期末專(zhuān)題一內(nèi)能和內(nèi)能的利用計(jì)算題精做（原卷版）

期末專(zhuān)題一內(nèi)能和內(nèi)能的利用計(jì)算題精做——精剖細(xì)解講義知識(shí)點(diǎn)1：比熱容1、比熱容定義：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度升高1℃所吸收或者降低1℃所放出的熱量叫做這種物質(zhì)的比熱容。。符號(hào)：C。定義式：c=Q/m?t單位：J／(Kg·℃)，讀作：焦每千克攝氏度。例如：水的比熱容：C水=4.2×103J/(Kg·℃)，表示：1千克的水，溫度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的熱量是4.2×103J。物理意義：用來(lái)比較物質(zhì)的吸熱能力的物理量。比熱容是物質(zhì)的一種特性：相同狀態(tài)下物質(zhì)不變，比熱容不變；物質(zhì)不同，比熱容一般不同.比熱容的實(shí)質(zhì)：反映了物質(zhì)吸熱放熱的本領(lǐng)；比熱容越大，吸熱或放熱本領(lǐng)越強(qiáng)。物質(zhì)對(duì)冷熱反應(yīng)的靈敏程度；比熱容越小，對(duì)冷熱反應(yīng)越靈敏。比熱容是物質(zhì)的一種屬性，每種物質(zhì)都有自己的比熱容。自然界中水的比熱容最大。物質(zhì)的比熱容與物質(zhì)的種類(lèi)有關(guān)，與物體質(zhì)量大小，溫度改變多少，物體的形狀、體積、位置等無(wú)關(guān)，不同的物質(zhì)的比熱容是不同的；可以用比熱容來(lái)鑒別物質(zhì)種類(lèi)。物質(zhì)的比熱容還與物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)。不同的物質(zhì)比熱容可能相等。水比熱容的應(yīng)用：用水取暖或冷卻；用水調(diào)節(jié)氣溫。2、熱量的計(jì)算計(jì)算公式：Q=cm△t(Q吸=cm(t末t初；Q放=cm(t初t末))Q吸—吸收的熱量，單位：焦（J），Q放—放出的熱量。c—比熱容，單位：焦每千克攝氏度（J/(kg·℃)）。m—質(zhì)量，單位：千克（kg）?！鱰—變化的溫度（升高或降低的溫度），單位：攝氏度（℃）；t0—初始溫度、t—末溫。單位：焦耳；符號(hào)：J。熱平衡方程：Q放=Q吸沒(méi)有熱量損失時(shí)，兩個(gè)溫度不同的物體放在一起時(shí)，高溫物體將放出熱量，溫度降低；低溫物體吸收熱量，溫度升高；最后兩物體溫度相同，稱(chēng)為達(dá)到熱平衡。與比熱容相關(guān)的計(jì)算1．小明的媽媽做飯時(shí)，使用鐵鍋燒水，小明發(fā)現(xiàn)把2kg的水從10℃加熱到85℃×103J/（kg?℃×107J/kg）。求：（1）干木柴完全燃燒放出的熱量；（2）水吸收的熱量；（3）鐵鍋燒水的效率。2．用電水壺?zé)?，如果將壺?nèi)20℃×105J，則壺內(nèi)水的質(zhì)量是多少？[當(dāng)?shù)貧鈮簽闃?biāo)準(zhǔn)大氣壓，c水×103J/（kg?℃）]3．用兩個(gè)相同的電熱器分別給質(zhì)量都為1kg的水和某種液體加熱，每隔1分鐘記錄一次溫度，數(shù)據(jù)如右表所示，已知水的比熱容為c水×103焦/（千克?℃）。求：①加熱1分鐘，水吸收的熱量Q水；②該液體的比熱容c液。加熱時(shí)間（分）012水的溫度（℃）202632液體的溫度（℃）2032444．將一質(zhì)量400g的高溫金屬球放入200g的冷水中，金屬球的初溫為320℃，冷水的初溫為20℃．熱平衡后，金屬球和水的共同溫度為70℃．不計(jì)熱量損失，求：（1）冷水吸收的熱量為多少？（2）金屬球的比熱容為多少？5．某品牌太陽(yáng)能熱水器內(nèi)盛有100kg、20℃的水，在太陽(yáng)的照射下水溫升高到60℃×103J/（kg?℃×107J/m3]求：（1）這些水吸收的熱量。（2）要完全燃燒多少體積的煤氣可以產(chǎn)生相同的熱量？6．吃早飯的時(shí)候，媽媽想用熱水給小進(jìn)加熱如圖所示的盒裝牛奶，使牛奶的溫度由22℃升高到42℃。[已知：c水×103焦/（千克?℃），c牛奶×103焦/（千克?℃）]求：（1）牛奶吸收的熱量？（2）若不考慮熱量損失，熱水放出的熱量全部被牛奶吸收，媽媽至少要用52℃的熱水多少千克？（計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù)）7．質(zhì)量為1kg的金屬鍋中放有2kg的水，現(xiàn)把它們從20℃加熱到70℃×105J的熱量。求：[c水×103J/（kg?℃）]（1）水吸收的熱量是多少？（2）金屬鍋的比熱容是多少？知識(shí)點(diǎn)2：熱機(jī)的效率1、燃料的熱值定義：某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比。（1kg（或1m3）某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。）符號(hào)：q。單位：焦每千克，符號(hào)J/kg。計(jì)算公式：Q＝qm或Q＝qV（q為熱值）。熱值是燃料本身的一種特性，它的大小只取決于燃料的種類(lèi)，而與燃料的質(zhì)量、放熱多少等無(wú)關(guān)。不同燃料的熱值一般不同。熱值在數(shù)值上等于1kg的某種燃料完全燃燒放出的熱量。熱值反映了燃料在燃燒過(guò)程中，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的本領(lǐng)的大小。2、熱機(jī)效率定義：熱機(jī)用來(lái)做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比叫做熱機(jī)的效率。計(jì)算公式：燃料完全燃燒放出能量的用途：熱機(jī)的能量流向圖：燃料很難完全燃燒，釋放的熱有全部用來(lái)做有用功，損失了大部分，在各種能量損失中，廢氣帶走的能量最多。利用廢氣的能量可量也沒(méi)以提高燃料利用率。熱機(jī)效率和爐具效率的求解方法儀器熱機(jī)爐具方法發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力做功消耗的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比QUOTE。η=W有Q總?其中W有=Fs或W有=Pt（F是牽引力，s是汽車(chē)行駛的距離，P是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)功率，t水吸收的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比η=Q其中Q吸=cm水△t，Q總=m燃q。涉及的其它知識(shí)點(diǎn)：1、速度速度物理意義：是描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量。公式：（其中t表示時(shí)間，S表示路程，v表示速度，比值定義法）特別注意：物體的速度是由物體的受力情況決定的，不能說(shuō)速度與路程成正比，與時(shí)間成反比。速度單位：速度的國(guó)際是m/s（讀作米每秒）。速度的常用單位還有km/h。換算關(guān)系：1m/s===3．6km/h。2、壓強(qiáng)壓強(qiáng)：在物理學(xué)中，物體所受壓力的大小與受力面積之比叫做壓強(qiáng)；壓強(qiáng)公式：；壓強(qiáng)p的單位是帕斯卡（簡(jiǎn)稱(chēng)為帕），符號(hào)是Pa。1Pa=1N/m2。?常用單位∶千帕（kPa）、兆帕（MPa）；1kPa=103Pa，1MPa=106Pa。為壓強(qiáng)的定義式，適用于所有物體間壓強(qiáng)的計(jì)算（無(wú)論是氣體、液體，還是固體）。用公式計(jì)算時(shí)，各物理量的單位必須統(tǒng)一，其單位分別是p—Pa，F(xiàn)—N，S—m2。在求解密度均勻、形狀規(guī)則的實(shí)心柱體重直作用于水平面上的壓強(qiáng)時(shí),利用公式非常快捷、準(zhǔn)確、方便。推導(dǎo)式的適用條件有∶?（1）密度均勻、形狀規(guī)則的實(shí)心柱體（圓柱體或棱柱體），如圖所示;（2）物體被放在水平面上，且受力面積等于物體的底面積;（3）水平面受到的壓力是由物體所受的重力產(chǎn)生的（F=G）。3、功和功率功的定義：一個(gè)力作用在物體上，使物體在力的方向上通過(guò)一段距離，這個(gè)力就對(duì)物體做了功；功的單位：國(guó)際單位制中，功的單位是：焦耳，符號(hào)是J，1J=1N·m；判斷力是否做功包括兩個(gè)必要因素：一是力作用在物體上；二是物體在力的方向上通過(guò)的距離；二者缺一不可。功的計(jì)算公式：W=FS，其中各量單位功W：J（焦耳），力F：N（牛頓）；移動(dòng)距離S：m（米）；或者W=Pt；應(yīng)用W=Fs計(jì)算時(shí)的注意事項(xiàng)：①做功的多少只由F和s決定，與物體的質(zhì)量大小、速度大小、運(yùn)動(dòng)的方向、物體是否做勻速運(yùn)動(dòng)、是否受摩擦力等均無(wú)關(guān)；②要明確是哪個(gè)力對(duì)哪個(gè)物體做功。③公式中的F是作用在物體上的力，s是物體在力F的方向上通過(guò)的距離。④物體在力的方向上移動(dòng)的距離應(yīng)該是這個(gè)力作用在物體上時(shí)物體移動(dòng)的距離，該力撤銷(xiāo)后物體移動(dòng)的距離不能計(jì)算在內(nèi)。功率定義：物體在單位時(shí)間內(nèi)所做的功叫功率，在物理學(xué)中用字母P表示；功率意義：物理學(xué)中，用功率來(lái)表示物體做功的快慢；功率公式：；推導(dǎo)公式∶

功率單位：國(guó)際單位：瓦（W），1W=1J/s；常用單位：千瓦（kW），1kW=103W；應(yīng)用功率的公式進(jìn)行計(jì)算時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①是功率的定義式，它表示做功的物體在一段時(shí)間內(nèi)的平均功率，既適用于勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，也適用于非勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。②運(yùn)用計(jì)算時(shí)，一定要注意P、W、t三個(gè)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，功"W"一定是對(duì)應(yīng)時(shí)間"t"內(nèi)完成的，且各物理量的單位分別是瓦（W）、焦（J）、秒（s）。③P=Fv是功率的推導(dǎo)式，它是物體在恒力F的作用下，以速度v做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)計(jì)算功率的公式，因此拉力F必須是恒力，且物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。④運(yùn)用P=Fv進(jìn)行計(jì)算時(shí)，P、F、v的單位分別是瓦（W）、牛（N）、米每秒（m/s）。與效率、熱值相關(guān)的計(jì)算題×107J/kg，小汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為25%。求小汽車(chē)的這段路程中消耗汽油的質(zhì)量?！?03kg，以100km/h的速度勻速通過(guò)大橋，受到的阻力是總重的0.08倍，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為30%。求：（g取10N/kg，q汽油×107J/kg）（1）汽車(chē)通過(guò)大橋所需的時(shí)間；（2）牽引力所做的功；（3）汽車(chē)通過(guò)大橋消耗了多少kg的汽油。10．一輛質(zhì)量為500kg的汽車(chē)，在平直的公路上以20m/s的速度勻速行駛，汽車(chē)受到的阻力為車(chē)重力的。求：（1）汽車(chē)的牽引力；（2）汽車(chē)的牽引力在5min內(nèi)做的功；×107J/kg）11．學(xué)校餐廳通過(guò)燃燒天然氣給全校師生制作餐飲，已知每天要消耗天然氣2m3×107J/m3。（1）如果這些天然氣全部可以完全燃燒，那么將放出多少的熱量？（2）如果這些熱量全部被水吸收，能將1t的水升溫多少？×107J/kg）求：（1）這些汽油完全燃燒放出的熱量；（2）牽引力做的功；（3）發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。13．2022年北京冬奧會(huì)舉行期間，氫燃料客車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)成為承擔(dān)此次冬奧會(huì)交通出行任務(wù)的最主要力量，新能源車(chē)輛的使用比例為歷屆冬奧會(huì)之最。如圖所示是氫燃料公交車(chē)在平直路面行駛時(shí)的情景[c水×103J/（kg?℃）；q氫×108J/kg]。求：（1）質(zhì)量為0.6kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量。（2）若這些熱量全部被質(zhì)量為500kg、溫度為15℃的水吸收，求水升高的溫度。（3）氫燃料公交車(chē)以恒定功率勻速直線(xiàn)行駛，其效率為50%，燃燒0.6kg的氫燃料可使公交車(chē)行駛280s，則公交車(chē)勻速直線(xiàn)行駛時(shí)的功率是多少？×107×103J/（kg?℃）]求：（1）汽油完全燃燒放出的熱量是多少？（2）假設(shè)該汽車(chē)在這次行駛過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣帶走的能量占汽油完全燃燒放出熱量的42%，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，這些廢氣的能量全部被初溫20℃、質(zhì)量100kg的水吸收，水升高的溫度是多少？（3）如果汽油機(jī)的效率不變，汽車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的受到阻力為1000N，消耗2kg汽油汽車(chē)通過(guò)的路程是多少？15．某物理興趣小組的同學(xué)，用煤爐給100kg的水加熱，同時(shí)他們繪制了如圖所示的加熱過(guò)程中水溫隨時(shí)間變化的圖線(xiàn)。若在6min內(nèi)完全燃燒了2kg的煤，煤的熱值約為3×107J/kg。求：（1）2kg煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量：（2）經(jīng)過(guò)6min時(shí)間加熱，水所吸收的熱量；（3）煤爐燒水時(shí)的熱效率為多少。（寫(xiě)成百分比形式）3×103J/（kg?℃），天然氣的熱值q＝8×107J/m3．求：（1）該天然氣完全燃燒放出的熱量；（2）水吸收的熱量；（3）水的初始溫度。17．為助力鄉(xiāng)村振興，黃梅縣下新鎮(zhèn)將生態(tài)農(nóng)業(yè)和旅游觀光相結(jié)合，打造美麗鄉(xiāng)村。如圖是下新鎮(zhèn)夏日賞荷用的觀光艇，其部分技術(shù)參數(shù)如下表：（g＝10N/kg，q柴油×107J/kg，ρ柴油×103kg/m3）商品名稱(chēng)XX觀光艇商品型號(hào)××空船質(zhì)量800kg發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出功率40kW最大載人數(shù)量8人最大航速10m/s（1）若人的質(zhì)量為50kg，當(dāng)觀光艇滿(mǎn)載時(shí)，所受的浮力是多少？（2）當(dāng)觀光艇以最大速度航行時(shí)，受