北师大版初中九年级物理专项素养综合练(一)热学的综合计算课件

第十章机械能、内能及其转化专项素养综合全练(一)热学的综合计算类型一与比热容有关的热量计算1.(2023湖北恩施中考)冬季,某供热系统中有10kg水,当温度

降低1℃时,可给房间放热

(

)A.4.2×102J

B.4.2×103JC.4.2×104J

D.以上都不对C解析

10kg水温度降低1℃时,水放出的热量为Q=cmΔt=4.2

×103J/(kg·℃)×10kg×1℃=4.2×104J,C正确,A、B、D错误。

故选C。2.(2023福建平和期中)甲、乙两物体的比热容之比是2∶3,

降低相同的温度,放出的热量之比是3∶4,则甲、乙两物体的

质量之比是

(

)A.9∶8

B.2∶9

C.3∶1

D.2∶1A解析甲、乙两物体比热容之比c甲∶c乙=2∶3,降低温度之

比Δt甲∶Δt乙=1∶1,放出热量之比Q甲∶Q乙=3∶4,由Q放=cmΔt

知,甲、乙两物体的质量之比

=

=

=

=

。故选A。3.(2023河南鹤壁外国语学校月考)干泥沙的比热容是水的

,干泥沙与水的质量之比是2∶1,吸收的热量之比是5∶4,则干

泥沙和水升高的温度之比是

(

)A.1∶8

B.8∶1

C.8∶25

D.25∶8D解析干泥沙和水的比热容之比c沙∶c水=1∶5,干泥沙与水

的质量之比是m沙∶m水=2∶1,吸收的热量之比是Q沙∶Q水=

5∶4,由Q吸=cmΔt可知,干泥沙和水升高的温度之比

=

=

=

=

。故选D。4.(2023安徽临泉实验中学月考)水的比热容为4.2×103J/(kg·

℃),初温为30℃、质量为2kg的水吸收2.1×103J的热量后温

度将升高到

℃;将水倒掉一半,剩下的水的比热容是

J/(kg·℃)。30.25

4.2×103

解析吸收2.1×103J的热量后水升高的温度Δt=

=

=0.25℃,水的末温t=Δt+t0=0.25℃+30℃=30.25℃;将水倒掉一半,虽然水的质量和体积改变了,但

比热容与物质的质量和体积无关,与物质的种类和形态有关,

所以水的比热容不变,仍为4.2×103J/(kg·℃)。5.(2023河南新蔡期中)湖南岳阳气温持续升高,鱼塘水温高

达45℃。为了拯救鱼苗,鱼塘主采取多种措施,如设置遮阳

网、打水井等,但效果都不明显,于是便想出了一个奇招:向

鱼塘投放100块冰用于降温,这是通过

(选填“做

功”或“热传递”)的方式改变内能。若城市中建有大型绿

地,绿地中的人工湖具有“吸热”功能,盛夏时就能大大减弱

周围地区的“热岛效应”。若某一人工湖湖水的质量为1.0

×107kg,在阳光照射下水温升高2℃,湖水吸收的热量为

J。[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)]热传递

8.4×1010

解析冰块从水中吸收热量,使鱼塘中水的温度降低,这是通

过热传递的方式改变内能;湖水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×1

03J/(kg·℃)×1.0×107kg×2℃=8.4×1010J。6.(2024安徽淮北期中)在实验室加热2kg的水,水的温度变化

如图所示,已知水的比热容为c水=4.2×103J/(kg·℃),不计热量

损失,c铝=0.84×103J/(kg·℃),问:(1)在加热前3分钟的过程中,水吸收的热量是多少?(2)若前3分钟水吸收的热量用于加热5kg的铝,可使铝的温

度升高多少摄氏度?

解析

(1)由图可知,加热前3分钟,水升高的温度为:Δt=t-t0=96

℃-90℃=6℃;3分钟内水吸收的热量为:Q水吸=c水mΔt=4.2×10

3J/(kg·℃)×2kg×6℃=5.04×104J;(2)前3分钟水吸收的热量如果用于加热5kg的铝,铝吸收的

热量等于水吸收的热量,即Q铝吸=Q水吸=5.0×104J,可得铝升高

的温度为:Δt'=

=

=12℃。7.(2024安徽阜阳名校联考)传统的冰块是由水制作而成的,

在饮料里熔化后会使饮料味道变淡影响口感。如图是一种

新型的不锈钢冰块,表面是由304不锈钢制成的,里面装有酒

精和水的混合液体,从而温度很低也不会凝固,可循环使用,

也避免了使用不洁净的水源制成的冰块对人体造成的危

害。现将四块质量相等的不锈钢冰块冷冻至-15℃后,迅速

放入另一个装有水的杯中,放入不锈钢冰块后水温最终下降

到25℃。已知不锈钢冰块的比热容为420J/(kg·℃),每块不

锈钢冰块质量为125g,杯中水的质量为400g,不计热量损失,c水=4.2×103J/(kg·℃)。问:(1)四块不锈钢冰块总共吸收了多少热量?(2)杯中水的初温为多少?

解析

(1)已知m钢=4×125g=500g=0.5kg,c钢=420J/(kg·℃),故

不锈钢冰块吸收的热量Q吸=c钢m钢(t-t0)=420J/(kg·℃)×0.5kg×

[25℃-(-15℃)]=8.4×103J;(2)不计热量损失,Q放=Q吸=8.4×103J;水变化的温度Δt水=

=

=5℃;杯中水的初温为25℃+5℃=30℃。类型二燃料燃烧的热量计算8.(2024陕西渭南临渭期中)某种燃气的热值为4.2×107J/m3,

燃气炉完全燃烧0.02m3的该燃气能使我市夏季常温下4kg

的水温度升高5℃,已知c水=4.2×103J/(kg·℃)。则下列说法中

(

)①这些燃气完全燃烧放出的热量为8.4×105J②4kg水吸收的热量为8.4×105JC③加热过程中,水的比热容保持不变④燃气炉完全燃烧0.02m3该燃气能使我市夏季常温下1kg

的水温度升高100℃A.只有①②正确

B.只有②④正确C.只有①③正确

D.只有①③④正确解析燃气完全燃烧放出的热量:Q放=Vq=0.02m3×4.2×107J/

m3=8.4×105J,①正确;4kg水吸收的热量为:Q吸=cmΔt=4.2×103

J/(kg·℃)×4kg×5℃=8.4×104J,②错误;同种物质的比热容在

状态不变时,比热容不变,加热过程中,温度升高,比热容不变,

③正确;燃气炉完全燃烧0.02m3的该燃气能使我市夏季常温

下4kg的水温度升高5℃,则燃气炉完全燃烧0.02m3该燃气

能使我市夏季常温下1kg的水温度升高20℃,④错误。故选

C。9.(2024河北邯郸期中)用天然气灶将一壶质量为2kg、初温

为20℃的水加热到100℃,消耗了20g天然气。已知水的比

热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为4.2×107J/kg,则天然

气完全燃烧放出的热量为

J,水吸收的热量为

J。

8.4×105

6.72×105

解析天然气的质量:m=20g=0.02kg,这些天然气完全燃烧

放出的热量:Q放=mq=0.02kg×4.2×107J/kg=8.4×105J;水吸收

的热量:Q吸=cm水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=

6.72×105J。e410.(2024安徽阜阳期中)氢燃料具有清洁无污染、效率高等

优点,氢燃料新能源公交车逐渐在很多城市投放使用。氢的

热值为1.4×108J/kg,水的比热容为c=4.2×103J/(kg·℃)。问:(1)质量为0.9kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少?(2)若放出的热量全部被初温为20℃的水吸收后,水的温度

升高到50℃,则水质量是多少?解析

(1)0.9kg的氢燃料完全燃烧放出的热量:Q放=mq氢=0.9kg×1.4×108J/kg=1.26×108J;(2)由题意可知水吸收的热量:Q吸=Q放=1.26×108J,由Q吸=cmΔt

得水的质量:m水=

=

=1000kg。类型三热效率相关计算11.(2023河南上蔡月考)一单缸四冲程汽油机每分钟消耗汽

油10g,其中与钻木取火能量转化相同的是

冲程,若

飞轮转速为1500r/min,一个做功冲程燃气对活塞做功150J,

则该汽油机工作时热机效率为

%。(汽油热值为4.5

×107J/kg)压缩

25解析压缩冲程与钻木取火的能量转化情况相同,都是将机

械能转化为内能;单缸四冲程汽油机一个工作循环飞轮转2

圈,完成4个冲程,对外做功一次,已知飞轮的转速是1500r/

min,所以,每分钟对外做功750次,则单缸四冲程汽油机工作1

min做的功W=150J×750=1.125×105J,每分钟消耗10g汽油,1

0g汽油完全燃烧释放的热量Q放=mq=10×10-3kg×4.5×107J/kg

=4.5×105J,该汽油机工作时热机效率η=

×100%=

×100%=25%。12.(2024江西上饶月考)天然气灶使用方便、经济环保。如

图所示,在一个标准大气压下,天然气灶将1.5L,温度为20℃

的水加热至沸腾,大约需要5min,已知水的比热容为4.2×103J

/(kg·℃),天然气的热值为3.5×107J/m3,求:(1)水吸收的热量;(2)若天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收,烧开这壶

水需要多少天然气。解析

(1)水的质量:m=ρV=1.0×103