2024_2025学年九年级物理上学期期中试题专题18热学计算含解析.docxVIP

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专题18热学计算

1、（2024·天津市南开区九年级上学期期中考试）若家用自然气的热值为4.2×107J/m3水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）．

（1）完全燃烧0.04m3自然气放出的热量是多少？

（2）若某新型自然气灶烧水的效率为40%，完全燃烧0.04m3自然气可使室温下5kg的水温度上升多少？

【答案】（1）1.68×106J；（2）32℃．

【解析】

依据公式Q放＝Vq计算出自然气放出的热量值；

依据Q吸＝Q放×40％计算出被水汲取的热量；

利用热量的公式Q吸＝cmΔt即可求出水上升的温度．

（1）完全燃烧0.04m3自然气可放出热量：

Q放＝Vq＝0.04m3×4.2×107J/m3＝1.68×106J；

（2）被水汲取的热量为

Q吸＝Q放×40％＝1.68×106J×40%＝6.72×105J，

因为Q吸＝cmΔt，所以

Δt==，

解得：

Δt＝32℃．

2、（2024·天津市和平区九年级上学期期中考试）我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为Mt，最大飞行高度为Hm，最大航行速度达3马赫[马赫（Ma）是表示航空航天飞行器速度的量词，又叫马赫数（MachNumber），1Ma=v声m/s]，油箱最大容积为V0L，若飞机巡航时做匀速直线运动，巡航时所受阻力的大小与速度的关系见下表：

速度v/（m·s-1）

100

200

300

400

500

阻力f/N

0.3×104

1.2×104

2.7×104

4.8×104

7.5×104

已知飞机发动机燃油完全燃烧放出的能量转化为机械能的效率是，飞机运用的航空燃油的密度为ρ0kg/m3，热值为q0J/kg，求：

(1)飞机发动机完全燃烧一满油箱燃油获得能量是多少焦？

(2)当飞机以最大航行速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？

(3)若在飞机油箱中加满燃油，并且以最大航行速度巡航时，飞机的最大航程约是多少千米？（温馨提示：在推导计算过程中须要的物理量，请提前设定）

【答案】(1)ρ0V0q0×10-3J；(2)8.1×10-3v声3kW；(3)千米

【解析】

解：(1)油箱最大容积为V0L，航空燃油的密度为ρ0kg/m3，则一箱油的质量为

燃料的热值为q0J/kg，则完全燃烧一满油箱燃油获得的能量

(2)由表中数据可知，由表中数据可知，速度为100m/s时，受到的阻力为0.3×104N;速度为200m/s时，受到的阻力为1.2×104;通过分析可知飞机受到的阻力的增大倍数与速度增大倍数的平方成正比，即f=0.3v2，所以飞机以最大速度3马赫（即为）巡航时，此时受到的阻力为

因为飞机为巡航，所以动力等于阻力。故此时飞机发动的的输出功率为

(3)完全燃烧一满油箱燃油获得的能量

因飞机发动机燃油完全燃烧放出的能量转化为机械能的效率是，则输出的能量为

则以最大航行速度巡航时，由可得

答：(1)飞机发动机完全燃烧一满油箱燃油获得的能量是ρ0V0q0×10-3J；

(2)当飞机以最大航行速度巡航时，飞机发动机的输出功率是8.1×10-3v声3kW；

(3)飞机的最大航程约是千米。

3、（2024·天津市和平区九年级上学期期中考试）太空探究，永无止境。航天梦助力强国梦复兴梦，习近平总书记曾说：“探究浩瀚宇宙，发展航天事业，建设航天强国，是我们不懈追求的航天梦。”据网上新闻报道：2024年“十一”期间，在中国文昌航天放射场，我国安排年底前放射的嫦娥五号探测器已经进入放射场打算阶段，正在同执行此次放射任务的长征五号运载火箭一起，进行放射前的总装和测试。为了防止火箭点火起飞时火箭的燃料燃烧从火箭尾部喷出的火焰对放射平台的影响，火箭放射飞到5m高以后，“喷水降温降噪系统”（如图）向火箭尾部火焰中心喷水约20秒，喷水量为400t，一部分水会汽化到大气中，大部分被加热的水通过导流槽流走，从而起到降温作用。

(1)假设“喷水降温降噪系统”在整个工作过程中喷出的水，温度全部由20℃上升到100℃，求水带走的热量；[c水=4.2×103J/(kg·℃)]

(2)若火箭的燃料是液态氢，热值为1.4×108J/kg，求第(1)问中水带走的热量相当于完全燃烧多少kg液态氢放出的热量？

【答案】(1)1.344×1011J；(2)960kg

【解析】

(1)由吸热公式可知，水带走的热量为

(2)依据热值公式可知

Q吸=Q放=m?q

即

答：(1)水汲取的热量1.344×1011J；

(2)须要完全燃烧960kg液态氢

4、（2024·山东省青岛市九年级上学期期中考试）S195型号柴油机在我国工农业生产中曾被广泛应用。用其做动力犁地时工作效率η为40%，耗油量为每小时5k