（18）热学计算题——2024年中考物理真题专项汇编

这是一份（18）热学计算题——2024年中考物理真题专项汇编，共10页。
1．[2024年甘肃兰州中考真题]小亮用电热水壶将质量为1.5kg、初温为20℃的水加热到80℃，在只有电热水壶工作的情况下，他观察到家中标有“”的电能表的指示灯在240s内闪烁了144次，已知水的比热容为。求：
（1）水吸收的热量；
（2）电热水壶的实际功率；
（3）电热水壶的工作效率。
2．[2024年广东中考真题]阅读短文，回答问题。
载人飞艇
2024年3月30日，我国自主研制的“祥云”AS700载人飞艇成功完成首飞。某飞艇如图甲所示，其气囊体积巨大，采用轻质材料制作。飞艇升空靠浮力来实现，水平飞行靠发动机提供动力。发动机输出的能量用于做推动功和辅助功：推动功指克服空气阻力推动飞艇水平飞行做的功；辅助功指发动机驱动飞艇上发电机工作所做的功，辅助功的功率恒定。
当飞艇低速水平直线飞行时，其受到的空气阻力与速度v的关系如图乙所示。飞艇部分参数见表。忽略气囊厚度及气囊外其他部分受到的浮力。
（1）气囊采用轻质材料制作是为了减小___________；
（2）飞艇的发电机利用___________的原理发电；
（3）将气囊充满氦气，此时飞艇受到的浮力为___________N，飞艇最多可载___________位乘客升空；（每位乘客质量，，，）
（4）飞艇先后以3m/s和6m/s的速度水平匀速直线飞行相同的时间，推动功分别为和，则___________；
（5）飞艇低速水平匀速直线飞行时，若消耗10kg燃油，可飞行的最大距离为___________km。（燃油热值）
3．[2024年内蒙古赤峰中考真题]电动汽车因具有零排放、低噪音、节能等优点，得到了快速发展，但仍然存在一些制约其发展的因素，目前主要应用于城市内部交通。某智能出行平台出租的电动汽车部分参数如下表。
（1）①如果用120kW的“快充”充电桩给该车充电，汽车电池最低电量不得低于电池容量的20%，则给该车从最低电量到充满电需多长时间；
②就解决电动汽车充电时间长的问题提出一条合理建议。
（2）电池容量是决定电动汽车续航里程的主要因素，若此电动汽车的能量利用率是75%，计算该车的续航里程（按汽车电池电量不得低于电池容量的20%来计算）
（3）同样条件下，电动汽车比燃油汽车能耗小很多。某燃油汽车百公里消耗汽油10L，则电动汽车和燃油汽车百公里消耗的能量分别是多少焦耳。
（汽油的密度，汽油的热值）
4．[2024年陕西中考真题]某高校科研人员根据西藏地区太阳辐射强、供暖周期长等特点，为藏区某县设计了太阳能供暖蓄热系统。该系统由集热、蓄热和供暖三部分组成，其基本工作过程如图所示。集热板白天接收太阳辐射时，其内部水温升高，然后通过热交换器，使蓄水箱内水温升高，再通过水泵将热水送入用户。集热板无法供热时，蓄水箱与热交换器之间阀门关闭。晴天时，集热板获得的内能不仅能满足县城用户全天24小时的取暖需求，同时富余的内能可储存在蓄水箱中，用以解决阴雨天集热板无法供热的问题，实现“不用煤，不用气，不用电，温暖整个县城千家万户！”
同学们用所学初中物理知识对该系统某一天的数据进行了简单的分析，为便于计算，工作过程和相关数值均做了简化处理，如下表所示。不计集热板到蓄水箱之间的管道、热交换器的热损失。[水的比热容为，水的密度为]
（1）同学们查阅资料了解到，在西藏地区选用该系统供热的原因之一是：藏区海拔高，大气压强________（选填“大”或“小”），空气密度小，蓄水箱对流散热慢；
（2）若这一天光照时长为10h，集热板的光热转化效率为60%，则集热板中的水获得的内能是多少？这些内能，一方面通过蓄水箱对用户全天持续供暖，另一方面使得蓄水箱内水的温度最终升高了10℃。请分析计算该蓄水箱的容积至少是多少？
（3）假设该县城用户均采用地暖供热。根据地暖供热标准，用户的进水温度不低于40℃。若这一天持续供暖结束后，蓄水箱水温为48℃，接下来为连续阴雨天气，请你通过计算分析，蓄水箱储存的内能是否还能为县城用户按标准持续供暖3天？（计算结果保留一位小数）
5．[2024年天津中考真题]使用厨房中的电热水器将质量为5kg的水从20℃加热到50℃，该热水器消耗了0.2kW·h的电能。已知，求：
（1）水吸收的热量；
（2）该热水器的热效率。
6．[2024年湖北中考真题]据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。
（1）氢燃料电池将化学能直接转化为_________能。
（2）当储氢瓶内气体压强为时，求瓶内壁的面积上受到的压力。
（3）以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW。
①求卡车的行驶速度。
②求卡车所受牵引力。
③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少？（燃油机的效率取36%，燃油的热值q取）
7．[2024年山西中考真题]山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取，汽油的密度ρ取）
（1）求汽车的平均速度。
（2）汽车全程消耗汽油25L，求汽油完全燃烧放出的热量Q。
（3）若汽车发动机全程的平均功率为25kW，求汽车发动机的效率。
8．[2024年上海中考真题]质量为2千克的水温度升高50℃。求水吸收的热量。[]
9．[2024年重庆中考真题]如图甲所示是我市某公园的便民饮水点及其饮水机内部电路简化图，其中的阻值为48.4Ω，和均为阻值不变的电热丝，饮水机有加热和保温档，正常工作时，保温档功率为110W。[]
（1）求饮水机在保温档正常工作时的电流；
（2）当只有饮水机工作时，将3kg水从10℃加热到100℃，加热前后公园安装的数字式电能表示数如图乙所示，求饮水机的加热效率η；
（3）为节能减排，相关部门计划在该公园安装如图丙所示的太阳能电池为饮水机供电。已知晴天太阳能电池一天能发电0.4kW·h，要求所有太阳能电池晴天一天的发电量能供饮水机使用3天。饮水机每天正常工作加热时间计为3h，保温时间计为8h，求至少要安装多大面积的太阳能电池。
10．[2024年内蒙古包头中考真题]我国的青藏铁路是世界上海拔最高的铁路，在冻土区的铁路两侧安装有许多热棒，如图甲所示。热棒是封闭的中空长棒，上端装有散热片，下端插在冻土中。里面填充低沸点的液态氨作为“制冷剂”，如图乙所示。液态氨通过与气态氨的相互变化过程，带走冻土层热量，使冻土层保持低温不会融化，保护路基。请根据以上信息回答下列问题：
（1）热棒中填充液态氨的原因；
（2）简述氨在热棒中是如何循环工作制冷的。
参考答案
1．答案：（1）；（2）1800W；（3）87.5%
解析：（1）水吸收的热量为
（2）给水加热过程中，电热水壶消耗的电能是
电热水壶的实际功率
（3）电热水壶的工作效率
2．答案：（1）重力；（2）电磁感应；（3）；7；（4）1∶4；（5）16.2
解析：（1）气囊采用轻质材料制作，因为轻质材料密度小，根据可知，体积一定时是为了减小飞艇的质量，从而减小重力。
（2）飞艇的发电机利用电磁感应现象的原理发电，将机械能转化为电能。
（3）飞艇受到的浮力
飞艇最多可载乘客升空时，飞艇的重力等于受到的浮力，即
则飞艇的总质量
气囊总容积，氦气的质量是
飞艇最多可载乘客的质量
飞艇最多可载乘客的位数
（位）
取整数，即飞艇最多可载7位乘客升空。
（4）由图乙可知，飞艇先后以3m/s和6m/s的速度水平匀速直线飞行时受到的阻力分别为、，因
所以，推动功之比
故。
（5）燃油完全燃烧释放的热量
由可得，发动机做的功
由图乙可知，。由
可得
由可得
①
当
时，。此时①式中的分母有最小值，s有最大值，最大值为
3．答案：（1）①8min；②提高充电功率；（2）44km；（3）；
解析：
4．答案：（1）小；（2）；；（3）见解析
解析：（1）因为大气压强随海拔高度的增加而减小，所以藏区海拔高，大气压强小。
（2）集热板接收的太阳辐射能量
由可得，集热板中的水获得的内能
通过蓄水箱对用户全天持续供暖后剩余
由可得，蓄水箱内水的质量
由可得，蓄水箱的容积
（3）蓄水箱储存的内能
3天需要的热量
因为，所以蓄水箱储存的内能不能为县城用户按标准持续供暖3天。
5．答案：（1）；（2）
解析：（1）
（2）
6．答案：（1）电；（2）；（3）见解析
解析：（2）由压强公式得瓶内的表面上受到气体的压力
（3）①由速度的定义
卡车的行驶速度
②根据可得卡车输出能量
由可得卡车匀速行驶72km所受牵引力
③解法一：由效率的定义
可得
由可得需要的燃油
减排的二氧化碳
解法二：
燃油燃烧生成的热量，效率
联立可得
需要的燃油
减排的二氧化碳
7．答案：（1）90km/h；（2）；（3）40%
解析：（1）汽车的平均速度
（2）全程消耗汽油的体积为
汽油的质量为
汽油完全燃烧放出的热量
（3）汽车全程所做的有用功为
则汽车发动机的效率
8．答案：
解析：水吸收的热量
9．答案：（1）0.5A；（2）90%；（3）
10．答案：（1）见解析；（2）见解析
解析：（1）热棒中液态氨沸点低，易于发生汽化和液化。
（2）当路基温度升高时，热棒中的液态氨吸热汽化成气态氨，气态氨上升到热棒上端后，通过散热片将热量散发到空气中，同时液化为液态氨又沉入棒底，这样冻土层的温度变化较小，就不易熔化。
空载质量（不含氦气）
3750kg
气囊总容积
发动机额定输出功率
辅助功的功率
发动机效率
36%
最大速度
70km/h
电池容量
8kWh
百公里耗电量
12kWh/100km
集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量
集热板面积
蓄水箱全天持续供暖输出能量（含用户得到的内能、蓄水箱和供暖管道的热损失）