中考物理二轮复习中考送分及重难点专题16 热学综合（压轴难题）计算（含解析）

这是一份中考物理二轮复习中考送分及重难点专题16 热学综合（压轴难题）计算（含解析），共14页。试卷主要包含了 过多或过少，都有损于健康，125m3的天然气放出的热量，2×107J/m3×0， ，天然气的热值为4，5%，4×105J；0，，天然气的热值为4等内容，欢迎下载使用。
第二部分 新课标16类中考重点计算压轴难题
专题16 热学综合（压轴难题）计算（共18道题）
1. （2022天津）额定功率为3000W的电热水器正常工作时，把质量为60kg的水从20oC加热到70oC。已知c水=4.2×103J/(kg·oC)，不计热量损失，求：
（1）水吸收的热量；
（2）加热所需要的时间。
【答案】（1）1.26×107J；（2）4.2×103s
【解析】（1）水吸收的热量

（2）加热所需要的时间

答：（1）水吸收的热量为；
（2）加热所需要的时间为。
2. （2022山东聊城）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。人体摄入的能量（营养师常称之为热量）过多或过少，都有损于健康。
（1）某种油炸食品，每可提供的能量约为，假设这些能量全部被质量为、温度为的水吸收，可使这些水的温度升高到多少摄氏度？[]
（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？（取）
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）由公式
可得，水的温度可以升高到

（2）如果这些能量全部用于克服重力做功，即做功为，由公式

可得，提升物体的质量为

答：（1）可使这些水的温度升高到85摄氏度；
（2）如果上述这些能量全部用于克服重力做功，则能把千克的物体提升。
3．（2022四川德阳）（4分）100g水温度从20℃升高到70℃需要吸收 　　J的热量；汽油机燃气缸内完全燃烧10kg汽油可以放出 　　J的热量[水的比热c水＝4.2×103J/（kg•℃），汽油的热值q＝4.6×107J/kg]。
【答案】2.1×104；4.6×108。
【解析】水吸收的热量：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×100×10﹣3kg×（70℃﹣20℃）＝2.1×104J；
汽油机燃气缸内完全燃烧10kg汽油放出的热量：
Q放＝m′q＝10kg×4.6×107J/kg＝4.6×108J。
4. （2022四川南充）用某型号天然气热水器烧水，完全燃烧热值为3.2×107J/m3的天然气0.125m3，放出热量________J；若该热水器的加热效率为84%，则能将40kg初始温度为20℃的水加热至______ ℃，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。
【答案】 4.0×106 40
【解析】燃烧0.125m3的天然气放出的热量
Q放=qV=3.2×107J/m3×0.125m3=4.0×106J
水吸收的热量
Q吸=Q放η=4.0×106J×84%=3.36×106J
水升高的温度

水的末温
t=t0+Δt=20℃+20℃=40℃
5. （2022四川广元）小红在家用天然气灶烧开水，在标准大气压下，5kg水从20℃加热至沸腾，完全燃烧了0.1m3的天然气，此过程中，水吸收的热量是_______J，天然气灶烧水的热效率为_______。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为4.0×107J/m3]
【答案】 1.68×106 42%
【解析】水吸收的热量是

天然气完全燃烧释放的热量为

天然气灶烧水热效率为

6. 热水器将质量为20kg、温度为15℃的水加热到65℃，消耗天然气0.15m3，在此过程中水吸收的热量是______J，热水器的热效率是______。[c水=4.2×103J/（kg·℃）；q天然气=3.2×107J/m3]
【答案】 87.5%
【解析】水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)= 4.2×103J/（kg·℃）×20kg×（65℃-15℃）=4.2×106J
消耗的天然气完全燃烧放出的热量为
Q放=Vq=0.15m3×3.2×107J/m3=4.8×106J
热水器的热效率为

7. （2022云南）顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、挂菖蒲、佩香囊、赛龙舟”，生动的呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸气进行加热。若将2.5kg的水加热到沸腾，水温升高了80℃，[c水=4.2×103J/（kg·℃），q煤=3×107J/kg]，在此过程中，求：
（1）水吸收的热量；
（2）采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，煤燃烧放出的热量；
（3）需要完全燃烧煤的质量。
【答案】（1）8.4×105J；（2）8.4×106J；（3）0.28kg
【解析】（1）根据可知，水吸收的热量

（2）采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，根据可知，煤燃烧放出的热量为

（3）根据Q放=mq可知，需要完全燃烧煤的质量为

答：（1）水吸收的热量为8.4×105J；
（2）采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，煤燃烧放出的热量为8.4×106J；
（3）需要完全燃烧煤的质量为0.28kg。
8. （2022四川广安）小娟准备测量家中燃气灶正常工作时的效率，于是关闭了其它燃气设备。在标准大气压下，将质量是4kg，初温是25℃的水加热到沸腾，她观察到燃气表的示数，使用前是210.65m3，使用后是210.77m3。[水的比热容，天燃气的热值为4.0×107J/m3]。求：
（1）水吸收的热量；
（2）燃气灶正常工作时的效率。
【答案】（1）1.26×106J；（2）26.25%
【解析】（1）由可知，水吸收的热量为

（2）由可知，天燃气放出的热量为

再由可知，燃气灶正常工作时的效率为

答：（1）水吸收的热量为；
（2）燃气灶正常工作时的效率为。
9.（2022四川达州）（3分）达州是全国三大气田之一和川气东送工程的起点，天然气资源总量3.8万亿立方米，探明储量7000亿立方米，年外输天然气100亿立方米以上，天然气净化附产硫磺400万吨，是亚洲最大的硫磺生产基地。天然气属于 　　（选填“一次”或“二次”）能源。周末，玲玲在家用燃气灶煮煎蛋面时，她闻到煎鸡蛋的香味，这是 　　现象；若天然气完全燃烧放出的热量50%被水吸收，在一标准大气压下，烧开质量为4kg初温为20℃的水需要 　　m3天然气。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为4.2×107J/m3]
【答案】一次；扩散；0.064。
【解析】（1）天然气可以从自然界直接获得，所以是一次能源；
（2）煎鸡蛋时，闻到鸡蛋的香味是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动；
（3）一标准大气压下，水的沸点是100℃，
水吸收的热量：
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×4kg×（100℃﹣20℃）＝1.344×106J，
由η＝×100%可知，天然气完全燃烧放出的热量：
Q放＝＝＝2.688×106J，
由Q放＝qV可得需要完全燃烧天然气的体积：
V＝＝＝0.064m3。
10. （2022辽宁阜新）某旅游大巴进行安全检测，在一段平直公路上匀速行驶18km，用时15min。已知汽车及驾驶员的总质量是3×103kg，车轮与地面的总接触面积为0.2m2。此过程消耗燃油4.5kg。假设燃油完全燃烧。（燃油热值q=4.0×107J/kg，g取10N/kg）。求：
（1）汽车匀速行驶时的速度是多少？
（2）汽车静止时对地面的压强是多少？
（3）该汽车燃油完全燃烧产生的热量是多少？
【答案】（1）72km/h；（2）1.5×105Pa；（3）1.8×108J。
【解析】（1）由可知，汽车匀速行驶时的速度为

（2）汽车静止时对地面的压力大小等于汽车及驾驶员的总重力大小，则汽车静止时对地面的压力

由可知，汽车静止时对地面的压强

（3）由可知，燃油完全燃烧产生的热量

答：（1）汽车匀速行驶时的速度是72km/h；
（2）汽车静止时对地面的压强是1.5×105Pa；
（3）该汽车燃油完全燃烧产生的热量是1.8×108J。
11. （2022辽宁大连）用天然气热水器加热水，将40kg水从25℃加热到50℃，完全燃烧 天然气。已知天然气的热值为，水的比热容为 。试求：
（1）此过程中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？
（3）该热水器加热这些水的效率是多少？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）此过程中水吸收的热量

（2）天然气完全燃烧放出的热量

（3）该热水器加热这些水的效率

答：（1）此过程中水吸收的热量是；
（2）天然气完全燃烧放出的热量是；
（3）该热水器加热这些水的效率是。
12. （2022辽宁铁岭）为改善城市空气质量，很多城市用雾炮车洒水除尘。如图为一台正在水平路面上洒水的雾炮车，车内水箱底部出水口面积为50cm2。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，柴油的热值取4.0×107J/kg）求：

（1）洒水前水箱中水深1m，出水口所受压力；
（2）洒水前雾炮车以10m/s的速度在水平路面上做匀速直线运动，发动机的功率为80kW，此时雾炮车受到的阻力；
（3）雾炮车以80kW的功率匀速行驶20min，若柴油机效率为40%，需要消耗柴油的质量。
【答案】（1）50N；（2）8000N；（3）6kg
【解析】（1）出水口面积为

压强为

则受到的压力为

（2）发动机的功率为
80kW=80000W
牵引力为

汽车做匀速直线运动，受到的阻力等于牵引力为8000N。
（3）行驶的时间为
20min=1200s
发动机做功为
W=Pt=80000W×1200s=9.6×107J
则柴油产生的热量为

需要柴油的质量为

答：（1）出水口所受压力为50N；
（2）雾炮车受到的阻力为8000N；
（3）需要消耗汽油6kg。
13. （2022辽宁鞍山）如图所示是我国自主研发的无人驾驶电动运输车。这辆车的质量为1440kg，轮胎与地面的总接触面积为0.12m2，充满电后可储存电能30kW·h，其中有80%的电能可转化为汽车的机械能。某次该车在平直路面上以36km/h的速度匀速行驶，所受的阻力为800N。（g取10N/kg，q燃油=4×107J/kg）求：
（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？
（2）该车充满电后平直路面上匀速行驶时，可以行驶多少小时？
（3）该车充满电后储存的电能相当于完全燃烧多少千克的燃油放出的热量？

【答案】（1）1.2×105Pa；（2）3h；（3）2.7kg
【解析】（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压力为
F压=G=mg=1440kg×10N/kg=14400N
对地面的压强是

（2）该车充满电后转化的机械能为
W=W电η=30kW·h×80%=24kW·h=24×3.6×106J=8.64×107J
该车匀速行驶，处于平衡状态，所受的阻力为800N。根据二力平衡可知，牵引力为
F=f=800N
该车能运动的路程为

行驶的时间是

（3）该车充满电后储存的电能为
W电=30kW·h=30×3.6×106J=1.08×108J
相当于完全燃烧燃油的质量是

答：（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压强是1.2×105Pa；
（2）该车充满电后在平直路面上匀速行驶时，可以行驶3小时；
（3）该车充满电后储存的电能相当于完全燃烧2.7千克的燃油放出的热量。
14. （2022江西省）如图所示，某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知密闭锅内水的质量为5kg，水的初温为22℃，当水刚好烧开时，共消耗了0.06m3的天然气，该燃气灶烧水的热效率为70%。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为4.0×107J/m3]求：

（1）0.06m3的天然气完全燃烧所放出的热量；
（2）以上过程中，水吸收的热量；
（3）密闭的锅内水烧开时的温度。
【答案】（1）2.4×106J；（2）1.68×106J；（3）102℃
【解析】（1）天然气的热值为4.0×107J/m3，根据Q=Vq可得，0.06m3的天然气完全燃烧所放出的热量为
Q放=Vq=0.06m3×4.0×107J/m3=2.4×106J
（2）燃气灶烧水的热效率为70%，水吸收的热量为

（3）烧开水时，水温度变化为

所以密闭的锅内水烧开时的温度

答：（1）0.06m3的天然气完全燃烧所放出的热量为2.4×106J；
（2）以上过程中，水吸收的热量1.68×106J；
（3）密闭的锅内水烧开时的温度为102℃。
15. （2022辽宁抚顺）新能源汽车正逐步取代传统燃油车。如图是一款无人驾驶智能电动车。电动车静止在水平地面上，对地面的压强为1.2×105Pa，车胎与地面接触总面积为1000cm2，最高时速可达180km/h，此时车的功率为90kW。（q汽油=4.6×107J/kg，g取10N/kg）。求：
（1）电动车的质量；
（2）若电动车以最高时速在平直公路上进行测试，匀速行驶时所受的阻力；
（3）在（2）的条件下，车的电动机效率为90%，匀速行驶4.6km，消耗的电能相当于完全燃烧多少千克的汽油所释放的能量。

【答案】（1）1.2×103kg；（2）1.8×103N；（3）0.2kg
【解析】（1）静止在水平地面上的电动车对地面的压力等于其重力大小，由公式可得，电动车的重力
G=F=pS=1.2×105Pa×1000×10-4m2=1.2×104N
电动车的质量

（2）由题意可知，电动车的最高时速
v=180km/h=50m/s
由公式P=Fv可得，电动车以最高时速匀速行驶时，所受的阻力

（3）电动车以最高时速匀速行驶4.6km时，牵引力做的功
W有用=Fs=1.8×103N×4.6×103m=8.28×106J
已知车的电动机效率为90%，则由公式可得，电动车以最高时速匀速行驶4.6km所消耗的电能

若这些电能由完全燃烧的汽油提供，需要汽油的质量

答：（1）电动车的质量是1.2×103kg；
（2）电动车以最高时速匀速行驶时所受的阻力为1.8×103N；
（3）消耗电能相当于完全燃烧0.2千克的汽油所释放的能量。
16. （2022内蒙古通辽）一辆5G无人环卫车，质量为460kg，车与地面的总接触面积为200cm2，在水平路面上匀速直线行驶过程中阻力为车所受重力的，g取10N/kg。
（1）该车静止时对水平路面的压强是多大？
（2）该车在水平路面上沿直线匀速行驶3000m时，牵引力做了多少功？若功率相同的燃油汽车以相同的速度行驶相同的路程，消耗的汽油为0.6kg，此燃油汽车的效率是多少？（q汽=4.6×107J/kg）

【答案】（1）；（2）；25%
【解析】（1）由 知道，环卫车的重力

对水平地面的压力F=G=4600N
环卫车对水平地面的压强

（2）环卫车匀速行驶受到的阻力

由于环卫车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力，则牵引力
F牵=f=2300N
由知道，该车在水平路面上沿直线匀速行驶3000m时，牵引力做功

由知道，燃烧燃油释放的能量

由 知道，此燃油汽车的效率是

答：（1）该车静止时对水平路面的压强是；
（2）该车在水平路面上沿直线匀速行驶3000m时，牵引力做功；此燃油汽车的效率是25%。
17.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？
【答案】（1）6×107J（2）6.3×105J（3）1.05%（4）见解析。
【解析】（1）干木柴完全燃烧放出的热量：Q放=qm=1.2×107×5=6×107（J）
（2）水的质量：m水=ρ水V水=1.0×103×2×10-3=2（kg）
水吸收的热量:Q吸=cm（t-t0）=4.2×103×2×（85-10）=6.3×105（J）
（3）铁锅烧水的的效率：η=Q吸/Q放=6.3×105（J）/6×107（J）=1.05%
（4）因为沸点随气压的减小而降低，高山上气压小，所以水沸点降低，铁锅里的水尽管沸腾了，但是温度比较低，马铃薯还是煮不软。
18.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。
【答案】（1）6×107J；（2）2.52×106J；（3）4.2％。
【解析】（1）燃料完全燃烧产生的热量，直接利用Q总=mq，这个公式热值为J/kg，m是燃料的质量，单位是kg。Q放=m煤q=2kg×3×107J/kg=6×107J
（2）从图像分析知道经过6min时间加热，水的温度从20℃升高到80℃. 水的质量10kg，
水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）根据吸收热量公式得到
Q吸=cm水（t－t0）=4.2×103J/（kg·℃）×10kg×60℃=2.52×106J
（3）炉具的效率公式为η＝Q吸/ Q总，所以
η=Q吸/Q放=（2.52×106J/6×107J）×100％=4.2％