初中物理人教版九年级全册第十四章 内能的利用综合与测试课时训练

这是一份初中物理人教版九年级全册第十四章 内能的利用综合与测试课时训练，共8页。试卷主要包含了小芳探究用酒精灯给水加热的效率，完全燃烧0，007 kg,，56×106 J,等内容，欢迎下载使用。

1.(2021江苏南通中考)小芳探究用酒精灯给水加热的效率。她先测出酒精灯质量为185 g,接着用该酒精灯将200 mL的水从20 ℃加热至70 ℃,结束加热后再次测量酒精灯的质量,天平平衡时右盘中的砝码及游码的位置如图,读数为 g。实验中水吸收的热量为 J,酒精完全燃烧放出的热量可用公式Q放= 计算,则酒精灯给水加热的效率为 %。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q酒精=3.0×107 J/kg]
2.(2021江苏常州中考)生活垃圾的热值为3×106 J/kg,位于武进区遥观镇的垃圾焚烧发电厂每天完全燃烧800 t生活垃圾,放出热量 J。放出热量的30%用来发电,每天可发电 kW·h。放出热量的42%用来加热水供给附近小区,1标准大气压下,每天可将 kg的水由20 ℃恰好加热至沸腾。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
3.(2021四川眉山中考)改革开放以来,我国人民的生活水平不断提高,汽车已成为多数人的代步工具。某品牌国产汽车以72 km/h的速度在平直公路上匀速行驶100 km,消耗了汽油6 L,汽车发动机功率为12 kW,已知:汽油的热值为q=4.6×107 J/kg,汽油的密度为ρ=0.7×103 kg/m3。求该汽车匀速行驶100 km过程中:
(1)消耗汽油的质量;
(2)发动机所做的功;
(3)发动机的效率(百分号前保留整数)。
4.(2021湖北武汉月考)(1)完全燃烧0.3 m3的天然气来加热水箱中的水,天然气放出的热量是多少J?
(2)若放出热量的84%被水箱中的水吸收,则水箱中20 L、20 ℃的水温度升高多少 ℃?[天然气的热值为3.0×107 J/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃),ρ水=1×103 kg/m3,当地大气压为一个标准大气压]
5.(2021云南元阳模拟)在一个标准大气压下,完全燃烧300 g焦炭,用来加热初温为60 ℃、体积为20 L的水,这些热量的42%被水吸收,已知焦炭的热值是3.0×107 J/kg,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。求:
(1)水的质量;
(2)完全燃烧300 g焦炭放出的热量;
(3)加热后水的末温。
6.(2021河南平顶山期中)如图所示为某型号的联合收割机收割玉米的场景。它以四冲程柴油机作为动力装置,输出功率为120.4 kW。收割玉米时,以0.8 m/s的速度匀速作业10 min,需消耗4.2 kg柴油。[q柴油=4.3×107 J/kg,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)求4.2 kg柴油完全燃烧放出的热量。
(2)求柴油机的工作效率。
(3)若4.2 kg柴油完全燃烧放出的热量全部被质量为1 000 kg、温度为25 ℃的水吸收,求水的末温。(在标准大气压下)
答案全解全析
1.178 4.2×104 qm 20
解析 由题图可知,读数为:m=100 g+50 g+20 g+5 g+3 g=178 g;
水的体积V=200 mL=200 cm3=2×10-4 m3,
由ρ=mV可得,水的质量:
m水=ρV=1.0×103 kg/m3×2×10-4 m3=0.2 kg,
水吸收的热量:
Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.2 kg×(70 ℃-20 ℃)=4.2×104 J;
酒精完全燃烧放出的热量可用公式Q放=qm计算,消耗的酒精的质量:
m酒精=185 g-178 g=7 g=0.007 kg,
酒精完全燃烧放出的热量:
Q放=q酒精m酒精=3.0×107 J/kg×0.007 kg=2.1×105 J,
则酒精灯给水加热的效率:
η=Q吸Q放×100%=4.2×104 J2.1×105 J×100%=20%。
2.2.4×1012 2×105 3×106
解析 生活垃圾的质量为:
m=800 t=8×105 kg,
燃烧放出的热量为:
Q放=mq=8×105 kg×3×106 J/kg=2.4×1012 J;
放出热量的30%用来发电,则电能为:
W电=ηQ放=30%×2.4×1012 J=7.2×1011 J=2×105 kW·h;
水吸收的热量为:
Q吸=η'Q放=42%×2.4×1012 J=1.008×1012 J,
由Q吸=cmΔt得,水的质量为:
m水=Q吸c水Δt=1.008×1012 J4.2×103 J/(kg·℃)×(100℃-20℃)=3×106 kg。
3.(1)4.2 kg (2)6×107 J (3)31%
解析 (1)6 L=6×10-3 m3,由密度公式ρ=mV变形可得消耗汽油的质量m=ρV=0.7×103 kg/m3×6×10-3 m3=4.2 kg;
(2)由速度公式v=st变形可得汽车行驶100 km用时t=sv=100km72km/h=2518 h=2518×3 600 s=5 000 s;
由W=Pt可得发动机所做的功:
W=Pt=12 kW×5 000 s=1.2×104 W×5×103 s=6×107 J;
(3)汽油完全燃烧所放出的热量:
Q=qm=4.6×107 J/kg×4.2 kg=1.932×108 J,
发动机的效率为:
η=WQ×100%=6×107 J1.932×108 J×100%≈31%。
4.(1)9×106 J (2)80 ℃
解析 (1)天然气完全燃烧放出的热量:
Q放=Vq=0.3 m3×3.0×107 J/m3=9×106 J。
(2)水吸收的热量
Q吸=84%Q放=84%×9×106 J=7.56×106 J,
由ρ=mV可得水的质量:
m=ρ水V'=1×103 kg/m3×20×10-3 m3=20 kg,
由Q=cmΔt得水的温度变化:
Δt=Q吸c水m=7.56×106 J4.2×103 J/(kg·℃)×20kg=90 ℃,
t末=t0+Δt=20 ℃+90 ℃=110 ℃>100 ℃,
因当地大气压为一个标准大气压,则水的沸点为100 ℃,所以水温实际升高的温度t实=100 ℃-20 ℃=80 ℃。
5.(1)20 kg (2)9×106 J (3)100 ℃
解析 (1)由ρ=mV可知,水的质量:
m=ρV=1.0×103 kg/m3×20×10-3 m3=20 kg;
(2)完全燃烧300 g焦炭放出的热量:
Q放=m焦炭q=0.3 kg×3.0×107 J/kg=9×106 J;
(3)水吸收的热量:
Q吸=ηQ放=42%×9×106 J=3.78×106 J,
由Q吸=cmΔt可知,水升高的温度:
Δt=Q吸cm=3.78×106 J4.2×103 J/(kg·℃)×20kg=45 ℃,
水的末温t=t0+Δt=60 ℃+45 ℃=105 ℃,
在一个标准大气压下,水的沸点是100 ℃,所以加热后水的末温是100 ℃。
6.(1)1.806×108 J (2)40% (3)68 ℃
解析 (1)4.2 kg柴油完全燃烧放出的热量:
Q放=mq柴油=4.2 kg×4.3×107 J/kg=1.806×108 J。
(2)收割玉米时柴油机做的功:
W=Pt=120.4×103 W×10×60 s=7.224×107 J,
则柴油机的工作效率:
η=WQ放×100%=7.224×107 J1.806×108 J×100%=40%。
(3)由题意可知,水吸收的热量Q吸=Q放=1.806×108 J,
由Q吸=cmΔt得,水升高的温度:
Δt=Q吸c水m水=1.806×108 J4.2×103 J/(kg·℃)×1 000kg=43 ℃。
则水的末温为:t=t0+Δt=25 ℃+43 ℃=68 ℃。