中考复习专题：内能

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20C，5kg水烧开需完全燃烧一定质量的煤，此过程中，烧水效率为28%，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10kg水从20C加热至40C，7310/qJkg煤，34.210/C}cJkg水，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，31m可燃冰可转化为3164m的甲烷气体和30.8m的水。已知甲烷气体的热值为733.610/Jm。（1）在标准大气压下，31m可燃冰完全燃烧，最多能将多少0C的水烧开？34.210/C}cJkg水（2）已知甲烷的密度为30.72/kgm，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3164m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30kg、20C的水烧开(1标准气压下）。若不计热量损失，则该教室里每年(365天）需消耗多少可燃冰。73(7.010/qJm天然气，计算结果保留两位小数）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，A为密闭锅体，锅的内部直径为20cm，1R是加热电阻，2R是保温电阻，L为指示灯，其阻值为12，1S为电源开关，2S为压力开关。闭合1S后，1R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2S与触点a分开，与触点b接通，2R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4.9A，水的沸点与气体压强p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20C，质量为5kg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7310/)Jkg（3）2R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/g初温/C末温/C加热时间/min1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a、b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a、b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“A”或“B”)间接反映液体吸收热量的多少；通过比较（选填“A”或“B”)来判断液体吸热能力的强弱；A．通电时间B．温度计示数的变化量（3）下表是某次的实验数据，液体a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(C)加热时间()min加热后温度(C)液体a1502010液体b150201035分析可知，（选填“a”或“b”)液体的吸热能力较强。（4）设质量为m的a液体中电阻丝的阻值为R，测出其电流为I，通电一段时间t后，温度计的示数变化量为△t，若不计热量损失，则a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32.110(C)Jkg，则乙液体的比热容为/(C)Jkg。8．（2019秋•安徽月考）已知物体的动能表达式为212KEmv，其中m为物体的质量，v为物体的运动速度如图所示，质量18mkg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22mkg的小物块，小物块以5/ms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1/ms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3210/(C)Jkg9．（2019秋•昆明期中）一台单缸四冲程汽油机，转速为(/)nrmin，圆柱形气缸内活塞的直径为()dm，一个冲程活塞在气缸内移动的距离为()Lm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为0()pPa。（1）求这台汽油机的功率是多少瓦；（2）若该汽油机10min消耗的汽油体积为3()Vm，汽油的热值为(/)qJkg，汽油的密度为3(/)kgm，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“3.0T”的字样，其中“T”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0.3/kgkWh，已知汽油的热值为74.610/Jkg。【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，0.3/kgkWh表示获得1kWh能量消耗0.3kg汽油。613.610kWhJ】求：①0.3kg的汽油完全燃烧时放出的热量为多少？②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2t，汽车内燃机效率的平均值取25%．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？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20C，5kg水烧开需完全燃烧一定质量的煤，此过程中，烧水效率为28%，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10kg水从20C加热至40C，7310/qJkg煤，34.210/C}cJkg水，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】GJ：燃料的热值及其计算；GG：热量的计算；6E：能量利用效率【专题】524：比热容、热机、热值；11：计算题【分析】（1）知道水的质量、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QQ吸放可得煤完全燃烧放出的热量；已知煤的热值，利用Qmq放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10kg水从20C加热至40C，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QQ吸总放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100C，把壶内20C，5kg水烧开，水吸收的热量：Qcm吸水水△3614.210/(C)5(100C20C)1.6810tJkgkgJ；普通煤炉的烧水效率为28%，由QQ吸放可得煤完全燃烧放出的热量：661.681061028\%QJQJ吸放，由Qmq放可得普通煤炉完全燃烧煤的质量：676100.2310/QJmkgqJkg放煤煤；（2）由题可知，双加热煤炉还可额外把炉壁间10kg水从20C加热至40C，则炉壁间水吸收的热量：Qcm吸水水△3524.210/(C)10(40C20C)8.410tJkgkgJ，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：6561.68108.4102.5210QQQJJJ吸吸吸总；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：662.5210100%100%42%610QJQJ吸总放。答：（1）普通煤炉完全燃烧煤的质量为0.2kg；（2）双加热煤炉的烧水效率为42%。【点评】本题考查了吸热公式Qcm吸△t、燃料完全燃烧放热公式Qmq放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，31m可燃冰可转化为3164m的甲烷气体和30.8m的水。已知甲烷气体的热值为733.610/Jm。（1）在标准大气压下，31m可燃冰完全燃烧，最多能将多少0C的水烧开？34.210/C}cJkg水（2）已知甲烷的密度为30.72/kgm，求可燃冰的密度。（结果保留一位小数）【考点】GG：热量的计算【专题】524：比热容、热机、热值；11：计算题【分析】（1）31m可燃冰可转化为3164m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）31m可燃冰可转化为3164m的甲烷气体和30.8m的水，利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）31m可燃冰可转化为3164m的甲烷气体，这些甲烷完全燃烧放热：371643.610QVqm放39/5.90410JmJ，在标准大气压下，水的沸点为100C，即水的末温为100C，由QQcm吸放△t得：94