2019年中考物理真题集锦专题23：热值、热效率综合计算(含解析)

2019年中考物理真题集锦——专题二十三：热值、热效率综合计算(含解析)
1.（2019兰州，32）已知天然气的热值为3.8×107J/m 2，水的比热容为4.2×103J/（kg ·℃）。

求：
（1）完全燃烧1.4x10-2m 3天然气放出多少热量?
（2）若某天然气灶的效率为60%，则这些天然气可将质量为3.8kg ，初温为25℃的水加热到多少℃?（当地的大气压强为1标准大气压）
解：（1）天然气放出热量：
Q 放气=V 气q 气=1.4x10-2m 3×3.8×107J/m=5.32×105J
（2）水吸收热量：
Q 吸水=Q 放气·η=5.32×105J ×60%=3.192x105J
水升高温度：
℃℃水水吸水水208.3)(J 102.410192.333=⨯⋅⨯⨯=∆kg
kg J m c Q t t 水=t 0水+△t 水=25℃+20℃=45℃
2.(2019绥化，32)小泽家有一新型的电热足浴器。

其铭牌上的部分信息如下。

（1）求电热足浴器正常工作时的电阻；
（2）用这个足浴器将5kg 的水从20℃加热到40℃，求水吸收的热量；
（3）若此足浴器在额定电压下使用，需500s 才能将（2）问中的水从20℃加热到40℃，求这个电热足浴器的加热效率；（计算结果精确到0.1%）
（4）小泽家安装的电能表如图所示。

某次小泽断开家中的其它用电器，让电热足浴器单独工作，在1min 内电能表的转盘转过50r ，求此时该足浴器两端的实际电压。

解：（1）由P＝得，电热足浴器正常工作时的电阻：
R＝＝＝40Ω；
（2）水吸收的热量：
Q＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（40℃﹣20℃）＝4.2×105J；
（3）足浴器在额定电压下使用500s消耗的电能：
W＝Pt＝1210W×500s＝6.05×105J，
电热足浴器的加热效率：
η＝×100%＝×100%≈69.4%；
（4）由图知，电能表上标有3000r/（kW•h），
让电热足浴器单独工作，在1min内电能表的转盘转过50r，
则足浴器1min消耗的电能：
W′＝kW•h×50＝kW•h＝6×104J，
由W＝t得，此时该足浴器两端的实际电压：
U实＝＝＝200V。

答：（1）电热足浴器正常工作时的电阻为40Ω；
（2）水吸收的热量为4.2×105J；
（3）电热足浴器的加热效率为69.4%；
（4）此时该足浴器两端的实际电压为200V。

3（2019孝感，16）一辆厢式小货车某次运货，满载后总质量是5.0×103kg，在平直的公路
上匀速行驶100km，耗油10kg，货车受到的阻力是总重力的0.05倍，发动机的牵引功率是50kW（油的热值是5.0×107J/kg，g＝10N/kg），求：
（1）货车受到的牵引力；
（2）货车匀速行驶的速度；
（3）货车发动机的效率。

解：（1）货车受到的重力：
G＝mg＝5.0×103kg×10N/kg＝5.0×104N，
货车做匀速运动，所以货车受的牵引力：
F＝f＝0.05G＝0.05×5.0×104N＝2500N；
（2）由P＝Fv得，货车匀速行驶的速度：
v＝＝＝20m/s；
（3）牵引力做的功：
W＝Fs＝2500N×1×105m＝2.5×108J，
燃油燃烧放出的总能量：
Q＝mq＝10kg×5.0×107J/kg＝5.0×108J，
货车发动机的效率：
η＝×100%＝×100%＝50%。

答：（1）货车受到的牵引力为2500N；
（2）货车匀速行驶的速度为20m/s；
（3）货车发动机的效率为50%。

4.(2019云南，23)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了千家万。

如图所示，某家庭太阳能热水器接收太阳能总有效面积为2m2，1m2面积上1h接
收到的太阳能平均为2.52×106,若阳光照射该热水器5h，可以使量为80kg的水温度升高30℃,[c=4.2×103J/(kg.℃); q干木柴=1.2×107J/kg],求
(1)水吸收的热量
(2)若这些水吸收的热量全部由燃烧干木柴来提供,需要完全燃烧多少千克干木柴(假设干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收)
(3)该太阳能热水器的效率及开发利用太阳能的优点
5.（2019通辽，24）我国自主研发的某品牌汽车进行技术测试，已知该车在某段长1.2km 的水平路面做匀速直线运动，用时40s，汽车在行驶过程中受到的阻力为400N，汽车在此过程中发动机热机效率为48%，汽油的热值q=4.6×107J/kg。

在该段测试过程中：
（1）汽车的功率为多少？
（2）燃烧了多少汽油？（计算结果保留两位小数）
答：（1）汽车的功率为1.2×104w；（2）燃烧了0.02kg汽油。

6.（2019山西，23）“创新”小组的同学们调查发现，雨雪天气里汽车后视镜会变模糊，影响行车安全。

同学们设计了给后视镜除雾、除霜的加热电路。

如图是加热电路原理图，电源电压100V，加热电阻R1与R2阻值均为100Ω，电路低温挡除雾，高温挡除霜。

同学们对电路进行模拟测试，开启除霜模式加热后视镜1min，用温度传感器测得其温度升高了6℃．求：
（1）除霜模式下，电路中的电流；
（2）除霜模式下，电路的加热效率。

[查资料得：视镜玻璃质量约0.5kg，玻璃的比热容约0.8×103/（kg•℃）]
解：（1）由图知，只闭合开关S时，两电阻串联；当开关S、S1都闭合时，R2被短路，只有R1工作，此时电阻最小，根据P＝可知此时电路的功率最大，处于高温除霜模式，除霜模式下，电路中的电流：
I＝＝＝1A；
（2）除霜模式下1min消耗的电能：
W＝UIt＝100V×1A×60s＝6000J，
后视镜玻璃吸收的热量：
Q＝cm△t＝0.8×103/（kg•℃）×0.5kg×6℃＝2400J，
除霜模式下，电路的加热效率：
η＝×100%＝×100%＝40%。

答：（1）除霜模式下，电路中的电流为1A；
（2）除霜模式下，电路的加热效率为40%。

7.（2019广东，28）阅读下列短文，叫答问题。

可燃冰
可燃冰是一种新型能源，主要成份是甲烷和水，分布在深海沉积物里或陆域的永久冻土中，如图所示。

可燃冰形似冰块却能燃烧，燃烧后几乎不产生任何残渣。

lm3的可燃冰分解后可释放出约0.8m3的水和164m3的天然气，天然气中甲烷的含量占80%～99.9%。

可燃冰的生成有三个基本条件：首先要求低温，可燃冰在0﹣10℃时生成，超过20℃便会分解，海底温度一般保持在2～4℃左右；其次是高压，可燃冰在0℃时，只需海水产生29个标准大气压即可生成，而以海洋的深度，此高压容易保证；最后是充足的气源，海底的有机物沉淀，其中丰富的碳经过生物转化，可产生充足的气源。

在温度、压强、气源三者都具备的条件下，可燃冰就会生成。

请回答下列问题：[1个标准大气压取l×l05Pa，海水的密度取l×103kg/m3，g取l0N/kg。

c水＝4.2×103J/kg•℃），甲烷的热值取4.2×l07J/m3]
（1）可燃冰的主要成分是。

（2）若要在0℃的海底生成可燃冰，海水的深度至少要m。

（3）如图所示，海底上有一块体积为l00m3且底部与海底紧密相连的可燃冰A，其受到海水的浮力为N。

（4）0.5m3的可燃冰分解后，其中的甲烷完全燃烧放出的热量，在标准大气压下，至少可以将质量为kg温度为20℃的水加热至沸腾。

解：（1）由题意“lm3的可燃冰分解后可释放出约0.8m3的水和164m3的天然气”知可燃冰的主要成分是水和甲烷；
（2）因为可燃冰在0℃时，只需海水产生29个标准大气压即可生成，
所以可燃冰形成的气压为p＝29×1×105Pa＝2.9×106Pa，
根据p＝ρgh得海水的深度：
h＝＝＝290m；
（3）浮力产生的原因是上下表面的压力差，即F浮＝F向上﹣F向下，
当可燃冰的底部与海底紧密相连时，F向上＝0，其受到海水的浮力为0；
（4）0.5m3的可燃冰分解出的天然气为×164m3＝82m3，
甲烷最少为：82m3×80%＝65.6m3
甲烷完全燃烧放出的热量：
Q放＝Vq＝65.6m3×4.2×l07J/m3＝2.7552×109J，
水吸收的热量与甲烷完全燃烧放出的热量相等，即Q吸＝2.7552×109J，
根据Q＝cm△t得水的质量为：
m＝＝＝8.2×103kg。

8.（2019广东，29）如图甲所示为某太阳能百叶窗的示意图，它既能遮阳，还能发电。

它的构造特点是百叶窗的叶片为太阳能电池板（以下简称电池板），其工作电路示意图如图乙所示，电池扳将太阳能转化为电能（转化效率为10%），为蓄电池充电，蓄电池再向节能灯供电。

设太阳每秒钟辐射到每平方米电池板上的能量为1.2×103J（即为1.2×103W/m2），电池板对蓄电池充电的功率为60W；蓄电池充满电后，能够让10盏“12V 3W”节能灯正常工作6小时，不考虑蓄电池充电和供电时的电能损耗。

则：
（l）电池板对蓄电池充电，是将电能转化为能的过程。

（2）白天蓄电池处于充电不供电状态，在图乙中应闭合开关。

（3）10盏“12V 3W”节能灯正常工作时的总电功率为W。

（4）要将剩余一半电量的蓄电池充满电，电池板需对蓄电池充电小时。

若充电电压为20V，则充电电流为A。

（5）该百叶窗电池板的面积为m2。

解：（l）电池板对蓄电池充电，是将电能转化为化学能的过程。

（2）白天蓄电池处于充电不供电状态，在图乙中应闭合开关S1。

（3）10盏“12V 3W”节能灯正常工作时的总电功率为：
P＝10×3W＝30W。

（4）蓄电池充满电后，能够让10盏“12V 3W”节能灯正常工作6小时，蓄电池充满电的电能为：
W＝Pt＝0.03kW×6h＝0.18kW•h；
要将剩余一半电量的蓄电池充满电，电池板需对蓄电池充电时间为：
t＝＝＝1.5h；
若充电电压为20V，根据P＝UI可得，则充电电流为：
I＝＝＝3A。

（5）太阳每秒钟辐射到每平方米电池板上的能量为1.2×103J（即为1.2×103W/m2），电池板将太阳能转化为电能（转化效率为10%），
故有η＝＝＝×100%＝＝10%，
该百叶窗电池板的面积为S＝0.5m2。

9.（2019安顺，17）如图所示是一款新型四轮沙滩卡丁车，其满载时的质量为600kg，每个车轮与沙滩接触的面积为500cm2，卡丁车满载时在水平沙滩上匀速直线运动，10min行驶6km，它的发动机功率恒为11.5kW。

（1）当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时，它对沙滩的压强为多少帕？
（2）此次行驶中卡丁车所受的阻力为多少牛？
（3）该卡丁车以汽油为燃料，若在这次行驶中消耗汽油0.6kg，求该卡丁车汽油机的效率。

（q汽油＝4.6×107J/kg）
解：（1）卡丁车满载时的重力：
G＝mg＝600kg×10N/kg＝6000N，
卡丁车满载时对地面的压力：
F＝G＝6000N，
受力面积：S＝4×500cm2＝2000cm2＝0.2m2，
卡丁车满载时对地面的压强：
p＝＝＝3×104Pa；
（2）卡丁车的行驶速度：
v＝＝＝10m/s，
由P＝Fv得牵引力：
F牵＝＝＝1.15×103N，
由于车匀速行驶，牵引力与阻力是一对平衡力，则卡丁车所受的阻力：
f＝F牵＝1.15×103N；
（3）卡丁车汽油机的效率：
η＝×100%＝×100%＝×100%＝25%。

答：（1）当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时，它对沙滩的压强为3×104Pa；
（2）此次行驶中卡丁车所受的阻力为1.15×103N；
（3）该卡丁车以汽油为燃料，若在这次行驶中消耗汽油06kg，卡丁车汽油机的效率为25%。

10.（2019辽阳，26）如图是新概念卵形汽车Pivo，车与人的总质量为800kg，静止在水平地面上时，对水平地面的压强为8x104Pa，最高时速可达180km/h.求:
（1）该车静止在水平地面上时与地面的总接触面积是多大？
（2）若该车以最高时速沿平直公路进行测试，匀速前进时的阻力是人车总重的0.2倍，则
此时该车牵引力的功率为多少？
（3）在测试中，该车以最高时速在平直公路上匀速前进23km所消耗的电能与完全燃烧1kg 汽油所祥放的能量相同,则该车的效率为多少？（q汽油=4.6x 107J/kg，g取10N/kg ）
11.（2019 青岛，22）一辆大鼻子校车在水平路面上行驶，车和人总质量为8 000kg，轮胎与地面的总接触面积为0.32m2。

（1）求校车对路面的压强。

（2）校车以36km/h 的速度匀速行驶时，柴油发动机的输出功率为50kW。

求此过程中校车受到的阻力。

（3）如果校车行驶过程中，司机控制油门，使发动机的输出功率为25kW，并保持此功率不变继续行驶10min。

这段时间内柴油燃烧释放能量的30%转化为有用机械能，在数值上等于发动机牵引力做的功。

求这段时间内发动机柴油燃烧释放的能量。

【答案】250000pa ；5000N；5×107J
12.（2019聊城，）2019年5月6日，聊城首批30辆氢燃料新能源公交车投放使用。

氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是22世纪最理想的能源，[c氢＝4.2×107J/（kg •℃）；q氢＝1.4×108J/kg）求：
（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；
（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，则水升高的温度；
（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率做匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数和公交车所做的功相等，则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。

解：（1）0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量：
Q＝mq＝0.3kg×1.4×108J/kg＝4.2×107J；
（2）水吸收的热量：Q吸＝Q放＝4.2×107J，
由Q吸＝cm△t得水升高温度：
△t＝＝＝50℃；
（3）公交车所做的功：W＝Q放＝4.2×107J，
由P＝得公交车行驶时间：
t＝＝＝300s。

答：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出4.2×107J热量；
（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，则水升高50℃；
（3）这些热量能让该公交车匀速行驶300s。

13.（2019威海，26）小明家有一艘玻璃钢海钓船，底部平直，其参数如表所示（柴油热值q＝4.3×107J/kg，g＝10N/kg）。

（1）不出海时，空船放置在水平沙滩上，船底与沙滩的接触面积为2m2，求船对沙滩的压强。

（2）小明一家人某次出海钓鱼，人员和钓鱼装备共300kg，船匀速直线行驶4.3km，船受到的阻力为总重力的0.5倍，发动机的实际输出功率为12kW、消耗柴油1kg（假设柴油完全燃烧）。

求：船行驶的速度和发动机的效率。

解：（1）空船的重力：
G＝mg＝300kg×10N/kg＝3000N；
船对沙滩的压力等于自身的重力：
F＝G＝3000N；
船底与沙滩的接触面积为2m2∴
船对沙滩的压强：
p＝＝＝1.5×103Pa；
（2）①人员和钓鱼装备及船的总质量为：
m＝300kg+300kg＝600kg；
船受到的阻力为总重力的0.5倍，
船匀速直线行驶，根据二力平衡：
f＝F1＝0.5G总＝0.5×600kg×10N/kg＝3000N，
P＝＝＝Fv，
v＝＝＝4m/s；
做的有用功：
W有＝F1s＝3000N×4300m＝1.29×107J；
消耗柴油1kg释放的能量：
Q＝mq＝1kg×4.3×107J/kg＝4.3×107J；
发动机的效率：
η＝＝＝30%。

答：（1）船对沙滩的压强为1.5×103Pa；
（2）船行驶的速度为4m/s，发动机的效率为30%。

14.（2019潍坊，23）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λ表示。

在标准大气压下，用一个热效率为40%的酒精炉为热源，将50g初温为0℃的冰全部熔化为0℃的水，共燃烧了14g酒精，酒精的热值为3×107J/kg。

求：
（1）冰熔化过程中吸收的热量；
（2）在标准大气压下，冰的熔化热λ冰。

解：（1）14g酒精完全燃烧放出的热量：
Q放=qm′=3×107J/kg×0.014kg=4.2×l05J，
由可得，冰熔化成水共吸收热量：
Q吸=Q放×η=4.2×l05J×40%=1.68×l05J；
（2）则冰的熔化热：。

答：（1）冰熔化过程中吸收的热量为4.2×l05J；
（2）在标准大气压下，冰的熔化热λ冰为3.36×106J/kg 。

15.（2019武威，24）某学校建了一个植物园，园内有一个温室大棚，大棚内设计了模拟日光和自动调温系统，对大棚进行照明、保温和加热。

冬季白天有日光的时候，灯泡不亮；白天开启该系统的保温功能，晚上开启该系统的加热功能。

大棚照明调温功能的原理电路图如图所示。

已知电源电压恒为220V ，R 1和R 2是两个电热丝（不考虑温度对电阻的影响），保温时R 1与R 2的电功率之比为1∶3，R 2=30Ω，L 是标有“220V 100W ”的灯泡。

请解答下列问题：
（1）灯泡正常工作时的电阻多大______？
（2）开启加热功能时开关S 2处于__________（选填“断开”或/闭合”）状态。

（3）若每天保温状态和加热状态各连续工作10h ，—天中电热丝放出
的
热量完全由该植物
园自产的沼气提供，其热效率为50%，则每天需要完全燃烧多少立方米的沼气_______？（已知热值q 沼气=1.8×107J/m 3）
解：由电路图可知,开关S 1控制灯泡支路的通断,则S 1为光控开关,所以S 2是温控开关；
(1)由P =UI =2
U R 可得，灯泡正常工作时的电阻： R L =2
L L U P =2
220100V W
（）=484Ω；
(2)电源的电压一定时,由P =UI =2
U R
可知,开启加热功能时,加热部分的总电阻最小,由图可知,
开关S 2处于闭合状态；
(3)由题知,系统处于保温状态时,开关S 1、S 2应是断开,两电阻R 1、R 2串联，总电阻最大，总
功率最小，因串联电路中各处的电流相等,且R 1与R 2的电功率之比为1:3，
所以,由P =I 2R 可得，两个电热丝的
功率之比：1
2P P =2
122I R I R =12R R =13，则R 1=13
×30Ω=10Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，系统处于保温状态时，电热丝消耗的电能：
W 保温=212U R R +t =
()2
22010Ω30Ω
V +×10×3600s =4.356×107J ，
系统处于加热状态,开关S 2闭合,电阻丝R 2被短路,电阻丝R 1消耗的电能：
W 加热=21U R t =()2
22010Ω
V ×10×3600s =1.7424×108J ，电路消耗的总电能：
W =W 保温+W 加热=4.356×107J+1.7424×108J=2.178×108J ，
由η=W Q 放×100%可得，沼气完全燃烧释放的热量： Q 放=82.17810J
50%
W η⨯===4.356×108J ，
由Q 放=Vq 可得，每天需要完全燃烧沼气的体积： V =
Q q 放沼气
=8734.35610J
1.810/J m
⨯⨯=24.2m 3； 16.(2019益阳，26) 某居民家安装了一台电热水器，其铭牌标示如下表所示。

加满20℃的水后加热至70℃，已知水的比热容c 水=4.2×103J/(kg ·℃)，干木材的热值q=1.2×107J/ kg 。

（1）水需要吸收多少热量？
（2）电热水器正常工作时至少需要多长时间？
（3）如果用干木材替代电热水器烧水，效率为14%，需要多少干木材？
17.（2019德阳，21）汽车尾气是大气的重要污染源，而动车组可实现零排放。

假设德阳与成都相距60km，一动车组从德阳站由静止启动后做直线运动，先加速运动2min，然后以恒定速度匀速运动21min，最后做减速运动2min到达成都站停住。

（1）动车组从德阳站到成都站的平均速度是多少m/s?
（2）若动车组的平均牵引力为2.8×105N，则从德阳到成都动车组的牵引力的平均功率是多少W?
（3）如果燃油公共汽车与动车组从德阳站到成都站牵引力所做的功相同，则公共汽车排放气体污染物的质量是多少kg。

（燃油公共汽车每做1J功排放气体污染物3×10-6g）
解：（1）根据题意知道，德阳与成都间的距离是：
s=60km=60×1000m=6×104m，
从德阳到成都的时间是：t=(2+21+2)×60s=1500s，
故动车的平均速度是：
4
610m
1500s
s
v
t
==
⨯
=40m/s；
（2）若动车组的平均牵引力为2.8×105N，则动车的平均功率是：
P=Fv=2.8×105 N×40m/s=1.12×107 W；
（3）动车组从德阳站到成都站牵引力所做的功是：
W=Fs=2.8×105 N×60×1000m=1.68×1010 J；
由于燃油公共汽车每做1J功排放气体污染物3×10-6g，若燃油公共汽车与动车组从德阳站到成都站牵引力所做的功相同，则公共汽车排放气体污染物的质量是：
m=1.68×1010×3×10-6 g=5.04×104 g=50.4kg。

18.（2019广安，26）太阳能具有环保、可再生等优点，某品牌太阳能热水器在一天的有效照射时间内，将热水器中质量为50kg、初温为15℃的水升高到55℃．（水的比热容c水＝4.2×103J/kg•℃）求：
（1）热水器中水吸收的热量Q；
（2）若改用焦炭来加热这些水，需要完全燃烧多少千克焦炭？（焦炭的热值q＝3×107J/kg，设焦炭放出的热量全部被水吸收）
解：（1）水吸收的热量：
Q＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（55℃﹣15℃）＝8.4×106J；
（2）改用焦炭来加热这些水，设焦炭放出的热量全部被水吸收，
则焦炭燃烧放出的热量：Q放＝Q＝8.4×106J，
根据Q放＝mq可得，需要完全燃烧焦炭的质量：
m′＝＝＝0.28kg。

答：（1）热水器中水吸收的热量8.4×106J；
（2）需要完全燃烧0.28kg焦炭。