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綜合集訓(xùn)四 熱學(xué)綜合
2023-2025年三年中考物理真題分類匯編，分類練習(xí)，高效提分！按照物理學(xué)科知識點(diǎn)構(gòu)成情況，將試題分解組合，全面呈現(xiàn)物理學(xué)科知識點(diǎn)在三年中考中的考查情況，旨意方便老師和學(xué)生掌握中考命題動向、熟悉中考考查方式。
一．解答題（共8小題）
1．（2024 湖北）據(jù)統(tǒng)計，每燃燒1kg燃油約排放3.3kg二氧化碳。為實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)，氫能作為一種綠色低碳的清潔能源在我國交通領(lǐng)域的應(yīng)用場景不斷擴(kuò)大，使用氫燃料電池的交通工具不斷豐富，其應(yīng)用流程如下。
（1）氫燃料電池將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為 　 　 能。
（2）當(dāng)儲氫瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)為3.5×107Pa時，求瓶內(nèi)壁1cm2的面積上受到的壓力。
（3）以氫燃料電池卡車為例，若卡車在水平路面上勻速行駛72km用時1h，功率為172kW。
①求卡車的行駛速度。
②求卡車所受牽引力。
③與燃油卡車相比，氫燃料電池卡車行駛72km可減排二氧化碳的質(zhì)量為多少？
（燃油機(jī)的效率取36%，燃油的熱值q取4.3×107J/kg）
2．（2024 海南）科技助“荔”打造智慧果園。海南荔枝農(nóng)利用植保無人機(jī)巡邏、噴藥、施肥，百苗荔枝施肥只需三小時。作業(yè)前，裝滿藥劑和汽油的無人機(jī)停在水平地面上，對水平地面的壓強(qiáng)為5×104Pa，支架與水平地面的總接觸面積為5×10﹣3m2作業(yè)時，該無人機(jī)先勻速直線上升3m，接著水平勻速飛行噴灑藥劑。無人機(jī)上升時空氣阻力和汽油消耗忽略不計。請完成下列問題。（ρ汽油＝0.7×103kg/m3，q汽油＝4.6×107J/kg，取g＝10N/kg）
（1）無人機(jī)勻速上升時升力與總重力 　 　 （選填“是”或“不是”）一對平衡力。
（2）滿載時無人機(jī)的總質(zhì)量為多少kg？
（3）上升過程升力做了多少功？
（4）若無人機(jī)的熱機(jī)效率是40%，無人機(jī)消耗200mL汽油所做的有用功是多少？
3．（2023 海南）水環(huán)境質(zhì)量是生態(tài)文明建設(shè)的重要篇章，我省“六水共治”攻堅戰(zhàn)已全面打響。如圖所示，一艘保潔船正在開展海上環(huán)衛(wèi)作業(yè)。船由柴油機(jī)提供動力，熱機(jī)效率為30%。（取ρ海水＝1.0×103kg/m3，q柴油＝4.0×107J/kg，g＝10N/kg）
（1）工人打撈廢棄物時，使用的打撈桿相當(dāng)于 　 　 杠桿（選填“省力”或“費(fèi)力”）。
（2）某廢棄物懸浮在水面下1m深處，所受海水的壓強(qiáng)是多大？
（3）工人將該質(zhì)量為3kg的廢棄物打撈上船，水面距離船沿的高度為1.5m，從水面到船沿這一過程，工人對廢棄物至少做了多少功？
（4）若船以1000N的牽引力在海上勻速行駛15km，需消耗多少柴油？
4．（2024 德州）近年來我國大力提倡風(fēng)力發(fā)電，如圖為某小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，已知該發(fā)電機(jī)1s內(nèi)獲得的風(fēng)能E為8×104J，風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為25%，當(dāng)?shù)仄骄L(fēng)速v為10m/s，發(fā)電機(jī)一天工作時間按5h計算。
（1）若發(fā)電機(jī)在1s內(nèi)獲得的風(fēng)能E與風(fēng)速v的定量關(guān)系為E＝kv3，則常數(shù)k＝ 　 　 J （m/s）﹣3。
（2）發(fā)電機(jī)1天內(nèi)產(chǎn)生的電能相當(dāng)于完全燃燒多少千克煤放出的熱量？（
（3）若發(fā)電機(jī)1天產(chǎn)生的電能全部用于給電動汽車提供動力，可供牽引力為1.2×103N的電動汽車以100km/h的速度勻速直線行駛多少小時？
5．（2023 益陽）如圖所示為某種固體酒精爐，固體酒精爐比液體酒精爐使用時更安全，為了測定該固體酒精爐的熱效率，在爐中放入40g的固體酒精，當(dāng)固體酒精燃燒完后，鍋中1kg的水溫度從20℃升高到了70℃。已知固體酒精的熱值為1.5×107J/kg，水的比熱容是4.2×103J/（kg ℃）。
（1）若固體酒精完全燃燒，則放出的熱量是多少？
（2）水吸收的熱量是多少？
（3）小明測得固體酒精爐的熱效率是多大？
（4）請寫出固體酒精爐熱效率不高的一個原因。
6．（2023 揚(yáng)州）如圖所示，在估測薯片熱值的實驗中，小軍設(shè)計了兩種對水加熱的方式。
方式一：薯片在小燒杯中燃燒；
方式二：薯片在燃燒皿中燃燒。
兩種加熱方式中合理的是 　 　 。在進(jìn)行實驗時，要讓薯片充分燃燒，操作是 　 　 。
用天平量取100g水，并測出一片薯片的質(zhì)量，用以上選取的方式燃盡薯片，并用溫度計測出水升高的溫度，所測出的薯片熱值偏 　 　 ，原因是 　 　 。
7．（2023 陜西）核聚變能量被稱為人類理想的永久能源。近年來，有“人造太陽”之稱的中國全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置不斷創(chuàng)造新的記錄，使我國人工可控核聚變的研究處于世界領(lǐng)先水平，為加快實現(xiàn)人工可控核聚變貢獻(xiàn)了中國智慧。核聚變的主要原料是氘，它可以從水中提取，1L海水中含有3.4×10﹣5kg的氘。在完全聚變反應(yīng)中，1L海水中的氘釋放出的能量相當(dāng)于300L汽油完全燃燒所釋放的能量。請完成下列問題。
（1）當(dāng)前運(yùn)行的核電站是利用核 　 　 變的原理工作的，核能屬于 　 　 （選填“可再生”或“不可再生”）能源。
（2）1L海水中所含有的氘完全核聚變反應(yīng)所釋放的能量是多少？可以供一盞“220V 0.5A”的電燈正常工作多長時間？（ρ汽油＝0.71×103kg/m3，q汽油＝4.6×107J/kg）（計算結(jié)果保留兩位小數(shù)）
（3）未來實現(xiàn)人工可控核聚變后，若一座核聚變發(fā)電站每年消耗340kg的氘，理論上可釋放的能量是多少？
8．（2024 無錫）我國海陽核電廠在利用核能發(fā)電的同時給居民供暖，其工作流程如圖所示，核燃料反應(yīng)堆內(nèi)有低濃度的鈾﹣235，發(fā)生核反應(yīng)后產(chǎn)生大量的熱，一回路和二回路是兩個互不相通的水循環(huán)回路，一回路的水流過核燃料反應(yīng)堆的堆芯，帶走核反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量，在蒸汽發(fā)生器中將熱量傳遞給二回路的水，然后流回堆芯。二回路的水在蒸汽發(fā)生器中受熱，產(chǎn)生大量高溫水蒸氣，水蒸氣做功推動汽輪機(jī)發(fā)電，做功后的水蒸氣冷凝后返回蒸汽發(fā)生器。核能供暖是將發(fā)電之后的低品位余熱取出來通過管道送給居民。單個機(jī)組，如果僅供電，每秒提供的電能為1.25×109J；若在供電的同時進(jìn)行供熱，每秒提供的電能為1.21×109J、熱量為2×108J，對單個機(jī)組核燃料反應(yīng)堆產(chǎn)生的能量使用效率提高了3.2%。（標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值取3.0×107J/kg）
（1）核燃料反應(yīng)堆中的鈾﹣235是 　 　 （選填“可再生”或“不可再生”）能源。二回路中的水在蒸汽發(fā)生器中發(fā)生 　 　 （填物態(tài)變化名稱）吸收熱量。
（2）在下列空格中補(bǔ)充完整核能發(fā)電的能量轉(zhuǎn)化過程。
核能→內(nèi)能→　 　 →電能。
（3）若給居民供熱5.4×1015J，相當(dāng)于完全燃燒多少千克標(biāo)準(zhǔn)煤產(chǎn)生的熱量？
（4）單個機(jī)組核燃料反應(yīng)堆每秒產(chǎn)生的能量為 　 　 J。
二．計算題（共24小題）
額定電壓 220V
額定功率 1000W
9．（2025 福建）某電水壺的部分參數(shù)如下表所示。該電水壺正常工作時，可將質(zhì)量為1kg的水從20℃加熱到100℃，用時420s。已知c水＝4.2×103J/（kg ℃）。求：
（1）水吸收的熱量。
（2）電水壺消耗的電能。
（3）電水壺的熱效率。
10．（2024 泰安）某地利用地?zé)豳Y源建立溫泉浴池。某溫泉池注入了6×103kg的水，初始水溫為42℃，一段時間后水溫降至30℃，放出的熱量為Q，已知。求：
（1）Q的大小；
（2）完全燃燒多少立方米的天然氣放出的熱量與Q的大小相等。
11．（2023 盤錦）某品牌的柴油車進(jìn)行性能測試，該車在1600N的牽引力驅(qū)動下，沿平直路面以20m/s的速度勻速行駛了4.3km，消耗了0.5L柴油。（ρ柴油＝0.8×103kg/m3，q柴油＝4.3×107J/kg）在此次路測過程中，求：
（1）消耗柴油的質(zhì)量；
（2）牽引力功率；
（3）柴油機(jī)效率。
12．（2023 呼倫貝爾）民諺“五月五、過端午、蒸粽子”，呈現(xiàn)了端午節(jié)文化習(xí)俗。蒸粽子是利用水沸騰產(chǎn)生的水蒸氣進(jìn)行加熱。用2.5kg的水蒸粽子，當(dāng)水沸騰時，水溫升高了80℃。[c水＝4.2×103J/（kg ℃），q煤＝3×107J/kg]求：
（1）從加熱至沸騰，水吸收的熱量；
（2）此過程若采用煤爐加熱，煤爐加熱水的效率為10%，需要完全燃燒煤的質(zhì)量。
13．（2025 廣安）“五 一”假期，小莉一家出去旅游。汽車通過一條長2400m的隧道，用時120s，消耗0.1kg的汽油，汽車通過隧道牽引力做的有用功為1.38×106J。（汽油的熱值q＝4.6×107J/kg）求：
（1）汽車通過隧道的平均速度；
（2）完全燃燒0.1kg汽油放出的熱量；
（3）汽車通過隧道發(fā)動機(jī)的效率η。
1
主要參數(shù) 袋內(nèi)液體質(zhì)量：1kg 額定電壓：220V 額定功率：550W
4．（2025 涼山州）電熱暖手寶是生活中常見的取暖設(shè)備。某款電熱暖手寶的主要參數(shù)如圖所示，其正常工作4min，恰好將袋內(nèi)液體從10℃加熱至32℃[袋內(nèi)液體的比熱容取4.2×103J/（kg ℃）]，求：
（1）電熱暖手寶正常工作時的電流；
（2）袋內(nèi)液體從10℃加熱至32℃吸收的熱量；
（3）該過程中，電熱暖手寶的加熱效率。
15．（2024 齊齊哈爾）如圖所示為我國研制的四座氫燃料內(nèi)燃機(jī)飛機(jī)驗證機(jī)。該飛機(jī)使用氫為燃料，高壓儲氫罐可儲氫4kg，最大起飛質(zhì)量可達(dá)1.2×103kg。已知飛機(jī)靜止在水平地面上時，輪胎與地面的總接觸面積為0.2m2；在空中以180km/h的速度勻速直線巡航時，前置螺旋槳為飛機(jī)提供的牽引力為2×103N。已知?dú)涞臒嶂禐?.4×108J/kg。求：
（1）發(fā)動機(jī)未工作前，飛機(jī)靜止在水平地面上，達(dá)到最大起飛質(zhì)量時對地面的壓強(qiáng)為多少？
（2）高壓儲氫罐內(nèi)4kg的氫完全燃燒放出的熱量為多少？
（3）飛機(jī)以180km/h的速度勻速直線巡航0.5h，前置螺旋槳為飛機(jī)提供的牽引力做的功為多少？
16．（2024 蘭州）小亮用電熱水壺將質(zhì)量為1.5kg、初溫為20℃的水加熱到80℃，在只有電熱水壺工作的情況下，他觀察到家中標(biāo)有“1200imp/kW h”的電能表的指示燈在240s內(nèi)閃爍了144次，已知水的比熱容為c水＝4.2×103J/（kg ℃）。求：
（1）水吸收的熱量；
（2）電熱水壺的實際功率；
（3）電熱水壺的工作效率。
17．（2024 山西）山西擁有豐富的歷史文化遺產(chǎn)。暑假期間小明一家從平遙古城自駕前往五臺山，進(jìn)行古建筑研學(xué)旅行。平遙古城到五臺山全程約360km，駕車前往大約需要4h。（汽油的熱值q取4.5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3）
（1）求汽車的平均速度。
（2）汽車全程消耗汽油25L，求汽油完全燃燒放出的熱量Q。
（3）若汽車發(fā)動機(jī)全程的平均功率為25kW，求汽車發(fā)動機(jī)的效率。
18．（2023 蘭州）一輛燃油汽車沿平直公路勻速行駛了108km，所用時間為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)動機(jī)的效率。
19．（2023 金昌）小強(qiáng)想要計算家里天然氣灶燒水的熱效率，他將2kg的水倒入燒水壺中，并測出水溫為20℃，在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，把水剛加熱到100℃時，測出消耗天然氣0.048m3（假設(shè)天然氣完全燃燒），若水的比熱容c水＝4.2×103J/（kg ℃），天然氣熱值為q＝4.0×107J/m3。求：
（1）將這些水燒開，需吸收多少熱量；
（2）在這種情況下，燃燒的天然氣放出了多少熱量；
（3）該天然氣灶的效率。
20．（2023 聊城）高能聚合油是一種安全、清潔、可再生的新型環(huán)保燃料。某次用高能聚合油灶具將10kg的水從25℃加熱到100℃。已知水的比熱容是4.2×103J/（kg ℃），高能聚合油的熱值約為4.2×107J/kg。求：
（1）這些水吸收的熱量；
（2）若該高能聚合油灶具燒水的熱效率為75%，則燃燒了多少千克高能聚合油。
21．（2023 廣安）小紅一家到某基地露營時，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。
22．（2023 泰安）太陽能汽車?yán)锰柲馨鍖⑻柲苻D(zhuǎn)化為電能驅(qū)動汽車前進(jìn)。某品牌太陽能汽車在試驗場地內(nèi)進(jìn)行測試，30min行駛了27km的路程，消耗的電能為1.84×107J。已知汽油的熱值q＝4.6×107J/kg，在該測試過程中，求：
（1）太陽能汽車行駛的平均速度；
（2）消耗的電能相當(dāng)于完全燃燒多少千克的汽油釋放的能量。
23．（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)車停在水平地面時對地面的壓強(qiáng)；
（2）此次任務(wù)中該戰(zhàn)車穿過該水域需要多長時間；
（3）該戰(zhàn)車在水面漂浮時排開水的體積；
（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。
額定容量 1.8L
額定電壓 220V
額定功率 1850W
頻率 50Hz
24．（2025 黑龍江）小君家中有一個電熱壺，這個電熱壺的參數(shù)如下表所示。他想知道此電熱壺的熱效率，他將溫度為20℃、1.8L的水倒入壺中，測量出水加熱到100℃所需的時間為6min。請根據(jù)題中的信息計算：
（1）電熱壺中水的質(zhì)量。
（2）壺中水吸收的熱量。[水的比熱容為4.2×103J/（kg ℃）]
（3）電熱壺的熱效率。
25．（2025 蘇州）用煤氣爐將4kg的水從20℃加熱到70℃，消耗煤氣0.05kg。已知煤氣的熱值為4.2×107J/kg，水的比熱容為4.2×103J/（kg ℃）。求：
（1）水吸收的熱量；
（2）煤氣完全燃燒放出的熱量；
（3）煤氣爐加熱的效率。
26．（2024 常州）中國工程師利用焦?fàn)t氣中的氫氣與工業(yè)尾氣中的二氧化碳，合成液態(tài)燃料，作為第19屆亞洲運(yùn)動會主火炬的燃料。工程師在科普館用如圖所示的裝置為同學(xué)們演示模擬實驗，測量該燃料的熱值。
①在空酒精燈內(nèi)加入適量該液態(tài)燃料，得到“燃料燈”；
②在空燒杯內(nèi)加入1kg水，測得水的初溫為31℃，點(diǎn)燃“燃料燈”開始加熱；
③當(dāng)水恰好沸騰時，立即熄滅“燃料燈”，測得“燃料燈”消耗燃料30g。
已知實驗時氣壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，c水＝4.2×103J/（kg ℃），用該裝置加熱水的效率為42%。求：
（1）此過程中，燒杯內(nèi)水吸收的熱量。
（2）該液態(tài)燃料的熱值。
27．（2024 蘇州）如圖所示為某折疊卡式爐，采用丁烷氣體作為燃料。水壺裝入2L初溫為25℃的水，用卡式爐加熱至100℃，消耗了25g丁烷氣體（水的比熱容為4.2×103J/（kg ℃），丁烷的熱值為4.8×107J/kg）。求：
（1）壺中水的質(zhì)量；
（2）水吸收的熱量；
（3）卡式爐的加熱效率。
28．（2024 赤峰）電動汽車因具有零排放、低噪音、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，得到了快速發(fā)展，但仍然存在一些制約其發(fā)展的因素，目前主要應(yīng)用于城市內(nèi)部交通。某智能出行平臺出租的電動汽車部分參數(shù)如表所示。
電池容量 48kW h
百公里耗電量 12kW h/100km
（1）①如果用120kW的“快充”充電樁給該車充電，汽車電池最低電量不得低于電池容量的20%，則給該車從最低電量到充滿電需多長時間；
②就解決電動汽車充電時間長的問題提出一條合理建議。
（2）電池容量是決定電動汽車?yán)m(xù)航里程的主要因素，若此電動汽車的能量利用率是75%，計算該車的續(xù)航里程（按汽車電池電量不得低于電池容量的20%來計算）。
（3）同樣條件下，電動汽車比燃油汽車能耗小很多。某燃油汽車百公里消耗汽油10L，則電動汽車和燃油汽車百公里消耗的能量分別是多少焦耳。（汽油的密度ρ＝0.7×103kg/m3，汽油的熱值q＝4.6×107J/kg）
29．（2023 遼寧）鐵嶺市對大通街路面改造的過程中，使用了如圖所示的一款履帶運(yùn)輸車運(yùn)送石料。空載運(yùn)輸車的質(zhì)量為3t，履帶與地面總接觸面積為1.2m2。一次運(yùn)送中，運(yùn)輸車在2min內(nèi)沿水平路面勻速直線行駛600m，行駛中受到的阻力為104N。（g取10N/kg，燃料熱值q取4.5×107J/kg）求：
（1）空載運(yùn)輸車靜止時對水平路面的壓強(qiáng)；
（2）這次運(yùn)送中，運(yùn)輸車發(fā)動機(jī)的功率；
（3）若行駛中受到的阻力不變，發(fā)動機(jī)的效率是40%，10kg的燃料可供該車沿水平路面勻速直線行駛的距離。
30．（2023 本溪）某款環(huán)保能源汽車——?dú)淠苤乜ǎ鼭M載時總質(zhì)量為50t，車輪總著地面積為0.8m2，采用氫燃料發(fā)動機(jī)獲得動力。若某次運(yùn)輸過程中，汽車以300kW的輸出功率，在水平公路上勻速直線行駛了20min，汽車發(fā)動機(jī)的效率為75%。（g取10N/kg，q柴油取4.0×107J/kg）求：
（1）汽車滿載靜止在水平地面上時，對地面的壓強(qiáng)；
（2）這次行駛過程中，汽車消耗的氫能為多少焦耳；
（3）若這次行駛過程中消耗的氫能由柴油來提供，至少需要完全燃燒柴油的質(zhì)量。
31．（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速度的大小；
（2）汽車在柏油路上勻速行駛時的機(jī)械效率；
（3）汽車在沙土路上勻速行駛時受到阻力的大小。
32．（2023 婁底）如圖所示是一臺手扶雙輪壓路機(jī)，裝滿水的總質(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)動的距離是多少？
（2）壓路機(jī)靜止在水平路面上時，與地面的接觸面積為0.02m2，該壓路機(jī)對路面的壓強(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)動機(jī)的溫度，確保發(fā)動機(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 ℃）。
三．綜合能力題（共1小題）
33．（2024 陜西）某高校科研人員根據(jù)西藏地區(qū)太陽輻射強(qiáng)、供暖周期長等特點(diǎn)，為藏區(qū)某縣設(shè)計了太陽能供暖蓄熱系統(tǒng)。該系統(tǒng)由集熱、蓄熱和供暖三部分組成，其基本工作過程如圖所示。集熱板白天接收太陽輻射時，其內(nèi)部水溫升高，然后通過熱交換器，使蓄水箱內(nèi)水溫升高，再通過水泵將熱水送入用戶。集熱板無法供熱時，蓄水箱與熱交換器之間閥門關(guān)閉。晴天時，集熱板獲得的內(nèi)能不僅能滿足縣城用戶全天24小時的取暖需求，同時富余的內(nèi)能可儲存在蓄水箱中，用以解決陰雨天集熱板無法供熱的問題，實現(xiàn)“不用煤，不用氣，不用電，溫暖整個縣城千家萬戶！”
同學(xué)們用所學(xué)初中物理知識對該系統(tǒng)某一天的數(shù)據(jù)進(jìn)行了簡單的分析，為便于計算，工作過程和相關(guān)數(shù)值均做了簡化處理，如表所示。不計集熱板到蓄水箱之間的管道、熱交換器的熱損失。[水的比熱容為4.2×103J/（kg ℃），水的密度為1.0×103kg/m3]
集熱板每小時、每平方米接收的太陽輻射能量 集熱板面積 蓄水箱全天持續(xù)供暖輸出能量（含用戶得到的內(nèi)能、蓄水箱和供暖管道的熱損失）
3×106J 4×104m2 1.74×1011J
（1）同學(xué)們查閱資料了解到，在西藏地區(qū)選用該系統(tǒng)供熱的原因之一是：藏區(qū)海拔高，大氣壓強(qiáng) 　 　 （選填“大”或“小”），空氣密度小，蓄水箱對流散熱慢。
（2）若這一天光照時長為10h，集熱板的光熱轉(zhuǎn)化效率為60%，則集熱板中的水獲得的內(nèi)能是多少？這些內(nèi)能，一方面通過蓄水箱對用戶全天持續(xù)供暖，另一方面使得蓄水箱內(nèi)水的溫度最終升高了10℃。請分析計算該蓄水箱的容積至少是多少？
（3）假設(shè)該縣城用戶均采用地暖供熱。根據(jù)地暖供熱標(biāo)準(zhǔn)，用戶的進(jìn)水溫度不低于40℃。若這一天持續(xù)供暖結(jié)束后，蓄水箱水溫為48℃，接下來為連續(xù)陰雨天氣，請你通過計算分析，蓄水箱儲存的內(nèi)能是否還能為縣城用戶按標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)供暖3天？（計算結(jié)果保留一位小數(shù)）
綜合集訓(xùn)四 熱學(xué)綜合
參考答案與試題解析
一．解答題（共8小題）
1．【考點(diǎn)】熱機(jī)的效率公式與計算；壓強(qiáng)的公式的應(yīng)用；功率的計算．版權(quán)所有
【專題】計算題；比熱容、熱機(jī)、熱值；壓強(qiáng)、液體的壓強(qiáng)；功、功率、機(jī)械效率；應(yīng)用能力．
【解答】（1）由圖可知，氫燃料電池是將氫的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能；
（2）根據(jù)p可知，當(dāng)儲氫瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)為3.5×107Pa時，則瓶內(nèi)壁1cm2的面積上受到的壓力為：
F＝pS＝3.5×107Pa×1×10﹣4m2＝3.5×103N；
（3）①卡車的行駛速度為：
v72km/h＝20m/s；
②卡車所做的機(jī)械功為：
W＝Pt＝172×103W×3600s＝6.192×108J，
根據(jù)W＝Fs可知，卡車所受牽引力為：
F8.6×103N；
③根據(jù)η可知，燃料完全燃燒放出的熱量為：
Q放1.72×109J，
消耗燃油的質(zhì)量為：
m40kg，
則減排二氧化碳的質(zhì)量為：
m'＝3.3m＝3.3×40kg＝132kg。
答：（1）電；
（2）瓶內(nèi)壁1cm2的面積上受到的壓力為3.5×103N；
（3）①卡車的行駛速度為20m/s；
②卡車所受牽引力為8.6×103N；
③與燃油卡車相比，氫燃料電池卡車行駛72km可減排二氧化碳的質(zhì)量為132kg。
2．【考點(diǎn)】熱機(jī)的效率公式與計算；平衡力的判斷；壓強(qiáng)的公式的應(yīng)用；功的簡單計算．版權(quán)所有
【專題】計算題；比熱容、熱機(jī)、熱值；功、功率、機(jī)械效率；應(yīng)用能力．
【解答】（1）無人機(jī)勻速（直線）上升時，處于平衡狀態(tài)，受到的升力與總重力是一對平衡力；
（2）由p可得無人機(jī)對水平地面的壓力：
F＝pS＝5×104Pa×5×10﹣3m2＝250N，
無人機(jī)的總重力G＝F＝250N，
總質(zhì)量：
m25kg；
（3）上升過程升力做的功：
W＝G總h＝250N×3m＝750J；
（4）消耗汽油的體積V汽油＝200mL＝200cm3，
汽油的質(zhì)量：m汽油＝ρ汽油V汽油＝0.7g/cm3×200cm3＝140g＝0.14kg，
汽油完全燃燒放出的熱量：
m汽油q汽油＝0.14kg×4.6×107J/kg＝6.44×106J，
由η可得做的有用功：
W＝ηQ放＝40%×6.44×106J＝2.576×106J。
故答案為：（1）是；
（2）滿載時無人機(jī)的總質(zhì)量為25kg；
（3）上升過程升力做了750J的功；
（4）若無人機(jī)的熱機(jī)效率是40%，無人機(jī)消耗200mL汽油所做的有用功是2.576×106J。
3．【考點(diǎn)】熱機(jī)的效率公式與計算；液體壓強(qiáng)的公式及計算；功的簡單計算；杠桿的分類．版權(quán)所有
【專題】應(yīng)用題；比熱容、熱機(jī)、熱值；壓強(qiáng)、液體的壓強(qiáng)；簡單機(jī)械；功、功率、機(jī)械效率；應(yīng)用能力．
【解答】（1）工人打撈廢棄物時，使用的打撈桿動力臂小于阻力臂，相當(dāng)于費(fèi)力杠桿；
（2）某廢棄物懸浮在水面下1m深處，所受海水的壓強(qiáng)是：
p1＝ρ海水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1m＝1.0×104Pa；
（3）廢棄物的重力：G＝mg＝3kg×10N/kg＝30N，
工人對廢棄物至少做的功：W＝Fs＝30N×1.5m＝45J；
（4）該船在海上勻速行駛15km做的有用功W＝F牽引s＝1000N×15×103m＝1.5×107J，
消耗的柴油完全燃燒放出的熱量Q放5×107J，
消耗的柴油的質(zhì)量m1.25kg。
故答案為：（1）費(fèi)力；
（2）所受海水的壓強(qiáng)是1.0×104Pa；
（3）工人對廢棄物至少做的功為45J；
（4）若船以1000N的牽引力在海上勻速行駛15km，需消耗柴油為1.25kg。
4．【考點(diǎn)】固體和液體的熱值計算；速度推導(dǎo)公式求解路程和時間；功的簡單計算．版權(quán)所有
【專題】應(yīng)用題；比熱容、熱機(jī)、熱值；應(yīng)用能力．
【解答】（1）根據(jù)風(fēng)能E與風(fēng)速v的定量關(guān)系為E＝kv3，該發(fā)電機(jī)1s內(nèi)獲得的風(fēng)能E為8×104J，當(dāng)?shù)仄骄L(fēng)速v為10m/s，可以求得常數(shù)k的值：；
（2）該發(fā)電機(jī)1s內(nèi)獲得的風(fēng)能E為8×104J，風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為25%，發(fā)電機(jī)一天工作時間按5h計算，
則發(fā)電機(jī)1天內(nèi)產(chǎn)生的電能：W＝8×104J/s×25%×5×3600s＝3.6×108J；
由題可知煤放出的熱量Q放＝W，
根據(jù)Q放＝mq可得相當(dāng)于完全燃燒煤的質(zhì)量：m煤；
（3）根據(jù)W＝Fs可以求得電動汽車勻速直線行駛的路程：s；
根據(jù)v可以求得勻速直線行駛時間：。
故答案為：
（1）80；
（2）發(fā)電機(jī)1天內(nèi)產(chǎn)生的電能相當(dāng)于完全燃燒12千克煤放出的熱量；
（3）可供牽引力為1.2×103N的電動汽車以100km/h的速度勻速直線行駛3小時。
5．【考點(diǎn)】利用比熱容的公式計算熱量；熱值的簡單計算；能量的利用效率．版權(quán)所有
【專題】計算題；比熱容、熱機(jī)、熱值；分析、綜合能力．
【解答】（1）固體酒精完全燃燒放出的熱量：Q放＝m酒精q酒精＝40×10﹣3kg×1.5×107J/kg＝6×105J；
（2）水吸收的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（70℃﹣20℃）＝2.1×105J；
（3）固體酒精爐的熱效率：η35%；
（4）固體酒精不能完全燃燒，而且加熱過程中有熱量的損失，使得固體酒精爐熱效率不高。
答：（1）固體酒精完全燃燒放出的熱量是6×105J；
（2）水吸收的熱量是2.1×105J；
（3）小明測得固體酒精爐的熱效率是35%；
（4）固體酒精不能完全燃燒，而且加熱過程中有熱量的損失，使得固體酒精爐熱效率不高。
6．【考點(diǎn)】熱值的簡單計算．版權(quán)所有
【專題】應(yīng)用題；比熱容、熱機(jī)、熱值；應(yīng)用能力．
【解答】
若采用方式一對水加熱，通過熱傳遞能使燒杯上部水的溫度升高，而溫度較高的水，其密度較小，不能實現(xiàn)水的對流，則燒杯下部水的溫度幾乎不變，所以溫度計測得的示數(shù)不準(zhǔn)確，故兩種加熱方式中合理的是薯片在燃燒皿中燃燒（即方式二），能保證燒杯中水的溫度逐漸升高，溫度計的示數(shù)能準(zhǔn)確反映水的溫度變化；
在進(jìn)行實驗時，要讓薯片充分燃燒，操作是加快薯片周圍的空氣流動速度；
所測出的薯片熱值偏小，熱傳遞過程存在熱損耗，薯片燃燒放出的熱量不能完全被水吸收。
故答案為：方式二；加快薯片周圍的空氣流動速度；小；薯片燃燒放出的熱量不能完全被水吸收。
7．【考點(diǎn)】核能的利用；熱值的簡單計算；可再生能源和不可再生能源．版權(quán)所有
【專題】計算題；比熱容、熱機(jī)、熱值；電能和電功率；應(yīng)用能力．
【解答】（1）核電站是利用反應(yīng)堆發(fā)生可控制的核裂變來提供能量發(fā)電的；
核能會越用越少，不可能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，所以它們屬于不可再生能源。
（2）1L海水中的氘釋放出的能量相當(dāng)于300L汽油完全燃燒所釋放的能量，V＝300L＝0.3m3；
根據(jù)密度公式汽油的質(zhì)量為：
m＝ρV＝0.71×103kg/m3×0.3m3＝213kg；
這些汽油完全燃燒放出的熱量為：
Q汽油＝mq＝213kg×4.6×107J/kg＝9.798×109J；
即1L的海水中提取的氘參與核聚變能放出的能量為Q核＝9.798×109J；
“220V 0.5A“燈的功率為：
P＝UI＝220V×0.5A＝110W；
可以供一盞“220V 0.5A”的電燈正常工作時間為：
t8.91×107s；
（3）因3.4×10﹣5kg的氘完全核聚變，可放出9.798×109J的能量，340kg的氘完全核聚變可放出的能量為：
W′9.798×1016J。
故答案為：（1）裂；不可再生；
（2）1L海水中所含有的氘完全核聚變反應(yīng)所釋放的能量是9.798×109J；可以供一盞“220V 0.5A”的電燈正常工作時間8.91×107s；
（3）理論上可釋放的能量是9.798×1016J。
8．【考點(diǎn)】核能的利用；汽化的概念及現(xiàn)象；固體和液體的熱值計算；能源及其分類．版權(quán)所有
【專題】應(yīng)用題；汽化和液化、升華和凝華；比熱容、熱機(jī)、熱值；能源的利用與發(fā)展；應(yīng)用能力．
【解答】（1）核電站主要利用核裂變的可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)來發(fā)電的；核能用完后不能再生，屬于不可再生能源；蒸發(fā)器中的水是液體，被加熱后變成了水蒸氣，水蒸氣是氣體，水由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)是汽化，汽化吸熱；
（2）核能發(fā)電的能量轉(zhuǎn)化過程是：核能→內(nèi)能→機(jī)械能→電能；
（3）根據(jù)Q放＝q煤m得，燃燒煤的質(zhì)量：m1.8×108kg；
（4）由題知，單個機(jī)組，如果僅供電，每秒提供的電能為1.25×109J；若在供電的同時進(jìn)行供熱，每秒提供的電能為1.21×109J、熱量為2×108J，
設(shè)單個機(jī)組核燃料反應(yīng)堆每秒產(chǎn)生的能量為E，
則單個機(jī)組僅供電時，其能量使用效率為：η1，
單個機(jī)組在供電的同時進(jìn)行供熱，其能量使用效率為：η2，
因為對單個機(jī)組核燃料反應(yīng)堆產(chǎn)生的能量使用效率提高了3.2%，
所以，η2﹣η1＝3.2%，即：3.2%，
則單個機(jī)組核燃料反應(yīng)堆每秒產(chǎn)生的能量：
E5×109J。
故答案為：（1）不可再生；汽化；
（2）機(jī)械能；
（3）若給居民供熱5.4×1015J，相當(dāng)于完全燃燒1.8×108kg標(biāo)準(zhǔn)煤產(chǎn)生的熱量；
（4）5×109。
二．計算題（共24小題）
9．【考點(diǎn)】電功與電能的計算；利用比熱容的公式計算熱量；能量的利用效率．版權(quán)所有
【專題】比熱容、熱機(jī)、熱值；電能和電功率；應(yīng)用能力．
【解答】（1）水吸收的熱量：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J；
（2）由表可知電水壺的額定功率為1000W，該電水壺正常工作時，其實際功率等于額定功率，
故用時420s，電水壺消耗的電能：W＝Pt＝1000W×420s＝4.2×105J；
（3）電水壺的熱效率：η100%100%＝80%。
答：（1）水吸收的熱量為3.36×105J。
（2）電水壺消耗的電能為4.2×105J。
（3）電水壺的熱效率為80%。
10．【考點(diǎn)】氣體的熱值計算；利用比熱容的公式計算熱量．版權(quán)所有
【專題】比熱容、熱機(jī)、熱值；分析、綜合能力．
【解答】
（1）水溫下降時，放出的熱量為：Q＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×6×103kg×（42℃﹣30℃）＝3.024×108J；
（2）此熱量如果靠天然氣燃燒放熱，則需要天然氣的體積V。
答：（1）Q的大小為3.024×108J；（2）完全燃燒9.45立方米的天然氣放出的熱量與Q的大小相等。
11．【考點(diǎn)】功率的計算；熱機(jī)的效率公式與計算；密度的簡單計算．版權(quán)所有
【專題】比熱容、熱機(jī)、熱值；應(yīng)用能力．
【解答】（1）消耗柴油的質(zhì)量m＝ρV＝0.8×103kg/m3×0.5×10﹣3m3＝0.4kg；
（2）牽引力功率PFv＝1600N×20m/s＝32000W；
（3）有用功W有＝Fs＝1600N×4300m＝6.88×106J，
完全燃燒0.4kg柴油放出的熱量為Q放＝mq＝0.4kg×4.3×107J/kg＝1.72×107J，
柴油機(jī)效率η40%。
答：（1）消耗柴油的質(zhì)量是0.4kg；
（2）牽引力功率是32000W；
（3）柴油機(jī)效率是40%。
12．【考點(diǎn)】熱值的簡單計算；能量的利用效率；利用比熱容的公式計算熱量．版權(quán)所有
【專題】計算題；比熱容、熱機(jī)、熱值；應(yīng)用能力．
【解答】（1）水吸收的熱量：
Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103J/（kg ℃）×2.5kg×80℃＝8.4×105J；
（2）由η可得煤完全燃燒放出的熱量：
Q放8.4×106J；
由Q放＝mq可得煤的質(zhì)量：
m煤0.28kg。
答：（1）從加熱至沸騰，水吸收的熱量為8.4×105J；
（2）需要完全燃燒煤的質(zhì)量為0.28kg。
13．【考點(diǎn)】熱機(jī)的效率公式與計算；平均速度；固體和液體的熱值計算．版權(quán)所有
【專題】比熱容、熱機(jī)、熱值；長度、時間、速度；應(yīng)用能力．
【解答】（1）汽車通過隧道的平均速度為：；
（2）完全燃燒0.1kg汽油放出的熱量為：；
（3）汽車通過隧道發(fā)動機(jī)的效率為：。
答：（1）汽車通過隧道的平均速度為20m/s；
（2）完全燃燒0.1kg汽油放出的熱量為4.6×106J；
（3）汽車通過隧道發(fā)動機(jī)的效率為30%。
14．【考點(diǎn)】電功率P＝UI的簡單計算；利用比熱容的公式計算熱量；能量的利用效率．版權(quán)所有
【專題】比熱容、熱機(jī)、熱值；電能和電功率；應(yīng)用能力．
【解答】（1）由暖手寶參數(shù)知，當(dāng)其正常工作時的電流I2.5A。
（2）袋內(nèi)液體從10℃加熱至32℃吸收的熱量Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（32℃﹣10℃）＝92400J。
（3）暖手寶消耗的電能W＝Pt＝550W×4×60s＝132000J，
該過程中，電熱暖手寶的加熱效率η70%。
答：（1）電熱暖手寶正常工作時的電流為2.5A。
（2）袋內(nèi)液體從10℃加熱至32℃吸收的熱量為92400J。
（3）該過程中，電熱暖手寶的加熱效率70%。
15．【考點(diǎn)】氣體的熱值計算；壓強(qiáng)的公式的應(yīng)用；功的簡單計算．版權(quán)所有
【專題】比熱容、熱機(jī)、熱值；壓強(qiáng)、液體的壓強(qiáng)；功、功率、機(jī)械效率；應(yīng)用能力．
【解答】（1）飛機(jī)對水平地面的壓力：
F＝G＝mg＝1.2×103kg×10N/kg＝1.2×104N。
飛機(jī)對水平地面的壓強(qiáng)：
p6×104Pa；
（2）氫氣完全燃燒放出的熱量為：
Q放＝m氫氣q氫氣＝4kg×1.4×108J/kg＝5.6×108J；
（3）由v可得，飛機(jī)航行0.5h的距離為：
s＝vt＝180km/h×0.5h＝90km＝9×104m，
牽引力做的功為：W＝Fs＝2×103N×9×104m＝1.8×108J。
答：（1）發(fā)動機(jī)未工作前，飛機(jī)靜止在水平地面上，達(dá)到最大起飛質(zhì)量時對地面的壓強(qiáng)為6×104Pa；
（2）高壓儲氫罐內(nèi)4kg的氫完全燃燒放出的熱量為5.6×108J。
（3）飛機(jī)以180km/h的速度勻速直線巡航0.5h，前置螺旋槳為飛機(jī)提供的牽引力做的功為1.8×108J。
16．【考點(diǎn)】實際功率；電流的熱效應(yīng)；利用比熱容的公式計算熱量．版權(quán)所有
【專題】比熱容、熱機(jī)、熱值；電能和電功率；應(yīng)用能力．
【解答】（1）水吸收的熱量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×1.5kg×（80℃﹣20℃）＝3.78×105J；
（2）1200imp/（kW h）表示的是電路中每消耗1kW h的電能，指示燈閃爍1200次，
指示燈閃爍144次消耗的電能：
WkW h＝0.12kW h＝0.12×3.6×106J＝4.32×105J，
t＝240s，
電熱水壺的實際功率：P1800W；
（3）電熱水器的工作效率：η100%100%＝87.5%。
答：（1）水吸收的熱量為3.78×105J；
（2）電熱水壺的實際功率為1800W；
（3）電熱水壺的工作效率為87.5%。
17．【考點(diǎn)】熱機(jī)的效率公式與計算；平均速度；熱值的簡單計算．版權(quán)所有
【專題】比熱容、熱機(jī)、熱值；長度、時間、速度；功、功率、機(jī)械效率；應(yīng)用能力．
【解答】
（1）汽車平均速度為：。
（2）消耗汽油的質(zhì)量為：m＝ρV＝25L×0.8×103kg/m3＝20kg；
燃燒釋放的熱量為：Q＝qm＝4.5×107J/kg×20kg＝9×108J。
（3）汽車發(fā)動機(jī)做的機(jī)械功為：W＝Pt＝25×103W×4×3600s＝3.6×108J；
發(fā)動機(jī)的機(jī)械效率為：。
答：（1）汽車的平均速度為90km/h；
（2）汽油完全燃燒放出的熱量Q為9×108J；
（3）汽車發(fā)動機(jī)的效率為40%。
18．【考點(diǎn)】速度公式的應(yīng)用；功率的計算；熱機(jī)的效率公式與計算．版權(quán)所有
【專題】比熱容、熱機(jī)、熱值；長度、時間、速度；功、功率、機(jī)械效率；分析、綜合能力．
【解答】（1）汽車行駛的速度v108km/h；
（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P41400W；
（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)動機(jī)的效率η100%100%＝32.4%。
答：（1）汽車行駛的速度為108km/h；
（2）牽引力的功率為41400W；
（3）汽車發(fā)動機(jī)的效率為32.4%。
19．【考點(diǎn)】利用比熱容的公式計算熱量；氣體的熱值計算；能量的利用效率．版權(quán)所有
【專題】定量思想；比熱容、熱機(jī)、熱值；應(yīng)用能力．
【解答】
（1）水吸收的熱量：
Q吸＝c水m（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＝qV＝4.0×107J/m3×0.048m3＝1.92×106J；
（3）天然氣灶的效率：
η100%100%＝35%。
答：（1）將這些水燒開，需吸收6.72×105J的熱量；
（2）在這種情況下，燃燒的天然氣放出了1.92×106J的熱量；
（3）天然氣灶的效率為35%。
20．【考點(diǎn)】熱值的簡單計算；能量的利用效率；利用比熱容的公式計算熱量．版權(quán)所有
【專題】計算題；比熱容、熱機(jī)、熱值；應(yīng)用能力．
【解答】（1）水吸收的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×10kg×（100℃﹣25℃）＝3.15×106J；
（2）由η可知，高能聚合油完全燃燒放出的熱量：Q放4.2×106J，
由Q放＝mq可知，完全燃燒高能聚合油的質(zhì)量：m′0.1kg。
答：（1）這些水吸收的熱量為3.15×106J；
（2）若該高能聚合油灶具燒水的熱效率為75%，則燃燒了0.1kg高能聚合油。
21．【考點(diǎn)】能量的利用效率；利用比熱容的公式計算熱量．版權(quán)所有
【專題】比熱容、熱機(jī)、熱值；應(yīng)用能力．
【解答】（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：
η100%100%＝10%。
答：（1）水吸收的熱量為3.36×105J；
（2）該火爐燒水的熱效率為10%。
22．【考點(diǎn)】平均速度；熱值的簡單計算．版權(quán)所有
【專題】比熱容、熱機(jī)、熱值；長度、時間、速度；應(yīng)用能力．
【解答】（1）太陽能汽車行駛的平均速度為：
v54km/h；
（2）相當(dāng)于完全燃燒汽油的質(zhì)量為：
m0.4kg。
答：（1）太陽能汽車行駛的平均速度為54km/h；
（2）消耗的電能相當(dāng)于完全燃燒0.4千克的汽油釋放的能量。
23．【考點(diǎn)】速度公式的應(yīng)用；壓強(qiáng)的公式的應(yīng)用；阿基米德原理的理解；熱值的簡單計算．版權(quán)所有
【專題】計算題；比熱容、熱機(jī)、熱值；壓強(qiáng)、液體的壓強(qiáng)；浮力；應(yīng)用能力．
【解答】（1）戰(zhàn)車停在水平地面時對地面的壓力：F＝G＝mg＝26.5×103kg×10N/kg＝2.65×105N，
戰(zhàn)車對地面的壓強(qiáng)：p5.3×104Pa；
（2）根據(jù)v，該戰(zhàn)車穿過此水域所用時間：
t2.2h；
（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26.5m3；
（4）根據(jù)密度公式ρ得，消耗燃油的質(zhì)量：
m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。
答：（1）該戰(zhàn)車停在水平地面時對地面的壓強(qiáng)為5.3×104Pa；
（2）此次任務(wù)中該戰(zhàn)車穿過該水域需要的時間為2.2h；
（3）該戰(zhàn)車在水面漂浮時排開水的體積為26.5m3；
（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2.193×1010J。
24．【考點(diǎn)】電功與電能的計算；密度公式的變形運(yùn)用計算質(zhì)量和體積；利用比熱容的公式計算熱量；能量的利用效率．版權(quán)所有
【專題】比熱容、熱機(jī)、熱值；電能和電功率；密度及其應(yīng)用；應(yīng)用能力．
【解答】（1）由ρ＝可得，水的質(zhì)量：m＝ρV＝1×103kg/m3×1.8×10﹣3m3＝1.8kg；
（2）水吸收的熱量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1.8kg×（100℃﹣20℃）＝6.048×105J；
電水壺正常工作時的功率為1850W，6min消耗的電能：W＝Pt＝1850W×6×60s＝6.66×105J；
（3）該電水壺的效率：
η100%100%≈90.8%。
25．【考點(diǎn)】固體和液體的熱值計算；能量的利用效率；利用比熱容的公式計算熱量．版權(quán)所有
【專題】定量思想；比熱容、熱機(jī)、熱值；應(yīng)用能力．
【解答】（1）水吸收的熱量：
Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×4kg×（70℃﹣20℃）＝8.4×105J；
（2）煤氣完全燃燒放出的熱量：
Q放＝mq煤氣＝0.05kg×4.2×107J/kg＝2.1×106J；
（3）煤氣灶的效率：
η100%100%＝40%。
答：（1）水吸收的熱量為8.4×105J；
（2）煤氣完全燃燒放出的熱量為2.1×106J；
（3）煤氣爐加熱的效率為40%。
26．【考點(diǎn)】熱值的簡單計算；利用比熱容的公式計算熱量．版權(quán)所有
【專題】比熱容、熱機(jī)、熱值；應(yīng)用能力．
【解答】（1）水吸收的熱量為：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣31℃）＝2.898×105J；
（2）酒精燃燒放出的熱量為：Q放6.9×105J；
q酒2.3×107J/kg。
答：（1）此過程中，燒杯內(nèi)水吸收的熱量是2.898×105J。
（2）該液態(tài)燃料的熱值是2.3×107J/kg。
27．【考點(diǎn)】利用比熱容的公式計算熱量；能量的利用效率；密度的簡單計算．版權(quán)所有
【專題】應(yīng)用題；比熱容、熱機(jī)、熱值；應(yīng)用能力．
【解答】（1）由ρ可知，水的質(zhì)量：m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg；
（2）水吸收的熱量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（100℃﹣25℃）＝6.3×105J；
（3）丁烷氣體完全燃燒放出的熱量：Q放＝mq＝2.5×10﹣2kg×4.8×107J/kg＝1.2×106J；
卡式爐的加熱效率：η100%100%＝52.5%。
答：（1）壺中水的質(zhì)量是2kg；
（2）水吸收熱量是6.3×105J；
（3）卡式爐的加熱效為52.5%。
28．【考點(diǎn)】電功率P＝W/t的簡單計算；固體和液體的熱值計算．版權(quán)所有
【專題】比熱容、熱機(jī)、熱值；電能和電功率；應(yīng)用能力．
【解答】（1）電池電量48kW h，汽車電池最低電量不得低于電池容量的20%，W′＝48kW h﹣48kW h×20%＝38.4kW h，則給該車從最低電量到充滿電需要的時間t0.32h。縮短充電時間，可以提高充電功率。
（2）電動汽車的能量利用率是75%，按汽車電池電量不得低于電池容量的20%來計算，可以利用的電能W＝38.4kW h×75%＝28.8kW h.
電動汽車的百公里耗電量12kW h/100km，則一公里能耗為0.12kW h，該車的續(xù)航里程S240km。
（3）燃油汽車百公里消耗汽油10L，汽油燃燒放出的熱量Q＝mq＝0.7×103kg/m3×10×10﹣3m3×4.6×107J/kg＝3.22×108J。
電動汽車的百公里耗電量12kW h/100km，消耗的能量Q′＝12kW h＝4.32×107J。
答：（1）①該車從最低電量到充滿電需0.32h。
②縮短充電時間，可以提高充電功率。
（2）汽車的續(xù)航里程240km。
（3）燃油汽車百公里消耗的能量3.22×108J。電動汽車的百公里消耗的能量4.32×107J。
29．【考點(diǎn)】壓強(qiáng)的公式的應(yīng)用；功率的計算；熱機(jī)的效率公式與計算．版權(quán)所有
【專題】比熱容、熱機(jī)、熱值；壓強(qiáng)、液體的壓強(qiáng)；功、功率、機(jī)械效率；分析、綜合能力．
【解答】（1）空載運(yùn)輸車的重力G＝mg＝3000kg×10N/kg＝3×104N，
空載運(yùn)輸車靜止時對水平路面的壓力F＝G＝3×104N，
空載運(yùn)輸車靜止時對水平路面的壓強(qiáng)p2.5×104Pa；
（2）因為運(yùn)輸車勻速直線行駛，受力平衡，所以發(fā)動機(jī)的牽引力F牽＝f＝104N，
這次運(yùn)送中，運(yùn)輸車發(fā)動機(jī)做的功W＝F牽s＝104N×600m＝6×106J，
運(yùn)輸車發(fā)動機(jī)的功率P5×104W；
（3）10kg的燃料完全燃燒放出的熱量Q放＝m燃料q＝10kg×4.5×107J/kg＝4.5×108J，
發(fā)動機(jī)做的有用功W有用＝Q放η＝4.5×108J×40%＝1.8×108J，
該車沿水平路面勻速直線行駛的距離s′1.8×104m。
答：（1）空載運(yùn)輸車靜止時對水平路面的壓強(qiáng)是2.5×104Pa；
（2）運(yùn)輸車發(fā)動機(jī)的功率是5×104W；
（3）10kg的燃料可供該車沿水平路面勻速直線行駛的距離是1.8×104m。
30．【考點(diǎn)】壓強(qiáng)的公式的應(yīng)用；熱值的簡單計算；熱機(jī)的效率公式與計算．版權(quán)所有
【專題】比熱容、熱機(jī)、熱值；壓強(qiáng)、液體的壓強(qiáng)；應(yīng)用能力．
【解答】
（1）因為滿載靜止在水平地面上時，則有
F＝G＝mg＝50×103kg×10N/kg＝5×105N，
汽車滿載靜止在水平地面上時，對地面的壓強(qiáng)
p6.25×105Pa；
（2）由題意得，汽車勻速直線行駛了20min做的有用功
W＝Pt＝300×103W×20×60s＝3.6×108J，
由η得，汽車消耗的氫能Q氫4.8×108J；
（3）根據(jù)題意知，Q柴油＝Q氫＝4.8×108J，
則至少需要完全燃燒柴油的質(zhì)量m柴油12kg。
答：（1）汽車滿載靜止在水平地面上時，對地面的壓強(qiáng)是6.25×105Pa；（2）這次行駛過程中，汽車消耗的氫能為4.8×108J；（3）若這次行駛過程中消耗的氫能由柴油來提供，至少需要完全燃燒柴油的質(zhì)量是12kg。
31．【考點(diǎn)】速度推導(dǎo)公式求解路程和時間；功率的計算；功率的推導(dǎo)式P＝Fv；熱機(jī)的效率公式與計算．版權(quán)所有
【專題】計算題；比熱容、熱機(jī)、熱值；長度、時間、速度；功、功率、機(jī)械效率；分析、綜合能力．
【解答】（1）汽車在柏油路上勻速行駛時的速度：
v160km/h；
（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，牽引力與受到的阻力是一對平衡力，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的機(jī)械效率：
η100%100%≈52.2%；
（3）汽車的功率：
P＝F牽v1＝2.4×103N×60m/s＝4×104W，
根據(jù)題意可知，汽車在沙土路上勻速行駛時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汽車的牽引力：
F牽′5760N，
根據(jù)二力平衡條件可知，汽車在沙土路上勻速行駛時受到阻力：
f′＝F牽′＝5760N。
答：（1）汽車在柏油路上勻速行駛時速度為60km/h；
（2）汽車在柏油路上勻速行駛時的機(jī)械效率為52.2%；
（3）汽車在沙土路上勻速行駛時受到阻力的大小為5760N。
32．【考點(diǎn)】熱機(jī)的效率公式與計算；速度公式的簡單計算；壓強(qiáng)的公式的應(yīng)用；功的簡單計算；利用比熱容的公式計算熱量．版權(quán)所有
【專題】應(yīng)用題；比熱容、熱機(jī)、熱值；長度、時間、速度；壓強(qiáng)、液體的壓強(qiáng)；功、功率、機(jī)械效率；應(yīng)用能力．
【解答】（1）根據(jù)速度公式得，壓路機(jī)在這次壓路作業(yè)中運(yùn)動的距離是：s＝vt＝0.2m/s×10×60s＝120m；
（2）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)靜止時對水平地面的壓力等于自身的重力，F(xiàn)＝G壓路機(jī)＝5500N，
該壓路機(jī)對水平地面的壓強(qiáng)：p2.75×105Pa；
（3）壓路機(jī)勻速前進(jìn)時處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，二力大小相等，即F牽＝f＝0.4G總＝0.4×5500N＝2200N，
壓路機(jī)做的功：W＝F牽s＝2200N×120m＝2.64×105J；
（4）由η得，柴油完全燃燒釋放的熱量：Q放8.8×105J，
由Q放＝mq可得，消耗柴油的質(zhì)量：m0.022kg；
（5）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，
水吸收的熱量：Q＝cm水Δt＝4.2×103J/（kg ℃）×15kg×（80℃﹣20℃）＝3.78×106J。
答：（1）壓路機(jī)在這次壓路作業(yè)中運(yùn)動的距離是120m；
（2）該壓路機(jī)對路面的壓強(qiáng)是2.75×105Pa；
（3）壓路機(jī)在這次壓路作業(yè)中牽引力做的功是2.64×105J；
（4）若發(fā)動機(jī)效率為30%，這次作業(yè)要消耗0.022千克柴油；
（5）當(dāng)滿水箱的水從20℃上升到80℃可以吸收的熱量是3.78×106J。
三．綜合能力題（共1小題）
33．【考點(diǎn)】利用比熱容的公式計算熱量；密度的簡單計算．版權(quán)所有
【專題】比熱容、熱機(jī)、熱值；分析、綜合能力．
【解答】（1）大氣壓隨高度升高而減小；藏區(qū)海拔高，大氣壓強(qiáng)小；
（2）集熱板每小時、每平方米接收的太陽輻射能量3×106J；集熱板的光熱轉(zhuǎn)化效率為60%，
集熱板中的水獲得的內(nèi)能Q＝ηPSt＝60%×3×106J/（h m2）×10h×4×104m2＝7.2×1011J；
蓄水吸收的熱量Q'＝Q﹣E＝7.2×1011J﹣1.74×1011J＝5.46×1011J；
水的質(zhì)量m1.3×107kg；
水箱容積V1.3×104m3；
（3）水箱中水降低溫度可以放出的熱量Q''＝cmΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×1.3×107kg×（48℃﹣40℃）＝4.368×1011J；
可以供暖的天數(shù)n2.5天，不能滿足3天的要求。
故答案為：（1）小；（2）該蓄水箱的容積至少是1.3×104m3；
（3）蓄水箱儲存的內(nèi)能不能為縣城用戶按標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)供暖3天。
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