2021年中考物理二輪專項(xiàng)復(fù)習(xí) 熱與能 計(jì)算題專練（含答案）.doc

1、2021年中考物理二輪專項(xiàng)復(fù)習(xí) 熱與能 計(jì)算題專練在“探究水沸騰時(shí)溫度變化的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中,用酒精燈給燒杯中的水加熱,燒杯中盛有20 、質(zhì)量為100 g的水,在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下加熱至沸騰,假如完全燃燒酒精3 g。水的比熱容為4.2103 J/(kg),酒精的熱值為3.0107 J/kg(1)求水吸收的熱量。(2)求此過程中酒精燈燒水的熱效率。(結(jié)果精確到1%)(3)科學(xué)研究表明:1 g、100 的水汽化成同溫度的水蒸氣需要吸收2.26103 J的熱量。水開始沸騰后持續(xù)觀察沸騰現(xiàn)象,同時(shí)發(fā)現(xiàn)水的質(zhì)量減少了5 g,求此過程水汽化成水蒸氣所吸收的熱量。下圖是一輛警車,空車質(zhì)量為2.72 t。某次執(zhí)行任務(wù)時(shí)

2、,警車以108 km/h的速度沿水平路面勻速直線行駛時(shí)的輸出功率為60 kW。(g取10 N/kg)(1)車上警察的總質(zhì)量為280 kg,輪胎與路面接觸的總面積為1000 cm2,車靜止時(shí)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)是多少?(2)警車以108 km/h的速度水平勻速直線行駛時(shí),所受阻力是多少?(3)若警車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為40%,則以60 kW的輸出功率行駛10 min,消耗多少千克的柴油?(柴油的熱值取4.0107 J/kg)某款新型電動(dòng)轎車，每充一次電，鋰離子電池儲(chǔ)存的能量為50 kWh，可供該車連續(xù)行駛300 km，其最高車速可達(dá)250 km/h.(1)電動(dòng)轎車的頂部向上凸起，當(dāng)它高速行駛時(shí)，車頂?shù)臍鈮?/p>

3、比車底的氣壓_(2)若該車以108 km/h的速度勻速行駛10 min，通過的路程是多少？(3)該車連續(xù)行駛100 km消耗的電能相當(dāng)于完全燃燒多少升柴油產(chǎn)生的熱量(q柴油=4.3107 J/kg，柴油=0.85103 kg/m3，計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))圖示為農(nóng)用耕地機(jī)，它以柴油機(jī)作為動(dòng)力裝置.耕地機(jī)在額定功率下工作，某次耕地的平均速度是1.4 m/s，受到的阻力為6 300 N，工作時(shí)間為2 h.計(jì)算并回答下列問題(1)此次耕地過程中，耕地機(jī)所做的功是多少？功率是多大？(2)若耕地機(jī)的效率為25%，此次耕地消耗柴油的質(zhì)量是多少？(柴油的熱值為4.3107 J/kg)(3)如果土地需要耕作得更

4、深些，耕地機(jī)以額定功率工作，耕地的速度如何變化？請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由如圖所示為一款利用高溫水蒸氣熨燙衣服的便攜式掛燙機(jī)，它的正常工作電壓為220 V，水箱裝水最多0.3 kg，加熱功率有大、小兩個(gè)擋位設(shè)計(jì)師最初設(shè)計(jì)的內(nèi)部電路有如圖甲、乙兩種接法，其中電熱絲R1=56 ，R2=44 .(1)高溫水蒸氣熨燙衣服時(shí)，水蒸氣遇到衣服迅速_成小水珠，放出熱量，將衣服熨平(填物態(tài)變化名稱)(2)如果選擇甲電路，電路中最大電流為_A；如果選擇乙電路，電路中最大電流為_A，由于兩個(gè)電路中所選熔斷器里的熔絲允許通過的最大電流為8.2 A，故設(shè)計(jì)師最終選擇了甲電路(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))(3)請(qǐng)分別計(jì)算這款掛燙機(jī)兩個(gè)擋

5、位的額定功率(4)若將水箱中0.22 kg的水從25 加熱到100 ，掛燙機(jī)至少需要加熱多長(zhǎng)時(shí)間？水的比熱容c=4.2103 J/(kg)菏澤市首批50輛LNG(液化天然氣)新能源公交車已經(jīng)投入運(yùn)營(yíng)，如圖所示。據(jù)有關(guān)資料顯示，天然氣汽車和汽油車相比較，尾氣中的有害氣體排放減少：90%CO、24%CO2、90%SO2、39%NO、無(wú)粉塵排放，因此天然氣被稱為綠色能源。其他性能指標(biāo)的比較：根據(jù)表格提供的信息，通過計(jì)算說(shuō)明：(1)天然氣汽車燃燒1m3天然氣所做的有用功是多少？做同樣多的有用功，汽油車需要燃燒多少千克汽油？(2)若某公交汽車每天消耗100m3的天然氣，與用汽油相比，它每天節(jié)約的運(yùn)行成本

6、是多少？太陽(yáng)能熱水器是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的設(shè)備之能熱水器每小時(shí)平均接收4.2106J的太陽(yáng)能，在5小時(shí)的有效照射時(shí)間內(nèi)，將熱水器中質(zhì)量為100kg、初溫為20的水溫度升高到40.求：(1)熱水器中的水吸收的熱量Q；水的比熱容c=4.2103J/(kg)(2)熱水器5小時(shí)內(nèi)接收到的太陽(yáng)能E；(3)熱水器的效率；(4)若改用煤來(lái)加熱這些水，需要完全燃燒多少千克煤？(煤的熱值q=2.9107J/kg，假設(shè)煤燃燒放出的熱量全部被水吸收)小明家新買來(lái)一臺(tái)容量為80 L 的天然氣熱水器。小明學(xué)習(xí)了熱效率的知識(shí)后,嘗試估測(cè)該熱水器的熱效率,他把“進(jìn)水量”設(shè)置為40 L,“出水溫度”設(shè)置為40 后,開始加熱。

7、當(dāng)水溫達(dá)到40 時(shí),自動(dòng)停止加熱。已知當(dāng)時(shí)自來(lái)水的溫度是20 ,加熱前天然氣表的示數(shù)為129.96 m3,停止加熱后變?yōu)?30.06 m3。天然氣的熱值q天然氣=4.2107 J/m3,水的比熱容c水=4.2103 J/(kg), 1 L=10-3 m3。求:(1)水箱中水的質(zhì)量。(2)水箱中水吸收的熱量。(3)該熱水器的熱效率。為響應(yīng)國(guó)家“低碳環(huán)保,節(jié)能減排”的號(hào)召,威海市新上線一批以天然氣為燃料的新型公交汽車,其參數(shù)如圖所示。某次行駛過程中,汽車搭載人員及物品共3000 kg,所受阻力為總重力的0.01倍。在40 s時(shí)間內(nèi)勻速直線行駛了400 m,共消耗天然氣0.025 kg(天然氣完全燃

8、燒,其熱值為6.4107 J/kg,g取10 N/kg)。針對(duì)此次行駛過程,求:(1)汽車對(duì)地面的壓強(qiáng)。(2)汽車的功率。(3)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。據(jù)英國(guó)每日郵報(bào)網(wǎng)站的報(bào)道，德國(guó)大眾汽車公司近日宣布他們研制出了“世界上最省油的汽車”，百公里油耗僅約為1.0升，據(jù)悉這輛名為XL1的汽車的動(dòng)力由一臺(tái)小型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和一個(gè)獨(dú)立的電動(dòng)馬達(dá)及電池組提供，采用碳纖維材料的XL1的整車重量?jī)H為380 kg，由于該車的特殊造型和材料，車輛勻速行駛時(shí)受到的阻力約為200 N.(柴油的熱值為4.0107J/kg，密度為0.85103kg/m3)試求：(1)1.0升柴油完全燃燒時(shí)放出的熱量；(2)該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率.

9、答案解析解:(1)水吸收的熱量Q吸=c水m(t-t0)=4.2103 J/(kg)0.1 kg(100 -20 )=3.36104 J。(2)3 g酒精完全燃燒放出的熱量Q=q酒精m酒精=3.0107 J/kg310-3kg=9104 J,效率=Q吸Q=3.36104J9104J37%。(3)水汽化成水蒸氣所吸收的熱量Q=2.26103 J/g5 g=1.13104 J。 解:(1)車靜止時(shí)對(duì)水平路面的壓力F=G總=(2.72103 kg+280 kg)10 N/kg=3104 N,車靜止時(shí)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)p=FS=3104N100010-4m2=3105 Pa。(2)v=108 km/h=3

10、0 m/s,P=60 kW=60000 W;勻速行駛時(shí),警車水平方向受力平衡,所受阻力等于牽引力,即f=F牽=Pv=60000W30m/s=2000 N。(3)警車做的功W=Pt=60000 W1060 s=3.6107 J,需要車燃燒柴油釋放的能量Q=W=3.6107J40%=9107 J,消耗柴油的質(zhì)量m=Qq=9107J4.0107J/kg=2.25 kg。答案為：(1)??；解析：根據(jù)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系可知，轎車頂部向上凸起，當(dāng)它高速行駛時(shí)，車頂?shù)目諝饬鲃?dòng)速度快，壓強(qiáng)小解：(2)由v=得該車通過的路程為 s=vt=108 km/h()h=18 km(3)該車連續(xù)行駛100 km消耗的電

11、能為 W=50 kWh3.6106 J=6107 JQ=W且Q=mq，相當(dāng)于消耗柴油的質(zhì)量為m=1.395 kg由= 得消耗柴油的體積為V=1.64103 m3=1.64 L解：(1)經(jīng)過的距離s=vt=1.4 m/s23 600 s=10 080 m所做的功W=Fs=6 300 N10 080 m6.35107 J功率P=8.82103 W(2)柴油完全燃燒釋放的熱量 Q=2.54108 J消耗柴油的質(zhì)量m=5.91 kg(3)耕地機(jī)以額定功率工作時(shí)耕地的速度變慢因?yàn)橥恋厣罡麜r(shí)，阻力變大，需要更大的牽引力，由P=Fv知，在功率一定時(shí)，要使?fàn)恳變大，速度v應(yīng)減小，故耕地速度變慢答案為：(1

12、)液化；(2)5，8.9；解：(3)掛燙機(jī)大功率擋工作時(shí)，電路中電流為5 A，此時(shí)功率P大=UI=220 V5 A=1 100 W掛燙機(jī)小功率擋工作時(shí)，R1、R2串聯(lián)，電路中電流I總=2.2 A小功率擋工作時(shí)的功率P小=UI總=220 V2.2 A=484 W(4)水吸收的熱量Q吸=cm(tt0)=4.2103 J/(kg)0.22 kg(100 25 )=6.93104 J要使加熱時(shí)間最短，應(yīng)選用大功率擋，且電流產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，由P=得，加熱時(shí)間t=63 s解：(1)由=得，1m3天然氣燃燒，通過發(fā)動(dòng)機(jī)做的有用功：W有用1=1Vq1=45%1m32.3107J/m3=1.035107

13、J；設(shè)燃燒的汽油質(zhì)量為m，通過發(fā)動(dòng)機(jī)所做的有用功與W有用1相同，則W有用2=2mq2=30%m4.6107J/kg=1.035107J，解得，需要的汽油質(zhì)量：m=0.75kg。(2)燃燒1m3天然氣可節(jié)約的資金：0.759元4.5元=2.25元，天然氣汽車每天節(jié)約的運(yùn)行成本是2.25100=225元。答：(1)天然氣汽車燃燒1m3天然氣所做的有用功是1.035107J；汽油車需燃燒0.75kg汽油；(2)公交汽車每天節(jié)約的運(yùn)行成本是225元。解：(1)熱水器中的水吸收的熱量：Q=cm(tt0)=4.2103J/(kg)100kg(4020)=8.4106J(2)熱水器5小時(shí)內(nèi)接收到的太陽(yáng)能：E

14、=4.2106J/h5h=2.1107J(3)熱水器的效率：=100%=100%=40%(4)煤氣燃燒放出的熱量全部被水吸收，即Q放=Q=8.4106J由Q=mq可得：完全燃燒煤氣的質(zhì)量：m=0.29kg解:(1)把“進(jìn)水量”設(shè)置為40 L,則水箱中水的體積V=40 L=40 dm3=4010-3 m3,水箱中水的質(zhì)量m=V=1103 kg/m34010-3 m3=40 kg。(2)由題意可得,水吸收的熱量Q吸=c水mt=4.2103 J/(kg)40 kg(40 -20 )=3.36106 J。(3)使用天然氣的體積V天然氣=130.06 m3-129.96 m3=0.1 m3,天然氣完全燃

15、燒釋放的熱量Q放=q天然氣V天然氣=4.2107 J/m30.1 m3=4.2106 J,該熱水器的熱效率=Q吸Q放=3.36106J4.2106J=80%。解:(1)汽車對(duì)地面的壓力F=G=mg=(13000 kg+3000 kg)10 N/kg=1.6105 N,汽車對(duì)地面的壓強(qiáng)p=FS=1.6105N0.04m2=4106 Pa。(2)汽車所受阻力f=0.01G=0.011.6105 N=1.6103 N,汽車勻速行駛,牽引力與阻力平衡,汽車所受牽引力F牽=f=1.6103 N,汽車牽引力做功W=F牽s=1.6103 N400 m=6.4105 J,汽車的功率P=Wt=6.4105J40s=1.6104 W。(3)0.025 kg天然氣完全燃燒放出的熱量Q=q天然氣m天然氣=6.4107 J/kg0.025 kg=1.6106 J,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率=WQ=6.4105J1.6106J=40%。解：(1)燃燒柴油的體積V=1.0 L=1.0103m3,由=得，柴油完全燃燒時(shí)放出的熱量：Q放=mq=Vq=0.85103kg/m31.0103m