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：___________ 一、实验题 1．为了比较煤油和花生油的热值大小，某同学设计了如图所示的实验，甲、乙两图装置完全相同 （1）实验时应该控制煤油和花生油的 相同； （2）实验中应该等煤油和花生油燃尽后，比较 来判断热值的大小。 2．小明同学“探究不同物质吸热升温的现象”，同时又“探究不同燃料燃烧的放热能力”，他设计了两组实验装置，如下图： (1)你认为“探究不同燃料燃烧的放热能力”应选用 （选填“甲”或“乙”）组器材； (2)观察甲、乙两图，除了图中相同器材，还需要用到相同的测量工具是 ；使用搅拌棒的目的是 ； (3)甲组实验是通过 来反映物质吸收热量的多少，乙组是通过 来反映燃料放出热量的多少； (4)小明购买了一盒薯片，取出几片用上述方法测出薯片的热值为1.4×107J/kg，他又观察到包装盒上印有“质量：100g”，他据此算出了整盒薯片能提供的热量为 J，这个结果与包装盒上注明的“能量：2100kJ”不等（1kJ=103J），原因可能是 。 3．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 （相等/不同）． （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：燃料2的热值是 J/kg． 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 ？ （3）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏小，你认为出现这样情况的主要原因是： ． 4．为了比较水和沙子吸热本领的大小，小明做了如图甲所示的实验：在2个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如表： 物质 质量/g 温度升高10℃需要时间/s 温度升高20℃需要时间/s 温度升高30℃需要时间/s 水 30 96 163 220 沙子 30 6 89 124 （1）在此实验中，通过比较 来比较两种物质吸收热量的多少； （2）分析表格可以得到的结论是： ； （3）整体看来，升高相同的温度，水需要加热的时间较长。请你分析，若加热相同的时间， 的温度升高得多； （4）另一个同学用如图乙所示的装置进行研究，则他探究的是不同燃料的 是否相同。 5．小红同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来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装置，并每隔1min记录了杯中水的温度。    加热时间/min 0 1 2 3 4 5 甲杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 乙杯水温/℃ 25 26 27 28 29 30 (1)在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是：先固定 的位置，再调整固定 的位置（选填“A”或“B”）。 (2)为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有：加热时间和水的 、 。 (3)通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 ；理由是 。 (4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并记录数据利用公式计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油热值。你认为他的计算结果可靠吗？ 。理由是 。 6．下表列出了几种燃料的热值，单位是J/kg。 燃料种类 无烟煤 酒精 煤油 干木材 液态氢 热值 (1)由表可知，若1g的酒精完全燃烧，可放出热量 J； (2)如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量相等，烧杯内的液体质量和初温也相同，液体a、b的温度在实验过程中一直没有达到沸点，不计热损失。 ①为了验证“燃料完全燃烧时放出的热量是否与燃料的种类有关”，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“温度计示数”或“加热时间”）来反映的； ②比较不同物质吸热升温的特点，应选择 两图进行实验，液体吸收热量的多少通过 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的。 7．用下图所示的两套完全相同的器材，比较酒精和煤油的热值大小，分别在两个燃烧皿中放入质量 （选填“相同”或“不同”）的酒精和煤油.点燃后加热质量相等的水，通过比较燃料 （选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”）后温度计示数的变化来比较燃料的热值大小。实验结束时，乙装置中水温升高较多，可初步判断 的热值较大。 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，需要的测量器材如图所示：还需秒表和 ； 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的温度曲线为A，液体b的温度曲线为B，且液体b的比热容是4.0×103J/(kg·℃)，液体a的比热容是 J/(kg·℃)。 二、计算题 9．小明用图甲所示的装置测量某种物质的比热容。他取200g的该物质加热，酒精灯平均每分钟消耗0.22g酒精，根据测得的数据绘制了物质温度随时间变化图像，如图乙所示。已知该装置的加热效率为35%，酒精的热值q酒精=3×107J/kg，求： （1）该过程中酒精灯放出的热量； （2）该过程中200g物体吸收的热量； （3）该物质的比热容。    10．热量的单位有两种，一种是国际单位焦耳，简称“焦”，符号J；另一种是“卡路里”，简称“卡”，符号Cal，这个单位被广泛使用在营养计量和健身手册上。“卡”是这样规定的：在1标准大气压下，将1克水温度升高1摄氏度所需要吸收的热量为1卡。 (1)1卡合多少焦耳； (2)煤炭行业常用“大卡”来描述煤炭的品质，1大卡卡，如果无烟煤的热值为8000大卡/千克，则用热效率为50%的煤炉将一壶质量为4千克，初温为20℃的水烧开（1标准大气压）需要多少千克无烟煤？。 11．汽油机是工农业生产中常用的热机。如图所示，某单缸四冲程汽油机飞轮转速是1200r/min，活塞面积S为100cm2，活塞上、下止点的距离即汽缸的冲程长l为0.25m，做功冲程燃气对活塞的平均压强p为6×105Pa，每分钟燃烧汽油的质量m为50g，已知：汽油的热值为，q=4.6×107J/kg，请你计算： （1）50g汽油完全燃烧放出的热量； （2）每分钟燃气对活塞做的功； （3）汽油机的效率（百分号前保留整数）。 12．图甲是我国自主研制生产的一种环保混合动力实验汽车。该混合动力汽车启动时，内燃机不工作，车内蓄电池输出能量，当高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输出能量，同时又可以向蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量。为了保护蓄电池，当电池使用到剩下最大容量的25%停止供电。汽车的某些参数如表所示。（q汽油=4.6×107J/kg） 电机 输出最大功率/kW 40 电池 输出电压/V 300 最大容量/J 1.0×108 整车 质量/t 1.8 （1）某次测试中，该车以50km/h的速度在平直公路上匀速行驶1h，观察仪表盘，蓄电池储存的能量由最大值的45%增大至75%，求： ①5kg汽油完全燃烧放出的热量； ②本次测试汽车的能量利用率（结果保留一位小数）； （2）另一次测试中，只用蓄电池提供动力且输出电能全部转化为机械能，该车在电池充满电的情况下以60km/h的速度最多可行驶多少km？ 13．一定气压下，某种晶体熔化成同温度液体时所吸收的热量与其质量之比叫该晶体的熔化热，用字母λ表示。在标准大气压下，用一个热效率为40%的酒精炉为热源，将60g初温为0℃的冰全部熔化为0℃的水，共燃烧了14g酒精，酒精的热值为3×107J/kg。求： （1）冰熔化过程中吸收的热量； （2）在标准大气压下，冰的熔化热λ冰。 14．我国自主研制的某型新一代战斗机，具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为3.7×104kg，最大飞行高度达2×104m，最大航行速度达2.5倍声速，最大载油量为104kg．飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表（其中一格数据漏填）： 速度v/（m/s） 100 200 300 400 500 阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 7.5×104 已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是30%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg （1）飞机发动机完全燃烧104kg燃油放出的热量为多少焦？ （2）当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？ （3）某次执行任务时，驾驶员发现飞机的油量还有5.4×103kg，若以600m/s的速度巡航，则飞机的最多还能飞行多少千米？ 15．水壶里装有3kg、40℃的水，用天然气炉具将其加热至沸腾，烧开这壶水消耗的天然气是0.02m3，已知天然气的热值为8.0×107J/ m3，大气压强为1标准大气压。求： （1）烧开这壶水，水需要吸收的热量； （2）天然气完全燃烧放出多少热量？ （3）天然气炉具的效率。 16．氢燃料是21世纪的理想能源。如图，这是我国自主研发的氢燃料新能源公交车，满载质量为。某次满载在内匀速直线行驶，消耗氢燃料。公交车匀速直线行驶时所受阻力为总重的。（g取）求公交车在此行驶过程中： （1）牵引力做功的功率； （2）公交车发动机的热机效率。 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． 质量 升高的水温 【详解】（1）[1]为了保证实验的可靠性，根据控制变量法可知，需要控制煤油和花生油的质量相同。 （2）[2]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，根据可知，通过升高的水温来判断两种燃料热值的大小。 2． 乙 天平 使物体均匀受热 加热时间 水升高的温度 1.4×106J 薯片放出的热量没有全部被水吸收 【详解】(1)[1]探究不同燃料燃烧的放热能力，应选择燃料不同的实验，故选乙组。 (2)[2]两组实验中都要测量质量，故还需要用到测量工具是天平。 [3]使用搅拌棒的目的是使物体均匀受热。 (3)[4][5]两组实验都采用转换法，甲组实验是通过加热时间来反映物质吸收热量的多少；乙组是通过水升高的温度来反映燃料放出热量的多少。 (4)[6]他据此算出了整盒薯片能提供的热量为 [7]薯片放出的热量没有全部被水吸收，有一部分能量损失了。 3． 甲、乙 甲、丙 相等 1.2×106 燃料燃烧释放的热量不能全部被液体吸收 【详解】（1）为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲乙两图进行实验； 为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲丙两图进行实验； 在实验中，三烧杯中a、b液体的质量必须相等； （2）燃烧燃料2和燃烧燃料1相比，液体升高的温度为2：1，液体吸收热量为2：1，即燃料完全燃烧放出热量2：1，所以热值为2：1，由此得出燃料2的热值是1.2×106J/kg； （3）由于燃料燃烧释放的热量不能全部被液体吸收，使得实验得到的燃料热值偏小． 4． 加热时间 水的吸热能力比沙子的吸热能力强 沙子 热值 【详解】（1）[1]在此实验中，用加热时间的长短表示吸热的多少。所以根据转换法，通过比较加热时间来比较两种物质吸收热量的多少。 （2）[2]分析表格可知，质量相同的水和沙子升高相同的温度，水加热时间长，即水吸收的热量多，根据比较吸热能力的方法，得到的结论是：水的吸热能力比沙子的吸热能力强。 （3）[3]因升高相同的温度，水需要加热的时间较长。据此记录表格可知，若加热相同的时间6s，沙子的温度升高10℃，水升高的温度低于10℃。 （4）[4]如图乙所示的装置中，用不同的燃料，使其完全燃烧，加热（质量相同的）同种液体进行加热，比较两杯水升高的温度，则他探究的是不同燃料的热值是否相同。 5．(1) B A (2) 质量 水的初温 (3) 煤油 甲杯中水温升高的快 (4) 不可靠 燃料燃烧释放的热量不能完全被水吸收 【详解】（1）[1][2]在安装、调整实验器材时，需要考虑实验的稳定性和准确性。由于酒精灯的外焰温度最高，且火焰大小相对稳定，因此应先固定酒精灯（即B）的位置，确保火焰能够稳定地加热烧杯中的水。接着，再调整固定温度计（即A）的位置，使其能够准确地测量烧杯中水的温度。 （2）为了保证实验结论的可靠，需要控制一些变量。除了加热时间外，还需要控制水的质量和初温相同。这是因为水的质量和初温会影响水吸收热量的多少，从而影响实验结果的准确性。只有确保这些变量相同，才能比较煤油和菜籽油的热值大小。 （3）[1][2]分析表格数据可知，相同时间内，甲杯水的温度升高的较快，即甲酒精灯燃烧产生的热量多，所以其热值大。 （4）[1][2]因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小，因此这样的计算结果不可靠。 6．(1) (2) 甲、乙 温度计示数 甲、丙 加热时间 【详解】（1）酒精的热值为，故燃烧1g的酒精放出的热量为 （2）[1]为了验证“燃料完全燃烧时放出的热量是否与燃料的种类有关”，根据控制变量法的要求，燃料的种类要不同，被加热的液体要相同，故应选择甲、乙两图进行实验。 [2]两杯质量相同的同种液体，升高的温度越多，说明吸收的热量越多，燃料放出的热量越多，即通过温度计示数的变化判断燃料完全燃烧放出的热量的多少。 [3]比较不同物质吸热升温的特点，应该选用相同燃料的热源，不同的液体，所以应该选用甲、丙两图进行实验； [4]相同的热源，液体吸收热量的多少是通过加热时间来反映的。 7． 相同 完全燃烧 煤油 【详解】[1][2]分别在两个燃烧皿中放入质量相同的酒精和煤油，点燃后加热质量相等的水，通过比较燃料全部燃烧后温度计示数的变化来比较燃料的热值大小，温度计示数变化大的，水吸收的热量较多，燃料完全燃烧释放的热量较多，由得，质量相同时，燃料完全燃烧释放的热量较多的燃料热值较大。 [3]实验结束时，乙装置中水温升高较多，质量相同的酒精与煤油完全燃烧的质量相同时，煤油释放的热量较多，说明煤油的热值较大。 8． 乙 液体升高的温度 丙 天平 加热时间 2.0×103 【详解】（1）[1]比较不同燃料的热值，应选择不同的燃料加热相同的物质，即用甲、乙两图进行实验。 [2]质量相同的水，温度变化越大，说明吸收热量越多，所以实验中通过液体升高的温度来表示燃料放出热量的多少。 （2）①[3]比较不同物质吸热升温的特点时，应选用同种燃料加热相同质量的不同液体，故应选择甲和丙两图进行实验。 [4]因为要取用质量相等的两种液体，故还需要天平。 ②[5]本实验采用相同的加热方式，运用转换法，将吸收的热量转换为加热时间，故不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。 ③[6]根据Q＝cmΔt，在质量和升高温度相同的情况下，吸热与比热容成成正比，液体A的比热容是 9．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）由乙图可知该过程持续20min，所以消耗酒精的质量为 所以该过程中酒精灯放出的热量为 （2）加热效率为35%，则该过程中200g物体吸收的热量为 （3）根据可得该物质的比热容为 答：（1）该过程中酒精灯放出的热量为； （2）该过程中200g物体吸收的热量为； （3）该物质的比热容为。 10．(1)4.2J (2)0.08kg 【详解】（1）由题知，1g的水温度升高1℃所吸收的热量为1卡，则有 即1卡合4.2J。 （2）水升高的温度为 则水吸收的热量为 无烟煤完全燃烧需要放出的热量为 无烟煤的热值为 由可知，无烟煤的质量为 11．（1）2.3×106J；（2）9×105J；（3）39% 【详解】解：（1）50g汽油完全燃烧放出的热量为 （2）根据知该汽车发动机做功冲程中燃气对活塞的平均压力为 一个做功冲程中燃气对活塞做的功 飞轮（曲轴）每转两圈对外做功一次，所以飞轮1min转动1200周，1min要对外做功600次，所以燃气对活塞做的总功为 （3）汽油机的效率 答：（1）50g汽油完全燃烧放出的热量2.3×106J； （2）每分钟燃气对活塞做的功为9×105J； （3）汽油机的效率39%。 12．（1）①2.3×108J；②34.8%；（2）50km 【详解】解：（1）①5kg汽油完全燃烧放出的热量为 Q放＝mq汽油＝5kg×4.6×107J/kg＝2.3×108J ②由图乙可知，当车的速度为50km/h时汽车受到的阻力f＝1000N，由于车匀速行驶，车受到的阻力与牵引力是一对平衡力，车的牵引力为 F＝f＝1000N 路程为 车所做的机械功为 W＝Fs＝1000N×50×1000m＝5×107J 蓄电池增加的电能为 W电＝（75%﹣45%）×1.0×108J＝3×107J 所以车获得的有用功为 W总＝W+W电＝5×107J+3×107J＝8×107J 本次测试汽车的能量利用率为 （2）根据题意可知，电池一次能提供的电能为 W′＝（1﹣25%）×1.0×108J＝7.5×107J 根据题意可知，车获得的机械能为 W机械＝W′＝7.5×107J 由图乙可知，当车速为60km/h时，汽车受到的阻力f′＝1500N，,由于车匀速行驶，车受到的阻力与牵引力是一对平衡力，车的牵引力为 F′＝f′＝1500N 由W＝Fs可知，该车行驶的路程为 答：（1）①5kg汽油完全燃烧放出的热量为2.3×108J； ②本次测试汽车的能量利用率为34.8%； （2）该车在电池充满电的情况下以60km/h的速度最多可行驶50km。 13．（1）4.2×105J；（2）2.8×106J/kg 【详解】解：（1）14g酒精完全燃烧放出的热量 由可得冰熔化成水吸收热量 （2）冰的质量 冰的熔化热 答：（1）冰熔化过程中吸收的热量为4.2×105J； （2）在标准大气压下，冰的熔化热为2.8×106J/kg。 14．（1）5×1011J； （2）1.92×104kW； （3）750km． 【详解】解：（1）燃油完全燃烧放出的热量： Q=mq=1×104kg×5×107J/kg=5×1011J； （2）由表中数据可知，所受阻力与速度的倍数的平方成正比，即=（）2， 则飞机以400m/s的速度巡航时，所受阻力为f4=（）2f1=（）2×0.3×104N=4.8×104N； 则飞机发动机的输出功率P===Fv=fv=4.8×104N×400m/s=1.92×107W=1.92×104kW， （3）飞机的油量还有5.4×103kg，则Q′=m′q=5.4×103kg×5×107J/kg=2.7×1011J； 由η=得：有用功W=30%×Q′=30%×2.7×1011J=8.1×1010J， 速度600m/s时的阻力为f6=（）2f1=（）2×0.3×104N=10.8×104N； 则由W=Fs=fs，可得s===7.5×105m=750km． 答：（1）飞机发动机完全燃烧104kg燃油放出的热量为5×1011J； （2）当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是1.92×104kW； （3）若以600m/s的速度巡航，则飞机的最多还能飞行750km． 【点评】本题考查热量和功率的计算，新一代战斗机是一项高科技的研究成果，它包含了众多与物理学相关的知识，我们应该学会通过分析材料找出里面所包含的物理信息，并解答相关的疑问． 15．（1）7.56×105J；（2）1.6×106J；（3）47.25% 【详解】解：（1）1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 Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×3kg×(100℃-40℃)=7.56×105J （2）天然气完全燃烧释放热量 Q放=qV=8.0×107J/m3×0.02m3=1.6×106J （3）天然气炉具的效率 答：（1）烧开这壶水，水需要吸收的热量是7.56×105J； （2）天然气完全燃烧放出多少热量是1.6×106J； （3）天然气炉具的效率是47.25%。 16．（1）2.8×104W；（2）30% 【详解】解：（1）由可得，公交车的受到的重力为 由题意知，公交车所受的阻力为 公交车匀速直线行驶时，牵引力与阻力是一对平衡力，则牵引力大小为 其中公交车在5min内匀速直线行驶4.2km，则该过程牵引力所做的功为 由可得，牵引力做功的功率为 （2）0.2kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为 由 可得，公交车发动机的热机效率为 答：（1）牵引力做功的功率为2.8×104W； （2）公交车发动机的热机效率为30%。 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 $$