中考物理热学计算专题附答案解析.docx
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中考物理热学计算专题附答案解析
2019中考物理热学计算专题附答案解析
姓名：
__________班级：
__________考号：
__________
一、计算题（共39题）
1.随着人们生活水平的提高，小汽车已经成为一种普遍的代步工具，王伟家新买了一辆小汽车．国庆节他带着家人前往黄山度假，在出发前到加油站加了20L的97#汽油，在一段平直的高速公路上，以25m/s的速度匀速行驶，汽车发动机的牵引力为1000N，汽油的密度为0.73×103kg/m3，汽油的热值为4.6×107J/kg．
（1）所加的汽油质量为多少千克？
（2）小汽车以25m/s的速度匀速行驶时，牵引力的功率是多少？
（3）若这次旅游全程往返200km，所加的汽油也刚好用完（假设汽油能完全燃饶），求这辆小汽车发动机的热效率（结果保留1位小数）．
（提示：
小汽车发动机的热效率等于汽车牵引力做的功与汽油完全燃烧所放出热量的比值）．
2.中国科学家首次在南海试采可燃冰取得圆满成功。
实现了我国天然气水合物开发的历史性突破。
可燃冰清洁无污染、储量巨大，是一种非常理想的新型能源。
可燃冰的热值很大，是天然气热值的10倍以上，若按10倍计算。
在标准大气压下将100L的水从20℃加热到沸腾。
求：
（c水=4.2×103J/（kg.℃）、q天然气=7×107J/kg）
（1）水需要吸收的热量；
（2）若燃烧可燃冰放出热量的80%被水吸收，则需要多少m3的可燃冰？
3.（2014•防城港）某团队在海拔3000多米高山上野营时，使用铁锅烧水，他们发现把体积为2L的水从10℃加热到85℃时，共消耗了5kg的干木柴，已知水的比热容为4.2×103J/（kg．℃），干木柴的热值为1.2×107J/kg）．求：
（1）干木柴完全燃烧放出的热量．
（2）水吸收的热量．
（3）铁锅烧水的效率．
（4）他们也发现在高山上用铁锅煮马铃薯时，尽管锅里的水哗哗地沸腾了很长时间．马铃薯还是煮不软，为什么？
4.随着人们生活水平的提高，越来越多的家庭采用“地热”进行取暖．如图所示，其原理是：
在房间地面装饰层下铺设散热管道，通过管道内的热水散热提高室温．当供水温度为45℃时，单位面积的散热功率与地面装饰层材料、散热管材料的对应关系见表．求：
地面装饰层材料
散热管材料
陶瓷
塑料
木地板
聚乙烯
136.6W/m2
103.5W/m2
93.5W/m2
聚丁烯
125.7W/m2
96.9W/m2
90.0W/m2
（1）若该地暖系统的总水量为2×103kg，将全部的水从5℃加热至45℃，水至少需要吸收多少热量？
[c水=4.2×103J/（kg•℃）]
（2）某家庭木地板的面积为100m2，散热管材料为聚丁烯，供水温度为45℃，则该供暖系统每小时的散热量为多少焦耳？
5.某家庭用燃气热水器将质量为100kg，温度为20℃的自来水加热到50℃，消耗的天然气体积为1m3（假设天然气完全燃烧）。
已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值为3.2×107J/m3。
求：
（1）天然气完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）该热水器工作时的效率。
6.下表中所列的是某品牌汽车的部分技术参数：
该汽车满载时，在一段平直公路上用0.5小时匀速行驶了50km，车受到的阻力为车重的0.1倍。
求：
（1）该汽车的行驶速度
（2）该汽车对地面的压强
（3）该汽车牵引力所做功的功率
（4）该汽车发动机在这一过程中消耗的总能量及该汽车的效率。
（假设燃油完全燃烧，燃油密度ρ为0.8×103kg/m3，燃油热值q为4.3×107J/kg，g取10N/kg）
7.（2017•济宁）在一标准大气压下，将50L的水从40℃加热到沸点．求：
（1）水需要吸收的热量
（2）提供这些热量，需要完全燃烧焦碳的质量（q焦碳=3.0×107J/kg）．
8.为了测定某额定功率为1000W的电热水器的效率，物理兴趣小组的同学在热水器中加了2kg的水，让热水器正常工作，并绘制出通电加热过程中水温随时间的变化情况图，求：
（1）加热2min，水的温度升高了多少？
（2）加热6min，水吸收了多少热量？
（3）电热水器的效率是指水吸收的热量与电热水器放出的热量之比，该热水器正常工作时的效率为多少？
9.汽油机的飞轮转速为3000r/min，这台汽油机在1s内对外做功多少次？
做功冲程时活塞一次做功1500J，那么，这台汽油机的功率为多少？
10.（2012•来宾）空气能热水器是通过吸收空气中的热量来制造热水的“热量搬运”装置．其工作原理是：
空气能热水器在工作时，吸收空气中的能量Q，消耗的电能为W，通过热交换使水吸收的热量为Q吸，即Q吸=Q+W，所以它的热效率（的值）可以达到300%～500%．已知某型号空气能热水器的热效率为400%，电功率为1400W，当用此热水器将100kg的水从15℃加热到55℃时[水的比热容为4.2×103J/（kg．℃），干木柴的热值为1.2×107J/kg]．求：
（1）水吸收的热量；
（2）水吸收的热量相当于完全燃烧多少千克的干木柴所释放的热量；
（3）空气能热水器完成上述加热过程所用的时间．
11.地铁的开通大大缓解了城市公交运输的压力。
某学校实践活动小组的同学收集到某市地铁机车和公交车在甲、乙区间内运行的相关数据如下表。
问：
（1）甲、乙两地铁站相距2.4km，地铁运行一趟需要多少小时?
（2）地铁机车的效率是多少
（3）公交车每千米消耗燃油0.3kg，公交车热机的效率是多少?
12.将2kg的水从20℃加热到70℃，需要吸收多少热量？
[c水=4.2×103J/（kg•℃）]．
13.为响应国家“低碳环保，节能减排”的号召，我市新上线一批以天然气为燃料的新型公交汽车，其参数如图所示某次行驶过程中，汽车搭载人员及物品共3000kg所受阻力为总重力的0.01倍。
在40s时间内匀速直线行驶400m，共消耗天然气0.025kg（天然气完全燃烧，其热值为6.4×107J/kg，g=10N/kg）。
针对此次行驶过程，求：
（1）汽车对地面的压强
（2）汽车的功率
（3）汽车发动机的效率
14.质量为2t的小型载重汽车，装有4t的砂石，已知汽车在平直公路上匀速行驶时所受阻力是汽车总重的0.2倍，汽车以15m/s的速度在平直公路上匀速行驶，消耗了汽油2kg，（汽油的热值取4.5×107J/kg，g=10N/kg）求：
（1）2kg的汽油完全燃烧放出多少热量？
（2）汽车在平直公路上匀速行驶时发动机的牵引力是多少？
（3）汽车在平直公路上匀速行驶的功率为多少？
15.发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质．若某台以93号汽油为燃料的汽车，其发动机的相关数据如下表所示．表中空燃比指汽缸内空气和燃油的质量比．
1min内完成的工作循环数
2400个
汽缸内汽油和空气混合气体的密度
1.3kg/m3
汽缸的工作容积
1.8L
汽油的热值
4.6×107J/kg
发动机最大功率
82.8kW
空燃比
12：
1
（1）汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常工作四个冲程的顺序________（对甲、乙、丙、丁重新排序），其中内能转化为机械能的冲程是图________．
（2）汽车以120km/h的速度匀速运动时发动机的输出功率最大，此时汽车1min内做的有用功是多少？
（3）汽车完成一个工作循环时，气缸内汽油和空气混合气体的质量是________kg，气缸内汽油的质量是________kg，燃料完全燃烧放出的热量是多少？
（4）当汽车以120km/h的速度匀速行驶时，发动机的效率是多大？
16.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
太阳照射时间/h
装水量/kg
吸热板面积/m2
水升高的温度/℃
水的比热容/J（kg•℃）﹣1
太阳辐射功率/J•（m2•h）﹣1
10
100
2.5
50
4.2×103
1.68×106
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10h内吸收的热量；
（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给水吸收）
（3）该太阳能热水器的能量转化效率．
17.（2017•内江）2汽车的发动机工作时，吸入汽缸的汽油和空气的比例，决定了汽车的动力性能和经济性能．某汽车四冲程汽油发动机的气缸总排量为2L（发动机每个工作循环吸入或排出的流体体积称为气缸排量），发动机工作时，吸入气缸的是由汽油和空气所形成的混合物，混合物的密度ρ=1.44kg/m3，汽油和空气的质量比为1：
15，汽油的热值q=4.5×107J/kg．如果发动机曲轴在1min转动3×103转，发动机的效率为40%，那么在这种情况下：
（1）汽车在1min做的有用功是多少？
（2）汽车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力为f=3×103N，汽车行驶的速度是多少？
18.2017年6月10日，作为中国大陆核电的发源地一一秦山核电基地安全运行100堆年（一座核反应堆运行一年为一堆年）.从被誉为“国之光荣“”的秦山核电站站1991年12月15日投入运行开始，秦山核电基地一直保持安全稳定运行，目前每分钟的安全发电量相当于少消耗烟煤13.0t，减排二氧化碳约40.6t、二氧化硫约0.2t，氮氧化物约0.8t.秦山核电基地目前共有9台运行机组，年发电量约500亿千瓦时，是目前我国核电机组数量最多、堆型品种最丰富、装机容量最大的核电基地，［下列
（1）
（2）题答案用科学计数法表示］［第（3）题结果保留两位有效数字］
（1）13.0t烟煤如果完全燃烧，放出的热量为多少.（烟煤的热值为29×107J／kg）
（2）假设13.0t烟煤在煤炉中完全燃烧，放出的热量部分被水吸收，可以使4×105kg的水从20℃升高到100℃，求水吸收的热量为多少J［c水＝4.2×103J／（kg·℃）
（3）求煤炉加热水的热效率.
19.（2016•兰州）某燃气热水器工作时，燃烧产生热量的功率为20kW，水温升高25℃时，每分钟出水量为10L．此时c水=4.2×103J/kg•℃，ρ水=1.0×103kg/m3．求：
①1min内水吸收的热量；
②热水器的效率．
20.一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量约为8.4×106J，这些能量相当于完全燃烧0.7kg的干木柴才能得到。
将这些干木材放在煤炉中用来烧水，可以使8kg的水温度升高50℃，已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。
求：
（1）干木材的热值；
（2）8kg的水温度升高50℃所吸收的热量；
（3）此煤炉烧水时的效率。
21.（2012•钦州）500g木炭完全燃烧放出的热量被100kg温度为20℃的水吸收，可使水的温度升高多少？
（不计热量损失，木炭的热值q为3.4×107J/kg）
22.汽车已进入百姓家庭，汽车发动机性能的好坏倍受人们关注．在汽车发动机的设计过程中，既要考虑能量的有效利用，又要考虑发动机的冷却问题．[汽油热值为4.6×107J/kg，汽油密度为0.7×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
（1）为了防止发动机过热，汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度，5kg水在冷却系统中温度升高50℃，所吸收的热量是多少？
（2）10L汽油在汽车发动机汽缸内燃烧30min，可以释放出多少能量（假设汽油完全燃烧）？
（3）若发动机输出的功率为6×104W，则此汽车发动机的效率是多少？
（汽车发动机效率的计算结果精确到1%）
23.（2014•河池）“金宜高速”是经过河池市政府所在地的第一条高速公路．王华一家从金城江到刘三姐故里宜州自驾旅行，单程共消耗汽油5kg．小车总重为1.5×104N，静止在水平地面上时轮子与地面接触的总面积为0.15m2，（汽油的热值q=4.6×107J/kg）．求：
（1）小车静止时对水平地面的压强；
（2）5kg汽油完全燃烧放出的热量．
24.小明家煮饭、烧水使用的是管道天然气，已知天然气的热值为4.5×107J/m3，放出的热量有50%被有效利用，现要将初温为25℃的水加热到100℃，需要完全燃烧0.03m3的天然气，则能加热水的质量为多少？
[c水=4.2×103J/（kg•℃）]．
25.随着生活条件的改善，小明家住上了新楼房，新楼使用的是天然气，小明想：
将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢？
他通过实践收集如下数据：
水壶里放入2L、20℃的水，大火加热直至沸腾，又在物理书中查到天然气热值为8×107J/m3．[气压为1标准大气压；c水=4.2×103J/（kg•℃）]
（1）烧开这壶水，水需要吸收多少热量？
（2）如果小明家天然气炉具的效率是40%，烧开这壶水，需要燃烧多少m3的天然气？
26.某家庭用燃气热水器将质量为100kg，温度为20℃的自来水加热到50℃，消耗的天然气体积为1m3（假设天然气完全燃烧）．已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为3.2×107J/m3．求：
（1）天然气完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）该热水器工作时的效率．
27.汽油机的活塞面积是50cm2，活塞一个冲程的路程是25cm，做功冲程燃气产生的平均压强为8×105Pa．飞轮的转速是600r/min．求：
（1）做功冲程活塞受到的平均压力；
（2）在一个工作循环中，燃气对活塞所做的功；
（3）该汽油机的功率．
28.熔化热是单位质量的晶体在熔化时变为同温度的液态物质所需吸收的热量．已知冰的熔化热是3.36×106J/kg，熔点为0℃．冰的比热容是2.1×103J/（kg•℃），质量为1kg温度为﹣1℃的冰要吸收多少热量才能完全熔化成0℃的水？
29.小雪家里买了一个水壶，爸爸又组装了一个电炉子，所用的电阻丝的规格为“220V，880W，小雪在水壶中装了20℃的1.5kg的水后，在额定电压下用电炉子通电烧水，10min把水烧开（100℃）假如不用电而用煤气来烧水需要0.01m3煤气才能把这壶水烧开．（煤气的热值是7.4×107J/m3）求：
（1）用电炉子烧水10min消耗的电能是多少焦耳？
（2）水壶中的水吸收的热量是多少焦耳？
（3）用煤气烧这壶水的效率是多少？
30.我国是第一个宣布成功实现对可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。
可燃冰的热值为同体积天然气的164倍。
已知q天然气=4.2×107J/m3,c水=4.2×103J/（kg.℃）,求:
（1）完全燃烧1m3的可燃冰可产生多少热量?
（2）若这些热量全部被水吸收,可将多少千克水从20℃加热到70℃?
31.某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线.若在6min内完全燃烧了2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤的热值约为3×107J/kg.求：
（1）煤完全燃烧产生的热量；
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；
（3）煤炉烧水时的热效率.
32.在很多较偏远的农村还没有用上天然气，使用的是瓶装的液化气，每瓶中装入液化气的质量为20kg，液化气的热值取4.2×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg·℃）则：
（1）每瓶液化气全部燃烧放出的热量是多少J？
（2）若放出的热量有50%被利用，可把多少kg的水从20℃加热到100℃？
33.某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤．（无烟煤的热值是3.4×107J/kg）求：
（1）锅炉内200kg的水吸收的热量是多少？
（2）6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
（3）此锅炉的效率是多大？
34.（2016•威海）按照规定，我国载货车辆的轮胎对地面的压强应控制在7×105Pa以内．某型号货车部分参数如表所示．王师傅在执行一次运输任务时，开着装满沙子的货车在一段平直的公路上匀速行驶15km．（g取10N/kg，沙子的密度为2.4×103kg/m3，燃油的热值为4.5×107J/kg）
自重
6×104N
车轮个数
10
每个轮胎触地面积
3×10﹣2m2
车厢容积
10m3
请解答该货车在本次运输过程中的下列问题：
①通过计算判断该货车是否超载？
②货车在这段公路上行驶时所受阻力为车总重的0.02倍，这段时间内货车牵引力所做的功是多少？
③货车在这一过程中消耗燃油4kg，其热机效率是多少？
35.清明假期，小明全家驾车从南京到国际慢城游玩，出发前，爱学习的小明收集了相关数据，整理成如表，请你根据表中数据完成相关计算．
（1）轿车静止时对水平地面的压强（g取10N/kg）；
（2）匀速行驶lkm牵引力做功多少？
（3）全程消耗的汽油在完全燃烧时放出的热量（q汽油=4.6×107J/kg）．
轿车质量（kg）
1050
车轮与地面接触总面积（m2）
0.15
南京到国际慢城距离（km）
100
预设行车速度（km/h）
90
行驶lkm耗油量（g）
50
匀速行驶时受到的阻力（N）
2000
36.（2016•桂林）用酒精灯给质量为0.5kg的水加热，当水的温度升高20℃时，消耗了5g酒精．[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），酒精的热值为3.0×107J/kg]
①0.5kg的水温度升高20℃，需要吸收多少焦的热量？
②5g酒精完全燃烧放出多少焦的热量？
37.某家庭用燃气热水器将质量为100kg，温度为20℃的自来水加热到50℃，消耗的天然气体积为lm3,（假设天然气完全燃烧）。
已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值为3.2×107J／m3．求：
（1）天然气完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）该热水器工作时的效率。
38.某家庭需要将50kg、20℃的水加热到60℃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=4.2×107J/kg．水的比热容为c=4.2×103J/（kg•℃）．求：
（1）把50kg、20℃的水加热到60℃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．
39.如图是某太阳能热水器，向其中注入50kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃．水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）．试求：
（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？
（2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×107J，则这段时间该热水器的效率是多少？
（3）若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧多少千克煤？
（煤的热值约为3.5×107J/kg）
答案解析部分
一、计算题
1.【答案】【解答】解：
（1）汽油体积V=20L=2×10﹣2m3，
由ρ=可得，所加的汽油质量m=ρV=0.73×103kg/m3×2×10﹣2m3=14.6kg；
（2）牵引力的功率P==Fv=1000N×25m/s=25000W，
（3）牵引力做的功：
W=Fs=1000N×2×105m=2×108J；
汽油完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=14.6kg×4.6×107J/kg=6.716×108J，
小汽车发动机的机械效率：
η=
×100%=×100%≈29.8%．
答：
（1）所加的汽油质量为14.6kg；
（2）小汽车以25m/s的速度匀速行驶时，牵引力的功率是25000W，
【解析】【分析】
（1）已知汽油的体积和密度，利用速度公式求解汽油质量．
（2）根据P==Fv可求得牵引力的功率．
（3）根据W=Fs求出牵引力做的功．根据Q=mq求出汽油完全燃烧放出的热量，根据η=
求出小汽车发动机的热效率．
2.【答案】
（1）解：
根据题意知道，水的体积是：
V=100L=100×10-3m3=0.1m3，
由ρ=m/V可得，水的质量是：
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg，
故水吸收的热量是：
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（100℃-20℃）=3.36×107J；
（2）解：
由η=Q吸/Q放知道，燃烧可燃冰需放出热量是：
Q放=Q吸/η=3.36×107J/80%=4.2×107J，
所以，可燃冰的热值是：
q可燃冰=10×7×107J/m3=7×108J/m3，
由Q放=mq可得，需要可燃冰的质量是：
m可燃冰=Q放/q可燃冰=4.2×107J/7×108J/m3=0.06m3
【解析】【分析】利用水的体积和密度计算质量，结合水的比热容和温度差计算水吸热的多少，根据燃料放出的热量和燃料的热值计算消耗的燃料的质量.
3.【答案】
（1）干木柴完全燃烧放出的热量Q放=mq=5kg×1.2×107J/kg=6×107J答：
干木柴完全燃烧放出的热量为6×107J
（2）由ρ=
可得水的质量m=ρV=2×10﹣3m3×1.0×103kg/m3=2kg，水吸收的热量：
Q吸=c水m（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（85℃﹣10℃）=6.3×105J
答：
水吸收的热量为6.3×105J
（3）η=
×100%=
×100%=1.05%答：
铁锅烧水的效率为1.05%
（4）水沸腾了很长时间马铃薯还是煮不软，这是因为海拔高度越高，气压越低，气压低，沸点降低，所以不易把马铃薯煮软．答：
因为海拔高度越高，气压越低，气压低，沸点降低，所以不易把马铃薯煮软
【解析】【分析】
（1）由燃烧值公式Q放=mq可以求出木柴释放的热量．
（2）已知水的体积可求得其质量，知道初末温度，由热量公式Q吸=c水m（t﹣t0）可以求出水吸收的热量．（3）由效率公式η=×100%可以求出炉子的效率．（4）海拔高度越高，气压越低，沸点越低．
4.【答案】解：
（1）水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）
=4.2×103J/（kg•℃）×2×103kg×（45℃﹣5℃）
=3.36×108J；
（2）由题知，散热管材料为聚丁烯，用木地板，该家庭地面单位面积上的散热功率P=90.0W/m2，
该供暖系统每小时的散热量：
Q=PSt=90.0W/m2×100m2×3600s=3.24×107J；
答：
（1）水至少需要吸收3.36×108J的热量；
（2）该供暖系统每小时的散热量为3.24×107J．
【解析】【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Q=cm（t﹣t0）求水吸收的热量；
（2）由题知，家庭地面用木地、散热管材料为聚丁烯，由表中数据得出该家庭地面单位面积上的散热功率P，利用Q=PSt求该供暖系统每小时的散热量．
5.【答案】
（1）解：
天然气完全燃烧放出的热量：
Q放=Vq=1m3×3.2×107J/m3=3.2×107J
（2）解：
水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（50℃-20℃）=1.26×107J
（3）解：
燃
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