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文档简介
热量的综合计算一、单选题1.用相同的电加热器分别对质量相等的
A
和
B
两种液体加热(不计热量损失),如图是
A和
B
的温度随加热时间变化的图像,下列说法正确的是(
)A.A
的比热容与
B
的比热容之比为
1:2B.A
的比热容与
B
的比热容之比为
2:3C.都加热t
时间,A
和B
吸收热量之比为
1:1D.A
和
B
升高相同的温度,吸收热量之比为
1:12.用相同的燃料分别对质量相等的甲、乙两种液体加热(不计热量损失)。如图所示是甲、乙的温度随加热时间变化的图像,下列说法中正确的是(
)沸腾前,升高相同温度,甲吸收的热量较多4~8
分钟,甲的内能在减小C.乙内能增大时,温度一定升高D.甲、乙的比热容之比为
2∶3甲、乙两物体的质量之比是
3∶1,吸热之比是
4∶1,则它们升高温度之比和比热容之比可能分别是(
)A.3∶4,1∶1 B.4∶1,1∶3 C.2∶6,2∶1 D.3∶2,1∶2鲁能巴蜀中学刘老师在网上购买了一款网红
55℃智能恒温暖水杯,此杯内胆中贮存了一种微米级传热材质,能很快将开水变成适饮的温水,而后又能将凉水变成适饮的温水,如图所示。为探究热材质的性质,刘老师将
200g,100℃的开水倒入杯中摇晃一分钟后水温稳定在
55℃,然后立即将热水倒掉,迅速加入
200g,23℃的自来水再次摇晃一分钟后水温稳定在
43℃,若忽略内胆及空间的热能消耗,该传热材质在整个实验过程中内能的改变量为(
)A.1.26×104J B.2.1×104J C.3.78×104J D.4.2×104J一台柴油机中的燃料完全燃烧放出了
8×107
J的热量,共计损失了
4.8×107
J
能量,下列说法错误的是该柴油机的效率为
40%用来做有用功的能量为3.2×107JC.通过科技进步,在未来可以实现能量零损失D.减少机械间的摩擦可以提高热机效率据表格中数据,下列说法正确的是(
)物质铁铜水煤油ρ/(kg·m-3)7.9×1038.9×1031.0×1030.8×103c/[J(kg·℃)-1]0.46×1030.39×1034.2×1032.1×103单位质量的铁温度升高
1℃时吸收的热量是
0.46×103J1kg铜温度升高
1℃时,吸收的热量是
0.39×103J/(kg·℃)煤油和水体积之比为
2∶1,吸收热量之比为
12∶5,则升高温度之比为
3∶1D.初温、质量相同的铁块和铜块,吸收相同的热量后相接触,内能从铁块转移到铜块7.用两个相同的电热水器给质量同为
2
kg
的物体甲和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示。据此判断甲物质
10
min
吸收的热量为[c水=4.2×103
J/(kg·℃)](
)A.0.84×105
JB.1.2×105
JC.2.52×105
J D.条件不足,不能计算8.在一个标准大气压下,不计热量损失,把
60kg,25℃的水加热到沸腾,需要完全燃烧热值为1.26×107J/kg
的干木柴的质量为(
)A.15kg B.10kg C.1.5kg D.1kg9.某四冲程汽油机的转速是
1500r/min,那么在
1min
时间内,该汽油机的冲程数和燃气做功次数分别是(
)A.3000
个,6000
次B.6000
个,3000
次C.3000
个,750
次 D.750个,3000次小明用酒精灯将质量为
100g、初温为
20℃的水加热到
90℃(未沸腾),共燃烧了
7g
酒精[c
水=4.2×103J/(kg℃,酒精的热值为
q=3×107J/kg]。则(
)水吸收的热量是
2.94×107J,效率为
14%水吸收的热量是
2.94×104J,效率为
14%水吸收的热量是
2.94×107J,效率为
1.4%水吸收的热量是
2.94×104J,效率为
1.4%利用一燃气热水器对
10kg
、20℃的水进行加热时,完全燃烧了
0.105m3
的煤气。已知水的比热容为
4.2×103J/kg·℃,煤气的热值为
4×107J/
m3,该热水器烧水的效率是
50%。下列说法中(
)①煤气完全燃烧放出的热量是②水吸收的热量是③水温升高了
50℃④加热过程中水的内能保持不变A.只有①④正确C.只有①②正确B.只有②③正确D.只有②③④正确12.某型号汽油机工作时的热损失情况是:汽缸散热损失
30%,废气带走
35%,机械摩擦损耗10%,由于汽油容易挥发等原因其利用率只有
90%,则
2kg能利用的汽油其完全燃烧(热值为4.6×107J/kg)获得的机械能是(
)A.2.48×107J B.3.02×107J C.0.88×107J D.2.07×107J13.在两个相同的杯子内盛有质量相等的热水和冷水,将一半热水倒入冷水杯内,冷水杯内的温度升高
21°C,若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内,冷水杯内的水温会升高(
).A.9°C B.8°C C.6°C D.5°C冷水的质量为m,温度为
t0,吸收一定的热量后,温度升高到t1,另有质量为
2m
的热水,放出同样多的热量后,温度也降到
t1,那么热水原来的温度为(
)B. C. D.甲、乙两台汽油机,甲的功率是乙的
2
倍,甲的效率是
30%,乙的效率是
20%,那么甲、乙在相同时间内所消耗汽油质量之比为(
)A.3:4 B.2:3 C.3:2 D.4:3有一辆汽车在水平路面上用
0.5h
匀速行驶了
36km,消耗汽油
3
kg。若已知该汽车发动机的功率(即牵引力的功率)为
23
kW,汽车(包括车上的人和物品)质量为
1.5
t,车轮与地的接触总面积是0.5m2,汽油的热值为
4.6×107
J/kg,g=10N/kg。下列分析正确的是(
)该汽车对路面的压力等于
l.5×104
N,该汽车克服阻力做的功是
2.3×104JB.该汽车通过这段路程的平均速度是
200m/s,车对地的压强是
30
PaC.该汽车的牵引力是
1.5×104
N,汽油燃烧放出的热量是
1.38×108
JD.该汽车发动机的效率是
30%,该汽车的牵引力是
1.15×103
N二、填空题酒精的热值
3.0×107J/kg。如果完全燃烧
42g
酒精,放出的热量是
J;如果这些热量完全被
25kg
的水吸收,可以使水的温度升高
摄氏度。用煤气灶把
2kg,初温为
30℃的水烧到
80℃,消耗了
20g煤气,已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),煤气的热值为
4.2×107J/kg,则水吸收的热量为
J,煤气完全燃烧放出的热量为
J,煤气灶烧水的效率为
%。有两块金属块,它们的质量之比
m1:m2=1:3,比热容之比c
甲:c
乙=3:4,让它们吸收相同的热量后,升高的温度之比为
。汽油的热值
4.6×107J/kg。这个数值究竟有多大?有人通过一个具体例子来认识汽油热值的大小:一个
60kg
的人,从大厦的一楼步行至
11
楼(走了
10
层楼),每层楼的层高度为
3m,则他克服重力做的功是
焦耳;如果汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和这些功相等,需要汽油的质量是
克。(保留一位小数)“西气东输”工程中,输送的燃料为天然气。这是利用了天然气
较大的特性,当
0.05m3天然气完全燃烧可以放出的热量为
4.2×106J,则天然气的热值为
J/m3,质量为
5kg,温度为
15℃的水完全吸收了这些热量后,它的末温为
℃(在一个标准大气压下)。如图所示,这是汽油机的
冲程中,在这一冲程中,它将燃料燃烧产生的
转化
为
(选填“机
械能”或“内能”)。如果一辆汽车行驶时消耗汽油
7kg,那么这些汽油完全燃烧能放出
J
的热量,若该汽车发动机所做的有用功为
9.45×107J,则该发动机的效率为
。(汽油的热值为
4.5×107J/kg)23.小明同学用一种加热器将质量为
100g
的冰持续加热熔化直至沸腾,记录并绘制出温度随时间变化的图象如图所示。根据图象可以看出
AB
段的比热容
CD
段的比热容(选填“大于”、“等于”,或“小于”),BC
段所吸收的热量为
J;如果他用酒精灯加热,从开始加热直到刚好沸腾,消耗了
28g
酒精,则酒精灯的加热效率是
。(酒精的热值为
3.0×107J/kg)24.小丽探究煤炉的热效率时,用煤炉给
10kg
的水加热,此过程中水温随时间变化情况如图。若这些水从
70℃升高到
80℃燃烧了
0.3kg
的煤,则从
50℃升高到
70℃需要燃烧
kg
的煤.烧水过程中,
(选填“0~2min”、“2~4min”或“4~6min”)时间段内的热效率最高。[设相同时间内燃烧煤的质量相等]小张驾驶一辆额定功率为
35
千瓦、效率为
30%的汽车在一段平直的公路上匀速行驶,在额定功率下行驶
1
小时至少需要
L
汽油(汽油的热值为
3.5×107J/L);若行驶的速度为
72km/h,则汽车受到的阻力为
N。三、计算题为了测定铅的比热容,把质量为
200g
的铅块加热到
98℃,再投入到
80g
的
12℃水中,充分混合后水的温度为
18℃。已知水的比热容为
4.2×103J/(kg·℃),若不计热损失,求:水吸收的热量;铅的比热容。小明用天然气将质量为
2kg
的水从
25℃加热到
75℃,完全燃烧天然气放出的热量有
20%被水吸收,已知水的比热容为
4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为
3.5×107J/m3J。求:这些水吸收的热量;需要完全燃烧天然气的体积。28.如图所示是一辆满载防疫物资的货车,质量为
30t,静止时对水平地面的压强为
3×105Pa。货车以
15m/s的速度在平直公路上匀速行驶
9km,消耗柴油
10kg,发动机的输出功率为
225kW。(g
取10N/kg,柴油的热值
q=4.0×107J/kg)求:货车车轮与水平地面接触的总面积是多少?货车受到的阻力是多少?货车发动机的效率是多少?某野外考察队员使用酒精炉烧水,将
1
kg的水从
20
℃加热到
100
℃,完全燃烧了
22.4
g
的酒精。水的比热容是
4.2×103
J/(kg·℃),酒精的热值是
3.0×107
J/kg。试求:水吸收的热量是多少?酒精完全燃烧放出的热量是多少?该酒精炉的效率是多少?太阳是离地球最近的一颗恒星,由于其内部深处的极高温度(约
2×107℃)和极高压强(约2×1016
Pa),使原子的热核反应得以不断进行,从而通过太阳表面以光的形式向宇宙空间辐射出巨大的能量,这就是太阳能。利用太阳能的一种方式是用集热器把水加热。某太阳能集热器把质量为
100kg、初温为20℃的水加热到
80℃,水吸收的热量是多少?[c
水=4.2×103
J/(kg·℃)]我国幅员辽阔,日照充足,一年可获得的太阳能约为
3.6×1022J,这些太阳能相当于多少吨标准煤完全燃烧释放的能量?(q
煤=3×107
J/kg)31.随着我国经济社会发展,人们生活更加美好。我国农村地区也广泛使用了多挡位电热水器,如图甲为某一款多挡位电热水器,内部简化电路如图乙所示,根据电热水器的加热功率可以实现低挡位、中挡位、高挡位三个挡位工作,已知
U=220V、R1=40Ω,R2=50Ω、c水=4.2×103J/(kg•℃)。将
50kg
的水从
20℃加热到
40℃,水吸收的热量是多少;当
S1闭合、S2
断开时,将
50kg
的水从
20℃加热到
40℃用时
1h,求电热水器此挡位的加热效率;(保留一位小数)求该电热水器高挡位工作时的功率是多少?32.如图是一个饮水机的工作原理图,其中
R1
和R2
是阻值不变的发热电阻,下表是它的部分参数。[水的比热容为 ]求:额定电压220V额定加热功率2000W额定保温功率88W(1)S1、S2
都闭合时,饮水机处于哪种状态?(2)1kg
的水温度从 升高到 吸收的热量?(3)饮水机正常工作时,加热效率为
84%,则将
1kg
的水从加热到 需用多长时间?33.如图甲所示,A、B
是两个底部装有完全相同的加热器的容器,加热器产生的热量
90%可以被容器中的液体吸收,已知加热器每秒钟放出热量
1000J。现将甲、乙两种液体分别倒入
A、B
杯中,其中甲液体的比热容
3×103J/(kg•℃);让两个加热器同时开始工作,60s
后停止加热,然后立即将质量为
5.4
千克的合金球迅速放入乙液体中(从球放入到达到热平衡不计热损失),它们的温度随时间变化图象如乙所示。加热
60s
时,乙液体吸收的热量为多少;甲液体的质量多少;合金球的比热容为多少?34.随着科技的发展,无人驾驶技术日趋成熟。如图所示是利用
5G
网络实现远程驾驶的纯电动汽车,其质量为
1.8t,车轮与路面接触的总面积为
750cm2,该车在水平路面上匀速直线行驶
12km,用时
10min,这一过程中汽车发动机的功率恒为
24kW。(汽油热值
q=4.5×107J/kg,g
取
10N/kg)求:该车静止在水平路面上对路面的压强是多少?在这过程中汽车受到的阻力是多少?该车百公里消耗电能
1.8×108J,若这些能量完全由燃烧汽油来获得,相当于完全燃烧汽油多少千克?35.孝顺的小梅同学给爷爷网购了一台额定电压为
220V
的双档位电热足浴器。足浴器某次加热工作时的控制面板显示如图所示。足浴器在加热状态下正常工作时的电流是多大?足浴器装入质量为
5kg,初温为
20℃的水,当水温达到控制面板上显示的温度时,水吸收的热量是多少?加热所用的时间是多长?[不计热量损失,水的比热容 ](3)若晚上用电高峰时的实际电压只有
200V,足浴器的实际加热功率是多少?(计算结果保留两位小数,电热丝阻值不变)36.小华家用的天然气热水器铭牌如下表所示,该热水器的铭牌标明了它的热效率,表示该热水器工作时,天然气完全燃烧所消耗的化学能,有多大比例转化为水内能。己知当时自来水的温度是15℃,热水器输出热水的温度为
40℃,天然气的热值为
3.2×107J/m3。净重14.3kg控制方式微电脑额定流呈16L/min等级效率84%气源天然气小华尝试估测该热水器的热效率,以核对铭牌上的数值是否准确。他把家里自动洗衣机的“水量”设置为
40L,用热水器输出的热水注入洗衣机,当注入水的体积达到
40L
时洗衣机便会自动停止注水。注水前天然气表的示数是
2365.89m3,注水后变为
2366.05m3。估算该热水器的热效率?(结果保留至
1%)己知当时自来水的温度是
15℃,热水器输出热水设定的温度为
40℃不变。小华在洗澡时将水温调至最高并按额定流量放出热水,洗澡前天然气表的示数是
2366.05m3,洗澡后天然气表的示数是
2366.55m3。按照铭牌上的等级效率计算他洗一次澡用了多长时间?(此过程中家里没有其他设备使用天然气)答案解析部分【解析】【解答】AB.由于
A、B
液体质量相等,初温相同,用相同的加热器加热相同的时间
t
表示A、B
吸收的热量相同,A
温度升高了 tA=40℃﹣20℃=20℃B温度升高了 tB=60℃﹣20℃=40℃A
的比热容B
的比热容则故
AB错误;C.用相同的加热器加热相同的时间
t表示
A、B
吸收的热量相同,由此可知,都加热
t,A、B
吸收的热量相同,即
A、B
吸收的热量之比
QA
吸:QB
吸=1
1符合题意;D.由于
A、B液体质量相等,初温相同,当
A、B升高相同的温度,由知道
A、B
吸收的热量之比为不符合题意。故答案为:C。【分析】当质量和物体吸收热量相同时,温度变化越大,吸热能力越小;根据物体吸收的热量、比热容和温度差,计算未知物体的比热容的大小。【解析】【解答】A.用相同燃料加热时,通过加热时间反映吸收热量的多少,沸腾前,升高相同温度,甲所用的时间大于乙的时间,甲吸收的热量大于乙吸收的热量,A
符合题意;B.4~8
分钟,甲的温度升高,吸收热量,内能增大,B
不符合题意;C.乙从第
10min
开始,吸收热量,内能增大,温度保持不变,是沸腾过程,C
不符合题意;D.质量和初温相等的甲、乙两种液体加热到
100℃,升高的温度相同,甲的时间是
8min,乙的时间是
4min,甲吸收的热量是乙吸收的热量的
2
倍,由
Q=cmΔt
可知,Q
与c
成正比,甲、乙的比热容之比为
2∶1,D不符合题意。故答案为:A。【分析】(1)用相同的燃料分别对质量相等的甲、乙两种液体加热(不计热量损失),在相同的时间内,吸收的热量相同,由图象可知,甲、乙升高相同的温度,加热甲的时间比
B
的时间长,据此比较吸收的热量关系。物体的内能跟温度有关,物体温度越高,物体的内能升高,物体的内能增加,物体温度降低,物体的内能减少。液体在沸腾过程中不断吸收热量,内能增大,温度不变。由图象可知甲、乙升高的温度相同时(从
20℃升高到
100℃),甲、乙的加热时间关系,即可知道甲、乙吸收的热量关系,而甲、乙的质量相同,利用
Q吸=cmΔt
可得比热容的大小关系。【解析】【解答】由题知
m
甲∶m
乙=3∶1甲、乙两物体吸收的热量
Q
甲∶Q
乙=4∶1则甲乙物体升高温度之比和比热容之比为
3∶4,1∶1,则A
不符合题意;甲乙物体升高温度之比和比热容之比为
4∶1,1∶3,则B
符合题意;甲乙物体升高温度之比和比热容之比为
2∶6,2∶1,则C
不符合题意;甲乙物体升高温度之比和比热容之比为
3∶2,1∶2,则D
不符合题意。故答案为:B。【分析】根据热量的计算公式
Q
吸=cm△t,分别得出甲、乙两物体吸收的热量的表达式,然后将各选项提供的甲、乙两物体升高温度之比和比热容之比代入比例式,进行判断。【解析】【解答】将
200g,100℃的开水倒入杯中摇晃一分钟后水温稳定在
55℃暖水杯吸收的热量为迅速加入
200g,23℃的自来水再次摇晃一分钟后水温稳定在
43℃暖水杯放出的热量为则该传热材料内能的改变量为 =3.78×104J-1.68×104J=2.1×104JB
符合题意。故答案为:B。【分析】忽略内胆及空间的热能消耗,将
200g、100℃的开水倒入杯中摇晃一分钟后水温稳定在55℃,传热材质吸收的热量等于水放出的热量;立即将热水倒掉,迅速加入
200g,23℃的自来水再次摇晃一分钟后水温稳定在
43℃,传热材质放出的热量等于水吸收的热量;该传热材质在整个实验过程中内能的改变量:等于吸收的热量减去放出的热量。【解析】【解答】一台柴油机中的燃料完全燃烧放出了
8×107
J
的热量,共计损失了
4.8×107
J
能量,则用来做有用功的能量为
8×107
J
-4.8×107
J
=3.2×107
J;柴油机的效率等于有用功与总功的比值,故柴油机在工作过程中不可避免的要有能量的损失,未来不可能实现能量零损失;减少机械间的摩擦可以减少能量的损失,故可以提高热机的效率;不正确的说法为
C,C
符合题意.故答案为:C【分析】先求得用来做有用功的能量,再利用有用功与总功的比值求得柴油机的效率。【解析】【解答】A.由表格可知,铁的比热容是
0.46×103J/(kg·℃),说明
1kg
的铁温度升高
1℃时吸收的热量是
0.46×103J,但是单位质量不一定是
1kg,A不符合题意;B.由表格可知,铜的比热容是
0.39×103J/(kg·℃),1kg
铜温度升高
1℃时,吸收的热量是0.39×103J,B
不符合题意;C.煤油和水体积之比为
2∶1,由可知,质量之比吸收热量之比为
12∶5,由可知,则升高温度之比C
符合题意;D.初温、质量相同的铁块和铜块,吸收相同的热量,由表格可知,铁的比热容大于铜的比热容,由可知,铁升高的温度更低,铁的末温低,铜的末温高。热传递的过程中,从高温物体向低温物体传递,铁块和铜块相接触后,内能从铜块转移到铁块,D
不符合题意。故答案为:C。【分析】密度和比热容是物体的特性,不同物质密度、比热容一般不同;利用物体的密度和体积的乘积计算质量,根据比热容、质量和吸收的热量,可以计算温度差,并计算比值;热传递时,热量从温度高的物体转移到温度低的物体。【解析】【解答】由图示知,水在
20min
内,温度由
0
升到
60摄氏度,则水吸收的热量
Q吸=cm∆t=4.2×403J/(kg·℃)×2kg×60℃=5.04×105J在
10min
内,水吸收的热量是
20min
吸收的热量的一半,而在相同的时间内,水和物体甲吸收的热量相同,所以,10min
内甲吸收的热量
Q
吸甲= Q
吸= ×5.04×105J=2.52×105JABD
不符合题意,C
符合题意。故答案为:C。【分析】结合图像,利用
Q
吸=cm∆t
分析计算。【解析】【解答】因为在一个标准大气压下水沸腾时的温度为
100℃,则水吸收的热量因为不计热量损失,所以干木柴完全燃烧放出的热量因为,所以干木柴的质量故答案为:ABD
不符合题意,C
符合题意。故答案为:C。【分析】利用求得水吸收的热量,因为不计热量损失,结合求得干木柴的质量。【解析】【解答】一个工作循环中,包括四个冲程,飞轮转动
2
圈,对外做功
1
次,飞轮
1min
转动1500圈,所以有
750
个工作循环,所以冲程数是
3000个,对外做功
750
次。故答案为:C【分析】一个工作循环中,包括四个冲程,飞轮转动
2
圈,对外做功
1
次。【解析】【解答】A
C.水吸收的热量是A
不符合题意;C
不符合题意;B
D.燃料完全燃烧释放的热量为效率为B
符合题意;D
不符合题意。故答案为:B。【分析】结合水的质量和温度的变化量,利用比热容公式求解水吸收的热量即可;结合燃料的质量,利用热值公式求解燃料释放的热量;水吸收的热量为有用功,释放的热量为总功,利用水吸收的热量除以燃料燃烧释放的热量即为加热效率。【解析】【解答】①由 知道,煤气完全燃烧放出的热量是,故①错误;②由于该热水器烧水的效率是
50%,所以,水吸收的热量是,故②正确;③由知道,水温升高了,故③正确;④加热过程中水的温度升高内能增大,故④错误。故答案为:B。【分析】结合燃料的质量,利用热值公式求解燃料释放的热量;结合水的质量和吸收的热量,利用比热容公式求解水温度的变化量即可。【解析】【解答】汽油机的效率
η=(100%-35%-30%-10%)×90%=22.5%2g汽油完全燃烧产生的热量
Q=mq=2kg×4.6×107J/kg=9.2×105J获得的机械能W=ηQ=22.5%×9.2×105J=2.07×107J故答案为:D。【分析】根据燃料能量的去向,可以计算热机效率的大小;根据燃料的质量和热值的乘积计算热量,结合热机效率计算热机产生的机械能的大小。【解析】【解答】设一杯水的质量为
m,热水初温为
t
热,冷水初温t
冷,将一半热水倒入容器中后共同的温度为
t,因不计热损失,所以由
Q=cm△t
可得:Q
放=Q
吸,即
c m△t
热=cm△t
冷,解得:△t
热=2△t
冷=2×21℃=42℃,据此可设
t
冷=0℃,则
t=21℃,t
热=21℃+42℃=63℃,若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内时,相当于同时向冷水中倒 杯热水,则c m(t
热-t′)=cm(t′-t
冷),即 (63℃-t′)=t′-0。解得:t′=27℃,所以,冷水温度将再升高△t=t′-t=27℃-21℃=6℃.故
C
符合题意。故选
C。【分析】冷水和热水混合时,冷水吸收的热量等于热水放出的热量,据此结合
Q=cm△t
计算出第一次混合时热水升高的温度。然后假设冷水的温度,从而计算出开始时热水的温度,再利用上面的关系重新计算出热水质量的 倒入冷水后水的末温,从而计算出最终冷水杯内水温的升高量。【解析】【解答】根据水的比热容、质量和温度差计算热量为
Q=cm(t1-t0),结合热量和质量、末温计算初温为,A
符合题意。故答案为:A.【分析】根据水的比热容、质量和温度差的乘积计算吸热的热量,利用吸收的热量和质量、比热容计算温度差。【解析】【解答】甲的功率是乙的
2
倍,在相同时间内,甲的功是乙做功的
2
倍,若乙做功为
W,甲为
2W,根据热机效率,放出的总热量为,,消耗的燃料比为:。故答案为:D.【分析】根据物体的功率和时间计算功的大小,根据有用功和效率计算消耗的燃料的比值。【解析】【解答】A.
汽车呈流线型,当汽车行驶时,车上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,产生一个向上的压强差,因此,会有一个向上的升力产生,使汽车对地面的压力小于车自身的重力,汽车的总重
G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N,A
不符合题意;B.
该汽车通过这段路程的平均速度是 ,B
不符合题意;CD.
汽油完全燃烧放出的热量为:Q=mq=3kg×4.6×107J/kg=1.38×108J,η==30%,该汽车的牵引力为:F=1.15×103N,
所以
C
不符合题意误;D
符合题意。故答案为:D.【分析】(1)利用
F=G=mg
计算压力;利用W=Pt
求该汽车克服阻力做的功;利用速度公式
v= 求该汽车通过这段路程的平均速度,利用
p= 求车对地的压强;利用
P=Fv求该汽车的牵引力;利用
Q=mq
求汽油燃烧放出的热量;(3)汽车发动机的效率..【解析】【解答】如果完全燃烧
42g酒精,放出的热量是如果这些热量完全被
25kg
的水吸收,可以使水的温度升高【分析】根据燃料的质量和热值的乘积,计算产生的热量;根据热量和物体的比热容、质量的比值,
计算物体的温度差。【解析】【解答】水吸收的热量煤气完全燃烧放出的热量为故煤气烧水的效率
η==50%【分析】根据物体的比热容、质量和温度差的乘积计算热量;利用燃料的质量和热值的乘积,计算热量;利用吸收的热量和总热的比值,计算热效率。【解析】【解答】已知两块金属块的质量之比为比热容之比吸收相同的热量之后,升高的温度之比为【分析】根据物体吸收的热量和比热容、质量的比值,计算温度差,再计算比值。【解析】【解答】这个人受到的重力克服重力做功由题意知由得,需要燃烧汽油的质量【分析】根据物体的质量计算重力,结合高度计算有用功;根据热量和热值,可以计算燃料的质量。【解析】【解答】西气东输的目的是解决东部地区的燃料缺乏问题,因为天然气相对于其他燃料来讲的热值较大,所以要输送天然气。根据公式
Q
放=qV
可知,天然气的热值为根据公式
Q
吸=cm(t
末-t
初)可知,质量为
5kg,温度为
15℃的水完全吸收了这些热量后,它的末温为在一个标准大气压下水的沸点是
100℃,因此水的最终末温是
100℃。【分析】天然气的热值大,完全燃烧相同质量的天然气和其它燃料相比,完全燃烧天然气会放出更多的热量;利用
Q
放=qV
计算出天然气的热值;再利用
Q
吸=cmΔt
可以计算出水的温度变化,然后利用
Δt=t-t0
求出水的末温。【解析】【解答】由图所示,进气门和排气门关闭,活塞向下运动,因此这是汽油机的做功冲程。在做功冲程中,燃料燃烧将化学能转化内能,产生高温高压的气体,高温高压的气体推动活塞做功,内能转化为机械能。根据题意,由热量的计算公式,消耗的汽油完全燃烧放出的热量为所以该发动机的效率为【分析】汽油机一个工作循环有四个冲程,分别是吸气、做功、压缩和排气,各冲程的特点不同,因此根据气门的状态和活塞的运行方向确定冲程;并且只有做功冲程对外做功,将内能转化为机械能;另外还有压缩冲程有能量转化,将机械能转化为内能。由热量的计算公式求得消耗的汽油完全燃烧放出的热量,再利用求得该发动机的效率。【解析】【解答】在整个过程中,物质的状态发生了变化、但质量不变,用相同的加热器加热,在相等时间内物质吸收的热量相等,由图象可知,物质在
AB
段比
CD
段升温快(AB
段图线更陡),即在相同时间内
AB
段升高的温度多,由 可知,在吸收的热量和质量都相同时, 越大比热容
c就越小,所以该物质
AB
段的比热容小于
CD
段的比热容。CD段为水的吸热升温过程,水吸收的热量CD
段的加热时间
16min-8min=8min则每分钟吸收的热BC段所吸收的热量为
QBC=6Q=6×5250J=3.15×104J从开始加热一直到刚好沸腾,加热时间为16min,所吸收的热量
Q
吸总=16Q=16×5250J=8.4×104J酒精完全燃烧放出的热量
Q
放=m
酒精q=0.028kg×3.0×107J/kg=8.4×105J则酒精灯的加热效率【分析】相同时间内液体吸收相同的热量,可以通过加热时间来衡量物体吸热的多少;加热时间相同,温度上升的缓慢,物质比热容大;利用水吸收的热量除以酒精燃烧释放的热量即为加热效率。【解析】【解答】在加热水时,由于燃烧时间相同,消耗的燃料相同,根据图像,当温度从
50℃-70℃时,加热时间和温度从
70℃-80℃所需时间相同,消耗的燃料相同,为
0.3kg,加热水时,效率最高,即在消耗相同燃料时,水吸热最多,升温最快,根据图像,0-2min
时消耗最高。故答案为:0.3;0-2min。【分析】根据加热时间和温度变化图像,在相同时间内消耗的燃料相同,在消耗相同燃料时,水吸收的热越多,热效率越大。【解析】【解答】汽车以额定功率行驶
1h
做的功:=35 103W 3600s=1.26108J,根据公式得:,消耗的汽油的体积:V汽油==12L;汽车的速度:v
车=72km/h=20m/s,根据公式得:汽车受到的牵引力:=1750N.,汽车做匀速直线运动,所受的阻力和牵引力是平衡力,汽车受到的阻力:f=F=1750N.故答案为:12;1750.【分析】根据W=Pt
求出小汽车牵引力所做的功,用
η=求出放出的热量,再利用
Q
放=Vq
可求出汽油的体积;利用效率变形公式
W=ηQ
放可求出牵引力做的功;再利用公式W=Fs
求出汽车的牵引力,汽车做匀速直线运动,受到的牵引力
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