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用小微专题精准练助力2023中考物理四点问题大突破(二轮复习通用)
第三部分 中考重点命题题型专题篇
专题34 热学综合计算(包括图像)难点问题
1.(2022湖北宜昌)小丽用相同的电加热器分别对质量为0.2kg的水和0.3kg的另一种液体进行加热,
得到的实验数据如图所示,则水在16min内吸收的热量为______J,另一种液体的比热容为______
J/(kg·℃)。[c =4.2×103J/(kg·℃)]
水
【答案】 2.52×104 1.4×103
【解析】由图像可知,水的初温是10℃,16min时的末温是40℃,则水在16min内吸收的热量为
Q =c m (t -t )=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(40℃-10℃)=2.52×104J
水吸 水 水 水 0水
水16min吸收的热量是2.52×104J,所以水8min吸收的热量为
由于是用相同的电加热器加热,所以水和另一种液体在相同的时间内吸收的热量是相同的,即另一种
液体8min吸收的热量也为1.26×104J。由图像可知,另一种液体从开始加热到第8min温度从20℃升高
到50℃,根据公式Q =c m (t -t )可知,另一种液体的比热容为
水吸 水 水 水 0水
2. (2022广西贵港)某学校,需要把1000kg的水从20℃加热到80℃,[q =4×107J/m3,c
天然气 水
=4.2×103J/(kg•℃)]求:
(1)这些水吸收的热量;
(2)若用天然气加热,不计热量损失,需要完全燃烧多少m3的天然气?
【答案】(1)2.52×108J;(2)6.3m3
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【解析】(1)根据吸热的计算公式可得,这些水吸收的热量为
(2)由题意可知,不计热量损失,天然气完全燃烧放出的热量为
根据
可得,加热这些水所需要天热气的体积为
3(. 2022广西桂林)用天然气灶烧水时,把质量为 、初温为 的水,加热到 ,此过程中天然
气完全燃烧放出的热量为 。已知水的比热容为 。求:
(1)水吸收的热量是多少J?
(2)天然气灶烧水时的热效率是多少?
【答案】(1) ;(2)20%
【解析】(1)水吸收的热量是
(2)天然气灶烧水时的热效率是
4(. 2022黑龙江龙东)疫情防控期间,疾控部门要经常对环境进行消杀。一台运送消毒液的车辆,满载
后总质量为 ,车轮与地面总接触面积为 ,该车沿平直公路匀速行驶 后到达目的地,
共消耗汽油 ,车匀速行驶过程中,牵引力始终为 ,汽油的热值 。求:
(1)车满载时受到的总重力;
(2)车满载后静止在水平地面时对地面的压强;
(3)车行驶过程中发动机的效率。
【答案】(1)1.4×105N;(2)3.5×105Pa;(3)30%
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【解析】(1)车满载时受到的总重力
G=mg=14×103kg×10N/kg=1.4×105N
(2)车满载后静止在水平地面时对地面的压力
F=G=1.4×105N
对地面的压强
(3)牵引力做的功
W=Fs=1.5×104N×4.6×103m=6.9×107J
燃烧汽油释放的热量
Q =m q=5kg×4.6×107J/kg=2.3×108J
放 汽
发动机的效率
5(. 2022湖北天门)同学们到研学基地开展实践活动。小明垒好柴火灶为大家煮饭,为了测试柴火灶的
效率,他用1kg的干木柴给5kg的水加热,烧完木柴时,水温从20°C升高到60°C。(干木柴的热值
(1)1kg 的干木柴完全燃烧放出的热量是_______J:干木柴是_____能源(选填“一次”或“二次”)。
(2)水吸收的热量为多少J?
(3) 该柴火灶的效率为多少?
【答案】(1) J 一次 (2) (3)
【解析】(1)1kg的干木柴完全燃烧放出的热量
1kg的干木柴完全燃烧放出的热量为 。
木柴从自然界取得后可以直接利用,是一次能源。
(2)由 可知,水吸收的热量
(3)该柴火灶的效率
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6(. 2022甘肃金昌)小华家里用的是天然气灶,他尝试估测该灶的效率。小华在水壶中加入5L水,水的
初温是20℃,然后将水烧开,他观察天然气表发现此次烧水用了0.1m3天然气,天然气的热值为
3.2×107J/m3,水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃),当地大气压为标准大气压。求:
(1)水吸收的热量Q (不计水的热量损失);
吸
(2)天然气完全燃烧放出的热量Q ;
放
(3)天然气灶的效率η。
【答案】(1)1.68×106J;(2)3.2×106J;(3)52.5%
【解析】(1)水的质量
水吸收的热量
(2)天然气放出的热量
(3)天然气灶的效率
答:(1)水吸收的热量为 ;
(2)天然气放出的热量为 ;
(3)天然气灶的效率 。
7(. 2022梧州)氢燃料具有清洁、效率高等优点,被认为是理想的能源之一,目前我国部分城市已有多
批氢能源公交车投放使用。(已知c =4.2×103J/(kg ℃),q =1.4×108J/kg。)问:
水 氢
(1)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少?
(2)若这些热量全部被质量为500kg、温度为15℃的水吸收,水升高的温度是多少?
(3)若这些热量恰好能供某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶5min,则该氢能源公交车的
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效率是多少?
【答案】(1)8.4×107J;(2)40℃;(3)50%
【解析】(1)0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量
Q =m q=0.6kg×1.4×108J/kg=8.4×107J
放 氢
(2)水吸收的热量
Q =Q =8.4×107J
吸 放
水升高的温度
Δt= = =40℃
(3)公交车做功
W=Pt=140×103W×5×60s=4.2×107J
公交车的效率
η= ×100%= ×100%=50%
8.(2022湖南益阳)为了实现节能减排,我市很多出租车都换成了燃气汽车。一辆出租车气罐中充有
的压缩天然气,天然气的热值为 ,若天然气完全燃烧后产生的热量有30%用于出
租车牵引力做功,出租车行驶过程中受到的平均阻力为 。求:
(1)出租车气罐中的天然气完全燃烧后产生的热量Q;
(2)气罐中天然气完全燃烧后出租车能匀速行驶的路程s。
【答案】(1) ;(2)
【解析】(1)由题意可知,根据公式
可得,出租车气罐中的天然气完全燃烧后产生的热量
(2)因为出租车在公路上做匀速直线运动,所以
牵引力做功所消耗的能量为
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根据公式
可得,气罐中天然气完全燃烧后出租车能匀速行驶的路程
答:(1)出租车气罐中的天然气完全燃烧后产生的热量Q为 ;
(2)气罐中天然气完全燃烧后出租车能匀速行驶的路程s为 。
9(. 2022湖南怀化)2022年北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车(如图所示),该车排放物是水,
不产生任何污染物,是当前世界新能源汽车重要的发展方向。假设某国产氢燃料电池车总质量为
5×103kg。在某次测试中该车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍,在0.5h内行驶了28km的路程,
消耗的氢能源为0.4kg(不考虑氢能源燃料消耗对车质量的影响)。求该测试过程中氢燃料电池车:(已
知q =1.4×108J/kg,g取10N/kg)
氢
(1)行驶的平均速度为多少km/h;
(2)牵引力做 的功;
(3)氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率。
【答案】(1)56km/h;(2)2.8×107J;(3)50%
【解析】(1)氢燃料电池车0.5h内行驶了28km的路程,根据 可得,车行驶的平均速度为
(2)氢燃料电池车总质量为5×103kg,受到的重力为
G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N
车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍,汽车做匀速直线运动,牵引力和阻力是一对平衡力,所以
车受到的牵引力为
F=f=0.02G=0.02×5×104N=103N
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牵引力做的功为
W=Fs=103N×28×103m=2.8×107J
(3)消耗0.4kg的氢能源,放出的热量为
Q =mq=0.4kg×1.4×108J/kg=5.6×107J
放
氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率为
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