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专题5 热量、效率相关计算类专题
1.比热容表达式
或
单位
，读作：焦耳每千克摄氏度。（注意加上括号）
2.热量公式：
吸热：或
放热：或
求质量：
单位：
3.热值计算公式：
（固体、液体） 变式：
单位：
（气体） 变式：
单位：
4.效率公式：
（适用于液体、固体）、（适用于气体）
5.常见效率计算
烧水效率：
公式：
水吸收的热量：；燃料完全燃烧时放出的热量：
力热转化效率：解决力热综合计算题一般涉及到的物理公式包括速度公式、密度公式、重力公式、压强公式、浮力公式、机械功和功率、机械效率公式、物体吸热公式、放热公式、热值公式、热效率公式等：涉及到的物理规律有二力平衡条件、液体压强规律、阿基米德原理、杠杆平衡条件以及热平衡方程等。
公式：
一、单选题
1.（2020·新疆维吾尔自治区中考真题）己知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），用如图所示的家用电热水壶烧开一壶自来水，水吸收的热量约为（　　）
A.6×104J B.6×105J C.6×106J D.6×107J
2.（2019·河北省初三期中）用两个完全相同的电加热器分别给质量相同的水和某种液体加热，每隔2min记录一次温度，如表中数据所示，则该液体比热容为[c水=4.2×103J/（kg ℃）]（ ）
加热时间/min 0 2 4
水温/℃ 20 26 32
液体温度/℃ 20 34 48
A.0.9×103J/（kg ℃） B.1.8×103 J/（kg ℃） C.3.6×103 J/（kg ℃） D.1.2×103 J/（kg ℃）
3.（2019·辽宁省初三零模）把加热到100℃的某铁块投入m1克20℃的水中，混合温度为40℃；把加热到100℃的该铁块投入m2克20℃的水中，混合温度为60℃；如果把同样加热到100℃的该铁块投入（m1+m2）克40℃的水中，混合温度为（ ）
A.50℃ B.52℃ C.48℃ D.62℃
4.（2019·广西壮族自治区初三期中）用两个相同的电热水器给质量同为1.5kg 的甲物体和水加热，他们的温度随加热时间的变化关系如图所示，据此判断甲物体10 min吸收的热量为（ ）
A.0.63×105J B.0.9×105J
C.1.89×105J D.3.78×105J
5.（2020·安徽省初三专题练习）为了测定熔炉内的温度，先将质量为的铜球投入熔炉里相当长的时间后取出，并立即投入到质量为、温度为的水中，结果水温升高到.则此熔炉的温度约为[不计热损失，]（ ）
A. B. C. D.
6.（2020·华东师大二附中前滩学校初三）冷水的温度为 t1，热水的温度为 t2，现要把冷水和热水混合成温度为 t3 的温水，若不计热量损失，冷水和热水的质量比应为（ ）
A. B. C. D.
7.（2019·吉林省初三二模）某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧.通过计算可知，下列结果正确的是（　　）
①汽车行驶速度是20km/h ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J
③汽车牵引力做功的功率是30kW ④汽车发动机的效率是20%
A.只有①和② B.只有②和③ C.只有①和④ D.只有②和④
8.（2020·全国初三专题练习）一台柴油机中的燃料完全燃烧放出了8×107 J的热量，共计损失了4.8×107 J能量，下列说法错误的是（ ）
A.该柴油机的效率为40%
B.用来做有用功的能量为3.2×107 J
C.通过科技进步，在未来可以实现能量零损失
D.减少机械间的摩擦可以提高热机效率
9.（2019·鄂托克旗乌兰镇中学初三月考）某载重汽车自重12t，车轮与地面的总接触面积为0.5m2，汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为210kW，每行驶43s消耗柴油700g，柴油的热值为4.3×107J/kg。下列说法中（ ）
①完全燃烧700g柴油放出的热量为3.01×109J
②该柴油发动机效率为30%
③汽车的牵引力为1.05×104N
④若公路所能承受的最大压强为8×105Pa，汽车最多能装载40t的货物
A.只有①②正确 B.只有③④正确
C.只有①③正确 D.只有②③正确
二、计算题
10.（2020·湖北省中考真题）某款汽车质量为1600kg，车轮与地面总接触面积为0.05m2。某次在水平高速公路上以72km/h速度匀速行驶了23min， 所受阻力为汽车重力的0.2倍。燃油的热值为4.6×107J/kg，g 取10N/kg。求：
（1）汽车静止时，对水平地面的压强。
（2）牵引力做功的功率。
（3）若燃油完全燃烧，内燃机的效率是40%，至少消耗多少kg燃油？
11.（2020·山东省中考真题）采购员小明骑着摩托车外出采购食品。小明质量为70kg，摩托车质量为150kg（g=10N/kg）。
（1）小明买食品时，将摩托车停在超市门前的水平地面上，摩托车与地面接触面积为150cm2，求摩托车对地面的压强；
（2）采购食品后，小明将80kg的食品装上车，在限速为80km/h的水平路面上以72km/h的速度匀速行驶50s，行驶时受到的阻力为总重力的0.1倍，若消耗的汽油完全燃烧放出1×106J的热量，求摩托车发动机的实际输出功率和效率。
12.（2020·山东省中考真题）国家提倡节能减排，各地“煤改气”正在积极进行，某同学计算他家天然气烧水的热效率将的水倒入烧水壶中，并测出水温为。在一个标准大气压下，把水刚加热到时，测出消耗天然气。已知水的比热容，天然气热值约为。
求：（1）将这些水烧开，需吸收多少热量；
（2）在这种情况下，燃烧的天然气放出了多少热量；
（3）他家天然气灶的效率。
13.（2020·安徽省初三三模）一辆汽车在平直的公路上做直线运动，其v-t图像如图所示，在10s时速度达到20m/s，0~10s通过的路程为120m，汽车在整过行驶过程中阻力不变，其大小为F阻=4000N，求：
（1）汽车在匀速直线运动过程中牵引力做功的功率多大？
（2）若汽车在整过运动过程中功率保持不变，发动机的转化效率为25%，则0~10s内需要完全燃烧多少千克汽油？（已知汽油的热值大约为5×107J/kg）。
14.（2020·山东省中考真题）小华家使用的是天然气热水器，他尝试估测该热水器的效率，以核对铭牌上的数值是否准确。当只有该热水器使用天然气时。把50kg的水从20℃加热到54℃，天然气表的示数由1365.05m3变为1365.17m3，已知水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值q=7.0×107J/m3。求：
（1）水吸收的热量；
（2）消耗的天然气完全燃烧故出的热量；
（3）该热水器的效率。
15.（2020·江苏省初三三模）如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深10m，物体重G=4.2×103N，汽车重G车=3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.05倍。请计算：
（1）若汽车运动的速度为1.2m/s，则将物体由井底拉至井口，需要多长时间？
（2）滑轮组的机械效率是多少？
（3）若汽车发动机的效率为25%，则将物体拉至井口需消耗多少汽油？（汽油的热值为4.2×107J/kg）
16.（2020·湖北省初三其他）节约能源是社会可持续发展的基础，是建设青山绿水美好环境的保证。下面我们通过计算来感受节约电能的意义：（=3.6×106J）
（1）火力发电站每发出的电能至少需要完全燃烧多少kg的煤？（煤的热值为3×107J/kg）
（2）的电能可使多少kg的水温度升高50℃？（水的比热容为，保留一位小数）
（3）的电能可以供质量为1.2t，输出功率为30kW的电动汽车，以54km/h的速度行驶多远？
三、填空题
17.（2020·湖北省中考真题）可燃冰是一种新能源，它是水和天然气在高压低温下形成的类似冰状结晶物质，主要成分是甲烷，我国可燃冰的开采技术处于世界领先水平，用燃气锅炉烧水时，将500kg初温20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.1m3的可燃冰，这个过程中水吸收的热量为______J。完全燃烧0.1m3可燃冰放出的热量为______J，燃气锅炉烧水时的效率为______。[c水=4.2×103J/（kg·℃），可燃冰热值q=6.0×109J/m3]
18.（2020·重庆初三其他）加热饭盒相比于普通饭盒具有插电加热，携带方便的优点。热饭时要把盒盖上的排气孔打开，我们能闻到饭菜的香味是因为__________________。要利用该饭盒使500g的水从20℃升高40℃，水吸收的热量为______J。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
19.（2020·四川省中考真题）可燃冰作为一种新型燃料。是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质，可直接点燃，1m3可燃冰在常温常压下可释放160m3的天然气。根据以上信息可知，可燃冰是_______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。1m3的可燃冰释放的天然气完全燃烧放出的热量为______J，若该热量全部被水吸收，可将______kg的水从10℃加热到90℃。[c水=4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值q =4.2×107J/m3，环境为标准大气压]
20.（2020·江苏省初三二模）某太阳能热水器内装有100kg的水，初温为20℃，经过阳光照射一天后，水温升高了60℃，热水器内水增加的内能是通过______方式实现的；若这些能量由煤燃烧提供，且煤燃烧释放的热量只有30%被水吸收，则至少需要燃烧______kg的煤。[已知，]
21.（2020·江苏省初三三模）如图所示是热机的_____冲程；一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，该汽油机每秒钟完成做功_____次。若该汽油机的效率为30%，完全燃烧10kg的汽油放出的热量可以对外做功_____J（汽油的热值为4.6×107J/kg）。
22.（2020·重庆初三其他）为了保护环境，我们应大力提倡使用清洁能源。现要将20kg的水从20℃加热到50℃，如果使用效率为84%的电热水器，需要耗电____kw·h，这是通过______方式改变水的内能。[已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），结果保留到小数点后2位]
23.（2020·黑龙江省初三其他）一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3600r/min，该柴油机1s对外做功______次。若其效率为40%，消耗5kg的柴油转化成的机械能是__________J。（q柴油＝4.3×107J/kg）专题5 热量、效率相关计算类专题
1.比热容表达式
或
单位
，读作：焦耳每千克摄氏度。（注意加上括号）
2.热量公式：
吸热：或
放热：或
求质量：
单位：
3.热值计算公式：
（固体、液体） 变式：
单位：
（气体） 变式：
单位：
4.效率公式：
（适用于液体、固体）、（适用于气体）
5.常见效率计算
烧水效率：
公式：
水吸收的热量：；燃料完全燃烧时放出的热量：
力热转化效率：解决力热综合计算题一般涉及到的物理公式包括速度公式、密度公式、重力公式、压强公式、浮力公式、机械功和功率、机械效率公式、物体吸热公式、放热公式、热值公式、热效率公式等：涉及到的物理规律有二力平衡条件、液体压强规律、阿基米德原理、杠杆平衡条件以及热平衡方程等。
公式：
一、单选题
1.（2020·新疆维吾尔自治区中考真题）己知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），用如图所示的家用电热水壶烧开一壶自来水，水吸收的热量约为（　　）
A.6×104J B.6×105J C.6×106J D.6×107J
【答案】B
【解析】这样的壶，装满水，水的质量约为2kg。室温温度约为20℃，将水加热至沸腾，水的温度升高了80℃，根据公式可以计算出水吸收的热量为6.72105J。
选项A、C、D数值差距较大，不符合题意；选项B数值接近，符合题意。
2.（2019·河北省初三期中）用两个完全相同的电加热器分别给质量相同的水和某种液体加热，每隔2min记录一次温度，如表中数据所示，则该液体比热容为[c水=4.2×103J/（kg ℃）]（ ）
加热时间/min 0 2 4
水温/℃ 20 26 32
液体温度/℃ 20 34 48
A.0.9×103J/（kg ℃） B.1.8×103 J/（kg ℃） C.3.6×103 J/（kg ℃） D.1.2×103 J/（kg ℃）
【答案】B
【解析】设水和某液体的质量都为m，由题意知，加热时间为2min时，水和某液体吸收的热量相同，即Q水吸=Q液吸，所以
c水m（t－t0）=c液m（t1－t0）
那么
故ACD不符合题意，B符合题意。
3.（2019·辽宁省初三零模）把加热到100℃的某铁块投入m1克20℃的水中，混合温度为40℃；把加热到100℃的该铁块投入m2克20℃的水中，混合温度为60℃；如果把同样加热到100℃的该铁块投入（m1+m2）克40℃的水中，混合温度为（ ）
A.50℃ B.52℃ C.48℃ D.62℃
【答案】B
【解析】由题意，根据热平衡方程得：把加热到100℃的某铁块投入m1克20℃的水中，c铁m铁（100℃40℃）＝c水m1（40℃20℃），即：2×c铁m铁×60℃＝c水m1×40℃，--------①，把加热到100℃的某铁块投入m2克20℃的水中，c铁m铁（100℃60℃）＝c水m2（60℃20℃），即：c铁m铁×40℃＝c水m2×40℃，--------②，①+②得：c铁m铁×160℃＝c水（m1+m2）×40℃，∴c铁m铁＝c水（m1+m2），--------③，把加热到100℃的某铁块投入（m1+m2）克40℃的水中，c铁m铁（100℃t）＝c水（m1+m2）（t40℃），----------④，③代入④得：c水（m1+m2）×（100℃t）＝c水（m1+m2）（t40℃），解得：t＝52℃.故选B.
4.（2019·广西壮族自治区初三期中）用两个相同的电热水器给质量同为1.5kg 的甲物体和水加热，他们的温度随加热时间的变化关系如图所示，据此判断甲物体10 min吸收的热量为（ ）
A.0.63×105J B.0.9×105J
C.1.89×105J D.3.78×105J
【答案】C
【解析】由图象可知：用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，水温度升高60℃需要20min，甲物质加热10min吸收的热量与水加热10min吸收的热量的热量相同，且水10min所吸收热量为20min吸收热量的一半，即
5.（2020·安徽省初三专题练习）为了测定熔炉内的温度，先将质量为的铜球投入熔炉里相当长的时间后取出，并立即投入到质量为、温度为的水中，结果水温升高到.则此熔炉的温度约为[不计热损失，]（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据得，水吸收的热量：
，
根据题意知：
Q放=Q吸，
则熔炉内的温度：
.
6.（2020·华东师大二附中前滩学校初三）冷水的温度为 t1，热水的温度为 t2，现要把冷水和热水混合成温度为 t3 的温水，若不计热量损失，冷水和热水的质量比应为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】冷水吸收的热量：
Q吸=cm1（t3 t1），
热水放出的热量：
Q放=cm2（t2 t3），
由题知，Q吸=Q放，
∴cm1（t3 t1）=cm2（t2 t3），
解得：=
7.（2019·吉林省初三二模）某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧.通过计算可知，下列结果正确的是（　　）
①汽车行驶速度是20km/h ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J
③汽车牵引力做功的功率是30kW ④汽车发动机的效率是20%
A.只有①和② B.只有②和③ C.只有①和④ D.只有②和④
【答案】D
【解析】①汽车行驶速度是：
，故①错误；
②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是：
，故②正确；
③匀速行驶时汽车受到的牵引力与阻力是平衡力，所以汽车牵引力做功的功率是：
，故③错误；
④汽车发动机的做的功为：
，
汽车发动机的效率是：
，故④正确
8.（2020·全国初三专题练习）一台柴油机中的燃料完全燃烧放出了8×107 J的热量，共计损失了4.8×107 J能量，下列说法错误的是（ ）
A.该柴油机的效率为40%
B.用来做有用功的能量为3.2×107 J
C.通过科技进步，在未来可以实现能量零损失
D.减少机械间的摩擦可以提高热机效率
【答案】C
【解析】一台柴油机中的燃料完全燃烧放出了8×107 J的热量，共计损失了4.8×107 J能量，则用来做有用功的能量为
8×107 J -4.8×107 J =3.2×107 J；
柴油机的效率等于有用功与总功的比值，故
/ =40%.
柴油机在工作过程中不可避免的要有能量的损失，未来不可能实现能量零损失；减少机械间的摩擦可以减少能量的损失，故可以提高热机的效率；不正确的说法为C，C符合题意.
9.（2019·鄂托克旗乌兰镇中学初三月考）某载重汽车自重12t，车轮与地面的总接触面积为0.5m2，汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为210kW，每行驶43s消耗柴油700g，柴油的热值为4.3×107J/kg。下列说法中（ ）
①完全燃烧700g柴油放出的热量为3.01×109J
②该柴油发动机效率为30%
③汽车的牵引力为1.05×104N
④若公路所能承受的最大压强为8×105Pa，汽车最多能装载40t的货物
A.只有①②正确 B.只有③④正确
C.只有①③正确 D.只有②③正确
【答案】D
【解析】
【详解】
①.完全燃烧700g干木柴放出的热量：Q放＝m柴油q＝0.7kg×4.3×107J/kg＝3.01×107J，故①错误；
②.柴油发动机做功：W＝Pt＝210×103W×43s＝9.03×106J，柴油发动机的效率：η＝×100%＝×100%＝30%，故②正确；
③.汽车速度：v＝72km/h＝72×m/s＝20m/s，由P＝==Fv得，汽车的牵引力：F＝＝＝1.05×104N，故③正确；
④.由p＝得，公路所能承受的最大压力：F＝pS＝8×105Pa×0.5m2＝4×105N，汽车与货物的质量之和：m总＝＝=＝4×104kg＝40t，汽车最多能装载货物质量：m＝m总﹣m车＝40t﹣12t＝28t，故④错误。
综上，D正确。
二、计算题
10.（2020·湖北省中考真题）某款汽车质量为1600kg，车轮与地面总接触面积为0.05m2。某次在水平高速公路上以72km/h速度匀速行驶了23min， 所受阻力为汽车重力的0.2倍。燃油的热值为4.6×107J/kg，g 取10N/kg。求：
（1）汽车静止时，对水平地面的压强。
（2）牵引力做功的功率。
（3）若燃油完全燃烧，内燃机的效率是40%，至少消耗多少kg燃油？
【答案】（1）；（2） ；（3）
【解析】（1）汽车静止时，对水平地面的压力等于自身重力
汽车对水平地面的压强
（2）由题意知汽车做匀速直线运动，其所受牵引力和阻力大小相等
汽车的车速
汽车所受牵引力做功的功率
（3）汽车行驶23min，牵引力所做的功
若燃油完全燃烧，且内燃机的效率是40%，则燃油完全燃烧释放的热量
消耗燃油的质量
答：（1）汽车静止时，对水平地面的压强为；
（2）牵引力做功的功率为；
（3）若燃油完全燃烧，内燃机的效率是40%，至少消耗多少燃油的质量为。
11.（2020·山东省中考真题）采购员小明骑着摩托车外出采购食品。小明质量为70kg，摩托车质量为150kg（g=10N/kg）。
（1）小明买食品时，将摩托车停在超市门前的水平地面上，摩托车与地面接触面积为150cm2，求摩托车对地面的压强；
（2）采购食品后，小明将80kg的食品装上车，在限速为80km/h的水平路面上以72km/h的速度匀速行驶50s，行驶时受到的阻力为总重力的0.1倍，若消耗的汽油完全燃烧放出1×106J的热量，求摩托车发动机的实际输出功率和效率。
【答案】（1） 1×105Pa；（2）6000W；30%
【解析】（1） 摩托车静止在水平地面时对地面的压力
F=G=mg=150kg×10N/kg=1500N
摩托车与地面接触面积
S=150cm2=1.5×10-2m2
摩托车静止在水平地面时对地面的压强
p===1×105Pa
摩托车对地面的压强为1×105Pa。
（2）由题意， 摩托车匀速行驶时受到的摩擦力
f=0.1G总=0.1（m车+m人+m货）g=（150kg+70kg+80kg）×10N/kg×0.1=300N
因为摩托车匀速直线行驶，则
F牵=f=300N
摩托车的速度
v=72km/h=20m/s
摩托车的功率
P=F牵v=300N×20m/s=6000W
摩托车发动机的实际输出功为6000W。
摩托车行驶50s输出的用功
W=Pt=6000W×50s=3×105J
摩托车发动机的效率
η===30%
摩托车发动机的效率为30%。
答：（1）摩托车对地面的压强为1×105Pa；
（2） 摩托车发动机的实际输出功为6000W；摩托车发动机的效率为30%。
12.（2020·山东省中考真题）国家提倡节能减排，各地“煤改气”正在积极进行，某同学计算他家天然气烧水的热效率将的水倒入烧水壶中，并测出水温为。在一个标准大气压下，把水刚加热到时，测出消耗天然气。已知水的比热容，天然气热值约为。
求：（1）将这些水烧开，需吸收多少热量；
（2）在这种情况下，燃烧的天然气放出了多少热量；
（3）他家天然气灶的效率。
【答案】（1）；（2）；（3）35%
【解析】（1）将这些水烧开需吸收的热量
（2）燃烧的天然气，放出的热量为
（3）他家天然气灶的效率是
答：（1）将这些水烧开，需吸收热量；
（2）在这种情况下，燃烧的天然气放出了热量；
（3）他家天然气灶的效率是35%。
13.（2020·安徽省初三三模）一辆汽车在平直的公路上做直线运动，其v-t图像如图所示，在10s时速度达到20m/s，0~10s通过的路程为120m，汽车在整过行驶过程中阻力不变，其大小为F阻=4000N，求：
（1）汽车在匀速直线运动过程中牵引力做功的功率多大？
（2）若汽车在整过运动过程中功率保持不变，发动机的转化效率为25%，则0~10s内需要完全燃烧多少千克汽油？（已知汽油的热值大约为5×107J/kg）。
【答案】（1） （2）0.064kg
【解析】（1）由图可知，10s后汽车做匀速直线运动，速度v=20m/s，根据二力平衡条件可得，牵引力为
F=f=4000N
则汽车的功率为
（2）在0~10s内汽车发动机的牵引力所做的功
W=Pt=8×104W×10s=8×105J
由可得
由Q=mq可得需要燃烧汽油的质量
答：（1） 汽车在匀速直线运动过程中牵引力做功的功率为；
（2）0~10s内需要完全燃烧0.064kg汽油。
14.（2020·山东省中考真题）小华家使用的是天然气热水器，他尝试估测该热水器的效率，以核对铭牌上的数值是否准确。当只有该热水器使用天然气时。把50kg的水从20℃加热到54℃，天然气表的示数由1365.05m3变为1365.17m3，已知水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值q=7.0×107J/m3。求：
（1）水吸收的热量；
（2）消耗的天然气完全燃烧故出的热量；
（3）该热水器的效率。
【答案】（1）7.14×106J；（2）8.4×106J；（3）85%
【解析】（1）水吸收的热量
（2）消耗的天然气体积
V=1365.17m3-1365.05m3=0.12m3
消耗的天然气完全燃烧放出的热量
（3）该热水器的效率
答：（1）水吸收的热量是7.14×106J；
（2）消耗的天然气完全燃烧故出的热量是8.4×106J；
（3）该热水器的效率是85%。
15.（2020·江苏省初三三模）如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深10m，物体重G=4.2×103N，汽车重G车=3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.05倍。请计算：
（1）若汽车运动的速度为1.2m/s，则将物体由井底拉至井口，需要多长时间？
（2）滑轮组的机械效率是多少？
（3）若汽车发动机的效率为25%，则将物体拉至井口需消耗多少汽油？（汽油的热值为4.2×107J/kg）
【答案】（1） 25s；（2） 70%；（3） 0.01kg
【解析】（1）由图可知，滑轮组中由3段绳子承担重物，则物体上升的速度为
v物=v车=×1.2m/s=0.4m/s
物体由井底拉至井口需要的时间
t=== =25s
将物体由井底拉至井口需要25s。
（2）滑轮组的机械效率为
η== = ==×100%=70%
滑轮组的机械效率是70%。
（3）由题意可得，汽车受到的阻力为
f=0.05G车=0.05×3×104N=1500N
汽车匀速直线运动，受到平衡力作用，在水平方向上，汽车受到向右的牵引力、向左的拉力、向左的阻力作用；由力的平衡条件可得牵引力
F牵=F拉+f=2×103N+1500N=3500N
汽车运动的距离
s车=s绳=3h=3×10m=30m
牵引力做功为
W=F牵s车=3500N×30m=1.05×105J
汽车热机效率η==25%，则汽油完全燃烧放出的热量
Q放===4.2×105J
由Q放=mq得需要汽油的质量
m== =0.01kg
将物体拉至井口需消耗0.01kg汽油。
答：（1）若汽车运动的速度为1.2m/s，则将物体由井底拉至井口，需要25s；
（2）滑轮组的机械效率是70%；
（3）若汽车发动机的效率为25%，则将物体拉至井口需消耗0.01kg汽油。
16.（2020·湖北省初三其他）节约能源是社会可持续发展的基础，是建设青山绿水美好环境的保证。下面我们通过计算来感受节约电能的意义：（=3.6×106J）
（1）火力发电站每发出的电能至少需要完全燃烧多少kg的煤？（煤的热值为3×107J/kg）
（2）的电能可使多少kg的水温度升高50℃？（水的比热容为，保留一位小数）
（3）的电能可以供质量为1.2t，输出功率为30kW的电动汽车，以54km/h的速度行驶多远？
【答案】（1）0.12kg；（2）17.1kg；（3）1800m
【解析】（1）火力发电站每发出的电能至少需要完全燃烧煤的质量
m煤===0.12kg
（2）若不计热量损失，水吸收的热量
由热量公式可求水的质量，则
m水===17.1kg
（3）电动汽车行驶时间，由得
t===120s
电动汽车的速度
电动汽车的行驶距离，由得
答：（1）火力发电站每发出的电能至少需要完全燃烧0.12kg的煤；
（2）的电能可使17.1kg的水温度升高50℃；
（3）电动汽车的行驶距1800m。
三、填空题
17.（2020·湖北省中考真题）可燃冰是一种新能源，它是水和天然气在高压低温下形成的类似冰状结晶物质，主要成分是甲烷，我国可燃冰的开采技术处于世界领先水平，用燃气锅炉烧水时，将500kg初温20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.1m3的可燃冰，这个过程中水吸收的热量为______J。完全燃烧0.1m3可燃冰放出的热量为______J，燃气锅炉烧水时的效率为______。[c水=4.2×103J/（kg·℃），可燃冰热值q=6.0×109J/m3]
【答案】1.68×108 6.0×108 28%
【解析】[1]水吸收的热量
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/（kg·℃）×500kg×（100℃-20℃）=1.68×108J
[2]完全燃烧0.1m3可燃冰放出的热量
Q放=Vq=0.1m3×6.0×109J/m3=6.0×108J
[3]燃气锅炉烧水时的效率
=28%
18.（2020·重庆初三其他）加热饭盒相比于普通饭盒具有插电加热，携带方便的优点。热饭时要把盒盖上的排气孔打开，我们能闻到饭菜的香味是因为__________________。要利用该饭盒使500g的水从20℃升高40℃，水吸收的热量为______J。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
【答案】分子在不停的做无规则运动
【解析】[1]分子在不停的做无规则运动，所以可以在闻到饭香气味。
[2]水的质量为
m水=500g=0.5kg
水吸收的热量为
19.（2020·四川省中考真题）可燃冰作为一种新型燃料。是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质，可直接点燃，1m3可燃冰在常温常压下可释放160m3的天然气。根据以上信息可知，可燃冰是_______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。1m3的可燃冰释放的天然气完全燃烧放出的热量为______J，若该热量全部被水吸收，可将______kg的水从10℃加热到90℃。[c水=4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值q =4.2×107J/m3，环境为标准大气压]
【答案】不可再生 6.72×109 2×104
【解析】[1]由题知，可燃冰在短时间之内不可再生，所以可燃冰是不可再生能源。
[2]1m3可燃冰在常温常压下可释放出160m3的天然气，则完全燃烧160m3的天然气可放出的热量
[3]天然气完全燃烧放出热量全部被水吸收，则有
Q吸=Q放=6.72×109J
由可得，这些热量可加热水的质量
20.（2020·江苏省初三二模）某太阳能热水器内装有100kg的水，初温为20℃，经过阳光照射一天后，水温升高了60℃，热水器内水增加的内能是通过______方式实现的；若这些能量由煤燃烧提供，且煤燃烧释放的热量只有30%被水吸收，则至少需要燃烧______kg的煤。[已知，]
【答案】热传递 2.8
【解析】[1]太阳能热水器内的水吸收热量，内能增加，温度升高，是通过热传递的方式来增加水的内能的。
[2]水所吸收的热量为
煤燃烧放出的热量为
由题意知
则需要燃烧的煤的质量为
21.（2020·江苏省初三三模）如图所示是热机的_____冲程；一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，该汽油机每秒钟完成做功_____次。若该汽油机的效率为30%，完全燃烧10kg的汽油放出的热量可以对外做功_____J（汽油的热值为4.6×107J/kg）。
【答案】排气 10 1.38×108
【解析】[1]如图，进气门关闭、排气门打开，活塞上移，是排气冲程。
[2]单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min=20r/s，也就是1s飞轮转动20r，飞轮转动20r，燃气对外做功10次，完成10个工作循环、完成40个冲程。
[3]汽油完全燃烧时放出的热量
Q放=mq=10kg×4.6×107J/kg=4.6×108J
该汽油机可以对外做功
W有用=ηQ放=30%×4.6×108J=1.38×108J
22.（2020·重庆初三其他）为了保护环境，我们应大力提倡使用清洁能源。现要将20kg的水从20℃加热到50℃，如果使用效率为84%的电热水器，需要耗电____kw·h，这是通过______方式改变水的内能。[已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），结果保留到小数点后2位]
【答案】0.83 热传递
【解析】[1]加热水需要的热量为
若加热过程的效率为84%，则所需的总能量，即电能为
[2]电能转化为热能，水吸收了热量，温度升高，这是通过热传递的方式改变水的内能。
23.（2020·黑龙江省初三其他）一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3600r/min，该柴油机1s对外做功______次。若其效率为40%，消耗5kg的柴油转化成的机械能是__________J。（q柴油＝4.3×107J/kg）
【答案】30 8.6×107
【解析】[1]已知飞轮转速为3600r/min，即60r/s，而一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，所以该柴油机1s对外做功30次。
[2] 5kg的柴油完全燃烧放出的热量
Q=mq=5kg4.3×107J/kg=2.15×108J
η=40%，由η=得转化成的机械能
W=ηQ=40%2.15×108J=8.6×107J
消耗5kg的柴油转化成的机械能是8.6×107J。

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