2020年中考物理复习计算题专题《热学综合计算题》(解析版)

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《热学综合计算题》

一、计算题

1. 燃气灶烧水时，把质量为2kg、初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.02𝑚3天然气(假设天然气完全燃烧).已知水的比热容为4.2×103𝐽/(𝑘𝑔.℃)，天然气的热值为8.4×𝑙07𝐽/𝑚3.求：

(1)水吸收的热量；

(2)天然气完全燃烧放出的热量；

(3)燃气灶烧水时的效率．

2. 某物理兴趣小组的同学，用天然气给10kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在6min内完全燃烧了0.18𝑘𝑔的天然气(每分钟放热相同).(水的比热容为4.2×103𝐽/(𝑘𝑔⋅℃))，天然气的热值为5×107𝐽/𝑘𝑔．

(1)完全燃烧0.18𝑘𝑔天然气释放的热量为多少？

(2)“2～4𝑚𝑖𝑛”内水吸收的热量是多少？

(3)在烧水过程中，“0～2𝑚𝑖𝑛”、“2～4𝑚𝑖𝑛”、“4～6𝑚𝑖𝑛”哪段时间内热效率最高？最高热效率是多少？

第2页，共22页 3. 如图所示是某太阳能热水器。问其注入50kg水，阳光照射一段时间后，该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×107𝐽，水温从10℃升高到50℃.已知水的比热容是4.2×103𝐽/(𝑘𝑔⋅℃)，煤的热值是3.5×107𝐽/𝑘𝑔，求：

(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量；

(2)这段时间内该热水器的效率；

(3)若(1)中水吸收的热量由煤燃烧来提供，完全燃烧所放出的热量有40%被吸收，求完全燃烧煤的质量。

4. 如图所示是谷歌无人驾驶汽车，它不需要驾驶者就能启动、行驶以及停止．该款车以90 𝑘𝑚/ℎ的速度在一段平直的公路上匀速行驶了2 ℎ，消耗汽油15 𝐿.若汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为汽车前进所需要的能量，已知汽油的密度为0.8×103𝑘𝑔/𝑚3，汽油的热值为4.5×107𝐽/𝑘𝑔，那么，在这段运动过程中，求：

⑴该汽车发动机牵引汽车前进所做的功是多少⋅

⑴该汽车行驶过程中受到的阻力为多少⋅

5. 如图甲所示，A、B是两个底部装有完全相同的加热器的容器，加热器产生的热量90%可以被容器中的液体吸收，已知加热器每秒钟放出热量1000𝐽.现将甲、乙两种液体分别倒入A、B杯中，其中甲液体的质量为200g；让两个加热器同时开始工作，60s后停止加热，然后立即将比热容为0.2×103𝐽/(𝑘𝑔.℃)的合金球迅速放入乙液体第3页，共22页 中(从球放入到达到热平衡不计热损失)，它们的温度随时间变化图象如图乙所示(部分图象未画出)．

(1)加热60s时，乙液体吸收的热量为多少；

(2)甲液体的比热容为多少；

(3)合金球的质量为多少？

6. 如图甲为小亮家新买的电饭锅，它有加热和保温两种功能，图乙是其简化电路，已知电源电压为𝑈=220𝑉，𝑅1=55𝛺，𝑅2=220𝛺，c米饭=4×103𝐽/(𝑘𝑔·°𝐶)，请你综合应用所学知识解决下列问题：

(1)当S接b时，电饭锅处于_____状态(选填“加热”或“保温”)

(2)若电饭锅内装有1kg米饭，从12°𝐶加热到100°𝐶，米饭吸收热量多少J？

(3)若电饭锅的热效率为80%，加热1kg米饭(从12°𝐶加热到100°𝐶)，电饭锅消耗的电能是多少J？

(4)电饭锅的加热功率是多少W？

(5)若电饭锅的热效率为80%，加热1kg米饭(从12°𝐶加热到100°𝐶)，需要多少时间？

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7. 某电热水器的额定电压为220V，有高温和低温两个档位，低温档的电功率为484W，其内部电路由发热电阻𝑅1和𝑅2组成，𝑅2=56𝛺，简化电路如图所示。求：

(1)低温档工作时电路总电流大小；

(2)高温档的电功率大小；

(3)高温档工作时将0.5𝑘𝑔初温12℃的水加热至100℃时，所用时间为210s，该电热水器的加热效率大小。[𝑐水=4.2×103𝐽/(𝑘𝑔⋅℃)]

8. 一辆车在平直的高速公路上匀速行驶1.8𝐾𝑚，此时轿车上的速度表显示为90𝐾𝑚/ℎ，在此过程中，若轿车发动机的功率为40kW，消耗汽油0.25𝑘𝑔.问：

(1)发动机所做有用功是多少？

(2)发动机的效率多大？(𝑞汽油=4.6×107𝐽/𝑘𝑔)

9. 下表是华为mate30pro手机电量耗尽后，一次完整的充电相关数据，请回答以下问题： 第5页，共22页 充电时间 A阶段0−10𝑚𝑖𝑛 B阶段10𝑚𝑖𝑚−25𝑚𝑖𝑛 C阶段25𝑚𝑖𝑛−65𝑚𝑖𝑛

充电电压𝑈/𝑉 10 9 5

充电电流𝐼/𝐴 4 2

(1)已知C阶段充电的电功率是10W，求C阶段充电的电流；

(2)计算A、B两阶段充电消耗的总电能；

(3)该手机电池的参数为“3.8𝑉，4200𝑚𝐴·ℎ”，一次完整的充电需耗电6×104𝐽，求充电过程中电能转化的效率。

10. 如图甲是电热水龙头，“即开即热、冷热兼用”。如图乙是它的电路原理图，𝑅1、𝑅2为电热丝，通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间的切换。已知开关置于热水档时，电路中的电流是15A，开关置于温水档时，电路中的电流是10𝐴(不考虑温度对电阻丝的影响)请通过计算回答下列问题：

(1)电热水龙头的开关置于热水档时电功率是多大？

(2)电热丝𝑅2的阻值是多大？

(3)电热水龙头使用温水档时，正常工作60s，消耗多少电能？如果没有热量损失，可以让1kg的水温度升高多少？

11. 如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以72𝑘𝑚/ℎ的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时，消耗汽油1.5𝐿.假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，(已知：汽油的密度为0.8×103𝑘𝑔/𝑚3，汽油的热值为4.5×107𝐽/𝑘𝑔)

求： 第6页，共22页 (1)汽油完全燃烧所放出的热量？

(2)该汽车发动机做的有用功是多少？

(3)该汽车的输出功率为多少？

12. 某中学九年级的几名学生在学习完电和热的相关知识后，对家用微波炉的实际功率和加热效率进行了研究，如表所示为记录的相关内容。

主要器材 微波炉 电能表

相关资料 额定电压220V

频率50Hz 220V 10(20)𝐴

50Hz 600𝑟𝑒𝑣𝑠/(𝑘𝑊⋅ℎ)

活动记录 ①质量为500g的水，测得水的初温为20℃

②关闭家中其它用电器，只将该微波炉接入电路中，让其单独工作

③用微波炉给水加热2min后，水的温度达到60℃

④测得电能表的转盘在这1min内转了12转

在用微波炉给水加热的2min内，求：

(1)水吸收的热量。[𝑐水=4.2×𝑙03𝐽/(𝑘𝑔⋅℃)]

(2)微波炉的实际功率。

(3)微波炉的加热效率。

第7页，共22页 13. 中国科学家在南海试采可燃冰，并取得了圆满成功，实现了我国天然气水合物开发的历史性突破，可燃冰清洁无污染，储量很大，是一种理想的新型能源。求：[可燃冰的热值𝑞=4.2×108𝐽/𝑘𝑔，𝑐水=4.2×103𝐽/(𝑘𝑔·℃)]

(1)用可燃冰烧水，100 𝑔可燃冰完全燃烧放出的热量；

(2)若加热效率为45％，被水吸收的热量。

14. 若某型号单缸四冲程汽油机的活塞面积取𝑆=3.0×10−3𝑚2，活塞冲程长度为𝐿=0.06𝑚，某种工作状态下做功冲程燃气的平均压强为𝑝=1.0×106𝑃𝑎，活塞以𝑛=1500𝑟/𝑚𝑖𝑛作往复运动，汽油机往复运动两次，对外做功一次。

(1)汽油机在做功冲程中燃气对活塞的平均压力是多少？

(2)汽油机在此工作状态下燃气每分钟对活塞做的功是多少？

(3)汽油机在此工作状态下做功的平均功率是多少？

(4)如果此工作状态下每分钟消耗20g汽油，那么可放出多少热量？

(5)汽油机把内能转化为机械能的效率是多少？(𝑞汽=4.6×107𝐽/𝑘𝑔、不计摩擦)

15. “环境小组”的同学在暑期实践活动中对小明家新装燃气热水器(如图甲)耗能进行测试，在查看热水器铭牌时，开始小组同学对容量15L的含义不理解。后来上网查询得知--燃气热水器的容量，是指燃气热水器在将自来水加热，水温上升一个定值(△𝑡=25℃)时1分钟内的出水体积。

假如小明每次洗淋浴时平均出水时间为4分钟，出水量和水温升高设定也与查询的一致。水的比热容为4.2×103𝐽/(𝑘𝑔⋅℃)，天然气的热值约为4×107𝐽/𝑚3求：

(1)小明洗一次淋浴，水温升高到设定温度要吸收的热量为多少？

(2)每次淋浴平均花费的燃气费是多少？(宜昌市居民用气价格2.67元/𝑚3)

…型JY燃气热水器 能耗等级 热效率 容量/𝐿 适应水压MPa

适用：天然气、液化石油气 Ⅱ 75% 15 0.02−0.8