第12讲 热学3类计算题攻略-2022年中考物理二轮复习核心素养专题讲义

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2022年中考物理二轮复习核心素养专题讲义 第12讲  热学3类计算题攻略  专题知识概述 一、求解与热量有关的问题1．计算物体吸收热量的公式为：Q吸=cm(t-t0)=cm⊿t，物体放出热量的公式为：Q放=cm(t0-t)=cm⊿t其中，Q吸表示吸收热量，单位是J；c表示物体比热容，单位是J/(kg·℃)；m表示质量，单位是kg；t0表示物体初始温度，单位是℃；t表示物体后来的温度，单位是℃。⊿t=t-t0表示物体升高了的温度。⊿t=t0-t，表示物理降低了的温度。2．热量计算的一般式：Q放=cm⊿t3．应用热量的计算公式解题时，公式中各物理量的单位要统一，即比热容c的单位是J/（kg·℃），质量m的单位是kg，温度的单位是℃，热量的单位是J。二、求解与热值有关的问题1．燃料完全燃烧释放出的热量公式为：Q放=mq。2．气体燃料完全燃烧释放出的热量公式也可为：Q放=qV。推导过程如下：3．说明：①中的公式对固体、液体、气体、均适用。②只对气体适用。两个公式的得出都是根据热值的定义式得到的。其中，Q放表示燃料完全燃烧放出的热量，单位是J；q表示燃料的热值，单位是J/kg；m表示质量，单位是kg。V表示体积，单位是ｍ3。三、求解与热效率有关的问题1．热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。热机的效率是热机性能的一个重要指标。汽车发动机的效率、飞机发动机的效率、轮船发动机的效率均属于热机的效率，其公式为：η=。2．炉具的热效率：天然气燃烧放出的热量是炉具提供的总热量，Q总=Q放，水吸收的热量是有用的热量Q有=Q吸，则η=。3．电热水器的效率：电热丝所产生热量为Q总=Q放，水需要吸收热量为Q有=Q吸，则η=。解答中考热量计算题思路 掌握热量计算题的思维方法和解题技巧首先阅题、思题，找出物体原来的温度t。和升高到的温度（或降低到的温度）t，看看物体的质量m是多少，查查物质的比热容是多少，或者对常见的物质（如水）的比热容记住即可，有时题中或试卷前给出。对这些物理量做到心中有数。然后对物体温度升高的情况，可用公式Q吸=cm(t-to)列出方程，代入数值和单位求出物体应吸收的热量；对物体温度降低的情况，可用公式Q放=cm(to-t)列出方程，代入数值和单位求出物体应放出的热量。对于燃料燃烧问题，可用公式Q放=mq求解燃料燃烧放出的热量。（1）如果题中物体吸热的多少是由电阻放热提供，那么放出的热量可用焦耳定律Q放=I2Rt求出，利用Q吸=Q放建立方程，将把电学量与热学量紧密联系起来。（2）如果题中物体吸热只吸收了电阻放热的80%，则可列方程Q吸=80%Q放，所求量一定在此方程中，用电器的效率问题也可迎刃而解。（3）如果物体吸收的热量完全由另外燃料燃烧获得，则可用Q吸=cm(t-to)和 Q放=mq结合Q吸=Q放来求出所要的物理量。（4）如果物体吸收的热量只吸收了燃料完全燃烧的80%，则可列方程Q吸=80%Q放，燃料的热效率问题也可迎刃而解。（5）其它方面与热有关的问题按以上思路都会找到解题技巧。注意：在计算时，题中各个物理量要一一对应，并且都要化为国际单位。中考典型例题解析 【例题1】（2021四川攀枝花）英雄攀枝花，阳光康养地。攀枝花日照丰富，为了节约能源，攀枝花很多屋顶都安装了太阳能热水器。已知太阳能热水器储水箱内盛有100kg的水，在阳光照射下，水的温度升高了26℃，已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求：（1）水吸收的热量；（2）这些热量相当于完全燃烧多少煤气放出的热量。（q煤气＝3.9×107J/m3）【例题2】（2022天津陕西模拟）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。专题问题综合训练 1.（2022齐齐哈尔模拟）质量为0.5kg的水，吸收了8.4×104J的热量后，温度升高到60℃，求水原来的温度是多少℃．2.（2022海南模拟）甲、乙两物体的质量之比为4:1,用两个相同的酒精灯分别给它们加热，（设酒精燃烧放出的热量全部被甲和乙吸收）。如图所示为甲、乙两物体的温度随时间的变化曲线，若甲的比热容为0.42×103J／(kg·℃)，则乙的比热容是多少？3．（2022新疆模拟）如图是质量为200g的某物质温度随加热时间的变化图象，前10min它吸收的热量是9×103J.求该物质的比热容。4．（2022南宁模拟）一质量是3kg、初温为590℃的铁块，当温度降到30℃时放出了7.56×105J的热量，则：（1）计算出铁的比热容；（2）餐馆里有一道美食叫“铁板牛肉”，将2kg的铁板加热到130℃，再将九成熟的牛肉片盛放在铁板上，等铁板温度降了60℃时，牛肉片已十成熟了，求铁板在此降温过程中放出的热量。5．（2022长春模拟）一辆氢动力试验汽车10min内在平直路面上匀速直线行驶了12km，消耗了0.15kg的氢气。此过程中，汽车发动机的牵引力为1×103N。求：（氢气的热值取1.4×108J/kg）。（1）汽车的牵引力做的功。（2）氢气完全燃烧放出的热量。（3）汽车发动机的效率（保留一位小数）。6．（2022威海模拟）在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，烧杯中盛有20℃、质量为100g的水，在一个标准大气压下加热至沸腾，假如完全燃烧酒精3g。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），酒精的热值为3.0×107J/kg]求：（1）水吸收的热量是多少？（2）此过程中酒精灯烧水的热效率。（3）科学研究表明：1g 100℃的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收2.26×103J的热量。水开始沸腾后持续观察沸腾现象，同时发现水的质量减少了5g，求此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量。7.（2022云南模拟）在一个标准大气压下，用炉子将10kg的水从20℃加热至沸腾，燃烧了0.5kg的焦炭，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），焦炭的热值为3.0×107J/kg。求：（1）水吸收的热量；（2）0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量；（3）炉子烧水的效率。8. （2022新疆模拟）拉萨素有“日光城”之称，太阳灶得到广泛使用，如图所示。周末，扎西在家用太阳灶烧水，水壶里装有5kg的水，经过一段时间后，水温从10℃升高到90℃，假设这段时间太阳灶共吸收了4.2×106J的热量。[](1)太阳能属于_______能源（选填“可再生”或“不可再生”）；(2)求水吸收的热量；(3)求太阳灶的效率。9．（2022湖南岳阳模拟）天然气作为燃料其优点有热值高、污染小，福安各小区均铺设有天然气管道。你知道完全燃烧0.0105m3的天然气能放出多少焦的热量吗？若这些热量完全被水吸收，能使2千克的水温度升高多少摄氏度？【水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值取q＝4×107J/m3）】10．（2022苏州模拟）某小排量汽车以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶了36km。若已知该汽车发动机的功率（即牵引力的功率）为23kW，汽车发动机的热机效率为30%，汽油的热值为4.6×107J/kg。则在上述行驶过程中：（1）汽车所用的时间是多少？（2）汽油完全燃烧放出多少热量？（3）消耗了多少千克的汽油？11. （2021江苏泰州）目前有一种倍受关注的喷气飞行背包。如图，人背上后能通过该设备获得动力，实现人类自由单人飞翔的梦想。（1）该背包发动机将汽油燃烧后的气体通过喷气孔喷出，使人获得飞行动力，这是利用物体间___________，同时说明了力可以改变物体的___________。（2）该背包每小时消耗10kg汽油，这些汽油完全燃烧放出的热量为___________J。汽油燃烧将________能转化为内能，用来对人和飞行背包做功，还有部分内能散失到空气中，但这些内能却无法再被利用来对人和飞行背包做功，说明能量的转移和转化具有________。（q汽油=4.6×107J/kg）（3）该背包飞行高度可达近3000m，在此高度人会感到有所不适，这是因为大气压随高度的增加而_______。12.（2021云南）中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。如图所示是某火箭发射时的场景，目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。火箭燃料的发展如表1所示，表2是一些燃料的热值。表1 第1代第2代第3代第4代燃料氧气和汽油混合偏二甲肼煤油液态氢氧化剂四氧化二氮液态氧液态氧表2燃料热值燃料热值汽油4.6×107J/kg煤油4.6×107J/kg柴油4.3×107J/kg氢1.4×108J/kg（1）使用氢作为燃料的主要优点是：　　和 　　。（2）某火箭发射时携带了3×104kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为20℃的水加热至沸腾？[c水＝4.2×103J/（kg•℃），当地大气压为1标准大气压]（3）氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了2kg燃料，求该发动机的效率。