2025年中考物理总复习计算题专题三内能的利用

2025年中考物理总复习计算题 专题三 内能的利用 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、计算题 1．小新家新买了一辆小汽车．2018年国庆节他带着家人前往珠海度假，在出发前到加油站加了20L的汽油，在一段平直的高速公路上，以25m/s的速度匀速行驶，汽车发动机的牵引力为1000N，汽油的密度为0.73×10kg/m3，汽油的热值为4.6×10J/kg． （1）小汽车以25m/s的速度匀速行驶时，牵引力的功率是多少？ （2）若这次旅游全程往返200km，所加的汽油也刚好用完（假设汽油能完全燃烧），求这辆小汽车发动机的热效． 2．中国新一代小型运载火箭一级120t级的液氧煤油发动机，进行了10min的长程实验，这种火箭发动机具有1.8×105kW的输出功率，实验过程中共消耗了6t航天煤油。（航天煤油的热值为5×107J/kg） (1)实验中航天煤油完全燃烧释放的热量是多少？ (2)这种液氧煤油发动机的效率是多少？ 3．如图，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，消耗汽油2kg，已知汽油的热值为4.6×107J/kg。那么，在这段运动过程中： （1）求2kg汽油完全燃烧放出的热量； （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20℃，质量200kg的水吸收，已知，求水升高的温度； （3）如果汽油机的效率为30%，汽车匀速运动时受到的阻力为920N，求消耗2kg汽油汽车通过的路程。 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15℃的水加热到沸腾，求： （1）水吸收了多少热量？[c水=4.2×103J/（kg·℃）] （2）若天然气烧水时的效率为50%，则在上述条件中要把水加热至沸腾需要燃烧多少m3的天然气？（q天然气=4.2×107J/m3） 5．某探险小组在野外探险时，使用铁锅烧水，他们发现把质量为40kg的水从17℃加热到67℃时，共消耗了5kg的干木柴，已知水的比热容为，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）铁锅烧水的效率。 6．某标号柴油的热值是4.2×107J/kg，完全燃烧1kg的柴油能放出多少的热量？这些热量假定能被水完全吸收，能使多少kg的水温度升高20℃？［水的比热容为4.2×103 J/（kg℃)］ 7．无人驾驶汽车自动驾驶时使用雷达传感器和激光测距仪来了解周围的交通路况。某款无人驾驶车以一定速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离，消耗汽油，此过程该汽车牵引力做功为。求在该过程中：【，】 （1）汽油完全燃烧放出的热量； （2）汽油机的效率； （3）若汽油机损失的能量用于在竖直方向提升重物，最多可将多重的物体提升？ 8．下表为某型号厢式货车的相关工作参数。如果该车满载货物后在平直的公路上匀速行驶100m，牵引力所做的功为4×105J。（g取10N/kg）求： 品牌型号 JAC 最高车速 120km/h 满载百公里油耗 20L 燃油热值 5.25×107J/kg 燃油密度 0.8×103kg/m3 (1)该货车的牵引力； (2)该段行程内燃油完全燃烧放出的热量能将5kg、15℃的水加热到多少摄氏度？（假设热量被水完全吸收） (3)该货车发动机的效率。 9．新疆棉产于我国新疆，以绒长、品质好、产量高著称于世，是纺制高挡和特种棉纺织品的重要原料，享有“棉中极品”的美誉。如图所示为某型号采棉机采棉的场景，如表为采棉机的部分参数。 空载质量 24t 最大载重量 4t 发动机最大功率 315kW 采棉行驶速度 0~7.2km/h 运输速度 9km/h 轮胎与地面的总接触面积 0.6m2 采棉宽度 5m （1）当采棉机空载静止在水平地面上时，对水平地面的压强是多少？（g取10N/kg） （2）假设每公顷棉花产量均为2000kg，若要采棉机装满棉花，需收割多少公顷棉花？最快需要多长时间？（1公顷10000平方米） （3）当采棉机满载时，以最大功率行驶0.5h，消耗柴油37.5L，则发动机的效率是多少？（柴油的密度ρ=0.8×103kg/m3，柴油的热值q=4.2×107J/kg） 10．2016年5月，中国首批电气新能源公交汽车在常州使用，它既可以用充电桩充电，也可以用车辆顶部的太阳能电池板为车辆辅助充电，还可以使用天然气，当蓄电池电力储存不够时，就用燃气发动机为汽车提供动力，太阳能电池板每天能向蓄电池充入10kW·h~20kW·h的电能，已知蓄电池消耗的电能有90%转化为汽车前进所做的功，天然气完全燃烧产生的内能有30%转化为汽车前进所做的功，天然气热值为4.5×107J/kg，该车行驶时受到的阻力为3.6×103N。 （1）当车辆以72km/h匀速行驶时，牵引力的功率为多少？ （2）太阳能电池板提供的电能每天最少能让汽车匀速行驶多少距离？ （3）若汽车使用太阳能电池板提供的电能，则每天最多可以节约天然气的质量为多少？ 11．完全燃烧140g焦炭所放出的热量有80%被初始温度是10℃的水吸收，水的温度升高到90℃。[c水＝4.2×103J/（kg·℃），q焦炭＝3.0×107J/kg；在1个标准大气压下]求： （1）完全燃烧140g焦炭所放出的热量是多少J？ （2）被加热的水的质量是多少kg？ 12．一台24t的压路机，它与水平路面的总接触面积为1.2m2，匀速行驶100m，受到的阻力是车重的0.2倍（g取10N/kg，柴油的热值q=4.3×107J/kg）求： （1）压路机静止时对路面的压强时多少？ （2）压路机发动机做的功是多少？ （3）若柴油发动机的效率是40%，压路机通过这段路程需要完全燃烧多少千克柴油？（保留两位小数） 13．新农村建设中推广使用瓶装液化气。若用液化气灶烧水，燃烧的液化气，可使的水从升高到。已知水的比热容为，液化气的热值为。求： （1）液化气完全燃烧放出的热量； （2）该液化气灶烧水的效率。 14．如图所示，网红“木桶鱼”是在木桶里放入高温的鹅卵石，再加入质量为3kg、初温为50℃的鱼汤，鹅卵石放热使鱼汤正好沸腾。［环境气压为一标准大气压，鱼汤的比热容为c鱼汤=4.2×103J/（kg·℃）］ (1)鱼汤所吸收的热量为多少？ (2)若鹅卵石放出的这些热量由天然气提供，不考虑热传递中的热量损失，需要完全燃烧多少m3的天然气？（q天然气=3.5×107J/m3） 15．太阳能是21世纪重点开发利用的新能源之一。小明家的电热水器每天吸收4h的太阳能，平均每小时吸收7.0×106J的太阳能，可以使质量为50kg的水从20℃升高到70℃[c水=4.2×103J/(kg·℃)]求： （1）水吸收的热量； （2）该太阳能热水器的效率。 16．“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340km，用时0.4h，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。 17．太阳能热水器在白天将质量为200kg的水从20℃加热到50℃，问： （1）水的内能增加了多少J？ （2）若这些内能由完全燃烧煤气产生的热量来提供，则需要完全燃烧煤气多少kg？（水的比热容为，煤气的热值为4.2×107J/kg） （3）而实际上需要消耗的煤气比（2）中算出的结果要多，这是为什么？ 18．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给水加热，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4min内完全燃烧了0.3kg的煤，水的比热容为 ，煤的热值约为3×107J/kg。求： （1）煤完全燃烧产生的热量； （2）若煤炉的效率为15%，经过4min时间加热，水所吸收的热量； （3）加热的水的质量。 19．油电混合动力汽车是新型节能汽车。这种汽车启动时内燃机并不工作，由动力蓄电池组通过驱动电机向车轮输送能量；当以高速匀速行驶或动力蓄电池组储存电能过低时，内燃机启动，此时在向车轮输送能量的同时也给动力蓄电池组充电。若车辆需要全力加速时，内燃机和动力蓄电池组同时向车轮输送能量。已知某型号混合动力汽车所用的动力蓄电池储存的最大电能是1.0×108J。若测试人员驾驶该车在平直公路上以80km/h的速度匀速行驶0.5h，内燃机消耗燃油2.5kg，蓄电池组的电能增加了最大电能的10%，汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示，则： （1）该汽车测试行驶中若燃油完全燃烧可放出多少热量？ （2）该汽车测试行驶中牵引力做了多少功？ （3）此次测试中汽车的内燃机效率是多大？（假设燃油完全燃烧，燃油的热值为4.6×107J/kg）    20．随着生活条件的改善，小明家住上了新楼房，新楼使用的是天然气。小明想：将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢？他通过实践收集如下数据：水壶里放入2000cm3、20℃的水，大火加热直至沸腾。又在物理书中查到天然气热值为8×107J/m3 [气压为1标准大气压；c水＝4.2×103J/(kg·℃)。 （1）水壶中水的质量是多少kg？ （2）烧开这壶水，水需要吸收多少热量？ （3）如果小明家天然气炉具的效率是40%，烧开这壶水，需要燃烧多少m3的天然气？ 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 《2025年中考物理总复习计算题 专题三 内能的利用》参考答案 1．(1)25000W(2) 29.8% 【详解】(1)牵引力的功率: P= ==Fv=1000N×25m/s=25000W； (2)牵引力做的功： W=Fs=1000N×2×105m=2×108J； 汽油体积： V=20L=2×10−2m3， 由ρ=可得,所加的汽油质量： m=ρV=0.73×103kg/m3×2×10−2m3=14.6kg， 汽油完全燃烧放出的热量： Q放=mq=14.6kg×4.6×107J/kg=6.716×108J， 小汽车发动机的机械效率： η=×100%=×100%≈29.8%． 答： (1)小汽车以25m/s的速度匀速行驶时，牵引力的功率是25000W； (2)这辆小汽车发动机的热效率为29.8%． 2．(1)3×1011J；(1)36% 【详解】解：(1)实验中航天煤油完全燃烧释放的热量是 (2)发动机所做的有用功是 这种液氧煤油发动机的效率是 答：(1)实验中航天煤油完全燃烧释放的热量是； (2)这种液氧煤油发动机的效率是。 3．（1）；（2）；（3）30km 【详解】解：（1）根据题意可知，2kg汽油完全燃烧放出的热量为 （2）根据题意可知，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%，则带走的热量为 由可得，水升高的温度为 （3）由于汽油机的效率为30%，则可知汽油机做的有用功为 汽车匀速运动时，牵引力的大小等于阻力，则有 消耗2kg汽油汽车通过的路程为 答：（1）2kg汽油完全燃烧放出的热量为； （2）水升高的温度为； （3）消耗2kg汽油汽车通过的路程为30km。 4．（1）3.57×106J；（2）0.17m3 【详解】解：（1）1标准大气压下，水的沸点为100℃，即水的末温t=100℃，而水的初温t0=15℃，水吸收的热量 Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×(100℃-15℃)=3.57×106J （2）天然气放出的热量 Q放==7.14×106J 天然气的体积 答：（1）水吸收了多少热量是3.57×106J； （2）若天然气烧水时的效率为50%，则在上述条件中要把水加热至沸腾需要燃烧0.17m3的天然气。 5．（1）6×107J；（2）8.4×106J；（3）14% 【详解】解：（1）干木柴完全燃烧放出的热量为 Q放＝q木柴m木柴＝1.2×107J/kg×5kg＝6×107J （2）水吸收的热量为 （3）铁锅烧水的效率为 答：（1）干木柴完全燃烧放出的热量为6×107J； （2）水吸收的热量为8.4×106J； （3）铁锅烧水的效率为14%。 6．4.2×107J; 500kg 【详解】（1）柴油完全燃烧所放出的热量： Q放 =m柴油 q=1kg×4.2×107 J/kg=4.2×107 J； （2）由题知：Q吸 =Q放 =4.2×107 J， 根据Q吸 =cm水 △t可知水的质量： m水 =Q吸/c△t=4.2×107J/4.2×103J/(kg•℃)×20℃=500kg 7．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）消耗汽油的质量，放出的热量 （2）汽车牵引力做功，汽油机的效率 （3）汽油机损失的能量 提升重物所做的功 由可知，提升的物重 答：（1）汽油完全燃烧放出的热量为1.932×108J； （2）汽油机的效率为25%； （3）最多可将1.449×106N重的物体提升100m。 8．(1)4000N；(2)55℃；(3)47.6% 【详解】(1)由W=Fs可知，牵引力的大小为 (2)由表格中的数据可知，百公里油耗为20L，则该车匀速行驶0.1km消耗的油的体积为 由ρ=   可知，质量为 燃油燃烧放出的热量为 水升高的温度为 水的末温为 t=40℃+15℃=55℃ (3)货车发动机的效率为 答：(1)该货车的牵引力是4000N； (2)该段行程内燃油完全燃烧放出的热量能将5kg、15℃的水加热到55摄氏度； (3)该货车发动机的效率47.6%。 9．（1）4×105Pa；（2）2公顷，2000s；（3）45% 【详解】解：（1）采棉机对水平地面的压力为 采棉机对水平地面的压强为 （2）因为每公顷棉花产量为 采棉机最大载重量4t，所以需要收割2公顷棉花才能装满，则需要收割的面积为 收割机采棉的路程为 采棉行驶速度为 所以最快采棉时间为 （3）发动机输出的功为 消耗柴油的质量为 柴油完全燃烧放出的热量为 发动机的效率为 答：（1）当采棉机空载静止在水平地面上时，对水平地面的压强是4×105Pa； （2）假设每公顷棉花产量均为2000kg，若要采棉机装满棉花，需收割2公顷棉花，最快需要2000s； （3）当采棉机满载时，以最大功率行驶0.5h，消耗柴油37.5L，则发动机的效率是45%。 10．（1）7.2×104W；（2）9000m；（3）4.8kg 【详解】解：（1）汽车的速度 v=72km/h=20m/s 匀速行驶时，牵引力和阻力是平衡力，牵引力等于阻力，即 F=f=3.6×103N 所以牵引力的功率为 （2）太阳能电池板每天向蓄电池充入的电能至少为 W电=10kW·h=3.6×107J 汽车获得的机械能 W机械=W电×90%=3.6×107J×90%=3.24×107J 汽车行驶的最小距离 （3）根据题意可知，太阳能电池板每天充入的最多电能 W电大=20kW·h=20×3.6×106J=7.2×107J W电×90%=Q天然气×30% 代入数据 7.2×107J×90%=Q天然气×30% 解得 Q天然气=2.16×108J 故每天最多可以节约天然气的质量为 答：（1）当车辆以72km/h匀速行驶时，牵引力的功率为7.2×104W； （2）太阳能电池板提供的电能每天最少能让汽车匀速行驶的距离为9000m； （3）若汽车使用太阳能电池板提供的电能，则每天最多可以节约天然气的质量为4.8kg。 11．（1）4.2×l06J；（2）10kg 【详解】解：（1）燃料的质量 m焦炭＝140g＝0.14kg 焦炭完全燃烧放出的热量 Q放＝m焦炭q焦炭＝0.14kg×3.0×l07J/kg＝4.2×l06J （2）根据可知，水吸收的热量 Q吸＝ηQ放＝80%×4.2×l06J＝3.36×l06J 水升高的温度 根据Q吸＝c水mΔt可知，被加热的水的质量 答：（1）完全燃烧140g焦炭所放出的热量是4.2×l06J； （2）被加热的水的质量是10kg。 12．（1）；（2）4.8×106J；（3）0.28kg 【详解】解：（1）压路机的重力 当压路机静止在水平地面时，地面受到的压力 F压=G=2.4×105N 地面受到的压强 （2）压路机在水平路面匀速行驶时受到的阻力为 f=0.2G=0.2×2.4×105N=4.8×104N 因压路机在水平路面上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，压路机的牵引力 F=f=4.8×104N 压路机发动机做的功为 W=Fs=4.8×104N×100m=4.8×106J （3）柴油完全燃烧放出的热量 柴油的质量 答：（1）压路机静止时对路面的压强； （2）压路机发动机做的功4.8×106J； （3）需要完全燃烧柴油0.28kg。 13．（1）；（2）40% 【详解】解：（1）0.1kg液化气完全燃烧放出的热量 （2）水吸收热量 液化气灶烧水的效率 答：（1）0.1kg液化气完全燃烧放出的热量为4.2×106J； （2）该液化气灶烧水的效率为40%。 14．(1)6.3×105J (2)0.018m3 【详解】（1）因为鱼汤正好沸腾，所以可知鱼汤升高到了100℃，则可得鱼汤吸收的热量为 Q吸=c鱼汤m鱼汤ΔT=4.2×103J/（kg·℃）×3kg×（100℃-50℃）=6.3×105J （2）因为不考虑热传递中的热量损失，所以 Q放=Q吸=6.3×105J 则消耗天然气的体积为 15．（1）1.05×107J；（2）37.5% 【详解】解：（1）水吸收的热量为 Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(70℃-20℃)=1.05×107J （2）电热水器每天吸收4h的太阳能为 Q=Et=7.0×106J×4=2.8×107J 该太阳能热水器的效率为 答：（1）水吸收的热量2.8×107J； （2）该太阳能热水器的效率37.5%。 16．(1)850km/h (2) (3)56.7% 【详解】（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 运输机发动机的热机效率 17．（1）2.52×107J；（2）0.6kg；（3）见解析 【详解】解：（1）水增加的内能等于水吸收的热量，即 （2）这些内能由完全燃烧煤气产生的热量来提供，即 需要完全燃烧煤气质量是 （3）因为存在热损失，所以 Q放>Q吸 因此，由计算得出的质量比实际要大得多。 答：（1）水的内能增加了2.52×107J； （2）若这些内能由完全燃烧煤气产生的热量来提供，则需要完全燃烧煤气0.6kg； （3）见解析。 18．（1）9×106J；（2）1.35×106J；（3）6.43kg 【详解】解：（1）燃烧煤的质量，煤的热值为 煤完全燃烧产生的热量为 （2）由得水吸收的热量为 （3）由图像可知，加热4min水升高的温度为 由得水的质量为 答：（1）煤完全燃烧产生的热量是9×106J； （2）若煤炉的效率为20%，经过4min时间加热，水所吸收的热量是1.35×106J； （3）加热的水的质量是6.43kg。 19．（1）1.15×108J；（2）3.6×107J；（3）40% 【详解】解：（1）该汽车测试行驶中若燃油完全燃烧可放出热量 Q放=mq=2.5kg×4.6×107J/kg=1.15×108J （2）由图象可知，汽车以80km/h做匀速直线运动时受到的阻力f=900N，因为汽车匀速直线运动时，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以汽车受到的牵引力 F=f=900N 汽车行驶的距离 s=vt=80km/h×0.5h=40km=40000m 该汽车测试行驶中牵引力做的功 W=Fs=900N×40000m=3.6×107J （3）蓄电池增加的电能 W′=1.0×108J×10%=1.0×107J 有效利用的能量 W有用=W+W′=3.6×107J+1.0×107J=4.6×107J 内燃机的效率 答：（1）燃油完全燃烧可放出1.15×108J热量； （2）该汽车测试行驶中牵引力做功3.6×107J； （3）此次测试中汽车的内燃机效率是40%。 20．（1）2kg；（2）6.72×105J；（3）2.1×10-2m3 【详解】解：（1）由可得水的质量为 m＝ρV＝1.0g/cm3×2000cm3＝2000g＝2kg （2）水吸收的热量为 Q吸＝c水m水(t-t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)＝6.72×105J （3）由题知，天然气炉具的效率是40%，则天然气需要释放的热量为 需要的天然气为 答：（1）水壶中水的质量是2kg； （2）水需要吸收热量6.72×105J； （3）烧开这壶水，需要燃烧2.1×10-2m3的天然气。 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 $$