2025年中考物理压轴题训练--内能的利用计算题

2025年中考物理压轴题训练--内能的利用计算题 一、计算题 1．有一功率为46kW、热机效率为20%的汽车正在一平直的公路上行驶，此时油箱中仅剩下5kg的汽油，汽车以20m/s的速度向前匀速沿直线行驶，问： （1）完全燃烧5kg的汽油能放出多少J的热量？（） （2）汽车还可以前进多远？ （3）完全燃烧5kg的汽油放出的热量用来加热质量1000kg初温为2oC的水，能使水温升到多少oC？[结果保留到整数位，不考虑能量损失，] 2．小红家煮饭、烧水使用的是管道天然气，已知天然气的热值是8.4×107J/m3，放出的热量有50％被有效利用，现要将质量为4kg，初温为25℃的水加热到100℃，求： (1)水吸收的热量是多少？ (2)需要完全燃烧多少立方米的天然气？ 3．小明用煤气将2L的水从20℃加热到70℃，水的比热容是。求： （1）水吸收的热量是多少？ （2）若煤气烧水时，热量损失为，则烧水效率为多少？ （3）烧开这壶水至少需要完全燃烧多少立方米煤气？（煤气的热值约） 4．煤炭作为我国传统的能源，一直备受广大居民的重视。自2021年以来，煤炭价格持续走高。而太阳能具有环保、可再生等优点，某品牌太阳能热水器在一天的有效照射时间内，将热水器中质量60kg、初温为15℃的水升高到65℃。[水的比热容为，无烟煤的热值为3.4×107J/kg]，求： （1）热水器中水吸收的热量； （2）若用无烟煤来加热这些水，需要完全燃烧多少千克无烟煤？（设无烟煤放的热量全部被水吸收，计算结果保留2位小数） 5．如图所示新型的天然气灶既环保又节能。小明家用天然气灶给质量为，初温为的水加热。求：[] (1)若要放出的热量，需要完全燃烧天然气的质量是多少？ (2)若上述天然气燃烧放出的热量有被水吸收，水温会升高到多少？ 6．合理分类和利用垃圾可以保护环境变废为宝在一定条件下，1t分类后的垃圾能“榨”出140kg燃料油，若燃料油的热值为3.0×107J/kg。求： (1)140kg燃料油完全燃烧释放的热量； (2)若这些热量完全被水吸收，可以将多少千克的初温20℃的水加热至70℃； (3)若这些热量的30%用来做有用功，可使牵引力为2×103N的出租车匀速行驶多少千米？ 7．如图所示，我国自主研制的大型水陆两栖灭火机“鲲龙”号在进行低空投水表演，若航行20min，飞机消耗航空燃油900kg，发动机的平均功率为1.5×107 W，航空燃油的热值为5×107 J/kg。求： （1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量。 （2）发动机的效率。    8．某物理兴趣小组的同学， 用煤炉给80kg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3kg的煤，已知（c水=4.2×103J/（kg⋅°C），q煤=3×107J/ kg。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。 9．小红观察到家里的迷你磁炉外包装上印有“体积小方便携带、高火力效率高”等字样，她内心产生了疑问：“该款磁炉的效率到底有多高？”于是她准备实际测试一下炉子的效率，她测量了2kg的水倒入锅中，测得初温为20℃，当水温加热到100℃时停止加热，测得燃烧了32g的丁烷气体，水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），这种丁烷气体的热值是3.5×107J/kg。试求： (1)32g丁烷气体完全燃烧放出的热量是多少？ (2)水吸收的热量是多少？ (3)炉子烧水的效率是多少？ 10．如图所示是一款履带运输车运送石料。一次运送中，运输车在2min内沿水平路面匀速直线行驶600m，行驶中受到的阻力为104N（g取10N/kg，燃料热值q取4.5×107J/kg）求： （1）这次运送中，运输车发动机的功率； （2）若行驶中受到的阻力不变，发动机的效率是40%，10kg的燃料可供该车沿水平路面匀速直线行驶的距离。 11．小刚家安装了一台太阳能热水器，水箱容积是200L，小刚进行了一次观察活动：星期天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为70℃．请你求解下列问题： （1）水箱中水的质量；（c水＝4.2×103J/（kg•℃）、q煤气＝4.2×107J/kg） （2）水吸收的热量； （3）如果水吸收的这些热量全部通过燃烧煤气提供，求至少需要燃烧多少煤气？ 12．小明家的电热水器装满30 kg水，通电加热一段时间，水的温度由20℃升高到50℃。[水的比热容为c水=4.2×103 J/(kg·℃)]求： (1)加热过程中水吸收的热量； (2)已知加热过程电热水器消耗的总电能为4.2×106 J，求电热水器的热效率。 13．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。[c水＝4.2×103J/（kg·℃）；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是多少； （2）若这些热量有50%被质量为200kg的水吸收，则水升高的温度为多少； （3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率做匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量和公交车所做的功相等，则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。 14．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给20kg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．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． 15．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给50kg、初温为20℃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，已知煤炉烧水时的热效率是21%，水的比热容为，煤的热值约为3×107J/kg。求： （1）经过6min时间加热，水所吸收的热量为多少? （2）在这6min内会完全燃烧多少kg的煤。 16．科学家正在研制一种用水作燃料的“零排放汽车”，其工作原理是：水和硼反应产生氢，氢再进入内燃机燃烧或装入燃料电池发电；后续反应产生的水又被收集，唯一副产品“氧化硼”还可以再转变成硼并循环利用． （1）据科学家计算，一辆汽车一次装载18kg硼和45L水，反应放出的能量与30kg汽油相当（汽油的热值为4.6×107J/kg）．30kg汽油完全燃烧放出的能量是多少焦？ （2）如果该车以108km/h的速度在水平路面上匀速行驶，反应放出的能量转化为机械能的效率为80%，该车的质量是1.6t，车受到的阻力是车重的10%．则该车发动机的输出功率是多大？ （3）加一次硼和水可以供车行驶多少千米？ （4）该车的优点有哪些？（写出一条） 17．阿牛用天然气灶头烧水，若此燃气灶的能量利用效率为60%，则将4千克初温为25℃的水加热到95℃，需要多少体积的天然气？已知天然气的热值为q=7.0×107J/m3． 18．在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，烧杯中盛有20℃、质量为100g的水，在一个标准大气压下加热至沸腾，假如完全燃烧酒精3g．[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），酒精的热值为3.0×107J/kg]求： （1）水吸收的热量是多少？ （2）此过程中酒精灯烧水的热效率． （3）科学研究表明：1g 100℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收2.26×103J的热量．水开始沸腾后持续观察沸腾现象，同时发现水的质量减少了5g，求此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量． 19．如图所示是百度在全球的首款无人驾驶巴士“阿波龙”，其空车质量为3000kg，静止时轮胎与地面接触的总面积为0.2m2．车满载时以36km/h的速度匀速直线行驶时，所受到的阻力是1380N，求：(q汽油＝4.6×107J/kg，g取10N/kg) (1) “阿波龙”空车静止在水平路面上时，对路面的压强是多少？ (2)该车满载时以36km/h的速度做匀速直线运动，牵引力的功率是多少？ (3)若该车用效率为30%的汽油机提供动力工作，且以36km/h的速度满载匀速直线行驶了1km，则需消耗多少千克汽油？ 20．国土资源部中国地质调查局5月18日宣布，我国正在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功，这也标志着我国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家．如图，据央视报道：一辆使用天然气为燃料的汽车，一次加100升液态天然气（1升液态天然气约相当于600升气态天然气）能跑300公里的话，，那么加入相同体积的可燃冰，这辆车就能跑5万公里．已知天然气的热值为3.6×107J/m3,求： （1）可燃冰的热值； （2）在一个标准大气压下，燃烧1L可燃冰至少可以使1L初温为20℃的水升高多少℃？（水的比热容4.2×103J/（kg·℃），水的密度1×103kg/m3） （3）假设新闻中报道的是2t的汽车，在水平路面匀速直线上行驶时受到的摩擦力是重力的0.1倍．汽车的发动机的效率是多少？由此你有什么发现？（g取10N/kg） 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年中考物理压轴题训练--内能的利用计算题》参考答案 1．（1）2.3×108J；（2）20km；（3）57℃ 【详解】解：（1）完全燃烧5kg的汽油能放出的热量是 （2）已知汽车的热机效率为20%，根据得，汽车做的有用功为 所用的时间 汽车还可以前的距离 （3）水升高的温度是 水温升到的温度 答：（1）完全燃烧5kg的汽能放出2.3×108J的热量； （2）汽车还可以前进20km； （3）能使水温升到57℃。 2．(1)1.26×106J；(2)0.03m3 【详解】(1)水吸收的热量 (2)天然气完全燃烧放出的热量 天然气的体积 答：(1)水吸收的热量是； (2)需要完全燃烧的天然气。 3．（1）4.2×105J；（2）60%；（3）0.02m3 【详解】（1）水的质量 水吸收的热量 （2）煤气释放的热量 烧水的效率 （3）烧开这壶水需要燃烧的煤气的体积 答：（1）水吸收的热量是4.2×105J； （2）烧水效率为60%； （3）烧开这壶水至少需要完全燃烧0.02m3煤气。 4．（1）1.26×107J；（2）0.37 【详解】解：（1）水吸收的热量 （2）无烟煤放的热量全部被水吸收，即 由可知，需要完全燃烧无烟煤的质量 答：（1）热水器中水吸收的热量为1.26×107J； （2）需要完全燃烧0.37千克无烟煤。 5．(1)0.02kg (2)80℃ 【详解】（1）需要完全燃烧天然气的质量为 （2）水吸收的热量为 升高的温度为 则水的末温为 6．(1)4.2×109J (2) (3)630km 【详解】（1）140kg燃料油完全燃烧释放的热量为 （2）若这些热量完全被水吸收，即，根据可知，水的质量为 （3）若这些热量的30%用来做有用功，则有用功为 根据W＝Fs可知，出租车匀速行驶的路程为 7．（1）4.5×1010 J；（2）40% 【详解】解：（1）航空燃油完全燃烧放出的热量为 （2）根据得，飞机发动机做的功为 发动机的效率为 答：（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量为； （2）发动机的效率为。 8．(1)9×107J (2)2.016×107J (3)22.4% 【详解】（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 9．(1) (2) (3) 【详解】（1）由题可知，丁烷气体完全燃烧放出的热量是 （2）水吸收的热量是 （3）炉子烧水的效率是 10．（1）5×104W；（2）1.8×104m 【详解】解：（1）因为运输车匀速直线行驶，受力平衡，所以发动机的牵引力 F牵＝f＝104N 这次运送中，运输车发动机做的功 W＝F牵s＝104N×600m＝6×106J 运输车发动机的功率 （2）10kg的燃料完全燃烧放出的热量 Q放＝m燃料q＝10kg×4.5×107J/kg＝4.5×108J 发动机做的有用功 W有用＝Q放η＝4.5×108J×40%＝1.8×108J 该车沿水平路面匀速直线行驶的距离 答：（1）运输车发动机的功率是5×104W； （2）10kg的燃料可供该车沿水平路面匀速直线行驶的距离是1.8×104m。 11．（1）200kg；（2）4.2×107J；（3）1kg． 【详解】（1）水的体积：V＝200L＝0.2m3， 由ρ＝可得水的质量： m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.2m3＝200kg； （2）水吸收的热量： Q吸＝cm （t﹣to）＝4.2×103J/（kg•℃）×200kg×（70℃﹣20℃）＝4.2×107J； （3）由题知，煤气完全燃烧放出的热量Q放＝Q吸＝4.2×107J 根据Q＝mq可得需要燃烧煤气的质量： m＝＝＝1kg． 12．(1)3.78×106J；(2)90% 【详解】解：(1)水吸收的热量 (2)电热水器加热效率是 答：(1)加热过程中水吸收的热量是； (2)电热水器的热效率是。 13．（1）；（2）25℃；（3）5min 【详解】解：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是 （2）若这些热量有50%被质量为200kg的水吸收，则水吸收的热量为 由可得，则水升高的温度为 （3）0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量为，则汽车做的功为。由可知，这些热量能让该公交车匀速行驶的时间为 答：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是； （2）若这些热量有50%被质量为200kg的水吸收，则水升高的温度为25℃； （3）这些热量能让该公交车匀速行驶5分钟。 14．（1）6×107J；（2）5.04×106J（3）8.4%． 【详解】解：（1）煤完全燃烧产生的热量Q放=mq=3kg×3×107J/kg=9×107J； （2）Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×20kg×（80℃﹣20℃）=5.04×106J； （3）煤炉烧水时的热效率η=×100%=×100%=5.6%． 答：（1）煤完全燃烧产生的热量为9×107J； （2）经过6min时间加热，水所吸收的热量为5.04×106J； （3）煤炉烧水时的热效率为5.6%． 【点评】本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用，能从液体的温度随时间变化的图象搜集有关信息是本题的关键． 15．（1）；（2）2kg 【详解】解：（1）经过6min时间加热，水温由20℃升高到80℃，水所吸收的热量是 （2）由可得，煤燃烧需放出热量是 由可得，燃烧煤的质量是 答：（1）经过6min时间加热，水吸收热量； （2）在这6min内会完全燃烧2kg的煤。 16．（1）1.38×109J；（2）4.8×104W；（3）6.9×105千米；（4）对环境无污染 【详解】(1)30kg汽油完全燃烧放出的能量Q放＝qm＝4.6×107J/kg30kg＝1.38×109J;(2)汽车匀速直线行驶，发动机的牵引力F＝F阻＝G10＝1.6103kg10N/kg10＝1.6×103N;汽车的速度v＝108km/h＝30m/s,则发动机的功率：P＝Fv＝1.6×103N30m/s＝4.8×104W;(3) 反应放出的能量转化为机械能的效率为80%,即W有＝Q放80＝1.38×109J80＝1.104×109J，由W＝Fs可得，汽车行驶路程s＝＝6.9105m;(4)由该车的工作原理可知，该车的优点对环境无污染． 【点睛】（1）知道汽油的质量、热值，利用Q放＝qm求汽油完全燃烧放出的热量；（2）知道匀速直线行驶，牵引力等于阻力，再根据P＝Fv可求发动机的功率；（3）由W有＝Q放80求出有用功，在其根据W＝Fs求出车行驶的路程；（4）通过阅读材料知，该车的优点对环境无污染． 17．0.028 m3 【详解】根据题意知道，水吸收的热量是： Q吸=c水m△t=4.2×103 J/（kg•℃）×4kg×（95℃-25℃）=1.176×106 J； 根据题意知道， Q吸= Q放60%，所以，燃烧天然气放出的热量是： 由Q放=qV知道，需要天然气的体积是： ． 答：需要天然气的体积是0.028 m3． 18．（1）3.36×104J；（2）37.3%；（3）1.13×104J． 【详解】（1）一个标准大气压下水的沸点为100℃，即需将水加热至100℃，水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×104J；（2）3g酒精完全燃烧释放的热量：Q放＝mq＝3×10﹣3kg×3.0×107J/kg＝9×104J；酒精灯烧水的热效率：η＝×100%＝×100%≈37.3%；（3）1g 100℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收2.26×103J的热量，则5g 100℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收的热量：Q＝5g×2.26×103J/g＝1.13×104J． 点睛：（1）知道水的质量、水的比热容和水的温度变化，根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；（2）知道酒精的热值和质量，根据Q放＝mq求出酒精完全燃烧释放的热量；水吸收的热量和酒精完全燃烧放出热量的比值即为烧水的效率；（3）根据1g 100℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收的热量求出5g的水完全汽化成同温度水蒸气所需要吸收的热量． 19．(1)1.5×105Pa；(2)13800W；(3)0.1kg 【详解】(1)空车的重力： G＝mg＝3000kg×10N/kg＝3×104N， 因为车在水平地面上，所以对地的压力： F压＝G＝3×104N， 对路面的压强： p＝＝1.5×105Pa； (2)36km/h＝10m/s，因为车匀速行驶时，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以牵引力F牵＝f＝1380 N，牵引力的功率： P＝＝Fv＝1380N×10m/s＝13800W； (3)以36km/h的速度满载匀速直线行驶了1km做的功： W＝Fs＝1380N×1000m＝1.38×106J， 汽油完全燃烧释放的热量： Q放＝＝4.6×106J， 需要消耗汽油的质量： m＝＝0.1kg． 答：(1)“阿波龙”空车静止在水平路面上时，对路面的压强是1.5×105Pa； (2)该车满载时以36km/h的速度做匀速直线运动，牵引力的功率是13800W； (3)若该车用效率为30%的汽油机提供动力工作，且以36km/h的速度满载匀速直线行驶了1km，则需消耗0.1千克汽油． 20．（1）（2）80℃（3）27.8%；汽车发动机的效率较低，提高热机效率是节能能源的有效措施． 【详解】（1）根据题意知，加100升液态天然气（1升液态天然气约相当于600升气态天然气）能跑300公里的话，那么加入相同体积的可燃冰，这辆车就能跑5万公里，在阻力相同时，做的功与距离成正比， 可得： 解得可燃冰的热值：． （2）根据得，燃烧1L可燃冰放出的热量为： ， 根据得，1L水的质量为：， 根据得，水升高的温度为： ； 此温度已经远远超出一个标准气压下水的沸点100℃，所以1L水实际升高的温度为： ． （3）根据得，燃烧100L液态天然气放出的热量为： ； 根据题意知，匀速行驶时汽车受到的牵引力等于即摩擦力： ， 行驶300公里汽车发动机做的功为：； 根据汽车的发动机的效率是： ． 通过效率的计算可以发现：汽车发动机的效率较低，燃料燃烧释放的热量大部分都浪费了，所以提高热机效率是节能能源的有效措施． 【点睛】注意熟练应用功的公式、密度公式、吸热公式、热值公式、效率公式，第二问中，是个容易出现错误的地方，因为标准气压下，水的沸点为100℃，所以水温只能升高80℃． 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 $$