物理中考30个特色重点专题再巩固(三轮复习查缺补漏)专题26热量热值与热效率的综合计算问题(原卷版+解析)

这是一份物理中考30个特色重点专题再巩固(三轮复习查缺补漏)专题26热量热值与热效率的综合计算问题(原卷版+解析)，共13页。
A. 2min内油吸收的热量为3×104J
B. 他使用的酒精灯的加热效率为21%
C. 油的末温比水的高，所以吸热能力更强
D. 油的吸热能力与其吸收的热量多少有关
2．100g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]。
3. 《三国演义》有“青梅煮酒”的典故，芒种节气正是青梅煮酒季，煮酒可利用水浴法对酒加热。质量为0.5kg的酒从20℃升高到40℃吸收的热量是______J[c酒=3.4×103J/(kg•℃)]，若煮酒位置海拔越高，水面上方的气压越低，水的沸点会越_______。
4. 单位质量气体物质，在体积不变的条件下温度升高1℃所吸收的热量称为该气体的定容比热，已知氦气的定容比热为3100J/(kg⋅℃)。如图所示，质量为0.02kg的氦气被密封在圆柱形气缸内，气缸内氦气气压与外界大气压相同。用力把活塞AB固定，当氦气的温度从20℃升高到30℃时，氦气吸收的热量是______J。撤去力，氦气推动活塞做功，这一过程的能量转化形式与四冲程汽油机的______冲程相同。
5．小明在燃气灶上煲汤，将质量为2kg、初始温度为20℃的汤，升高了80℃，汤吸收了 J的热量，这是通过 方式来改变汤的内能。[汤的比热容为4×103J/kg•℃）
6．天然气是一种清洁能源，它是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。某出租车在一段时间内消耗了0.5kg天然气，若天然气的热值为4.4×107J/kg，这些天然气完全燃烧，可放出热量 J。
7．某燃气热水器将20kg的水从10℃加热到60℃，完全燃烧了0.21m3的煤气。水吸收的热量是 J．热水器烧水的效率是 。[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4×107J/m3]
8. 我国光伏发电量位居世界首位，太阳能是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；锂离子电池充电时，电池相当于_______（选填“电源”或“用电器”）；100g氢完全燃烧放出的热量是________J。（q氢=1.4×108J/kg）
9. 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]
10. 为全面推进“乡村振兴”工程，加快农业农村绿色发展，荆州市大部分农村地区已经使用上了煤气烧水煮饭。小王同学用他家的煤气将体积为2L，初温为20℃的水加热到100℃，水吸收的热量是______J；若此过程的热效率为40%，则消耗煤气______m3。[水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气热值为4.0×107J/m3]
11. 天然气热水器将40kg的水从15°C加热到65°C，此过程中天然气完全燃烧释放热量的84%被水吸收，水吸收热量______ J，天然气完全燃烧释放热量_____ J，需要消耗天然气_____kg，这是通过_____方式改变水的内能。[c水=4.2×103J/(kg⋅°C)，q天然气=4×107J/kg]
12. 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。
13. 用天然气灶烧水时，把质量为、初温为的水，加热到，此过程中天然气完全燃烧放出的热量为。已知水的比热容为。求：
（1）水吸收的热量是多少J？
（2）天然气灶烧水时的热效率是多少？
14. 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。
15. 氢燃料具有清洁、效率高等优点，被认为是理想的能源之一，目前我国部分城市已有多批氢能源公交车投放使用。（已知c水＝4.2×103J/（kg℃），q氢＝1.4×108J/kg。）问：
（1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少？
（2）若这些热量全部被质量为500kg、温度为15℃的水吸收，水升高的温度是多少？
（3）若这些热量恰好能供某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶5min，则该氢能源公交车的效率是多少？
16. 太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太阳能热水器已走进千家万户。如图所示，某家庭太阳能热水器阳光照射时，平均每小时吸收的太阳能，若热水器吸收8h的太阳能，可以使质量为100kg的水温度升高50C。已知水的比热容，天然气的热值。求：（1）水吸收的热量；
（2）该太阳能热水器的效率；
（3）若这些水吸收的热量由天然气来提供，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要多少m3的天然气。
17. 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？
18. 同学们到研学基地开展实践活动。小明垒好柴火灶为大家煮饭，为了测试柴火灶的效率，他用1kg的干木柴给5kg的水加热，烧完木柴时，水温从20°C升高到60°C。（干木柴的热值
（1）1kg 的干木柴完全燃烧放出的热量是___________J：干木柴是___________能源（选填“一次”或“二次”）。
（2）水吸收的热量为多少J？
（3） 该柴火灶的效率为多少？
物质种类
加热时间（min）
消耗酒精（g）
末温（℃）
油
2
1
88
水
2
1
50
2023年物理中考30个特色与重点专题再巩固（三轮复习查缺补漏全国通用）
专题26 热量热值与热效率的综合计算问题
1. 小叶看见面点师傅将面拉成长条，放入滚烫的油中就炸出了香脆可口的油条，于是很想了解油的吸热能力。在老师指导下，他用酒精灯分别加热质量为50g、初温为20℃的油和水，记录的相关数据如下表所示。若单位时间内油吸收的热量与水吸收的热量相等，酒精的热值为3×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。下列说法正确的是( )
A. 2min内油吸收的热量为3×104J
B. 他使用的酒精灯的加热效率为21%
C. 油的末温比水的高，所以吸热能力更强
D. 油的吸热能力与其吸收的热量多少有关
【答案】B
【解析】A．由题意可知，油和水的质量相等，都为，水的比热容为c水=4.2×103J/(kg·℃)，2min内水的温度由t0=20℃上升到t=50℃，则水吸收的热量为
2min内油吸收的热量与水吸收的热量相等，则油吸收的热量为
所以2min内油吸收的热量为6.3×103J，故A错误；
B．由题意可知，酒精的热值为q=3×107J/g，加热2min消耗了m酒精=1g=1×10-3kg的酒精，则完全燃烧1g酒精放出的热量为
则酒精灯的加热效率为
故B正确；
C．相同质量和相同初温的油和水吸收相同的热量，末温度越低表示物质吸热能力越强，所以油的末温比水的高，说明油吸热能力更弱，故C错误；
D．物质的吸热能力即比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，与其吸收的热量多少无关，故D错误。
2．100g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。
3. 《三国演义》有“青梅煮酒”的典故，芒种节气正是青梅煮酒季，煮酒可利用水浴法对酒加热。质量为0.5kg的酒从20℃升高到40℃吸收的热量是______J[c酒=3.4×103J/(kg•℃)]，若煮酒位置海拔越高，水面上方的气压越低，水的沸点会越_______。
【答案】 3.4×104 低
【解析】由Q=cmΔt可得，质量为0.5kg的酒从20℃升高到40℃吸收的热量为
Q=cmΔt=3.4×103J/(kg•℃)×0.5kg×(40℃-20℃)=3.4×104J
水的沸点与气压有关，若煮酒位置海拔越高，则水面上方的气压越低，故水的沸点会越低。
4. 单位质量气体物质，在体积不变的条件下温度升高1℃所吸收的热量称为该气体的定容比热，已知氦气的定容比热为3100J/(kg⋅℃)。如图所示，质量为0.02kg的氦气被密封在圆柱形气缸内，气缸内氦气气压与外界大气压相同。用力把活塞AB固定，当氦气的温度从20℃升高到30℃时，氦气吸收的热量是______J。撤去力，氦气推动活塞做功，这一过程的能量转化形式与四冲程汽油机的______冲程相同。
【答案】 620 做功
【解析】氦气吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=3100J/(kg⋅℃)×0.02kg×(30-20)℃=620J
撤去力，氦气推动活塞做功，将氦气的内能转化为活塞的机械能，这个过程与汽油机的做功冲程相同。
5．小明在燃气灶上煲汤，将质量为2kg、初始温度为20℃的汤，升高了80℃，汤吸收了 J的热量，这是通过 方式来改变汤的内能。[汤的比热容为4×103J/kg•℃）
【答案】6.4×105；热传递。
【解析】（1）汤吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝4×103J/（kg•℃）×2kg×80℃＝6.4×105J；
（2）在燃气灶上煲汤时，汤吸收热量，内能增加、温度升高，是利用热传递来改变汤的内能。
6．天然气是一种清洁能源，它是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。某出租车在一段时间内消耗了0.5kg天然气，若天然气的热值为4.4×107J/kg，这些天然气完全燃烧，可放出热量 J。
【答案】不可再生；2.2×107。
【解析】（1）天然气是化石能源的一种，化石能源、核能等能源会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以天然气属于不可再生能源；
（2）这些天然气完全燃烧可放出热量：Q放＝mq＝0.5kg×4.4×107J/kg＝2.2×107J.
7．某燃气热水器将20kg的水从10℃加热到60℃，完全燃烧了0.21m3的煤气。水吸收的热量是 J．热水器烧水的效率是 。[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4×107J/m3]
【答案】4.2×106；50%。
【解析】（1）水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×20kg×（60℃﹣10℃）＝4.2×106J；
（2）这些煤气完全燃烧放出的热量：
Q放＝qV＝4×107J/m3×0.21m3＝8.4×106J，
热水器烧水的效率：
η＝＝×100%＝50%。
8. 我国光伏发电量位居世界首位，太阳能是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；锂离子电池充电时，电池相当于_______（选填“电源”或“用电器”）；100g氢完全燃烧放出的热量是________J。（q氢=1.4×108J/kg）
【答案】 可再生 用电器 1.4×107
【解析】太阳能是取之不尽的能源，是可再生能源，。
锂离子电池放电时是电源，充电时消耗电能，相当于用电器。
100g氢气完全燃烧放出的热量是
Q放=m氢q氢=100×10-3kg×1.4×108J/kg=1.4×107J
9. 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
10. 为全面推进“乡村振兴”工程，加快农业农村绿色发展，荆州市大部分农村地区已经使用上了煤气烧水煮饭。小王同学用他家的煤气将体积为2L，初温为20℃的水加热到100℃，水吸收的热量是______J；若此过程的热效率为40%，则消耗煤气______m3。[水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气热值为4.0×107J/m3]
【答案】 6.72×105 0.042
【解析】由题意可知，水的质量为
m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg
所以将初温为20℃的水加热到100℃，水吸收的热量是
若煤气灶效率为40%，则煤气完全燃烧释放的热量为
所以需要煤气的体积为
11. 天然气热水器将40kg的水从15°C加热到65°C，此过程中天然气完全燃烧释放热量的84%被水吸收，水吸收热量______ J，天然气完全燃烧释放热量_____ J，需要消耗天然气_____kg，这是通过_____方式改变水的内能。[c水=4.2×103J/(kg⋅°C)，q天然气=4×107J/kg]
【答案】 8.4×106J 1×107J 0.25 热传递
【解析】将40kg的水从15°C加热到65°C，水吸收热量
Q=cm(t0-t1)=4.2×103J/(kg⋅°C)×40kg×(65°C-15°C)=8.4×106J
此过程中天然气完全燃烧释放热量的84%被水吸收，则天然气完全燃烧释放热量
需要消耗的天然气质量
改变内能方式有两种，分别是热传递和做功，用天然气烧水是通过热传递改变水的内能。
12. 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
13. 用天然气灶烧水时，把质量为、初温为的水，加热到，此过程中天然气完全燃烧放出的热量为。已知水的比热容为。求：
（1）水吸收的热量是多少J？
（2）天然气灶烧水时的热效率是多少？
【答案】（1）；（2）20%
【解析】（1）水吸收的热量是
（2）天然气灶烧水时的热效率是
14. 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
15. 氢燃料具有清洁、效率高等优点，被认为是理想的能源之一，目前我国部分城市已有多批氢能源公交车投放使用。（已知c水＝4.2×103J/（kg℃），q氢＝1.4×108J/kg。）问：
（1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少？
（2）若这些热量全部被质量为500kg、温度为15℃的水吸收，水升高的温度是多少？
（3）若这些热量恰好能供某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶5min，则该氢能源公交车的效率是多少？
【答案】（1）8.4×107J；（2）40℃；（3）50%
【解析】（1）0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量
Q放＝m氢q＝0.6kg×1.4×108J/kg＝8.4×107J
（2）水吸收的热量
Q吸＝Q放＝8.4×107J
水升高的温度
Δt＝＝＝40℃
（3）公交车做功
W＝Pt＝140×103W×5×60s＝4.2×107J
公交车的效率
η＝×100%＝×100%＝50%
16. 太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太阳能热水器已走进千家万户。如图所示，某家庭太阳能热水器阳光照射时，平均每小时吸收的太阳能，若热水器吸收8h的太阳能，可以使质量为100kg的水温度升高50C。已知水的比热容，天然气的热值。求：（1）水吸收的热量；
（2）该太阳能热水器的效率；
（3）若这些水吸收的热量由天然气来提供，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要多少m3的天然气。
【答案】（1）；（2）37.5%；（3）0.6m3
【解析】（1）水吸收的热量为
（2）太阳能热水器在8h内吸收的热量为
所以，太阳能热水器的效率为
（3）若这些热量由天然气提供
则所需天然气的体积
17. 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。
18. 同学们到研学基地开展实践活动。小明垒好柴火灶为大家煮饭，为了测试柴火灶的效率，他用1kg的干木柴给5kg的水加热，烧完木柴时，水温从20°C升高到60°C。（干木柴的热值
（1）1kg 的干木柴完全燃烧放出的热量是___________J：干木柴是___________能源（选填“一次”或“二次”）。
（2）水吸收的热量为多少J？
（3） 该柴火灶的效率为多少？
【答案】（1）J 一次 （2） （3）
【解析】（1）1kg的干木柴完全燃烧放出的热量
1kg的干木柴完全燃烧放出的热量为。
木柴从自然界取得后可以直接利用，是一次能源。
（2）由可知，水吸收的热量
（3）该柴火灶的效率
物质种类
加热时间（min）
消耗酒精（g）
末温（℃）
油
2
1
88
水
2
1
50