2020年中考物理試題分類命題備考方略專題08比熱容熱值相關(guān)計算類試題含解析

1、2020年物理試卷分類命題備考方略專題八比熱容、熱值相關(guān)計算類試題命題詮釋比熱容、熱值的相關(guān)計算題問題在中考試卷中也會經(jīng)常出現(xiàn)，涉及到的計算內(nèi)容主要有：一、物體吸放熱多少與物體溫度變化相關(guān)計算；二、比較物體吸熱能力的相關(guān)計算；三、物體燃燒放熱與燃燒效率的相關(guān)計算；四、燃料熱值相關(guān)計算等。比熱容、熱值相關(guān)計算大都存在于選擇題和填空題中，少數(shù)也會和電熱結(jié)合組成一道大型計算題。此類相關(guān)計算題一般都是概念性和理解性試題，考題難度屬于中等偏下，只要考生能正確理解這些概念，并能靈活應(yīng)用，解題不難。題型解密一、題型解密比熱容和熱值計算，多數(shù)以填空題形式出現(xiàn)，此類考題主要考查的是考生對比熱容和熱值概念的理解，

2、以及比熱容和熱值在生活中的應(yīng)用。屬于簡單計算題類型，只要考生能很好的利用公式和給出的條件，一般都能很好的解答。在熱值計算中，也會出現(xiàn)在大型計算題中，多數(shù)是電熱和燃料燃燒值進(jìn)行比較的問題。計算此類試題，一定要注意燃料燃燒效率，然后再結(jié)合比熱容問題即可解答。二、考前速記1.熱量（Q）：在熱傳遞過程中，傳遞能量的多少叫做熱量；在國際單位制中，熱量單位是焦耳，符號是J。（1）內(nèi)能與機(jī)械能是兩種不同形式的能量，它們之間是可以相互轉(zhuǎn)化的。整個物體可以處于靜止?fàn)顟B(tài)，沒有動能；整個物體也可以處于相對高度為零的位置而沒有勢能，但它一定具有內(nèi)能。物體可以同時具有內(nèi)能和機(jī)械能。（2）熱量、溫度和內(nèi)能：“熱量不能含、

3、溫度不能傳、內(nèi)能不能算”。1）熱量是一個過程量，只有發(fā)生了熱傳遞過程，有了內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，才能討論熱量問題。所以物體本身沒有熱量，不能說某個物體具有多少熱量，更不能比較兩個物體熱量的大小。2）內(nèi)能是一個狀態(tài)量，但是它具有不可測量性，所以不能說物體具有多少的內(nèi)能。3）在熱傳遞過程中，熱量從高溫物體傳到低溫物體，而不能說將高溫物體的溫度傳遞給了低溫物體。2.比熱容（1）比熱容是物質(zhì)的一種特性，與物質(zhì)的種類和狀態(tài)有關(guān)，與物質(zhì)的質(zhì)量、溫度和吸熱、放熱的多少無關(guān)。（2）水的比熱容是4.2103J/(kg)，表示的物理意義是：1千克的水溫度升高1吸收的熱量是4.2103J。（3）熱量的計算熱量的計算：(1)吸

4、熱：Q吸=cmt=cm(t-t0)；（2）放熱：Q放=cmt= cm(t0-t)。其中：Q吸吸收的熱量，單位：焦（J），Q放放出的熱量。c比熱容，單位：焦每千克攝氏度（J/(kg)）m質(zhì)量，單位：千克（kg）t變化的溫度（升高或降低的溫度），單位：攝氏度（）；t0初始溫度、t末溫。3.熱值：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫熱值；熱值單位是：J/kg。（1）燃料燃燒放出熱量：Q放qm；（Q放是燃料放出的熱量，單位是J；q是熱值，單位是J/kg；m 是質(zhì)量，單位是kg。）對于熱值的概念，要注重理解三個關(guān)鍵詞：“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是指燃料的質(zhì)量，如果燃料的質(zhì)量不是1kg

5、，那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不等于熱值的數(shù)值；某種燃料是指熱值與燃料的種類有關(guān)；完全燃燒意思是燃料要完全燒盡，否則1kg燃料燃燒過程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能就不是該熱值所確定的值。（2）熱值反映的是某種物質(zhì)的一種燃燒特性，同時反映出不同燃料燃燒過程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能的本領(lǐng)大?。灰簿褪钦f，它是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積等均無關(guān)。（3）熱機(jī)的效率：用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫熱機(jī)的效率。熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的一個重要指標(biāo)。公式：（4）在熱機(jī)的各種損失中，廢氣帶走的能量最多，設(shè)法利用廢氣的能量，是提高燃料利用率的重要措施。注意：熱機(jī)

6、能量的損失：燃料未完全燃燒（完全燃燒條件：充足空氣，研磨成細(xì)顆粒）；廢氣排出帶走能量（廢氣的利用）；克服磨擦，消耗能量（使用潤滑劑，減小摩擦）。4.電熱（1）焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。（2）計算公式：Q=I2Rt（適用于所有電路），對于純電阻電路可推導(dǎo)出：。專項突破一、比熱容相關(guān)計算1（2018荊州）某家庭用的電熱水器將體積為60L，溫度為20的自來水加熱到50，則水吸收的熱量為J水的比熱容4.2103J/（kg）。若熱水器的功率為2000W，用時5000s，則該熱水器的效率為?！敬鸢浮?.56106J；75.6%?！窘馕觥扛鶕?jù)公

7、式求60L水從溫度為20加熱到50，吸收的熱量為：（每升水質(zhì)量為1kg）；熱水器發(fā)出的熱量：；故效率為：。答案：7.56106J；75.6%。2.（2019湘潭）圖是某電水壺的銘牌，該電水壺正常工作1min產(chǎn)生J的熱量，如果這些熱量84%被冷水吸收能使2.0L的水溫度升高上。【答案】9104；9?！窘馕觥浚?）由圖知，電水壺的額定功率為1500W，所以正常工作1分鐘產(chǎn)生的熱量：QWPt1500W60s9104J；（2）由可得水的質(zhì)量：mV1.0103kg/m32.0103m32kg，這些熱量84%被冷水吸收，即Q吸84%Q放，由Qcmt得水升高的溫度：t9。故答案為：9104；9。3.（201

8、9保定市蓮池區(qū)中考一模）汽車汽油機(jī)是由四個沖程的不斷循環(huán)來保證連續(xù)工作的，其中由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是沖程。已知汽油的熱值為4.6107J/kg，2kg汽油完全燃燒時釋放的熱量為J。已知汽車防凍液的比熱容為4.2103J/（kg）。某汽車中的防凍液從90冷卻到20的過程中，放出的熱量為2.94106J，則該汽車中防凍液的質(zhì)量為kg。【答案】壓縮；9.2107；10。【解析】（1）在汽油機(jī)的壓縮沖程中，活塞壓縮汽油和空氣的混合物做功，使其內(nèi)能增大、溫度升高，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；（2）完全燃燒2kg汽油放出的熱量：Q放mq2kg4.6107J/kg9.2107J；（3）由Q放cmt可得，汽車防凍液的質(zhì)

9、量：m10kg。故答案為：壓縮；9.2107；10。4.（2019常德市中考最后一模）王磊家最近開通了天然氣，細(xì)心的他發(fā)現(xiàn)同樣條件下燒開同一壺水比過去用液化氣所用時間短了，這主要是由于兩種燃料的_不同；若現(xiàn)將1.5kg初溫為20的水燒開（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下），需要吸收的熱量為_?！敬鸢浮繜嶂?；5.04105J。【解析】（1）燒開一壺水比過去他們家用液化氣所用的時間少了，是因為天然氣的熱值高；（2）水吸收的熱量：Q吸=cmt=4.2103J/（kg）1.5kg（100-20）=5.04105J。故答案為：熱值；5.04105J。5（2019慶陽市物理模擬)若可燃冰的熱值為4.2107J/m3，完全燃燒

10、1m3的可燃冰可放出的熱量是J，這些熱量有60%被水吸收，可把kg的水從20加熱到80。水的比熱容c水4.2103J/（kg）【答案】4.2l07；100?！窘馕觥?m3天然氣完全燃燒產(chǎn)生熱量：Q放Vq1m34.2107J/m34.2107J；由題知，水吸收的熱量：Q吸60%Q放60%4.2107J2.52107J；由Q吸cm（tt0）可得加熱水的質(zhì)量：m100kg。故答案為：4.2l07；100。6（2019菏澤市牡丹區(qū)最后一次模擬）質(zhì)量為2kg，溫度為15的水，吸收1.68105J的熱量后，溫度升高到。已知水的比熱容是4.2103J/（kg）育才中學(xué)教室里安裝電燈的總功率是10kW，如果每

11、年上課時間按200天算，每天少開燈1h，則節(jié)約的電能相當(dāng)于kg的標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒時釋放的能量。（標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值約為3.007J/kg）。【答案】故答案為：35；240。【解析】（1）由Q吸cmt，可得，t20。則溫度升高到15+2035；（2）由P可得：每天少開燈1h，節(jié)約的電能：W電Pt10kW1h2002000kWh7.2109J，由題知，Q放mqW電，需要完全燃燒煤的質(zhì)量：m240kg。故答案為：35；240。7（2019涼山州中考一模）質(zhì)量和初溫相同的甲乙兩種液體，經(jīng)同一加熱器加熱相同的時間后甲的溫度大于乙的溫度，則甲液體的比熱容乙液體的比熱容（填“大于”、“等于”或“小于”）。如果乙液體

12、的質(zhì)量為1kg，初溫為20，加熱一段時間后溫度升高到50，吸收的熱量為1.26105J，則乙液體的比熱容為J/（kg）。【答案】小于；4.2103?！窘馕觥浚?）由題可知，同一加熱器加熱時間相同時，即兩種液體吸收的熱量相同，甲的溫度升高的快；根據(jù)Q吸cmt可知，在質(zhì)量相等、初溫相同、吸熱也相同的情況下，比熱容小的物質(zhì)升溫快；所以，甲的比熱容小，乙的比熱容大；（2）由Q吸cm（tt0）得，乙液體的比熱容：c4.2103J/（kg）。故答案為：小于；4.2103。二、熱值相關(guān)計算1.（2019蘇州）蘇州如圖所示，在空氣壓縮引火儀玻璃筒的底部放一小團(tuán)干燥的棉花，用力將活塞迅速下壓，棉花被點燃。此過程

13、的能量轉(zhuǎn)化方式與汽油機(jī)的_沖程相同。某效率為25%的汽油機(jī)在一次工作中消耗了4kg汽油，該汽油機(jī)對外做的機(jī)械功為_J。（汽油熱值為4.6107J/kg）【答案】壓縮；4.6107?！窘馕觥浚?）在空氣壓縮引火儀玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力將活塞迅速向下壓，棉絮燃燒起來；說明壓縮筒內(nèi)空氣做功，使空氣的內(nèi)能增大，溫度升高；壓縮過程中，活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能，故該過程中，與內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程相同；（2）汽油完全燃燒放出的熱量：Q放=mq=4kg4.6107J/kg=1.84108J；輸出的機(jī)械能為：E=Q放=25%1.84108J=4.6107J。故答案為：壓縮；4.6107。2.（20

14、19綿陽）一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將質(zhì)量1.0kg的水從20加熱到沸騰，水吸收的熱量是_J。小明家天然氣熱水器的熱效率是84%，他某次洗澡，耗水40kg，自來水進(jìn)熱水器的溫度是24，出熱水器的溫度是40，小明這次洗澡消耗天然氣_m3。已知水的比熱容是4.2103J/（kg），天然氣的熱值是3.2107J/m3。【答案】3.36105；0.1?！窘馕觥浚?）水吸收的熱量：Q吸=cmt=4.2103J/（kg）1.0kg（100-20）=3.36105J；（2）他某次洗澡時水吸收的熱量：Q吸=cmt=4.2103J/（kg）40kg（40-24）=2.688106J；由=可得，天然氣放出的熱量：；由Q放

15、=Vq可得，消耗天然氣體積：。故答案為：3.36105；0.1。3（2019長沙市雨花區(qū)中考一模）據(jù)央視網(wǎng)：“從12月1日零時起，國內(nèi)汽油價格每噸降低540元，降價后，92號汽油每升下降0.43元。”據(jù)此估測汽油的密度約為kg/m3，完全燃燒3kg汽油所放出的熱量為J（q汽油4.6107J/kg）?！敬鸢浮?.8103；1.38108。【解析】（1）汽油每噸降低540元，每升將下降0.43元，則降價540元汽油的體積即1t汽油的體積：V1LLm3，所以，汽油的密度：0.8103kg/m3；（2）完全燃燒3kg汽油所放出的熱量：Q放mq汽油3kg4.6107J/kg1.38108J。故答案為：0

16、.8103；1.38108。4（2019泰安市新泰市中考一模）在倡導(dǎo)新舊動能轉(zhuǎn)換，節(jié)約能源的今天，很多出租車使用天然氣代替柴油或汽油，某段時間一輛出租車消耗0.4m3天燃?xì)?，如果該出租車發(fā)動機(jī)的效率為20%，則得到的機(jī)械能為J。（天然氣的熱值為7107J/m3）【答案】5.6106?！窘馕觥坑蔁釞C(jī)效率公式可得出租車得到的機(jī)械能為：W機(jī)械能Q放20%mq20%7107J/m30.4m320%5.6106J。故答案為：5.6106。5.（2019保定市初三模擬沖刺）墨水滴人清水中，很快整杯水變紅了，這說明了組成物質(zhì)的分子在_，進(jìn)一步分析此現(xiàn)象，還能說明組成物質(zhì)的分子間存在_。在燒杯中裝入300g初

17、溫為20水，測得水的溫度，然后用酒精燈給水加熱。直至水沸騰(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下)，則水的內(nèi)能增加了_J。設(shè)酒精燈放出的熱量全部被水吸收，則需要燃燒_g的酒精。(q酒=3.0X 107Jkg，c水=4.2103J(kg) 【答案】永不停息地做無規(guī)則運動；空隙；1.008105；3.36?！窘馕觥磕稳肭逅?，很快整杯水變紅了，是擴(kuò)散現(xiàn)象，說明分子在不停地做無規(guī)則運動；同時墨水的分子分布到水分子的間隙中，還能說明組成物質(zhì)的分子間存在間隙；水的內(nèi)能增加值等于水吸收的熱量：Q吸=cmt=4.2103J/（kg）0.3kg（100-20）=1.008105J；由題知，酒精燈發(fā)出的熱量全被水吸收，即Q放=Q吸，根據(jù)Q放=m酒精q可知需要酒精的質(zhì)量：m酒精=3.3610-3kg=3.36g。6（2019深圳市龍崗區(qū)中考一模）小明家新買來一臺容積為80L的天然氣熱水器。小明學(xué)習(xí)了熱效率的知識后，嘗試估測該熱水器的熱效率，他把“進(jìn)水量”設(shè)置為40L，“出水溫度”設(shè)置為40后，開始加熱。當(dāng)水溫達(dá)到40時，自動停止加熱。已知當(dāng)時自來水的溫度是20，加熱前天然氣表的示數(shù)為129.96m3，停止加熱后變?yōu)?30.06m3，天然氣的熱值q天然氣4.2107J/m3，水的比熱容c水4.2103J/（kg），1L1.03m3求：（1）水箱中水的質(zhì)量；（2）水箱中水吸收的熱量：（3）該熱水器的熱