初中物理每周一测热效率问题.docx
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初中物理每周一测热效率问题
“好萌”老师每周一测一一热效率问题
四•计算题（共15小题）
25.电动汽车是正在大力推广的新型交通工具，它具有节能、环保的特点，如图,是一辆停放在水平地面上的电动汽车，质量为1.6X103kg，每个轮胎和地面的接触面积为2X10「2m2,g取10N/kg，求：
（1）车对地面的压力；
（2）车对地面的压强.
26.用燃气灶烧水，燃烧0.5kg的煤气，使50kg的水从20C升高到70C.已知
水的比热容为4.2X103j/（kg?
C），煤气的热值为4.2X107J/kg.求:
（1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量.
（2）水吸收的热量.
（3）燃气灶烧水的效率.
27.一辆汽车为50km长的新建大桥进行通车测试，如图所示.汽车总质量为1.5t，以100km/h的速度匀速通过大桥，受到的阻力是总重的0.08倍，全程消耗了4kg的汽油.g取10N/kg，求汽车通过大桥；
（1）所需的时间；
（2）牵引力所做的功；
（3）汽油机的效率.（q汽油=4.6X107J/kg）
28.天然气是一种热值高、污染小的清洁能源.完全燃烧0.035m3的天然气放出多少焦的热量？
若这些热量有75%被水吸收，能使多少千克的水温度升高50C?
[水的比热容c=4.2X103J/（kg?
C），天然气的热值取q=4X107J/m3）].
29.天然气灶烧水，燃烧0.5m3的天然气，使100Kg的水从20C升高到70C.（C
水=4.2X103J/（Kg?
C），天然气的热值为q=7.0X107J/m3.）
求：
（1）0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q散；
（2）水吸收的热量Q吸;
（3）燃气灶的效率n
30.天然气灶使用方便、经济环保，备受人们青睐•小明用天然气灶将一壶质量
为3kg、温度为20E的水加热至90C，用时约10min.已知：
天然气的热值为
3.5X107J/m3,水的比热容为4.2X103J/（kg?
°C）.求：
（1）这过程中水吸收多少热量；
（2）若这过程天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，则需要多少m3的天然气.
31.某学校锅炉用天然气作燃料给水加热.已知天然气的热值为4.0X107j/m3（不计热量损失）.
（1）完全燃烧4.2m3的天然气可以获得多少热量？
（2）这些热量可以使1000kg的水从30C升高到多少C?
32.在一标准大气压下，将50L的水从40C加热到沸点.求：
（1）水需要吸收的热量
（2）提供这些热量，需要完全燃烧焦炭的质量（q焦炭=3.0X107J/kg）.
33.由于天气寒冷，吃早饭时妈妈要用热水给小明加热250g瓶装牛奶，如图所
示，要使这瓶牛奶的温度由10C最终升高到50C，（水的比热容为4.2X103J/
（kg?
C），牛奶的比热容为2.1X103j/（kg?
C）不计热量损失
（1）牛奶需要吸收多少热量？
（2）妈妈至少要用60C的热水多少？
34.如图甲所示，1标准大气压下，普通煤炉把壶内20C，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20C加热至40C，q煤=3X107J/kg,c水=4.2X103J/（kg?
C），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?
35•某家庭需要将50kg、20C的水加热到60C作为生活用水，他们利用煤气灶烧热水时，需要燃烧0.8kg的煤气•已知煤气的热值q=4.2X107J/kg•水的比热容为c=4.2X103J/（kg?
°C）.求：
（1）把50kg、20C的水加热到60C需吸收的热量；
（2）完全燃烧0.8kg的煤气时放出的热量；
（3）此煤气灶烧水的效率.
36.用某锅炉将400kg的水从20C加热到70C，燃烧了10kg的烟煤，所用烟煤的热值约为3.4X107J/kg，水的比热为4.2X103J/（kg?
C），试求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）10kg烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
（3）该锅炉烧这些水的效率是多少？
37.某物理兴趣小组为了探究地球表面是吸收太阳能的本领，做了如下实验：
用一脸盆装10kg的水，水的表面积为0.2m2，经过太阳光垂直照射30min，水温升高了10C.问：
（1）实验时10kg的水30min内吸收了多少热量？
（2）平均每分钟1m2水面吸收的热量是多少？
（3）若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度，至少需要燃烧多少m3的液化气？
（假设液化气燃烧放出的热量全部被水吸收，液化气的热值是5.0X107J/m3）
38.甲烷是城市生活垃圾处理后所得垃圾气体的主要成分，若将它收集起来可加以利用，每千克生活垃圾经特殊处理后平均能产生0.07m3的垃圾气体，已知该气体的热值为8.1X107j/m3.请回答下列问题
（1）这0.07m3的垃圾气体完全燃烧后产生的热量是多少？
（2）若将这些热量全部用来烧水，可使多少kg的水从25C升高到100C？
【水的比热容为4.2X10J/（kg?
°C）】
（3）若将这0.07m3垃圾气体完全燃烧后所产生热量的50%用来提起一质量为20t的物体，能把该物体提高多少米？
（g取10N/kg）
39.新能源的开发利用为我们日常生活带来了极大的方便，如图所示是我们学校
在暑假中安装的空气能热水器，其工作原理是通过少量的电量来驱动压缩机工作，把空气中的热量转移到水中，使水变热•外界气温为20C时它每小时能将
450kg水从15C升高到55C，求：
（1）这些水吸收的热量是多少？
（2）若这些热量用效率为80%的锅炉为其加热，需要完全燃烧多少无烟煤？
[c
水=4.2X103J/（kg?
C），q烟=2.8X107J/kg].
“好萌”老师每周一测——热效率问题
参考答案与试题解析
四•计算题（共15小题）
25.电动汽车是正在大力推广的新型交通工具，它具有节能、环保的特点，如图,是一辆停放在水平地面上的电动汽车，质量为1.6X103kg，每个轮胎和地面的接触面积为2X10「2m2,g取10N/kg，求：
（1）车对地面的压力；
（2）车对地面的压强.
【分析】
（1）根据G=mg计算重力，水平地面上的物体对支撑面的压力等于其重力；
（2）已知压力和接触面积，利用公式pJ得到压强；
S
【解答】解：
（1）车对地面的压力：
34
F=G=mg=1.X103kgX10N/kg=1.6X104N;
（2）车对地面的压强：
p「=「「'I=2X105Pa.
S4X2Xio_^z
答：
（1）车对地面的压力为1.6X104N;
（2）车对地面的压强为2X105Pa
【点评】此题考查压力及重力与压力的区别、压强的大小计算，关键是知道水平
地面上的物体对支撑面的压力等于其重力.
26.用燃气灶烧水，燃烧0.5kg的煤气，使50kg的水从20C升高到70C.已知水的比热容为4.2X103J/（kg?
C），煤气的热值为4.2X107J/kg.求:
（1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量.
（2）水吸收的热量.
（3）燃气灶烧水的效率.
【分析】
（1）已知煤气的质量和热值，可利用公式Q放=mq计算这些煤气完全燃烧放出的热量（总能量）.
（2）知道水的比热容、水的质量、水的初温和末温，禾I」用公式Q吸=cm（t-to）计算水吸收的热量（有用能量）.
（3）求出了水吸收的热量和煤气完全燃烧放出的热量，利用公式n='计算煤
Q放
气灶的效率.
【解答】解：
（1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量：
Q放=m煤气q=0.5kgX4.2x107J/kg=2.1x107J；
（2）水吸收的热量：
Q吸=cm（t—t°）
=4.2X103J/（kg?
°C）x50kgX（70°C-20°C）
=1.05X107J；
（3）煤气灶的效率：
n='=--T二-Lx100%=50%
Q敢2.ixiorj
答：
（1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量为2.1X107j；
（2）水吸收的热量为1.05X107j；
（3）燃气灶烧水的效率为50%.
【点评】本题考查学生对热传递过程中的吸热公式、燃料燃烧放出热量公式、热
效率公式的理解和灵活运用，知道哪些是有用能量、哪些是总能量是关键.
27.一辆汽车为50km长的新建大桥进行通车测试，如图所示.汽车总质量为1.5t，以100km/h的速度匀速通过大桥，受到的阻力是总重的0.08倍，全程消耗了4kg的汽油.g取10N/kg，求汽车通过大桥；
（1）所需的时间；
（2）牵引力所做的功；
（3）汽油机的效率.（q汽油=4.6Xl07j/kg）
【分析】
（1）根据速度的变形公式计算所需的时间；
（2）已知汽车的质量可求得其重力，根据小汽车所处运动状态对汽车进行受力
分析，利用二力平衡的条件求出牵引力的大小，然后利用W=Fs可求得牵引力所做的功；
（3）根据Q=mq可求得汽油完全燃烧放出的热量，再利用n=可求得汽油机的
Q
效率.
【解答】解:
（1）由v=可得，所需的时间:
t
（2）汽车总质量m=1.5t=1.5X103kg,
汽车的总重力G=mg=1.5X103kgX10N/kg=1.5X104N，
汽车受到的阻力是总重的0.08倍，即f=0.08G=0.08Xl.5Xl04N=1.2X103N，
因为匀速通过大桥，所以牵引力F=f=1.2X103N,牵引力所做的功W=Fs=1.2X103NX5X104m=6X107J；
（3）汽油完全燃烧放出的热量Q=mq=4kgX4.6X107J/kg=1.84X108J,
汽油机的效率n=X100%=「」X100%~32.6%.
Q1.84X1OHJ
答：
（1）所需的时间为0.5h；
（2）牵引力所做的功为6X107J；
（3）汽油机的效率为32.6%.
【点评】本题考查了重力的计算、速度公式及其应用、功的计算等，关键是知道汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力.对于这类综合题目，要快速联想选择相对应的公式进行求解，在计算过程中注意单位要统一.
28.天然气是一种热值高、污染小的清洁能源•完全燃烧0.035m3的天然气放出多少焦的热量？
若这些热量有75%被水吸收，能使多少千克的水温度升高50C?
[水的比热容c=4.2X1O3J/（kg?
C）,天然气的热值取q=4X107J/m3）].
【分析】
（1）已知天然气的热值和体积，可利用公式Q放=Vq计算天然气完全燃
烧放出的热量；
（2）由题知，Q吸=75%Q放，而Q吸=cm^t，知道水温度的升高值、比热容，可求水的质量.
【解答】解：
（1）天然气完全燃烧放热Q放=Vq=0.035n?
x4X107J/m3=1.4X106J；
（2）由题知，Q吸=75%Q放=75%X1.4X106J=1.05X106J；
由Q吸=cm^t得水的质量为：
答：
完全燃烧0.035m3的天然气放出的热量是1.4X106J；若这些热量的75%全部被水吸收，能使5kg的水温度升高50C.
【点评】本题考查了学生对吸热公式Q»=cm^t、燃料完全燃烧放热公式Q放=Vq的掌握和运用，因条件已给出，难度不大；注意温度升高（△t）与升高到（末
温）的区别.
29.天然气灶烧水，燃烧0.5m3的天然气，使100Kg的水从20C升高到70C.（C
水=4.2X103J/（Kg?
C），天然气的热值为q=7.0X107J/m3.）
求：
（1）0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q散；
（2）水吸收的热量Q吸；
（3）燃气灶的效率n
【分析】
（1）由Q放=Vq可求出天然气完全燃烧放出的热量.
（2）由公式Q吸=cm（t-t0）可求出水吸收的热量.
（3）由水吸收的热量跟天然气完全燃烧放出的热量之比可算出燃气灶的效率.
【解答】解：
（1）天然气完全燃烧放出的热量：
Q放=74=0.5^^7.0X107J/m3=3.5X107J.
（2）水吸收的热量：
Q吸=cm（t—to）=4.2X103j/（kg?
°C）x100kgX（70°C—20C）=2.1X107J.
（3）燃气灶的效率：
耳=二X100%X100%=60%
Q做3.5X107J
答：
（1）0.5m3天然气完全燃烧放出的热量是3.5X107J；
（2）水吸收的热量是2.1X107J；
（3）燃气灶的效率是60%.
【点评】本题主要考查了公式Q放=Vq和Q»=cm（t-t°）的运用，及燃气灶效率的含义.此题中要注意温度升高到”和升高了”的区别，要审好题.
30.天然气灶使用方便、经济环保，备受人们青睐.小明用天然气灶将一壶质量为3kg、温度为20C的水加热至90C，用时约10min.已知：
天然气的热值为
3.5X107J/m3，水的比热容为4.2X103J/（kg?
C）.求：
（1）这过程中水吸收多少热量；
（2）若这过程天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，则需要多少m3的天然气.
【分析】
（1）知道水的初末温，又知道水的比热容、质量，利用Q吸=cm（t-t°）
求出水吸收的热量；
（2）根据n=求天然气完全燃烧放出的热量，再根据Q放=Vq求出烧开这壶水Q敝
需要天然气的体积.
【解答】解：
（1）水吸收的热量：
35
Q吸=cm（t—to）=4.2X103J/（kg?
C）X3kgX（90C—20C）=8.82X105J；
（2）由n='可得天然气完全燃烧放出的热量：
Q啟
=1.47X106J，由Q放=Vq得需要天然气的体积：
V=—"「=0.042m3.
93,5X107j/dj
答：
（1）这过程中水吸收的热量为8.82X1O5J；
（2）若这过程天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，则需要0.042m3的天然气.
【点评】本题考查了吸热公式、热效率公式及燃料完全燃烧释放热量公式的应用，熟练运用公式及变形公式即可正确解题，
31.某学校锅炉用天然气作燃料给水加热.已知天然气的热值为4.0X107j/m3（不计热量损失）.
（1）完全燃烧4.2m3的天然气可以获得多少热量？
（2）这些热量可以使1000kg的水从30C升高到多少C?
【分析】
（1）知道天然气的热值和质量，利用Q放=vq求天然气完全燃烧放出的热量；
（2）天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，即Q吸=Q放,求出水吸收的热量，
再根据吸热公式求水升高的温度值.
【解答】解：
（1）完全燃烧4.2m3的天然气放出的热量：
Q放=Vq=4.2n?
x4.0X107J/m3=1.68X108J；
（2）水吸收的热量：
Q吸=Q放=1.68X108j,
由于Q吸=cmAt得，
水升高温度：
△t="'=1■'=40C；
crn4,2XioJJ/（ks*r）x1000kg
热量可以使1000kg的水从30C升高到：
△t=t-t0，
末温t=At+t°=30°C+40E=70°C.
答：
（1）完全燃烧4.2m3的天然气可以获得1.68X108J的热量；
（2）这些热量可以使1000kg的水从30C升高到70C.
【点评】本题考查了燃料完全燃烧放热公式、吸热公式的应用.常见题目.
32.在一标准大气压下，将50L的水从40C加热到沸点•求：
（1）水需要吸收的热量
（2）提供这些热量，需要完全燃烧焦炭的质量（q焦炭=3.0Xl07j/kg）.
【分析】
（1）在一标准大气压下水的沸点为100C，知道水的比热容、质量和初温，利用吸热公式Q吸=cm（t-to）求出水需要吸收的热量；
（2）由题意可知焦炭完全燃烧放出的热量Q放=Q吸，然后根据Q放=mq求出需要完全燃烧焦炭的质量.
【解答】解：
（1）水的体积V=50L=50dm3=0.05m3,
333
m=pV=1.0<10kg/mx0.05m=50kg,
在一标准大气压下，水的沸点t=100°C，
则水需要吸收的热量：
Q吸=cm（t-t°）=4.2x103J/（kg?
C）x50kgx（100C-40C）=1.26x107J.
（2）由题意知，焦炭完全燃烧放出的热量：
Q放=Q吸=1.26x107J，
由Q放=mq得，需要完全燃烧焦炭的质量：
m焦炭^=一「一〔=0.42kg
q焦炭3.oxBj/關
答：
（1）水需要吸收的热量为1.26x107j;
（2）提供这些热量，需要完全燃烧焦炭的质量为0.42kg.
【点评】本题考查了学生对吸热公式Q吸=cm（t-t0）和燃料完全燃烧放热公式
Q放=口4的掌握和运用，记住一标准大气压下水的沸点为100C，属于基础性题
目，难度不大.
33.由于天气寒冷，吃早饭时妈妈要用热水给小明加热250g瓶装牛奶，如图所
示，要使这瓶牛奶的温度由10C最终升高到50C，（水的比热容为4.2X10J/
（kg?
C），牛奶的比热容为2.1x103j/（kg?
C）不计热量损失
（1）牛奶需要吸收多少热量？
（2）妈妈至少要用60C的热水多少？
【分析】
（1）在加热过程中，知道牛奶的质量、牛奶的比热容、牛奶的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cmAt求牛奶吸收的热量；
（2）知道水的初温和末温，水的比热容，不计热量损失，根据热平衡方程Q吸
=Q放求需要水的质量.
【解答】解：
（1）牛奶吸收的热量：
Q吸=Cimi（t-toi）
=2.1x103J/（kg?
°C）x0.25kgX（50°C-10°C）
4
=2.1x104J,
（2）Qk=Q放=2.1x10°J,
即c水m水（t02—t）=Q放，
则m水==「一：
」=0.5kg.
匚水4.2Xio3J/（kg-C）xC60TC-50D
答：
（1）牛奶需要吸收2.1X104J的热量；
（2）妈妈至少要用60C的热水0.5kg.
【点评】本题考查了热量的计算，分析出水的末温、利用好热平衡方程是本题的关键.
34.如图甲所示，1标准大气压下，普通煤炉把壶内20C，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20C加热至40C，q煤=3X107j/kg,c水=4.2X103J/（kg?
C），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？
【分析】
（1）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式求水
吸收的热量；知道普通煤炉的烧水效率，利用n='可得煤完全燃烧放出的热量；
Q笊
已知煤的热值，利用Q^mq可得普通煤炉完全燃烧煤的质量.
（2）由题知，双加热煤炉还可额外把炉壁间10kg水从20C加热至40C，根据吸热公式求出炉壁间水吸收的热量；由题意可知，壶内水吸收热量不变，则可求出双加热煤炉中水吸收的总热量（有用能量）；由题意可知，双加热煤炉中煤完
全燃烧放出的热量不变，根据n'二二求出双加热煤炉的烧水效率.
Q啟
【解答】解：
（1）1标准大气压下水的沸点为100C,
把壶内20C,5kg水烧开，水吸收的热量：
Q吸=c水m水△t1=4.2X103J/（kg?
°C）x5kgx（100°C-20°C）=1.68X106J；
普通煤炉的烧水效率为28%，由n='可得煤完全燃烧放出的热量：
=6x106j,
由Q放=mq可得普通煤炉完全燃烧煤的质量:
（2）由题可知，双加热煤炉还可额外把炉壁间10kg水从20C加热至40C，
则炉壁间水吸收的热量：
Q吸'=cm水厶t2=4.2x103J/（kg?
C）x10kgx（40C-20C）=8.4x105J，而壶内水的初温、末温以及质量均不变，则壶内水吸收热量不变，
所以，双加热煤炉中水吸收的总热量：
Q吸总=Q吸+Q吸'=1.6x106J+8.4x105J=2.52X106J；
由题意可知，双加热煤炉与普通煤炉消耗煤的质量相等，则这些煤完全燃烧放出
的热量不变，
所以，双加热煤炉的烧水效率：
n'二二x100%—x100%=42%
Q做6X10eJ
答：
（1）普通煤炉完全燃烧煤的质量为0.2kg；
（2）双加热煤炉的烧水效率为42%.
【点评】本题考查了吸热公式Q吸=cmAt、燃料完全燃烧放热公式Q放=口4以及热效率公式的综合应用，难点是第2小题，根据题意分析得出壶内水吸收热量不变、煤完全燃烧放出的热量不变”是解答该小题的关键所在.
35.某家庭需要将50kg、20C的水加热到60C作为生活用水，他们利用煤气灶烧热水时，需要燃烧0.8kg的煤气.已知煤气的热值q=4.2x107J/kg•水的比热容为c=4.2x103J/（kg?
C）.求：
（1）把50kg、20E的水加热到60E需吸收的热量；
（2）完全燃烧0.8kg的煤气时放出的热量；
（3）此煤气灶烧水的效率.
【分析】
（1）知道水的质量、水的比热容和水的初温和末温，利用吸热公式求水吸收的热量；
（2）知道煤气的质量和煤气的热值，利用Q放=mq计算煤气完全燃烧放出的热量；
（3）水吸收的热量是有用的能量，煤气完全燃烧放出的热量为总能量，利用效率公式求燃气灶烧水的效率.
【解答】解：
（1）水吸收的热量：
Q吸=cmAt
3
=4.2x103J/（kg?
°C）x50kgx（60°C-20°C）
=8.4x106J；
（2）0.8kg煤气完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=0.8kgx4.2x107J/kg=3.36x107J；
（3）煤气灶烧水的效率:
n==x100%=「'•x100%=25%
Q肢3.36X10Jj
答：
（1）水吸收的热量为8.4X106J；
（2）0.8kg煤气完全燃烧放出的热量为3.36X107j；
（3）煤气灶烧水的效率为25%.
【点评】本题考查了学生对吸热公式、燃料燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，因条件已给出，难度不大.
36.用某锅炉将400kg的水从20C加热到70C，燃烧了10kg的烟煤，所用烟煤的热值约为3.4x107j/kg，水的比热为4.2X103J/（kg?
C）,试求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）10kg烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
（3）该锅炉烧这些水的效率是多少？
【分析】
（1）根据热量公
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