备战2021中考物理必考计算题精解精练专题04热学含解析
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一、初中物理热学问题求解方法1.小明猜想水中加入别的物质后,一定会对水的凝固点产生影响,为了验证这一猜想,他将一些盐放入水中,并把盐水用容器盛好放入冰箱,研究盐水的凝固过程。
每隔一定时间,小明就观察盐水状态、测出温度,并将凝固过程记录的温度数据画成了凝固图像,如图甲。
如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中如图乙,则下列说法正确的是A.由甲图可知,盐水的凝固点为2℃B.由甲图可知,盐水的凝固过程用时20minC.乙图中,试管中冰水混合物中的冰会变少D.乙图中,烧杯中盐冰水混合物中水会变多【答案】D【解析】【详解】A.由甲图可知,温度保持不变的温度是-2℃,故该盐水的凝固点是-2℃,故A错误;B.由甲图可知,盐水的凝固过程用时20min-10min=10min故B错误;CD.冰水混合物的温度是0℃,而盐冰水混合物的温度是-2℃,所以冰水混合物会向盐冰水混合物放热,冰水混合物中的水会达到凝固结冰的条件,故冰水混合物中的冰会变多,而盐冰水混合物吸收热量熔化,烧杯中盐冰水混合物中水会变多,故C错误,D正确。
2.下表列出了部分金属的熔点和沸点(在标准大气压下),根据表中的数据,下列说法中正确的是()物质水银金铜钢钨熔点(℃)-391064108315153410沸点(℃)3572500236027505900A.金块在“钢水”中不会熔化B .在-40℃时,不能使用水银温度计测量温度C .表中所列出的金属,沸点都可以用水银温度计测量D .因为钨的沸点比较高,所以白炽灯里的灯丝是用钨制成的 【答案】B 【解析】 【详解】A .“钢水”的温度达到1515℃,金块的熔点只是1064℃,低于“钢水”的温度,金块会熔化,A 错误;B .水银的熔点和凝固点是相同的,它在-39℃时凝固,在-40℃时,已经是固态,所以这种情况下不能使用水银温度计测量温度,B 正确;C .表中所列出的金属,除了水银,沸点都大于357℃,357℃是水银的沸点,这些温度都已经超过了水银的沸点,所以说不可以用水银温度计测量,C 错误;D .白炽灯里的灯丝是用钨制成,这是因为钨的熔点高,长时间通电温度很高,钨都不会熔化,D 错误。
一、初中物理热学问题求解方法1.当水烧开时,我们会看到水蒸气将壶盖项起,从能量转化的角度看,这与四冲程汽油机的_________冲程的能量转化相同,若某单缸四冲程汽油机飞轮的转速为1200r/min,则此汽油机每秒钟对外做功____________次。
【答案】做功 10【解析】【详解】[1]水蒸气将壶盖项起,从能量转化的角度看,这是水蒸气内能转化为壶盖的机械能,四冲程汽油机的做功冲程也是把内能转化为机械能。
[2]由题意可知,飞轮的转速为1200r1200r20r/s==1min60s即每秒钟飞轮转数是20r,飞轮转两转,汽油机经历一个工作循环,对外做功1次,那么此汽油机每秒钟对外做功次数是10次。
2.(1)如图甲是探究“冰在熔化时温度变化规律”实验,图乙是根据实验数据画出的图象。
由图乙可知,冰在熔化过程持续吸热,温度_____(选填“升高”、“不变”或“降低”),冰是_____(选填“晶体”或“非晶体”);第6分钟时冰处于_____(选填“固态”、“液态”或“固液共存态”)。
(2)小云用如图所示装置探究水的沸腾。
组装实验器材时,应按照_____的顺序(选填“自上而下”或“自下而上”);实验室现有:A.水银温度计(﹣20℃~120℃);B.酒精温度计(﹣80℃~60℃);C.体温计;D.寒暑表等不同种类的温度计,本实验应选用的温度计是_____(选填“A”、“B”、“C”或“D”);实验中小云观察到水在沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同,如图甲、乙所示。
表示沸腾前气泡上升情况的是图_____(选填“甲”或“乙”)。
【答案】不变晶体固液共存自下而上 A 甲【解析】【详解】(1)[1][2]从图乙可以看到冰在熔化过程,从第2min到第8min,温度保持不变,由此可以知道冰是晶体;[3]第6min时,冰的温度还是不变,此时有一部分冰已经熔化成水,但没有全部熔化,应该处于固液共存态;(2)[4]组装实验器材时,应按照自下而上的顺序组装,因为不能确定温度计的具体高度是多少;[5]本实验应选用的温度计是水银温度计,因为水沸腾时,温度能达到100℃,酒精温度计最高温度只能是60℃,体温计、寒暑表这两个量程也不够大;[6]水沸腾前,温度不均匀,烧杯上面的水温度较低,下面的水温度较高,下面的热气泡上升遇上低温的水时,一部分会液化成水,那么气泡会变小,故表示沸腾前气泡上升情况的是图甲。
一、初中物理热学问题求解方法1.用相同热源、相同的加热装置,对质量相等的甲、乙两种固态物质加热时,得到的温度随时间变化的图像。
根据图像分析,下列说法中正确的是()A.甲、乙两种物质可能是松香和萘B.甲物质在a、b两点时,温度和内能都相同C.甲、乙两种物质在熔化时乙吸收的热量比甲多D.甲、乙两种物质在固态时,甲的比热容小于乙的比热容【答案】D【解析】【分析】【详解】A.从图象可以看出,甲、乙两种物质在熔化过程中温度保持不变,所以均为晶体。
松香是非晶体,萘是晶体,所以甲、乙不可能是松香,故A错误;B.甲物质在a点开始熔化,b点熔化完成,在熔化过程中温度保持不变,但是继续吸热,所以b点的内能大于a点的内能,故B错误;C.读图可知,甲熔化持续的时间为20min−10min=10min乙熔化持续的时间为27min−17min=10min二者时间相同,说明吸收热量相同,故C错误;D.甲、乙两种物质在固态时,同样加热10min,吸收相同的热量,甲的温度高于乙的温度,根据Qcm t=∆吸,在吸收热量和质量相等时,比热容和温度成反比,所以甲的比热容小于乙的比热容,故D正确。
故选D。
2.炎热的夏天,开了空调的房间窗户玻璃上常常会结一层水雾,则水雾是水蒸气_____(填物态变化)成小水珠附着在玻璃窗____侧,使玻璃变模糊,水蒸气变成水珠会____热量。
东北地区寒冷的冬天,房间窗户上会结一层美丽的冰花,这是水蒸气______(填物态变化)形成的小冰晶附着在玻璃窗_____侧。
【答案】液化外放出凝华内【解析】【详解】[1][2][3]水雾是水蒸气液化成小水珠附着在玻璃窗的;这是因为玻璃窗外侧的水蒸气遇上冰冷的玻璃窗,液化成小水珠,是附着在玻璃窗外侧的;水蒸气变成水珠会放出热量;[4][5]东北地区寒冷的冬天,房间窗户上会结一层美丽的冰花,这是水蒸气凝华形成的;这是房间内温度较高的水蒸气遇上冰冷的窗,凝华形成的,这是附着在玻璃窗内侧。
一、初中物理热学问题求解方法1.小明猜想水中加入别的物质后,一定会对水的凝固点产生影响,为了验证这一猜想,他将一些盐放入水中,并把盐水用容器盛好放入冰箱,研究盐水的凝固过程。
每隔一定时间,小明就观察盐水状态、测出温度,并将凝固过程记录的温度数据画成了凝固图像,如图甲。
如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中如图乙,则下列说法正确的是A.由甲图可知,盐水的凝固点为2℃B.由甲图可知,盐水的凝固过程用时20minC.乙图中,试管中冰水混合物中的冰会变少D.乙图中,烧杯中盐冰水混合物中水会变多【答案】D【解析】【详解】A.由甲图可知,温度保持不变的温度是-2℃,故该盐水的凝固点是-2℃,故A错误;B.由甲图可知,盐水的凝固过程用时20min-10min=10min故B错误;CD.冰水混合物的温度是0℃,而盐冰水混合物的温度是-2℃,所以冰水混合物会向盐冰水混合物放热,冰水混合物中的水会达到凝固结冰的条件,故冰水混合物中的冰会变多,而盐冰水混合物吸收热量熔化,烧杯中盐冰水混合物中水会变多,故C错误,D正确。
2.下列说法中正确的是A.蒸发和沸腾都需要吸收热量,且都发生在液体表面B.液体凝固时,不断放出热量,但温度可能保持不变C.把一块-10℃的冰放到0℃的房间里,冰会慢慢地熔化D.利用干冰汽化吸热,可以使长途运输中的食品降温保鲜【答案】B【解析】【详解】A.沸腾是在一定条件下,发生在液体表面和内部同时进行的一种剧烈的汽化现象,需要吸收热量;蒸发是发生在液体表面的一种缓慢的汽化现象,同样需要吸收热量,故A项错误;B.液体处于凝固成晶体过程中时,持续放出热量,温度不变,故B项正确;C.熔化需要达到熔点和持续吸收热量,冰的熔点是0°C,当-10°C的冰在0°C的房间里温度升温与房间温度一致时,冰吸收不到热量,不能熔化,故C项错误;D.干冰(固态CO2)在常温下会直接变成气态的CO2,发生升华现象,故D项错误;3.受新型冠状病毒的影响,一“罩”难求。
一、初中物理热学问题求解方法1.某小型汽油发电机外形如图所示,其实质是利用一个汽油机带动一个发电机来发电.该发种电机铭牌部分数据如下表所示,根据表中的数据求: 发动机(汽油机) 发电机型号 XGQF5.0型号XGQF5.0额定功率8.3kW 额定输出功率5kW 噪声73db 额定输出电压220V 连续运行时间8h 额定频率 50Hz强制水冷四冲程自动电压保护(1)在允许的连续运行时间内,发电机以额定功率输出,能够提供的电能是多少度? (2)已知汽油的热值是q =4.6×l07J/kg ,密度是0.71×103kg/m 3,设该汽油机的效率为35%,则该汽油发电机油箱的容积至少需要多大? (3)汽油发电机将内能转化为电能的效率是多少? 【答案】(1)40(2)20.9L (3)21.1% 【解析】 【分析】(1)已知发电机的额定功率和连续工作时间,根据公式WP t=的变式,可求发电机能够提供的电能;(2)已知汽油的热值和效率,根据公式100%100%P t W Q Vqηρ=⨯=⨯机有用放可求消耗的汽油体积;(3)先计算出1小时产生的电能,已知产生的电能和机械能,二者之比就是汽油发电机将内能转化为电能的效率。
【详解】(1)发电机能够提供的电能5kW8h40kW h40W P t==⨯=⋅=电电度故能够提供的电能是40度。
(2)根据WPt=,mVρ=,Q mq=放得,汽油机的效率100%100%P tWQ Vqηρ=⨯=⨯机有用放则油箱的最小容积:333378.310W83600s0.0209m20.9L0.7110kg/m35% 4.610J/kgP tVqρη⨯⨯⨯====⨯⨯⨯⨯机故油箱的最小容积为20.9L。
(3)汽油发电机将内能转化为电能的效率-33337100%100%5000W83600s100%20.910m0.7110kg/m 4.610J/kg21.1%WQP tVqηρ=⨯=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=电放电则汽油发电机将内能转化为电能的效率为21.1%。
一、初中物理热学问题求解方法1.甲、乙是两个质量相等的空心球,它们的空心部分体积完全相同,甲球恰好能在水中悬浮,33310kg/m ρ⨯甲=,33210kg/m ρ=⨯乙,则甲、乙两球的体积之比为____。
当把乙球放入水中时,乙球露出水面的体积占乙球体积的____。
【答案】6:7 17【解析】 【详解】[1]设两个球空心部分的体积为0V ,已知甲乙两个球质量相等,由mVρ=得: 00V V V V ρρ-=-甲甲乙乙()()把33310kg/m ρ⨯甲=,33210kg/m ρ=⨯乙代入,并化简得:0032V V V V -=-甲乙()()①由于甲球在水中悬浮,所以重力与浮力相等:=F G 甲浮甲即:0g g V V V ρρ=-甲甲甲水()所以:03V V V =-甲甲()②由①②解得:032V V =甲,074V V =乙。
所以甲、乙两球的体积之比为:00677=324V V V V =甲乙[2]已知甲乙两球质量相同,甲球悬浮,乙球密度小于甲球,所以乙球漂浮。
所以乙球受到的浮力等于重力:=F G 乙浮乙即:0g g V V V V ρρ-=-乙乙乙露水()()解得014V V =露。
又因为074V V =乙,所以: 01141==4477V V V V ⨯=乙乙露所以乙球露出水面的体积占乙球体积的17。
2.某综合实践活动小组在制作一个医用冷藏盒时,不知道给药品降温用冰好,还是盐水结成的冰好?他们动手测量了盐水的凝固点。
(1)小明和小红分别通过实验得到了盐水的凝固图像如图所示,则小明所测盐水的凝固点是_______℃;(2)他们同时发现所测得盐水凝固点并不相同,于是对比了双方实验过程,发现烧杯中装水都是200mL,小明加了1汤匙的盐,而小红加了3汤匙的盐,由此作出猜想:盐水的凝固点与盐水的浓度有关。
接着多次实验得出不同浓度盐水的凝固点,数据记录如下表:盐水浓03691215182124273036度(%)凝固点0-2-4-6-8-11-15-18-17-1.8-0.40 (℃)分析表格中数据可知,当盐水浓度增大时,其凝固点__________;(3)小明由表格数据得到盐水浓度为21%时凝固点最低,其值为﹣18℃,你认为他的判断准确吗?_____(选填“准确”或“不准确”),你判断的理由是__________;(4)在测量浓度为21%的盐水凝固点时,某一时刻测得盐水温度如图所示,则此时该盐水处于______态;(5)你认为给冷藏盒中药品降温最好选用_____(选填冰或适当浓度盐水结成的冰)。
一、初中物理热学问题求解方法1.关于物体的内能,热量和温度,下列说法正确的是A .一个物体从外界吸收了热量,温度一定升高B .一个物体温度升高,它的内能一定增加C .只要物体的温度不变,它的内能就一定不变D .温度高的物体比温度低的物体含有的热量多【答案】B【解析】【详解】A .一个物体从外界吸收了热量,温度不一定升高,比如晶体的熔化以及液体的沸腾,都在吸收热量,但温度没有改变,故A 项错误;B .一个物体温度升高,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,所以内能一定增大,故B 项正确;C .物体的温度不变,有可能正在吸收或者放出热量,内能改变;也有可能外界对物体做功,物体的内能增加,或者物体对外界做功时,物体的内能减小,故C 项错误;D .热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,只能说物体吸收或者放出多少热量,故D 项错误。
2.甲、乙两容器中装有质量相等的水,水温分别为20℃和70℃,现将一温度为80℃的金属球放入甲容器中,热平衡后水温升高到40℃,然后迅速取出金属球并放入乙容器中,热平衡后以容器中水温为(不计热量散失和水的质量的变化):A .65℃B .60℃C .55℃D .50℃【答案】B【解析】【详解】当将金属球放入甲容器中时,金属球放出的热量与水吸收的热量相等,即:Q 金=Q 水设金属球的质量为m 金、比热容为c 金、水的质量为m 水、水的比热容为c 水,则:Q 金=c 金m 金(80℃-40℃)Q 水=c 水m 水(40℃-20℃)因为Q 金=Q 水,所以c 金m 金(80℃-40℃)=c 水m 水(40℃-20℃)化简得: 2=1c m c m 水水金金; 当将金属球放入乙容器中时,乙容器中的水放出的热量与金属球吸收的热量相等,即:Q 水′=Q 金′由于甲乙容器中的水的质量相等,又是同一个金属球,所以仍设金属球的质量为m 金、比热容为c 金、水的质量为m 水、水的比热容为c 水,此时两者共同的温度为t ℃,则:Q 水′=m 水c 水(70℃-t ℃)Q 金′=m 金c 金(t ℃-40℃)因为:Q 水′=Q 金′所以m 水c 水(70℃-t ℃)=m 金c 金(t ℃-40℃)由于:2=1c m c m 水水金金 可得:2(70℃-t ℃)=t ℃-40℃解得t =60℃,故选B .3.有一支刻度不准的温度计,放在冰水混合物中,稳定后示数为﹣4℃,放在一标准气压下的沸水中,示数为92℃,把它放在某教室时温度计示数为28℃,教室的实际温度是________。
2021中考冲刺计算大题专题复习热学计算1.(2020九上·龙华期末)某同学家使用燃气热水器,如果平均每天需将100kg 的水从18C 加热到58C,水的比热容为4.2×103J/ (kg·℃),天然气的热值为4.0×107J/m3。
求:(1)这100kg的水吸收的热量为多少?(2)若天然气完全燃烧放出热量的70%被水吸收,则热水器平均每天消耗多少m3天然气?2.(2020九上·肃州期末)2020年是全面建成小康社会目标的实现之年,我市大部分村民改用了清洁干净的液化天然气炉。
已知天然气的热值为3.8×107J/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)。
求:(1)完全燃烧0.014m3天然气放出多少热量?(2)若某天然气灶的效率为60%,则这些天然气可将质量为3.8kg,初温为25 ℃的水加热到多少℃?(当地的大气压为1标准大气压)3.(2020九上·个旧月考)小红学习了热学知识后,知道水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃),酒精的热值为3.5×107J/kg,小红现在用酒精炉将2kg水从20℃的水加热到70℃,用了0.02kg酒精,则:(1)水需要吸收多少热量?(2)0.02kg酒精完全燃烧可以放出多少热量?(3)小红家酒精炉的烧水效率是多少?4.(2020九上·个旧月考)某液化气灶的效率是30%,现用该液化气灶加热10kg水,用了0.1kg液化气,但水没有沸腾,已知液化气的热值是1.4×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃),求:(1)0.1kg液化气完全燃烧放出的热量;(2)水吸收的热量;(3)水升高的温度。
5.(2020九上·包河期中)利用某型号家用天然气灶把质量为1.5kg、初温为20C的水烧开至沸腾(在一个标准大气压下),需要消耗30dm3的天然气。
一、初中物理热学问题求解方法1.下列说法中正确的是A.蒸发和沸腾都需要吸收热量,且都发生在液体表面B.液体凝固时,不断放出热量,但温度可能保持不变C.把一块-10℃的冰放到0℃的房间里,冰会慢慢地熔化D.利用干冰汽化吸热,可以使长途运输中的食品降温保鲜【答案】B【解析】【详解】A.沸腾是在一定条件下,发生在液体表面和内部同时进行的一种剧烈的汽化现象,需要吸收热量;蒸发是发生在液体表面的一种缓慢的汽化现象,同样需要吸收热量,故A项错误;B.液体处于凝固成晶体过程中时,持续放出热量,温度不变,故B项正确;C.熔化需要达到熔点和持续吸收热量,冰的熔点是0°C,当-10°C的冰在0°C的房间里温度升温与房间温度一致时,冰吸收不到热量,不能熔化,故C项错误;D.干冰(固态CO2)在常温下会直接变成气态的CO2,发生升华现象,故D项错误;2.如图所示,在大烧杯中装有大量的碎冰块,把装有少量碎冰块的试管插在大烧杯的冰块中,在烧杯底部用酒精灯加热.下列说法正确的是A.大烧杯和小试管中的冰同时熔化B.小试管中的冰先熔化,大烧杯中的冰后熔化C.大烧杯中的冰完全熔化后,小试管中冰才开始熔化D.小试管中冰始终不能熔化【答案】C【解析】冰是晶体,若给烧杯中的冰加热时,烧杯中的冰会熔化,但完全熔化前温度保持不变,所以试管中的冰达到熔点,但由于温度相同没有热传递,则不能从烧杯中继续吸热,所以不能熔化;若烧杯中的冰完全熔化后,继续吸热,温度将升高,所以试管中的冰达到熔点,继续吸热,所以能熔化.故C正确.故选C.3.用两只相同的电加热器,分别给相同体积的水和某种油加热,在开始和加热3min 时,分别记录的数据如下表所示.已知331.010kg /m ρ=⨯水, ()34.210J /kg C c ︒=⨯⋅水,330.810kg /m ρ=⨯油,加热的效率都为90%,油的末温没有达到它的沸点,下列说法正确的是( )A .因为这种油升温比较快,所以它的比热容比水大B .这种油的比热容为()32.110J /kg C ︒⨯⋅ C .这种油的比热容为()31.6810J /kg C ︒⨯⋅D .加热效率没有达到100%,是因为有一部分 能量消失了 【答案】B 【解析】 【详解】ABC .取两种液体都加热了3分钟为研究对象,因为是用的两个相同的电加热器,且加热效率都为90%,所以Q Q =水油,设它们的体积为V ,则水的质量:m V ρ=水水油的质量:m V ρ=油油根据0=Q cm t t -()有:00c V t t c V t t ρρ-=-水水水油油油()()代入数据:333334.210J/kg 1.010kg/m 28180.810kg/m 4318c ⨯•⨯⨯⨯-=⨯⨯⨯-油(℃)(℃℃)(℃℃)解得:32.110J/kg c =⨯•油(℃)故AC 项错误、B 项正确;D .由能量守恒定律可知,能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体;在转化和转移过程中其总量不变.故D 项错误.4.有一支刻度不准的温度计,放在冰水混合物中,稳定后示数为﹣4℃,放在一标准气压下的沸水中,示数为92℃,把它放在某教室时温度计示数为28℃,教室的实际温度是________。
一、初中物理热学问题求解方法1.甲、乙两个相同的杯子中盛有质量和初温都相同的水,另有A 、B 两个金属球,其质量和初温也都相同,且都比水的温度高.现将A 、B 两球分别放入甲、乙两杯水中,热平衡后,甲杯水温升高了15℃,乙杯水温升高了8℃,则( ) A .A 球比热容大于B 球比热容 B .A 球比热容小于B 球比热容 C .A 球降低的温度更多些 D .A 球放出的热量更少些 【答案】A 【解析】 【详解】甲、乙两个杯子中水的质量m 相同,两球放入水中后,水吸收热量温度升高,甲杯的水温升高15℃,乙杯中水温升高8℃,即:t t ∆∆甲乙>,水的比热容相同,不计热量损失,由Q cm Δt =可知,Q Q ∆∆甲吸乙吸>,由于Q Q ∆=∆甲吸A 放,Q Q ∆=∆乙吸B 放,所以A B Q Q ∆∆放放>;A 球放出的热量更多些;甲、乙水的初温t 相同,t t ∆∆甲乙>,所以两杯水的末温t t 甲乙>,所以两个球的末温A B t t >,又由于球的初温t 初相同,所以:A B t t t t --初初<质量相同、初温t 初相同的两球A 和B ,对于A 有:A A A A Q c m t t ∆=-放初()① 对于B 有:B B B B Q c m t t ∆=-放初()② 又因为A B Q Q ∆∆放放>,A B m m =,①除以②得:1A B Q Q 放放>所以:A A AB B B c m t t c m t t --初初()>()又A B t t t t --初初<,则有A B c c >. 故A 项符合题意、BCD 项不符合题意;2.小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量相等的水和另一种液体进行对比实验,并用图象对实验数据进行了处理,如图所示实验中,水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,分析图像可以得(已知c c >水液体)A .乙物质是水B .另一种液体的比热容为8.4×103J/(kg·℃) C .甲的放热能力比乙强 D .乙比甲更适合作汽车发动机的冷却液【答案】C 【解析】 【详解】A .由题意可知,在相同时间内水和另一种液体放出的热量相等,由题中的图象可以看出,乙液体的温度降低的快,甲液体温度降低慢;根据热量的计算公式Q cm t =∆放可知,在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下,温度降低得多的比热容小;所以甲液体的比热容大,所以甲液体是水;故A 项不符合题意;B .由题图可知:甲乙两种液体的初温是60℃,放热15分钟后甲液体的末温是40℃,乙液体的末温是20℃,则水放出的热量:34.210J/kg 6040Q c m m t ==⨯⋅⨯∆⨯-水水水水水放(℃)(℃℃);乙放出的热量:6020t Q c m c m ==-∆⨯⨯乙乙乙乙乙放乙(℃℃);而水和乙液体的质量相同,即m m =乙水;在相同时间内水和另一种液体放出的热量相等,则有:34.210J/kg 60406020m c m ⨯⋅⨯⨯-=⨯⨯-乙乙水(℃)(℃℃)(℃℃);解得,32.110J/kg c =⨯⋅乙(℃);故B 项不符合题意;C .由于甲液体的比热容大,所以甲的放热能力比乙强,故C 项符合题意;D .由于水的比热容比较大,所以水比较适合用作发动机的冷却液;即甲比乙更适合作汽车发动机的冷却液;故D 项不符合题意。
一、初中物理热学问题求解方法1.如图是某款有加热和保温功能的电热饮水机电路原理图,机内有温控开关S 0。
该饮水机的部分参数已知:额定电压为220V ,加热时的总功率为880W ,保温时的功率为40W ,R 1、R 2为加热电阻丝(不考虑温度对电阻丝阻值的影响)。
求:(1)当S 和S 0闭合时,电路中的总电流;(2)加热时效率为80%,将0.5kg 的水从30℃加热到100℃需要多少时间? (3)电阻丝R 2的阻值。
【答案】(1)4A ;(2)208.8s ;(3)1210Ω 【解析】 【分析】(1)由电路图可知,当S 和S 0闭合时,R 1与R 2并联,电路中的总电阻最小,根据2U P R=可知电路总功率最大,据此判断饮水机所处的状态,根据P UI =求出此时电路中的总电流。
(2)知道水的质量和初温、末温以及比热容,根据()0Q cm t t =-吸求出水吸收的热量,根据吸Q Wη=求出消耗的电能,利用W P t =求出需要的加热时间。
(3)由电路图可知,开关S 闭合、S 0断开时,电路为R 2的简单电路,电路中的总电阻最大,根据2U P R =可知电路总功率最小,据此判断饮水机所处的状态,根据2U P R=求出电阻R 2的阻值。
【详解】(1)由电路图可知,当S 和S 0闭合时,R 1与R 2并联,电路中的总电阻最小,由2U P R=可知,电路总功率最大,饮水机处于加热状态;由P UI =可得,此时电路中的总电流880W4A 220VP I U ===加热 (2)水吸收的热量()()354.210J/kg 0.5kg 10030 1.4710J Q cm t =∆=⨯⋅⨯⨯-=⨯吸℃℃℃由吸Q Wη=可得,消耗的电能 551.4710J1.837510J 80%Q W η⨯===⨯吸由WP t=可得,需要的加热时间 51.837510J 208.8s 880WW t P ⨯'==≈加热(3)由电路图可知,开关S 闭合、S 0断开时,电路为R 2的简单电路,电路中的总电阻最大,电路总功率最小,饮水机处于保温状态,保温时的功率为40W ;由2U P R=可得,电阻R 2的阻值()222220V 1210Ω40WU R P ===加热答:(1)当S 和S 0闭合时,电路中的总电流为4A ;(2)加热时效率为80%,将0.5kg 的水从30℃加热到100℃需要208.8s ;(3)电阻丝R 2的阻值为1210Ω。
一、初中物理热学问题求解方法1.某工厂科研人员研制生产的四冲程汽车专用柴油发动机,采用了很多新技术,这种柴油发动机有8个气缸,活塞面积为12000mm 2,活塞行程为135mm ,当转速为2500r/min 时,发动机功率为220kW ,最低油耗可达260g/(kW ·h ),(1kW ·h =3.6×106J ),柴油的热值为4.3×107J/kg 。
请回答下列问题:(1)该柴油发动机的效率最高可达多少?(2)在做功冲程中气缸内的平均压强是多少?【答案】(1)32.2%;(2)8.15×105Pa 。
【解析】【详解】(1)每1kW·h 耗油260g ,完全燃烧释放热量为:Q 放=mq =0.26kg×4.3×107J/kg=1.118×107JW =1kW·h=3.6×106J 故柴油发动机的效率最高可达:673.6101.1181J 100%0100%32.2%JW Q η=⨯≈⨯=⨯⨯ (2)单缸四冲程柴油机一个工作循环包括四个冲程,飞轮转两周,对外做功一次,由于转速为2500r/min ,合125r /s 3,则一个气缸每秒做功次数为: 1125125236⨯= 则该柴油机每秒做功次数为:125500863n =⨯= 该柴油机的功率:W npLS P t t==总 所以,做功冲程中的平均压强为: 5522.210W 1s 8.1510Pa 5000.135m 0.012m 3Pt p nLS ⨯⨯==≈⨯⨯⨯ 答:(1)柴油发动机的效率最高可达32.2%;(2)在做功冲程中气缸内的平均压强是8.15×105Pa 。
2.(1)如图甲是探究“冰在熔化时温度变化规律”实验,图乙是根据实验数据画出的图象。
由图乙可知,冰在熔化过程持续吸热,温度_____(选填“升高”、“不变”或“降低”),冰是_____(选填“晶体”或“非晶体”);第6分钟时冰处于_____(选填“固态”、“液态”或“固液共存态”)。
备考2020中考物理考点经典题练《热学》(解析版)一、单选题1.体育课后,汗流浃背的小林同学赶紧打开教室电扇吹吹风,顿时感觉凉快多了,与这一现象有着相同特点的是()A. 春天,冰雪融化成溪水B. 夏天,冰棒周围冒“白气”C. 秋天,早晨草地上铺上一层白霜D. 冬天,屋檐上挂着串串冰柱2.下列物态变化中属于液化的是()A. 加在饮料中的冰块逐渐变小B. 飞机在蔚蓝的天空飞过,留下长长的“尾巴”C. 樟脑丸越放越小D. 冰箱冷藏室的内壁结出“白霜”3.生活中常把碗放在锅里的水中蒸食物。
如图所示。
当锅里的水沸腾以后,碗中的水()A. 同时沸腾B. 稍后也沸腾了C. 温度达到沸点,不会沸腾D. 温度低于沸点,不会沸腾4.在下列物态变化的实例中,正确的是()A. 舞台上用干冰制作“云雾”,这是汽化现象B. 夏天阴凉地方的石头比较潮湿,这是液化现象C. 电冰箱冷冻室内出现白色的霜,这是凝固现象D. 衣柜中的樟脑丸,过一段时间变小或消失,这是熔化现象5.如图所示,烧杯内盛有适量水并用酒精灯加热(标准大气压下),甲试管盛有水,乙试管盛有酒精,则甲乙两试管()A. 都会沸腾B. 都不会C. 甲会沸腾,乙不会沸腾D. 甲不会沸腾,乙会沸腾6.一刻度均匀的温度计放在冰水混合物中时,示数为10℃;用它测一个标准大气压下沸水的温度时,读数是90℃.若用它来测得温水的温度为70℃.则温水的实际温度应为()A. 55℃B. 75℃C. 50℃D. 80℃7.五千年的华夏文明,创造了无数的诗歌辞赋,我们在欣赏这些诗歌辞赋时,不仅要挖掘其思想内涵,还可以探究其中所描述的自然现象与物理规律,下面是某位同学对部分诗句中蕴涵的物理知识的理解。
其中正确的是()A. “不敢高声语,恐惊天上人”--“高”是指声音的特征“音调”B. “孤帆一片日边来”--“孤帆”的运动,是以江岸为参照物的C. “人面桃花相映红”--桃花是光源,发出的红光映红了人的脸D. “露似珍珠月似弓”--露实际是小水珠,是由冰熔化形成8.小丽将一杯常温下的水放入正常工作的冰箱冷冻室中,经过较长一段时间后,杯中的水发生了物态变化,下面四个图象中能正确反映这杯水的物态变化过程的是()A. B.C. D.9.以下温度中,最接近25℃的是()A. 冰水混合物的温度B. 健康成年人的体温C. 让人感觉温暖而舒适的室内温度D. 蜡烛外焰的温度10.夏天天气炎热,为了防止食物腐烂,以下说法正确的是()A. 在运输车辆上放干冰,利用干冰汽化吸热给食品降温B. 把食材放在冰块上,利用冰块熔化吸热给食材降温C. 给放食材的盒子上盖上湿毛巾,利用水的升华吸热给食材降温D. 把食物放入冰箱内,利用冷凝剂液化吸热,使冰箱内部温度降低。
一、初中物理热学问题求解方法1.小明猜想水中加入别的物质后,一定会对水的凝固点产生影响,为了验证这一猜想,他将一些盐放入水中,并把盐水用容器盛好放入冰箱,研究盐水的凝固过程。
每隔一定时间,小明就观察盐水状态、测出温度,并将凝固过程记录的温度数据画成了凝固图像,如图甲。
如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中如图乙,则下列说法正确的是A.由甲图可知,盐水的凝固点为2℃B.由甲图可知,盐水的凝固过程用时20minC.乙图中,试管中冰水混合物中的冰会变少D.乙图中,烧杯中盐冰水混合物中水会变多【答案】D【解析】【详解】A.由甲图可知,温度保持不变的温度是-2℃,故该盐水的凝固点是-2℃,故A错误;B.由甲图可知,盐水的凝固过程用时20min-10min=10min故B错误;CD.冰水混合物的温度是0℃,而盐冰水混合物的温度是-2℃,所以冰水混合物会向盐冰水混合物放热,冰水混合物中的水会达到凝固结冰的条件,故冰水混合物中的冰会变多,而盐冰水混合物吸收热量熔化,烧杯中盐冰水混合物中水会变多,故C错误,D正确。
2.用相同热源、相同的加热装置,对质量相等的甲、乙两种固态物质加热时,得到的温度随时间变化的图像。
根据图像分析,下列说法中正确的是()A.甲、乙两种物质可能是松香和萘B.甲物质在a、b两点时,温度和内能都相同C.甲、乙两种物质在熔化时乙吸收的热量比甲多D.甲、乙两种物质在固态时,甲的比热容小于乙的比热容【答案】D【解析】【分析】【详解】A.从图象可以看出,甲、乙两种物质在熔化过程中温度保持不变,所以均为晶体。
松香是非晶体,萘是晶体,所以甲、乙不可能是松香,故A错误;B.甲物质在a点开始熔化,b点熔化完成,在熔化过程中温度保持不变,但是继续吸热,所以b点的内能大于a点的内能,故B错误;C.读图可知,甲熔化持续的时间为20min−10min=10min乙熔化持续的时间为27min−17min=10min二者时间相同,说明吸收热量相同,故C错误;D.甲、乙两种物质在固态时,同样加热10min,吸收相同的热量,甲的温度高于乙的温度,根据Qcm t=∆吸,在吸收热量和质量相等时,比热容和温度成反比,所以甲的比热容小于乙的比热容,故D正确。
一、初中物理热学问题求解方法1.某小型汽油发电机外形如图所示,其实质是利用一个汽油机带动一个发电机来发电.该发种电机铭牌部分数据如下表所示,根据表中的数据求: 发动机(汽油机) 发电机型号 XGQF5.0型号XGQF5.0额定功率8.3kW 额定输出功率5kW 噪声73db 额定输出电压220V 连续运行时间8h 额定频率 50Hz强制水冷四冲程自动电压保护(1)在允许的连续运行时间内,发电机以额定功率输出,能够提供的电能是多少度? (2)已知汽油的热值是q =4.6×l07J/kg ,密度是0.71×103kg/m 3,设该汽油机的效率为35%,则该汽油发电机油箱的容积至少需要多大? (3)汽油发电机将内能转化为电能的效率是多少? 【答案】(1)40(2)20.9L (3)21.1% 【解析】 【分析】(1)已知发电机的额定功率和连续工作时间,根据公式WP t=的变式,可求发电机能够提供的电能;(2)已知汽油的热值和效率,根据公式100%100%P t W Q Vqηρ=⨯=⨯机有用放可求消耗的汽油体积;(3)先计算出1小时产生的电能,已知产生的电能和机械能,二者之比就是汽油发电机将内能转化为电能的效率。
【详解】(1)发电机能够提供的电能5kW8h40kW h40W P t==⨯=⋅=电电度故能够提供的电能是40度。
(2)根据WPt=,mVρ=,Q mq=放得,汽油机的效率100%100%P tWQ Vqηρ=⨯=⨯机有用放则油箱的最小容积:333378.310W83600s0.0209m20.9L0.7110kg/m35% 4.610J/kgP tVqρη⨯⨯⨯====⨯⨯⨯⨯机故油箱的最小容积为20.9L。
(3)汽油发电机将内能转化为电能的效率-33337100%100%5000W83600s100%20.910m0.7110kg/m 4.610J/kg21.1%WQP tVqηρ=⨯=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=电放电则汽油发电机将内能转化为电能的效率为21.1%。
一、初中物理热学问题求解方法1.小明猜想水中加入别的物质后,一定会对水的凝固点产生影响,为了验证这一猜想,他将一些盐放入水中,并把盐水用容器盛好放入冰箱,研究盐水的凝固过程。
每隔一定时间,小明就观察盐水状态、测出温度,并将凝固过程记录的温度数据画成了凝固图像,如图甲。
如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中如图乙,则下列说法正确的是A.由甲图可知,盐水的凝固点为2℃B.由甲图可知,盐水的凝固过程用时20minC.乙图中,试管中冰水混合物中的冰会变少D.乙图中,烧杯中盐冰水混合物中水会变多【答案】D【解析】【详解】A.由甲图可知,温度保持不变的温度是-2℃,故该盐水的凝固点是-2℃,故A错误;B.由甲图可知,盐水的凝固过程用时20min-10min=10min故B错误;CD.冰水混合物的温度是0℃,而盐冰水混合物的温度是-2℃,所以冰水混合物会向盐冰水混合物放热,冰水混合物中的水会达到凝固结冰的条件,故冰水混合物中的冰会变多,而盐冰水混合物吸收热量熔化,烧杯中盐冰水混合物中水会变多,故C错误,D正确。
2.受新型冠状病毒的影响,一“罩”难求。
一般医用口罩至少要有三层,外层需要阻挡外界空气中的灰层、细菌、唾沫等飞溅物,中间层经过静电处理,可以阻挡细菌等微小颗粒(潮湿环境中会失去静电),内层要吸收佩戴者呼出的水汽、飞沫等。
某口罩的构造如图所示。
下列说法正确的是()A .口罩潮湿后防护能力降低B .佩戴口罩时应该使白色吸水无纺布朝外C .口罩的中间层静电熔喷布能吸引小磁针D .佩戴口罩后内层潮湿是呼出的水蒸气升华形成【答案】A【解析】【分析】【详解】 A .潮湿环境中会失去静电,口罩潮湿后,会失去静电,中间层不可以阻挡细菌等微小颗粒, 口罩防护能力降低,A 正确;B .由题意可知,内层要吸收佩戴者呼出的水汽、飞沫等,那么白色吸水无纺布应该是内层,有吸水能力,佩戴口罩时应该使白色吸水无纺布朝内,B 错误;C .带电体能吸引轻小物体,所以中间层静电熔喷布能吸引细菌等微小颗粒,但它不是磁体,不能吸引小磁针,C 错误;D .佩戴口罩后内层潮湿是呼出的水蒸气液化形成的,D 错误。
一、初中物理热学问题求解方法1.某款电磁炉广告称该款电磁炉的热效率可达65%以上,具有节能、高效的特点。
在一次综合实践活动中,“好奇”小组想测量该款电磁炉的加热效率以验证其广告的准确性,于是他们找来一台全新的电磁炉,包装盒中产品参数数据如下表所示:(1)若电磁炉正常工作20min ,刚好将锅内5kg 、20℃的水,加热到80℃,求此电磁炉烧水时的效率[已知c 水=4.2×103J/(kg·℃)];(2)小明家装有如图乙所示的电能表,某个时间段,仅有此电磁炉工作,在3min 内电能表表盘转了210圈,求此时电磁炉的实际功率。
【答案】(1)70%;(2)1400W 【解析】 【分析】(1)知道水的质量、水的比热容、水温度的变化,利用吸热公式求水吸收的热量;已知电磁炉正常工作时的功率和通电时间,利用WPt =计算消耗的电能;水吸热为有用的能量,电流消耗的电能为总的能量,据此求电磁炉的效率。
(2)若仅有此电磁炉工作时观察电能表,在3min 内电能表表盘要转了210圈,利用电能表的参数“3000r/(kW ·h)”求电磁炉工作3min 消耗的电能;利用WP t=求电磁炉的实际功率。
【详解】 (1)水吸收的热量360(4.210J/kg 5kg 80201J ((.2)10))6Q cm t t =-=⨯⋅⨯⨯-=⨯吸℃℃℃电磁炉正常工作20min ,消耗的电能61500W 2060s 1.810J W Pt ==⨯⨯=⨯则此电磁炉烧水时的效率661.2610J 100%100%70%1.810JQ W η⨯=⨯=⨯=⨯吸 (2)3min 内电路中消耗的电能210r0.07kW h 3000r/(kW h)W '==⋅⋅电磁炉的实际功率0.07kW h1.4kW1400W3h60WPt'⋅===='实答:(1)此电磁炉烧水时的效率是70%;(2)此时电磁炉的功率为1400W。
一、初中物理热学问题求解方法1.2019年12月27日晚,“长征五号遥三”运载火箭成功发射,如图所示。
该火箭的起飞质量约为870t,起飞升力约为1.05×107N,关于该火箭,下列说法正确的是()A.火箭利用“流体中流速小的位置压强大”的原理获得升力B.火箭尾部喷气口热得发红,是通过做功改变了火箭尾部的内能C.火箭发射时腾起的“白气”是液态水吸热汽化形成的D.火箭起飞时受到向上的合力约为1.8×106 N(g取10 N/kg)【答案】D【解析】【分析】【详解】A.火箭发射是利用物体间力的作用是相互的原理来升空的,与流速小压强大没有关系,故A错误;B.火箭尾部喷气口热得发红,是通过热传递的方式改变了火箭尾部的内能,故B错误;C.图中火箭尾部产生大量的“白气”,是因为尾气中的水蒸气遇冷发生了液化现象,故C 错误;D.火箭的起飞质量约为870t,重力568.710kg10N/kg8.710N==⨯⨯=⨯G mg<,所以二力的合力方向向上,大小为由于G竖直向下,起飞升力F竖直向上,且G F766F F G=-=⨯-⨯=⨯1.0510N8.710N 1.810N合故D正确。
故选D。
2.下表列出了部分金属的熔点和沸点(在标准大气压下),根据表中的数据,下列说法中正确的是()物质水银金铜钢钨熔点(℃)-391064108315153410沸点(℃)3572500236027505900A.金块在“钢水”中不会熔化B .在-40℃时,不能使用水银温度计测量温度C .表中所列出的金属,沸点都可以用水银温度计测量D .因为钨的沸点比较高,所以白炽灯里的灯丝是用钨制成的 【答案】B 【解析】 【详解】A .“钢水”的温度达到1515℃,金块的熔点只是1064℃,低于“钢水”的温度,金块会熔化,A 错误;B .水银的熔点和凝固点是相同的,它在-39℃时凝固,在-40℃时,已经是固态,所以这种情况下不能使用水银温度计测量温度,B 正确;C .表中所列出的金属,除了水银,沸点都大于357℃,357℃是水银的沸点,这些温度都已经超过了水银的沸点,所以说不可以用水银温度计测量,C 错误;D .白炽灯里的灯丝是用钨制成,这是因为钨的熔点高,长时间通电温度很高,钨都不会熔化,D 错误。
专题04热学考点解读一、有关比热容的求解:1、比热容是物质的一种特性,大小与物体的种类、状态有关,与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。
2、水的比热容为4.2×103 J(kg ·℃),表示:1 kg 的水温度升高(降低)1 ℃吸收(放出)的热量为4.2×103 J 。
二、有关热量的求解:1、计算物体吸收热量的公式为:Q 吸=cm (t -t 0)=cm ⊿t , 物体放出热量的公式为:Q 放=cm (t 0-t )=cm ⊿t其中,Q 吸表示吸收热量,单位是J ;c 表示物体比热容,单位是J/(kg ·℃);m 表示质量,单位是kg ;t 0表示物体初始温度,单位是℃;t 表示物体后来的温度,单位是℃。
⊿t =t -t 0表示物体升高了的温度。
⊿t =t 0-t ,表示物理降低了的温度。
2、热量计算的一般式:Q 放=cm ⊿t3、应用热量的计算公式解题时,公式中各物理量的单位要统一,即比热容c 的单位是J/(kg ·℃),质量m 的单位是kg ,温度的单位是℃,热量的单位是J 。
三、有关热值的求解:1、燃料完全燃烧释放出的热量公式为:Q 放=mq 。
2、气体燃料完全燃烧释放出的热量公式也可为:Q 放=qV 。
推导过程如下:3、说明:①中的公式对固体、液体、气体、均适用。
②只对气体适用。
两个公式的得出都是根据热值的定义式得到的。
其中,Q 放表示燃料完全燃烧放出的热量,单位是J ;q 表示燃料的热值,单位是J/kg ;m 表示质量,单位是kg 。
V 表示体积,单位是m3。
四、有关热效率的求解:1、热机的效率:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。
热机的效率是热机性能的一个重要指标。
汽车发动机的效率、飞机发动机的效率、轮船发动机的效率均属于热机的效率,其公式为:η=放吸Q Q 。
2、炉具的热效率:天然气燃烧放出的热量是炉具提供的总热量,Q 总=Q 放,水吸收的热量是有用的热量Q 有=Q 吸,则η=总有Q Q 。
3、电热水器的效率:电热丝所产生热量为Q 总=Q 放,水需要吸收热量为Q 有=Q 吸,则η=总有Q Q 。
重点考向考点一:利用公式Q 吸=Cm ∆t 求解1.(2020秋•庐阳区校级月考)一质量是3kg 、初温为590℃的铁块,当温度降到30℃时放出了7.56×105J 的热量,则: (1)计算出铁的比热容;(2)餐馆里有一道美食叫“铁板牛肉”,将2kg 的铁板加热到130℃,再将九成熟的牛肉片盛放在铁板上,等铁板温度降了60℃时,牛肉片已十成熟了,求铁板在此降温过程中放出的热量。
【解析】解:(1)由Q 放=cm (t 0﹣t )得铁的比热容为: c ===0.45×103J/(kg •℃)。
(2)铁板在此降温过程中放出的热量为:Q 放=cm (t 0﹣t )=0.45×103J/(kg •℃)×2kg ×(130℃﹣60℃)=6.3×104J 。
答:(1)铁的比热容是0.45×103J/(kg •℃); (2)铁板在此降温过程中放出的热量是 6.3×104J 。
2.(2020秋•双流区校级月考)如图是质量为200g 的某物质温度随加热时间的变化图象,前10min 它吸收的热量是9×103J.求该物质的比热容。
【解析】解:由图象可知,该物质10min 升高温度:△t =50℃﹣20℃=30℃,由Q吸=cm△t得,该物质的比热容:c===1.5×103J/(kg•℃)。
答:该物质的比热容为1.5×103J/(kg•℃)。
考点二:利用公式Q放=qm求解3.(2020秋•鲤城区校级期中)一辆氢动力试验汽车10min内在平直路面上匀速直线行驶了12km,消耗了0.15kg的氢气。
此过程中,汽车发动机的牵引力为1×103N。
求:(氢气的热值取1.4×108J/kg)。
(1)汽车的牵引力做的功。
(2)氢气完全燃烧放出的热量。
(3)汽车发动机的效率(保留一位小数)。
【解析】解:(1)汽车的牵引力做功为:W=Fs=1×103N×1.2×104m=1.2×107J;(2)氢气完全燃烧放出的热量为:Q放=qm=0.15kg×1.4×108J/kg=2.1×107J;(3)汽车发动机的效率为:η==×100%≈57.1%。
答:(1)汽车的牵引力做的功为1.2×107J;(2)氢气燃烧产生的热量为2.1×107J;(3)汽车发动机的效率为57.1%。
4.(2020•聊城一模)某工厂为了测试汽车发动机的性能,让汽车以70km/h的平均速度行驶了140km,用去汽油20升,已知汽油的密度为0.7×103kg/m3,热值为4.6×107J/kg。
求: (1)汽车行驶的时间;(2)消耗的汽油的质量;(3)汽油完全燃烧放出的热量。
【解析】解:(1)汽车行驶的速度:v=70km/h,由v=可得,汽车行驶时间:t===2h。
(2)由ρ=可得,汽油的质量:m=ρV=0.7×103kg/m3×20×10﹣3 m3=14kg。
(3)汽油完全燃烧放出的热量:Q放=mq=14kg×4.6×107J/kg=6.44×108J答:(1)汽车行驶的时间为2h;(2)消耗的汽油的质量为14kg;(3)汽油完全燃烧放出的热量是6.44×108J。
考点三:利用公式Q放=qv求解5.(2020•福安市校级模拟)天然气作为燃料其优点有热值高、污染小,福安各小区均铺设有天然气管道。
你知道完全燃烧0.0105m3的天然气能放出多少焦的热量吗?若这些热量完全被水吸收,能使2千克的水温度升高多少摄氏度?【水的比热容c=4.2×103J/(kg •℃),天然气的热值取q=4×107J/m3)】【解析】解:(1)完全燃烧0.0105m3的天然气放出的热量:Q=Vq=0.0105m3×4×107J/m3=4.2×105J;(2)由Q吸=cm△t可得,这些热量完全被水吸收后水的温度升高:△t===50℃。
答:完全燃烧0.0105m3的天然气放出4.2×105J的热量;若这些热量完全被水吸收,能使2kg的水温度升高50℃。
6.(2020秋•泰兴市期中)国庆假期,小明一家驱车外出旅游。
若汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时,受到的阻力是1200N,汽车仪表盘是显示百公里耗油6.0L。
(汽油热值取4.0×107J/L)求:(1)汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时,牵引力做功的功率;(2)6.0L的汽油完全燃烧放出的热量;(3)这辆汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时的效率。
(汽车的效率是指汽车行驶时克服摩擦所做的功与汽油完全燃烧放出的热量之比)【解析】解:(1)汽车匀速行驶,则F=f=1200Nv=108km/h=30m/s,由v=,P=得,P===Fv=1200N×30m/s=3.6×104W,(2)汽油完全燃烧放出的热量:Q=Vq=6.0L×4.0×107J/L=2.4×108J;(2)汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时,牵引力做功:W=FS=1200N×100×1000m=1.2×108J;汽车发动机的效率:η=×100%=×100%=50%。
答:(1)牵引力做功的功率是3.6×104W;(2)6.0L的汽油完全燃烧放出的热量是2.4×108J;(3)这辆汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时的效率是50%。
考点四:利用热机效率公式求解7.(2020秋•瑶海区月考)自2020年10月25日起,合肥新桥机场执行冬季航班计划,客货运航线共94条。
从新桥机场飞往厦门的某航班在水平跑道上滑行的初始阶段,牵引力沿水平方向,大小为9.2×104N,经过的路程为1km。
(汽油的热值q=4.6×107J/kg),求:(1)牵引力所做的功;(2)若飞机发动机的效率为25%,在此过程中,消耗的汽油为多少千克?【解析】解:(1)飞机行驶路程s=1km=000m,则牵引力做的功为W=Fs=9.2×104N×1000m=9.2×107J;(2)根据η=可得:汽油完全燃烧放出的热量Q===3.68×108J;因为Q=mq,所以消耗的汽油质量为m===8kg。
故答案为:(1)牵引力所做的功是9.2×107J;(2)消耗的汽油为8kg。
8.(2020秋•紫金县期中)某小排量汽车以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶了36km。
若已知该汽车发动机的功率(即牵引力的功率)为23kW,汽车发动机的热机效率为30%,汽油的热值为4.6×107J/kg。
则在上述行驶过程中:(1)汽车所用的时间是多少?(2)汽油完全燃烧放出多少热量?(3)消耗了多少千克的汽油?【解析】解:(1)汽车所用的时间t===0.5h=1800s;(2)汽车发动机的功率P=23kW=23000W,汽车牵引力做功W有=Pt=23000W×1800s=4.14×107J,汽油完全燃烧放出的热量Q放===1.38×108J;(3)消耗的汽油m===3kg。
答:(1)汽车所用的时间是1800s;(2)汽油完全燃烧放出1.38×108J的热量;(3)消耗了3千克的汽油。
9.(2020•临清市二模)据新华社报道,2020年4月8日,中国新疆塔里木盆地传来振奋人心的消息:人们新发现了储量达到2.28亿吨的石油,如图所示。
这一发现进一步证实了塔里木盆地下方富含石油!石油燃烧时能释放出巨大的能量。
[已知c水=4.2×103J/(kg •℃),q石油按4.4×107J/kg计算]求:(1)200g石油完全燃烧放出的热量多少J?(2)若这些热量的42%被水吸收,可以使多少kg的水的温度升高40℃?【解析】解:(1)石油的质量:m=200g=0.2kg,石油完全燃烧放出的热量:Q放=mq石油=0.2kg×4.4×107J/kg=8.8×106J;(2)若这些热量的42%被水吸收,则有:Q吸=42%Q放=42%×8.8×106J=3.696×106J;由Q吸=cm△t可得:m水===22kg。