2021中考物理真题分类汇编-内能-热量的计算（含答案，共24题）

这是一份2021中考物理真题分类汇编-内能-热量的计算（含答案，共24题），共9页。

1．（2021•郴州）小明用酒精灯将质量为100g、初温为20℃的水加热到90℃（未沸腾），共燃烧了7g酒精[c水＝4.2×103J/（kg▪℃），酒精的热值为q＝3×107J/kg]。则下面说法正确的是（ ）
A．水吸收的热量是2.94×107J，效率为14%
B．水吸收的热量是2.94×104J，效率为14%
C．水吸收的热量是2.94×107J，效率为1.4%
D．水吸收的热量是2.94×104J，效率为1.4%
2．（2021•泰安）利用一燃气热水器对10kg、20℃的水进行加热时，完全燃烧了0.105m3的煤气。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4×107J/m3，该热水器烧水的效率是50%。下列说法中（ ）
①煤气完全燃烧放出的热量是4.41×103J
②水吸收的热量是2.1×106J
③水温升高了50℃
④加热过程中水的内能保持不变
A．只有①④正确B．只有②③正确
C．只有①②正确D．只有②③④正确
二．填空题（共16小题）
3．（2021•宜宾）夏天，沿海地区昼夜温差比沙漠地区昼夜温差小，是因为水的比热容 沙石的比热容（选填“大于”或“小于”）；质量为10kg的水温度升高10℃所吸收的热量为 J[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。
4．（2021•淄博）创建文明城市，垃圾分类从你我做起。在一定条件下分类后的垃圾能提炼出燃料油，可减少石油资源的开采，石油是 （填“可再生”或“不可再生”）能源。若燃料油的热值为3.15×107J/kg，完全燃烧 kg燃料油可放出热量6.3×107J，这些热量全部被质量为300kg、温度为20℃的水吸收，可使水的温度升高 ℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
5．（2021•绵阳）周末，小明用热水为家人热盒装牛奶，他把3盒牛奶放入装有温度是90℃、质量是2kg热水的盆中，经过一段时间，3盒牛奶的温度都从10℃变成了45℃，这段时间内每盒牛奶从水中吸收了 J的热量；若盆中热水对牛奶加热的效率是50%，则此时盆中水的温度是 ℃。已知：每盒牛奶的质量0.25kg，牛奶的比热容4.0×103J/（kg•℃），水的比热容4.2×103J/（kg•℃）。
6．（2021•黔西南州）随着人们生活水平的提高，很多家庭都用上了燃气热水器，如图是家用燃气热水器工作原理示意图。当打开淋浴阀，有流速很大的水通过活塞右侧时，活塞由于右侧的压强 （选填“增大”或“减小”）而向右移动，拉动连杆向右使控制开关S闭合，同时接通电磁铁和电子点火器，电磁铁产生 使燃气电磁阀打开通入燃气，点火器同步点火，热水器开始工作。热水器把10L、25℃的水加热到45℃，水吸收的热量是 J。
7．（2021•南通）小芳探究用酒精灯给水加热的效率。她先测出酒精灯质量为185g，接着用该酒精灯将200mL的水从20℃加热至70℃，结束加热后再次测量酒精灯的质量，天平平衡时右盘中的砝码及游码的位置如图，读数为 g。实验中水吸收的热量为 J，酒精完全燃烧放出的热量可用公式Q放＝ 计算，则酒精灯给水加热的效率为 %。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q酒精＝3.0×107J/kg]
8．（2021•百色）某燃气热水器将20kg的水从10℃加热到60℃，完全燃烧了0.21m³的燃气。水吸收的热量是 J，热水器的效率是 。[已知水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），燃气的热值为4×107J/m³]
9．（2021•赤峰）把1kg的水从60℃开始加热至沸腾，温度随时间变化的图像如图所示，由图像可知，水的沸点是 ℃，沸腾过程的特点是 ；这些水由60℃加热至90℃需要吸收的热量是 J。（c水＝4.2×103J/（kg•℃）
10．（2021•宿迁）“低碳环保”是当今世界环境主题，天然气是一种低污染燃料，在我市已普遍使用，天然气热值为4×107J/m3，完全燃烧0.21m3的天然气所释放的热量为 J，若完全被水吸收，能使 kg的水温度升高40℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
11．（2021•毕节市）初夏的贵阳，天气凉爽，日平均气温在20℃左右，此温度 （选填“高于”或“低于”）人的正常体温。但在寒冷的冬天，人们常用搓摩双手的方法保暖，这是通过 改变物体的内能。如果将10kg20℃的水加热到40℃，需吸收 J的热量。
12．（2021•恩施州）水沸腾时如果继续吸热，则温度 ；灶上的锅中装有2kg初温30℃的水，当水吸收了7.56×105J的热量后，水温升高了 ℃（当地为标准大气压）。
13．（2021•无锡）用某煤气灶将质量为5kg的水从20℃加热到100℃，水吸收的热量为 J，若消耗的煤气质量为0.16kg，煤气灶烧水时的效率为 。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q煤气＝4.2×107J/kg]
14．（2021•通辽）用液化气灶把1.5kg、初温为20℃的水加热到100℃，需要吸收的热量为 J。若上述过程中完全燃烧0.021kg液化气且只有60%的热量被水吸收，则液化气的热值为 J/kg[已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。
15．（2021•荆州）使用清洁能源天然气有助于国家提出的2060年前实现碳中和的目标。小明同学用他家的天然气灶将质量为2kg，初温为15℃的水加热到95℃，水吸收的热量是 J；若此过程的热效率为40%，则此过程消耗天然气 m3。（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气热值为4.2×107J/m3）
16．（2021•新疆）我国第三代核电技术“华龙一号”已成为继高铁之后的又一张中国名片。
（1）核能属于 次能源。核电站利用核反应堆中铀核 （填“裂变”或“聚变”）时产生的内能，通过 （填“汽轮机”或“内燃机”）做功，带动发电机发电。
（2）用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温，其原因是水的比热容较 。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），则1kg水温度升高1℃吸收的热量为 J。核电站发生事故的概率与核反应堆的堆数以及运行时间有关，若“华龙一号”核反应堆106堆•年发生一次堆芯熔毁事故，则2座核反应堆同时运行50年发生堆芯熔毁事故的概率为 （填“百”“千”或“万”）分之一。
17．（2021•安徽）沙漠地区昼夜温差大，主要原因是砂石的比热容较小。初温为20℃、质量为50kg的砂石吸收3.6×106J的热量后，温度升高到 ℃。[砂石的比热容为0.9×103J/（kg•℃）]
18．（2021•济宁）完全燃烧140g焦炭所放出的热量有60%被初始温度为10℃、质量为10kg的水吸收，则水吸收的热量为 J，水的温度将升高到 ℃。[q焦炭＝3.0×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃），在1个标准大气压下]
三．计算题（共6小题）
19．（2021•河池）为保障全校师生饮水安全，学校安装了热效率达到80%的现代化高效节能锅炉，每天可以提供1.0×103kg开水，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），优质煤的热值为3.0×107J/kg，求：
（1）1.0×103kg的水温度从20℃升高到100℃，至少需要吸收多少J热量？
（2）每天至少需要完全燃烧多少kg优质煤？
20．（2021•柳州）一杯0.2kg、100℃的开水，置于桌面一段时间后温度降到30℃。已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），忽略开水蒸发时损失的质量。
（1）这个过程中，开水放出了多少热量？
（2）这些热量相当于多少质量的酒精完全燃烧放出的热量？（酒精热值q＝3.0×107J/kg）
21．（2021•大连）用酒精灯给烧杯里的水加热，把0.2kg的水从50℃加热到90℃，燃烧消耗了7g的酒精。已知酒精的热值为3×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。试求：
（1）此过程中水吸收的热量是多少？
（2）完全燃烧7g酒精释放的热量是多少？
（3）酒精灯加热这些水的效率是多少？
22．（2021•黑龙江）每到周末，小晶都去邻居孤寡老人刘奶奶家，帮助老人劈柴、烧水、做饭等。某次烧水时，燃烧了1kg的木材，刚好把初温为20℃，质量为2kg的水烧开（假设木材能够完全燃烧）。已知当地气压为1标准大气压，木材的热值为q＝1.2×107J/kg，水的比热容为c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求：
（1）完全燃烧1kg木材能放出多少焦耳的热量？
（2）2kg的水被烧开吸收了多少热量？
（3）小晶烧水的效率是多少？
23．（2021•上海）质量为2kg的水温度升高5℃，求吸收的热量Q吸[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。
24．（2021•潍坊）某同学估算煤气灶烧水时的效率，他在烧水壶中装入V＝2.5L水，烧水前的水温为20℃，将水加热至100℃，立即关闭煤气，烧水前、后燃气表的示数变化“△V＝0.105m3”，该同学查得煤气的热值q＝4×107J/m3，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），求：
（1）水吸收的热量；
（2）煤气灶烧水效率。
参考答案与试题解析
一．选择题（共2小题）
1．【解答】解：质量为100g、初温为20℃的水加热到90℃吸收的热量：
Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×100×10﹣3kg×（90℃﹣20℃）＝2.94×104J；
完全燃烧7g酒精放出的热量：
Q放＝qm＝3×107J/kg×7×10﹣3kg＝2.1×105J；
酒精灯的效率为：
η=Q吸Q放×100%=2.94×104J2.1×105J×100%＝14%。
故ACD错误，B正确。
故选：B。
2．【解答】解：
①煤气完全燃烧放出的热量：
Q放＝Vq＝0.105m3×4×107J/m3＝4.2×106J，故①错误；
②由η=Q吸Q放=50%得水吸收的热量：
Q吸＝Q放×50%＝4.2×106J×50%＝2.1×106J，故②正确；
③由Q吸＝cm△t得水温度升高值：
△t=Q吸cm=2.1×106J4.2×103J/(kg·℃)×10kg=50℃，故③正确；
④在加热过程中，水吸收热量，温度升高、内能增加，故④错误。
可见，只有②③正确。
故选：B。
二．填空题（共16小题）
3．【解答】解：夏天，沿海地区昼夜温差比沙漠地区昼夜温差小，这主要是因为水的比热容大于沙石的比热容的缘故，相同质量的海水和砂石，吸收（或放出）相同的热量后，水的温度升高（或降低）得少。
水吸收的热量：Q＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×10℃＝4.2×105J。
故答案为：大于；4.2×105。
4．【解答】解：石油在使用后，短期内不可能从自然界得到补充，都属于不可再生能源；
根据Q放＝mq可知，
燃料油的质量为：m=Q放q=6.3×107J3.15×107/kg=2kg；
根据Q吸＝cmΔt＝Q放可知，
水温度升高值：Δt=Q吸c水m水=6.3×107J4.2×103J/(kg⋅℃)×300kg=50℃。
故答案为：不可再生；2；50。
5．【解答】解：（1）1盒牛奶的质量m牛奶＝0.25kg，
1盒牛奶吸收的热量：
Q吸＝c牛奶m牛奶Δt牛奶＝4.0×103J/（kg•℃）×0.25kg×（45℃﹣10℃）＝3.5×104J；
（2）3盒牛奶吸收的热量：
Q吸′＝3×3.5×104J＝1.05×105J，
由η=Q吸Q放可得水放出的热量：
Q放=Q吸η=1.05×105J50%=2.1×105J，
由Q放＝cmΔt得水的温度降低值：
Δt水=Q放c水m水=2.1×105J4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg=25℃，
水的末温：
t水＝t0水﹣Δt＝90℃﹣25℃＝65℃。
故答案为：3.5×104；65。
6．【解答】解：淋浴时，打开淋浴阀，水的流速变大，活塞右侧压强减小，则活塞向右移动，开关S闭合，电磁铁产生磁性，使燃气电磁阀打开通入燃气，点火器同步点火，热水器开始工作。
水的质量m＝ρV＝1×103kg/m3×10×10﹣3m3＝10kg；
水吸收的热量Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（45℃﹣25℃）＝8.4×105J。
故答案为：减小；磁性；8.4×105。
7．【解答】解：（1）天平平衡时右盘中的砝码及游码的位置如图，读数为m＝100g+50g+20g+5g+3g＝178g，
（2）水的体积V＝200mL＝200cm3＝2×10﹣4m3，
由ρ=mV可得，水的质量m水＝ρV＝1.0×103kg/m3×2×10﹣4m3＝0.2kg，
水吸收的热量Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×（70℃﹣20℃）＝4.2×104J；
（3）酒精完全燃烧放出的热量可用公式Q放＝qm计算，
消耗的酒精的质量m酒精＝185g﹣178g＝7g＝0.007kg，
酒精完全燃烧放出的热量Q放＝q酒精m酒精＝3.0×107J/kg×0.007kg＝2.1×105J，
则酒精灯给水加热的效率η=Q吸Q放=4.2×104J2.1×105J=20%。
故答案为：178；4.2×104；qm；20。
8．【解答】解：（1）水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×20kg×（60℃﹣10℃）＝4.2×106J；
（2）0.21m3燃气完全燃烧放出的热量：
Q放＝Vq＝0.21m3×4×107J/m3＝8.4×106J；
该热水器烧水的效率：
η=Q吸Q放×100%=4.2×106J8.4×106J×100%＝50%。
故答案为：4.2×106；50%。
9．【解答】解：由图可知，水沸腾时，不断吸收热量，保持98℃不变，所以98℃是水的沸点。
水吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（90℃﹣60℃）＝1.26×105J。
故答案为：98；吸热温度不变；1.26×105。
10．【解答】解：完全燃烧0.21m3的天然气放出的热量：
Q放＝Vq＝0.21m3×4×107J/m3＝8.4×106J；
这些热量完全被水吸收Q吸＝Q放＝8.4×106J；
由Q吸＝cm△t可得水的质量：
m=Q吸c水△t=8.4×106J4.2×103J/(kg⋅℃)×40℃=50kg。
故答案为：8.4×106；50。
11．【解答】解：（1）人的正常体温为37℃，初夏的贵阳日平均气温在20℃左右，此温度低于人的正常体温；
（2）双手对搓后感觉手上发热，是克服摩擦做功，机械能转化为内能，通过做功的方式改变物体的内能；
（3）水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（40℃﹣20℃）＝8.4×105J。
故答案为：低于；做功；8.4×105。
12．【解答】解：（1）根据液体沸腾的特点可知：水沸腾时如果继续吸热，温度不变。
（2）由Q吸＝cm△t得理论上水升高的温度：
△t=Q吸cm=7.56×105J4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg=90℃，
则水的末温t＝t0+△t＝30℃+90℃＝120℃，
因为在一个标准大气压下，所以水的温度升高到100℃将不再上升，则水温实际升高了100℃﹣30℃＝70℃。
故答案为：不变；70。
13．【解答】解：
（1）水吸收的热量：
Q吸＝c水m水△t＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×106J；
（2）煤气完全燃烧放出的热量：
Q放＝q煤气m＝4.2×107J/kg×0.16kg＝6.72×106J；
煤气灶的效率：
η=Q吸Q放=1.68×106J6.72×106J×100%＝25%。
故答案为：1.68×106；25%。
14．【解答】解：（1）水吸收的热量：
Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃﹣20℃）＝5.04×105J；
（2）由题知，Q吸＝Q放×60%＝m液化气q×60%，
液化气的热值：
q=Q吸m液化气×60%=5.04×105J0.021kg×60%=4×107J/kg。
故答案为：5.04×105；4×107。
15．【解答】解：（1）水吸收的热量为：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（95℃﹣15℃）＝6.72×105J；
（2）由η=Q吸Q放可得，
天然气完全燃烧放出的热量为：Q放=Q吸η=6.72×105J40%=1.68×106J；
由Q放＝Vq，可得，
需要燃烧的天然气的体积为：V=Q放q=1.68×106J4.2×107J/m3=0.04m3。
故答案为：6.72×105；0.04。
16．【解答】解：（1）核电站是利用核能为人类提供服务的，从能源的分类来看，核能是直接从自然界获取的，所以属于一次能源；
核电站是利用原子核裂变发生可控链式反应时释放的大量能量来发电的，通过汽轮机做功，以蒸汽轮带动发电机发电；
（2）用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温，其原因是水的比热容较大；
水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），是指1kg水温度每升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量为4.2×103J，1kg水温度升高1℃吸收的热量为4.2×103J；
根据数学概率知识，“华龙一号”核反应堆每年发生一次堆芯熔毁事故，则2座核反应堆同时运行50年发生堆芯熔毁事故的概率为：
2堆×50年106堆⋅年=1104，万分之一。
故答案为：（1）一；裂变；汽轮机；（2）大；4.2×103；万。
17．【解答】解：由Q吸＝cm△t得砂石升高的温度：
△t=Q吸cm=3.6×106J0.9×103J/(kg⋅℃)×50kg=80℃，
砂石的末温t＝t0+△t＝20℃+80℃＝100℃。
故答案为：100。
18．【解答】解：（1）焦炭的质量m＝140g＝0.14kg，
焦炭完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq焦炭＝0.14kg×3.0×107J/kg＝4.2×106J；
水吸收的热量：
Q吸＝Q放η＝4.2×106J×60%＝2.52×106J；
（2）由Q吸＝cm△t得水升高的温度：
△t=Q吸c水m水=2.52×106J4.2×103J/(kg⋅℃)×10kg=60℃，
水的末温t＝t0+△t＝10℃+60℃＝70℃。
故答案为：2.52×106；70。
三．计算题（共6小题）
19．【解答】解：（1）水吸收的热量为：
Q吸＝cm水Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×1.0×103kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×108J；
（2）由η=Q吸Q放得煤完全燃烧放出的热量为：
Q放=Q吸η=3.36×108J80%=4.2×108J；
由Q放＝mq得需要完全燃烧煤的质量为：
m煤=Q放q=4.2×108J3.0×107J/kg=14kg。
答：（1）1.0×103kg的水温度从20℃升高到100℃，至少需要吸收3.36×108J的热量；
（2）每天至少需要完全燃烧14kg优质煤。
20．【解答】解：（1）这个过程中，开水放出了的热量：
Q放＝c水m（t0﹣t）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×（100℃﹣30℃）＝5.88×104J；
（2）不计热量损失，Q放＝Q吸＝5.88×104J，
由Q放＝mq得酒精的质量：
m酒精=Q放q=5.88×104J3.0×107J/kg=1.96×10﹣3kg＝1.96g。
答：（1）这个过程中，开水放出了5.88×104J的热量；
（2）这些热量相当于质量为1.96g的酒精完全燃烧放出的热量。
21．【解答】解：（1）此过程中水吸收的热量：
Q吸＝cm水△t＝4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×（90℃﹣50℃）＝3.36×104J；
（2）7g酒精完全燃烧放出的热量：
Q放＝m酒精q＝0.007kg×3×107J/kg＝2.1×105J；
（3）酒精灯烧水时的热效率：
η=Q吸Q放×100%=3.36×104J2.1×105J×100%＝16%。
答：（1）此过程中水吸收的热量为3.36×104J；
（2）7g酒精完全燃烧放出的热量为2.1×105J；
（3）酒精灯烧水时的热效率为16%。
22．【解答】解：（1）完全燃烧1kg木材能放出的热量：
Q放＝qm木材＝1.2×107J/kg×1kg＝1.2×107J。
（2）1标准大气压下，水的沸点为100℃，即水的末温为100℃，则2kg的水被烧开吸收的热量：
Q吸＝cm水t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J。
（3）小晶烧水的效率：
η=Q吸Q放×100%=6.72×105J1.2×107J×100%＝5.6%。
答：（1）完全燃烧1kg木材能放出1.2×107J的热量。
（2）2kg的水被烧开吸收了6.72×105J的热量。
（3）小晶烧水的效率是5.6%。
23．【解答】解：水吸收的热量为：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×5℃＝4.2×104J.
答：水吸收的热量为4.2×104J.
24．【解答】解：（1）已知V＝2.5L＝2.5dm3＝2.5×10﹣3m3，
由ρ=mV可得，水的质量m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2.5×10﹣3m3＝2.5kg，
烧开这壶水，水吸收的热量为：
Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/（kg•℃）×2.5kg×（100℃﹣20℃）＝8.4×105J；
（2）煤气完全燃烧放出的热量：
Q放＝△Vq＝0.105m3×4×107J/m3＝4.2×106J，
煤气灶烧水效率为：
η=Q吸Q放×100%=8.4×105J4.2×106J×100%＝20%。
答：（1）水吸收的热量为8.4×105J；
（2）煤气灶烧水效率为20%。