中考物理重点知识强化训练 专题一 热量及热效率计算试题

专题一：热量及热效率计算

考点一：比热容及相关热量的计算

1.（2019威海，14）小明在燃气灶上煲汤，将质量为2kg、初始温度为20℃的汤，升高了80℃，汤吸收了J的热量，这是通过方式来改变汤的内能。[汤的比热容为4×103J/kg?℃）

2.（2019新疆，20）在做“探究水的沸腾”实验时，得到的实验数据如下表所示。

由实验数据可知，当地水的沸点是_______℃。水沸腾时，气泡上升过程中，其体积_______（填“增大”或“减小”）。水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）若烧杯中水的质量为0.5kg，水沸腾前l min内吸收的热量为_________J。

1.(2019青岛,15(3),3分)如图是质量为100 g的某物质温度随加热时间的变化图象,前10 min它吸收的热量是7.2×103 J。求该物质的比热容。

考点二：热值及相关热量的计算

1.（2019龙东，24）“页岩气”是蕴藏在岩层中的天然气，被誉为未来的能源“明星”，天然气属于（填“可再生”或“不可再生”）能源；完全燃烧0.1m3天然气可放出J 的热量（天然气热值为3.2×107J/m3）。

2.（2019宜宾，10）我们每天都在产生大量垃圾，合理分类和利用垃圾是我们面临的一个重大课题。某垃圾处理厂处理垃圾时提炼出了200kg燃料油，若燃料油的热值为 4.0×107J/kg，则这些燃料油完全燃烧放出的热量为________J，燃料油燃烧时发热，燃料油的化

学能转化为________能。

考点三：热平衡方程计算

1.（2019广安，26）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，将热水器中质量为50kg、初温为15℃的水升高到55℃．（水的比热容c水＝4.2×103J/kg?℃）求：

（1）热水器中水吸收的热量Q；

（2）若改用焦炭来加热这些水，需要完全燃烧多少千克焦炭？（焦炭的热值q＝3×107J/kg，设焦炭放出的热量全部被水吸收）

2.(2019广西桂林)在西部大开发中,国家提出“退耕还林”的伟大举措,这对改善西部生态环境有着重要意义。大量植树造林,可调节气温。据某新闻媒体报道,一万平方米的森林每秒钟吸收的太阳能约为1.2×105 J。

(1)如果这些能量被50 kg的干泥土所吸收,那么,可使温度为7 ℃的干泥土的温度升高到多少?[c干泥土=0.8×103 J/(kg·℃) ]

(2)一万平方米的森林每分钟吸收的太阳能相当于完全燃烧多少千克煤气产生的热量(q煤气=3.6×107 J/kg)?

3.(2019广安岳池)被誉为“国之光荣”的秦山核电站1991年12月15日投入运行开始,秦山核电基地一直保持安全稳定运行,目前每分钟的安全发电量相当于少消耗无烟煤2×104 kg,那么:

(1)2×104 kg无烟煤如果完全燃烧,放出的热量为多少?(无烟煤的热值为3.36×107 J/kg)

(2)假设2×104 kg无烟煤在煤炉中完全燃烧,放出的热量部分被水吸收,可以使5×105 kg 的水从20 ℃升高到100 ℃,求水吸收的热量为多少。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]

(3)若将这些无烟煤完全燃烧获得的内能全部转化为机械能而对外做功,则用这些功可将3×103 kg的货物匀速举高多少米? (g取10 N/kg)

4.(2019聊城)2019年5月6日,聊城首批30辆氢燃料新能源公交车投放使用。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点,被认为是21世纪最理想的能源,[c水=4.2×103J/(kg·℃);q氢= 1.4×108 J/kg)]求:

(1)质量为0.3 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量;

(2)若这些热量全部被质量为200 kg、温度为15 ℃的水吸收,则水升高的温度;

(3)某氢能源公交车以140 kW的恒定功率匀速行驶,如果0.3 kg的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数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。

考点四：炉子的效率及相关计算

1.（2019兰州）已知天然气的热值为3.8×107J/m2，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。求：

（1）完全燃烧1.4x10-2m3天然气放出多少热量?

（2）若某天然气灶的效率为60%，则这些天然气可将质量为3.8kg，初温为25℃的水加热到多少℃?（当地的大气压强为1标准大气压）

2.(2019潍坊)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500 g初温为0 ℃的冰全部熔化为0 ℃的水,共燃烧了14 g酒精,酒精的热值为3×107 J/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。

3.(2019云南景洪)小华家使用沼气作为生活燃料,在某一次给温度为20 ℃、质量为10 kg 的水进行加热时,消耗了0.1 m3沼气。已知燃气灶的效率为63%,沼气完全燃烧(q=2.5×107 J/m3),水的比热容c水=

4.2×103 J/(kg·℃)。求:

(1)沼气完全燃烧放出的热量;

(2)水的温度升高了多少。

考点五：热机效率及相关计算

1.（2019泸州）截至2019年4月14日，泸州云龙机场已开通31条航线。从云龙机场飞往北京的某航班在水平跑道上加速的初始阶段，牵引力沿水平方向，大小为9.2×104N，经过的路程为1000m，则牵引力所做的功为______J；若飞机发动机的效率为25%，在此过程中，消耗的汽油为______kg，这些汽油的体积为______m3．（取汽油的密度ρ=0.7×103kg/m3，汽油的热值q=4.6×107J/kg）

2.(2019海南海口)随着国民经济的发展,汽车已走进家庭。一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100 km,消耗汽油10 L。若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功,所用汽油的热值为4.6×107 J/kg,密度为0.7×103 kg/m3,求:

(1)行驶100 km消耗汽油的质量;

(2)这些汽油完全燃烧放出的热量;

(3)消耗汽油10 L驱动汽车做的有用功;

(4)这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。

3.(2019河北石家庄)如图所示是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器,以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离时,消耗汽油 1 kg。汽油机的效率为30%,那么,在这段运动过程中,[已知:汽油的热值为

4.5×107 J/kg,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]求:

(1)汽油完全燃烧放出的热量是多少J;

(2)假设该汽车在这次行驶过程中,发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%,这些废气的能量全部被质量为100 kg的水吸收,水升高的温度是多少; (水未沸腾) (3)如果汽油机的效率提高到40%,其他条件都不变,那么汽车在这段路程消耗的汽油是多少。

备战2020中考物理重点知识强化训练——专题一：热量及热效率计算参考答案

考点一：比热容及相关热量的计算

1.（2019威海，14）小明在燃气灶上煲汤，将质量为2kg、初始温度为20℃的汤，升高了80℃，汤吸收了J的热量，这是通过方式来改变汤的内能。[汤的比热容为4×103J/kg?℃）

【答案】6.4×105；热传递。

2.（2019新疆，20）在做“探究水的沸腾”实验时，得到的实验数据如下表所示。

由实验数据可知，当地水的沸点是_______℃。水沸腾时，气泡上升过程中，其体积_______（填“增大”或“减小”）。水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）若烧杯中水的质量为0.5kg，水沸腾前l min内吸收的热量为_________J。

1.(2019青岛,15(3),3分)如图是质量为100 g的某物质温度随加热时间的变化图象,前10 min它吸收的热量是7.2×103 J。求该物质的比热容。

解：由图象可知,该物质10 min升高温度Δt=50 ℃-20 ℃=30 ℃,由Q吸= cmΔt得,该物质

的比热容c===2.4×103 J/(kg·℃)。

考点二：热值及相关热量的计算

1.（2019龙东，24）“页岩气”是蕴藏在岩层中的天然气，被誉为未来的能源“明星”，天然气属于（填“可再生”或“不可再生”）能源；完全燃烧0.1m3天然气可放出J 的热量（天然气热值为3.2×107J/m3）。

【答案】不可再生；3.2×106。

2.（2019宜宾，10）我们每天都在产生大量垃圾，合理分类和利用垃圾是我们面临的一个重大课题。某垃圾处理厂处理垃圾时提炼出了200kg燃料油，若燃料油的热值为 4.0×

107J/kg，则这些燃料油完全燃烧放出的热量为________J，燃料油燃烧时发热，燃料油的化学能转化为________能。

【答案】8.0×109；内

考点三：热平衡方程计算

1.（2019广安，26）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，将热水器中质量为50kg、初温为15℃的水升高到55℃．（水的比热容c水＝4.2×103J/kg?℃）求：

（1）热水器中水吸收的热量Q；

（2）若改用焦炭来加热这些水，需要完全燃烧多少千克焦炭？（焦炭的热值q＝3×107J/kg，设焦炭放出的热量全部被水吸收）

解：（1）水吸收的热量：

Q＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×50kg×（55℃﹣15℃）＝8.4×106J；

（2）改用焦炭来加热这些水，设焦炭放出的热量全部被水吸收，

则焦炭燃烧放出的热量：Q放＝Q＝8.4×106J，

根据Q放＝mq可得，需要完全燃烧焦炭的质量：

m′＝＝＝0.28kg。

答：（1）热水器中水吸收的热量8.4×106J；

（2）需要完全燃烧0.28kg焦炭。

2.(2019广西桂林)在西部大开发中,国家提出“退耕还林”的伟大举措,这对改善西部生态环境有着重要意义。大量植树造林,可调节气温。据某新闻媒体报道,一万平方米的森林每秒钟吸收的太阳能约为1.2×105 J。

(1)如果这些能量被50 kg的干泥土所吸收,那么,可使温度为7 ℃的干泥土的温度升高到多少?[c干泥土=0.8×103 J/(kg·℃) ]

(2)一万平方米的森林每分钟吸收的太阳能相当于完全燃烧多少千克煤气产生的热量(q煤气=3.6×107 J/kg)?

解：(1)设太阳能为Q1,干泥土吸收的热量为Q2,由题意有Q2=Q1=1.2×105 J,干泥土升高到的

温度t=+t0=+7 ℃=10 ℃;

(2)一万平方米的森林每分钟吸收的太阳能:

Q3=60Q1=60×1.2×105 J=7.2×106 J,

由Q=mq可得,煤气质量m煤气===0.2 kg。

3.(2019广安岳池)被誉为“国之光荣”的秦山核电站1991年12月15日投入运行开始,秦山核电基地一直保持安全稳定运行,目前每分钟的安全发电量相当于少消耗无烟煤2×104 kg,那么:

(1)2×104 kg无烟煤如果完全燃烧,放出的热量为多少?(无烟煤的热值为3.36×107 J/kg)

(2)假设2×104 kg无烟煤在煤炉中完全燃烧,放出的热量部分被水吸收,可以使5×105 kg 的水从20 ℃升高到100 ℃,求水吸收的热量为多少。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]

(3)若将这些无烟煤完全燃烧获得的内能全部转化为机械能而对外做功,则用这些功可将3×103 kg的货物匀速举高多少米? (g取10 N/kg)

解：(1)完全燃烧2×104 kg无烟煤放出的热量:

Q放=mq无烟煤=2×104 kg×3.36×107 J/kg=6.72×1011 J;

(2)水吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×5×105 kg×(100 ℃-20 ℃)=1.68×1011 J;

(3)货物所受重力G=mg=3×103kg×10 N/kg=3×104N,由Q放=W=Fs=Gh得,货物被提升的高度

h= ===2.24×107 m。

4.(2019聊城)2019年5月6日,聊城首批30辆氢燃料新能源公交车投放使用。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点,被认为是21世纪最理想的能源,[c水=4.2×103J/(kg·℃);q氢= 1.4×108 J/kg)]求:

(1)质量为0.3 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量;

(2)若这些热量全部被质量为200 kg、温度为15 ℃的水吸收,则水升高的温度;

(3)某氢能源公交车以140 kW的恒定功率匀速行驶,如果0.3 kg的氢燃料完全燃烧获得热量

的焦耳数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。

解：(1)0.3 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量:

Q放=mq氢=0.3 kg×1.4×108 J/kg=4.2×107 J;

(2)水吸收的热量:Q吸=Q放=4.2×107 J,

由Q吸= cmΔt得水升高的温度:

Δt===50 ℃;

(3)公交车所做的功:W=Q放=4.2×107 J,

由P=得,公交车行驶时间:t===300 s。

考点四：炉子的效率及相关计算

1.（2019兰州）已知天然气的热值为3.8×107J/m2，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。求：

（1）完全燃烧1.4x10-2m3天然气放出多少热量?

（2）若某天然气灶的效率为60%，则这些天然气可将质量为3.8kg，初温为25℃的水加热到多少℃?（当地的大气压强为1标准大气压）

解：（1）天然气放出热量：

Q放气=V气q气=1.4x10-2m3×3.8×107J/m=5.32×105J

（2）水吸收热量：

Q吸水=Q放气·η=5.32×105J×60%=3.192x105J

水升高温度：

t 水=t0水+△t水=25℃+20℃=45℃

2.(2019潍坊)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500 g初温为0 ℃的冰全部熔化为0 ℃的水,共燃烧了14 g酒精,酒精的热值为3×107 J/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。

解：(1)14 g酒精完全燃烧放出的热量:

Q放=qm=3×107 J/kg×0.014 kg=4.2×105 J,

冰熔化成水共吸收的热量:

Q吸=Q放×η=4.2×105 J×40%=1.68×105 J;

(2)冰的熔化热:λ冰===3.36×105 J/kg。

3.(2019云南景洪)小华家使用沼气作为生活燃料,在某一次给温度为20 ℃、质量为10 kg 的水进行加热时,消耗了0.1 m3沼气。已知燃气灶的效率为63%,沼气完全燃烧(q=2.5×107 J/m3),水的比热容c水=

4.2×103 J/(kg·℃)。求:

(1)沼气完全燃烧放出的热量;

(2)水的温度升高了多少。

解：(1)沼气完全燃烧释放出的热量:

Q放=Vq=0.1 m3×2.5×107 J/m3=2.5×106 J;

(2)水吸收的热量Q吸=ηQ放=63%×2.5×106 J=1.575×106 J,由Q吸= cmΔt得,水升高的温

度Δt===37.5 ℃。

考点五：热机效率及相关计算

1.（2019泸州）截至2019年4月14日，泸州云龙机场已开通31条航线。从云龙机场飞往北京的某航班在水平跑道上加速的初始阶段，牵引力沿水平方向，大小为9.2×104N，经过的路程为1000m，则牵引力所做的功为______J；若飞机发动机的效率为25%，在此过程中，消耗的汽油为______kg，这些汽油的体积为______m3．（取汽油的密度ρ=0.7×103kg/m3，汽油的热值q=4.6×107J/kg）

【答案】9.2×107； 8 ； 11.42

2.(2019海南海口)随着国民经济的发展,汽车已走进家庭。一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100 km,消耗汽油10 L。若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功,所用汽油的热值为4.6×107 J/kg,密度为0.7×103 kg/m3,求:

(1)行驶100 km消耗汽油的质量;

(2)这些汽油完全燃烧放出的热量;

(3)消耗汽油10 L驱动汽车做的有用功;

(4)这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。

解：(1)消耗汽油的体积V=10 L=10 dm3=10×10-3m3,行驶100 km消耗汽油的质量 m=ρV=0.7

×103 kg/m3×10×10-3 m3=7 kg;

(2)这些汽油完全燃烧放出的热量:

Q放=mq汽油=7 kg×4.6×107 J/kg=3.22×108 J;

(3)根据η=可得,用来驱动汽车做的有用功:

W有用=ηQ放=30%×Q放=30%×3.22×108J=9.66×107 J;

(4)由W有用=Fs得轿车的牵引力:

F===966 N,

又因为轿车匀速行驶,所以轿车受到的阻力f=F=966 N。

3.(2019河北石家庄)如图所示是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器,以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离时,消耗汽油 1 kg。汽油机的效率为30%,那么,在这段运动过程中,[已知:汽油的热值为

4.5×107 J/kg,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]求:

(1)汽油完全燃烧放出的热量是多少J;

(2)假设该汽车在这次行驶过程中,发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%,这些废气的能量全部被质量为100 kg的水吸收,水升高的温度是多少; (水未沸腾) (3)如果汽油机的效率提高到40%,其他条件都不变,那么汽车在这段路程消耗的汽油是多少。

解：(1)汽油完全燃烧放出的热量:

Q放=mq汽油=1 kg×4.5×107 J/kg=4.5×107 J;

(2)η=可知,水吸收的热量为:

Q吸=ηQ放=42%×4.5×107 J=1.89×107 J;

水升高的温度:

Δt===45 ℃;

(3)由题意知,汽车所做的功相同,根据W=ηQ可知,

W=η1Q1=η2Q2,即:30%mq汽油=40%m'q汽油,

所以m'==0.75 kg。