2025年中考物理专题训练——热学的综合计算

2025年中考物理专题训练——热学的综合计算 1．如图所示的××牌豆浆机，由打浆和电热两部分装置构成。中间部位的打浆装置是电动机工作带动打浆刀头，将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热装置，开关可切换加热和保温两种状态，豆浆机的主要参数如下表。请解答下列问题： 型号 自重 额定电压 打浆装置 电热装置 ××× 15N 220V 电机功率 加热功率 保温功率 180W 1000W 242W (1)若豆浆机跟水平桌面的接触面积是300cm2，则豆浆机对水平桌面的压强是多少？ (2)某次向豆浆机中加入黄豆和清水共1.0kg，打浆完成后，浆的初温为40℃，加热该浆使其温度升高到100℃，需要吸收多少热量？[设该浆的比热容为4.0×103/（kg·℃）] (3)该豆浆机同时处于打浆和加热时，正常工作1min所消耗电能为多大？ 2．在“节能减排，低碳生活”的理念下，太阳能越来越受到人们的青睐，某太阳能热水器中装有80L水，[水的比热容c＝4.2×103J/(kg•℃)，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，干木柴热值q＝1.2×107J/kg] （1）当太阳照射5h时，水的温度升高25℃，水的内能增加了多少？ （2）这架太阳能热水器接收太阳能总有效面积为2m2，1m2面积上1h接收到的太阳能平均为2.52×106J，这架太阳能热水器的效率是多少？ （3）这些水吸收的能量如果由干木柴完全燃烧来提供，不计热量损失，需要完全燃烧多少干木柴？ 3．为缓解用电高峰电力紧张的矛盾，降低居民的用电费用。部分地区使用了分时电能表，电费价如下： 原电表计费方法 分时电表计费方法 时间范围 全天 高峰期 低谷期 8：00—21：00 次日21：00—8：00 单价（元/度） 0.50 0.55 0.30 小明家每天要用电水壶将质量为5kg，初温为20℃的水烧开（标准大气压下）， （1）小明家烧开这些水需要吸收多少热量？ （2）使用分时电表后，小明家烧水在低谷期，若不计热量损失，仅此一项，1个月（30天），比原来节省多少元电费？ 4．用天然气灶给水加热，在1标准大气压下，把质量为10kg，温度为20℃的水加热到沸腾，求： (1)水吸收了多少热量？[c水=4.2×103J/（kg·℃）] (2)将10kg温度为20℃的水加热到沸腾，至少需要燃烧多少m3的天然气？（q天然气=4.2×107J/m3） 5．德州市在氢燃料电池方面逐渐建立起相应全产业链条研发基地，各地区也加快了氢能基础设施建设和氢能车的推广使用。已知某氢能源公交车行驶一段路程消耗了0.6kg的氢燃料[；]。求： （1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量； （2）若这些热量全部被质量为400kg，温度为15℃的水吸收，则水升高的温度； （3）若这些能量恰好能够供应该氢能源公交车以70kW的恒定功率匀速行驶10min，则该氢能源公交车的效率是多少？ 6．氢燃料新能源公交车陆续在一些大城市投放使用。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q氢＝1.4×108J/kg] （1）求质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量； （2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，求水升高的温度； （3）若不考虑能量损耗，0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量能让以恒定功率为140kW匀速行驶的公交车行驶多长时间？ 7．新能源汽车具有节能减排、保护环境等优点。某新能源汽车厂家采用电能、氢燃料等非常规能源作为动力来源。测试员在测试一款新车时开车在一水平地面上匀速行驶了5km，消耗0.15kg的氢燃料，汽车的牵引力为1260N。（q氢=1.4×108J/kg）求： （1）汽车发动机牵引力做的功； （2）0.15kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少?若这些热量全部用来加热水，可以将多少千克的水温度从20℃加热到70℃。 8．某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率。他们用酒精灯给100g初温为20℃的水加热，经过一段时间测得水温升高到70℃，消耗了4g酒精。已知：水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），酒精的热值为3×107J/kg。求： (1)此过程中水吸收的热量； (2)4g酒精完全燃烧放出的热量； (3)酒精灯烧水的热效率。 9．某品牌新车测试时，工作人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶0.5h，观察仪表盘，发现这段时间内汽车内燃机消耗燃油3.2kg，车速为50km/h，从汽车使用技术手册中，测试人员发现该车使用的燃油的热值为4.0×107J/kg，汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示。 （1）该车在测试过程中内燃机的牵引力所做功是多少？ （2）试计算该汽车内燃机的效率？ 10．某家庭需要将100kg，25℃的水加热到65℃作为生活用水，他们利用煤气灶烧热水时，需要燃烧1.6kg的煤气。已知煤气的热值。水的比热容为。求： （1）把100kg、25℃的水加热到65℃需吸收的热量； （2）完全燃烧1.6kg煤气放出的热量； （3）此煤气灶烧水的效率。 11．小明家新安装了一台如图所示的太阳能热水器.热水器铭牌如下： 型号HM-20 集热管数28支 水箱容积200L 集热管管长180cm 防水等级A 系统承压3.0MPa （1）太阳能热水器贮满水，水温从 升高到 时吸收了多少热量？ （2）若通过完全燃烧天然气加热一满箱水，使其温度从升高到时，不考虑热量的损失，需要多少立方米天然气？（天然气的热值为 ） 12．用煤气灶既方便又环保．一般的煤气灶正常工作时，15分钟可使4 kg、23℃的水沸腾，该城市水的沸点为93℃．已知水的比热容为4．2×103 J／（kg·℃）．求： （1）水吸收的热量． （2）若煤气的热值是1．8×107 J／m3，假设煤气完全燃烧，放出的热量完全被水吸收，则烧开这些水需要完全燃烧多少煤气？（保留1位有效数字） 13．小红家买了一个电磁炉，铭牌如下表所示．小红对加热效率在95%以上有些怀疑．她用专用的铁锅盛3kg、20℃的自来水，放在电磁炉上．用额定功率Ⅱ挡加热，10min水就烧开了（设当地气压为1标准大气压），已知水的比热容为 额定电压 220V 额定功率Ⅰ 1000W 额定功率Ⅱ 1800W 加热效率 95%以上 求：（1）加热过程中水吸收的热量； （2）电磁炉的加热效率． 14．如图甲所示的九阳豆浆机，由打浆和电热两部分装置构成．中间部位的打浆装置是电动机工作带动打浆刀头，将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热装置，电热装置的简化电路图如图乙所示，开关S可切换加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻，豆浆机的主要参数如下表．请解答下列问题： 型号 额定电压 打浆装置 电热装置 JYD—P11S 220V 电机功率 加热功率 保温功率 60W 484W 121 W （1）某次向豆浆机中加入黄豆和清水，打浆完成后浆的质量共400g，初温为40℃，加热该浆使其温度升高60℃，需要吸收多少热量？[设该浆的比热容为4.0×103J/（kg•℃）] （2）电阻R1和R2的阻值分别为多大？ 15．科技节作品展示会上，小美制作了一支温度计，玻璃管的内径和刻度都很均匀，标度（最小标度)却不很准确。用此温度计去测量冰水混合物，示数；放在1标准大气压的沸水中，该温度计显示是，据此推算： （1）此温度计的实际分度值是多少？ （2）用此温度计测得的温度是，则实际的温度是多少？ （3）将该温度计放在实际温度为的水中，该温度计显示的示数为多少？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．(1)500Pa；(2)2.4×105J；(3)7.08×104J 【详解】(1)由表格数据可知，豆浆机自重G=15N，因水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以，豆浆机对桌面的压强 p====500Pa 豆浆机对桌面的压强是500Pa。 (2)豆浆吸收的热量 Q吸=cm(t−t0)=4.0×103J/(kg⋅℃)×1.0kg×(100℃−40℃)=2.4×105J 豆浆温度升高到100℃，需要吸收2.4×105J的热量。 (3)豆浆机同时处于打浆和加热时的总功率 P总=P电+P热=180W+l000W=1180W 由P=可得，正常工作1min所消耗电能 W=P总t′=1180W×60s=7.08×104J 正常工作1min所消耗电能7.08×104J。 答：(1)豆浆机对水平桌面的压强是500Pa； (2)豆浆需要吸收的热量为2.4×105J； (3)该豆浆机同时处于打浆和加热时，正常工作1min所消耗电能为7.08×104J。 2．（1）8.4×106J；（2）33.3%；（3）0.7kg 【详解】解：（1）由知道，水的质量 m水＝ρV水＝1.0×103kg/m3×80×10﹣3m3＝80kg 水内能的增加，即水吸收的热量 （2）这架太阳能热水器5h接收的太阳能 E＝2.52×106J/(m2•h)×5h×2m2＝2.52×107J 这架太阳能热水器的效率 （3）不计热量损失，干木柴放出的热量 Q放＝Q吸＝8.4×106J 由Q放＝mq知道，需要完全燃烧干木柴的质量 答：（1）当太阳照射5h时，水的温度升高25℃，水的内能增加了8.4×106J； （2）这架太阳能热水器的效率是33.3%； （3）需要完全燃烧0.7kg的干木柴。 3．（1）1.68×106J；（2）2.82元 【详解】解：（1）烧开的这些水吸收的热量 （2）若不计热量损失，消耗的电能 节约的电费 答：（1）烧开的这些水吸收的热量是1.68×106J； （2）比原来节省2.82元电费。 4．(1)3.36×106J；(2)0.08m3 【详解】解：(1)水吸收的热量为 (2)将10kg温度为20℃的水加热到沸腾，至少需要燃烧天然气 答：(1)水吸收了3.36×106J热量； (2)至少需要燃烧0.08m3的天然气。 5．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为 （2）水升高的温度为 （3）牵引力做的功为 则该氢能源公交车的效率为 答：（1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为； （2）若这些热量全部被质量为400kg，温度为15℃的水吸收，则水升高的温度为； （3）若这些能量恰好能够供应该氢能源公交车以70kW的恒定功率匀速行驶10min，则该氢能源公交车的效率为。 6．（1）4.2×107J；（2）50℃；（3）300s 【详解】解：（1）氢燃料完全燃烧放出的热量为 （2）由题知水吸收的热量为 由可知水升高的温度为 （3）若不考虑能量损耗，则0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量全部转化为公交车的机械能，即 则由可知公交车可以行驶的时间为 答：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为4.2×107J； （2）水升高的温度为50℃； （3）公交车可以行驶300s的时间。 7．（1）6.3×106J；（2）2.1×107J，100kg 【详解】解：（1）汽车发动机牵引力做的功 W=Fs=1260N×5×103m=6.3×106J （2）0.15kg的氢燃料完全燃烧放出的热量 Q放=mq氢=0.15kg×1.4×108J/kg=2.1×107J 若这些热量全部用来加热水，水吸收的热量 Q吸=Q放=2.1×107J 水的质量 答：（1）汽车发动机牵引力做的功是6.3×106J； （2）0.15kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是2.1×107J，若这些热量全部用来加热水，可以将100kg的水温度从20℃加热到70℃。 8．(1) 2.1×104J；(2) 1.2×105J；(3) 17.5% 【详解】解：(1)水吸收的热量 Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×(70℃-20℃)=2.1×104J (2)4g酒精完全燃烧放出的热量 Q放=m′q=0.004kg×3×107J/kg=1.2×105J (3)酒精灯烧水的热效率 =17.5% 答：(1)此过程中水吸收的热量是2.1×104J； (2)4g酒精完全燃烧放出的热量是1.2×105J； (3)酒精灯烧水的热效率是17.5%。 9．（1）J；（2）39% 【详解】解：（1）由图像可知，当车速为50km/h时，阻力f=2000N，因为该车在平直公路上匀速行驶，所以牵引力 该车在测试过程中行驶的路程 该车在测试过程中内燃机的牵引力所做功 （2）燃油完全燃烧放出的热量 Q放=mq=3.2kg×4.0×107J/kg=1.28×108J 该汽车内燃机的效率 答：（1）该车在测试过程中内燃机的牵引力所做功是J； （2）该汽车内燃机的效率39%。 10．（1）1.68×107J；（2）6.72×107J；（3）25% 【详解】解：（1）水吸收的热量 （2）1.6kg煤气完全燃烧放出的热量 （3）煤气灶烧水的效率 答：（1）水吸收的热量为1.68×107J； （2）0.7kg煤气完全燃烧放出的热量为6.72×107J； （3）煤气灶烧水的效率为25%。 11．（1）（2） 【详解】（1）．根据题意知道，太阳能热水器贮满水时，水的质量是： ， 由知道，水吸收太阳的热量是： Q =cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×200kg×（50℃-20℃）=2.52×107J； （2）．由Q吸 =Q放 =Vq知道，所以需要天然气的体积是： =0.63m3． 答：（1）．太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时吸收了2.52×107 J； （2）．不考虑热量的损失，需要0.63m3天然气； 12．（1）1．176×106 J （2）0．07 m3 【详解】试题分析：（1）水吸收的热量Q=cm△t=4．2×103J／（kg·℃）×4kg×（93-23）℃=1．176×106 J ； （2）烧开这些水需要完全燃烧煤气V=Q/q=1．176×106 J/（1．8×107 J／m3）= 0．07m3． 考点：内能 13．(1)1.008×106J  （2）93.3% 【分析】根据题中“电磁炉铭牌及求水吸收的热量和电磁炉的加热效率”可知，本题考查热量的计算和加热的效率．根据求出水吸收的热量；根据W＝Pt求出电磁炉所消耗的电能，利用求出此过程中电磁炉的热效率． 【详解】（1）水吸收的热量： ； （2）电磁炉所消耗的电能：， 电磁炉的热效率： ． 答：（1）加热过程中水吸收的热量为1.008×106J；（2）电磁炉的加热效率为93.3%； 14．(1)9.6×104J(2)100Ω  300Ω 【详解】(1)加热该浆需要吸收的热量： Q吸=cm(t−t0)=4.0×103J/(kg⋅℃)×0.4kg×60℃=9.6×104J， (2)由图知,当S接a时,电路中只有R1,电阻较小,由P=可知,此时电功率较大,为加热档;当S接b时,电路中R1、R2串联,电阻较大,由P=可知，此时电功率较小，为保温档； 由P=可得R1的阻值： R1= ==100Ω； 由P=可得串联时的总电阻： R串===400Ω， 则R2的阻值：R2=R串−R1=400Ω−100Ω=300Ω； 15．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）根据摄氏温度规定和题意得，刻度不准确的温度计上，每一小格表示的温度值为 （2）对应实际温度为 （3）标准温度对应显示为 所以显示示数为 答：（1）此温度计的实际分度值是1.25℃； （2）用此温度计测得的温度是37℃，则实际的温度是40℃； （3）将该温度计放在实际温度为60℃的水中，该温度计显示的示数为53℃。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$