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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
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