一个60 kg的人爬30 m高的楼所做的功相等，汽油的热值为4.6×10⁷J/kg，g=10N/kg。求：

(1)、该人克服重力做功多少J？

(2)、这些汽油的质量是多少千克？

(3)、若一汽油机的效率为30%，该汽车匀速行驶时的阻力为2000N，那么这些汽油可以使该汽车运动多少米？

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3. 近年来，许多城市绿色“共享电动汽车”正式投人使用。如图是一款按租用时间收费的电动汽车，人和车的总质量为 $1.2 t$ ，车轮与地面的总接触面积为 $2.0 \times 1 0^{- 2} m^{2}$ 。匀速行驶过程中所受到的阻力是车身重的0.1倍。求：

(1)、人坐在电动汽车内静止时整体对水平路面的压强；

(2)、该电动汽车在平直公路上以 $36 k m / h$ 的速度匀速行驶 $10 m i n$ ，牵引力所做的功；

(3)、若功率相同的燃油汽车行驶相同的路程，消耗的汽油为 $0.5 k g$ ，燃油汽车的效率为多少？（ $q_{汽油} = 4.6 \times 1 0^{7} J / k g$ ， $g = 10 N / k g$ ，计算结果保留一位小数）

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4. 一辆汽车以72km/h的速度行驶10min，消耗的汽油为1.2kg。汽车匀速行驶时受到的牵引力 $F = 1.38 \times 10^{3} N$ ，（汽油的热值q=4.6×10⁷J/kg）根据以上信息计算：

(1)、该汽车在这段时间内消耗的汽油放出的热量是多少？

(2)、在这段时间内汽车做的有用功是多少？

(3)、在这段时间内汽车的效率是多少？

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5. 某物理兴趣小组的同学，用天然气给10kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若天然气的烧水热效率是50%。（水的比热容为 $4.2 \times 10^{3}$ J/（kg·℃），天然气的热值约为 $3.2 \times 10^{7} {J/m}^{3}$ ）。求：

(1)、经过6min时间加热，水所吸收的热量是多少？

(2)、6min时间内，使用天然气多少 $m^{3}$ ？（保留两位小数）

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6. 利用先进工艺和科学方法，可以使垃圾变废为宝。若从1吨垃圾中能提炼出140 kg燃料油，燃料油的热值为4.5×10⁷ J/kg，

(1)、这些燃料油完全燃烧时释放出的热量是多少？

(2)、这些热量的50%可以被水吸收，能使多少kg的水温度升高50 ℃。（水的比热容为4.2×10³J/（kg·℃））

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7. 某型号汽车在车型测试中，在一段平直的公路上以 $80 km / h$ 的速度匀速行驶了 $6 km$ ，消耗汽油 $1 kg$ 汽油的热值 $q_{汽油} = 4.5 \times 10^{7} J / kg$ 。假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为40%。则（提示：牵引力做功用 $W = F s$ 计算）

(1)、汽车行驶了多少分钟；

(2)、汽油完全燃烧放出的热量；

(3)、以此速度行驶的过程中，受到的阻力是多大？

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8. 天然气是生活中常用的一种能源。某用户将50k的水从20℃加热到60℃，需要燃烧0.25m的天然气，已知水的比热容c_水=4.2×10³J/(kg·℃)，天然气的热值q=4.2×10⁷J/m³。求：

(1)、50kg的水从20℃加热到60℃吸收的热量；

(2)、完全燃烧0.25m³的天然气放出的热量；

(3)、该用户用天然气烧水的效率。

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9. 百公里油耗指的是汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量，是汽车耗油量的一个衡量指标。由于多数车辆在90km/h接近经济车速，因此大多对外公布的理论油耗通常为90km/h的百公里匀速油耗。某品牌汽车匀速行驶100km油耗为8L，汽车发动机的输出功率为25kW（已知汽油的密度为0.75×10³kg/m³ ，热值为4.5×10⁷J/kg）。试求：

(1)、8L汽油完全燃烧放出的热量；

(2)、行驶100km时间内发动机所做的功；

(3)、该品牌汽车发动机的热机效率。

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10. 某物理兴趣小组的同学，用煤炉给8kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在4min内完全燃烧了1.4kg的煤，水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），煤的热值约为3×10⁷J/kg，求：

(1)、经过4min时间加热，水所吸收的热量；

(2)、煤完全燃烧产生的热量；

(3)、煤炉烧水时的热效率；

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11. 天然气灶烧水,燃烧0.5 m³的天然气,使100 kg的水从20 ℃升高到70 ℃。已知水的比热容为c=4.2×10³ J/(kg·℃),天然气的热值为q=7.0×10⁷ J/m³。求:

(1)、0.5 m³天然气完全燃烧放出的热量Q_放;

(2)、水吸收的热量Q_吸;

(3)、燃气灶的效率η。

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12. 每到夏收季节，大量农作物秸秆在田间被随意焚烧，这不仅造成资源浪费、环境污染，而且极易引发火灾等．为解决这一问题，现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料——秆浆煤．若燃烧秆浆煤（热值为2.4×10⁷J/kg），使50kg、20℃的水温度升高到80℃．求：

(1)、水的内能增加了多少（水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃））

(2)、如果秆浆煤燃烧释放的热量有30%被水吸收，需要完全燃烧多少千克秆浆煤．

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13. 已知天然气的热值为4.2×10⁷J/m³ ，水的比热容为4.2×10³J/（kg.℃）．

(1)、完全燃烧0.04m³天然气可放出热量为J．

(2)、某天然气灶烧水的效率为50%，完全燃烧0.04m³天然气可使常温下5kg的水温度升高℃．

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14. 燃气灶烧水时，把质量为2kg、初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.02m³天然气（假设天然气完全燃烧）．已知水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），天然气的热值为8.4×10⁷J/m³ ．求：
（1）水吸收的热量；
（2）天然气完全燃烧放出的热量；
（3）燃气灶烧水时的效率．

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15. 实验室某玻璃瓶中盛有质量为140g的酒精．已知酒精的热值为3×10⁷J/kg，水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃）．试求：
（1）将这些酒精完全燃烧，可放出多少热量？
（2）这些热量有80%被水吸收，能使20kg的水温度升高多少度？

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