2024年中考物理题型专题难点（全国）专题09 热学综合（含图像）应用题（教师版）

2024年物理中考二轮复习以题型精炼攻克难点亮点的60个小微专题专题09热学综合（含图像）应用题1.英雄攀枝花，阳光康养地。攀枝花日照丰富，为了节约能源，攀枝花很多屋顶都安装了太阳能热水器。已知太阳能热水器储水箱内盛有100kg的水，在阳光照射下，水的温度升高了26℃，已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求：（1）水吸收的热量；（2）这些热量相当于完全燃烧多少煤气放出的热量。（q煤气＝3.9×107J/m3）【答案】（1）水吸收的热量为1.092×107J；（2）这些热量相当于完全燃烧0.28kg煤气放出的热量。【解析】（1）知道水的质量、温度升高值，根据吸热公式计算水吸收的热量；（2）由题知，完全燃烧煤气放出的热量等于水吸收的热量，利用Q放＝mq计算需要完全燃烧多少煤气。解（1）水吸收的热量：Q吸＝c水m1△t＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×26℃＝1.092×107J；（2）设完全燃烧煤气的质量为m2，因为Q放＝Q吸＝m2q煤气，所以完全燃烧煤气的体积：V＝＝＝0.28m3。2.某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他们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2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤的热值为3×107J/kg。求：（1）煤完全燃烧产生的热量；（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；（3）煤炉烧水时的热效率。【答案】（1）6×107J；（2）2.52×106J；（3）4.2％。【解析】（1）燃料完全燃烧产生的热量，直接利用Q总=mq，这个公式热值为J/kg，m是燃料的质量，单位是kg。Q放=m煤q=2kg×3×107J/kg=6×107J（2）从图像分析知道经过6min时间加热，水的温度从20℃升高到80℃.水的质量10kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）根据吸收热量公式得到Q吸=cm水（t－t0）=4.2×103J/（kg·℃）×10kg×60℃=2.52×106J（3）炉具的效率公式为η＝Q吸/Q总，所以η=Q吸/Q放=（2.52×106J/6×107J）×100％=4.2％3.2020年是全面建成小康社会目标实现之年，乡亲们淘汰了柴炉，改用了清洁干净的液化天然气炉。(1)将初温为的一壶水恰好加热到，需要吸收多少热量？(2)若液化天然气炉完全燃烧天然气放出的热量有40%被水吸收，烧开这壶水需要燃烧多少立方米天然气？（天然气热值为，水的比热容为）【答案】(1)6.72×105J；(2)0.04m3【解析】(1)水吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J(2)天然气放出的热量Q放==1.68×106J需要天然气的体积=0.04m3答：(1)水需要吸收6.72×105J热量；(2)烧开这壶水需要燃烧0.04m3天然气。4.（2023贵州省）随着汽车科技的不断进步，混合动力汽车（简称：混动汽车）逐渐受到人们的青睐，目前广泛使用的混动汽车主要部件有：汽油机、蓄电池、电动机等，它们单独或组合向汽车提供动力。混动汽车有串联式和并联式等种类。串联式混动汽车的工作流程如图甲所示，蓄电池可单独向电动机提供电能驱动汽车；汽油机仅带动发电机发电，产生的电能一部分输入电动机驱动汽车，另一部分还能通过发电机向蓄电池充电。并联式混动汽车的工作流程如图乙所示，汽油机和电动机分属两套独立的工作系统，蓄电池通过电动机能单独驱动汽车，汽油机也能直接给汽车提供动力，两套系统还能同时工作驱动汽车。（1）若某混动汽车匀速行驶10km用时0.2h，则其速度是多少km/h？（2）若汽油机完全燃烧2kg汽油，释放的热量是多少J？（）（3）如图所示是并联式混动汽车内部结构透视图。若系统提供的动力一定，油箱油量或蓄电池电量是否会影响汽车行驶路程的长短？请结合乙图的工作流程，以其中一套工作系统为例，从能量转化的角度结合功的相关知识分析说明；（4）若两种方式混动汽车的质量相同，相同部件能量转化的效率相同，油电系统同时工作，蓄电池仅处于放电状态且放电情况相同。请对比甲、乙两图的工作流程分析，在汽车整体输出能量相同的情况下，哪种方式混动汽车的效率低？为什么？【答案】（1）50km/h；（2）9.2×107J；（3）见解析；（4）见解析【解析】（1）由可知，其速度为（2）汽油释放的热量为（3）油箱的油量或蓄电池的电量通过能量转化变为汽车所做的功，油量或电量越多，做的功就越多，通过公式可知，F一定的情况下，W越多，s就越大，所以会影响。（4）串联式混动汽车的效率低，因为在混动汽车质量相同，转化效率相同情况下，并联式和串联式都有蓄电池到电动机再到提供动力，这一部分转化效率相同，但是串联式在汽油机方面比并联式多了些步骤，它是先到发电机再到电动机再提供动力，而并联式是汽油机直接提供动力，所以串联式在能量转化方面损耗更多，效率较低。答：（1）若某混动汽车匀速行驶10km用时0.2h，则其速度是多少50km/h；（2）若汽油机完全燃烧2kg汽油，释放的热量是9.2×107J；（3）见解析；（4）见解析。5．太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息。太阳照射时间/h装水量/kg吸热板面积/m2水升高的温度/℃水的比热容/J·（kg·℃）-1太阳辐射功率/J·（m2·h）-1101002.5504.2×1031.68×106其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能，求：（1）水在10h内吸收的热量；（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m3的天然气；（天然气的热值为4×107J/m3，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收）（3）该太阳能热水器的能量转化效率。【答案】（1）2.1×107J；（2）0.525m3；（3）50%【解析】（1）水吸收的热量，即有用的能量为（2）由题知需要天然气的体积（3）10h太阳能热水器吸收的太阳能（总能量）6.（2023山东泰安）太阳能汽车利用太阳能板将太阳能转化为电能驱动汽车前进。某品牌太阳能汽车在试验场地内进行测试，30min行驶了27km的路程，消耗的电能为。已知汽油的热值，在该测试过程中，求：（1）太阳能汽车行驶的平均速度；（2）消耗的电能相当于完全燃烧多少千克的汽油释放的能量。【答案】（1）15m/s；（2）0.4【解析】（1）太阳能汽车行驶的平均速度（2）由得，消耗的电能相当于燃烧的汽油释放的热量。答：（1）太阳能汽车行驶平均速度15m/s；（2）消耗的电能相当于完全燃烧0.4千克的汽油释放的能量。7.（2023甘肃金昌）国家提倡节能减排，各地“煤改气”正在积极进行，某同学计算他家天然气烧水的热效率将的水倒入烧水壶中，并测出水温为。在一个标准大气压下，把水刚加热到时，测出消耗天然气。已知水的比热容，天然气热值约为。求：(1)将这些水烧开，需吸收多少热量；(2)在这种情况下，燃烧的天然气放出了多少热量；(3)他家天然气灶的效率。【答案】(1)；(2)；(3)35%【解析】(1)将这些水烧开需吸收的热量(2)燃烧的天然气，放出的热量为(3)他家天然气灶的效率是8.（2023湖北孝感）2023年5月28日上午，我国首架自行研制、拥有自主知识产权的喷气式客机C919，如图甲，历时2h从上海到北京，开启了首次商业载客飞行。（1）已知上海到北京航程为1178km，求C919由上海飞往北京的平均速度；（2）C919在高空水平定速巡航时，若受到的阻力为，飞机发动机的效率为25%，则飞行4km需要消耗多少升汽油？已知汽油密度为，汽油热值为：（3）如图乙是飞机单侧机翼与周围空气发生相对运动的模型。图中机翼的下表面可视为平面，面积为。飞机起飞前在水平跑道上快速滑行时，机轮与地面的总接触面积为，飞机对地面的压强为p。飞机总重为G，近似地认为飞机受到的升力来自于飞机双侧机翼。请推导出飞机在跑道上滑行时机翼上下表面的压强差（用字母表示）。【答案】（1）；（2）50L；（3）【解析】（1）C919由上海飞往北京的平均速度（2）C919在高空水平定速巡航时，受到的牵引力与阻力是一对平衡力，为，飞机牵引力做的功汽油燃烧产生的热量飞行4km需要消耗的汽油质量飞行4km需要消耗的汽油的体积（3）飞机起飞前在水平跑道上快速滑行时，机轮与地面的总接触面积为，飞机对地面的压强为p，此时飞机对地面的压力为飞机的重力为G，此时飞机的升力的大小为图乙是飞机单侧机翼与周围空气发生相对运动的模型，且图中机翼的下表面可视为平面，面积为S1，则两侧机翼下表面的总面积为2S1，飞机在跑道上滑行时机翼上下表面的压强差9.（2023湖南益阳）如图所示为某种固体酒精炉，固体酒精炉比液体酒精炉使用时更安全。为了测定该固体酒精炉的热效率，在炉中放入40g的固体酒精，当固体酒精燃烧完后，锅中1kg的水温度从20℃升高到了70℃。已知固体酒精的热值为1.5×107J/kg，水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）。（1）若固体酒精完全燃烧，则放出的热量是多少？（2）水吸收的热量是多少？（3）小明测得固体酒精炉的热效率是多大？（4）请写出固体酒精炉热效率不高的一个原因。【答案】（1）6×105J；（2）2.1×105J；（3）35%；（4）见解析【解析】（1）若固体酒精完全燃烧，则放出的热量是（2）水吸收的热量为（3）小明测得固体酒精炉的热效率为（4）燃烧不完全；部分热量散发到空气中；锅吸收一部分热量。答：（1）若固体酒精完全燃烧，则放出的热量是6×105J；（2）水吸收的热量是2.1×105J；（3）小明测得固体酒精炉热效率是35%；（4）燃烧不完全；部分热量散发到空气中；锅吸收一部分热量。10.（2023辽宁抚顺）铁岭市对大通街路面改造的过程中，使用了如图所示的一款履带运输车运送石料。空载运输车的质量为3t，履带与地面总接触面积为1.2m2。一次运送中，运输车在2min内沿水平路面匀速直线行驶600m，行驶中受到的阻力为104N（g取10N/kg，燃料热值q取4.5×107J/kg）求：（1）空载运输车静止时对水平路面的压强；（2）这次运送中，运输车发动机的功率；（3）若行驶中受到的阻力不变，发动机的效率是40%，10kg的燃料可供该车沿水平路面匀速直线行驶的距离。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）由于空载运输车静止时对水平路面的压力为根据可得，空载运输车静止时对水平路面的压强为（2）因为运输车是做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的是平衡力作用，因此运输车发动机的牵引力为根据W=Fs可得，发动机所做的功为根据可得，运输车发动机的功率为（3）10kg的燃料完全燃烧放出的热量为发动机所做的功为由于受到的阻力不变，且运输车做匀速直线运动，受到的是平衡力作用，则此时的牵引力为根据可得，10kg的燃料可供该车沿水平路面匀速直线行驶的距离为答：（1）空载运输车静止时对水平路面的压强是；（2）运输车发动机的功率是；（3）10kg的燃料可供该车沿水平路面匀速直线行驶的距离是。11.（2023苏州）正午，小明对水面获取太阳的能量情况进行研究，他将装有400g水的盘子放在室外平台上，经阳光照射10min，水温升高了2.5℃，不计水的蒸发（水的比热容是4.2×103J/(kg﹒℃)）。（1）该过程水吸收的热量是多少？（2）若照射到盘中水面上太阳能的功率为25W，水获取太阳能的效率是多大？【答案】（1）4.2×103J；（2）28%【解析】（1）由Q=cmΔt可得，该过程水吸收的热量为（2）由W=Pt可得，照射到水面上的太阳能为故水获取太阳能的效率为答：（1）该过程水吸收的热量是4.2×103J；（2）水获取太阳能的效率是28%。12.太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太阳能热水器已走进千家万户。如图所示，某家庭太阳能热水器阳光照射时，平均每小时吸收的太阳能，若热水器吸收8h的太阳能，可以使质量为100kg的水温度升高50oC。已知水的比热容，天然气的热值。求：（1）水吸收的热量；（2）该太阳能热水器的效率；（3）若这些水吸收的热量由天然气来提供，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要多少m3的天然气。【答案】（1）；（2）37.5%；（3）0.6m3【解析】（1）水吸收的热量为（2）太阳能热水器在8h内吸收的热量为所以，太阳能热水器的效率为（3）若这些热量由天然气提供则所需天然气的体积答：（1）水吸收的热量为。（2）该太阳能热水器的效率为37.5%；（3）若这些水吸收的热量由天然气来提供，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要多少0.6m3的天然气。13.为了实现节能减排，我市很多出租车都换成了燃气汽车。一辆出租车气罐中充有的压缩天然气，天然气的热值为，若天然气完全燃烧后产生的热量有30%用于出租车牵引力做功，出租车行驶过程中受到的平均阻力为。求：（1）出租车气罐中的天然气完全燃烧后产生的热量Q；（2）气罐中天然气完全燃烧后出租车能匀速行驶的路程s。【答案】（1）；（2）【解析】（1）由题意可知，根据公式可得，出租车气罐中的天然气完全燃烧后产生的热量（2）因为出租车在公路上做匀速直线运动，所以牵引力做功所消耗的能量为根据公式可得，气罐中天然气完全燃烧后出租车能匀速行驶的路程答：（1）出租车气罐中的天然气完全燃烧后产生的热量Q为；（2）气罐中天然气完全燃烧后出租车能匀速行驶的路程s为。14．英雄攀枝花，阳光康养地。攀枝花日照丰富，为了节约能源，攀枝花很多屋顶都安装了太阳能热水器。已知太阳能热水器储水箱内盛有100kg的水，在阳光照射下，水的温度升高了26℃，已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求：（1）水吸收的热量；（2）这些热量相当于完全燃烧多少煤气放出的热量。（q煤气＝3.9×107J/m3）【答案】（1）水吸收的热量为1.092×107J；（2）这些热量相当于完全燃烧0.28kg煤气放出的热量。【解析】（1）知道水的质量、温度升高值，根据吸热公式计算水吸收的热量；（2）由题知，完全燃烧煤气放出的热量等于水吸收的热量，利用Q放＝mq计算需要完全燃烧多少煤气。解（1）水吸收的热量：Q吸＝c水m1△t＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×26℃＝1.092×107J；（2）设完全燃烧煤气的质量为m2，因为Q放＝Q吸＝m2q煤气，所以完全燃烧煤气的体积：V＝＝＝0.28m3。答：（1）水吸收的热量为1.092×107J；（2）这些热量相当于完全燃烧0.28kg煤气放出的热量。【点评】本题考查了太阳能热水器使用、吸热公式计算、燃料燃烧放热计算，虽知识点多，但条件已给出，难度不大。15．在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，烧杯中盛有20℃、质量为100g的水，在一个标准大气压下加热至沸腾，假如完全燃烧酒精3g。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），酒精的热值为3.0×107J/kg]求：（1）水吸收的热量是多少？（2）此过程中酒精灯烧水的热效率。（3）科学研究表明：1g100℃的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收2.26×103J的热量。水开始沸腾后持续观察沸腾现象，同时发现水的质量减少了5g，求此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量。【答案】（1）水吸收的热量是3.36×104J；（2）酒精灯烧水的热效率是37.3%；（3）5g，100℃的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收的热量是1.13×104J。【解析】（1）一个标准大气压下水的沸点为100℃，即需将水加热至100℃，水吸收的热量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×0.1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×104J；（2）3g酒精完全燃烧释放的热量：Q放=mq=3×10﹣3kg×3.0×107J/kg=9×104J；酒精灯烧水的热效率：η=×100%=×100%≈37.3%；（3）1g100℃的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收2.26×103J的热量，则5g100℃的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收的热量：Q=5g×2.26×103J/g=1.13×104J。16.国家提倡节能减排，各地“煤改气”正在积极进行，某同学计算他家天然气烧水的热效率将的水倒入烧水壶中，并测出水温为。在一个标准大气压下，把水刚加热到时，测出消耗天然气。已知水的比热容，天然气热值约为。求：(1)将这些水烧开，需吸收多少热量；(2)在这种情况下，燃烧的天然气放出了多少热量；(3)他家天然气灶的效率。【答案】(1)；(2)；(3)35%【解析】(1)将这些水烧开需吸收的热量(2)燃烧的天然气，放出的热量为(3)他家天然气灶的效率是17.小华家使用的是天然气热水器，他尝试估测该热水器的效率，以核对铭牌上的数值是否准确。当只有该热水器使用天然气时。把50kg的水从20℃加热到54℃，天然气表的示数由1365.05m3变为1365.17m3，已知水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值q=7.0×107J/m3。求：(1)水吸收的热量；(2)消耗的天然气完全燃烧故出的热量；(3)该热水器的效率。【答案】(1)7.14×106J；(2)8.4×106J；(3)85%【解析】(1)水吸收的热量(2)消耗的天然气体积V=1365.17m3-1365.05m3=0.12m3消耗的天然气完全燃烧放出的热量(3)该热水器的效率18.拉萨素有“日光城”之称，太阳灶得到广泛使用，如图所示。周末，扎西在家用太阳灶烧水，水壶里装有5kg的水，经过一段时间后，水温从10℃升高到90℃，假设这段时间太阳灶共吸收了4.2×106J的热量。[](1)太阳能属于_______能源（选填“可再生”或“不可再生”）；(2)求水吸收的热量；(3)求太阳灶的效率。【答案】(1)可再生能源(2)(3)40%【解析】(1)太阳能可以自然界里源源不断地得到，故太阳能属于可再生能源。(2)水吸热的热量为(3)太阳灶的效率为19.（2023广东省）小明了解到有种说法“在室内穿两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”。他采用题图的装置进行实验：在甲、乙两个相同的瓶子中装入等体积的热水，用两层灰色薄棉布包裹着甲瓶（内层紧贴，外层相对宽松），用一层灰色厚棉布紧贴包裹着乙瓶，用数显温度计测量瓶中热水的温度，测得有关数据如题表所示。题表室温：25.0℃时间/min020406080甲瓶水温/℃61.056.662.550.948.5乙瓶水温/℃61.055.652.349.045.7（1）题表中有一个温度值记录错误，该错误的温度值是______℃。水温会先降到41.0℃的是______瓶。已知瓶中水的体积是350mL，该瓶中水的温度降至41.0℃时，其放出的热量是____J。[，]（2）如果把瓶中的热水换成冰块，_______瓶中的冰块熔化较慢。分析实验结果，可猜想“在室内穿两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”的原因可能是两件薄衣服中间有___________。（3）请写出一个生活中与你的猜想相符合的例子：________。【答案】（1）62.5乙（2）甲空气（3）见解析【解析】（1）由于温度是逐渐降低的，不可能比初温还搞，故可知甲瓶62.5℃是错误的。根据表格温度变化趋势可知，乙瓶中温度下降更快，故乙瓶中水温更快降到41.0℃。由于瓶中水的体积是350mL，可得水的质量为根据可得，放出的热量为（2）由于甲瓶保温更好，如果把瓶中的热水换成冰块，则甲瓶中的冰块熔化较慢。可能是两件薄衣服中间有空气，减慢了热量的流失速度。（3）羽绒服内充满空气更保暖，双层玻璃隔热效果更好。20.（2023广东省广州市）小明自制的“温度计”中有密度随温度升高而变小的液体。如图1，当该液体温度为19℃时，质量为的小球b悬浮，b标记“19℃”；另外两个小球分别标记“15℃”“23℃”，当小球悬浮时，它标记的温度与液体温度相等。图1、图2、图3中小球a、b、c均静止，忽略小球体积变化，g取10N/kg。（1）图1中b悬浮。①在方框中画出b的受力示意图（用“·”表示b）；___________②求此时b受到的浮力；___________③此时液体密度为，求b排开液体的体积。___________（2）图2中b漂浮。①此时b所受浮力___________图1中b所受浮力（选填“大于”“等于”“小于”）；②此时液体温度___________19℃（选填“高于”“等于”“低于”）；③小球c对应标记___________（选填“15℃”“23℃”）。（3）图3中液体温度的范围可能是___________。A.14℃以下B.16℃~18℃C.20℃~22℃D.24℃以上（4）液体温度在15℃~23℃范围内，b在液体中静止时所受浮力与液体温度关系的图像可能正确的是（b不接触其他小球）___________。A.B.C.D.【答案】（1）0.04N（2）等于低于15℃（3）D（4）C【解析】（1）①②已知图1中b悬浮，处于静止状态，竖直方向受到的重力和浮力是一对平衡力，大小相等，方向相反，即受力示意图如图所示：③由阿基米德原理可知，b排开液体的体积为（2）①图2中b漂浮，处于静止状态，竖直方向受到的重力与浮力是一对平衡力，大小相等，即则此时b所受浮力等于图1中b所受浮力。②图2中b漂浮，图1中b悬浮，则图2中b排开液体的体积比图1中小，由于浮力相同，由可知，图2中液体密度比图1中大，由于液体密度随温度升高而变小，图1中液体温度为19℃时，所以此时液体温度低于19℃。③由上述分析可知，图2中温度低于19℃，所以小球c标记的温度为15℃。（3）图3中小球a、b、c都沉底，其中温度最高的小球标有23℃，当此小球悬浮时，此时液体温度为23℃，由于此小球沉底，浮力与悬浮时相比要小，由可知，此时液体密度比悬浮时的小，由于液体密度随温度升高而变小，所以此时液体温度大于23℃，ABC不符合题意，D符合题意。故选D。（4）当物体b漂浮时，此时浮力等于物体b重力，液体密度大于物体b密度，此时液体温度最低为15℃，当物体b悬浮时，此时浮力等于物体b重力，液体密度等于物体b