2025年中考物理二轮复习专题——热学的综合计算

2025年中考物理二轮复习专题——热学的综合计算 一、计算题 1．“水地暖”取暖的原理是以温度不高于60℃的热水为热媒，在埋置于地面以下填充层中的管道内循环流动，加热整个地板，通过地面以热传递的方式向室内供热的一种供暖方式，如图所示，某房间一段时间内循环流动的水质量为1000千克，进水温度为55℃，出水温度为40℃，求这段时间里： （1）水降低的温度Δt； （2）水向外界放出的热量Q放。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]    2．用两个相同的电热器给质量同为4kg的物质甲和4kg的水加热，它们的温度随时间的变化关系如图所示，已知水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）。求： (1)水20min吸收的热量； (2)甲4min吸收的热量。 3．太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一。某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为26℃的水，温度升高到46℃。[已知水的比热容c＝4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值q＝7×107J/m3]求： (1)热水器中的水吸收的热量Q吸； (2)热水器的效率η； (3)热水器5小时有效照射内接收到的太阳能，相当于完全燃烧多少体积的天然气放出的热量？ 4．为了保障学生人身安全，目前已有一大批校车投入使用，这辆校车在某段平直公路上匀速行驶8000m，消耗柴油2kg，受到的阻力是2×103N，（柴油热值3.2×107J/kg）求： （1）这段路程内发动机做的功； （2）这段路程内消耗的柴油完全燃烧放出的热量； （3）这段路程内柴油机的效率。 5．如图所示，是奇瑞公司新推出的一款电动轿车，当该车以的速度在一段平直的公路上匀速行驶了100km时，输出功率为20kW。若充电到使用的总效率是，那么，行驶100km，求： （1）该车发动机做的有用功是多少？ （2）需要电费多少？ （3）如果用原来同样型号的燃油轿车，汽油机的效率为，用同样的方式行驶100km，需要燃油费多少？ （已知：汽油的密度取，汽油的热值为，电费是 ，汽油，计算结果保留两位小数） 6．今年是全面建成小康社会目标的实现之年，乡亲们淘汰了柴炉，改用了清洁干净的液化天然气炉。 (1)要将2kg初温为20℃的水恰好加热到70℃，需要吸收多少热量？( )[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] (2)若烧水的热量由液化天然气炉提供，假设完全燃烧天然气放出的热量全部被水吸收，则需要燃烧天然气 m3（天然气热值为4.2×107J/m3）。（此问不写过程） 7．某一家用两挡可控的恒温餐盘，其高温挡电功率为1000W，低温挡电功率为220W，简化电路如图甲所示，R1、R2均是发热电阻。求： （1）发热电阻R2的阻值是多少？ （2）不计热量损失，使用加热挡把1kg米饭从20℃加热到40℃，需要多长的时间？[米饭的比热容取2.5×103J/(kg⋅℃)] （3）在用电高峰期，关掉家里的其他用电器，只让处于低温挡状态的该恒温餐盘工作，观察到电能表的脉冲指示灯在220s内闪烁了40次，如图乙所示，求此时的实际电压。 8．小华家新买了一台电热淋浴器，如图甲所示，待工人师傅安装后，妈妈装满水就要插到电路中使用，小华发现后让妈妈先等一下，接着他先看了家中的电能表（如图乙所示）和电热淋浴器的铭牌（如下表），然后又观察家中此时正在工作的用电器有：50W灯泡六只、180W电冰箱一台、1100W空调一台.[，] 额定电压 220V 额定功率 3000W 水箱容积 50L （1）此时电热淋浴器还能接入电路中同时使用吗？请你帮他计算说明； （2）关闭其他不必要的用电器，使电热淋浴器接入电路中，当给电热淋浴器装满水后，让其正常工作半小时，观察到淋浴器上温度示数由20℃上升到了44℃，求水吸收了多少热量； （3）请计算此电热淋浴器正常工作时的热效率（精确到0.1%）。 9．为改善城市空气质量，黄石港区引入了雾炮车洒水除尘。如图为一台正在水平路面上洒水的雾炮车。当雾炮车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动时，其v-t图像如图所示，在第10s末速度达到20m/s，通过的路程为120m。设该车在行驶过程中所受阻力不变，大小为f=4000N。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，柴油热值取4.0×107J/kg）求： （1）洒水前水箱中水深1m，出水口所受压强； （2）0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少焦耳？ （3）若柴油机效率为40%，则10~20s内需要消耗柴油的质量。 　 10．如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.2kg，它有大小两个加热挡位，其内部电路如图所示，电热丝R1=56Ω，R2=44Ω，求： (1)大功率挡的额定功率； (2)若用大功率挡将水箱中0.2kg的水从20℃加热到100℃，需要吸收多少热量？ (3)若用大功率挡加热这些水，所需时间为1分10秒，求熨烫机的加热效率。（结果保留一位小数） 11．莲莲家的汽车尾部标有“3.0T”的字样，其中“T”是“涡轮增压”，利用高温、高压的废气去冲击“涡轮”高速旋转，使汽油燃烧更充分，达到提高发动机效率和减少废气污染的目的。若该车保持输出功率100kW不变，行驶0.01h，最低油耗0.2kg，已知汽油的热值为4.6×107J/kg。求： (1)当速度为20m/s时，汽车的牵引力是多少？ (2)0.2kg的汽油完全燃烧时放出的热量为多少？ (3)该汽车最低油耗时发动机的效率是多少？（结果保留整数） 12．小明家中有一款热水壶，部分技术参数如图甲所示，内部电路的工作原理简图如图乙，定值电阻R1、R2均为发热电阻，通断开关S、S1、S2可实现三个挡位功能的切换。现断开家中其他用电器，热水壶处于低温档正常工作时，电能表（如图丙）在20min转了176圈，求： （1）R1的阻值； （2）低温档正常工作时电路中电流大小； （3）热水壶正常工作时，若加热效率为84%，则用高温档将一满壶初温为10℃的水加热至98℃需多少时间？ U额 220V 高温挡 ×××W 容积 1L 中温挡 880W 低温挡 ×××W                 甲 13．如图所示的电热水壶，它的部分铭牌如下表所示。若热水壶内装满水，且在额定电压下（外界大气压为1个标准大气压）通电10min，正好将20℃的水烧开，请你计算上述过程中： 额定电压 220V 额定功率 1200W 容量2kg (1)水吸收的热量是多少？ (2)电热水壶工作电流多大？（计算结果保留一位小数） (3)电热水壶消耗的电能是多少？ 14．小亮在家煲汤时使用的电饭煲的部分参数如表所示，其简化电路如图乙所示，R1、R2均是发热电阻（阻值不随温度变化），欲将质量为1kg、初温为20℃的汤加热至100℃，设此汤的比热容为c汤=4.0×103J/（kg·℃），求： 额定电压 220V 额定功率 低温挡 48.4W 高温挡 400W （1）汤需要吸收的热量； （2）利用电饭煲高温挡煲汤时，电饭煲正常工作且不考虑热损耗，则需要多少时间？    15．最近几年我国大力发展新能源汽车。一辆质量为1.68t的氢燃料新能源汽车行驶在一段斜坡路上，从坡底以18km/h的速度匀速行驶2min到达高为100m的坡顶，行驶过程中汽车的输出功率保持56kW不变。求：（g取10N/kg，氢的热值为平） （1）汽车的牵引力是多大？ （2）斜坡的机械效率是多大？ （3）若汽车发动机的热机效率为50%，则全程共消耗多少克氢燃料？ 16．阅读下面短文并回答问题。 混合动力汽车 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20%停止供电。测试人员驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶1h，观察仪表盘，发现这段时间内燃机消耗燃油10kg，蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%。该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图乙所示，汽车的某些参数如下表所示。（燃油热值q=4.0×107J/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 （1）求汽车在燃油条件下以50km/h的速度匀速行驶的输出功率P？ （2）“吨百公里能耗”是衡量新能源汽车的一项重要指标，“J/（100km·t）”是指车辆消耗的能量与行驶路程和车辆总质量乘积的比值，求该车在测试过程中的吨百公里能耗为多少J/（100km·t），并计算汽车的能量利用率？ （3）在汽车的测试过程中，若只用蓄电池提供动力且假设电能全部转化为机械能。该车在电池充满电的情况下以20km/h最多可行驶多少km？ 17．如图所示是小红家使用煤气灶烧水时的场景，为了测量煤气灶烧水时的效率，她在水壶中加入4L温度为15℃的冷水，加热前煤气表的示数为1215.890m3。当水刚沸腾时（一个标准大气压下），煤气表的示数是1216.030m3，已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤气的热值为1.7×107J/m3，求： （1）水加热至沸腾吸收的热量； （2）消耗的煤气完全燃烧放出的热量； （3）该煤气灶烧水时的效率。 18．某快艇使用的汽油热值为4.6×107J/kg，密度为0.7×103kg/m3，油箱容积50L，它在水面匀速航行时所受的阻力为1400N． （1）如果把油箱装满，则汽油的质量是多少？ （2）若快艇匀速行驶46km，则牵引力所做的功是多少？ （3）若快艇匀速行驶46km耗油8L，则发动机的效率为多少？ 19．水壶内装有质量为0.25kg的水，加热一段时间后，水的温度从20℃升高到60℃，同时消耗了1.5×10-3m3煤气，已知水的比热容为4.2×103J/（kg‧℃）、煤气的热值为4×107J/m3，求： (1)这杯水吸收的热量； (2)加热过程中，煤气完全燃烧释放的热量； (3)这次用煤气烧水的效率。 20．图甲是一款紫砂电饭锅，其简化电路如图乙所示，R1、R2是电热丝，R1的阻值为110Ω，通过单独或同时闭合S1、S2实现低温、中温、高温三个挡位间的切换，其铭牌如图丙所示，求： 加热效率 80% 额定电压 220V 电功率 低温挡 440W 中温挡 880W 高温挡 （1）低温挡加热时电流的大小； （2）电热丝R2的阻值； （3）已知粥的比热容c粥=4.0×103J/（kg·℃），将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃需要的时间。 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年中考物理二轮复习专题——热学的综合计算》参考答案 1．（1）15℃；（2）6.3×107J 【详解】解：（1）水的初温为55℃，末温为40℃，则水降低的温度为 Δt＝t﹣t0＝55℃﹣40℃＝15℃ （2）水放出的热量为 Q放＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1000kg×15℃＝6.3×107J 答：（1）水降低的温度为15℃； （2）这段时间里水向外界放出6.3×107J的热量。 2．(1)10.08×105J；(2)2.02×105J 【详解】解：(1)图像可看出加热20分钟水的温度由0℃上升到60℃则水吸收的热量为 (2)相同的电热器在相同的时间水和物质甲吸收的热量是相同的，则甲4min吸收的热量为 答：(1)水20min吸收的热量为10.08×105J。 (2)甲4min吸收的热量为2.02×105J。 3．(1)8.4×106J；(2)40%；(3)0.3m3 【详解】解：(1)水吸收的热量 (2)热水器5小时有效照射内接收到的太阳能 E=5h×4.2×106J/h=2.1×107J 则热水器的效率 (3)相当于完全燃烧的天然气的体积 答：(1)热水器中的水吸收的热量Q吸是8.4×106J；(2)热水器的效率η是40%；(3)热水器5小时有效照射内接收到的太阳能，相当于完全燃烧0.3m3的天然气放出的热量。 4．（1）1.6×107J；（2）6.4×107J；（3）25% 【详解】解：（1）因校车在某段平直公路上匀速行驶，所以，汽车的牵引力为 F＝f＝2×103N 牵引力做的功为 W＝Fs＝2×103N×8000m＝1.6×107J （2）这段路程内消耗的柴油完全燃烧放出的热量为 Q＝mq＝2kg×3.2×107J/kg＝6.4×107J （3）这段路程内柴油机的效率为 答：（1）这段路程内发动机做的功为1.6×107J； （2）这段路程内消耗的柴油完全燃烧放出的热量为6.4×107J； （3）这段路程内柴油机的效率为25%。 5．（1）1×108 J；（2）17.36；（3）63.54 【详解】解：（1）行驶100km用的时间 该车发动机做的有用功 （2）消耗的电能 需要的电费 （3）燃烧汽油产生的热量 需要汽油的质量 消耗汽油的体积 需要的燃油费 答：（1）该车发动机做的有用功是； （2）需要电费元； （3）用同样的方式行驶100km，需要燃油费元。 6． 4.2×105J 0.01 【详解】(1)需要吸收多少热量 (2)需要燃烧天然气 答：(1)需要吸收4.2×105J热量；(2)需要燃烧天然气0.01m3。 7．（1）171.6Ω；（2）50s；（3）200V 【详解】解：（1）由图知，开关S接1时，两电阻串联；开关S接2时，电路为R1的简单电路，根据串联电阻的规律，串联电阻大于其中任一电阻，由 可得，开关接1时，为餐盘的低温挡，开关接2时餐盘的高温挡。其高温挡电功率为1000W，根据 知电阻R1的阻值为 其低温挡电功率为220W，根据 知电阻R1和R2的总阻值为 根据串联电路电阻的规律知R2的阻值为 R2=R-R1=220Ω-48.4Ω=171.6Ω （2）1kg米饭从20℃加热到40℃吸收的热量为 Q吸=cm∆t=2.5×103J/(kg⋅℃)×1kg×(40℃-20℃)=5×104J 由于不计热量损失，所以 W=Q吸=5×104J 根据 得加热时间为 （3）3600imp/(kW⋅h)表示每消耗1kW⋅h的电能，电能表的脉冲指示灯闪烁3600次，电能表上的脉冲指示灯闪烁了40次，恒温餐盘消耗的电能为 实际功率为 根据 知实际电压为 答：（1）发热电阻R2的阻值是171.6Ω； （2）不计热量损失，使用加热挡把1kg米饭从20℃加热到40℃，需要50s的时间； （3）此时的实际电压为200V。 8．（1）不能；（2）；（3）93.3% 【详解】解：（1）电能表的最大额定电流为20A，则该电路允许同时工作的用电器的总功率为 如家中所有用电器同时工作，总功率为 故不能同时工作。 （2）水的质量为 水吸收的热量为 （3）淋浴器半小时消耗的电能为 淋浴器工作时的效率为 答：（1）不能同时使用； （2）水吸收的热量为； （3）淋浴器的效率为93.3%。 9．（1）1×104Pa；（2）4.8×105J；（3）0.05kg 【详解】解：（1）根据液体压强的计算公式可得，出水口所受压强为 （2）根据做功的计算公式可得，0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功为 （3）根据热机效率的计算公式可得，则10~20s内需要消耗柴油的质量为 答：（1）洒水前水箱中水深1m，出水口所受压强为1×104Pa； （2）0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是4.8×105J； （3）若柴油机效率为40%，则10~20s内需要消耗柴油的质量为0.05kg。 10．(1)1100W；(2)6.72×104J；(3)87.3% 【详解】(1)如图当开关旋至1位置时，两电阻串联，总电阻大；旋至2位置时，R1被短路，只有R2接入电路工作，此时电阻小；根据知，电阻越小，功率越大，所以旋至2位置时，为大功率档，其功率为 (2)0.2kg的水从20℃加热到100℃，需要吸收的热量为 (3)根据得用大功率挡加热这些水消耗的电能为 熨烫机的加热效率为 答：(1)大功率挡的额定功率是1100W； (2)若用大功率挡将水箱中0.2kg的水从20℃加热到100℃，需要吸收6.72×104J热量； (3)熨烫机的加热效率是87.3%。 11．(1) (2) (3) 【详解】（1）当速度为20m/s时，汽车的牵引力为 （2）0.2kg的汽油完全燃烧时放出的热量为 （3）汽车的牵引力做功为 该汽车最低油耗时发动机的效率为 12．（1）55Ω；（2）0.8A；（3）400s 【详解】解：（1）根据公式，结合由图乙可知，当闭合S，断开S1，S2接b时，两电阻串联，电路电阻最大，电功率最小，为低温挡；当闭合S、S1，S2接b时，只有R1工作，此时为中温挡；当S、S1闭合，S2接a时，两电阻并联，此时电路电阻最小，电功率最大，为高温挡。已知中温挡功率为880W，根据公式可知，R1的阻值为 （2）热水壶处于低温档正常工作时，电能表在20min转了176圈，消耗的电能为 根据公式可得，低温档正常工作时电路中电流大小为 （3）一壶水的质量为 水吸收的热量为 消耗的电能为 低温挡工作时，电路电阻为 则电阻R2为 高温挡功率为 需要的时间为 答：（1）R1的阻值为55Ω； （2）低温档正常工作时电路中电流大小为0.8A； （3）用高温档将一满壶初温为10℃的水加热至98℃需400s。 13．(1)6.72×105J；(2) 5.5A；(3) 7.2×105J 【详解】(1)水需要吸收的热量 (2)电热水壶在额定电压下正常工作，由公式可得，电热水壶工作电流 (3)电热水壶工作的时间为10min，即600s，电热水壶消耗的电能为 答：(1)水吸收的热量为；(2)电热水壶工作电流约为5.5A；(3)电热水壶消耗的电能为。 14．（1）3.2×105J；（2）800s 【详解】解：（1）汤需要吸收的热量 Q吸=c汤m（t-t0）=4.0×103J/（kg·℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.2×105J （2）不考虑热损耗，电饭煲消耗的电能 W=Q吸=3.2×105J 由可知，电饭煲需要工作的时间 答：（1）汤需要吸收的热量为3.2×105J； （2）利用电饭煲高温挡煲汤时，电饭煲正常工作且不考虑热损耗，则需要的时间为800s。 15．（1）11200N；（2）25%；（3）96克 【详解】（1）由 知道，汽车的牵引力是 （2）上坡过程牵引力做的总功 此过程做的有用功 斜坡的机械效率是 （3）若汽车发动机的热机效率为50%，则氢燃料燃烧释放的能量 由知道，全程共消耗氢燃料的质量 答：（1）汽车的牵引力是11200N； （2）斜坡的机械效率是25%； （3）若汽车发动机的热机效率为50%，则全程共消耗96克氢燃料。 16．（1）27777.8W；（2）8×108，37.5%；（3）160km 【详解】解：（1）由图乙可知，汽车在燃油条件下以50km/h的速度匀速行驶时受到的阻力为2000N，由于汽车在平直公路上行驶时受到的牵引力等于阻力，则牵引力 F=f=2000N 则输出功率 （2）由题意知，测试人员驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶1h，内燃机消耗燃油10kg，则100km消耗20kg，则吨百公里能耗 由可得，汽车1h行驶的路程 s=vt=50km/h×1h=50km 汽车做的功 W机械=Fs=2000N×50×103m=108J 储存的电能为 W电=（80%-30%）×1.0×108=5×107J 汽车的能量利用率 （3）由图乙可知读出当车速为20km/h时的阻力为500N，当只用蓄电池提供动力且电能全部转化为机械能时获得的机械能即牵引力做的功 W机械′=（1-20%）Q总=80%×1.0×108J=8×107J 根据W=Fs知该车在电池充满电的情况下以20km/h最多可行驶的路程 答：（1）汽车在燃油条件下以50km/h的速度匀速行驶的输出功率为27777.8W； （2 ）该车在测试过程中的吨百公里能耗为8×108J/（100km·t），汽车的能量利用率为37.5%； （3）该车在电池充满电的情况下以20km/h最多可行驶160km。 17．（1）1.428×106J；（2）2.38×106J；（3）60% 【详解】解：（1）由得，4L水的质量 水吸收的热量 （2）消耗的煤气的体积 消耗的煤气完全燃烧放出的热量 （3）煤气灶烧水的效率 答：（1）水吸收的热量1.428×106J； （2）消耗的煤气完全燃烧放出的热量为2.38×106J； （3）煤气灶烧水的效率为60%。 18．（1）如果把油箱装满，则汽油的质量是35kg； （2）若快艇匀速行驶46km，则牵引力所做的功是6.44×107J； （3）若快艇匀速行驶46km耗油8L，则发动机的效率为25%． 【详解】试题分析：（1）如果把油箱装满，则汽油的质量：； （2）快艇匀速行驶的距离：s=46km=46000m ∵匀速行驶 ∴牵引力F=阻力f，则: 牵引力所做的功：W有用=Fs=fs=1400N×46000m=6.44×107J （3）快艇匀速行驶46km耗油8L油的体积：V2=8L=8×10-3m3 8L油的质量：m2=ρ×V2=0.7×103kg/m3×8×10-3m3=5.6kg 燃烧8L汽油完全释放的热量：Q放=m2q=5.6kg×4.6×107J/kg=2.576×108J 发动机的效率：． 考点：密度公式的应用；功的计算；热机的效率 点评：需要知道发动机的效率等于有用功除以燃烧8L汽油完全释放的热量，有用功就是牵引力所做的功． 19．(1)4.2×104J；(2)6×104J；(3)70% 【分析】由公式Q吸=cm(t-t0)可求出水吸收的热量。由Q放=mq可求出煤气完全燃烧放出的热量。由水吸收的热量跟天然气完全燃烧放出的热量之比可算出煤气烧水的效率。 【详解】(1)这杯水吸收的热量 Q吸= cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.25kg×(60℃- 20℃)=4.2×104J (2)煤气完全燃烧释放的热量 Q放=Vq=1.5×10-3m3×4×107J/m3=6×104J (3)这次用煤气烧水的效率 η==70% 答：(1)这杯水吸收的热量是4.2×104J；； (2)加热过程中，煤气完全燃烧释放的热量是6×104J；； (3)这次用煤气烧水的效率是70%。 20．（1）2A； （2）55Ω；（3）450s 【详解】解：（1）电热丝R1的电功率为 根据表格数据可知道，只闭合S1时，电路为R1的简单电路，电饭锅处于低温档，则低温挡加热时电流的大小为 （2）根据可知，只闭合S2时，电路为R2的简单电路，电饭锅处于中温档，P2=880W，电热丝R2的阻值为 （3）当S1、S2都闭合时，电热丝R1、R2并联，电路总电阻最小，由可知，电饭锅处于高温档，则高温档的功率为 2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃吸收的热量为 需要消耗的电能为 需要的时间为 答：（1）低温挡加热时电流的大小为2A； （2）电热丝R2的阻值为55Ω； （3）将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃需要的时间为450s。 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 $$