中考物理总复习《比热容计算》专项测试题（附答案）

第第页中考物理总复习《比热容计算》专项测试题（附答案）把420g、100℃的铁块投入150g的水中，混合后的温度是40℃。已知：铁的比热容为，水的比热容为（1）求铁块放出的热量是多少？（2）若铁块放出的热量全部被水吸收，求水的初温是多少？2．用两个相同的电加热器同时给质量都为500g，初温都为20℃的水和另一种液体加热，两种液体的温度随时间变化的图像，如图所示[c水=4.2×103J/（kg•℃）]。求：（1）在90min的加热过程中，水吸收的热量为多少焦耳？（2）另一种液体的比热容为多少？3．小红在实验室利用电加热器加热，完成了冰的熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线（如图所示）。实验时，冰的质量为0.5kg，相同时间内水和冰吸收的热量相同，水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)。求：（1）根据图线求CD段水吸收的热量；（2）AB段冰吸收的热量；（3）冰的比热容；（4）冰在熔化过程中吸收的热量。4．随着节能意识的兴起，某同学家里安装了太阳能热水器，该热水器的铭牌如图12所示。若该太阳能热水器安装在平均日照辐射强度为4.2×106J/（m2·h）的阳台处，阳台上平均每天的日照时间约为10h，则：（1）该热水器的采光板，每天吸收的热量为多少J?（2）若每天热水器内注满20℃的冷水，第一天晚上储水桶中的热水温度为60℃，则该热水器的热效率为多少？（3）若晚上洗澡前，储水桶内储存有部分60℃的热水，打开冷水进水阀45s，20℃的冷水加入桶内，水温稳定在50℃，若要将水温调至40℃，还需要打开冷水阀多少秒?（冷热水混合过程中，无热损失，且冷水阀的水流恒定）产品型号：阳台节能热水器OP-B额定压力：0.6Mpa板芯材料：铜铝复合采光面积：2m2水箱容量：100L5．在一个天气晴朗的正午，阳光直射，小明同学利用实验粗略测定太阳的辐射功率。他取一个截面积的薄壁金属圆筒属于水平地面上，向筒内注入质量的凉水，在阳光下照射后（时间记为），水的温度上升了（温度变化量记为）。（）求水吸收的热量。[水的比热为]（）计算在阳光直射下，地球表面的面积上内获得的太阳能（记为）。（）已知日地距离约为，照射到大气顶层的太阳能只有约到达地面，请你估算太阳的辐射功率。已知太阳的实际辐射功率为，请将小明的测量结果与真实值比较，分析误差产生的原因，并提出可行的改进建议。6．一定气压下，某种晶体熔化成同温度液体时所吸收的热量与其质量之比叫该晶体的熔化热，用字母表示，在标准大气压下，一容器内装有1kg初温为50℃的温水，又将500g初温为0℃的冰放入该容器中，过了一段时间后，冰全部熔化成了水，且容器中所有水的温度为10℃。不考虑热量的损失，水的比热容是。求：(1)在此过程中温水放出的热量；(2)在标准大气压下，冰的熔化热。7．(1)将质量为100kg的初温为20℃的水加热到80℃，求这些水需要吸收多少热量？[水的比热容是4.2×103J/(kg·℃](2)某品牌太阳能热水器集热器面积为S＝2m2，热效率为η＝40%(即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的热能)，该地点太阳能辐射到地面的平均功率为P＝1.4×103W/m2(即平均每平方米每秒种太阳能辐射能为1.4×103J)。在第(1)小题中水吸收的热量由该热水器提供，求需要加热多长时间？8.如图所示的防空导弹驱逐舰被誉为“中华神盾”。它满载时总重约为6×107N，驱逐舰满载以36km/h的速度匀速直线航行时，受到的阻力是总重的0.01倍，如果以这个速度匀速航行10h消耗燃油12t，问：（1）驱逐舰航行时的牵引力是多大？（2）航行时驱逐舰克服阻力做了多少功？（3）整个航行过程中驱逐舰的效率是多大？（取q燃油=4×107J/kg）9．汽车发动机效率η是指发动机牵引汽车前进所做的功与汽油完全燃烧产生内能的比值，一辆小汽车在高速公路上匀速行驶200km，所用时间是2h，消耗汽油14L（汽油完全燃烧），若此汽车汽油发动机的效率η是25%，汽油密度ρ汽油=0.8×103kg/m3，汽油热值q汽油=4.5×107J/kg。（1）求该汽车在高速公路上行驶这段时间内的牵引力和牵引力功率的大小。（2）汽车驶出高速公路后，进入某国道，如图为此国道某直线路段的一处测速仪，测速仪内有能发射和接受超声波的传感器。在汽车以某一速度v远离测速仪某段距离L＝64m时，测速仪发出超声波经汽车反射后接收到超声波信号的时间为0.4s。已知此路段限速为80km/h，超声波的速度为340m/s。试计算并说明汽车在此路段是否超速？10．我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20000m，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：速度v/（m/s）100200300400500阻力f/N0.3×1041.2×1042.7×1044.8×1047.5×104已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg．求：（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少焦？（2）当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少千米？11．桂林着力打造广西风电基地，预计到“十二五”期末，建成的风电装机容量达到100万千瓦。如图，风力发电——即是风轮机叶片不断受到风力的推动而转动，继而带动发电机工作输出电能。若风力发电机，每片风叶质量为6t，长为40m。下表给出了1kg空气在不同风速下速度（ν）与动能（E）的关系：（空气密度取1.2kg/m3）（1）当风速为6m/s时，每千克空气具有的动能是多少焦耳？（2）如果一台这样的风力发电机平均每秒可以输出1.2×105J的电能，则1000台这样的风力发电机，一年获得的电能相当于完全燃烧多少千克的煤产生的能量？（一年工作时间按3000h，煤的热值为3×107J/kg）（3）当风速为10m/s时，若风力发电机风轮正面迎风，这台发电机每秒钟能对外提供3.8×105J的电能，则它将风能转化为电能的效率是多少？12．三峡水电站有“照亮半个中国”的美誉，它的年平均发电量约为8.5×1010kW•h，相当于一座年消耗5×1010kg标准煤的火力发电站的发电量．（1）标准煤的热值为2.9×107J/kg，完全燃烧5×1010kg标准煤能放出多少热量；（2）以三峡水力发电代替同等的火力发电，每年会少排CO2气体1.2×1011kg，这些气体的体积是多少m3（通常情况下CO2气体的密度为2kg/m3）；（3）根据本题中的数据，计算火力发电的效率．13．6月5日是世界环境日，今年我国的主题是“低碳减排，绿色生活”．人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出，如何合理利用和开发能源，提高能源的利用率，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题．（1）图甲为近两个多世纪以来人类能源消耗曲线图，由图可知，自1950年以来，人类能源消耗的情况是A．显著增长；B．平稳增长；C．稳中有降；D．显著减少（2）请你说出太阳能的好处之一，缺点。（3）太阳能热水器（如图丙）已走进了千家万户，小名家的太阳能热水器接受太阳能的总有效面积为2m2，热水器每平方米的面积上1h得到的太阳辐射能平均为2.52×106J，热水器仅能把接收的太阳能的50%转化为水的内能，若光照3h可以使热水器内初温为20℃、质量为100kg的水温度升高到多少摄氏度？已知水的比热容是4.2×103J/（kg℃）14．太阳能热水器具有安全、节能、经济和环保等优点．为有效利用太阳能，某研究性学习小组对“物体吸收太阳能的能力与表面颜色之间的关系”进行了实验研究：在两只相同的烧杯中装有质量和初温相同的水，烧杯外用一个黑色塑料袋和一个白色塑料袋密封，插入温度计(温度计的玻璃泡浸没在水中，大部分刻度露出可见)，放在阳光下曝晒．每隔相同的时间读出温度计的示数，数据记录如下：塑料袋颜色水的质量(m/Kg)初温(t/℃)温度(t1/℃)温度(t2/℃)温度(t3/℃)……黑色1.015.022.327.831.5……白色1.015.016.517.819.0……根据上述数据回答下列问题：(1)这次实验过程中，采用的科学研究方法是(2)通过上面的研究可以推断：太阳能热水器的集热管表面颜色以为宜；(3)小明家使用的太阳能热水器的说明书如图，若在太阳能热水器的水箱中装满水，中午在太阳照晒下每小时温度升高10℃，则该热水器中的水每小时吸收的热量是多少？该热水器中午每秒钟每平方米的面积上获得的太阳能是多少？容积100L集热箱的采光面积1.5m2效率40%使用年限15年15.认识自然，亲近自然．初春学校组织学生到桂东北的猫儿山山脚下一农庄进行社会实践活动，小明携带一个质量为1kg的合金锅、一台如图甲所示的便携式丁烷气炉（内置一瓶新的燃气，参数如图乙所示），爱探究的小明通过手机上网查到便携式燃气炉的热效率为30%，丁烷气体的燃烧效率为90%，野炊地水的沸点为96℃，测出当地水的温度为26℃，[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），锅的比热容为0.8×103J/（kg•℃）]（1）完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出多少焦耳的热量？（2）需多少焦耳的热量，才能使合金锅内2kg的水温度升高50℃？（3）如果燃气炉以最大火力工作，一瓶燃气最多能持续燃烧1.4h，这样能够把质量为多少千克的水烧开？（最后结果保留1位小数）．16.经验表明，自制家用太阳能热水器的效率在夏天可达50％；从太阳能手册中查到，在地球表面，晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射为1.26×103焦／米2·秒。如果晒水箱内的水大约有40千克，晒水箱接收阳光垂直照射的面积始终是1.5米2，请计算，要使水温上升30℃需要多长时间。2024届物理复习专题：热机计算专题1（内部资料）1．如图所示是我国自主研制的新能源5G无人电动拖拉机，它以氢燃料供电为主，可以搭载深耕机、播种机等多种设备进行农田耕作。某次该电动拖拉机在水平公路上匀速直线行驶了15km，耗时20min到达目标农田。该拖拉机质量为1.6t，车轮与地面的总接触面积为0.08m2，受到的阻力为其重力的0.05倍，g取10N/kg。求：（1）求该拖拉机静止在水平地面时，对地面的压强；（2）在平直公路上行驶时牵引力所做的功；（3）某次该拖拉机搭载深耕机耕地时，总消耗氢能为6×106J，工作效率为60%，拖拉机耕地的功率为12kW，求拖拉机耕地的时间。2．一辆行驶在水平公路上的小汽车，汽车总质量为，其轮胎与地面的总接触面积为。求：（1）汽车静止时对水平路面的压强；（）（2）汽车以的速度匀速行驶时，发动机的输出功率为，求此过程中汽车的牵引力；（3）汽车以的速度匀速行驶一百公里耗油10kg，则发动机的效率是多少？，结果精确到3．现在常州很多公交车都升级换代成了新能源公交车，某新能源公交车空车质量为，轮胎接触地面总面积为，发动机额定功率为，配备能装入氢气的氢气瓶和容量为的动力电池。氢燃料用完后可切换到纯电模式继续运行。（已知取，）（1）某次运行，车上共有人，总质量，求此时公交车对地面的压强是多少？（2）如果电池充满电并且氢气瓶装满氢气，在额定功率下新能源汽车可以匀速直线运动的最远距离是多少？（发动机的综合效率为，行驶时阻力为）（3）部分新能源公交车还装有动能回收系统，可以将刹车过程中减少的动能的转化成电能，这部分电能除了供车内总功率为的用电器工作之外，其余电能全部储存到蓄电池中，假设某次刹车前车辆动能为，刹停后蓄电池中电能增加了，问刹车过程花了多少时间？4．我国近几年在新能源汽车和大飞机领域取得了骄人的成绩，这些先进的交通工具中蕴藏着丰富的物理知识，请回答下列问题：（1）a.一辆太阳能汽车的功率为12kW，平均每天要行驶2h，需要消耗多少kW⋅h的电能？b.若这些电能全部由车顶的太阳能电池板来提供，已知该太阳能电池板1m2面积上接收到的太阳平均辐射功率为1kW，光电转化效率为20%，每天日照时间按10h，求太阳能电池板的面积小多少m2；（2）我国研制的大客机C919于2017年5月75日首飞成功，下表是该客机的部分技术参数；最大起飞质量72t客舱内气压8.0×104Pa巡航速度900km/h发动机巡航推力4×104N若该客机以巡航速度水平飞行0.5h的过程中，耗油1500kg，发动机的热机效率η1为40%，则此过程中发动机的推进效率η2为多大？（燃然油的热值取4×107J/kg，提示：发动机的“热机效率”是指燃料完全燃烧所产生的内能转化为机械能的比例；“推进效率”是指推力做的功占发动机输出机械能的比例）5．2023年5月20日，我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”成功并入文昌油田群电网，这标志着我国深远海风电关键技术取得重大进展。风力发电机是将风能（气流的动能）转化为电能的装置。如图，风力发电机的叶片长达70多米，投产后，年均发电量可达。当风轮正面迎风，风速为，空气密度为时，每秒通过叶片旋转面积（迎风面积）的空气质量是，已知空气动能与其质量成正比，且空气的动能与速度（v）的关系如下表：动能2183250速度26810（1）当风速为时，每秒通过叶片旋转面积的空气体积是多少立方米？（2）原来油田群采用燃气发电，发电效率为22％，“海油观澜号”并网投产后，每年可节约多少立方米天然气？（）（3）若此风力发电机的叶片旋转面积是，平均每秒通过叶片的空气动能为，则此时的风速应该是多少？

6．某款油电混合动力小汽车的相关信息如表；在某次水平道路测试中，描绘出了从启动到中速过程，速度与时间的关系图像如图所示；已知v1＝90km/h为中速范围，t1＝20s；该车以中速匀速行驶193km，共消耗汽油10L；中速行驶过程中，内燃机既向车轮提供能量，又向蓄电池充电，同时蓄电池又将部分能量通过电动机向车轮输送，此时，内燃机和电动机共同驱动车辆前进；若平均阻力为车重的0.1倍，则驱动模式纯电动（输出15kW）启动、低速油电混动（输出25kW以上）中速纯燃油（输出50kW以上）高速汽车质量1000kg（1）从启动到中速过程，纯电动时牵引力做功是多少？（2）在水平道路以中速匀速行驶测试中，牵引力做的功是多少？（3）在水平道路以中速匀速行驶测试中，若该车内燃机的效率为60%，此过程最终使蓄电池增加了多少能量？（忽略蓄电池和电动机的热损失，ρ汽油取0.7×103kg/m3，q汽油＝4.6×107J/kg）参考答案1．（1）1.134×104J；（2）22℃2．（1）6.3×104J；（2）1.8×103J/（kg•℃）3．（1）4.2×104J；（2）2.1×104J；（3）2.1×103J/(kg·℃)；（4）1.68×105J4．（1）8.4×107J。（2）20%。（3）90s。5．（1）；（2）；（3），建议：根据一些实验测算太阳能转化为水的内能时的转化效率，然后再进行计算6．（1）；（2）7．(1)2.52×107J；(2)6.25h8．（1）6×105N（2）2.16×1011J（3）45%9．（1）630N1.75×104W（2）该汽车不超速10．（1）51012J；（2）1.92×106kW；（3）2.7×104km11．(1)30J(2)4.32×107kg(3)12.6%12．（1）这些煤完全燃烧后，将放出为1.45×1018J；（2）这些二氧化碳气体在通常情况下的体积约为6×1010m3；（3）火力发电站的效率为21.1%．13．（1）A（2）节能/环保/可再生受天气影响大（3）Q太阳=1.512×107J升高温度18℃升高到38℃14．(1)控制变量法；（2）黑色（3)15.（1）9×106（2）4.6×105（3）17.4kg5333s1．（1）2×105Pa；（2）1.2×107J；（3）300s2．（1）；（2）2500N；（3）3．（1）；（2）；（3）4．（1）120kW⋅h；12m2；（2）75%5．（1）；（2）；（3）6．（1）3×105J；（2）1.93×108J；（3）2×105J比热容计算专题1答案1．解：（1）铁块放出的热量Q放=c铁m铁(t0-t)=0.45×103J/(kg⋅℃)×0.42kg×(100-40)℃=1.134×104J（2）铁块放出的热量全被水吸收，则水吸收的热量Q吸=Q放=1.134×104J水的初温2．解：（1）由图像可知，水加热90min后水的末温为50℃，则该过程水吸收的热量=4.2×103J/（kg•℃）×500×10﹣3kg×（50℃﹣20℃）=6.3×104J（2）水和液体都加热90min吸收的热量相同，由图像可知，加热90min液体的末温为90℃，则另一种液体的比热容3．解：（1）CD段水吸收的热量Q吸=c水m(t水-t0水)=4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×(20℃-0℃)=4.2×104J（2）AB段冰吸热时间为CD段水吸热时间的一半，故其吸收的热量为CD段水吸收热量的一半，即Q吸冰=Q吸水=×4.2×104J=2.1×104J（3）AB段冰升高的温度Δt冰=0℃-(－20℃)=20℃冰的比热容（4）冰熔化过程持续了40min，是水吸收热量的4倍，所以冰在熔化过程吸收的热量Q=4Q吸水=4×4.2×104J=1.68×105J4．（1）每天吸收的热量为Q吸=4.2×106J/（m2·h）×10h×2m2=8.4×107J（2）水箱注满水时，水的质量为20℃的冷水升高到60℃吸收热量为则该热水器的热效率为（3）设储水桶内原有60℃的热水质量为m1，每秒钟放入20℃冷水质量为m2，则打开冷水进水阀45s后有再打开n秒水温降至40℃，则有带入数据可解得n=905．1）水吸收的热量为（2）地球表面的面积上内获得的太阳能（3）地球大气顶层的面积上内获得的太阳能太阳辐射的功率为误差原因：直射到薄壁容器的太阳能并没有完全被水吸收；建议：根据一些实验测算太阳能转化为水的内能时的转化效率，然后再进行计算6．解：（1）温水放出的热量为（2）由题意知，水放出的热量等于冰吸收的热量与冰熔化成水后从0摄氏度升温到10摄氏度所吸收的热量之和。则标准大气压下，冰熔化成的那么部分水吸收的热量Q吸=c水m水1(t-t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.5kg×(10℃-0℃)=2.1×104J冰熔化时吸收的热量Q冰吸=Q放-Q吸=1.68×105J-2.1×104J=1.47×105J冰的熔化热7．解：(1)水吸收的热量(2)热水器每秒可以供给水的热量需要加热的时间8.9.10.（1）完全燃烧10t燃油获得的能量：；（2）从表中得到飞机以400m/s的速度航行，阻力f=4.8×104J，飞机发动机的输出功率；（3）飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，做的有用功：，从表中得到飞机以500m/s的速度航行，阻力f=7.5×104J，飞机的最大航程：。11.（1）由表格中的数据可知，当风速为6m/s时，每千克空气具有的动能是30J。（2）1000台这样的风力发电机，一年获得的电能W=1000Pt=1000×1.2×105W×3×103×3.6×103s=1.296×1015J需要完全燃烧煤的质量m=W/q=1.296×1015J/3×107J/kg=4.32×107kg（3）每秒钟通过风轮的空气质量m=ρV=ρSL=1.2kg/m3×3.14×402m2×10m/s×1s=6.0288×104kg空气的动能W动=6.0288×104kg×50J/kg=3.0144×106J它将风能转化为电能的效率η=W电/W动=3.8×105J/3.0144×106J=12.6%12.（1）完全燃烧5×l010kg标准煤能放出多少热量Q=qm=2.9×107J/kg×5×1010kg=1.45×1018J（2）由可得，这些气体的体积=6×1010m3（3）三峡水电站的年平均发电量E=8.5×1010kW•h=8.5×1010×1000×3600J=3.06×1017JQ=1.45×1018J，所以火力发电的效率η=×100%=×100%=21.1%；13.（1）A。（2）太阳能取之不尽，用之不竭，是可再生能源，可以节约常规能源如煤、石油等不可再生资源，可以节能，而且环保，无污染。（3）热水器吸收的太阳能Q1=3×2×2.52×106J=1.512×107J，水吸收的热量Q2=Q1×50%=1.512×107J×50%=7.56×106J，由得；水升高到的温度t=20℃+18℃=38℃14.(1)控制变量法；（2）黑色；(3)根据得，热水器中的水每小时吸收的热量；故每秒每平方米上获得的太阳能为：15.（1）完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出的热量：Q放=mq=0.1kg×9×107J/kg=9×106J；（2）使合金锅内2kg的水温度升高50℃吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×50℃=4.2×105J；（3）燃气炉以最大火力工作时，燃气消耗的质量为m气=0.15kg/h×1.4h=0.21kg由题知，甲烷气体的燃烧效率为90%，则燃气燃烧时所放出的热量：Q1=Q放×90%=m气q×90%=9×107J/kg×0.21kg×90%=1.701×107J又知道便携式燃气炉将其燃气燃烧所放出能量的30%供给水加热，则水吸收的Q2=Q1×30%=1.701×107J×30%=5.103×106J由Q吸=cm△t得能烧开水的质量：m水==≈17.4kg．16.1．解：（1）电动拖拉机受到的重力为G＝mg＝1.6×10