2025年中考物理二轮复习--热机的效率（含实验和计算）

中考复习----热机的效率（含实验和计算）练习 题型一：实验题 1．在比较煤油和酒精燃烧放出热量多少的实验中，采用如图所示的实验装置。    （1）本实验中，除如图所示的器材外，还需要的测量工具是停表和 ； （2）准备煤油和酒精时，必须要控制它们的 相等； （3）燃料燃烧完毕，通过比较两烧杯中的水 ，来比较煤油和酒精放出热量的多少，这种方法叫做 ； （4）既然用两烧杯中的水来衡量煤油和酒精放出的热量，所以，也要控制两杯水的 和 相同。 2．为比较不同燃料燃烧放热能力的差异，小明设计了如图甲、乙所示的两组对比实验，实验装置完全相同，实验中忽略热量的散失，且两种燃料燃烧时均匀放热。 （1）组装实验装置时，应该由 往 组装（前两空均选填“上”或“下”），用石棉网垫在烧杯下加热的目的是 ； （2）实验中应该控制烧杯内水的 、质量相同，还应控制燃料的 相同，燃料燃烧完后，画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。燃料1燃烧5min放出的热量 （选填“大于”“小于”或“等于”）燃料2燃烧15min放出的热量； （3）假设燃料完全燃烧，则燃料1与燃料2的热值之比为 。 3．小华用相同的酒精灯分别给水和煤油加热（如图甲），以探究水和煤油的吸热能力。 （1）本实验需要用到天平这一测量工具，目的是控制水和煤油的 相同； （2）加热10min，水吸收的热量 （填“大于”、“小于”或“等于”）煤油吸收的热量； （3）根据实验数据，小华作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像（如图乙），由图像可知，煤油的比热容是 J/（kg•℃）[c水=4.2×103J/（kg•℃）] ； （4）若本实验共消耗酒精25g，则这些酒精完全燃烧放出的热量是 J。（q酒精=3.0×107J/kg）。 4．如图所示，甲、乙、丙图中的装置完全相同，燃料的质量是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 (1)下列说法正确的是 ； A．比较不同液体的比热容，可以选择甲、丙两图 B．比较不同液体的比热容，可以选择乙、丙两图 C．比较不同燃料的热值，可以选择乙、丙两图 D．比较不同燃料的热值，可以选择甲、丙两图 (2)为了研究不同物质的吸热能力，利用其中两幅图进行实验，根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像，如图2所示： ①加热10min，a液体吸收的热量 （选填“大于”、“小于”或“等于”）b液体吸收的热量； ②由图可以看出，在沸腾前，升高相同的温度，液体 时间较长，液体 的比热容大； ③如果已知b液体的比热容是1.8×103J/(kg·℃)，则a液体的比热容是 J/(kg·℃)。若要在a、b中选择某种液体作为冷却液，应选用 。 5．如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量都为10g，烧杯内液体的质量都相同． （1）比较不同燃料的热值应选择 两个装置，比较不同物质的比热容应选择 两个装置（选填装置序号甲、乙、丙），选择的理由是我们物理中研究问题常用到的一种方法是 法． （2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察温度计 比较燃料燃烧放出热量的多少，这种研究问题的方法叫做 法． （3）若甲图烧杯中为500g的水，10g酒精完全燃烧温度计示数升高了20℃，水吸收的热量是 J，如果认为若酒精完全燃烧且放出的热量全部被水吸收，则酒精的热值是 J/kg,算出的热值比标准值 .（选填“偏大”、“偏小”或“一样”）.[水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）] 题型二：计算题 6．王小聪同学的家住于新农村建设示范村里，他父亲年前拉回了一套液化石油气灶具。液化石油气热值为3.5×107J/kg，将质量为5kg、初温为20℃的水加热到100℃，需完全燃烧液化石油气80g。求： （1）水吸收多少热量？已知水的比热容为。 （2）完全燃烧液化石油气80g放出多少热量？ （3）液化石油气灶加热水时的效率。 7．如图所示为某品牌便携式丁烷气炉，其相关参数如表所示。某次在标准大气压下用该燃气炉最大火力将锅内25℃、2kg的水烧开，已知q丁烷=5.0×107 J/kg，C水=4.2×103J/（kg·℃），求： 最大火力 热效率 产品净重 产品毛重 2.5kW 60% 1.5kg 2.0kg （1）水吸收的热量； （2）消耗丁烷气体的质量； （3）加热所需要的时间。 8．天然气灶使用方便、经济环保。如图所示，在一个标准大气压下，天然气灶将一壶质量为3kg、温度为15℃的水加热至沸腾，已知水的比热容为，天然气的热值为。求： （1）水吸收的热量； （2）若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，烧开这壶水需要多少天然气？    9．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg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． 10．铜火锅酸菜涮肉，是东北人的最爱。如图所示，小玲一家正在吃的铜火锅，它是用木炭来加热的。锅内装有2kg、60℃的食材，要把这些食材加热到100℃。木炭完全燃烧放出热量的40%被食材吸收。[锅内食材的比热容c=4.2×103J/（kg·℃），木炭的热值q=3.2×107J/kg] 求： （1）锅内的食材吸收的热量； （2）木炭完全燃烧放出的热量； （3）这个过程中，消耗多少克木炭。 11． 当今太阳能热水器已经在广安城乡用得非常普遍了，如图所示．某太阳能热水器在冬季有效日照时段里，能将8℃、100L水加热到38℃．求：[水的比热容为4.2×103J/（kg.℃），水的密度为1.0×103kg/m3] （1）热水器中水的质量是多少？ （2）在此过程中，水吸收了多少热量？ （3）若此期间太阳辐射到热水器的热量为4.2×107J，则该热水器的效率是多少？ 12．为保障今年夏粮丰收增产，我市部分县区利用植保无人机对小麦开展“一喷三防”喷洒作业。如图所示。某品牌植保无人机，加满农药和汽油后总质量为20kg，底部支架与水平地面的接触面积为50cm2。在某次喷洒作业中，该无人机以5m/s的水平速度匀速喷洒3min，消耗汽油100mL。已知汽油的密度为0.71×103kg/m3，其热值为4.6×107J/kg，g取10N/kg，求无人机： （1）起飞前对水平地面的压强； （2）3min内飞行的水平路程； （3）3min内消耗的汽油完全燃烧放出的热量。 13．氢燃料被公认为是21世纪最理想的能源之一。图所示是上汽大通汽车有限公司生产的氢燃料新能源汽车，假设其满载时的重力为4×104N，某次满载后匀速直线运行24km从A地到B地，用时20min。此过程中，该新能源汽车所受阻力是2100N。（氢的热值是1.4×108J/kg，g取10N/kg）请计算： （1）该新能源汽车从A地到B地的速度是多少m/s? （2）从A地到B地该新能源汽车牵引力的功率多少W？ （3）若此过程中，该新能源汽车消耗氢燃料0.75kg，求该新能源汽车发动机的效率。 14．如图所示是正在耕作的稻田插秧机，它匀速直线行驶时对水平地面的压力为，受到的阻力为，车轮与地面的总接触面积为。若插秧机以0.4m/s的速度匀速直线行驶5000m，并在前进过程中同时进行插秧。若插秧时所做的功和前进时牵引力所做的功均视为有用功，且大小相同。（柴油热值取）求： （1）插秧机匀速行驶时，对水平地面的压强。 （2）插秧机匀速行驶时，牵引力做功的功率。 （3）若发动机的效率为40%，这一过程中插秧机所消耗的柴油为多少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 中考复习----热机的效率（含实验和计算）练习答案 1． 天平 质量 升高温度的多少 转换法 质量 初温 【详解】（1）[1]根据题意知道，要控制不同物质的质量相同，故除了图甲、乙中所示的器材外，还需要的测量工具有秒表和天平。 （2）[2]由控制变量法知道，准备煤油和酒精时，必须要控制它们的质量相等，然后比较燃烧放出热量多少。 （3）[3][4]由实验目的知道，燃料燃烧完毕，通过比较两烧杯中的水升高的温度，来比较煤油和酒精放出热量的多少，这种方法叫做转换法。 （4）[5][6]由于用两烧杯中的水升高温度的多少，来衡量煤油和酒精放出的热量，所以，也要控制两杯水的质量和初温相同。 2． 下 上 使烧杯底部受热均匀 初温 质量 大于 4∶3 【详解】（1）[1][2]实验室需要用火焰的外焰加热，首先要确定下面的铁架台的位置，所以装置的安装顺序是由下往上。 [3]实验时需要液体受热均匀，石棉网的作用是使烧杯底部受热均匀。 （2）[4][5]燃料完全燃烧放出的热量与燃料种类和燃料的质量有关，根据控制变量法可知，为比较不同燃料燃烧放热的能力，应控制燃料的质量相同，同时应该控制烧杯内液体的质量和初温相同，则燃料燃烧相同时间，根据液体温度的变化可以判断燃料的放热能力。 [6]由图丙可知，燃料1燃烧5min使相同质量的水温度升高了80℃，燃料2燃烧15min使相同质量的水温度升高了60°C，燃料1燃烧后使水的温度升高的多，所以燃料1燃烧放热多，即燃料1放出的热量大于燃料2放出的热量。 （3）[7]实验中忽略热量的散失，两烧杯中水的质量相同，则由公式Q=cm∆t可得，二者放出的热量之比为 由公式Q=qm可得，燃料1与燃料2的热值之比为 3． 质量 等于 2.1×103 7.5×105 【详解】（1）[1]根据比较不同物质吸热能力的方法，实验中要控制不同物质的质量相同，故本实验需要用到天平这一测量工具，目的是控制水和煤油质量相等。 （2）[2]用相同的酒精灯加热10min放出的热量相同，所以水吸收的热量等于煤油吸收的热量。 （3）[3]根据如图乙作出的水和煤油的温度随加热时间变化的图像可知，水和煤油的温度升高30℃，煤油用时10min，水用时20min，根据Q吸＝c水mΔt，在质量和升高温度相同的情况下，吸热多少与比热容成正比，故煤油的比热容 （4）[4]若本实验共消耗酒精25g，则这些酒精完全燃烧放出的热量是 Q放=mq酒精=25×10-3 kg×3.0×107J/kg=7.5×105J 4． A 等于 b b 0.9×103 b 【详解】(1)[1]AB．比较不同液体的吸热能力，则需要燃烧相同的燃料（确保相同时间放出的热量相同），加热相同的时间，比较质量和初温相同的液体升高的温度，可以选择甲、丙两图，故A正确、B错误； CD．为了比较不同燃料的热值大小，要用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，故选用甲、乙两图，故CD错误。 故选A。 (2)①[2]根据转换法，不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的，加热10min，a液体吸收的热量等于b液体吸收的热量。 ②[3][4]由图可知，两种物质都升高 80℃﹣20℃=60℃ a的加热时间为10min，b的加热时间为20min，b加热时间长，b吸收的热量为a吸收热量的2倍，由比较吸热能力的方法，b的吸热能力强。 ③[5]根据可知，在液体的质量相同、升高相同的温度时，比热容与吸收的热量成正比，b吸收的热量为a吸收热量的2倍，则b的比热容为a的比热容的2倍，即a的比热容 [6]根据可知，相同质量的b、a两种物质升高相同的温度，因b的比热容大，故b吸热多，故若要在a、b中选择某种液体作为冷却液，应选用b。 5． 乙丙 甲乙 控制变量 示数的变化 转换 4.2×104 4.2×106 偏小 【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，应选择乙和丙两图进行实验；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，让液体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时间，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲和乙两图进行实验；这种研究问题的方法叫控制变量法； （2）燃料完全燃烧放出的热量的多少，是通过温度计示数的变化来反应；这种方法是物理学中的转换法； （3）水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.5kg×20℃=4.2×104J；根据题意可知，Q吸=Q放，由Q放=qm可知，酒精的热值为：q===4.2×106J/kg；酒精完全放出的热量并没有全部被水吸收，所以算出的热值比标准值偏小． 6．（1）1.68×106J；（2）2.8×106J；（3）60% 解：（1）水吸收的热量 （2）完全燃烧80g液化石油气放出的热量 （3）液化气灶加热水时的效率 答：（1）水吸收的热量是1.68×106J； （2）完全燃烧80g液化石油气放出的热量是2.8×106J； （3）液化气灶加热水时的效率是60%。 7．（1）；（2）21g；（3）420s 解：（1）在一个标准大气压下，水的沸点是100℃，所以将水烧开，水的末温是100℃，将2kg、25℃的水烧开需要吸收的热量是 （2）丁烷燃烧放出的热量 完全燃烧丁烷的质量 （3）最大火力时的功率P＝2.5kW，则加热所需要的时间 答：（1）水吸收的热量为； （2）消耗丁烧气体的质量为21g； （3）加热所需要的时间是420s。 8．（1）；（2） 解：（1）一个标准大气压下，水的沸点为100℃，即水的末温为100℃，水吸收的热量 （2）由得，天然气完全燃烧放出的热量 烧开这壶水，需要的天然气 答：（1）水吸收的热量； （2）若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，烧开这壶水需要天然气。 9．(1) 6×l07J(2) 2.52×106J(3) 4.2% 解：(1)由热值的计算公式得Q放=mq=2kg×3×107J／kg=6×l07J； (2)Q吸=cm△t=4.2×103J／(kg℃)×10kg×60℃=2.52×106J (3) 烧水时的热效率η==4.2％ 10．（1）3.36×105J；（2）8.4×105J；（3）26.25g 解：（1）锅内的食材吸收的热量为 （2）由可知，木炭完全燃烧放出的热量为 （3）由Q放＝mq可知，消耗木炭的质量为 答：（1）锅内的食材吸收的热量为3.36×105J； （2）木炭完全燃烧放出的热量为8.4×105J； （3）这个过程中，消耗26.25g木炭。 11．（1）热水器中水的质量是100kg； （2）在此过程中，水吸收了1．26×107J的热量； （3）该热水器的效率是30%． 解：（1）太阳能热水器中水的体积： V=100L=100dm3=0.1m3， 水的质量： m=ρV=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg； （2）在此过程中，水吸收的热量： Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（38℃-8℃）=1.26×107J； （3）该热水器的效率： ． 答：（1）热水器中水的质量是100kg； （2）在此过程中，水吸收了1．26×107J的热量； （3）该热水器的效率是30%． 12．（1）；（2）900m；（3） 解：（1）起飞前对水平地面的压力 起飞前对水平地面的压强 （2）3min内飞行的水平路程 （3）3min内消耗的汽油完全燃烧放出的热量 答：（1）起飞前对水平地面的压强为； （2）3min内飞行的水平路程为900m； （3）3min内消耗的汽油完全燃烧放出的热量为。 13．（1）20；（2）4.2×104；（3）48% 解：（1）汽车从A地到B地的速度 （2）由于汽车匀速直线运行，由二力平衡可知 牵引力所做的功 汽车牵引力的功率 （3）氢完全燃烧放出的热量 新能源汽车发动机的效率 答：（1）该新能源汽车从A地到B地的速度是20m/s； （2）从A地到B地该新能源汽车牵引力的功率4.2×104W； （3）该新能源汽车发动机的效率48%。 14．（1）1.25×104Pa；（2）1600W；（3）2.5kg 解：（1）插秧机匀速行驶时，对水平地面的压强 （2）插秧机匀速行驶时，牵引力与受到的阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，牵引力的大小 F牵=f=4×103N 插秧机匀速行驶时，牵引力做功的功率 （3）牵引力所做的功 W=F牵s=4×103N×5000m=2×107J 插秧时所做的功和前进时牵引力所做的功均视为有用功，且大小相同，所以 W有=2W=2×2×107J=4×107J 消耗的柴油完全燃烧放出的热量 柴油的质量 答：（1）插秧机匀速行驶时，对水平地面的压强为1.25×104Pa； （2）插秧机匀速行驶时，牵引力做功的功率为1600W； （3）若发动机的效率为40%，这一过程中插秧机所消耗的柴油为2.5kg。 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 $$