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文档简介

1、精选优质文档-倾情为你奉上2020年中考物理复习之挑战压轴题(解答题):内能(10题)一、解答题(共10小题)1(2017常州)如图甲所示,1标准大气压下,普通煤炉把壶内,水烧开需完全燃烧一定质量的煤,此过程中,烧水效率为,为提高煤炉效率,浙江大学创意小组设计了双加热煤炉,如图乙所示,在消耗等量煤烧开壶内初温相同,等量水的过程中,还可额外把炉壁间水从加热至,以上过程中,问:(1)普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大?(2)双加热煤炉的烧水效率有多大?2(2017黔南州)可燃冰的学名为“天然气水合物”,是一种由水和天然气在高压、低温情况下形成的类冰状结晶物质,可看成高度压缩的固态天然气,可直接点燃,燃

2、烧后几乎不产生任何残渣,污染比煤、石油都要小的多,被视为21世纪的新型绿色能源,我国南海海底存储着丰富的可燃冰资源,可燃冰可转化为的甲烷气体和的水。已知甲烷气体的热值为。(1)在标准大气压下,可燃冰完全燃烧,最多能将多少的水烧开?(2)已知甲烷的密度为,求可燃冰的密度。(结果保留一位小数)3(2017恩施州)2017年5月,中国首次成功试采可燃冰。资料显示:1立方米的可燃冰在常温常压下释放的天然气。小红设想若用可燃冰作燃料替代电热水器烧水一定很节能已知教室里热水器每天需将、的水烧开标准气压下)。若不计热量损失,则该教室里每年天)需消耗多少可燃冰。,计算结果保留两位小数)4(2018天门)如图甲

3、是某科技兴趣小组设计的一种电压力锅(铭牌如表所示),图乙是简易原理图,为密闭锅体,锅的内部直径为,是加热电阻,是保温电阻,为指示灯,其阻值为,为电源开关,为压力开关。闭合后,通电给压力锅内的水加热,锅内气体压强增大,当锅内气体压强达到设定值时,水开始沸腾,此时压力开关与触点分开,与触点接通,通电给压力锅内的水保温,电流表的示数比加热状态时减少了,水的沸点与气体压强的关系如图丙,取3.14求(1)当锅内气体压强达到设定值时,锅内气体对锅盖的压力(2)电压力锅内装有初温为,质量为的水,从开始加热到锅内气压达到设定值时,水吸收的热量相当于多少焦炭完全燃烧时产生的热量(不计热量损失,焦炭的热值为(3)

4、的阻值5(2018枣庄)某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。(1)在图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平和。加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过来判断的。(2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如下表实验组别液体质量初温末温加热时间1水200254013.5煤油20025406.52水200254012煤油20025405.5通过分析实验数据,能够得出的结论是:。(3)图乙是第1组同学绘制的“吸收热量一时间”和“温度一时间”图象,能正确描述该实验真实情况的图象是(选填序号)。(4)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验

5、数据时发现:第1小组的加热时间明显偏长,其原因可能是。(5)这两组同学对图甲的装置进行了改进,将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是。6(2019衡阳)小明用如图甲所示实验装置探究、两种液体的吸热能力,在两个相同的烧瓶内分别接入电阻丝,装入质量相等的、两种液体,并分别插入温度计。(1)实验中选用的两根电阻丝的阻值应(选填“相同”或“不同” 。(2)实验中,用(选填“”或“” 间接反映液体吸收热量的多少;通过比较(选填“”或“” 来判断液体吸热能力的强弱;通电时间温度计示数的变化量(3)下表是某次的实验数据,液体加热后的温度如图所

6、示,请将温度计示数填入相应表格中。物理量物质质量(克加热前温度加热时间加热后温度液体1502010液体150201035分析可知,(选填“”或“” 液体的吸热能力较强。(4)设质量为的液体中电阻丝的阻值为,测出其电流为,通电一段时间后,温度计的示数变化量为,若不计热量损失,则液体的比热容为(用所给出的物理量写出比热容的表达式),用该表达式计算出的比热容会比实际值(选填“偏大”或“偏小” 。(5)如果在两烧瓶中分别装入质量相等的煤油,并接入两根阻值不同的电阻丝,就可用这个装置来探究电流产生的热量与的关系。7(2019莱芜区)在“探究物质的吸热能力”的实验中,实验装置如图所示:(1)实验过程中温度

7、计的玻璃泡不要碰到烧杯底部、侧壁和;(2)实验中必须要选取初温相同且(选填“质量”或“体积” 相等的甲、乙两种液体;选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热,这样做的目的是在相同时间内甲和乙两种液体相同;(3)根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图象,如图丙所示,则的吸热能力更强;(4)若甲液体的比热容为,则乙液体的比热容为。8(2019秋安徽月考)已知物体的动能表达式为,其中为物体的质量,为物体的运动速度如图所示,质量的平顶小车静止在光滑的水平轨道上,车顶与左侧光滑平台等高,平台上放置质量的小物块,小物块以的初速度向右运动,滑上小车。最终小物块静止在小车上

8、,并以的速度一起向右运动。若此过程中机械能全部转化为内能,且全部被小物块吸收,则能使小物块的温度升高多少摄氏度?小物块的比热容为9(2019秋昆明期中)一台单缸四冲程汽油机,转速为,圆柱形气缸内活塞的直径为,一个冲程活塞在气缸内移动的距离为,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为。(1)求这台汽油机的功率是多少瓦;(2)若该汽油机消耗的汽油体积为,汽油的热值为,汽油的密度为,求该汽油机的工作效率。(结果用字母表示,不用带单位)10(2018秋武昌区期中)好学的小明在学习了热能后,进行了如下的探究和思考。(1)他家的汽车尾部上标有“”的字样,其中“”就是“涡轮增压”,是利用高温、高压的废气去冲击“

9、废气涡轮”高速旋转,来带动同轴的“进气涡轮”也高速旋转,从而增加冲程的进气量并增大进气气压,使汽油燃烧更充分,燃气压强更大,同时也减少了废气中的有害物质,达到提高发动机效率和减少废气污染的目的,这辆汽车的最低油耗可达,已知汽油的热值为。【提示:最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量,表示获得能量消耗汽油。】求:的汽油完全燃烧时放出的热量为多少?该汽车发动机的效率最高可达多少?(结果保留整数)(2)近几年全球汽车的保有量在迅速增长,他在网上查知截至2017年底,全球处于使用状态的汽车数量突破13亿辆,每辆汽车每年平均耗油,汽车内燃机效率的平均值取如果能把内燃机效率提高到小明家汽车发动机的

10、效率,请计算全球每年可以节约多少燃油?2020年中考物理复习之挑战压轴题(解答题):内能(10题)参考答案与试题解析一、解答题(共10小题)1(2017常州)如图甲所示,1标准大气压下,普通煤炉把壶内,水烧开需完全燃烧一定质量的煤,此过程中,烧水效率为,为提高煤炉效率,浙江大学创意小组设计了双加热煤炉,如图乙所示,在消耗等量煤烧开壶内初温相同,等量水的过程中,还可额外把炉壁间水从加热至,以上过程中,问:(1)普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大?(2)双加热煤炉的烧水效率有多大?【考点】:燃料的热值及其计算;:热量的计算;:能量利用效率【专题】524:比热容、热机、热值;11:计算题【分析】(1)知

11、道水的质量、水的初温和末温、水的比热容,利用吸热公式求水吸收的热量;知道普通煤炉的烧水效率,利用可得煤完全燃烧放出的热量;已知煤的热值,利用可得普通煤炉完全燃烧煤的质量。(2)由题知,双加热煤炉还可额外把炉壁间水从加热至,根据吸热公式求出炉壁间水吸收的热量;由题意可知,壶内水吸收热量不变,则可求出双加热煤炉中水吸收的总热量(有用能量);由题意可知,双加热煤炉中煤完全燃烧放出的热量不变,根据求出双加热煤炉的烧水效率。【解答】解:(1)1标准大气压下水的沸点为,把壶内,水烧开,水吸收的热量:;普通煤炉的烧水效率为,由可得煤完全燃烧放出的热量:,由可得普通煤炉完全燃烧煤的质量:;(2)由题可知,双加

12、热煤炉还可额外把炉壁间水从加热至,则炉壁间水吸收的热量:,而壶内水的初温、末温以及质量均不变,则壶内水吸收热量不变,所以,双加热煤炉中水吸收的总热量:;由题意可知,双加热煤炉与普通煤炉消耗煤的质量相等,则这些煤完全燃烧放出的热量不变,所以,双加热煤炉的烧水效率:。答:(1)普通煤炉完全燃烧煤的质量为;(2)双加热煤炉的烧水效率为。【点评】本题考查了吸热公式、燃料完全燃烧放热公式以及热效率公式的综合应用,难点是第2小题,根据题意分析得出“壶内水吸收热量不变、煤完全燃烧放出的热量不变”是解答该小题的关键所在。2(2017黔南州)可燃冰的学名为“天然气水合物”,是一种由水和天然气在高压、低温情况下形

13、成的类冰状结晶物质,可看成高度压缩的固态天然气,可直接点燃,燃烧后几乎不产生任何残渣,污染比煤、石油都要小的多,被视为21世纪的新型绿色能源,我国南海海底存储着丰富的可燃冰资源,可燃冰可转化为的甲烷气体和的水。已知甲烷气体的热值为。(1)在标准大气压下,可燃冰完全燃烧,最多能将多少的水烧开?(2)已知甲烷的密度为,求可燃冰的密度。(结果保留一位小数)【考点】:热量的计算【专题】524:比热容、热机、热值;11:计算题【分析】(1)可燃冰可转化为的甲烷气体,求出甲烷气体的体积,利用燃料完全燃烧放热公式求放出的热量,这些热量被水吸收,利用吸热公式求水的质量;(2)可燃冰可转化为的甲烷气体和的水,利

14、用密度公式求甲烷气体的质量和水的质量,它们的和等于可燃冰的质量,再利用密度公式求可燃冰的密度。【解答】解:(1)可燃冰可转化为的甲烷气体,这些甲烷完全燃烧放热: ,在标准大气压下,水的沸点为,即水的末温为,由得: ;(2)可燃冰可转化为的甲烷气体和的水,甲烷的质量:,水的质量:,可燃冰的质量:,可燃冰的密度:。答:(1)可燃冰能使 的水烧开;(2)可燃冰的密度为918.1 。【点评】本题考查了学生对密度公式、吸热公式、燃料完全燃烧放热公式,知识点多,综合性强,要求灵活运用所学公式求解,利用好题目提供信息是本题的关键。3(2017恩施州)2017年5月,中国首次成功试采可燃冰。资料显示:1立方米

15、的可燃冰在常温常压下释放的天然气。小红设想若用可燃冰作燃料替代电热水器烧水一定很节能已知教室里热水器每天需将、的水烧开标准气压下)。若不计热量损失,则该教室里每年天)需消耗多少可燃冰。,计算结果保留两位小数)【考点】:热量的计算【专题】32:定量思想;11:计算题;43:推理法;524:比热容、热机、热值【分析】知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温(一个标准大气压下水的沸点为,利用吸热公式求水吸收的热量,即每天烧水需要的热量,进而求出该教室里每年烧水需要的热量即为天然气完全燃烧放出的热量,根据的变形公式求出需要完全燃烧天然气的体积,最后求出教室里每年天)需消耗可燃冰的体积。【解答】解:一个

16、标准大气压下水的沸点为,则水吸收的热量(即烧水时有效利用的热量),该教室里每年烧水需要的热量:,由题意知,天然气放出的热量,由得,需要完全燃烧天然气的体积:,因为1立方米的可燃冰在常温常压下释放的天然气,所以,该教室里每年天)需消耗可燃冰的体积:,答:该教室里每年天)需消耗的可燃冰。【点评】本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用,增强了学生的节能意识、环保意识。4(2018天门)如图甲是某科技兴趣小组设计的一种电压力锅(铭牌如表所示),图乙是简易原理图,为密闭锅体,锅的内部直径为,是加热电阻,是保温电阻,为指示灯,其阻值为,为电源开关,为压力开关。闭合后,通电给压力锅内的水

17、加热,锅内气体压强增大,当锅内气体压强达到设定值时,水开始沸腾,此时压力开关与触点分开,与触点接通,通电给压力锅内的水保温,电流表的示数比加热状态时减少了,水的沸点与气体压强的关系如图丙,取3.14求(1)当锅内气体压强达到设定值时,锅内气体对锅盖的压力(2)电压力锅内装有初温为,质量为的水,从开始加热到锅内气压达到设定值时,水吸收的热量相当于多少焦炭完全燃烧时产生的热量(不计热量损失,焦炭的热值为(3)的阻值【考点】:大气压强与高度的关系;:热量的计算【专题】582:气体的压强、流体压强与流速的关系;11:计算题;523:分子热运动、内能【分析】(1)当锅内气体压强达到设定值时,由表甲得出锅

18、内气体压强,知道锅盖内部直径,可求得其面积,利用压强公式求锅内气体对锅盖的压力;(2)由表甲知,锅内压强设定值,知道水的质量、比热容和水的初温,利用求水吸收的热量;不计热量损失,根据可求得焦炭的质量;(3)保温时,指示灯和电阻串联接入电路,知道保温功率和电源电压,利用求电路总电阻,再根据串联电阻关系求的阻值。【解答】解:(1)由表格数据可知,当锅内气体压强达到设定值时,气体压强,锅盖面积,由可得,锅内气体对锅盖的压力,(3)当锅内气体压强达到设定值时,水沸腾,由图丙可知此时锅内温度为,水吸收的热量:,不计热量损失,根据,则。(3)当开关与触点点接通时,为加热状态,此时电流,当开关与触点接通时,

19、与串联,为保温状态,由题意可知,电路中的电流,保温时电路总电阻:则的阻值:;答:(1)当锅内气体压强达到设定值时,锅内气体对锅盖的压力为,(2)水吸收的热量相当于焦炭完全燃烧时产生的热量;(3)的阻值为。【点评】本题为电学、力学和热学的综合题,要求灵活运用压强公式、电功率公式、吸热公式和串联电路的特点。5(2018枣庄)某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。(1)在图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平和秒表。加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过来判断的。(2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如下表实验组别液体质量初温末温加热时间1水200254013.5煤

20、油20025406.52水200254012煤油20025405.5通过分析实验数据,能够得出的结论是:。(3)图乙是第1组同学绘制的“吸收热量一时间”和“温度一时间”图象,能正确描述该实验真实情况的图象是(选填序号)。(4)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现:第1小组的加热时间明显偏长,其原因可能是。(5)这两组同学对图甲的装置进行了改进,将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是。【考点】:探究比热容的实验【专题】:转换法;524:比热容、热机、热值;:探究型实验综合题;41:

21、控制变量法【分析】(1)我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转化法。比较物质吸热能力的2种方法:使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强;(2)纵向分析表中数据找出相同的量和不同的量,分析析得出吸热与变化量的关系;(3)根据(1)(2)分析;(4)从酒精灯的火焰大小考虑;(5)从吸收热量相同比较。【解答】解:(1)根据转换法,水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间的长短来比较吸热多少;故还用到秒表;(2)通过分析实验数据,能

22、够得出的结论是:质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸热的热量多);(3)加热时间相同,吸收的热量相同,故错误,由表中数据,由(2)知,加热相同时间,水升温慢,故正确,错误;(4)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现:第1小组的加热时间明显偏长,其原因可能是:酒精灯的火焰大小不同;(5)将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是:在相同时间内水和煤油吸收的热量相同。故答案为:(1)秒表;加热时间长短;(2)质量相同的水和煤油升高相同温度

23、,吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸热的热量多;(3);(4)酒精灯的火焰大小不同;(5)在相同时间内水和煤油吸收的热量相同。【点评】本题比较不同物比质的吸热能力,考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法,为热学中的重要实验。6(2019衡阳)小明用如图甲所示实验装置探究、两种液体的吸热能力,在两个相同的烧瓶内分别接入电阻丝,装入质量相等的、两种液体,并分别插入温度计。(1)实验中选用的两根电阻丝的阻值应相同(选填“相同”或“不同” 。(2)实验中,用(选填“”或“” 间接反映液体吸收热量的多少;通过比较(选填“”或“” 来判断液体吸热能力的强弱;通电时间温度计示数

24、的变化量(3)下表是某次的实验数据,液体加热后的温度如图所示,请将温度计示数填入相应表格中。物理量物质质量(克加热前温度加热时间加热后温度液体1502010液体150201035分析可知,(选填“”或“” 液体的吸热能力较强。(4)设质量为的液体中电阻丝的阻值为,测出其电流为,通电一段时间后,温度计的示数变化量为,若不计热量损失,则液体的比热容为(用所给出的物理量写出比热容的表达式),用该表达式计算出的比热容会比实际值(选填“偏大”或“偏小” 。(5)如果在两烧瓶中分别装入质量相等的煤油,并接入两根阻值不同的电阻丝,就可用这个装置来探究电流产生的热量与的关系。【考点】:探究比热容的实验【专题】

25、:转换法;54:电能和电功率;524:比热容、热机、热值;41:控制变量法【分析】(1)(2)(3)我们使用相同加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转化法。比较物质吸热能力的方法:使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强;为控制吸热相同,结合串联电路电流的规律和焦耳定律分析;(4)根据焦耳定律求出电阻丝产生的热量得出液体吸收的热量;根据求出液体的比热容;根据实际上放出的热量不能完全被液体吸收分析;(5)电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外两个因素不变,结合串联电路

26、电流的规律分析。【解答】解:(1)甲中两电阻丝串联,通过的电流相同,通电时间相同,为控制吸热相同,根据实验中选用的两根电阻丝的阻值应不同;(2)根据转换法,实验中,用通电时间间接反映液体吸收热量的多少;选;根据比较吸热能力的方法,通过比较温度计示数的变化量来判断液体吸热能力的强弱;选;(3)图乙中温度计分度值为,示数为;如下表所示:质量(克加热前温度加热时间加热后温度液体150201048液体150201035由表中数据,加热相同时间,升温小,故液体的吸热能力较强;(4)设质量为的液体中电阻丝的阻值为,测出其电流为,通电一段时间后,若不计热量损失,液体吸热为:,则液体的比热容为:,实际上放出的

27、热量不能完全被液体吸收,即分子变小,用该表达式计算出的比热容会比实际值偏大;(5)如果在两烧瓶中分别装入质量相等的煤油,并接入两根阻值不同的电阻丝,通过的电流相同,通电时间相同,就可用这个装置来探究电流产生的热量与电阻的关系。故答案为:(1)相同;(2);(3)如上表;(4);偏大;(5)电阻。【点评】本题比较不同物质的吸热能力,考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法,同时也考查了焦耳定律,为热学中两个重要实验。7(2019莱芜区)在“探究物质的吸热能力”的实验中,实验装置如图所示:(1)实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯底部、侧壁和电加热丝;(2)实验中必须要选取初温相同且(选填

28、“质量”或“体积” 相等的甲、乙两种液体;选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热,这样做的目的是在相同时间内甲和乙两种液体相同;(3)根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图象,如图丙所示,则的吸热能力更强;(4)若甲液体的比热容为,则乙液体的比热容为。【考点】:探究比热容的实验【专题】524:比热容、热机、热值;41:控制变量法;:转换法;:探究型实验综合题【分析】(1)用温度计测温度时,玻璃泡与待测液体充分接触,不能与容器底和壁与加热器接触;(2)(3)我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转化法。比较物质吸热能力的2种方法:使

29、相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强;(4)根据,在质量和吸热相同的情况下,比热容与升高的温度成反比,结合(3)求出乙液体的比热容。【解答】解:(1)实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯底部、侧壁和电加热丝;(2)根据比较不同物质吸热能力的两种方法,要控制不同物质的质量相同,故实验中必须要选取初温相同且质量相等的甲、乙两种液体;选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热,根据转换法,这样做的目的是在相同时间内甲和乙两种液体吸收的热量相同;(3)

30、根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图象,由图知,加热5分钟,甲升高的温度为:;乙升高的温度为:;即乙升温小,故乙的吸热能力更强;(4)根据,在质量和吸热相同的情况下,比热容与升高的温度成反比,结合(3),故乙液体的比热容为:。故答案为:(1)电加热丝;(2)质量;吸收热量;(3)乙;(4)。【点评】本题本题比较不同物质的吸热能力,考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法及的运用,为热学中的重要实验。8(2019秋安徽月考)已知物体的动能表达式为,其中为物体的质量,为物体的运动速度如图所示,质量的平顶小车静止在光滑的水平轨道上,车顶与左侧光滑平台等高,平台

31、上放置质量的小物块,小物块以的初速度向右运动,滑上小车。最终小物块静止在小车上,并以的速度一起向右运动。若此过程中机械能全部转化为内能,且全部被小物块吸收,则能使小物块的温度升高多少摄氏度?小物块的比热容为【考点】:热量的计算【专题】11:计算题;62:应用能力;43:推理法;21:信息给予题;593:机械能及其转化;32:定量思想;52:热和能【分析】已知小物块的质量以及初速度和最后速度,以及小车的质量和速度,根据可求出小物块动能的减少量和小车动能的增加量,两者之和即为小物块增加的内能,再根据即可求出小物块升高的温度。【解答】解:小物块原来的动能:,小物块后来的动能:,因为原来小车速度为零,

32、所以原来小车的动能也为零,小车动能的增加量:,小物块增加的内能:,由可得,小物块升高的温度:。答:能使小物块的温度升高摄氏度。【点评】本题考查能量的转化、能量守恒定律及的运用,求出减小的机械能即为增加的内能是正确解题的关键。9(2019秋昆明期中)一台单缸四冲程汽油机,转速为,圆柱形气缸内活塞的直径为,一个冲程活塞在气缸内移动的距离为,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为。(1)求这台汽油机的功率是多少瓦;(2)若该汽油机消耗的汽油体积为,汽油的热值为,汽油的密度为,求该汽油机的工作效率。(结果用字母表示,不用带单位)【考点】:热机的效率;:有关热机的计算【专题】12:应用题;43:推理法;3

33、1:定性思想;22:学科综合题;524:比热容、热机、热值;62:应用能力【分析】(1)先求出活塞面积,然后根据和求出一个做功冲程做的功,再根据表示出功率;(2)先根据表示出有用功,再根据表示出总能量,最后根据表示出效率。【解答】解:(1)活塞的面积为:,一个做功冲程燃气做的功:,汽油机的功率:;(2)工作时间,汽油机做的有用功:,汽油放出的热量:,汽油机的效率:。答:(1)这台汽油机的功率是瓦;(2)该汽油机的工作效率为。【点评】本题综合考查了压强计算公式、有用功、总功以及效率计算公式的综合应用,注意本题只用字母表示即可,具有一定的难度。10(2018秋武昌区期中)好学的小明在学习了热能后,

34、进行了如下的探究和思考。(1)他家的汽车尾部上标有“”的字样,其中“”就是“涡轮增压”,是利用高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转,来带动同轴的“进气涡轮”也高速旋转,从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压,使汽油燃烧更充分,燃气压强更大,同时也减少了废气中的有害物质,达到提高发动机效率和减少废气污染的目的,这辆汽车的最低油耗可达,已知汽油的热值为。【提示:最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量,表示获得能量消耗汽油。】求:的汽油完全燃烧时放出的热量为多少?该汽车发动机的效率最高可达多少?(结果保留整数)(2)近几年全球汽车的保有量在迅速增长,他在网上查知截至2017年底,全球处

35、于使用状态的汽车数量突破13亿辆,每辆汽车每年平均耗油,汽车内燃机效率的平均值取如果能把内燃机效率提高到小明家汽车发动机的效率,请计算全球每年可以节约多少燃油?【考点】:燃料的热值及其计算;:热机的效率【专题】32:定量思想;524:比热容、热机、热值【分析】(1)根据题中的信息分析增加哪一冲程的进气量;根据求出汽油完全燃烧时放出的热量;根据题意可知消耗汽油获得的能量,根据求出发动机的效率;(2)由于内燃机效率提高后有用功是相同的,因为,所以可得,知道每辆汽车每年耗油,可求每辆汽车每年节约燃油,继而根据全球的汽车数量可求全球可以节约的燃油。【解答】解:(1)“涡轮增压”,是利用高温、高压的废气

36、去冲击“废气涡轮”高速旋转,来带动同轴的“进气涡轮”也高速旋转,从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压,使汽油燃烧更充分,燃气压强更大;的汽油完全燃烧时放出的热量:;根据题意可知,完全燃烧汽油获得的能量为,汽车发动机的效率:;(2)汽车内燃机效率的平均值取,小明家汽车的效率为因为,所以,因为内燃机效率提高后有用功是相同的,所以每辆汽车:,所以,则每辆汽车每年节约燃油:;所以全球可以节约的燃油:;故答案为:(1)吸气;的汽油完全燃烧时放出的热量为;该汽车发动机的效率最高可达;(2)全球每年可以节约燃油。【点评】此题主要考查的是学生对热值和热机效率计算公式的理解和掌握,找出有用数据是关键。考点卡片

37、1密度的计算【知识点的认识】(1)密度的公式:(表示密度、m表示质量、V表示体积) (2)密度公式变化:mV、V【命题方向】利用公式计算出密度来鉴别物质,利用控制变量法分析函数图来比较密度的大小例1:有不同物质组成的甲乙两个体积相同的实心物体,质量之比是2:3,这两种物质的密度值比是()A2:3 B3:2 C1:1 D以上答案都不对分析:解答此题的关键是学生明确甲乙两个体积相同,根据密度公式即可得出答案解:由V甲V乙,可得,故选项A正确;故选A点评:此题主要考查学生对密度公式的理解与掌握,此题比较简单,是密度计算题的基础,因此是一道基础题例2:小明郊游时捡到一块外形不规则的石头为了测定它的密度

38、,小明称出石头和一个盛满水的容器的质量 分别为0.56kg、2kg,然后将石头轻轻放入容器中,又测出了容器的总质量为2.36kg(石头吸水不计,g取10N/kg)求:(1)石头的体积;(2)石头的密度;(3)若石头吸水,所测石头的密度是偏大还是偏小,为什么?分析:由题意可知,石头的体积等于它排开水的体积,所以根据盛满水的容器溢出的水求出石头的体积;根据密度公式求出石块的密度;若石头吸水,则石块排开水的体积减小,由此判断所测石头的密度值的情况解:(1)排出水的质量为:m排(0.56kg+2kg)2.36kg0.2kg;石块完全浸没V石V排2×104m3;(2)石头的密度:石2.8

39、15;103kg/m3;(3)由于石块吸水,导致排出水的体积小于石头的体积;根据可知,石头的密度偏大答:(1)石头的体积为2×104m3;(2)石头的密度为2.8×103kg/m3;(3)偏大,由于石块吸水,导致排出水的体积小于石头的体积,根据可知,石头的密度偏大点评:本题考查了密度公式的应用关键是知道石头浸没水中时,排开水的体积等于石头的体积;石头吸水时,排出水的体积小于石头的体积【解题方法点拨】对于密度公式,还要从以下四个方面理解:(1)同种物质,在一定状态下密度是定值,它不随质量大小或体积大小的改变而改变当其质量(或体积)增大几倍时,其体积(或质量)也随着增大几倍,而

40、比值是不变的因此,不能认为物质的密度与质量成正比,与体积成反比; (2)具有同种物质的物体,在同一状态下,体积大的质量也大,物体的体积跟它的质量成正比; (3)具有不同物质的物体,在体积相同的情况下,密度大的质量也大,物体的质量跟它的密度成正比(4)具有不同物质的物体,在质量相同的条件下,密度大的体积反而小,物体的体积跟它的密度成反比2大气压强与高度的关系【知识点的认识】地球上面的空气层密度不是相等的,靠近地表层的空气密度较大,高层的空气稀薄,密度较小大气压强既然是由空气重力产生的,高度大的地方,它上面空气柱的高度小,密度也小,所以距离地面越高,大气压强越小在海拔3000m之内,每上升10m大

41、气压强约减小100Pa,在海拔2000m之内,每上升12m大气压强约减小1mmHg地面上空气的范围极广,常称“大气”离地面200公里以上,仍有空气存在虽其密度很小,但如此高的大气柱作用于地面上的压强仍然极大人体在大气内毫不感觉受到气压的压迫,这是因为人体的内外部同时受到气压的作用且恰好都相等的缘故即:大气压与高度的关系是:海拔越高,气压越低;【命题方向】此知识点一般以填空的形式出现主要就是高度对气压的影响,而且还与气压对沸点的影响一起考察例:甲同学做托里拆利实验,测得管内外水银面高度差约76cm,乙同学采取下面哪个措施可以改变这个高度差()A往水银槽内加少量水银B用粗一些的玻璃管做实验C把玻璃

42、管往上提一提,但不出水银面D把实验移到高山上去做分析:托里拆利实验要抓住是大气压支持住水银柱,故大气压有多大,支持住的水银柱就有多高解:往水银槽加水银、用粗一些的玻璃管做实验、把玻璃管往上提,这三个方法既不能改变大气压的大小,又不能改变水银柱的压强,故都不能使管内外高度差变化只有把实验移到高山上去做,高山上大气压小,能支持的水银柱高度也就变小故选D点评:托里拆利实验能测出大气压的值,是利用管内水银柱产生的压强等于大气压强,即P大气P水银水银gh【解题方法点拨】理解高度对气压的影响是怎样变化的特点即可解题3能量利用效率【知识点的认识】有用能量和总能量的比例为能量效率举例,手机电池要充电,用时放电

43、,比如充电充入10焦耳能量,在手机上用完电放出了8焦耳能量,能量效率是80%,损失2焦耳(电阻发热等消耗)【命题方向】中考时一般以计算题中的某一问来出现:求电动机的效率、热量的利用等【解题方法点拨】解题是找到有用的能力、总的能力、消耗的能力是关键,利用有用能量和总能量的比例为能量效率解题4热量的计算【知识点的认识】物体的温度升高时吸收热量为:Q吸cm(tt0)物体的温度降低时放出的热量为:Q放cm(t0t)式中的c为物体的比热容,m为物体的质量,t0表示物体原来的温度,t表示物体后来的温度若用t表示物体变化的温度(升高或降低的温度),那么,物体温度升高过程吸收的热量或物体温度降低过程放出的热量

44、可以统一写为:Qcmt【命题方向】第一类常考题:铜的比热容是铅的比热容的3倍质量相同的铜块和铅块,若它们升高的温度之比为1:2,则它们吸热之比为()A2:3 B3:2 C6:1 D1:6分析:知道铜和铅的比热容之比、升高的温度值比、质量m相同,根据公式Q吸cmt求它们吸收的热量之比解:由题知,m铜:m铅1:1,t铜:t铅1:2,c铜:c铅3:1,Q吸cmt,××××故选B点评:本题考查了学生对热量公式的掌握和运用,涉及到两个物体关于热量、质量、温度变化量、比热容的比值,要防止因颠倒而出错(2)第二类常考题:为了利用太阳能资源,节约经营成本,崇左市某大型宾

45、馆在楼顶安装了10台相同的太阳能热水器,每台热水器的水箱容积为200L在夏季光照条件下,一满箱15的水经白天太阳能加热,温度可达到65已知水的比热容为4.2×103J/(kg),天然气的热值为8.4×107J/kg求:(1)10台热水器装满水时,温度从15升高到65吸收了多少热量?(2)若这些热量由完全燃烧的天然气提供,需要多少千克天然气?分析:(1)利用密度公式求出水的质量,知道水的初温和末温,利用吸热公式求水吸收的热量;(2)由题知,Q吸Q放,再利用燃料完全燃烧放热公式Q放qm求需要天然气的质量解:(1)一满箱水的体积:v200L200×103m3,一满箱水的

46、质量:m水水v1.0×103kg/m3×200×103m3200kg,一满箱水的温度从15升高到65,所吸收的热量为Q吸c水m水t4.2×103J/(kg)×200kg×(6515)4.2×107J,10台热水器装满水时,水吸收的热量:Q4.2×107J×104.2×108J;(2)由题知,10台热水器获得的太阳能相当于质量为m的天然气完全燃烧放出的热量,即:Q放mqQ4.2×108J,m5kg答:(1)10台热水器装满水时,温度从15升高到65吸收了4.2×108J的热量;

47、(2)若这些热量由完全燃烧的天然气提供,需要5kg天然气点评:本题考查了学生对吸热公式Q吸cmt、燃料完全燃烧放热公式Q放mq的掌握和运用,注意200L200kg,必须利用密度公式计算(3)第三类常考题:上海世博会的主题是“城市,让生活更美好”为了倡导低碳生活,太阳能热水器被广泛应用于现代生活下表提供的是一装满水的太阳能热水器在太阳照射下的相关信息:太阳照射时间/h太阳能转换为水的内能的效率热水器最大水容量/L1050%100水升高的温度/水的比热容J(kg)1水的密度/(kgm3)604.2×1031.0×103注:1L103m3请根据上表信息,通过计算回答问题(1)热水

48、器中水的质量为100kg;(2)热水器中的水需吸收的热量为2.52×107J;(3)热水器平均1h所接收的太阳能约为5.04×106J分析:(1)已知水的体积,求质量,利用密度的公式计算;(2)已知水的比热容、温度的变化量、质量,求热量,利用热量的计算公式计算;(3)由上一问水吸收的热量,利用效率公式计算出接受的太阳能量解:(1)mv1.0×103kg/m3×100×103m3100kg;(2)Qcmt4.2×103J/(kg)×100kg×602.52×107J;(3)热水器平均10h所接收的太阳能为:

49、5.04×107J那么平均1h所接收的太阳能为:×5.04×107J5.04×106J故答案为:(1)100,(2)2.52×107,(3)5.04×106点评:(1)计算本题时要注意单位换算,1L1dm3;(2)注意,升高的温度是60,即温度的变化量是60;不是末温【解题方法点拨】(1)应用热量公式解题应注意的几个问题:质量的单位要用千克; 注意识别和恰当地使用有关“温度变化”的用词,一定要分清初温、末温,升高了、升高到(或降低了、降低到)的温度含义,要根据题意作出正确的判断; 应用热量公式的条件是物质的状态不能改变,若不考虑这个因

50、素,计算结果就会出现错误(2)这两个公式解题的一般步骤是:根据题意是吸热还是放热找出相应的公式;明确要求的物理量;根据所给已知条件求解 (3)在使用热量公式进行计算时,首先各物理量的单位必须统一用国际单位,如温度t的单位用,质量m的单位用kg,比热容c的单位用J/(kg),热量的单位用J其次,对有关温度的文字叙述应特别谨慎,不可乱套注意分清“升高”“升高了”“降低”“降低了”对应的都是温度的改变量t,而不是温度t;而“升高到”“降低到”对应的才是物体的末温t,另外,还要会对公式进行变形,求其中的任意一个量,如c,t,吸热时tt0+,放热时tt0;最后还要注意对热平衡方程(Q吸Q放)的应用,即在

51、热传递过程中,如果没有能量损失,那么,高温物体降温放出的热量就等于低温物体升高所吸收的热量5热平衡方程的应用【知识点的认识】热平衡方程:在热传递过程中,如果没有热量损失,则高温物体放出的热量Q放等于低温物体吸收的热量Q吸,即Q放Q吸,把这个关系叫热平衡方程热平衡方程式: 两个温度不同的物体放在一起,高温物体放出热量,低温物体吸收热量,当两个物体温度达到相同时,如果没有热量损失,则有Q吸Q放,称为热平衡方程在热量计算题中,常采用此等式【命题方向】第一类常考题:某中学为学生供应开水,用焦炭作为燃料,已知焦炭的热值是3×107J/kg,现完全燃烧了4.2kg的焦炭,放出的热量1.26

52、15;108J,设该热量有25%被水吸收,能将100kg的水从25加热到100已知c水4.2×103J/(kg)分析:(1)根据Qmq求出焦炭完全燃烧放出的热量;(2)水吸收的热量等于燃料放出的热量的25%,据此求出水吸收的热量,根据Qcm(tt0)求出水的质量解:(1)焦炭完全燃烧放出的热量:Q放mq4.2kg×3×107J/kg1.26×108J;(2)水吸收的热量:Q吸25%×Q放25%×1.26×108J3.15×107J;Qcm(tt0)水的质量:m100kg故答案为:1.26×108J;100

53、点评:此题主要考查的是学生对燃料热值计算公式和热平衡方程的理解和掌握,弄清楚水吸收的热量是解决此题的关键例2:用相同的加热装置给质量相等的甲、乙两种液体同时加热,两种液体的温度随时间的变化如表由数据比较两种液体的比热容()时间t/min012345甲的温度/202224262830乙的温度/202530354045Ac甲c乙 Bc甲c乙 Cc甲c乙 D无法确定分析:甲、乙两种液体质量相等、初温相同、吸热也相同,末温从表中可以看出,利用热量的计算公式分析即可解:由表中数据可以看出,相同的加热器当加热时间相同即液体吸收的热量相同时,乙的温度升高的快,利用热量的计算公式Qcmt可知,在质量相等、初温

54、相同、吸热也相同的情况下,谁的温度升高得快,它的比热容小;所以,乙的比热容小,甲的比热容大故选A点评:分析本题采用了控制变量法物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中控制变量法是初中物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一【解题方法点拨】此方程只适用于绝热系统内的热交换过程,即无热量的损失;在交换过程中无热和功转变问

55、题;而且在初、末状态都必须达到平衡态系统放热,一般是由于温度降低、凝固、液化及燃料燃烧等过程而吸热则是由于温度升高,熔解及汽化过程而引起的6燃料的热值及其计算【知识点的认识】(1)概念:1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值,用q来表示,于气体燃料而言,热值的定义是1m3的某种燃料完全燃烧时放出的热量。热值是燃料的一种属性。(2)单位:焦/千克(J/kg),读作焦每千克。(3)公式:Qmq(m为燃料的质量,q为燃料的热值,Q为燃烧放出的热量)。(4)热值的物理意义:热值表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量的多少,如木炭的热值为3.40×107J/kg。同种燃料的热值相同,不同种燃料的热值不同。【命题方向】第一类常考题:对于燃料的热值,下列说法中,属于正确理解的是()A燃料的热值跟

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