2025年中考物理二轮复习提升训练：热学计算题

2025年中考物理二轮复习提升训练：热学计算题 一、计算题 1．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·℃)，煤的热值约为3×107J/kg 200246时间/min 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。 2．某公交汽车以天然气为燃料，该车在平直公路上以15m/s的速度匀速行驶10min，消耗的天然气为4.5m3，汽车发动机提供的牵引力为6000N。已知天然气的热值是4×107J/m3，试求： （1）汽车发动机做的功是多少J? （2）所消耗的天然气完全燃烧所放出的热量是多少J? （3）发动机工作时将天然气完全燃烧获得的内能转化为机械能的效率是多大? 3．天然气热水器的热效率表示该热水器工作时天然气完全燃烧所消耗的化学能有多大比例转化为水的内能．热水器中有质量为40 kg、初温为15 ℃的水，经过热水器消耗0.15 m3天然气加热后(假设天然气完全燃烧)，水的温度为40 ℃．求：［天然气热值q＝3.2×107 J/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)］ （1）天然气放出的热量Q放； （2）水吸收的热量Q吸； （3）热水器的加热效率η． 4．某款氢能源动力汽车的总质量为1.5×103kg。该汽车通过燃烧液氢在平直公路上匀速行驶了3.5 km， 该过程中汽车受到的阻力为汽车总重力的，发动机的热机效率为50%。 (g取10 N/kg，q液氢=1.4×108J/kg)求该过程中： （1）汽车的牵引力做的功； （2）液氢完全燃烧放出的热量； （3）需要消耗的液氢的质量。 5．某同学对小明家新装燃气热水器（如图甲）耗能进行测试，按表中热水器铭牌事先在热水器水箱中注满水，将与计算机相连的红外线热传感器接入热水器水箱后，开始加热。计算机显示出热水器中水温度随时间变化的图象如图乙。（已知：水的比热容是，天然气的热值为。 …型 JY 燃气热水器 能耗等级 热效率 容量/kg 适应水压MPa 适用：天然气、液化石油气 II 75% 10 0.02~0.8 请计算： （1）在内水吸收的热量为多少? （2）在内消耗了多少的天然气? 6．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体氢作为燃料，液态氧作为助燃剂，液态氢的热值为1.4×108J/kg。 （1）某火箭发射时携带6×104kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量是多少J？ （2）若这些热量只有20%被水吸收，则质量为5×106kg、初温为30℃的水能升温到多少℃？[c水=4.2×103J/（kg·℃），当地大气压为1标准大气压] （3）氢作为一种清洁能源，在汽车中也有应用，例如氢能源车。工作时，发动机将液态氢转化为氢气在汽缸中燃烧，某次测试中，该车只利用了第一问燃料放出热量的万分之一，就能以70kW的功率匀速行驶了2h。求该发动机的效率。 7．小华家使用的是天然气热水器，该热水器的铭牌（如图）标明了它的热效率，表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能，有多大比例转化为水的内能。小华尝试估测该热水器的热效率，以核对铭牌上的数值是否准确。他把家里自动洗衣机的“水量”设置为40L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的体积达到40L时，洗衣机便会自动停止注水。已知40L水的质量约为40kg，当时自来水的温度是17℃，热水器输出热水的温度为42℃。天然气表的示数如图表所示。求： 额定热负荷热水效率（%） 85 天然气注水前 天然气注水后 天然气的热值 水的比热容 （1）40kg水吸收的热量； （2）注水过程中，消耗的天然气的体积是多少？这些天然气完全燃烧放出的热量； （3）请通过计算，估测该热水器的热效率。（百分数保留到整数位） 8．如图，是一款无人驾驶汽车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离后，消耗汽油4kg。汽油机的效率为30%，那么在这段运动过程中，[汽油的热值为 ，水的比热容为 求： （1）汽油完全燃烧放出的热量是多少？ （2）假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出热量的42%，一个标准大气压下，这些废气的能量全部被初温 质量200kg的水吸收，水升高的温度是多少？ （3）如果汽油机的效率不变，汽车匀速运动时的受到阻力为900N，消耗4kg汽油汽车通过的路程是多少？ 9．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℃，在此过程中。求：（c水=4.2×103J/(kg·℃)，q煤=3×107J/kg） （1）水吸收的热量是多少？ （2）采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为70%，煤燃烧放出的热量是多少？ （3）要完全燃烧煤的质量是多少？ 10．如图所示，某同学用燃气灶烧水给餐具消毒，在标准大气压下，用该燃气灶加热质量为5kg、初温为20℃的水，加热到沸腾，共消耗了的天然气；[水的比热容为，天然气的热值为]求： （1）的天然气完全燃烧所放出的热量； （2）水吸收的热量； （3）该燃气灶烧水的热效率。 11．“运20”是我国自主研发的大型运输机，它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，若“运20”在高空中飞行时，在恒定的水平推力作用下，沿水平方向匀速航行了，用时，需要燃烧航空煤油，已知航空煤油的密度为，热值为。在这一次航行中，求： （1）该运输机航行的速度； （2）该过程中航空煤油完全燃烧放出的热量； （3）求运输机发动机的热机效率。 12．学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。假设无烟煤的热值是3.0×107J/kg。c水=4.2×103J/（kg•℃）求： （1）锅炉内的水吸收的热量是多少？ （2）无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？ （3）此锅炉的效率是多少。 13．物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量均为1kg的沙子和水加热他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示，则：[已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），酒精的热值为3.0×107J/kg]。 （1）加热2min后，水吸收了多少热量？ （2）经测量，加热2min后两只酒精灯均消耗酒精28g，假设酒精完全燃烧，求这段时间酒精灯的加热效率； （3）沙子的比热容大约是多少？（计算结果保留三位有效数字） 14．为了使材料硬度增大，部分金属工件需要进行淬火处理，即将工件升温到较高温度保持一段时间后再快速冷却，某厂用天然气处理炉对质量为50kg的钢工件进行淬火处理，耗用1.5m3天然气将工件从20℃加热到720℃，然后投入装有2000kg水的淬火池中迅速冷却，已知天然气热值q＝4.0×107J/m3，钢的比热容c钢＝0.46×103J/（kg•℃），求： （1）工件升温吸收的热量。 （2）所耗用的天然气完全燃烧放出的热量。 （3）天然气热处理炉的热效率。 15．2023年11月8日是立冬节气，它是二十四节气之一，也是冬季的第一个节气。为了应对寒冷的冬天，某学校积极创造条件为学生供应开水。用锅炉将0.6t的水从20℃加热刚到100℃，燃烧了22.4kg的煤，，，求： （1）锅炉内0.6t的水吸收的热量； （2）此锅炉的效率； （3）小花从开水房打了3kg的开水（100℃），为了便于使用，她将打来的开水和质量为2kg，温度为20℃的冷水混合，若不计热量的损失，则两者混合后最终的水温。 16．新能源汽车采用的是电能、氢燃料等非常规的能源作为动力来源。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是22世纪最理想的能源。测试员开车在一水平面上匀速行驶了10km。消耗0.3kg的氢燃料，汽车的牵引力为1260N。（q氢=1.4×108J/kg）求： （1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量。 （2）汽车发动机牵引力做的功。 （3）该汽车发动机的效率。 17．小红在实验室利用电加热器加热，完成了冰的熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线（如图所示）。实验时，冰的质量为0.5 kg，相同时间内水和冰吸收的热量相同，水的比热容为4.2×103 J/(kg•℃)。求： （1）根据图线求CD段水吸收的热量； （2）AB段冰吸收的热量； （3）冰的比热容； （4）冰在熔化过程中吸收的热量。 18．如图所示，劳动课上，某同学用电磁炉烧水。水壶中装满初温为的水，水壶和电磁炉的部分参数如下表所示。[当时气压为一个标准大气压。，，g=10N/kg]求： 水壶 电磁炉烧水档 净重： 额定电压： 容量： 额定功率： （1）壶中水的质量； （2）烧水时壶底的受力面积为，壶对电磁炉的压强； （3）当水刚好烧开时，水吸收的热量； （4）电磁炉正常工作，若加热效率为84%，水刚好烧开所需的时间。 答案解析部分 1．（1）煤的热值约为3×107J/kg ，完全燃烧2kg，根据Q=mq=2kg×3×107J/kg=6×107J （2） 10kg的水 ，温度变化量为60摄氏度，根据热量的计算公式Q吸=cmΔt= 4.2×103J/(kg·℃) ×10kg×60℃=2.52×106J； （3）解：根据效率公式η= 【分析】（1）由题可知，消耗煤质量2kg，热值为3×107J/kg，根据热值公式Q=mq计算煤炭的产生热量； （2）由题可知，水的质量为10kg，温度变化亮为60℃，根据热量的计算公式Q=cmΔt计算 水所吸收的热量 ； （3）由（1）计算煤炭的放热量Q，由（2）计算水的吸热量Q吸，根据效率公式η=计算 煤炉烧水时的热效率 。 2．（1）解：汽车发动机做的功为W＝Fs＝Fvt＝6000N×15m/s×10×60s＝5.4×107J 答：汽车发动机做的功是5.4×107J （2）解：天然气完全燃烧所放出的热量是Q放＝qV＝4×107J/m3×4.5m3＝1.8×108J 答：所消耗的天然气完全燃烧所放出的热量是1.8×108J； （3）解：发动机的热效率为η＝ ＝30% 答：发动机工作时将天然气完全燃烧获得的内能转化为机械能的效率是30%。 【分析】（1）结合发动的牵引力乘以汽车移动的距离即为牵引力做功，其中汽车移动的距离利用速度乘以时间求解； （2）结合天然气的热值和体积，两者相乘即为天然气燃烧释放的热量； （3）天然气燃烧释放的热量为总功，牵引力做功为有用功，有用功除以总功即为热机效率。 3．（1）解：天然气放出的热量： ； （2）水吸收的热量： ) （3）解： 热水器的加热效率： 【分析】（1）根据Q=Vq，计算燃料燃烧放出的热量； （2）根据Q=cmΔt，计算水吸收的热量； （3）根据，计算热效率。 4．（1）解：汽车的总重力： G＝mg＝1.5×103 kg×10 N/kg＝1.5×104 N 汽车受到的阻力： 汽车匀速直线行驶过程中，牵引力F＝f＝1 200 N， 该过程中汽车牵引力做的功：W＝Fs＝1 200 N×3.5×1 000 m＝4.2×106 J 答：汽车的牵引力做的功为4.2×106 J； （2）解：由 . 可知， 液氢完全燃烧放出的热量： 放 答：液氢完全燃烧放出的热量为8.4×106 J； （3）解： 需要消耗的液氢的质量： . 答：需要消耗的液氢的质量为0.06 kg。 【分析】（1） 该汽车通过燃烧液氢在平直公路上匀速行驶了3.5 km ，所以牵引力等于阻力，阻力 为汽车总重力的 ，根据G=mg计算汽车的重力，据此计算牵引力F，根据W=Fs计算汽车牵引力做的功。 （2） 发动机的热机效率为50% ，根据效率公式. 可计算 液氢完全燃烧放出的热量：； （3）根据Q=mq计算需要消耗的液氢的质量。 5．（1） （2）解： 【分析】（1）据图可知，10kg水在0-4min上升的温度为70℃，根据热量公式Q=cmΔt计算内水吸收的热量。 （2）热效率为75%，根据效率公式可知总功，结合热值公式Q=vq计算天然气的体积消耗量。 6．（1）解：（1）某火箭发射时携带液态氢燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量是 （2）解： （2）若第一问放出的热量只有20%被水吸收，水吸收的热量为 由得，这些热量能使质量为、初温为30℃的水温度升高温度为 水的末温可为 但1标准大气压下水的沸点为100℃，则水能升温到100℃。​​​​​​ （3）解：（3）第一问燃料放出热量的万分之一为 由得，氢能源车的牵引力做的功为 该发动机的效率 【分析】（1）根据Q=mq，计算燃料燃烧放出的热量； （2）根据热效率，计算吸收的热量，根据，计算温度差，结合初温，计算末温； （3）根据W=Pt，计算做功多少；根据，计算热机效率。 （1）某火箭发射时携带液态氢燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量是 （2）若第一问放出的热量只有20%被水吸收，水吸收的热量为 由得，这些热量能使质量为、初温为30℃的水温度升高温度为 水的末温可为 但1标准大气压下水的沸点为100℃，则水能升温到100℃。 （3）第一问燃料放出热量的万分之一为 由得，氢能源车的牵引力做的功为 该发动机的效率 7．（1）解：水吸收的热量为。 （2）解：注水过程中，消耗的天然气的体积是； 天然气完全燃烧放出的热量为。 （3）解：该热水器的热效率为， 【分析】（1）根据计算水吸收的热量； （2）天然气注水前后的体积差就是消耗天然气的体积，根据计算天然气放出的热量； （3）根据计算热水器的热效率。 （1）根据题意可知，水吸收的热量为 （2）根据题意可知，注水过程中，消耗的天然气的体积是 天然气完全燃烧放出的热量为 （3）根据可得，该热水器的热效率为 8．（1）解：4kg汽油完全燃烧放出的热量为 （2）解：由题可知废气的能量为 水吸收的热量为 由Q吸=cmΔt可知，水升高的温度为 标准大气压下水的沸点为100℃，水的初温为10℃ 90℃+10℃=100℃ 因此水实际升高的温度为90℃。 （3）解：已知汽油机的效率为η=30%， 根据，汽车做的有用功为 汽车匀速运动时的受到阻力与汽车的牵引力是对平衡力， 由二力平衡的条件可知，汽车的牵引力为 F=f=900N 汽车通过的路程为 【分析】（1）根据Q=mq，计算燃料燃烧放出的热量； （2）根据Q吸=Q放η，计算吸收的热量；根据，计算温度差； （3）根据W=Qη，计算做功多少，根据，计算行驶的距离。 （1）4kg汽油完全燃烧放出的热量为 （2）由题可知废气的能量为 水吸收的热量为 由Q吸=cmΔt可知，水升高的温度为 标准大气压下水的沸点为100℃，水的初温为10℃ 90℃+10℃=100℃ 因此水实际升高的温度为90℃。 （3）已知汽油机的效率为η=30%， 由可知，汽车做的有用功为 汽车匀速运动时的受到阻力与汽车的牵引力是对平衡力， 由二力平衡的条件可知，汽车的牵引力为 F=f=900N 汽车通过的路程为 9．解：（1）水吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×2.5kg×80℃=8.4×105J； （2）煤炉加热水的效率为70%，煤燃烧放出的热量； （3）根据可知，煤的质量。 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70%，煤燃烧放出的热量为1.2×106J； （3）需要完全燃烧煤的质量为0.04kg。 【分析】（1） 2.5kg的水加热到沸腾，水温升高了80℃，根据热量公式Q吸=c水m水Δt可计算水吸收的热量Q吸； （2）煤炉加热水的效率为70%，根据效率公式可计算煤燃烧放出的热量； （3）据（2）分析可知，煤炭完全燃烧释放的热量，根据热值计算公式可计算煤的质量。 10．（1）解：0.06m3的天然气完全燃烧放出的热量 （2）解：水吸收的热量 （3）解：该燃气灶烧水的热效率 ​​​​​​​ 【分析】（1）根据Q=Vq，计算燃料燃烧，放出的热量； （2）根据Q=cmΔt，计算水吸收的热量； （3）根据，计算热效率。 （1）0.06m3的天然气完全燃烧放出的热量 （2）水吸收的热量 （3）该燃气灶烧水的热效率 11．（1）解：由得，该运输机航行的速度为 。 （2）解：需要燃烧航空煤油质量为航空煤油完全燃烧放出的热量是 。 （3）解：飞机发动机做的功W=Fs=1.5×105N×3.6×105m=5.4×1010J，运输机发动机的热机效率。 【分析】（1） 运输机沿水平方向匀速航行了，用时，根据速度公式计算该运输机航行的速度。 （2） 燃烧航空煤油 ，根据密度公式计算需要燃烧航空煤油质量，根据热量公式计算航空煤油完全燃烧放出的热量。 （3）根据W=Fs计算飞机发动机做的功，根据效率公式计算运输机发动机的热机效率。 （1）由得，该运输机航行的速度为 （2）需要燃烧航空煤油质量为 航空煤油完全燃烧放出的热量是 （3）飞机发动机做的功 W=Fs=1.5×105N×3.6×105m=5.4×1010J 运输机发动机的热机效率 12．（1）解：锅炉内的水吸收的热量是 ​​​​​​ （2）解：无烟煤完全燃烧放出的热量是 （3）解：此锅炉的效率是 ​​ 【分析】（1）根据Q=cmΔt，计算水吸收的热量； （2）根据Q=mq，计算燃料放出的热量； （3）根据，计算热效率。 （1）锅炉内的水吸收的热量是 （2）无烟煤完全燃烧放出的热量是 （3）此锅炉的效率是 13．解：（1）由图像可知，水加热2分钟时的温度是70℃。则水吸收热量为 （2）完全燃烧放出的热量，这段时间酒精灯的加热效率为 。 （3）水和沙子均加热2min，吸收相等的热量，则， 由图像可知：t0＝20℃，t水＝70℃，t沙＝250℃。则有 答：（1）加热2min后，水吸收了2.1×105J的热量； （2）这段时间酒精灯的加热效率为25%； （3）沙子的比热容大约是0.91×103J/（kg·℃）。 【分析】（1）由图像可知，水加热2分钟时的温度是70℃，所以温度变化量为50℃，质量为1kg，根据热量计算公式计算水吸收热量。 （2）据题可知， 酒精的热值为3.0×107J/kg，根据热值公式计算完全燃烧放出的热量，由分析可知水吸收的热量，所以根据效率公式计算酒精灯的加热效率； （3）水和沙子均加热2min，所以吸收相等的热量，根据热量公式可列 由图像可知：水温度变化量为50℃，砂子为230℃。所以。 14．（1）解：据题可知工件的质量为50kg，温度变化量为700℃，比热容为 c钢＝0.46×103J/（kg•℃） ，根据Q吸=cmΔt=0.46×103J/（kg•℃）×50kg×700℃ =1.61×107J。 （2）解：天然气热值q＝4.0×107J/m3 ，耗用1.5m3天然气，所以根据热值可计算 天然气完全燃烧放出的热量 Q放=6×107J。 （3）解：根据效率公式可知 天然气热处理炉 热效率η=。 【分析】（1）工件的质量为50kg，温度变化量为700℃，比热容为 c钢＝0.46×103J/（kg•℃） ，根据热量计算公式Q吸=cmΔt可计算 工件升温吸收的热量 ； （2） 天然气热值q＝4.0×107J/m3 ，耗用1.5m3天然气 ，根据Q放=vq计算天然气释放的热量； （3）根据效率公式计算该装置的效率。 15．（1）解：锅炉内0.6t的水吸收的热量 （2）解：22.4kg的煤完全燃烧放出的热量 此锅炉的效率 （3）解：热水和冷水混合后，最后两者的温度相同，不计热量的损失有，即解得。 【分析】（1） 0.6t的水从20℃加热刚到100℃ ，根据热量计算公式计算 锅炉内0.6t的水吸收的热量 ； （2）根据热值公式计算 22.4kg的煤完全燃烧放出的热量 ，所以 此锅炉的效率； （3） 热水和冷水混合后，最后两者的温度相同，不计热量的损失有 ，所以可列，据此求解t。 16．（1）由Q放=mq得质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量Q放=0.3×1.4×108J/kg=4.2×107J，故氢燃料完全燃烧放出的热量为4.2×107J。 （2）由W=Fs得W=1260N×104m=1.26×107J，故汽车发动机牵引力做的功为1.26×107J。 （3）解：=30%，故该汽车发动机的效率为30%。 【分析】本题考查了某种燃料完全燃烧的热量公式Q放=mq，力做功W=Fs，热机效率η=W/Q放的相关计算。 17．解：（1）CD段水吸收的热量 Q吸=c水m(t水-t0水)=4.2×103J/(kg·℃)×0.5 kg×(20℃-0℃)=4.2×104J （2）AB段冰吸热时间为CD段水吸热时间的一半，故其吸收的热量为CD段水吸收热量的一半，即 Q吸冰=Q吸水=×4.2×104J=2.1×104J （3）AB段冰升高的温度：Δt冰=0℃-(-20℃)=20℃ 冰的比热容 （4）冰熔化过程持续了40min，是水吸收热量的4倍，所以冰在熔化过程中吸收的热量 Q=4Q吸水=4×4.2×104J=1.68×105J 答：（1）CD段水吸收的热量为4.2×104J； （2）AB段冰吸收的热量为2.1×104J； （3）冰的比热容为2.1×103J/(kg⋅℃)； （4）冰在熔化过程吸收的热量为1.68×105J。 【分析】（1）根据Q吸=c水mΔt，计算水吸收的热量； （2）根据加热时间的关系，判断物体吸收热量的多少； （3）根据c，计算比热容的大小； （4）利用时间关系，计算吸收的热量， 18．解：（1）壶中水的质量 m=ρV=1×103kg/m3×2×10-3m3=2kg （2）壶对电磁炉的压力 壶对电磁炉的压强 （3）当水刚好烧开时，水吸收的热量 （4）电磁炉消耗的电能 水刚好烧开所需的时间 答：（1）壶中水的质量是； （2）烧水时壶底的受力面积为，壶对电磁炉的压强是； （3）当水刚好烧开时，水吸收的热量是； （4）电磁炉正常工作，若加热效率为84%，水刚好烧开所需的时间是。 【分析】（1）根据m=ρV，计算水的质量； （2）利水平面上的压力等于物体的重力，根据，计算压强； （3）根据Q=cmΔt，计算水吸收的热量； （4）根据，计算消耗的电能，结合，计算工作时间 学科网（北京）股份有限公司 $$