2025年中考物理熱點(diǎn)題型歸納與變式演練（全國）專題06 內(nèi)能、熱量計(jì)算問題（解析版）

專題06內(nèi)能、熱量計(jì)算問題一、熱量在熱傳遞過程中傳遞的那部分能量熱平衡定義：熱平衡，指一個(gè)處于任意平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，Q吸=Q放二、熱值定義：單位質(zhì)量的某種燃料完全燃燒后所放出的熱量（用字母“q”表示）注意：熱值是物質(zhì)的一種特性單位：J/kg物理意義：表示每1Kg的某種燃料完全燃燒后所放出的熱量是多少J計(jì)算：Q放＝mq1．（2023?蘭州）一輛燃油汽車沿平直公路勻速行駛了108km，所用時(shí)間為1h，消耗汽油10kg，汽車在行駛過程中所受阻力恒為1380N（汽油的熱值q汽油＝4.6×107J/kg）。求：（1）汽車行駛的速度；（2）牽引力的功率；（3）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。【解答】解：（1）汽車行駛的速度v=s（2）汽車沿平直公路勻速行駛，受力平衡，根據(jù)二力平衡條件可知，牽引力F＝f＝1380N，牽引力做的功：W＝Fs＝1380N×108×103m＝1.4904×108J，牽引力的功率為P=W（3）消耗的汽油完全燃燒放出的熱量Q放＝mq汽油＝10kg×4.6×107J/kg＝4.6×108J，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率η=WQ放2．（2023?呼和浩特）小軍同學(xué)周末和家人駕駛越野汽車去郊游，車和人的總質(zhì)量為2.4t，他們先在一段可近似看成水平直線的柏油路上勻速行駛50km，用時(shí)50min，消耗汽油5kg。假設(shè)此過程汽車所受阻力恒為車和人總重的0.1倍。然后他們又以相同功率，繼續(xù)在一段可近似看成水平直線的沙土路上，以25km/h的速度勻速行駛12min后到達(dá)目的地。已知汽油的熱值為4.6×107J/kg。求：（1）汽車在柏油路上勻速行駛時(shí)速度的大小；（2）汽車在柏油路上勻速行駛時(shí)的機(jī)械效率；（3）汽車在沙土路上勻速行駛時(shí)受到阻力的大小。【解答】解：（1）汽車在柏油路上勻速行駛時(shí)的速度：v1=s（2）汽車行駛過程中受到的阻力：f＝0.1G總＝0.1m總g＝0.1×2.4×1000kg×10N/kg＝2.4×103N，汽車勻速行駛時(shí)，牽引力與受到的阻力是一對(duì)平衡力，根據(jù)二力平衡條件可知，汽車的牽引力：F牽＝f＝2.4×103N，車在柏油路上勻速行駛時(shí)牽引力所做的有用功：W＝F牽s1＝2.4×103N×50×1000m＝1.2×108J，消耗的汽油完全燃燒放出的熱量：Q放＝mq＝5kg×4.6×107J/kg＝2.3×108J，汽車在柏油路上勻速行駛時(shí)的機(jī)械效率：η=WQ放（3）汽車的功率：P＝F牽v1＝2.4×103N×60×13.6m/s＝4×10根據(jù)題意可知，汽車在沙土路上勻速行駛時(shí)的功率與在柏油路上的功率相同，由P＝Fv得汽車在沙土路上勻速行駛時(shí)汽車的牽引力：F牽′=P根據(jù)二力平衡條件可知，汽車在沙土路上勻速行駛時(shí)受到阻力：f′＝F牽′＝5760N。3．（2023?廣安）小紅一家到某基地露營時(shí)，用火爐將質(zhì)量為2kg、初溫為20℃的水加熱到60℃，燃燒了100g木炭。已知：水的比熱容c水＝4.2×103J/（kg?℃），木炭的熱值q＝3.36×107J/kg。求：（1）水吸收的熱量；（2）該火爐燒水的熱效率。【解答】解：（1）水吸收的熱量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×2kg×（60℃﹣20℃）＝3.36×105J；（2）木炭完全燃燒放出的熱量：Q放＝m木炭q＝100×10﹣3kg×3.36×107J/kg＝3.36×106J，火爐燒水的熱效率：η=Q吸Q4．（2023?婁底）如圖所示是一臺(tái)手扶雙輪壓路機(jī)，質(zhì)量為550kg，水箱容積為15L。在一次壓路作業(yè)中，以0.2m/s的速度在水平路面上勻速行駛10min，行駛過程中受到的平均阻力是總重的0.4倍。求：（g取10N/kg，柴油的熱值取4×107J/kg）（1）壓路機(jī)在這次壓路作業(yè)中運(yùn)動(dòng)的距離是多少？（2）壓路機(jī)靜止在水平路面上時(shí)，與地面的接觸面積為0.02m2，該壓路機(jī)對(duì)路面的壓強(qiáng)是多少？（3）壓路機(jī)在這次壓路作業(yè)中牽引力做的功是多少？（4）若發(fā)動(dòng)機(jī)效率為30%，這次作業(yè)要消耗多少千克柴油？（5）水箱裝滿水是為了降低發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度，確保發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作，當(dāng)滿水箱的水從20℃上升到80℃可以吸收多少熱量？水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)速度公式得，壓路機(jī)在這次壓路作業(yè)中運(yùn)動(dòng)的距離是：s＝vt＝0.2m/s×10×60s＝120m；（2）根據(jù)密度公式得，水箱中水的質(zhì)量m水＝ρV＝1.0g/cm3×15×103cm＝15000g＝15kg，G水＝m水g＝15kg×10N/kg＝150N，壓路機(jī)的重力為：G壓路機(jī)＝m壓路機(jī)g＝550kg×10N/kg＝5500N，壓路機(jī)靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓力等于自身的重力加上水的重力，F(xiàn)＝G壓路機(jī)+G水＝5500N+150N＝5650N，該壓路機(jī)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：p=FS=（3）壓路機(jī)勻速前進(jìn)時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，二力大小相等，即F牽＝f＝0.4G總＝0.4×5650N＝2260N，壓路機(jī)做的功：W＝F牽s＝2260N×120m＝2.712×105J；（4）由η=WQ放得，柴油完全燃燒釋放的熱量：Q放=由Q放＝mq可得，消耗柴油的質(zhì)量：m=Q（5）水吸收的熱量：Q＝cm水Δt＝4.2×103J/（kg?℃）×15kg×（80℃﹣20℃）＝3.78×106J。5．（2023?德州）如圖為我國自主研制的兩棲戰(zhàn)車，整車質(zhì)量為26.5t，每條履帶與地面的接觸面積為2.5m2，水上最快航速可達(dá)30km/h，達(dá)到世界先進(jìn)水平，某次任務(wù)中它以最快航速勻速穿過一寬為66km的水域。已知ρ燃油＝0.85×103kg/m3、q燃油＝4.3×107J/kg，g＝10N/kg、ρ水＝1.0×103kg/m3。求：（1）該戰(zhàn)車停在水平地面時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)；（2）此次任務(wù)中該戰(zhàn)車穿過該水域需要多長時(shí)間；（3）該戰(zhàn)車在水面漂浮時(shí)排開水的體積；（4）該戰(zhàn)車在此次任務(wù)中消耗燃油600L，這些燃油完全燃燒放出的熱量是多少?！窘獯稹拷猓海?）戰(zhàn)車停在水平地面時(shí)對(duì)地面的壓力：F＝G＝mg＝26.5×103kg×10N/kg＝2.65×105N，戰(zhàn)車對(duì)地面的壓強(qiáng)：p=FS=（2）根據(jù)v=st，該戰(zhàn)車穿過此水域所用時(shí)間：t（3）戰(zhàn)車在水中漂浮，根據(jù)二力平衡，其所受浮力：F浮＝G車＝2.65×105N，由F浮＝ρ水gV排得，排開水的體積為：V排=F浮ρ（4）根據(jù)密度公式ρ=mm燃油＝ρ燃油V＝0.85×103kg/m3×600×10﹣3m3＝510kg，燃油完全燃觀放出的熱量為：Q放＝m燃油q燃油＝510kg×4.3×107J/kg＝2.193×1010J。6．（2022?錦州）如圖所示是我國自行設(shè)計(jì)研制的AG600全狀態(tài)新構(gòu)型滅火飛機(jī)。若該飛機(jī)以270km/h的速度勻速直線航行20min，消耗航空燃油1.35t，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為2.25×107W。（航空燃油的熱值為4×107J/kg）求：（1）消耗的航空燃油完全燃燒放出的熱量是多少？（2）飛機(jī)在航行過程中的阻力是多少？（3）發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是多少？【解答】解：（1）已知消耗的航空燃油的質(zhì)量m＝1.35t＝1350kg，航空燃油的熱值q＝4×107J/kg，則這些燃油完全燃燒放出的熱量為：Q放＝qm＝4×107J/kg×1350kg＝5.4×1010J；（2）已知飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P＝2.25×107W，飛機(jī)勻速航行的速度v＝270km/h＝75m/s，由P=Wt=Fst由二力平衡的條件可知飛機(jī)航行過程中的阻力為：f＝F＝3×105N；（3）由P=Wt可知飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)做的功為：W＝Pt＝2.25×107W×20×60s＝2.7×10則發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為：η=WQ放7．（2023?殷都區(qū)一模）隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車已走進(jìn)許多家庭。周末小明一家駕駛小轎車去往100km外的平遙古城游玩，消耗了汽油8L。若這些汽油完全燃燒放出的熱量有30%用來驅(qū)動(dòng)汽車做有用功，所用汽油的熱值為4.5×107J/kg，密度為0.725×103kg/m3。試計(jì)算：（1）8L汽油完全燃燒放出的熱量。（2）發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車做的有用功?！窘獯稹拷猓海?）汽車耗油的體積：V＝8L＝8dm3＝8×10﹣3m3，所消耗汽油的質(zhì)量：m＝ρV＝0.725×103kg/m3×8×10﹣3m3＝5.8kg，汽油完全燃燒放出的能量：Q＝mq＝5.8kg×4.5×107J/kg＝2.61×108J；（2）由題知，用來驅(qū)動(dòng)汽車做的有用功：W有＝Q放×30%＝2.61×108J×30%＝7.83×107J。8．（2023?伊川縣一模）小華家里用的是天然氣灶，他嘗試估測該灶的效率。小華在水壺中加入5L水，水的初溫是20℃，然后將水燒開，他觀察天然氣表發(fā)現(xiàn)此次燒水用了0.1m3天然氣，天然氣的熱值為3.2×107J/m3，水的比熱容c＝4.2×103J/（kg?℃），當(dāng)?shù)卮髿鈮簽闃?biāo)準(zhǔn)大氣壓。求：（1）水吸收的熱量Q吸（不計(jì)水的熱量損失）；（2）天然氣完全燃燒放出的熱量Q放；（3）天然氣灶的效率η。【解答】解：（1）水的體積V水＝5L＝5dm3＝0.005m3，由ρ=mm水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×0.005m3＝5kg，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為100℃，即水的末溫為100℃，水吸收的熱量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×5kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×106J；（2）天然氣完全燃燒放出的熱量：Q放＝Vq＝0.1m3×3.2×107J/m3＝3.2×106J；（3）天然氣灶的效率：η=Q吸Q9．（2023?新余一模）如圖是我國第一款純電動(dòng)疫苗接種車，疫苗車空車質(zhì)量為4t，車輪與水平地面接觸的總面積為0.2m2，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為60kW不變。（g取10N/kg，汽油的熱值為4.6×107J/kg）求：（1）疫苗車空車靜止在水平地面時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)。（2）疫苗車在水平路面勻速直線行駛時(shí)，受到的阻力為3000N，疫苗車的速度。（3）疫苗車以（2）中的速度在平直路面行駛46km，若換用效率為30%的汽油機(jī)提供動(dòng)力，需要消耗汽油的質(zhì)量?！窘獯稹拷猓海?）疫苗車空車的重力：G＝mg＝4×103kg×10N/kg＝4×104N，疫苗車空車靜止在水平地面時(shí)，對(duì)地面的壓力：F壓＝G＝4×104N，受力面積S＝0.2m2，對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：p=F壓S（2）因?yàn)橐呙畿囋谒铰访鎰蛩僦本€行駛，所以疫苗車受到的牽引力、阻力是一對(duì)平衡力，大小相等，疫苗車受到的牽引力：F＝f＝3000N，由P=Wt=（3）疫苗車勻速行駛s＝46km＝46000m做的有用功：W＝Fs＝3000N×46000m＝1.38×108J，若換用效率為30%的汽油機(jī)提供動(dòng)力，由η=WQ放=Wη=由Q放＝mq可得，需要完全燃燒汽油的質(zhì)量：m′=Q10．（2023?豐臺(tái)區(qū)一模）小明的媽媽做飯時(shí)，使用鐵鍋燒水，小明發(fā)現(xiàn)把2kg的水從10℃加熱到85℃時(shí)，共消耗了0.5kg的干木柴，已知水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），干木柴的熱值為1.2×107J/kg）。求：（1）干木柴完全燃燒放出的熱量；（2）水吸收的熱量；（3）鐵鍋燒水的效率?！窘獯稹拷猓海?）干木柴完全燃燒放出的熱量：Q放＝qm＝1.2×107J/kg×0.5kg＝6×106J；（2）水吸收的熱量：Q吸＝cm′（t2﹣t1）＝4.2×103J/（kg?℃）×2kg×（85℃﹣10℃）＝6.3×105J；（3）鐵鍋燒水的效率：η=Q吸Q11．（2023?亭湖區(qū)校級(jí)模擬）小明用燃?xì)庠顭畷r(shí)，把質(zhì)量為2kg、初溫為20℃的水加熱到100℃，共燃燒了0.02m3天然氣（假設(shè)天然氣完全燃燒）。已知水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），天然氣的熱值為8.4×107J/m3。求：（1）水吸收的熱量。（2）天然氣完全燃燒放出的熱量。（3）燃?xì)庠顭畷r(shí)的效率?！窘獯稹拷猓海?）水吸收的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J，（2）天然氣完全燃燒放出的熱量：Q放＝Vq＝0.02m3×8.4×107J/kg＝1.68×106J；（3）燃?xì)庠顭男剩害?Q吸Q12．（2023?青山湖區(qū)模擬）某物理興趣小組的同學(xué)，用煤爐給100kg的水加熱，同時(shí)他們繪制了如圖所示的加熱過程中水溫隨時(shí)間變化的圖像；若在6min內(nèi)完全燃燒了2kg的煤，煤的熱值約為3×107J/kg；求：[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]（1）2kg煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量；（2）經(jīng)過6min時(shí)間加熱，水所吸收的熱量；（3）煤爐燒水時(shí)的熱效率為多少？（寫成百分比形式）【解答】解：（1）煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量：Q放＝m煤q＝2kg×3×107J/kg＝6×107J；（2）由圖可知，經(jīng)過6min時(shí)間加熱后水溫由10℃達(dá)到70℃，水吸收的熱量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×100kg×（70℃﹣10℃）＝2.52×107J；（3）煤爐燒水時(shí)的熱效率：η=Q13．（2023?長清區(qū)一模）如圖所示，某同學(xué)用燃?xì)庠钭鲲?。已知鍋?nèi)裝有質(zhì)量為5kg，初溫為20℃的水，當(dāng)水剛好燒開至100℃，共消耗了0.06kg的液化石油氣。[水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），液化石油氣的熱值為4.9×107J/kg]。求：（1）以上過程中，水吸收的熱量；（2）液化石油氣完全燃燒所放出的熱量?！窘獯稹拷猓海?）水吸收的熱量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×5kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×106J；（2）完全燃燒液化石油氣放出的熱量：Q放＝mq＝0.06kg×4.9×107J/kg＝2.94×106J。14．（2023?濰城區(qū)二模）在冬天的時(shí)候一家人聚在一起吃上一頓美美的火鍋是一種很讓人舒心的事情。愛吃火鍋的細(xì)心食客不難發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在市里一些火鍋店、飯店、酒店等都選用了一種配備丁烷氣罐的新型便攜式的燃?xì)鉅t。丁烷氣罐外形小巧，火力也很大，最重要的是方便干凈，適用于短時(shí)間內(nèi)吃火鍋的顧客，也適用于野外郊游野炊用。如圖所示為某品牌便攜式丁烷氣爐，其相關(guān)參數(shù)如表所示。某次在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下用該燃?xì)鉅t最大火力將鍋內(nèi)20℃、2kg的水燒開，已知q丁烷＝5.0×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg?℃），求：最大火力熱效率產(chǎn)品凈重產(chǎn)品毛重2.5kW60%1.5kg2.0kg（1）水吸收的熱量；（2）消耗丁烷氣體的質(zhì)量；（3）加熱所需要的時(shí)間?！窘獯稹拷猓海?）在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是100℃，所以將2kg、20℃的水燒開，水的末溫是100℃，2kg、20℃的水燒開需要吸收的熱量Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103J/（kg?℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J；（2）丁烷燃燒放出的熱量Q放=Q吸η完全燃燒丁烷的質(zhì)量m丁烷=Q（3）最大火力時(shí)的功率P＝2.5kW，則加熱所需要的時(shí)間t=Q15．（2023?新安縣一模）圖甲為某風(fēng)景區(qū)中的一段盤山公路。以汽油為燃料的觀光汽車，重為6×104N，沿該盤山公路（盤山公路近似處理為如圖乙所示的斜面）以36km/h的速度勻速行駛，經(jīng)過10min從山腳到達(dá)山頂；汽車上山時(shí)沿路面獲得的牽引力恒為9×103N。已知汽油完全燃燒釋放的熱量轉(zhuǎn)化為汽車牽引力做功的效率為30%，汽油熱值q＝4.5×107J/kg，求：（1）汽車上山時(shí)牽引力的功率為多大？（2）汽車從山腳到山頂消耗了多少千克的汽油？（3）若山高為0.45km，該斜面的機(jī)械效率是多少？【解答】解：（1）汽車的速度為：v＝36km/h＝10m/s，汽車上山時(shí)牽引力的功率：P=Wt=Fst（2）t＝10min＝600s，根據(jù)P=Wt可得牽引力所做的功：W總＝Pt＝9×104W×600s＝5.4×10根據(jù)η=WQ、Q＝qm可得W＝ηQ＝可汽車從山腳到山頂消耗汽油的質(zhì)量：則m=W（3）若山高為0.45km，該斜面的機(jī)械效率：η′=W有用W16．（2023?石家莊模擬）菜油最適宜的烹飪溫度在150℃至180℃之間。用天然氣將質(zhì)量為0.02kg的菜油從室溫20℃加熱到170℃，若天然氣完全燃燒釋放出的熱量有60%被菜油吸收。[c菜油＝2.0×103J/（kg?℃），天然氣的熱值為4×107J/m3]求：（1）菜油吸收了多少熱量？（2）此過程中燃燒了多少m3的天然氣？【解答】解：（1）菜油吸收的熱量為；Q吸＝c菜油m（t﹣t0）＝2.0×103J/（kg?℃）×0.02kg×（170℃﹣20℃）＝6000J；（2）天然氣燃燒釋放出的熱量有60%被菜油吸收，由η=Q吸Q放由Q放＝Vq得天然氣的體積為：V=Q放q=10000J17．（2023?福州模擬）某同學(xué)家里使用天然氣來加熱水，水壺中裝有2kg溫度為20℃的水，將水加熱到90℃，測出消耗的天然氣為0.042m3。水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），天然氣的熱值約為4.0×107J/m3。試求：（1）這些水吸收的熱量是多少？（2）天然氣完全燃燒放出的熱量是多少？（3）假設(shè)天然氣完全燃燒，則天然氣灶的熱效率為多少？【解答】解：（1）水吸收的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg