2020人教版九年级上学期同步单元专题大培优：热效率计算专题练习.docx

1、九年级上学期同步单元专题大培优：热效率计算专题练习燃料的热效率：1.如图甲所示，1标准大气压下，普通煤炉把壶内20、5kg水烧开需完全燃烧一定质量的煤，此过程中，烧水效率为28%。为提高煤炉效率，浙江大学创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在消耗等量煤烧开壶内初温相同、等量水的过程中，还可额外把炉壁间10kg水从20加热至40。Q煤=3107J/kg，c水=4.2103J/（kg），以上过程中，问：（1）普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大？（2）双加热煤炉的烧水效率有多大？2.某物理兴趣小组的同学，用煤炉给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。若在6min内完

2、全燃烧了2kg的煤，水的比热容为4.2103J/（kg），煤的热值约为3107J/kg。求：（1）煤完全燃烧产生的热量：（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；（3）煤炉烧水时的热效率。3.认识自然，亲近自然。初春学校组织学生到某农庄进行社会实践活动，小明携带一台如图甲所示的便携式丁烷气炉（内置一瓶新的燃气，参数如表格所示），爱探究的小明通过手机上网查到便携式燃气炉的热效率为40%，野炊地水的沸点为96，测出当地水的温度为26，水的比热容为（c水=4.2103/（kg）（1）一瓶新的燃气完全燃烧可以放出多少热量？（2）一瓶新的燃气以最大火力工作，可以使用多长时间？（3）一瓶新的燃气最多能够

3、把质量为多少千克的水烧开？（4）小明发现，第（3）问中理论上算出能烧开的水的质量和实际能烧开的水的质量还是有较大差异，除题目中提到的有关因素外，你认为还有什么原因，请写出一条。4.小武家新买了天然气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率为80%，准备测试使用。他把家里自动洗衣机的“水量”设置为50L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的体积达到50L时洗衣机会自动停止注水。已知当时的自来水的温度是15，热水器输出热水的温度为31，注水前天然气表的累计示数是2365.89m3，天然气的热值为3.2107J/m3.水的比热容：4.2103J/（kg），水的密度：1103kg/m3（1）天然气热

4、水器工作时发生的能量转化： 能转化为 能。（2）请你计算注水后天然气表的累计示数变为多少？（小数点后保留两位）（3）小武现使用该热水器洗澡，设定热水管出水温度为45，洗澡时感觉水温太高，需要从另一根冷水管中放出部分冷水进入出水管，然后与热水混合。若该热水器出水温度低于40热水器会停止出水。现控制出水管出水量一定，则调节冷水管出水质量和热水管出水质量之比不能高于多少？（不计热损失）热机的效率：5.我国首款大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600如图所示，已知飞机空载质量为41.5t，最大巡航速度500km/h，该飞机蓄满水后总质量53.5t。为检测飞机性能，先后进行了模拟灭火和水面滑行测试。在灭火测试

5、中：飞机盘悬在火场上方150m处将所蓄水分次投下，每次投水200kg，历时20s到达地面。（水=1.0103kg/m3，g=10N/kg）（1）飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积。（2）每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率。（3）在某次水面滑行测试中，蓄有8.5t水的飞机，在水平面上以10m/s的速度沿直线匀速滑行了60s，滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍若发动机的效率是75%，则此时飞机每分钟燃烧掉的燃油是多少千克？（燃油的热值q=4.6107J/kg）（保留两位小数）6.“国庆”假期，小明一家驱车外出旅游。当汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速行驶时，汽车受到的阻力是整车重

6、的0.08倍，效率为40%.已知汽车整车质量为1500kg，油箱容积为50L.（汽油热值q=3.3107J/L，g=10N/kg），求：（1）汽车匀速前进受到的阻力是多大？（2）这时汽车牵引力做功的功率是多少？（3）该车加满一箱汽油，按照以上速度最多可以匀速行驶多远的路程？7.某汽油机活塞的横截面积是35cm2.在做功冲程中，燃气对活塞的平均压强是1.0106Pa，活塞移动的距离是60mm，汽油机转速为900r/s，试问：（1）做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是多少？（2）该汽油机功率是多少？（3）设做功冲程汽油完全燃烧放出的热量是840J，汽油机的效率是多少？8.提高热机效率是节能减排的途径

7、之一。大多数家用汽车的发动机均为汽油机，它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能，再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶。（1）请你将图中汽油机工作时的能流图补充完整。（2）若汽油机效率从30%提高到36%，那么该车以等大的牵引力在同一路段，匀速行驶相同的路程，发动机前后两次消耗的燃油 （选填“前者多”或“后者多”）（3）若汽油机效率为30%时，消耗一定质量的汽油，该汽车能够在某平直道路上匀速行驶20km；那么当效率提高为36%后，消耗等质量的汽油，该车在同一道路，相同阻力的情况下能匀速行驶的距离又是多少km？太阳能的热效率：9.太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太阳能热水器已走进了千

8、家万户。如图所示，某家庭太阳能热水器接收太阳能总有效面积为2m2，1m2面积上1h接收到的太阳能平均为2.52106J.若阳光照射该热水器5h，可以使量为80kg的水温度升高30，c水=4.2103J/（kg）；q干木柴=1.2107J/kg，求：（1）水吸收的热量。（2）若这些水吸收的热量全部由燃烧干木柴来提供，需要完全燃烧多少千克干木柴（假设干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收）。（3）该太阳能热水器的效率。10.如图所示是某太阳能热水器，水容量为100L，该热水器在冬季有效日照时段里，平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为2.8106J若该热水器接收太阳能的有效面积为1.5m2，每天

9、日照时间按8h计算，若这些太阳能能使装满水的热水器中的水温从20升高到60水的比热容为4.2103J/（kg，水的密度为1.0103kg/m3求：（1）热水器中水的质量；（2）一天内热水器中的水吸收的热量；（3）热水器在冬季的效率11.为牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，美丽乡村建设中大量使用了直接利用太阳能的热水器、太阳能路灯等节能环保设备。根据你所学知识完成下列问题。(1)太阳能是在太阳内部氢原子核发生_(选填“聚变”或“裂变”)时释放的能量；太阳能属于_(选填“可再生”或“不可再生”)能源。(2)某团队现在正在设想研发内置太阳能电池板的新型屋顶瓦片，实现更好的节能。这种瓦片是

10、通过_(选填“光电转化”“光热转化”或“光化转化”)方式直接利用太阳能的。(3)太阳能热水器利用真空热水管给水加热，如图，某太阳能热水器接收太阳能的面积为3m2，每平方米面积上1h得到太阳辐射的能量平均为2.5106J，该热水器仅能把接受太阳能的42%转化为水的内能，若光照6h可以使热水器内初温为15、质量为100kg的水温度升高到多少摄氏度？c水4.2103J/(kg)12.下面是小明在学习能源的利用后收集到的有关太阳能的资料：太阳能是人类最基本的能源，它无污染，免费，还可以再生，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长，当太阳光照射地面时，1m2地面上在1s内平均得到的太阳辐射能约为R=1.2

11、103J。太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经逐渐地出现在我们的生活中。恰好，小明的邻居小华家最近买了一台某型号的太阳能热水器，他仔细阅读了使用说明书，并记录了铭牌上的有关内容如下表中所示。试问：（1）正常情况下，该太阳能热水器在8小时的时间内接收到的太阳能是多少J？（2）按说明书正常使用，在太阳能热水器水箱里装满质量为100kg、温度18的冷水，8小时能够使水的温度升高多少？水的比热容4.2103J/（kg）（3）若改用燃烧天然气来加热同样的水，需要完全燃烧天然气多少m3？（不计热损失，天然气的热值为3.8107/m3，结果需保留三位小数）九年级上学期同步单元专题大培优：热效率计算

12、专题练习答案燃料的热效率：1.如图甲所示，1标准大气压下，普通煤炉把壶内20、5kg水烧开需完全燃烧一定质量的煤，此过程中，烧水效率为28%。为提高煤炉效率，浙江大学创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在消耗等量煤烧开壶内初温相同、等量水的过程中，还可额外把炉壁间10kg水从20加热至40。Q煤=3107J/kg，c水=4.2103J/（kg），以上过程中，问：（1）普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大？（2）双加热煤炉的烧水效率有多大？答案：（1）0.2kg（2）42%2.某物理兴趣小组的同学，用煤炉给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。若在6min内完全燃

13、烧了2kg的煤，水的比热容为4.2103J/（kg），煤的热值约为3107J/kg。求：（1）煤完全燃烧产生的热量：（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；（3）煤炉烧水时的热效率。答案：（1）6107J （2）8.4106J （3）143.认识自然，亲近自然。初春学校组织学生到某农庄进行社会实践活动，小明携带一台如图甲所示的便携式丁烷气炉（内置一瓶新的燃气，参数如表格所示），爱探究的小明通过手机上网查到便携式燃气炉的热效率为40%，野炊地水的沸点为96，测出当地水的温度为26，水的比热容为（c水=4.2103/（kg）（1）一瓶新的燃气完全燃烧可以放出多少热量？（2）一瓶新的燃气以最大火

14、力工作，可以使用多长时间？（3）一瓶新的燃气最多能够把质量为多少千克的水烧开？（4）小明发现，第（3）问中理论上算出能烧开的水的质量和实际能烧开的水的质量还是有较大差异，除题目中提到的有关因素外，你认为还有什么原因，请写出一条。答案：（1）2.25107J（2）2.5h（3）30.6Kg（4）丁烷燃烧放出的热量有一部分散失到空气中4.小武家新买了天然气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率为80%，准备测试使用。他把家里自动洗衣机的“水量”设置为50L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的体积达到50L时洗衣机会自动停止注水。已知当时的自来水的温度是15，热水器输出热水的温度为31，注水前

15、天然气表的累计示数是2365.89m3，天然气的热值为3.2107J/m3.水的比热容：4.2103J/（kg），水的密度：1103kg/m3（1）天然气热水器工作时发生的能量转化： 能转化为 能。（2）请你计算注水后天然气表的累计示数变为多少？（小数点后保留两位）（3）小武现使用该热水器洗澡，设定热水管出水温度为45，洗澡时感觉水温太高，需要从另一根冷水管中放出部分冷水进入出水管，然后与热水混合。若该热水器出水温度低于40热水器会停止出水。现控制出水管出水量一定，则调节冷水管出水质量和热水管出水质量之比不能高于多少？（不计热损失）答：（1）化学；内；（2）天然气表的累计示数变为2366.02

16、m3；（3）调节冷水管出水质量和热水管出水质量之比不能高于1：5。热机的效率：5.我国首款大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600如图所示，已知飞机空载质量为41.5t，最大巡航速度500km/h，该飞机蓄满水后总质量53.5t。为检测飞机性能，先后进行了模拟灭火和水面滑行测试。在灭火测试中：飞机盘悬在火场上方150m处将所蓄水分次投下，每次投水200kg，历时20s到达地面。（水=1.0103kg/m3，g=10N/kg）（1）飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积。（2）每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率。（3）在某次水面滑行测试中，蓄有8.5t水的飞机，在水平面上以10m/s的速度沿直线

17、匀速滑行了60s，滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍若发动机的效率是75%，则此时飞机每分钟燃烧掉的燃油是多少千克？（燃油的热值q=4.6107J/kg）（保留两位小数）答案：（1）53.5m3（2）1.5104W（3）4.35Kg6.“国庆”假期，小明一家驱车外出旅游。当汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速行驶时，汽车受到的阻力是整车重的0.08倍，效率为40%.已知汽车整车质量为1500kg，油箱容积为50L.（汽油热值q=3.3107J/L，g=10N/kg），求：（1）汽车匀速前进受到的阻力是多大？（2）这时汽车牵引力做功的功率是多少？（3）该车加满一箱汽油，按照以上速度最多可以

18、匀速行驶多远的路程？答案：（1）1200N （2）3.6104W （3）550Km7.某汽油机活塞的横截面积是35cm2.在做功冲程中，燃气对活塞的平均压强是1.0106Pa，活塞移动的距离是60mm，汽油机转速为900r/s，试问：（1）做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是多少？（2）该汽油机功率是多少？（3）设做功冲程汽油完全燃烧放出的热量是840J，汽油机的效率是多少？答案：（1）做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是3500N（2）该汽油机功率是94500W（3）设做功冲程汽油完全燃烧放出的热量是840J，汽油机的效率是258.提高热机效率是节能减排的途径之一。大多数家用汽车的发动机均为汽油

19、机，它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能，再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶。（1）请你将图中汽油机工作时的能流图补充完整。（2）若汽油机效率从30%提高到36%，那么该车以等大的牵引力在同一路段，匀速行驶相同的路程，发动机前后两次消耗的燃油 （选填“前者多”或“后者多”）（3）若汽油机效率为30%时，消耗一定质量的汽油，该汽车能够在某平直道路上匀速行驶20km；那么当效率提高为36%后，消耗等质量的汽油，该车在同一道路，相同阻力的情况下能匀速行驶的距离又是多少km？答案：（1）摩擦生热耗能；废气带走的能量；（2）前者多；（3）又能够行驶24km。太阳能的热效率：9.太阳能是21世纪重点

20、开发利用的能源之一，如今太阳能热水器已走进了千家万户。如图所示，某家庭太阳能热水器接收太阳能总有效面积为2m2，1m2面积上1h接收到的太阳能平均为2.52106J.若阳光照射该热水器5h，可以使量为80kg的水温度升高30，c水=4.2103J/（kg）；q干木柴=1.2107J/kg，求：（1）水吸收的热量。（2）若这些水吸收的热量全部由燃烧干木柴来提供，需要完全燃烧多少千克干木柴（假设干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收）。（3）该太阳能热水器的效率。答案：（1）1.008107J（2）0.84kg（3）40%10.如图所示是某太阳能热水器，水容量为100L，该热水器在冬季有效日照时段里

21、，平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为2.8106J若该热水器接收太阳能的有效面积为1.5m2，每天日照时间按8h计算，若这些太阳能能使装满水的热水器中的水温从20升高到60水的比热容为4.2103J/（kg，水的密度为1.0103kg/m3求：（1）热水器中水的质量；（2）一天内热水器中的水吸收的热量；（3）热水器在冬季的效率答案：（1）太阳能热水器中水的体积：V=100L=0.1 m3太阳能热水器中水的质量： m=v=1103kg/m30.1m3=100kg（2）一天内热水器中水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2103J/（kg/）100kg（60-20）=1.68107J（

22、3）一天内热水器接受太阳的能量：W=2.8106J/（m2h）1.5m28h=3.36107J ）热水器在冬季的效率：= Q吸/W=1.68107J/3.36107J=50%11.为牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，美丽乡村建设中大量使用了直接利用太阳能的热水器、太阳能路灯等节能环保设备。根据你所学知识完成下列问题。(1)太阳能是在太阳内部氢原子核发生_(选填“聚变”或“裂变”)时释放的能量；太阳能属于_(选填“可再生”或“不可再生”)能源。(2)某团队现在正在设想研发内置太阳能电池板的新型屋顶瓦片，实现更好的节能。这种瓦片是通过_(选填“光电转化”“光热转化”或“光化转化”)方式

23、直接利用太阳能的。(3)太阳能热水器利用真空热水管给水加热，如图，某太阳能热水器接收太阳能的面积为3m2，每平方米面积上1h得到太阳辐射的能量平均为2.5106J，该热水器仅能把接受太阳能的42%转化为水的内能，若光照6h可以使热水器内初温为15、质量为100kg的水温度升高到多少摄氏度？c水4.2103J/(kg)答案：(1)聚变可再生(2)光电转化(3)解：由题意可得，热水器中水吸收的热量：Q吸2.5106J/(m2h)3m26h42%1.89107J，因为Q吸cmt，所以水升高的温度：t45。水最后的温度：tt初t154560。12.下面是小明在学习能源的利用后收集到的有关太阳能的资料：

24、太阳能是人类最基本的能源，它无污染，免费，还可以再生，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长，当太阳光照射地面时，1m2地面上在1s内平均得到的太阳辐射能约为R=1.2103J。太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经逐渐地出现在我们的生活中。恰好，小明的邻居小华家最近买了一台某型号的太阳能热水器，他仔细阅读了使用说明书，并记录了铭牌上的有关内容如下表中所示。试问：（1）正常情况下，该太阳能热水器在8小时的时间内接收到的太阳能是多少J？（2）按说明书正常使用，在太阳能热水器水箱里装满质量为100kg、温度18的冷水，8小时能够使水的温度升高多少？水的比热容4.2103J/（kg）（3）若改用燃烧天然气来加热同样的水，需要完全燃烧天然气多少m3？（不计热损失，天然气的热值为3.8107/m3，结果需保留三位小数）答案：（1）5.184107 （2）61.71 （3）0.682m3