2025年中考物理复习专题：内能的利用的的计算、实验题

2025年中考物理复习专题：内能的利用的的计算、实验题 一、实验探究题 1．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同．燃料的质量都是 10g ，烧杯内的液体初温相同。 燃料 加热前液体温度/℃ 燃料燃尽时液体温度/℃ 燃料的热值/J/kg 1 15 35 2.4×106 2 15 25 ? （1） 比较不同燃料的热值，应选择 　 　 两图进行实验； 比较不同物质的比热容，应选择 　 　 两图进行实验； （2）若在研究不同燃料热值实验时，记录数据如下表：根据表中数据计算：完全燃烧 10g 燃料 1 放出的热量为 　 　 J ，燃料 2 的热值是 　 　 J/kg。 （3）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 　 　（大/小），你认为出现这样情况的主要原因是：　 　。 2．小明利用空易拉罐做了几个物理小实验。 （1）如图甲所示，在易拉罐中注入少量的水，用酒精灯对易拉罐加热，待罐口出现白雾时，将罐口堵住，撤去酒精灯，让易拉罐冷却，观察到易拉罐变瘪了，这一现象说明了　 　的存在； （2）如图乙所示，向空易拉罐中插入透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱，把罐体放在热水中，可以看到油柱　 　； （3）如图丙所示，将两个易拉罐平行放置在水平桌面上，为了能让两易拉罐间距离减小，可用吸管按图中箭头　 　所示的方向用力吹气； （4）如图丁所示，将易拉罐底部开一圆孔倒出饮料，放入滴有酒精的脱脂棉，把电火花发生器紧紧塞进孔中，按动按钮，观察到罐子飞出去，这个过程与汽油机的　 　冲程能量转化方式一致。 3．针对如图所示的2个实验情境，将下列内容补充完整。 （1）图甲：将活塞迅速下压，硝化棉燃烧，是由于活塞对　 　（选填“硝化棉或“筒内气体”）做功，使其内能增大，温度升高， （2）图乙：将试管中的水加热一段时间后，塞子被水蒸气推出，塞子被水蒸气推出过程的能量转化与汽油机的　 　冲程能量转化相同。 4．小明采用如图所示的装置探究“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”。 （1）探究过程中，要控制两套装置中燃料的质量和烧杯中水的 　 　相等； （2）实验时，可以通过比较 　 　（选填“加热时间”或“水升高的温度”）来比较酒精和碎纸片放出热量的多少； （3）从表格中数据可以发现，质量相同的酒精和碎纸片都充分燃烧后，　 　放出的热量多； 燃料 加热前水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃ 酒精 25 65 碎纸片 25 44 （4）通过实验表明，质量相等的不同燃料，充分燃烧所放出的热量一般是 　 　（选填“相同”或“不同”）的。 5．小辉和小明学习了燃料的热值后，他们一起设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他们组装了如图所示装置进行实验，记录结果见表： 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃ 煤油 25 48 菜籽油 25 43 （1）为了保证实验结论的可靠性，小明和小辉将相同质量的煤油和菜籽油分别放入两个燃烧皿中，点燃它们，分别给装有质量相等的水的两个相同烧杯加热，直至燃料完全燃烧。但对于两杯水的初温他们的看法却不同，请将下列他们的想法补充完整。 ①小辉认为实验中是直接用　 　（选填“加热时间”或“升高的温度”）来表示煤油和菜籽油放出热量的多少。所以，实验中两杯水的初温可以不同。 ②小明认为因为探究过程中他们采用了控制变量法，所以只有燃料的　 　不同，其他因素都必须控制相同。如果两杯水的初温不同，那么水的蒸发快慢以及水与周围环境的温差都不相同，于是两杯水热量损失就不相同，就有可能会出现燃料燃烧放出的热量多，而水吸收的热量少、水温变化低的情况。所以，实验时必须控制水的初温相同。 ③你认为　 　（选填“小明”或“小辉”）的想法更合理。 （2）实验中煤油和菜籽油的质量均为10g，查阅课本热值表发现煤油热值为q＝4.6×107J/kg，通过计算可以得出菜籽油的热值为　 　J/kg。 （3）知识拓展：某种巧克力的营养成分表上标有“每100g能量2361kJ”。该标识的含义与以下物理量_____（填入字母代号）的含义类似。 A．热量 B．内能 C．热值 D．比热容。 6．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 （1）比较不同燃料的热值、应选择甲和　 　两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量，是通过　 　来反映的（选填“液体升高的温度”或“加热时间”）； （2）比较不同物质吸热升温的特点： ①应选择甲和　 　两图进行实验； ②不同物质吸热的多少是通过　 　来反映的（选填“液体升高的温度”或“加热时间”）； ③如图丁所示，若液体a的温度曲线和液体b的温度曲线如图所示，且液体b的比热容是，液体a的比热容是　 　。 7．如图甲是一种太阳能路灯，它由太阳能电池板、控制器、蓄电池组、LED发光二极管、灯杆及灯具外壳组成，其结构示意图如图乙所示，工作时的能量流程如图丙所示，其中太阳能电池的核心部件是光电板，某兴趣小组想知道光电板吸收太阳能的多少与哪些因素有关，他们提出了以下猜想。 猜想1：可能与光电板的光照时间有关； 猜想2：可能与光电板的面积有关； 猜想3：可能与光电板的颜色有关。 根据以上猜想，他们设计好实验，然后用不同的光电板正对太阳光照射并对蓄电池充电，一段时间后用蓄电池给LED灯供电直到LED灯熄灭，实验记录数据如下表。 序号 光电板的面积（m2） 光照时间（min） 光电板表面所涂颜色 LED灯的发光时间（min） 1 0.1 10 黑色 30 2 0.1 20 黑色 60 3 0.1 30 黑色 90 4 0.2 10 黑色 60 5. 0.3 10 黑色 90 6 0.1 10 绿色 20 7 0.1 10 白色 5 （1）如图乙所示，正常情况下在白天控制开关S应与 　 　接通（选填“b”或“c”），实验中，光电板吸收太阳能的多少是通过 　 　反映的； （2）由表中 　 　（填表中的序号）三组数据对猜想1进行验证，得出的结论是：在光电板面积和光电板颜色相同时，光电板吸收太阳能的多少与光电板的光照时间有关； （3）由表中1、4、5三组数据，得出结论是：在光照时间和光电板颜色相同时，　 　； （4）由表中数据分析可知：制作太阳能光电板用 　 　最好（选填“黑色”、“绿色”或“白色”）； （5）除了以上影响因素，你觉得影响光电板吸收太阳能多少还可能与 　 　有关？（写出一种即可） （6）若某太阳能电池在某段时间内获得的太阳能为E，通过光电效应获得的电能为W，则该太阳能电池的光电转化率为 　 　。 8．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温相同。 （1）比较不同燃料的热值，应选择　 　两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择　 　两图进行实验；在实验中，三烧杯中a、b液体的质量必须　 　（选填“相同”或“不同”）； （2）在比较不同物质的比热容时，同时加热到一定时刻，液体a已经沸腾，液体b没有沸腾，但此时液体b的温度比液体a的温度高得多，说明　 　（选填“液体a”或“液体b”）的比热容大，理由是不同液体加热相同的时间即吸收相同的热量，温度变化小的液体比热容大。除这种方案外，我们还可以通过升高相同的温度比较　 　来比较比热容的大小； （3）若在研究不同燃料热值实验时，记录数据如下表： 燃料 加热前液体温度（℃） 燃料燃尽时液体温度（℃） 燃料的热值（J/kg） 1 15 35 2.4×107 2 15 25 根据表中数据计算：完全燃烧10g燃料1放出的热量为　 　J，燃料2的热值是　 　J/kg。 9．如下图所示甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同，且实验中忽略热量损失。 （1）为比较不同燃料的热值，应选择图甲和图　 　进行实验，实验时要观察　 　来比较两种燃料的热值大小（选填“加热时间”或“液体升高的温度”）。小明根据此原理开展了实验：在烧杯内加入初温和质量相同的水，当燃料燃尽后，小明根据各个时刻烧杯中的水温，绘制了如图丁所示的图像①、②，则可初步判断　 　的热值大（选填“燃料1”或“燃料2”）； （2）为比较不同物质的比热容，应选择甲和　 　图进行实验，加热相同一段时间后发现，液体a升温多，由此可知：质量相同的液体a和b，升高相同的温度时，液体a吸收的热量　 　（选填“大于”“小于”或“等于”）液体b吸收的热量，液体　 　的比热容大（选填“a”或“b”）； （3）另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，取质量相等的另外两种燃料，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图戊所示，根据戊图可得燃料1和燃料2的热值之比为　 　； （4）若甲图烧杯中为500mL的水（），10g酒精完全燃烧后，温度计示数升高了20℃，则可求出酒精的热值是　 　J/kg，这样求出的热值比标准值　 　（填“偏大”“偏小”或“相等”）。 10．如图所示，用甲、乙、丙三套装置完成实验。 实验一：探究不同物质吸热升温的现象。 实验二：比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量。 三种供选择的液体分别用a、b、c表示，三种燃料分别用1、2、3表示。 （1）为了完成实验一，应选用 　 　两套装置，还需要添加一种测量仪器是 　 　，实验时通过比较 　 　反映液体吸热多少； （2）为了能完成两个实验，对图中器材进行以下几种调整，其中可行的是 　 　 A．将甲图中的燃料换成3 B.将乙图中的液体换成a C.将乙图中的液体换成c D.将丙图中的燃料换成3 （3）完成两个实验的过程中，设计了三个实验方案： 方案①：加热烧杯内液体，每隔相等的时间，记录液体温度； 方案②：将烧杯内初温相同的液体加热至相同温度，记录加热时间； 方案③：加热烧杯内的液体，分别记录液体初温和 　 　液体温度； 方案 　 　（用方案序号填写）都是完成实验一。 11．在探究比热容和热值大小的实验中，如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯中两种液体的密度不同。 （1）在烧杯中分别装入 　 　相等的两种液体（选填“质量”或“体积”）； （2）若要比较不同物质的吸热本领： ①应选择 　 　两图进行实验； ②该实验是通过比较 　 　来间接反映液体吸收热量的多少（选填“升高的温度”或“加热时间”）； ③由图丁可知，液体 　 　的吸热能力更强。 （3）若要比较不同燃料的热值： ①应选择 　 　两图进行实验； ②在研究不同燃料热值的实验中，记录的数据如表所示。 燃料 加热前液体温度（℃） 燃料燃尽时液体温度（℃） 燃料的热值（J/kg） 1 15 35 2.4×107 2 15 25 　 请根据表中数据计算：在忽略热量损失的情况下，燃料2的热值是 　 　J/kg。 12．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是20g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 （1）比较不同燃料的热值，应选择　 　两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量，是通过　 　来反映的（选填“温度计上升示数”或“加热时间”）。 （2）比较不同物质的吸热能力强弱 ①应选择　 　两图的装置进行实验，不同物质吸热的多少是通过　 　来反映的（选填“温度计上升示数”或“加热时间”）。 ②如图丁所示，若液体a的温度曲线和液体b的温度曲线如图所示，且液体b的比热容是，液体a的比热容是　 　，由此可知液体　 　更适合做冷却剂。 二、计算题 13．小明在学习完《内能的利用》知识后想粗略测一下自己家的燃气灶的效率，于是他找来爸爸帮忙。在一次用燃气灶烧水时，使10kg的水从20℃升高到70℃。爸爸通过计算告诉他燃烧了100g的煤气，已知水的比热容为4.2×103J/(kg▪℃)，煤气的热值为4.2×107J/kg。求： (1)100g煤气完全燃烧放出的热量是多少？ (2)水吸收的热量是多少？ (3)燃气灶烧水的效率是多少？ 14．某煤气炉的效率是50％，现用该炉将一壶初温是20℃的水加热到沸腾（气压为1标准大气压），共完全燃烧了0.2m3的煤气，已知煤气的热值为4.2×107J/m3，水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）。问： （1）0.2m3的煤气完全燃烧放出多少热量？ （2）水吸收了多少热量？ （3）这壶水的质量是多少？ 15．热效率水平是一个国家柴油机技术综合实力的核心标志，提升热效率是柴油机诞生以来全行业的共同追求．我国某集团于2022年正式发布全球首款热效率突破52.28%的商用柴油机，远远高于目前市场现有主流产品平均46%的热效率。某型号安装此柴油机的载重汽车在某次测试中，在一段平直的公路上匀速行驶10km，牵引力恒为，消耗柴油2kg。（已知柴油的热值）求： （1）2kg柴油完全燃烧放出的热量； （2）此柴油机的效率。 16．小雷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。消耗了0.1m3的天然气，求此过程中（已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为4.0×107J/m3） （1）水吸收的热量； （2）天然气完全燃烧放出的热量； （3）天然气灶烧水的热效率。 17．太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一、今年春节，小明家购买了一台太阳能热水器，小明用该太阳能热水器给质量为120kg的水加热，在6小时的有效太阳光照射时间内，他绘制了如图所示的水温随光照时间变化的图线。已知该品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能。 （1）热水器中的水在6小时内吸收的热量是多少？如果水吸收的热量全部用煤气来提供，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要完全燃烧多少千克煤气？[水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃），煤气的热值q=4.2×107J/kg] （2）求该太阳能热水器的能量转化效率η。 18．随着人们生活水平的提高，小轿车已进入寻常百姓家。特别是近年我市购买的小轿车，每逢节假日经常发生堵车现象，足见市民的小轿车的拥有量。最近小雷家新买了一辆小轿车，如图所示。查看说明书时，他发现小轿车有一个重要的指标 经济耗油量：“ ”，这是指小轿车以 的速度行驶 ，消耗汽油 。他家小轿车发动机的输出功率为 （已知汽油的密度为 ，热值为（ ）。试求小轿车行驶 时，求： （1）消耗汽油完全燃烧放出的热量； （2）发动机所做的功； （3）小轿车发动机的热机效率。 19． 某新型汽车，它的油箱最大可加40kg燃油，它行驶时所受阻力的大小与速度的关系见表。已知汽车发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是30%，汽车使用的燃油的热值为；求： 速度v（m/s） 10 20 30 40 阻力f/N （1）当汽车以10m/s的速度行驶时，汽车发动机的输出功率是多少？ （2）汽车油箱中加满燃油，这些燃油完全燃烧获得的能量是多少？ （3）汽车油箱加满燃油，并且以30m/s的速度行驶时，汽车的最大行驶里程是多少？ 20．学为学生供应开水，用锅炉将的水从加热到，燃烧了的无烟煤．无烟煤的热值是求： （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． 21．中秋佳节，小华一家驾驶小汽车进行自驾游，在某平直路段匀速行驶了50km，行驶过程中汽车受到的阻力恒为900N，汽车仪表盘显示汽车油耗为8L/100km。汽油的密度为0.75×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg。在这个过程中，求： （1）汽车消耗的汽油体积； （2）汽车行驶过程中，汽车牵引力所做的功； （3）汽车发动机的效率。（结果精确到0.1%） 22．一辆燃油汽车总质量为1t，沿平直公路匀速行驶了15km，所用时间为600s，消耗汽油1kg，汽车在行驶过程中所受阻力恒为其总重的0.1，（汽油的热值取q汽油=5.0×107J/kg）。求： （1）汽车行驶的速度； （2）牵引力所做功的大小； （3）1kg汽油完全燃烧放出的热量； （4）汽车发动机的效率。 23．某家用轿车与驾驶员的总质量是1800kg，每个轮子与地面的接触面积是200cm2，驾驶该汽车在平直公路上以90km/h的速度匀速行驶了125km，平均油耗为8L/100km，汽油机的效率约为20%。（ρ汽油=0.7×103kg/m3，q汽油=4.6×107J/kg）求： （1）汽车行驶的时间； （2）汽车对地面的压强； （3）汽车行驶过程中受到的阻力。 24．目前，”节能减排”已引起全球的关注。如何减少能耗，提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视。某汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶18km消耗了2.5L汽油。求： （1）请计算这段18km路程内所消耗的汽油完全燃烧所产生的热量(汽油密度ρ=0.8×103kg/m3、q汽油=4.6× 107J/kg) （2）如上图，此汽油机的效率为多少？ （3）此汽车行驶18km做功的大小为多少？ （4）此汽车行驶18km做功的功率为多少？(保留三位有效数字) 答案部分 1．（1）甲乙；甲丙 （2）2.4×104；1.2×106 （3）小；燃料没有完全燃烧（燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收） 2．大气压；上升；A；做功 3．（1）筒内气体 （2）做功 4．质量；水升高的温度；酒精；不同 5．（1）升高的温度；散热；小明 （2）3.6×107 （3）C 6．乙；液体升高的温度；丙；加热时间； 7．b；LED灯的发光时间；1、2、3；光电板吸收太阳能的多少与光电板的面积有关；黑色；光照强度； 8．（1）甲、乙；甲、丙；相同 （2）液体a；吸热多少 （3）2.4×105；1.2×107 9．（1）乙；液体升高的温度；燃料2 （2）丙；小于；b （3）8：3 （4）4.2×106；偏小 10．甲、丙；秒表；加热时间；BC；燃料燃尽后；①② 11．质量；甲、丙；加热时间；B；甲、乙；1.2×107 12．甲、乙；温度计上升示数；甲丙；加热时间；2.1×103；b 13．解：(1)由燃料的热值公式可知，100g煤气完全燃烧放出的热量为Q放=mq=0.1kg×4.2×107J/kg=4.2×106J； (2)由吸热公式可知，水吸收的热量为Q吸=c水m水(t-t0)= 4.2×103J/(kg▪℃)×10kg×(70℃-20℃)=2.1×106J； (3)燃气灶烧水的效率为。 答：(1)100g煤气完全燃烧放出的热量是4.2×106J； (2)水吸收的热量是2.1×106J； (3)燃气灶烧水的效率是50%。 (1)4.2×106J；(2)2.1×106J；(3)50% 14．（1）8.4×106J；（2）4.2×106J；（3）12.5kg 15．（1）；（2）50% 16．解：（1）在标准大气压下水的沸点为100℃，即水的末温为100℃，水吸收的热量为： ； （2）天然气完全燃烧放出的热量为：； （3）天然气灶烧水的热效率为：。 答：（1）水吸收的热量为1.68×106J； （2）天然气完全燃烧放出的热量为4.0×106J； （3）天然气灶烧水的热效率为42%。 17．（1）解：由图可知，在6小时的有效太阳光照射时间内，热水器中的水温度从20℃上升到了40℃，即温度升高Δt=t﹣t0=40℃﹣20℃=20℃ 热水器中的水吸收的热量Q吸=cm水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×120kg×20℃=1.008×107J 假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收，则Q放=Q吸=1.008×107J 需要完全燃烧煤气的质量 答：热水器中的水在6小时内吸收的热量是1.008×107J；需要完全燃烧0.24千克煤气 （2）解：6小时太阳能热水器接收的太阳能E=4.2×106J/h×6h=2.52×107J 太阳能热水器的能量转化效率 答：该太阳能热水器的能量转化效率为40%。 18．（1）解：汽车百公里耗油的体积 由 得，汽油的质量 汽油完全燃烧放出的能量 答：汽油完全燃烧放出的热量是 ； （2）解：车的速度 由 可得，在一百公里内发动机做的功为 答：测试时间内发动机所做的功 ； （3）解：发动机的效率 答：发动机的效率是 。 19．（1）300W （2）1.8×109J （3）2×103km 20．（1）解： 由； 答：锅炉内的水吸收的热量是； （2）解： 由； 答：无烟煤完全燃烧放出的热量是； （3）解： 由公式； 答：此锅炉的效率是． 21．（1） （2） （3） 22．（1）25m/s （2）1.5×107J （3）5×107J （4）30% 23．（1）解：该汽车在平直公路上以90km/h的速度匀速行驶了125km，汽车行驶的时间是 答：汽车行驶的时间是5000s （2）解：家用轿车与驾驶员的总质量是1800kg，总重力为G=mg=1800kg×10N/kg=18000N 汽车对地面的压力大小等于轿车与驾驶员的总重力，故有G=F=18000N 汽车对地面的压强为 答：汽车对地面的压强是2.25×105Pa； （3）解：行驶125km所消耗的汽油体积为V=125km×8L/100km=10L=10dm3=10-2m3 所消耗汽油的质量为m汽油=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×10-2m3=7kg 这些汽油完全燃烧释放的热量为Q=m汽油q汽油=7kg×4.6×107J/kg=3.22×108J 汽油机的效率约为20%，转化成机械能的总量为W=Qη=3.22×108J×20%=6.44×107J 汽车受到的牵引力为 因汽车在平直的公路上匀速行驶，所以汽车做匀速直线运动，处于平衡状态，在水平方向上，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，故汽车行驶过程中受到的阻力为f=F牵=515.2N 答：汽车行驶过程中受到的阻力为515.2N 24．（1）解：根据ρ=可知，2.5L 汽油的质量为：m=ρV=0.8×103kg/m3 ×2.5×10-3m3=2kg， 这些汽油完全燃烧放出的热量：Q= mq=2kg×4.6×107J/kg=9.2× 107J （2）解：汽油机的效率：η=1-33%- 30% -7%= 30% （3）解：汽车做功为： W=Qη=9.2×107J× 30%=2.76×107J （4）解：运动时间： t= =0.25h= 900s， 汽车做功功率为： p= =3.07×104W 学科网（北京）股份有限公司 $$