2022年中考物理二轮专题复习+内能的利用计算

这是一份2022年中考物理二轮专题复习+内能的利用计算，共15页。
内能的利用 专题计算1．某汽车在某次行驶过程中消耗了0.3kg的汽油。（汽油的热值q＝4.6×107J/kg）求：（1）这些汽油完全燃烧放出的热量？（2）若汽车匀速行驶1.8km所用的时间为0.02h，则汽车的速度是多大？ 2．用某金属壶在天然气灶上烧水，金属壶的质量为300g，内盛1kg水。当把壶中水从20℃烧开时，它们一共吸收3.47×105J的热量（一标准大气压下），共消耗了17.35L的天然气，天然气灶的热效率为50%。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。求：（1）水吸收多少热量；（2）金属的比热容；（3）天然气的热值。 3．现代家庭装修中有些浴室使用燃气热水器提供热水，小芳家安装了燃气热水器。已知水进入热水器前的温度是10℃，洗澡时热水器输出热水的温度设定为40℃；如果小芳洗一次澡用热水0.05m3，水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）。求：（1）小芳洗澡所用热水的质量为多少？（2）这些水10℃升高到40℃需要吸收多少热量？（3）若天然气完全燃烧释放热量的70%被水吸收，需要消耗多少m3的天然气？（天然气的热值q=4×107J/m3） 4．随着国民经济的发展，汽车已走进家庭。一辆小轿车以某一速度在平直路面上耗时0.125h匀速行驶 10km，消耗汽油1L。若这些汽油完全燃烧放出的热量有 30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为 4.6×107 J/kg，密度为 0.7×103kg/m3，求：（1）汽车行驶的速度；（2）这些汽油完全燃烧放出的热量； （3）这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。 5．可燃冰是一种新型能源，它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质，主要成分是甲烷，我国可燃冰已试采成功，技术处于世界领先。用燃气锅炉烧水时，把500L、初温为20oC的水加热到100oC，共燃烧了10m3天然气，已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg•oC)，天然气的热值q=4.2×107J/m3，可燃冰的热值为同体积天然气的160倍，求：（1）水吸收的热量；（2）燃气锅炉烧水时的效率；（3）若换用可燃冰，应使用多少m3可燃冰。 6．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。该飞机最大载油量为10t，它在航行时受到的阻力大小与速度的关系见表：速度v/(m/s)100200300400500阻力f/N0.3×1041.2×1042.7×1044.8×1047.5×104已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg。求：（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少焦？（2）若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度匀速直线飞行巡航时，飞机的最大航程是多少千米？ 7．柳州争创全国文明城市在行动，司机小李驾小汽车到某县城执行相关任务，路程为300km。该小汽车油箱内装满35 kg汽油，在高速公路上匀速行驶时，车受到的阻力是920 N。（汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能；汽油的热值为4.6×107J/kg）求：（1）汽车到达目的地时牵引力所做的功；（2）通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油。 8．小明家买了一辆以汽油为燃料的小汽车，如图所示。经查阅资料，小明了解到以下信息 “该车如以80km/h的速度匀速行驶时，发动机的牵引力为1000N，百公里油耗：10L/100km”。（温馨提示：“百公里油耗：10L/100 km”是指汽车行驶100km，需要消耗10L汽油。）已知：汽油密度ρ=0.7×103kg/m3，汽油热值q=4.6×107J/kg。请你运用所学过的知识解答下列问题：（1）完全燃烧10L汽油所放出的热量是多少J?（2）该车以80km/h的速度匀速行驶时，它的发动机效率是多少?（结果保留整数位）    9．如图所示，某家用燃气热水器将质量为70kg、温度为20℃的自来水加热到40℃，消耗的天然气体积为0.3m3（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3.5×107J/m3。求：（1）水吸收的热量；（2）该热水器工作的效率。 10．近年来，我国多个城市成功实现氢燃料新能源公交车投放使用。某新能源公交车在平直的公路上匀速行驶4km，用时6min，发动机输出功率保持70kw，此过程共消耗氢燃料0.3kg，已知氢燃料的热值q=1.4×108J/kg在匀速行驶过程中，求：（1）公交车的速度；（2）公交车做的有用功；（3）发动机的效率。 11．新冠肺炎肆虐，武汉封城，全国各地纷纷伸出援助之手，2020年2月8日，陆良县捐赠的时鲜蔬菜运往武汉（如图），一辆货车满载后总质量是6.0×103kg，在平直的公路上匀速行驶100km耗油20kg，若货车受到的平均阻力是总重力的0.05倍，轮胎与地面的接触总面积为0.6m2（汽油的热值是5.0×107J/kg）。求：(1)货车静止时对地面的压强；(2)货车的牵引力所做的功；(3)货车发动机的效率。   12．全球汽车保有量在迅速增长，截止2020年，全球处于使用状态的汽车数量较世纪初翻了两番，石油能耗大幅增加，提高汽车内燃机的效率成为节约能源的有效措施，假设全球汽车数量为，平均每辆车每年的里程数为s，平均每辆汽车每年耗油量为，油料的热值为q。采用新技术可将汽车内燃机的效率从提高到，这样每年可以节约的油料质量？ 13．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37t，最大飞行高度达2000m，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为10t，飞机飞行时所受阻力的大小与速度的关系见表：速度v（m/s）100200300400500阻力f/N0.3×1041.2×1042.7×1044.8×1047.5×104已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg。求：（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少焦？（2）当飞机以400m/s的速度巡航时，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500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少？ 14．“牛腩炖土豆”既健康又美味，是大家非常喜爱的菜品。周末小钢一家在餐馆点了一份牛腩炖土豆，如图所示，它利用一个酒精炉（以固体酒精块作为燃料）加热。请计算以下问题：[已知：牛腩土豆混合物的比热容为3.6×103J/(kg⋅℃)，酒精块的热值为1×107J/kg](1)若将1kg的牛腩土豆从30℃加热到100℃，则牛腩土豆需要吸收多少热量？(2)若在这个过程中消耗126g的酒精块，酒精炉的热效率为多少？    15．小东家的小汽车质量为1.2t，车轮与水平地面接触总面积为300cm2。小丽家开车去旅游，若汽车以90km/h的速度在水平地面匀速直线行驶，发动机在这段时间内的功率为20kW。（取q汽油﹦4.5×107J/kg，g取10N/kg）求：（1）汽车静止在水平地面上，对水平地面的压强。（2）汽车此次行驶时，受到的阻力。（3）此次共行驶15min，若汽油机的效率为25%，消耗汽油的质量。  16．天然气是一种清洁的能源，“西气东输”实现后，很多家用燃气灶改用天然气作为燃料。现将一壶质量为2kg、初温为20℃的水加热到100℃，需要完全燃烧0.025m3的天然气。求：（1）水吸收的热量是多少?（2）天然气完全燃烧放出的热量是多少?（q气=4.2×107J/m3）（3）燃气灶的热效率是多少?  17．一辆汽车在长为45km的新建大桥上进行测试，汽车的总质量为1.6t，以90km/h的速度匀速通过大桥，受到的阻力是总重的0.1倍，全程消耗了5kg的汽油，求汽车通过大桥：（q油=4.6×107J/kg）(1)所需的时间。(2)牵引力做的功。(3)汽油机的效率。（计算结果精确到0.1%） 18．太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一，某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃。求：（1）在5小时内热水器中的水吸收的热量；c水=4.2×103J/(kg·℃）（2）太阳能热水器的效率；
参考答案：1．（1）1.38×107J；（2）90km/h【解析】解：（1）这些汽油完全燃烧放出的热量（2）汽车的速度答：（1）这些汽油完全燃烧放出的热量是1.38×107J；（2）汽车的速度是90km/h。2．（1）3.36×105J；（2）0.458×103J/（kg•℃）；（3）4×107J/m3【解析】（1）1标准大气压下水的沸点为100℃，即水和金属壶的末温为100℃，水吸收的热量为（2）水和金属壶总共吸收了3.47×105J的热量，则金属壶吸收的热量为则该金属的比热容为（3）可得天然气的热值为答：（1）水吸收的热量为3.36×105J。（2）金属的比热容为0.458×103J/（kg•℃）。（3）天然气的热值是4×107J/m3。3．（1）50kg；（2）6.3×106J；（3）【解析】解：（1）由得，洗澡所用热水的质量为（2）水吸收的热量为（3）由可得，天然气完全燃烧释放热量为由可得，消耗天然气的体积为答：（1）小芳洗澡所用热水的质量为50kg；（2）这些水10℃升高到40℃需要吸收6.3×106J；（3）需要消耗多少的天然气。4．（1）80km/h；（2）3.22×107 J；（3）966N【解析】解：（1）汽车耗时0.125h匀速行驶 10km，汽车行驶的速度为v=（2）汽车消耗汽油1L，合1×10-3m3，这些汽油完全燃烧放出的热量为Q放=mq=ρVq=0.7×103kg/m3×1×10-3m3×4.6×107 J/kg=3.22×107 J（3）汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，则有用功为W=30% Q放==30%×3.22×107 J=9.66×106J则汽车受到的牵引力为F=966N因汽车匀速行驶，则驶时受到的阻力等于牵引力，即f=F=966N答：（1）汽车行驶的速度为80km/h；（2）这些汽油完全燃烧放出的热量为3.22×107 J； （3）这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力为966N。5．（1）1.68×108J；（2）40%；（3）0.0625m3【解析】解：（1）水的体积为V=500L=500dm3=0.5m3水的质量为m=ρ水V=1×103kg/m3×0.5m3=500kg水吸收的热量为Q吸=c水mt=4.2×103J/(kg•℃)×500kg×(100℃﹣20℃)=1.68×108J(2)天然气完全燃烧放出的热量为Q放=Vq天然气=10m3×4.2×107J/m3=4.2×108J燃气锅炉烧水的效率为η=×100%=40%(3)可燃冰的热值为同体积天然气的160倍，则可燃冰的热值为q可燃冰=160q天然气=160×4.2×107J/m3=6.72×109J/m3若换用可燃冰燃烧放出相同的热量，应使用可燃冰的体积为V可燃冰==0.0625m3答：（1）水吸收的热量为1.68×108J；（2）燃气锅炉烧水时的效率为40%；（3）若换用可燃冰，应使用0.0625m3可燃冰。6．(1)5×1011J；(2)2.7×103km【解析】解：(1) 燃油完全燃烧放出的热量 (2) 由(1)可知Q=5×1011J，已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，则有用功根据表格查出500m/s时的阻力为7.5×104N，则由可得答：(1) 飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是5×1011J；(2) 若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度匀速直线飞行巡航时，飞机的最大航程是2.7×103km。7．(1)2.76×108J；(2)不需要加油【解析】解：(1) 路程为 300km=300000m，汽车在高速公路上匀速行驶时，车受到的阻力是920 N，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，故牵引力所做的功(2) 汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能，则汽油燃烧产生的内能油箱内35千克汽油完全燃烧产生内能所以不需要加油。答：(1) 汽车到达目的地时牵引力所做的功；(2) 汽车在行驶途中不需要加油。8．（1）3.22×108J；（2）31%【解析】解：（1）汽油的质量m=ρV=0.7×103kg/m3×10×10-3m3=7kg汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq=7kg×4.6×107J/kg=3.22×108J（2）汽车匀速行驶100km，牵引力做功W=Fs=1000N×105m=1×108J发动机效率≈31%答：（1）完全燃烧10L汽油所放出的热量是3.22×108J；（2）该车以80km/h的速度匀速行驶时，它的发动机效率是31%。9．（1）5.88×106J；（2）56%【解析】解：(1) 水吸收的热量(2) 天然气完全燃烧放出的热量热水器的效率答：(1) 水吸收的热量5.88×106J；(2) 热水器的效率56%。10．(1) 11.1m/s；(2) 2.52×107J；(3) 60%【解析】解：(1)公交车的速度(2) 公交车做的有用功(3) 发动机的效率答：(1) 公交车的速度是；(2) 公交车做的有用功是；(3) 发动机的效率是60%。11．(1)1×105Pa；(2)3×108J；(3)30%【解析】解：(1)货车满载后受到的总重力G＝mg＝6.0×103kg×10N/kg＝6.0×104N货车满载时对地面的压力F＝G＝6.0×104N货车静止时对地面的压强(2)货车受到的平均阻力f＝0.05G＝0.05×6.0×104N＝3×103N货车匀速行驶，受力平衡，故牵引力F1＝f＝3×103N货车牵引力做的功W＝F1s＝3×103N×100×103m＝3×108J(3)货车消耗的汽油完全燃烧释放的热量Q＝m1q＝20kg×5.0×107J/kg＝1×109J货车发动机的效率答：(1)货车满载时对地面的压强为1×105Pa；(2)货车的牵引力所做的功为3×108J；(3)货车发动机的效率为30%。12．【解析】解：因为对于一辆车来说每年的里程数一定，所以每年内燃机做的有用功是一定的，即所以提高内燃机的效率后用功一定，故即采用新技术后一辆车一年消耗的油料质量这样一辆车一年节约的油料为所以全球所有的车辆每年节约的油料答：每年可以节约的油料质量是。13．(1)5×1011；(2)1.92×104kW；(3)2.7×103km【解析】解：(1)燃烧10 t燃油获得的能量Q=mq=1.0×104kg×5×107J/kg=5×1011J(2)由表格知，飞机的速度为400m/s时，所受的阻力为4.8×104N，而此时飞机的动力等于阻力，所以发动机的输出功率(3)燃烧10 t燃油转化为机械能的能量Q1=ηQ=40%×5×1011J＝2×1011J当飞机的速度为500m/s时，所受的阻力为7.5×104N，此时飞机的动力等于阻力，由W=Fs得，飞机最大航程答：(1)飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是5×1011J；(2)当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是1.92×104kW；(3)飞机以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是2.7×103km。14．(1)2.52×105J；(2)20%【解析】解：(1)牛腩土豆吸收的热量为(2)126g的酒精块完全燃烧放出的热量为酒精炉的热效率为答：(1)若将1kg的牛腩土豆从30℃加热到100℃，则牛腩土豆需要吸收2.52×105J的热量；(2)若在这个过程中消耗126g的酒精块，酒精炉的热效率为20%。15．(1)4×105 Pa；(2)8×102N；(3)1.6kg【解析】解：(1)汽车对水平地面的压力为对水平地面的压强为(2)汽车的速度为发动机的功率为根据可知，汽车牵引力为因为汽车做匀速直线运动，则阻力为(3)牵引力做的功为由可知，汽油完全燃烧放出的热量为根据可知，消耗汽油的质量为答：(1)汽车静止在水平地面上，对水平地面的压强4×105 Pa；(2)汽车此次行驶时，受到的阻力8×102N；(3)消耗汽油的质量为1.6kg。16．（1）6.72×105J；（2）1.05×106J；（3）64%【解析】(1)水吸收的热量Q吸m（t−t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃−20℃）=6.72×105J(2)天然气完全燃烧放出的热量Q放=Vq=0.025m3×4.2×107J/m3=1.05×106J(3)燃气灶的热效率答：(1)水吸收的热量是6.72×105J；(2)天然气完全燃烧放出的热量是1.05×106J；(3)燃气灶的热效率是64%。17．(1)0.5h；(2)7.2×107J；(3)31.3%【解析】解：(1)所需的时间(2)因为匀速，所以牵引力等于阻力为F=f=0.1mg=0.1×1.6×103kg×10N/kg=1.6×103N牵引力做的功W=Fs=1.6×103N×45×103m=7.2×107J(3)汽油燃烧放热Q=m1q=5kg×4.6×107J/kg=2.3×108J汽油机的效率答：(1)所需的时间0.5h；(2)牵引力做的功7.2×107J；(3)汽油机的效率31.3%。18．(1)8.4×106J；(2)40%【解析】解：(1)在5小时内热水器中的水吸收的热量Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(40℃-20℃)=8.4×106J(2)热水器5小时内接收到的太阳能E=Pt′=4.2×106J/h×5h=2.1×107J热水器的效率=40%答：(1)在5小时内热水器中的水吸收的热量是8.4×106J；(2)太阳能热水器的效率是40%。