《2025年同步练习册配套检测卷九年级物理上册鲁科版五四制》

23. 小华家使用的是天然气热水器,他尝试估测该热水器的效率,以核对铭牌上的数值是否准确.当只有该热水器使用天然气时,把$50kg的水从20^{\circ}C加热到54^{\circ}C$,天然气表的示数由$1365.05m^{3}变为1365.17m^{3}$.已知水的比热容$c = 4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)$,天然气的热值$q = 7.0×10^{7}J/m^{3}$.求:
(1)水吸收的热量;
(2)消耗的天然气完全燃烧放出的热量;
(3)该热水器的效率.

答案： （1）水吸收的热量：
$Q_{吸}=cm(t-t_{0})=4.2 × 10^{3}J/(kg \cdot ^{\circ}C) × 50kg × (54^{\circ}C - 20^{\circ}C)=7.14 × 10^{6}J$；
（2）消耗天然气的体积：
$V=1365.17m^{3}-1365.05m^{3}=0.12m^{3}$，
天然气完全燃烧放出的热量：
$Q_{放}=qV=7.0 × 10^{7}J/m^{3} × 0.12m^{3}=8.4 × 10^{6}J$；
（3）该热水器的效率：
$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}} × 100\%=\frac{7.14 × 10^{6}J}{8.4 × 10^{6}J} × 100\%=85\%$。
答：（1）水吸收的热量为$7.14 × 10^{6}J$；（2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量为$8.4 × 10^{6}J$；（3）该热水器的效率为$85\%$。

24. 食物也是一种“燃料”,释放化学能的过程不断地发生在人体内,提供细胞组织所需的能量.
(1)某种油炸食品,每$100g可提供的能量约为1.26×10^{6}J$,假设这些能量全部被质量为$5kg$、温度为$25^{\circ}C$的水吸收,可使这些水的温度升高到多少摄氏度? [$c_{水}= 4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)$]
(2)如果上述这些能量全部用于克服重力做功,则能把多少千克的物体提升$10m$? ($g取10N/kg$)

答案：
(1)已知水吸收的热量$Q_{吸}=1.26×10^{6}J$，水的质量$m=5kg$，比热容$c_{水}=4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)$，初温$t_{0}=25^{\circ}C$。
由$Q_{吸}=cm(t - t_{0})$可得，水升高的温度：
$\Delta t=\frac{Q_{吸}}{cm}=\frac{1.26×10^{6}J}{4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)×5kg}=60^{\circ}C$
水的末温$t = t_{0}+\Delta t=25^{\circ}C + 60^{\circ}C=85^{\circ}C$
(2)能量$W=1.26×10^{6}J$，提升高度$h=10m$，$g=10N/kg$。
由$W=Gh=mgh$可得，物体质量：
$m=\frac{W}{gh}=\frac{1.26×10^{6}J}{10N/kg×10m}=1.26×10^{4}kg$
(1)$85^{\circ}C$
(2)$1.26×10^{4}kg$