2025年中考物理一轮复习备考考点突破：内能的利用实验、计算题

2025年中考物理一轮复习备考考点突破：内能的利用实验、计算题 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 第一板块：基础达标 一、实验题 1．如图是小蒜同学做的一组实验，观察实验完成填空： (1)如图所示，迅速向下挤压活塞，活塞压缩气体使气体的内能 ，温度升高，观察到硝化棉被引燃，该过程是将机械能转化为 能；该过程的能量转化情况与汽油机的 冲程相同； (2)实验装置中的能量在转化过程中，能量的总量 ； (3)气体很难被压缩，是因为分子间存在 。 2．某兴趣小组通过酒精灯烧水，对酒精灯的热效率问题进行探究。（酒精的热值为q，水的比热容为c） 实验器材： 铁架台、酒精灯、三脚架、泥三角、空易拉罐、搅拌器、温度计、火柴、托盘天平。 实验步骤： ①在天平上称出质量为m1的清水，装入易拉罐中； ②在天平上称出酒精灯初始的总质量为m2； ③用温度计测出水的初温为t1； ④按题图组装实验器材，点燃酒精灯，用搅拌器轻轻搅动，当水温上升到t2时，移开并马上熄灭酒精灯； ⑤用天平称出熄灭后的酒精灯的总质量m3； ⑥加热过程中有效利用的热量，即被 所吸收的热量Q1= （用题中给定的物理量符号表示）； ⑦此过程中酒精燃烧放出的热量Q2= （用题中给定的物理量符号表示）； ⑧比较Q1和Q2大小：Q1 Q2（选填“>”、“=”或“<”）； 请写出热量损失的原因： （只需写出一个）。 3．如图甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g； (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的多少是通过 （选填“温度计上升的示数”或“加热时间”） 来反映的。若已知液体a是水，计算出水吸收的热量，再计算出燃料的热值，他的计算结果是偏小的，理由是 ； (2)比较不同物质的比热容，应选择在两只烧杯中应分别装入质量相等的液体； 通过观察 来反映液体吸收热量的多少。 (3)如图戊是某一沿海城市和某一内陆城市年气温变化曲线，根据上面探究过程中所获得的知识可知，曲线C表示的是 （选填“沿海”或“内陆”） 城市。 4．在“比较不同液体的吸热能力”的实验中： （1）在甲组装置中，分别给初温相同且 相等的水和食用油加热； （2）在甲组装置中，用相同酒精可给两种液体加热相同时间，其目的是为了保证两种液体 相同； （3）在甲组装置中，两种液体升高相同的温度，需要给水加热更长时间，说明 （选填“水”或“食用油”）吸热能力强； （4）下列事实能用上述实验结果解释的是 （填字母）； A．沿海地区昼夜温差会比内陆地区小                B．夏天给教室洒水，感觉凉爽 C．用盐水腌蛋，一段时间后蛋会变咸                D．长期堆放煤的水泥地面变成黑色 （5）乙组装置中两个相同烧杯装有相同质量的水，灯中煤油和酒精的质量相等，进行“比较煤油和酒精的热值大小”的实验，假设6分钟两种燃料全部烧完，实验数据如表： 加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6 A杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38 B杯水温/℃ 25 26 27 28 29 30 31 分析数据可知：热值较大的是 （选填“煤油”或“酒精”）； （6）通过实验数据直接计算出的燃料的热值将 （选填“偏大”或“偏小”）。 5．小雨同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来研究煤油和花生油热值的大小关系，他组装了如图所示的两套完全相同的装置，加热两个烧杯中质量和初温都相等的水，实验数据如下： 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃ 煤油 25 44 花生油 25 34 （1）为了保证实验结论可靠，小雨同学在实验中还应控制煤油和花生油的 相同； （2）实验过程中，应让燃料 （选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”）； （3）分析得出：煤油和花生油两种燃料中，热值较大的是 。 6．小明想估测薯片的热值，进行了如下实验。    （1）将天平放在水平面上并将游码归零，发现指针偏左，则应将平衡螺母向 端调节：测量质量时，调节天平再次平衡，右盘中的砝码和游码位置如图甲； （2）如图乙，将薯片放在燃烧皿中充分燃烧后，烧杯中的水温度升高了，则水吸收的热量 ； （3）根据和，算出薯片的热值比实际值小得多，原因是： 。 7．某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验，探究煤油和菜籽油的热值大小关系，他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的实验装置，记录结果见下表： 燃料 加热前水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃ 煤油 25 44 菜籽油 25 34 (1)在安装、调整实验器材时，合理的顺序是（甲图中）：应先调整、固定 的位置（选填“A”或“B”）； (2)为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套相同的装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的 及 相同； (3)通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的 ； (4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两灯中燃料的质量，并根据记录的数据，利用公式Q吸＝cm（t－t0）计算出了水吸收的热量，然后再利用这个热量计算出煤油的热值，发现结果与课本中给出的煤油热值相比 （选填“偏大”、“偏小”或“相等”），观察装置图，请你分析原因是： 。 8．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量、烧杯内液体 （“质量”或“体积”） 及液体的初温均相同，不考虑热量损失，燃料燃尽时，立即读取温度计的读数， 分别为t甲、 t乙、 t丙， 且t甲>t乙>t丙。 （1）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验，实验时要观察 （选填“加热的时间”或“升高的温度”） 比较两种燃料的热值大小； 比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验，实验时通过观察 （选填“加热的时间“或“升高的温度”） 反映物体吸热的多少； （2）根据t甲>t乙>t丙， 可以判断液体 的比热容大（选填“a”或“b”）。燃料1的热值 燃料2（选填“大于”或“等于”或“小于”）。 图中 （选填“甲”、  “乙”或“丙”） 液体吸收的热量最少。 第二板块：能力提升 二、计算题 9．2023年5月20日，我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”成功并入文昌油田群电网，这标志着我国深远海风电关键技术取得重大进展。风力发电机是将风能（气流的动能）转化为电能的装置。如图，风力发电机的叶片长达70多米，投产后，年均发电量可达。当风轮正面迎风，风速为，空气密度为时，每秒通过叶片旋转面积（迎风面积）的空气质量是，已知空气动能与其质量成正比，且1kg空气的动能（）与速度（v）的关系如表： 动能 2 18 32 50 速度 2 6 8 10 （1）当风速为时，每秒通过叶片旋转面积的空气体积是多少立方米？ （2）原来油田群采用燃气发电，发电效率为22%，“海油观澜号”并网投产后，每年可节约多少立方米天然气？（） （3）若此风力发电机的叶片旋转面积是，平均每秒通过叶片的空气动能为，则此时的风速应该是多少？    10．如图所示是一台手扶双轮压路机，质量为，水箱工作装满水。在一次压路作业中，以的速度在水平路面上匀速行驶，行驶过程中受到的平均阻力是总重的0.4倍。求：（g取，柴油的热值取） （1）压路机在这次压路作业中运动的距离是多少？ （2）压路机在这次压路作业中牵引力做的功是多少？ （3）若发动机效率为30%，这次作业要消耗多少千克柴油？ （4）水箱装满水是为了降低发动机的温度，确保发动机正常工作，当满水箱的水从上升到可以吸收多少热量？[水的比热容为]。 11．一辆汽车以72km/h的速度匀速行驶10min，消耗的汽油为1. 2kg，汽车匀速行驶时受到的牵引力 ，汽油的热值 。求： （1）这段时间内汽油完全燃烧放出的热量； （2）这段时间内汽车牵引力做的功； （3）该汽车的效率（结果保留到0. 1%）。 12．某载重汽车发动机的效率为25%，其车重为8×104N，在平直的公路上以80km/h的速度匀速行驶，汽车受到的阻力为车重的0.09倍。（汽油的热值为4.6×107J/kg）求： （1）汽车匀速行驶时的牵引力为多大？ （2）汽车匀速行驶100km时牵引力做了多少功？ （3）汽车匀速行驶100km消耗多少千克的汽油？（结果保留到小数点后一位） 13．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给质量的水加热，在t时间内完全燃烧了质量为的煤，在加热过程中水的温度从升高到求：水的比热容为，煤的热值约为 （1）煤完全燃烧产生的热量； （2）经过t时间加热，水吸收的热量； （3）煤炉烧水的效率。 14．电动汽车是正在大力推广的新型交通工具，它具有节能、环保的特点。一辆电动汽车满载时整车对地面的压力为1.2×104N，轮胎和地面的总接触面积为0.06m2，若该车满载时在平直路面匀速行驶了1500m，用了2min，车受到的阻力为2400N，这个过程共消耗电能4.5×106J。取g=10N/kg，通过计算回答，该车满载时： （1）对地面的压强是多少？ （2）匀速行驶1500m，牵引力做的功多少？ （3）牵引力做功的功率是多少？ （4）此过程中电动机的效率是多少？ 15．在课后兴趣活动中，东东小组在烧杯中放入400g的碎冰，试管中放入80g的碎冰，并各放了一支温度计组成如图甲所示的实验装置，实验过程中A、B两个温度计的示数随时间变化的图像如图乙所示，其中实线部分为烧杯中A温度计随时间变化的图像，虚线部分为试管中B温度计随时间变化的图象，小试管底部未与烧杯底部接触。假设烧杯和试管中的冰（或水）在整个实验过程中质量不变且每分钟吸收的热量恒定不变。已知冰的比热容为2.1×103J/（kg·℃）,酒精的热值为3×107J/kg。求： (1)烧杯中的冰0~4min过程中吸收的热量； (2)烧杯中的水在第14min时的温度； (3)如果在2min~4min过程中消耗0.32g的酒精，这些酒精完全燃烧放出的热量有10%间接地被试管中的冰吸收，则试管中的冰在熔化过程中吸收的热量。 16．某同学家使用燃气热水器，平均每天需将100kg的水从18℃加热到58℃。若天然气完全燃烧放出热量的70%被水吸收，求热水器平均每天消耗多少立方米天然气。[c水=4.2×103J/（kg·℃），q天然气=4.0×107J/m3] 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年中考物理一轮复习备考考点突破：内能的利用实验、计算题》参考答案 1．(1) 增加 内 压缩 (2)不变 (3)斥力 【详解】（1）[1][2][3]在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团硝化棉，用力将活塞迅速向下压，棉花被点燃，这是因为压缩筒内空气做功，使空气的内能增加；该实验中，活塞的机械能转化为筒内空气的内能，与汽油机的压缩冲程的能量转化方式相同。 （2）下压活塞时，活塞压缩气体做功，机械能转化为内能，在转化的过程中，能量的总量保持不变。 （3）分子间存在相互作用的引力和斥力，气体分子间的距离较大，分子间的作用力很小，但气体分子间也存在斥力，所以气体很难被压缩。 2． 水 < 易拉罐吸收了热量 【详解】[1][2]使用酒精灯加热水，被有效利用的热量是水吸收的热量；水温度升高了 Δt=t2-t1 则吸收的热量为 [3]酒精燃烧了的质量为 m=m2-m3 则燃烧放出的热量为 [4][5]由于在加热过程中，易拉罐也吸收了热量，并且热量会有散失，所以水吸收的热量小于酒精燃烧放出的热量。 3．(1) 甲、乙 温度计上升的示数 燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收 (2)加热时间 (3)内陆 【详解】（1）[1][2]为了比较不同燃料的热值，应选用相同质量的不同的燃料，加热同种液体，让液体的质量相同，通过燃料燃尽时温度计上升的示数得出燃料完全燃烧放出热量的多少，进而判断热值大小，所以应选择甲、乙两图进行实验。 [3]因为存在热散失，燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收，或燃料不能完全燃烧，所以测得的热值会偏小。 （2）为了比较两种液体的比热容，需要所用燃料的种类相同，加热不同的液体，让液体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时间可知吸热的多少。 （3）由图戊气温变化曲线得出，D所示的城市最高、最低气温差比C所示的城市的小，C曲线所示城市的气温变化较大；沙石的比热容比水小，在吸收或放出相同的热量时，温度变化较大，所以曲线C表示的是内陆城市的年气温变化曲线。 4． 质量 相同时间吸收的热量相同 水 A 煤油 偏小 【详解】（1）[1]在甲装置中，采用控制变量法，分别给初温相同且质量相等的水和食用油加热。 （2）[2]在甲装置中，用相同酒精灯给两种液体加热相同时间，此时酒精灯相同时间放热相同，其目的是为了保证两种液体相同相同吸热相同，这种研究方法叫转换法。 （3）[3]在甲装置中，两种液体质量相等，即 升高相同的温度，即 给水加热时间更长，即水吸收热量更多，即 由 得 故水的比热容比食用油的大。 （4）[4]上述实验结果是水的吸热能力强，水的比热容大。 A．沿海地区昼夜温差会比内陆地区小，是因为质量相同的水和沙子吸收相同热量后，水的比热容更大，水温度变化慢，A符合题意； B．夏天给教室洒水，是因为水在汽化过程中吸收热量，让人感觉凉爽，B不符合题意； C．用盐水腌蛋，一段时间后蛋会变咸，是扩散现象，说明构成物质的分子在不停地做无规则的运动，故C不符合题意； D．长期堆放煤的水泥地面变成黑色， 是扩散现象，说明构成物质的分子在不停地做无规则的运动，故D不符合题意。 故选A。 （5）[5]由表中数据可知，加热时间相同，两杯中水的质量相同，但A中水升温更快，说明A中水吸收热量更多，即质量相同的煤油和酒精完全燃烧，煤油放出的热量更多，说明煤油热值较大。 （6）[6]由于酒精灯燃烧产生的热量会有损失，故通过实验数据直接计算出燃料的热值将偏小。 5． 质量 全部燃烧 煤油 【详解】（1）[1]燃料的热值与燃料的种类的质量有关，根据控制变量法需要控制煤油和花生油的质量相同。 （2）[2]由热值的概念知，实验时，让质量相同的不同燃料完全燃烧释放的热量被相同质量的同种液体吸收，比较液体的温度。 （3）[3]实验中通过液体温度计示数变化判断两种燃料热值的大小，温度计示数变化较大，说明燃料完全燃烧放出的热量较多。分析表格数据可知，燃料燃尽后甲杯中水的温度升高的多，即煤油燃烧产生的热量多，所以其热值大。 6． 右 因薯片燃烧放出的热量不能完全被水吸收 【详解】（1）[1]在调节天平平衡时，指针偏左，说明左端重，应将平衡螺母向右调节，给右端增重。 （2）[2]由题意，水吸收的热量为 （3）[3]因薯片燃烧放出的热量不能完全被水吸收，即，故算出的热值比实际值小。 7．(1)B (2) 质量 水的初温 (3)煤油 (4) 偏小 煤油燃烧放出的热量，并没有全部被水吸收，有热量损失 【详解】（1）由于要用酒精灯的外焰加热，且温度计的玻璃泡与被测液体充分接触，不能紧靠容器壁或容器底部，所以，在组装装置甲时，要按“从下往上”的原则，即应先调整、固定B的位置。 （2）[1][2]在实验中要采用控制变量的实验方法，故需要控制煤油和菜籽油的质量及水的初温，以便比较等质量的煤油和菜籽油完全燃烧后放出的热量多少。 （3）从实验数据可以看出，两种油都燃尽后煤油使水升高的温度多，说明煤油放出的热量多，故推知煤油的热值较大 （4）[1][2]结果与课本中给出的煤油热值相比偏小。原因是：煤油燃烧放出的热量，并没有全部被水吸收，有热量损失（如烧杯、空气等吸热；煤油不可能完全燃烧）。 8． 质量 甲、乙 升高的温度 甲、丙 加热的时间 b 大于 乙 【详解】[1]要比较不同物质的吸热能力或吸收热量的多少，由Q＝cmΔt知，需控制不同物质的质量相同。在比较燃料热值的实验中，需加热相同质量的同种液体，因此均需要控制烧杯内液体的质量相同。 （1）[2]要比较不同燃料的热值，应使被加热物质相同，而燃料不同，所以应选择甲、乙两图进行实验。 [3]实验时通过比较升高的温度，从而得到吸收热量的多少的关系，进一步得到放出热量多少的关系，最终比较出两种燃料的热值大小。 [4]要比较不同物质的比热容，应使加热方式相同，即用相同的燃料进行加热，使被加热物质不同，所以应选择甲、丙两图进行实验。 [5]由于加热方式相同，所以物体吸收的热量通过加热时间来比较，这里应用了转换法。 （2）[6]t甲>t丙， 由Q＝cmΔt知，吸收相同的热量，液体的质量相同，丙中液体b的温度变化量小，说明液体b的比热容大。 [7]t甲>t乙，说明甲中液体吸收的热量多，所以燃料1完全燃烧放出的热量多，热值大。 [8]t甲>t乙，可知图甲液体吸收的热量多于乙，而图甲和图丙中燃料相同，且均燃尽，所以液体吸收的热量相同，故乙图中液体吸收的热量最少。 9．（1）1.2×105m3；（2）1×107m3；（3）10m/s 【详解】解：（1）当风速为，空气密度为时，每秒通过叶片旋转面积（迎风面积）的空气质量是，则每秒通过叶片旋转面积的空气体积      （2）投产后，年均发电量可达，如果这些电能由燃烧天然气发电，需要释放的能量 每年可节约的天然气的体积 （3）由表格数据知空气的动能Ek与速度v和质量m的关系为 已知平均每秒通过叶片的空气动能为9×106J，平均每秒通过叶片的空气质量为 即 则此时的风速应该是 答：（1）当风速为时，每秒通过叶片旋转面积的空气体积是1.2×105m3； （2）每年可节约天然气1×107m3； （3）若此风力发电机的叶片旋转面积是，平均每秒通过叶片的空气动能为，则此时的风速应该是10m/s。 10．（1）120m；（2）；（3）；（4） 【详解】解：（1）根据速度公式得，压路机在这次压路作业中运动的距离是 （2）压路机匀速前进时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，即 又 压路机做的功 （3）根据题意可知，柴油完全燃烧释放的热量 由可得，消耗柴油的质量 （4）根据题意可知，水吸收的热量为 答：（1）压路机在这次压路作业中运动的距离是120m； （2）压路机在这次压路作业中牵引力做的功是； （3）这次作业要消耗柴油； （4）当满水箱的水从上升到可以吸收热量为。 11．（1）5.52×107J；（2）1.44×107J；（3）26.1% 【详解】解：（1）这段时间内汽油完全燃烧放出的热量为 （2）这段时间内汽车行驶的路程为 汽车牵引力做功为 （3）汽车的效率为 答：（1）这段时间内汽油完全燃烧放出的热量为5.52×107J； （2）这段时间内汽车牵引力做的功为1.44×107J； （3）该汽车的效率为26.1%。 12．（1）7.2×103N；（2）7.2×108J；（3）62.61kg 【详解】解：（1）车受到的阻力 汽车在平直的公路上匀速行驶，则牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，所以 （2）汽车匀速行驶时牵引力做的功 （3）由 可得，汽油完全燃烧释放的热量 由 可得，所需汽油的质量 答：（1）汽车匀速行驶时的牵引力为7.2×103N； （2）汽车匀速行驶时发动机的功率是1.6×105W； （3）汽车匀速行驶100km消耗62.61kg汽油。 13．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）由题意可得，煤完全燃烧放出的热量为 （2）由题意可得，水吸收的热量为 （3）因为煤完全燃烧放出的热量为，水吸收的热量为，所以煤炉烧水的效率为 答：煤完全燃烧产生的热量为； 经过时间加热，水吸收的热量为； 煤炉烧水的效率为。 14．（1）2×105Pa；（2）3.6×106J；（3）30000W；（4）80% 【详解】解：（1）车满载时整车对地面的压力 对地面的压强为 （2）车满载时在平直路面匀速行驶，汽车处于平衡状态 牵引力做的有用功 （3）牵引力做功的功率为 （4）此过程中电动机的效率为 答：（1）该车满载时对水平地面的压强为2×105Pa； （2）牵引力做的功为3.6×106J； （3）牵引力做功的功率是30000W； （4）此过程中电动机的效率为80%。 15．(1) (2)5℃ (3)1920J 【详解】（1）烧杯内冰的质量 m1=400g=0.4kg 从图象得出烧杯中冰0~4min过程中的初温为-10℃、末温为0℃，烧杯内冰吸收的热量为 Q吸=c冰m1(t1-t01)=2.1×103J/(kg·℃)×0.4kg×[0℃-(-10℃)]=8.4×103J （2）烧杯和试管中的冰（或水）在整个实验过程中质量不变，且每分钟吸收的热量恒定不变，根据烧杯中冰0~4min过程中吸收的热量可知：烧杯内冰化成的水在10～14min过程中的相同时间内吸收的热量相等，则 Q吸′=Q吸=8.4×103J 由于烧杯内冰化成的水在10min时从0℃开始升高温度，可得水的末温 （3）消耗酒精的质量 m酒精=0.32g=3.2×10-4kg 则在2min-4min过程酒精完全燃烧放出的热量 Q放=m酒精q酒精=3.2×10-4kg×3.0×107J/kg=9.6×103J 1min试管中的冰吸收的热量为 由图象可知：试管中的冰在5min~14min的时间内处于熔化过程，但在5~10min内温度相同，不发生热传递，不吸热，只是在10min~14min内吸收热量，则4min吸收的热量 Q吸熔化=4Q吸2=4×480J=1920J 16．0.6m3 【详解】解：由题意可得，水吸收的热量为 Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×100kg×（58℃-18℃）=1.68×107J 因为天然气完全燃烧放出热量的70%被水吸收，根据公式可得，天然气完全燃烧放出的热量为 再根据公式Q放=qV可得，热水器平均每天消耗天然气的体积为 答：热水器平均每天消耗0.6m3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 $$