2024年中考物理专题训练比热容的综合计算含答案

这是一份2024年中考物理专题训练比热容的综合计算含答案，共27页。
(1)如果用某一品牌的电热水器将质量为1kg的水，在一标准大气压下从20℃加热至沸腾，则水需要吸收多少热量？
(2)如果该同学所用的电热水器工作时的实际电功率为1000W，并且热效率（热效率等于水吸收的热量与用电器消耗电能之比）为80%，则电热水器加热时间是多少？
3．利用燃烧酒精给水加热，使质量为2kg的水温度升高30℃，。
(1)求水吸收的热量是多少J？
(2)若完全燃烧酒精产生的热量全部被水吸收，则需要完全燃烧多少kg的酒精？
4．2020年是全面建成小康社会目标实现之年，乡亲们淘汰了柴炉，改用了清洁干净的液化天然气炉。
(1)将初温为的一壶水恰好加热到，需要吸收多少热量？
(2)若液化天然气炉完全燃烧天然气放出的热量有40%被水吸收，烧开这壶水需要燃烧多少立方米天然气？（天然气热值为，水的比热容为）
5．康康家有一台家用电水壶如图甲，他发现电水壶有加热和保温两种功能。如图乙所示是其内部电路的简图，、均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换。电水壶加热功率为，保温功率为。[，]求：
(1)把的水从40℃加热到100℃，水需要吸收的热量；
(2)不计热量损失，使用电水壶的加热挡完成问题(1)中的加热过程需要的时间；
(3)忽略温度对电阻阻值的影响，加热电阻的阻值。
6．如图甲所示为便携式可折叠电热壶，额定电压为220V。电热壶具有加热、保温两档，保温档的额定功率为110W，内部简化电路如图乙所示，当双触点开关接触1和2时为关闭状态，接触2和3时为保温档，接触3和4时为加热档。、是两个阻值不变的发热元件，，现将电热壶接到220V的家庭电路中，求：
(1)的阻值；
(2)加热档的电功率；
(3)若电热壶内装有0.5kg的水，现用加热档使水从25°C升高到100°C，加热效率为63%，则需要工作多少秒（，结果保留一位小数）?
7．如图是一个饮水机的工作原理图，其中R1和R2是阻值不变的发热电阻，下表是它的部分参数。[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]。
求：(1)1kg的水温度从20℃升高到80℃吸收的热量；
(2)R2的阻值；
(3)饮水机正常工作时，加热效率为84%，则将1kg的水从20℃加热到80℃需用多长时间。
8．如图是一款家用电热水器简化电路图它有高温和低温两个挡位，高温挡功率为3300W。R1、R2均为加热电阻丝，R1的阻值为55Ω。【c水=4.2×103J/（kg·℃）】求：
(1)低温挡时通过R1的电流；
(2)R2的阻值；
(3)如果不计热量损失，用高温挡把50kg的水，从27℃加热到60℃，需要的时间。
9．冬天打出来的果汁太凉，不宜直接饮用如图所示，是小丽制作的“能加热的榨汁杯”及其内部电路简化结构示意图，该榨汁杯的部分参数如表所示，求：
(1)仅榨汁时的正常工作电流；
(2)R2的阻值；
(3)已知该榨汁杯正常工作时的加热效率为90%，给杯子盛满果汁并加热，使其温度升高30℃，要加热多长时间｡[，]
10．如图是某品牌足浴盆工作时的简化电路，它有加热功能和按摩功能。加热电阻的阻值为48.4Ω，电动机线圈电阻为2Ω，电源电压220V稳定不变。求：
(1)加热电阻正常工作时的电功率是多少？
(2)在足浴盆中加入体积为4L、初温为的水，加热电阻正常工作420s，它的电加热效率为80%，则水的温度会升高到多少摄氏度？ []
(3)启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为0.1A，按摩10min，电动机线圈产生的热量是多少？
11．国家提倡节能减排，各地“煤改气”正在积极进行，某同学计算他家天然气烧水的热效率将的水倒入烧水壶中，并测出水温为。在一个标准大气压下，把水刚加热到时，测出消耗天然气。已知水的比热容，天然气热值约为。
求：(1)将这些水烧开，需吸收多少热量；
(2)在这种情况下，燃烧的天然气放出了多少热量；
(3)他家天然气灶的效率。
12．小华家使用的是天然气热水器，他尝试估测该热水器的效率，以核对铭牌上的数值是否准确。当只有该热水器使用天然气时。把50kg的水从20℃加热到54℃，天然气表的示数由1365.05m3变为1365.17m3，已知水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值q=7.0×107J/m3。求：
(1)水吸收的热量；
(2)消耗的天然气完全燃烧故出的热量；
(3)该热水器的效率。
13．图甲是一款电煮壶，为了保留药膳的营养，可以把被加热的药膳放到炖盅里加热．图乙是其简化电路图，R1、R2均为发热电阻，且R1＝R2．电煮壶有加热和保温两个档．加热档的功率为1000W．求：
（1）电煮壶保温档的功率
（2）炖盅内0.5kg的药膳温度升高了80℃，药膳吸收的热量．[c药膳＝4×103J/kg•℃）]
（3）若不计热量损失，壶中的水和药膳总共吸收6×105J的热量，用加热档加热需要的时间．
14．图甲是具有高温、低温两档的电热饭盒，高温档电功率为242W，简化电路如图乙所示，R1、R2均是发热电阻，且R2的阻值是R1的4倍．求
（1）R1和R2的阻值是多少？
（2）高温档加热5min，不计热量损失，可以将1kg饭菜升高的温度是多少？[饭菜的比热容取3×103J/（kg•℃）]
（3）如果实际电压是200V，低温档工作时的实际功率是多少？
15．热敏电阻是一种新型的半导体材料，被广泛应用于电热设备中，该材料温度越高，电阻越大．小明买了一个应用了该材料的养生壶，已知该材料电阻RT不小于24Ω，温度为50℃时，RT＝40.5Ω，壶内另一定值电阻R0＝20Ω．养生壶加热过程中的平均功率等于50℃时电路的总功率．
(1)小明试着设计了养生壶的两种电路图，如图甲、乙所示，已知小明家的电路允许通过的最大电流为10A，请你帮他选择出正确的电路图，是甲乙中的哪个？(不用书写验证过程)
(2)该养生壶烧水时的平均功率为多大？
(3)若该养生壶烧水时消耗电能的84%转化为水的内能，5min能将多少千克的水从20℃加热至100℃？[c水＝4.2×103J/(kg•℃ )
16．如图甲所示是一款加热杯，可以通过控制开关实现高、中、低三挡加热，其简化电路图如图乙所示．R1、R2、R3均为电热丝，已知R1＝176Ω加热杯的部分参数如表．求：c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]
（1）R2的阻值是多少？
（2）加热杯的低温挡功率是多少？
（3）若不计热量损失，加热杯使用高温挡加热，使1L水从12℃升高到100℃，需要多长时间？
17．某电热水器的额定电压为220V，有高温和低温两个挡位，低温挡的电功率为550W，其内部电路由发热电阻R1和R2组成，R1=2 R2，简化电路如图所示．
（1）R1的电阻是多大？
（2）高温挡的电功率是多大？
（3）在额定电压下，高温挡工作时将40kg、初温20℃的水加热至60℃需要多长时间？［不计热量损失，水的比热容c水=4. 2×103J/（kg•℃），结果精确至 0.1s］
18．吴丽设计了一个内有水箱的孵化箱。利用图甲所示电路，对水箱内的水加热。电路中R是阻值恒为40Ω的发热电阻，R0是阻值恒为160Ω的调控电阻；S为温控开关，当温度等于或低于37℃时闭合，温度等于或高于42℃时断开，使箱内沮度维持在37℃到42℃ 之间；额定电压为220V。请完成下列问题：
（1）在额定电压下，发热电阻R工作的最大发热功率和最小发热功率各为多少瓦特？
（2）设计完成后，吴丽对孵化箱进行了工作测试。从孵化箱温度刚刚变为42℃开始计时，电路中的电流随时间变化的图像如图乙。
Ⅰ．测试时的实际电压为多少伏特？
Ⅱ．工作测试一个小时，电路消耗的电能为多少度？
Ⅲ．已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。假设升温过程中。发热电阻发出的热量全部被水吸收，不考虑热量散失，则测试时水箱内水的质量为多少千克？（本小问结果可用分数表示）
额定电压
220V
额定加热功率
2000W
额定保温功率
88W
榨汁杯部分参数表
额定电压
220V
加热功率
300W
保温功率
80W
榨汁功率
66W
容量
300mL
额定电压
220V
高温挡功率
1100W
中温挡功率
440W
低温挡功率
容量
1L
参考答案：
1．(1)3.6106J/kg；(2)7.5t
【详解】(1)由题意可得，由、联立知道，生活垃圾的热值q
(2)完全燃烧1t生活垃圾产生的热量
水吸收的热量
由知道，可烧开水的质量为
答：(1)生活垃圾的热值是3.6106J/kg；
(2)完全燃烧1t生活垃圾产生的热量若用来烧开水，其中70%的热量被水吸收，1标准大气压下可烧开7.5吨20℃的冷水。
2．(1) 3.36×105J；(2)7min
【详解】(1)一标准大气压下水的沸点是100℃，水需要吸收的热量
Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J
(2)热效率
答：(1)水需要吸收3.36×105J热量；
(2)电热水器加热时间是7min。
3．(1)；(2)
【详解】(1)根据比热容的公式可知，水吸收的热量
水吸收的热量是。
(2)设需要完全燃烧酒精的质量是，而，那么可得到
需要完全燃烧酒精的质量是。
答：(1)水吸收的热量是；(2)完全燃烧酒精产生的热量全部被水吸收，需要完全燃烧酒精的质量是。
4．(1)6.72×105J；(2)0.04m3
【详解】(1)水吸收的热量
Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J
(2)天然气放出的热量
Q放==1.68×106J
需要天然气的体积
=0.04m3
答：(1)水需要吸收6.72×105J热量；
(2)烧开这壶水需要燃烧0.04m3天然气。
5．(1)1.26×105J；(2)126s；(3)1051.6Ω
【详解】(1)水的质量为
水需要吸收的热量为
(2)由于不计热量损失，所以电水壶的加热挡消耗的电能为
由得，电水壶加热过程需要的时间为
(3)当旋钮开关接2时，只有接入电路，此时为加热状态
由，得
已知家庭电路的电压是，所以R2的阻值为
当旋钮开关接1时，与串联，此时为保温状态，电路中的总电阻为
根据欧姆定律及串联电路电流、电压规律得R1的阻值为
答：(1)把的水从40℃加热到100℃，水需要吸收的热量为1.26×105J；
(2)不计热量损失，使用电水壶的加热挡完成问题(1)中的加热过程需要的时间为126s；
(3)忽略温度对电阻阻值的影响，加热电阻的阻值为1051.6Ω。
6．(1)；(2)；(3)
【详解】(1)由可得的阻值
(2)由分析知，当双触点开关接触3和4时，处于高温档，此时电阻、并联，则消耗的功率为
加热档的电功率
(3)由知，水吸收的热量
由知电热壶消耗的电能
由可得加热时间
答：(1)的阻值；
(2)加热档的电功率为；
(3)需要工作225.2秒。
7．(1)2.52×105J；(2) 525.8Ω；(3) 150s
【详解】(1)水升温所吸收的热量
Q吸=cmt=4.2×103J/kg•℃×1kg×（80℃-20℃）=2.52×105J
吸收的热量为2.52×105J。
(2) 当S1闭合、S2断开时，饮水机处于保温状态，由图可知R1和R2串联，已知P保温=88W，由P=得
R1+R2===550Ω
当S1、S2同时闭合时，饮水机处于加热状态，由图可知，只有R1接入电路，已知P加热=2000W，由P=得
R1===24.2Ω
则R2的阻值为
R2=550Ω-24.2Ω=525.8Ω
R2的阻值为525.8Ω。
(3) 热水器放出的热量
Q放===3×105J
由P=可得，电流所做的功W=Q放=Pt，加热所用的时间
t===150s
加热需用多长时间150s。
答：(1)1kg的水温度从20℃升高到80℃吸收的热量为2.52×105J；
(2)R2的阻值为525.8Ω；
(3)饮水机正常工作时，加热效率为84%，则将1kg的水从20℃加热到80℃需用150s。
8．(1)4A；(2)20Ω；(3)2100s
【详解】(1)低温时S拨向b，R1单独工作，电路中的电阻最大，由P=可知电路中电功率最小，处于低温挡，通过R1的电流
(2)S拨向a，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，由P=可知电路中电功率最大，处于高温挡，干路中的电流
通过R2的电流
I2=I-I1=15-4A=11A
R2的阻值
(3)水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(60℃-27℃)=6.93×106J
不计热量损失
W=Q吸=6.93×106J
需要的时间
答：(1)低温挡时R1的电流为4A；
(2)R2的电阻为20Ω；
(3)需要的时间是2100s。
9．(1)0.3A；(2)220Ω；(3)160s
【详解】(1)仅榨汁时的正常工作电流
I==0.3A
(2)仅闭合开关S2和S3时，R1和R2并联，电路的总电阻较小，由P=可知电功率较大，榨汁杯处于加热挡，仅闭合开关S2时，只有R1的简单电路，电路的电阻较大，由P=可知电功率较小，处于保温挡，R2的功率
P2=P-P1=300W-80W=220W
R2的阻值
R2==220Ω
(3)果汁的质量
m=ρ果汁V=1.2×103kg/m3×300×10-6m3=0.36kg
果汁吸收的热量
Q吸=c果汁mΔt=4×103J/(kg·℃)×0.36kg×30℃=4.32×104J
消耗的电能
W==4.8×104J
加热时间
t=
答：(1)仅榨汁时的正常工作电流是0.3A；
(2)R2的阻值是220Ω；
(3)要加热时间是160s。
10．(1)100W；(2)40℃；(3)12J
【详解】(1)由电路图知，电动机与加热电阻并联，故加热电阻正常工作时的电功率为
(2)水吸收的热量为
加热电阻放出的热量为
由题意知
即
则
水的温度会升高到
(3)由焦耳定律可得电动机线圈产生的热量
答：(1)加热电阻正常工作时的电功率100W；
(2)水的温度会升高到40℃；
(3)电动机线圈产生的热量是12J。
11．(1)；(2)；(3)35%
【详解】(1)将这些水烧开需吸收的热量
(2)燃烧的天然气，放出的热量为
(3)他家天然气灶的效率是
答：(1)将这些水烧开，需吸收热量；
(2)在这种情况下，燃烧的天然气放出了热量；
(3)他家天然气灶的效率是35%。
12．(1)7.14×106J；(2)8.4×106J；(3)85%
【详解】(1)水吸收的热量
(2)消耗的天然气体积
V=1365.17m3-1365.05m3=0.12m3
消耗的天然气完全燃烧放出的热量
(3)该热水器的效率
答：(1)水吸收的热量是7.14×106J；
(2)消耗的天然气完全燃烧故出的热量是8.4×106J；
(3)该热水器的效率是85%。
13．（1）500W（2）1.6×105J（3）600s
【详解】(1)当开关S闭合、旋钮开关接2时，电路为R2的简单电路，电路的总电阻最小，总功率最大，为加热档，R2的阻值：
R2 == = 48.4Ω；
当开关S闭合、旋钮开关接1时，R1、R2串联，电路的总电阻最大，电路的总功率最小，为保温档，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且R1＝R2，所以，电煮壶保温档的功率：

(2)药膳吸收的热量：
Q吸＝c药膳m△t＝4×103J/（kg•℃）×0.5kg×80℃＝1.6×105J；
(3)不计热量损失，消耗的电能：
W＝Q吸′＝1.6×105J，
加热档加热需要的时间：
t = = = 600s．
答：(1)电煮壶保温档的功率为500W；
(2)药膳吸收的热量为1.6×105J；
(3)用加热档加热需要600s．
14．（1）200Ω、800Ω；（2）24.2℃；（3）40W
【详解】(1)开关S接2时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，电路的总功率最大，电热饭盒处于高温档，由 可得，R1的阻值：
，
则R2的阻值：
R2＝4R1＝4×200Ω＝800Ω；
(2)高温档加热5min消耗的电能：
W＝P高t＝242W×5×60s＝7.26×104J，
不计热量损失，则饭菜吸收的热量：
Q吸＝W＝7.26×104J，
由Q吸＝cm△t可得，1kg饭菜升高的温度：
；
(3)如果实际电压是200V，低温档工作时的实际功率：
．
答：(1)R1和R2的阻值依次为200Ω、800Ω；
(2)高温档加热5min，不计热量损失，可以将1kg饭菜升高的温度是24.2℃；
(3)如果实际电压是200V，低温档工作时的实际功率是40W．
15．(1)正确的电路图是甲；(2)800W；(3)0.6kg
【详解】(1)因小明家的电路允许通过的最大电流为10A，由可得，家庭电路的最小总电阻
因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，且并联电路的总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，甲电路图中总电阻大于20Ω，乙电路图总电阻小于20Ω，则正确的电路图为甲电路图；
(2)由题意可知，养生壶加热过程中的平均功率等于50℃时电路的总功率，则该养生壶烧水时的平均功率：
(3)该养生壶烧水时，5min内消耗的电能：
由可得，水吸收的热量：
由可得，加热水的质量：
答：(1)正确的电路图是甲；(2)该养生壶烧水时的平均功率为800W；(3)若该养生壶烧水时消耗电能的84%转化为水的内能，5min能将0.6kg的水从20℃加热至100℃．
16．(1)66Ω；(2)220W；(3)336s．
【详解】(1)当S接高温挡触点时，电路为R3的简单电路，R3的阻值：
R3＝＝44Ω，
当S接中温挡触点时，R2、R3串联，则此时电路中的总电阻：
R总＝＝110Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的阻值：
R2＝R总﹣R3＝110Ω﹣44Ω＝66Ω；
(2)当S接低温挡触点时，R1、R3串联，则加热杯的低温档功率：
P低＝＝220W；
(3)满壶水的体积：
V＝1L＝1dm3＝1×10﹣3m3，
水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，
水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣12℃）＝3.696×105J，
不计热量损失时，消耗的电能：
W＝Q吸＝3.696×105J，
需要的加热时间：
t′＝＝336s．
答：(1)R2的阻值是66Ω；
(2)加热杯的低温挡功率是220W；
(3)若不计热量损失，加热杯使用高温挡加热，使1L水从12℃升高到100℃，需要336s．
17．(1)88Ω；(2)1650W；(3)4072.7s
【详解】(1)由电路图可知，只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，此时电路中的总电阻较大（比并联的总电阻大），由P=可知电热水器的总功率小，处于低温挡，由可得，
；
(2)由电路图可知，闭合开关S1、S2时，R1与R2并联，总电阻较小，由P=可知总功率较大，电热水器处于高温档，由R1=2R2可得，R2的阻值
R2=R1=×88Ω=44Ω，
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，R2的电功率
P2，
则高温挡的电功率
P高=P低+P2=550W+1100W=1650W；
(3)水吸收的热量
Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（60℃-20℃）=6.72×106J，
不计热量损失，则电热水器消耗的电能
W=Q吸=6.72×106J，
需要加热的时间
．
答：(1)R1的电阻是88Ω；
(2)高温档的电功率是1650W；
(3)在额定电压下，高温档工作时将40kg、初温20℃的水加热至60℃需要4072.7s．
18．（1）1210W ；48.4W（2）200V ；0.36度 ；0.48kg
【详解】解：(1) S断开时两电阻串联，电阻较大，功率较小，此时电流为
电阻R的发热功率
S闭合时只有电阻R工作，电阻较小，功率较大，较大功率为
(2) i从孵化箱温度刚刚变为42℃开始计时，此时开关S断开，两电阻串联，由图乙知此时的电流为1A，根据欧姆定律
可得测试时的实际电压为
ii由图乙知一个循环较大功率工作10s，较小功率工作40s，总共50s，工作测试一个小时，总共有循环，较大功率总共工作
较小功率总共工作
S闭合时只有电阻R工作，电阻较小，功率较大，较大实际功率为
较小的实际功率为
电路消耗的电能
iii加热一次消耗的电能
根据
得水的质量
答：(1) 在额定电压下，发热电阻R工作的最大发热功率和最小发热功率各为1210W和242W；
(2) ⅰ测试时的实际电压为200伏特；
ⅱ工作测试一个小时，电路消耗的电能为0.36度；
ⅲ测试时水箱内水的质量为0.48千克。