2023年中考物理计算题专题提升培优练 专题07 热学—吸放热及热机效率计算类

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中考物理第二轮复习策略
初中物理总复习是物理学习中的一个重要环节，是学生对整个初中物理知识进行系统全面的认识、梳理、深化的过程。总复习所涉及的内容多，知识广，时间短，要在短时间内取得好的效果，就必须深入研究与探索。笔者在认真分析近几年物理中考情况的基础上，结合实际，浅谈自己的一些复习策略及方法。
中考物理复习大致可分为三阶段，即第一轮全面复习、第二轮专题复习和第三轮模拟题练习。第一轮复习之后，即将迎来市质检考试。因此，教师在全面性地梳理完各章节知识点之后，须安排几份中考模拟卷，或者往年中考真题对学生进行系统化训练，同时也为迎接市质检考试做好充分准备。
第二轮专题复习——专题复习，精准导航，攻坚克难。
此阶段安排在市质检考试之后，教师可根据各自实际剩余时间安排专题复习。
例如实验专题复习等，这些重点实验是历年中考的热点，近年来，实验题考查呈现开放性的趋势，特别注重考查学生的发散思维和灵活运用知识的能力。
计算专题，这类问题，对知识点的联系要求较高，注重对学生综合能力的考察。教师在复习时，要注意解题方法的指导。计算题解题能力的提高，并非一日之功，必须在平时练习中加强训练，提高分析能力和计算能力。
专题7—热学—吸放热及热机效率计算类
2023年中考物理计算题专题提升培优练
题型
选择题
填空题
作图题
实验题
计算题
总计
题数
5（单选）
2（多选）
0
0
0
18
25
一、单选题
1．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
【答案】B
【详解】①煤气完全燃烧放出的热量

故①错误；
②由得，水吸收的热量

故②正确；
③由得，水温度升高值

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，综上分析可知，只有②③正确，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
2．甲乙两个电热水壶在相同气压下将质量和初温相同的水烧开，能量分布及用时如图，下列说法正确的是（　　）

A．甲壶水吸收的热量多
B．甲壶将水烧开消耗的电能更少
C．甲壶烧水时的效率较低
D．甲壶的实际电功率较小
【答案】B
【详解】A．用两个电热水壶，在相同气压下，将质量和初温相同的水烧开，水的质量、比热容和升高的温度相同，根据可知，两壶水吸收热量的一样多，故A错误；
C．由图可知，甲热水壶的效率大于乙热水壶的效率，即，故C错误；
B．两热水壶中，水吸收的热量相同，且，由可得，，由此可知，甲热水壶消耗电能小于乙热水壶消耗的电能，故B正确；
D．由图可知，甲热水壶加热时间小于乙热水壶的加热时间，已知甲热水壶消耗电能小于乙热水壶消耗的电能，根据可知，两热水壶的实际电功率大小不能确定，故D错误。
故选B。
3．一台柴油机中的燃料完全燃烧放出了8×107J的能量，共计损失了4.8×107J能量，下列说法正确的是（　　）
A．用来做有用功的能量为3.2×107J
B．该柴油机的效率为60%
C．热机所用燃料的热值越大，效率越高
D．通过科技进步，未来可以实现能量零损失
【答案】A
【详解】A．用来做有用功的能量为

故A正确；
B．该柴油机的效率为


故B错误；
C．热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，与燃料热值大小无关，故C错误；
D．柴油机在工作过程中不可避免地要克服机械间的摩擦而产生额外功，因此效率不能达到100%，即不能实现能量零损失，故D错误。
故选A。
4．设干木柴燃烧放出的热量有20%被水吸收，完全燃烧质量1kg，热值为的干木柴，能使质量40kg，初温30℃的水温度升高到（　　）
A．15℃ B．30℃ C．45℃ D．60℃
【答案】C
【详解】干木柴完全燃烧放出的热量

水吸收的热量

由可知水升高的温度

所以水的末温

故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
5．设干木柴燃烧放出的热量有20%被水吸收，完全燃烧质量1kg，热值为的干木柴，能使质量40kg，初温30℃的水温度升高到（　　）
A．15℃ B．30℃ C．45℃ D．60℃
【答案】C
【详解】干木柴完全燃烧放出的热量

水吸收的热量

由可知水升高的温度

所以水的末温

故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
二、多选题
6．小明利用燃气灶给20kg初始温度为10℃的水加热，若完全燃烧0.3kg的液化气，一标准大气压下，使水的温度升高到70℃[液化气热值为q=，c水=]。这个过程中下列说法正确的是（　　）
A．液化气燃烧是将化学能转化为内能
B．20kg水吸收的热量为
C．0.3kg液化气完全燃烧放出的热量为
D．燃气灶的效率为40%
【答案】ACD
【详解】A．液化气燃烧过程燃料发生化学反应并释放出热量，所以是将化学能转化为内能，故A正确；
B．水吸收的热量

故B错误；
C．液化气完全燃烧放出的热量

故C正确；
D．液化气灶的效率

故D正确。
故选ACD。
7．某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶8.1km，用时6min 45s，消耗燃油1.8kg，已知汽车的牵引力是2760N，燃油的热值为4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是（　　）
A．汽车行驶速度是72km/h B．消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.8×107J
C．汽车发动机的效率是27% D．汽车牵引力做功的功率是30kW
【答案】AC
【详解】A．由题意可知，汽车匀速行驶8.1km，所用的时间

根据速度公式，可知汽车行驶速度

汽车行驶速度为72km/h，故A正确；
B．由题意可知，消耗燃油1.8kg，燃油的热值为4.6×107J/kg，根据热值公式可知，消耗的燃油完全燃烧放出的热量为

消耗的燃油完全燃烧放出的热量是8.28×107J，故B错误；
C．由题意可知，汽车的牵引力是2760N，汽车匀速行驶，汽车发动机所做的有用功为

由B解析可知，消耗的燃油完全燃烧放出的热量是8.28×107J，这为汽车发动机所做的总功，汽车发动机的效率为

汽车发动机的效率为27%，故C正确；
D．由C解析可知，汽车牵引力做功为，用的时间

汽车牵引力做功的功率

汽车牵引力做功的功率是55.2kW，故D错误。
故选AC。
三、计算题
8．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℃．求：
(1)热水器中的水吸收的热量Q吸；[水的比热容c＝4.2×103J/(kg·℃)]
(2)热水器5小时有效照射时间内接收到的太阳能E；
(3)热水器5小时有效照射时间内接收到的太阳能，相当于完全燃烧多少天然气放出的热量？(天然气的热值q＝4.2×107J/m3)
【答案】(1) 8.4×106J；(2) 2.1×107J；(3) 0.5m3．
【详解】热水器中的水吸收热量 因太阳能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，5小时有效照射时间内接收到的太阳能
； 得．
9．同学们学习了“能源”的内容后，知道热电站既能发电，又能供热，随着热电站技术不断更新，煤的燃烧程度比传统火电站更充分．为深入了解，他们对某热电站进行调查，获取信息如下：

(1)①4000 t煤完全燃烧放出多少热量？②20 h发电多少千瓦时？(q煤＝3×107 J/kg)
(2)该热电站的能量利用率是多少？
(3)请你结合以上信息，写出提高热电站能量利用率的方法．
【答案】(1)①1.2×1014 J　②107 kW·h　(2) 58.3% (3)使燃料燃烧更充分；提高发电效率；提高废气的利用率
【详解】已知m=4000t=4×106kg，q煤=3×107J/kg，燃料燃烧放出热量公式Q放=mq可得煤完全燃烧放出的热量为：Q放=mq煤=4×106kg×3×107J/kg=1.2×1014J．查表可知发电总功率P=5×105kW，
由公式W=Pt可得20h所发的电为：W电=Pt=5×105kW×20h=1×107kW•h=3.6×1013J=107 kW·h
查表可得向周边居民供热Q供热=3.4×1013J，可得有用的能量为：Q有用=W电+Q供热=3.6×1013J+3.4×1013J=7×1013J；则热电站的能量利用率为：η==×100%≈58.3%．提高热电站能量利用率即提高有用的热量，故方法有①使燃料燃烧更充分．②提高“废气”的能量利用率．
10．某一型号的房车在一段平直公路上匀速行驶了56 km，用时半小时 ．
(1)求该房车的行驶速度；
(2)已知这一过程消耗燃油1.5×10－2m3，则热机在这一过程中消耗的总能量是多少？(假设燃油完全燃烧，燃油密度ρ为0.8×103 kg/m3，燃油热值q为4.5×107J/kg)；
【答案】(1) 112 km/h (2) 5.4×108 J
【详解】（1）该房车行驶的速度v=s/t=56km/0.5h=112km/h；（2）消耗燃油的质量m=ρV=0.8×103 kg/m3×1.5×10－2m3=12kg，消耗的总能量为Q=mq=12kg×4.5×107J/kg=5.4×108J．
11．如图为小颖同学设计的电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能．如图中电磁继电器(线圈电阻不计)、热敏电阻R、保护电阻R0、电压恒为6V的电源U1、导线等组成控制电路．当电磁铁线圈中的电流I<10mA时，继电器上方触点和触点c接通，电热水器工作电路中的电流为1A；当电磁铁线圈中的电流I ≥ 10mA时，电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方动触点和静触点a、b接通，电热水器工作电路的功率为2200W．热敏电阻R随温度变化的规律如图，热敏电阻和加热电路中的三只电阻R1、R2、R3均置于储水箱中，其中电阻R2、R3在图中的虚线框内未画出．已知R1＝33Ω、R2＝66Ω、U2＝220V．

（1）衔铁正好被吸下时，控制电路的总电阻为多少？
（2）若R0为200Ω，衔铁正好被吸下时储水箱中水温是多少?
（3）求出电阻R3的阻值，计算并画出虚线框内的电路，标明电阻名称．
【答案】（1）600Ω（2）60℃（3）R3=154Ω
【详解】（1）由图1知，控制电路中R0与线圈、R串联，当电磁铁线圈中的电流I=10mA时，电磁铁的衔铁正好被吸下，由I=可得此时控制电路的总电阻：
R总===600Ω；
（2）由题意知，衔铁刚好被吸下时，控制电路电流I=10mA=0.01A，此时电流总电阻R总=600Ω，由串联电路电阻特点可得热敏电阻：
R=R总﹣R0=600Ω﹣200Ω=400Ω，
由图2可知，此时水温为60℃；
（3）由题知，a、b接通，R1与虚线框中连入部分并联，电热水器工作电路的功率2200W，P1===W，虚线框中连入部分功率：Pb=2200W﹣W=W，虚线框中连入部分功率：Pb===66Ω=R2，
继电器上方触点和触点c接通，此时只有框内电阻接入电路，电热水器工作电路中的电流为1A，此时虚线框内的总电阻：R框===220Ω，
Pb＜R框，所以框内R2、R3电阻应串联，即框内cb间是电阻R3，
且R3=R框﹣R2=220Ω﹣66Ω=154Ω．
虚线框内的电路如图所示：

12．飞机的航空发动机是热机的一种，航空煤油在燃烧室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，若高空中飞机获得向前的水平推力为，以600km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，需要完全燃烧航空煤油5000L（，），求在1h时间内：
（1）发动机水平推力做功的功率；
（2）航空煤油完全燃烧放出的热量；
（3）航空发动机的热机效率。
【答案】（1）；（2）；（3）60%
【详解】解：（1）由得飞机航行的路程

发动机所做的功

发动机水平推力做功的功率

（2）燃烧航空煤油的体积
V=5000L=5000dm3=5m3
由得燃烧航空煤油的质量

航空煤油完全燃烧放出的热量

（3）发动机的热机效率

答：（1）发动机水平推力做功的功率约为；
（2）航空煤油完全燃烧放出的热量为；
（3）航空发动机的热机效率为60%。
13．小明家的太阳能热水器，水箱容积是200L．小明进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃，请你求解下列问题：
（1）水箱中水的质量；
（2）水吸收的热量；[]
（3）如果水吸收的这些热量由燃烧煤气来提供，至少需要燃烧1.25kg煤气，煤气灶的效率为多少？（煤气的热值）
【答案】（1）200kg；（2）2.1×107J；（3）40%
【详解】解：（1）由得水的质量

（2）水吸收的热量

（3）燃烧1.25kg煤气放出的热量

煤气灶的效率

答：（1）水箱中水的质量是200kg；
（2）水吸收的热量是2.1×107J；
（3）如果水吸收的这些热量由燃烧煤气来提供，至少需要燃烧1.25kg煤气，煤气灶的效率为40%。
14．无人驾驶清扫车基于激光雷达、超声波雷达等多传感器融合的感知系统和嵌入式车规级处理器，具有自动遇障暂停、自动避障绕障、自动驾驶清扫、自动驾驶喷雾打药与防疫等功能，如图所示，是一款远程无人驾驶清扫车，在城郊一段平直的公路上匀速行驶清扫路面的场景，在该路段匀速行驶1600m，消耗汽油0.2kg。若清扫车此时的质量保持不变，行驶中受到的阻力为车重的0.01倍。（，g取10N/kg）
（1）求0.2kg汽油完全燃烧放出的热量；
（2）在此过程中汽车牵引力做的功；
（3）清扫车发动机的效率？

【答案】（1）；（2）；（3）2%
【详解】解：（1）这些汽油完全燃烧放出的热量为


（2）车做匀速直线运动，牵引力与阻力为一对平衡力，二者大小相等，牵引力大小为


牵引力做的功为


（3）清扫车的效率为

答：（1）0.2kg汽油完全燃烧共放出热量为9.2×106J；
（2）牵引力做的功为1.84×105J；
（3）清扫车的效率为2%。
15．随着科学技术的发展，发动机相关技术取得了长足的进步，汽车发动机动力性、燃油经济性、排放环保性都有了很大的提高，为节能减排作出了卓越贡献。如图是某国产品牌汽车，该车重为2.3吨，某次行驶过程中，汽车在平直公路上匀速行驶了16km，行驶过程中受到的阻力为所受重力的0.05倍。（已知：汽油的热值q=4.6×107 J/kg）
（1）在匀速行驶过程中，汽车受到的牵引力；
（2）在这次匀速行驶过程汽车的牵引力做的功；
（3）假设汽油完全燃烧所释放能量的40%转换为牵引力做的功，在这次匀速行驶过程消耗汽油的质量；
（4）提高这台车的效率，请至少提两条合理建议。

【答案】（1）1150N；（2）1.84×107 J；（3）1kg；（4）见详解
【详解】解：（1）汽车受到的阻力为

在匀速行驶过程中，汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，即

（2）在这次匀速行驶过程汽车的牵引力做的功为

（3）根据知燃料完全燃烧放出的热量为

由知在这次匀速行驶过程消耗汽油的质量为

（4）热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比，要提高机械效率，首先使燃料尽可能的完全燃烧，然后减少燃烧产生的热量损失，降低散热提高其利用率，还可以保证良好的润滑减小摩擦以减少机械损失。
答：（1）在匀速行驶过程中，汽车受到的牵引力为1150N；
（2）在这次匀速行驶过程汽车的牵引力做的功为；
（3）假设汽油完全燃烧所释放能量的40%转换为牵引力做的功，在这次匀速行驶过程消耗汽油的质量为1kg；
（4）首先使燃料尽可能的完全燃烧，然后减少燃烧产生的热量损失，降低散热提高其利用率，还可以保证良好的润滑减小摩擦以减少机械损失。
16．学校组织学生到新郑始祖山下的农庄进行社会实践活动，小亮带了一台如图所示的便携式丁烷气炉，内置一瓶新的燃气，燃气质量800g，爱探究的小亮通过上网查到便携式丁烷气炉的热效率为30%。[c水=4.2×103J/(kg·℃)，q=8×107J/kg]
（1）要使4L的水温度升高50℃，需要吸收多少热量？
（2）该瓶燃气完全燃烧能放出多少热量？使用这台便携式丁烷气炉时，这瓶燃气能让一标准大气压下多少kg的水由20℃烧开？

【答案】（1）8.4×105J；（2）6.4×107J，57.1kg
【详解】解：（1）由可得，水的质量
m=ρV=1×103kg/m3×4×10-3m3=4kg
水吸收的热量
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×50℃=8.4×105J
（2）燃气完全燃烧能放出的能量
Q放=m燃气q=0.8kg×8×107J/kg=6.4×107J
由可得水吸收的热量

由Q=cmΔt可得水的质量

答：（1）要使4L的水温度升高50℃，需要吸收8.4×105J的热量；
（2）该瓶燃气完全燃烧能放出6.4×107J的热量；这些热量能让一标准大气压下57.1kg的水由20℃烧开。
17．如图甲是一艘完全依靠太阳能驱动的船。该船长30m，宽15m，排水量80t，船的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为，若接收的太阳能只用来驱动船前进。在一次航行中，从某一时刻开始，太阳能船受到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图乙所示。海水密度约为求：
（1）满载时太阳能船受到的浮力。
（2）若船载声呐探测器在水下5m深处，则声呐探测器所受海水压强为多少？
（3）若第50s到100s，太阳能船前进了25m，则牵引力在这段时间内做的功是多少？第50s到100s的运动过程中，太阳能船的效率为多大？

【答案】（1）；（2）；（3），
【详解】解：（1）满载时太阳能船受到的浮力

（2）船载声呐探测器在水下5m深处，所受海水压强

（3）第50s到第100s内，由图乙可知牵引力，船行驶的距离，第50s到第100s内牵引力做的功

由题可知，太阳能电池板接收太阳能的功率为，则第50s到第100s的运动过程中，太阳能电池板接收到的太阳能

则太阳能船的效率

答：（1）满载时太阳能船受到的浮力为；
（2）声呐探测器所受海水压强为；
（3）牵引力在这段时间内做的功是，第50s到100s的运动过程中，太阳能船的效率为。
四、填空题
18．北京时间2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射，约582秒后，神舟十三号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空。此型号运载火箭使用的火箭喷气发动机属于______（填“热机”或“内燃机”），其用偏二甲肼作为推进剂，已知偏二甲肼的热值是4.25×107J/kg，若火箭发动机工作的效率是60%，则100t偏二甲肼燃烧释放的能量可以做______J的有用功。

【答案】     热机     2.55×1012J
【详解】[1]此型号运载火箭使用的火箭喷气发动机属于热机。
[2]100t偏二甲肼，即

完全燃烧释放的能量为

可以做的有用功为

19．天然气在各地广泛使用，已知天然气的热值4×107/m3。某天然气热水炉烧0.05m3天然气，使常温下5kg的水温度升高了40℃，该热水炉的效率为 _____。[水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)]
【答案】42%
【详解】完全燃烧0.05m3天然气放出的热量
Q放=Vq=0.05m3×4×107J/m3=2×106J
水吸收的热量
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg⋅℃)×5kg×40℃=8.4×105J
热水炉的效率

20．天然气是一种清洁燃料，我市部分公交车开始使用天然气来代替柴油或汽油。已知天然气的热值为7×107J/L，某汽车完全燃烧2L天然气所释放的热量为 _____J；该汽车发动机效率为55%，输出有用的机械能为 _____J；汽车使用水做冷却剂，是因为水的 _____较大。
【答案】     1.4×108     7.7×107     比热容
【详解】[1]消耗2L天然气所释放的热量

[2]根据

知，输出有用的机械能

[3]汽车发动机工作时产生大量热量，这些热量如果不迅速转移，就可能损害发动机，因此利用水的比热容大的特点把这些热迅速吸收，使发动机的温度不致升得太高。
21．转速为1200r/min的四冲程内燃机，1秒钟对外做功______次，共______个冲程。已知汽车发动机的输出功率为P，该汽车行驶时间t消耗柴油m，柴油热值为q，则该汽车发动机的效率为______。（用题目所给的字母表示）
【答案】     10     40    
【详解】[1][2]四冲程内燃机每转2圈完成一个工作循环，一个工作循环对外做一次功，共4个冲程。根据题意知道，转速
1200/min＝20r/s
即飞轮每秒转20r，该内燃机1秒完成的工作循环数

则1秒对外做功10次，共计40个冲程。
[3]根据题意知道， 柴油完全燃烧放出的热量为
Q放＝qm
汽车发动机做的功为
W＝Pt
则该汽车发动机的效率为

22．生活垃圾的热值为，某地的垃圾焚烧发电厂每天完全燃烧400t生活垃圾，放出热量______J，放出热量的用来发电，每天可发电______。
【答案】         
【详解】[1]完全燃烧400t生活垃圾放出热量

[2]每天可发电的电能

23．小明观察到家里电水壶的额定功率为1000W，电能表参数。电水壶正常工作时将2kg水从20℃加热到70℃需用时8分钟。电水壶是利用电流的______效应工作的，此过程水的内能增加______J，水内能的改变是通过______方式实现的，电水壶的效率为______。若此时家里只有电水壶用电，则电能表指示灯闪烁______次。[水的比热容为]
【答案】     热     4.2×105     热传递     87.5%     400
【详解】[1]热效应是指导体通电时会发热的现象，电热水壶是利用电流的热效应工作的。
[2]电水壶正常工作时将2kg水从20℃加热到70℃，水吸收的热量为

[3]用电水壶给水加热是用热传递的方式改变水的内能。
[4]此过程消耗的电能为


[5]表示每消耗的电能，电能表指示灯闪烁3000次，若此时家里只有电水壶用电，则电能表指示灯闪烁次数为

24．如图所示是A、B两种燃料完全燃烧释放的热量Q与其质量m的关系图，从图中可看出A燃料的热值______（选填“大于”、“小于”或“等于”）B燃料的热值，在标准大气压下，若一定质量的B燃料完全燃烧释放的热量为4.9106 J，其中有60%的热量被质量为10kg、初始温度为38℃的水吸收，，则水的温度将升高到______℃。

【答案】     小于     100
【详解】[1]如下图所示，取相同质量m0，由图可知，QA
由可知，qA [2]由得，水吸收的热量

由得水升高的温度

水的末温

由于在标准大气压下水的沸点为100℃，因此水的温度将升高到100℃。
25．一台电动摩托车的蓄电池，标有60V，12Ah的字样，给它充满电能储存_________kW•h的能量；若充电的效率为90%，则将它充满电需要消耗_________kW•h电能。
【答案】     0.72     0.8
【详解】[1]根据W=UIt可知，给它充满电储存的能量为
W=UIt＝60V×12A×1×3600s=2.592×106J=0.72kW•h
[2]若充电的效率为90%，则将它充满电需要消耗的电能为