2020人教版九年級上學(xué)期同步單元專題大培優(yōu)：熱效率計(jì)算專題練習(xí)

1、九年級上學(xué)期同步單元專題大培優(yōu)：熱效率計(jì)算專題練習(xí)燃料的熱效率：1.如圖甲所示，1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，普通煤爐把壺內(nèi)20C、5kg水燒開需完全燃燒一定質(zhì)量的煤，此過程中，燒水效率為28%。為提高煤爐效率，浙江大學(xué)創(chuàng)意小組設(shè)計(jì)了雙加熱煤爐,如圖乙所示，在消耗等量煤燒開壺內(nèi)初溫相同、等量水的過程中，還可額外把爐壁間10kg水從20C加熱至40CoQ煤=3X107j/kg,c水=4.2X103j/(kgC),以上過程中，問：1) 普通煤爐完全燃燒煤的質(zhì)量有多大？2) 雙加熱煤爐的燒水效率有多大？2某物理興趣小組的同學(xué)，用煤爐給10kg的水加熱，同時(shí)他們繪制了如圖所示的加熱過程中水溫隨時(shí)間變化的圖線。若在6

2、min內(nèi)完全燃燒了2kg的煤，水的比熱容為4.2x103/(kg°C),煤的熱值約為3x107J/kgo求：溫度eSo'705020-一02斗總時(shí)間/min(1) 煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量：(2) 經(jīng)過6min時(shí)間加熱，水所吸收的熱量；(3) 煤爐燒水時(shí)的熱效率。3認(rèn)識自然，親近自然。初春學(xué)校組織學(xué)生到某農(nóng)莊進(jìn)行社會實(shí)踐活動，小明攜帶一臺如圖甲所示的便攜式丁烷氣爐(內(nèi)置一瓶新的燃?xì)?，參?shù)如表格所示)，愛探究的小明通過手機(jī)上網(wǎng)查到便攜式燃?xì)鉅t的熱效率為40%,野炊地水的沸點(diǎn)為96°C,測出當(dāng)?shù)厮臏囟葹?6°C,水的比熱容為(c水=4.2x103/(kg

3、6;C)口口詳丁烷爭1.眈網(wǎng)（不含氣瓶）型號WZL163.A民寸343x2S4x113mm用途邸卜用電子磁便用賺氣液化丁烷氣嫩吒消耗星100g/h（毘大火力時(shí)）格（尺寸倍墾）品名凈，鐘主要成份熱值神州354g250g丁烷9xio7J/kg（1）一瓶新的燃?xì)馔耆紵梢苑懦龆嗌贌崃?？?）一瓶新的燃?xì)庖宰畲蠡鹆ぷ鳎梢允褂枚嚅L時(shí)間？（3）一瓶新的燃?xì)庾疃嗄軌虬奄|(zhì)量為多少千克的水燒開？（4）小明發(fā)現(xiàn)，第（3）問中理論上算出能燒開的水的質(zhì)量和實(shí)際能燒開的水的質(zhì)量還是有較大差異，除題目中提到的有關(guān)因素外，你認(rèn)為還有什么原因，請寫出一條。4.小武家新買了天然氣熱水器，該熱水器的銘牌標(biāo)明了它的熱效率為8

4、0%，準(zhǔn)備測試使用。他把家里自動洗衣機(jī)的“水量”設(shè)置為50L,用熱水器輸出的熱水注入洗衣機(jī)，當(dāng)注入水的體積達(dá)到50L時(shí)洗衣機(jī)會自動停止注水。已知當(dāng)時(shí)的自來水的溫度是15°C，熱水器輸出熱水的溫度為31C,注水前天然氣表的累計(jì)示數(shù)是2365.89m3,天然氣的熱值為3.2X107j/m3.水的比熱容：4.2X103J/（kgC）,水的密度：1X103kg/m3（1）天然氣熱水器工作時(shí)發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化：-能轉(zhuǎn)化為能。（2）請你計(jì)算注水后天然氣表的累計(jì)示數(shù)變?yōu)槎嗌?？（小?shù)點(diǎn)后保留兩位）（3）小武現(xiàn)使用該熱水器洗澡，設(shè)定熱水管出水溫度為45C，洗澡時(shí)感覺水溫太高，需要從另一根冷水管中放出部分冷

5、水進(jìn)入出水管，然后與熱水混合。若該熱水器出水溫度低于40C熱水器會停止出水?，F(xiàn)控制出水管出水量一定，則調(diào)節(jié)冷水管出水質(zhì)量和熱水管出水質(zhì)量之比不能高于多少？（不計(jì)熱損失）熱機(jī)的效率：5我國首款大型水陸兩棲飛機(jī)“鯤龍"AG600如圖所示，已知飛機(jī)空載質(zhì)量為41.51,最大巡航速度500km/h，該飛機(jī)蓄滿水后總質(zhì)量53.51。為檢測飛機(jī)性能，先后進(jìn)行了模擬滅火和水面滑行測試。在滅火測試中：飛機(jī)盤懸在火場上方150m處將所蓄水分次投下，每次投水200kg,歷時(shí)20s到達(dá)地面。（p水=1.0x103kg/m3,g=10N/kg）1）飛機(jī)蓄滿水靜止在水面上時(shí)排開水的體積。(2) 每次投下的水在

6、下落過程中重力做功的平均功率。(3) 在某次水面滑行測試中，蓄有8.51水的飛機(jī)，在水平面上以10m/s的速度沿直線勻速滑行了60s,滑行過程中所受阻力為總重的0.5倍若發(fā)動機(jī)的效率是75%，則此時(shí)飛機(jī)每分鐘燃燒掉的燃油是多少千克？(燃油的熱值q=4.6xl07j/kg)(保留兩位小數(shù))6.“國慶”假期，小明一家驅(qū)車外出旅游。當(dāng)汽車以108km/h的速度在高速公路上勻速行駛時(shí),汽車受到的阻力是整車重的0.08倍，效率為40%.已知汽車整車質(zhì)量為1500kg,油箱容積為50L.(汽油熱值q=3.3x107j/L,g=10N/kg),求：(1) 汽車勻速前進(jìn)受到的阻力是多大？(2) 這時(shí)汽車牽引力

7、做功的功率是多少？(3) 該車加滿一箱汽油，按照以上速度最多可以勻速行駛多遠(yuǎn)的路程？7.某汽油機(jī)活塞的橫截面積是35cm2.在做功沖程中，燃?xì)鈱钊钠骄鶋簭?qiáng)是1.0X106Pa,活塞移動的距離是60mm,汽油機(jī)轉(zhuǎn)速為900r/s，試問：(1) 做功沖程中，燃?xì)鈱钊钠骄鶋毫κ嵌嗌伲?2) 該汽油機(jī)功率是多少？(3) 設(shè)做功沖程汽油完全燃燒放出的熱量是840J，汽油機(jī)的效率是多少？8. 提高熱機(jī)效率是節(jié)能減排的途徑之一。大多數(shù)家用汽車的發(fā)動機(jī)均為汽油機(jī)，它把汽油燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能部分轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，再通過傳動機(jī)構(gòu)將動力傳給車輪使汽車行駛。(1) 請你將圖中汽油機(jī)工作時(shí)的能流圖補(bǔ)充完整。有用機(jī)械離耗

8、能高溫燃雹內(nèi)能(2) 若汽油機(jī)效率從30%提高到36%，那么該車以等大的牽引力在同一路段，勻速行駛相同的路程，發(fā)動機(jī)前后兩次消耗的燃油(選填“前者多”或“后者多”)(3) 若汽油機(jī)效率為30%時(shí)，消耗一定質(zhì)量的汽油，該汽車能夠在某平直道路上勻速行駛20km；那么當(dāng)效率提高為36%后，消耗等質(zhì)量的汽油，該車在同一道路，相同阻力的情況下能勻速行駛的距離又是多少km?太陽能的熱效率：9. 太陽能是21世紀(jì)重點(diǎn)開發(fā)利用的能源之一，如今太陽能熱水器已走進(jìn)了千家萬戶。如圖所示，某家庭太陽能熱水器接收太陽能總有效面積為2m2,lm2面積上lh接收到的太陽能平均為2.52x106.若陽光照射該熱水器5h，可以

9、使量為80kg的水溫度升高30C，c水=4.2x103/（kg°C）；q干木柴=1.2x107j/kg,求：（1）水吸收的熱量。（2）若這些水吸收的熱量全部由燃燒干木柴來提供，需要完全燃燒多少千克干木柴（假設(shè)干木柴完全燃燒放出的熱量全部被水吸收）。（3）該太陽能熱水器的效率。10如圖所示是某太陽能熱水器，水容量為100L，該熱水器在冬季有效日照時(shí)段里，平均每平方米的面積上每小時(shí)接收的太陽能約為2.8x106j.若該熱水器接收太陽能的有效面積為1.5m2，每天日照時(shí)間按8h計(jì)算，若這些太陽能能使裝滿水的熱水器中的水溫從20C升高到60C水的比熱容為4.2x103j/（kgC，水的密度為

10、1.0x103kg/m3.求：1）熱水器中水的質(zhì)量；2）一天內(nèi)熱水器中的水吸收的熱量3）熱水器在冬季的效率.11. 為牢固樹立和踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念，美麗鄉(xiāng)村建設(shè)中大量使用了直接利用太陽能的熱水器、太陽能路燈等節(jié)能環(huán)保設(shè)備。根據(jù)你所學(xué)知識完成下列問題。（1）太陽能是在太陽內(nèi)部氫原子核發(fā)生（選填“聚變”或“裂變”）時(shí)釋放的能量；太陽能屬于（選填“可再生”或“不可再生”）能源。（2）某團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在正在設(shè)想研發(fā)內(nèi)置太陽能電池板的新型屋頂瓦片，實(shí)現(xiàn)更好的節(jié)能。這種瓦片是通過（選填“光電轉(zhuǎn)化”“光熱轉(zhuǎn)化”或“光化轉(zhuǎn)化”）方式直接利用太陽能的。(3) 太陽能熱水器利用真空熱水管給水加熱，如圖，某

11、太陽能熱水器接收太陽能的面積為3m2,每平方米面積上lh得到太陽輻射的能量平均為2.5X106J，該熱水器僅能把接受太陽能的42%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，若光照6h可以使熱水器內(nèi)初溫為15°C、質(zhì)量為100kg的水溫度升高到多少攝氏度？c水=4.2X103j/(kgC)水12. 下面是小明在學(xué)習(xí)能源的利用后收集到的有關(guān)太陽能的資料：太陽能是人類最基本的能源，它無污染，免費(fèi)，還可以再生，這種能源的使用期和太陽本身壽命一樣長，當(dāng)太陽光照射地面時(shí)，1m2地面上在1s內(nèi)平均得到的太陽輻射能約為R=1.2X103J。太陽能熱水器就是直接利用太陽能的裝置，目前已經(jīng)逐漸地出現(xiàn)在我們的生活中。恰好，小明的鄰

12、居小華家最近買了一臺某型號的太陽能熱水器，他仔細(xì)閱讀了使用說明書，并記錄了銘牌上的有關(guān)內(nèi)容如下表中所示。試問：(1) 正常情況下，該太陽能熱水器在8小時(shí)的時(shí)間內(nèi)接收到的太陽能是多少J?(2) 按說明書正常使用，在太陽能熱水器水箱里裝滿質(zhì)量為100kg、溫度18C的冷水，8小時(shí)能夠使水的溫度升高多少C?水的比熱容4.2X103J/(kgC)(3) 若改用燃燒天然氣來加熱同樣的水，需要完全燃燒天然氣多少m3?(不計(jì)熱損失，天然氣的熱值為3.8X107/m3,結(jié)果需保留三位小數(shù))水鋁容積(V)集熱萱的采光面積(刃1.5m栽率5)懐用年限m沾年九年級上學(xué)期同步單元專題大培優(yōu)：熱效率計(jì)算專題練習(xí)答案燃料

13、的熱效率：1.如圖甲所示，1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，普通煤爐把壺內(nèi)20C、5kg水燒開需完全燃燒一定質(zhì)量的煤，此過程中，燒水效率為28%。為提高煤爐效率，浙江大學(xué)創(chuàng)意小組設(shè)計(jì)了雙加熱煤爐，如圖乙所示，在消耗等量煤燒開壺內(nèi)初溫相同、等量水的過程中，還可額外把爐壁間10kg水從20°C加熱至40°C。Q煤=3X107j/kg,c水=4.2X103j/(kg°C),以上過程中，問：(1)普通煤爐完全燃燒煤的質(zhì)量有多大？(2)雙加熱煤爐的燒水效率有多大？答案：(1)0.2kg(2)42%2某物理興趣小組的同學(xué)，用煤爐給10kg的水加熱，同時(shí)他們繪制了如圖所示的加熱過程中水溫隨時(shí)間變

14、化的圖線。若在6min內(nèi)完全燃燒了2kg的煤，水的比熱容為4.2x103/(kgC),煤的熱值約為3x107J/kgo求：溫度(1) 煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量：(2) 經(jīng)過6min時(shí)間加熱，水所吸收的熱量；(3) 煤爐燒水時(shí)的熱效率。答案：(1)6X107J(2)&4X106J(3)14%3認(rèn)識自然，親近自然。初春學(xué)校組織學(xué)生到某農(nóng)莊進(jìn)行社會實(shí)踐活動，小明攜帶一臺如圖甲所示的便攜式丁烷氣爐(內(nèi)置一瓶新的燃?xì)猓瑓?shù)如表格所示)，愛探究的小明通過手機(jī)上網(wǎng)查到便攜式燃?xì)鉅t的熱效率為40%,野炊地水的沸點(diǎn)為96°C,測出當(dāng)?shù)厮臏囟葹?6°C,品名frazs丁烷爭1.眈罰(不含

15、氣瓶)型號WZL163.A尺寸343x284x113mm用途里利卜用電子就使用虧氣液化丁烷氣廳氣消耗量100g/h(最大火力時(shí))TW鵬(尺寸倍星)口口詳凈辰重主要玄份神州354g250g丁烷9K107J/kg水的比熱容為(c水=4.2x103/(kg°C)甲1) 一瓶新的燃?xì)馔耆紵梢苑懦龆嗌贌崃浚?) 一瓶新的燃?xì)庖宰畲蠡鹆ぷ?，可以使用多長時(shí)間？3) 一瓶新的燃?xì)庾疃嗄軌虬奄|(zhì)量為多少千克的水燒開？(4) 小明發(fā)現(xiàn)，第(3)問中理論上算出能燒開的水的質(zhì)量和實(shí)際能燒開的水的質(zhì)量還是有較大差異，除題目中提到的有關(guān)因素外，你認(rèn)為還有什么原因，請寫出一條。答案：(1)2.25x107(2

16、)2.5h(3)30.6Kg(4)丁烷燃燒放出的熱量有一部分散失到空氣中4.小武家新買了天然氣熱水器，該熱水器的銘牌標(biāo)明了它的熱效率為80%，準(zhǔn)備測試使用。他把家里自動洗衣機(jī)的“水量”設(shè)置為50L,用熱水器輸出的熱水注入洗衣機(jī)，當(dāng)注入水的體積達(dá)到50L時(shí)洗衣機(jī)會自動停止注水。已知當(dāng)時(shí)的自來水的溫度是15°C，熱水器輸出熱水的溫度為31C,注水前天然氣表的累計(jì)示數(shù)是2365.89m3,天然氣的熱值為3.2X107j/m3.水的比熱容：4.2X103J/(kgC),水的密度：1X103kg/m3(1) 天然氣熱水器工作時(shí)發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化：-能轉(zhuǎn)化為能。(2) 請你計(jì)算注水后天然氣表的累計(jì)示

17、數(shù)變?yōu)槎嗌伲?小數(shù)點(diǎn)后保留兩位)(3) 小武現(xiàn)使用該熱水器洗澡，設(shè)定熱水管出水溫度為45C，洗澡時(shí)感覺水溫太高，需要從另一根冷水管中放出部分冷水進(jìn)入出水管，然后與熱水混合。若該熱水器出水溫度低于40C熱水器會停止出水?，F(xiàn)控制出水管出水量一定，則調(diào)節(jié)冷水管出水質(zhì)量和熱水管出水質(zhì)量之比不能高于多少？(不計(jì)熱損失)答：(1)化學(xué)；內(nèi)；(2) 天然氣表的累計(jì)示數(shù)變?yōu)?366.02m3；(3) 調(diào)節(jié)冷水管出水質(zhì)量和熱水管出水質(zhì)量之比不能高于1：5。熱機(jī)的效率：5我國首款大型水陸兩棲飛機(jī)“鯤龍"AG600如圖所示，已知飛機(jī)空載質(zhì)量為41.51,最大巡航速度500km/h，該飛機(jī)蓄滿水后總質(zhì)量53

18、.51。為檢測飛機(jī)性能，先后進(jìn)行了模擬滅火和水面滑行測試。在滅火測試中：飛機(jī)盤懸在火場上方150m處將所蓄水分次投下，每次投水200kg，歷時(shí)20s到達(dá)地面。(p水=1.0x103kg/m3,g=10N/kg)t+(1) 飛機(jī)蓄滿水靜止在水面上時(shí)排開水的體積。(2) 每次投下的水在下落過程中重力做功的平均功率。(3) 在某次水面滑行測試中，蓄有8.51水的飛機(jī)，在水平面上以10m/s的速度沿直線勻速滑行了60s,滑行過程中所受阻力為總重的0.5倍若發(fā)動機(jī)的效率是75%，則此時(shí)飛機(jī)每分鐘燃燒掉的燃油是多少千克？(燃油的熱值q=4.6x107j/kg)(保留兩位小數(shù))答案：(1)53.5m3(2)

19、1.5x104W(3)4.35Kg6. “國慶”假期，小明一家驅(qū)車外出旅游。當(dāng)汽車以108km/h的速度在高速公路上勻速行駛時(shí),汽車受到的阻力是整車重的0.08倍，效率為40%.已知汽車整車質(zhì)量為1500kg,油箱容積為50L.(汽油熱值q=3.3x107j/L,g=10N/kg),求：(1) 汽車勻速前進(jìn)受到的阻力是多大？(2) 這時(shí)汽車牽引力做功的功率是多少？(3) 該車加滿一箱汽油，按照以上速度最多可以勻速行駛多遠(yuǎn)的路程？答案：(1)1200N(2)3.6x104W(3)550Km7. 某汽油機(jī)活塞的橫截面積是35cm2.在做功沖程中，燃?xì)鈱钊钠骄鶋簭?qiáng)是1.0X106Pa,活塞移動的

20、距離是60mm,汽油機(jī)轉(zhuǎn)速為900r/s，試問：（1）做功沖程中，燃?xì)鈱钊钠骄鶋毫κ嵌嗌?？?）該汽油機(jī)功率是多少？（3）設(shè)做功沖程汽油完全燃燒放出的熱量是840J，汽油機(jī)的效率是多少？答案：（1）做功沖程中，燃?xì)鈱钊钠骄鶋毫κ?500N（2）該汽油機(jī)功率是94500W（3）設(shè)做功沖程汽油完全燃燒放出的熱量是840J，汽油機(jī)的效率是25%8. 提高熱機(jī)效率是節(jié)能減排的途徑之一。大多數(shù)家用汽車的發(fā)動機(jī)均為汽油機(jī)，它把汽油燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能部分轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，再通過傳動機(jī)構(gòu)將動力傳給車輪使汽車行駛。（1）請你將圖中汽油機(jī)工作時(shí)的能流圖補(bǔ)充完整。有用機(jī)械跳機(jī)械散弗住能高溫K汽內(nèi)能（2）若汽油機(jī)效率

21、從30%提高到36%，那么該車以等大的牽引力在同一路段，勻速行駛相同的路程，發(fā)動機(jī)前后兩次消耗的燃油（選填“前者多”或“后者多”）（3）若汽油機(jī)效率為30%時(shí)，消耗一定質(zhì)量的汽油，該汽車能夠在某平直道路上勻速行駛20km；那么當(dāng)效率提高為36%后，消耗等質(zhì)量的汽油，該車在同一道路，相同阻力的情況下能勻速行駛的距離又是多少km?答案：（1）摩擦生熱耗能；廢氣帶走的能量；（2）前者多；（3）又能夠行駛24km。太陽能的熱效率：9. 太陽能是21世紀(jì)重點(diǎn)開發(fā)利用的能源之一，如今太陽能熱水器已走進(jìn)了千家萬戶。如圖所示，某家庭太陽能熱水器接收太陽能總有效面積為2m2,lm2面積上lh接收到的太陽能平均為

22、2.52x106.若陽光照射該熱水器5h，可以使量為80kg的水溫度升高30C，c水=4.2x103/（kg°C）；q干木柴=1.2x107j/kg，求：（1）水吸收的熱量。（2）若這些水吸收的熱量全部由燃燒干木柴來提供，需要完全燃燒多少千克干木柴（假設(shè)干木柴完全燃燒放出的熱量全部被水吸收）。（3）該太陽能熱水器的效率。答案：（1）1.008x107（2）0.84kg（3）40%10如圖所示是某太陽能熱水器，水容量為100L，該熱水器在冬季有效日照時(shí)段里，平均每平方米的面積上每小時(shí)接收的太陽能約為2.8x10J若該熱水器接收太陽能的有效面積為1.5m2，每天日照時(shí)間按8h計(jì)算，若這些

23、太陽能能使裝滿水的熱水器中的水溫從20C升高到60°C水的比熱容為4.2x103j/(kg°C，水的密度為1.0x103kg/m3.求:(1) 熱水器中水的質(zhì)量；(2) 一天內(nèi)熱水器中的水吸收的熱量；(3) 熱水器在冬季的效率.答案：(1)太陽能熱水器中水的體積：V=100L=0.1m3太陽能熱水器中水的質(zhì)量：m=pv=1xl03kg/m3x0.lm3=100kg(2) 一天內(nèi)熱水器中水吸收的熱量：Q吸=cm(t-t0)=4.2x103j/(kg/C)x100kgx(60C-20C)=1.68x107j(3) 一天內(nèi)熱水器接受太陽的能量：W=2.8x106j/(m2h)x1

24、.5m2x8h=3.36x107j)熱水器在冬季的效率：n=Q吸/W=1.68x107j/3.36x107j=50%11. 為牢固樹立和踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念，美麗鄉(xiāng)村建設(shè)中大量使用了直接利用太陽能的熱水器、太陽能路燈等節(jié)能環(huán)保設(shè)備。根據(jù)你所學(xué)知識完成下列問題。(1) 太陽能是在太陽內(nèi)部氫原子核發(fā)生(選填“聚變”或“裂變”)時(shí)釋放的能量；太陽能屬于(選填“可再生”或“不可再生”)能源。(2) 某團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在正在設(shè)想研發(fā)內(nèi)置太陽能電池板的新型屋頂瓦片，實(shí)現(xiàn)更好的節(jié)能。這種瓦片是通過(選填“光電轉(zhuǎn)化”“光熱轉(zhuǎn)化”或“光化轉(zhuǎn)化”)方式直接利用太陽能的。(3)太陽能熱水器利用真空熱水管給水加熱，如圖，某太陽能熱水器接收太陽能的面積為3m