2022-2023学年九年级物理上学期期中考试复习专题《热现象》较难计算题含答案详解
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人教版九年级物理同步教辅之知・讲・练
人教版九年级上学期期中考试复习专题九 热现象较难计算题（含答案详解）
1．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。
（1）加热60s时，乙液体吸收的热量为多少；
（2）甲液体的质量多少；
（3）合金球的比热容为多少？
2．如图是四冲程汽油机的剖面图。表中所示的是某品牌轿车汽油发动机的部分参数。其中“额定功率”是发动机工作时的最大机械能功率。 “额定转速”是对应额定功率下发动机曲轴的转速。“排气量”是发动机气缸的工作容积，是指所有气虹内活塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和。“压缩比”即气缸总容积（燃烧室容积与排气量之和）与燃烧室容积的比值。“空燃比”即混合气体中空气和汽油的质量比。已知此发动机在额定功率时汽油和空气混合物的密度为1.41kg/3m、93#汽油的热值为 74.610J/kg。请你根据提供的数据计算这台发动机以额定功率行驶时：（设在排气冲程中将所有废气排出气缸）
（1）1min内发动机做的有用功；
（2）一个工作循环吸入汽油和空气混合物的体积；
（3）1min吸入汽油的质量；
（4）热机的效率（保留2位小数）。
额定功率 100kW
额定转速 5000r/min
排气量 1.8L 压缩比 10：1
空燃比 14：1
无铅汽油 93#
3．如图所示，某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50cm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强是9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作（不计摩擦），汽油的热值为4.6×107J/kg，求：
（1）汽油机每完成一次做功冲程，燃气对活塞做的功；
（2）汽油机的平均功率；
（3）若此汽油机的效率为30%，求一分钟耗油量。
4．为预防病毒交叉感染，小赫妈妈利用家里煤气灶烧水并对小赫每天带去学校的钢制饭盒进行消毒处理，把质量为0.5kg的饭盒浸入1.5kg的水中加热至水沸腾（在一个标准大气压下），小赫记录了某一天室温为25℃；烧水前后家用煤气表的示数，分别如图甲、乙所示。[c水=4.2×103J/(kg℃℃)；c钢=0.46×103J/(kg℃℃)；煤气的热值为q=4.2×107J/]
求：(1)加热至水沸腾过程中饭盒吸收的热量；
(2)由煤气表可知，小华家烧水所需煤气完全燃烧放出的热量；
(3)试计算用此煤气灶烧水并对饭盒进行消毒处理的热效率。（保留一位小数）
5．太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息：
光照时间（h） 装水量（kg） 吸热板面积（m2） 水升高的温度（℃） 水的比热容J/（kg·℃） 太阳辐射功率J/（m2·h）
8 100 2.5 30 4.2×103 1.26×106
其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能。求：
（1）水在8h内吸收的热。
（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m3的天然气。（天然气的热值为8.4×107J/m3，天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收。）
（3）该太阳能热水器的能量转化效率。
6．随着节能意识的兴起，某同学家里安装了太阳能热水器，该热水器的铭牌如图12所示。若该太阳能热水器安装在平均日照辐射强度为4.2×106J/（m2·h）的阳台处，阳台上平均每天的日照时间约为10h，则：
（1）该热水器的采光板，每天吸收的热量为多少J?
（2）若每天热水器内注满20℃的冷水，第一天晚上储水桶中的热水温度为60℃，则该热水器的热效率为多少？
（3）若晚上洗澡前，储水桶内储存有部分60℃的热水，打开冷水进水阀45s，20℃的冷水加入桶内，水温稳定在50℃，若要将水温调至40℃，还需要打开冷水阀多少秒?（冷热水混合过程中，无热损失，且冷水阀的水流恒定）
产品型号：阳台节能热水器OP-B
额定压力：0.6Mpa
板芯材料：铜铝复合
采光面积：2m2
水箱容量：100L
7．右表是某品牌轿车的一些技术参数，其中排气量是指发动机气缸的工作容积．空燃比是指吸气冲程末，吸入气缸内的空气和汽油的质量之比．当该发动机以最大功率工作时，气缸内汽油和空气的混合气密度为1.5kg/m3.1min内高温高压的燃气推动活塞做功3000次．请你计算发动机在最大功率工作时：
车型 某品牌轿车 排气量 1.5L
最大功率 69kW
空然比 14：1
汽油热值 4.6×107J/kg
（1）每次吸入混合气的质量；
（2）1min内做的有用功；
（3）1min内汽油燃烧放出的热量．
（4）求出该发动机的效率．
（解答要求：要写出依据的主要公式或变形公式，要有数据代入和运算结果）
8．小明搬了新家，用上了管道天然气，厨房里安装了一台燃气灶，效率为60%，前两个月用了42m3的天然气。[水的比热容c=4.2×103J/(kg⋅℃)，天然气的热值取q=4×107J/m3]。
(1)完全燃烧这些天然气放出了多少热量？
(2)如果这些热量全部用来对小轿车做功，以1050N的动力进行牵引，可使轿车行驶多远？
(3)如果这42m3的天然气全部用于燃气灶烧水，能使多少质量的水温度升高20℃？
9．随着人们生活水平的提高，轿车已逐步进入普通家庭．若某轿车以20kW的功率在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶1000s，消耗汽油2L．[已知ρ油＝0.7×103kg/m3、q油＝4.6×107J/kg，c水=34.210J/kg℃]．求：
（1）轿车做的功；
（2）汽油机的效率；（保留一位小数）
（3）如果汽油完全燃烧产生的热量中有4.2%被水箱中的质量为7kg初温为20℃的水吸收，能使水的温度大约升高多少℃（1个标准大气压）？
10．冬天即将来临，学校积极创造条件为学生供应开水．在这个过程中，若用锅炉将300kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了11.2kg的煤[ｃ水=4.2103J/（kg.℃），煤的热值为3107J/kg]，则:
（1）锅炉内300kg的水吸收的热量是多少?
（2）此锅炉的效率是多少?
（3）某同学从开水房打了3kg的100℃的开水，为了便于使用，他将这100℃的开水和质量为5kg的20℃的冷水混合，若不计混合过程的热损失，则混合后温水的温度为多少?
11．“米线”是一种特色小吃.端上餐桌的有：一碗热汤，上面浮着一层油；一碟切成薄片的鲜肉；一碗已煮熟的米线.食客先把肉片放进汤内，稍候再加入米线.
现有以下资料：汤的初温97℃，比热容4.2310J/kg℃；肉片的质量为0.2kg，初温为22℃，比热容为3.5310J/kg℃.基于健康的缘故，肉片必须在大于80℃的汤中至少保持2min，在这2min时间内，由于向外界散热，整体温度将下降约 2℃问：
（1）碗中油层的作用是什么？
（2）为实现上述的温度要求，碗中汤的质量多少应满足什么条件？
12．如表是同悦小轿车的一些技术参数。其中排气量是指发动机气缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大。空燃比是指气缸内空气和燃油的质量比。汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J，当该发动机以最大功率工作时，气缸内汽油和气的混合密度为1.35kg/m3，1min内高温高压的燃气推动活塞做功3000次。请你计算发动机在最大功率工作时
车型 同悦
排气量 1.6L
最大功率 90kW
空燃比 14℃1
汽油的热值 4.6×107J/kg
(1)1min内做的有用功。
(2)做功一次消耗汽油的质量。
(3)发动机的效率。
13．如图是四冲程汽油机的剖面图。表中所示的是某品牌轿车汽油发动机的部分参数。其中“额定功率”是发动机工作时的最大机械能功率。“额定转速”是对应额定功率下发动机曲轴的转速。“排气量”是发动机气缸的工作容积，是指所有气缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和。“压缩比”即气缸总容积，（燃烧室容积与排气量之和）与燃烧室容积的比值。“空燃比”即混合气体中空气和汽油的质量比。已知此发动机在额定功率时汽油和空气混合物的密度为1.35kg/m3、93＃汽油的热值为4.6×107J/kg，1L＝10-3m3。请你根据提供的数据计算这台发动机以额定功率行驶时:（设在排气冲程中将所有废气排出气缸）
（1）1min内发动机做的有用功；
（2）一个工作循环吸入汽油和空气混合物的体积；
（3）1min吸入汽油的质量；
（4）热机的效率（保留2位有效数字）。
额定功率 100kW
额定转速 5000r/min 排气量 1.8L
压缩比 10:1
空燃比 14:1
无铅汽油 93#
14．某款摩托车，发动机的输出功率为8kW，若摩托车以36km/h的速度在水平路面上匀速直线行驶2h，消耗了3.6kg燃油（热值q=4.0×107J/kg），求：
（1）摩托车行驶的路程；
（2）摩托车发动机的效率；
（3）匀速直线行驶过程中车所受的阻力。
15．某款国产插电混动汽车，汽油发动机既可向车轮提供动力，又可向蓄电池充电，同时蓄电池又将部分能量通过驱动电机向车轮输送。整车质量（含驾驶员）为1.8t，搭载电池电量为18.75kW•h，纯电行驶时效率约为80%，利用汽油发动机行驶时热机平均效率约为30%，在平直的公路上以72km/h的速度匀速行驶，受到的阻力为总重的k＝0.03倍。汽油热值约为q＝4.5×107J/kg，g＝10N/kg，求此时： （1）汽车需要的牵引力；
（2）以纯电行驶时，假如电池从满电到耗尽电量，可以行驶的最大路程；
（3）车辆行驶（2）中相同路程，如果以汽油发动机行驶时，需要燃烧的汽油质量。
16．如图所示的汽车总质量为1150kg，以72km/h的速度在水平路面匀速行驶100km，若汽车所受阻力为汽车重力的0.1倍，每个轮胎与路面的接触面积0.05m2求：
（1）汽车对路面压强为多少？（g取10N/kg）
（2）汽车行驶过程中克服阻力做了多少功？其功率为多少？
（3）若该汽车热机的效率为25%，如果不考虑热机其他的能量损失，汽油热值为4.6×107J/kg，则该汽车行驶10km过程中需要汽油质量为多少千克？
