中考物理 专题七 中考热量计算常考点及其试题解析.doc

专题七 中考热量计算常考点及其试题解析初中阶段，涉及热学中热量计算的考点有物体吸收或放热、燃料完全燃烧放出热量、热平衡方程及其热效率。也就说在中考试卷里，如果出现涉及热学中热量方面的计算问题时，都是要考查以上知识点中的一个知识点或者几个知识点。其中热平衡方程及其热效率是属于拓展性知识点，对于能力强的学生应该加深学习。近年来，中考物理试卷中题型涉及选择题、填空题和综合应用题。特别是近几年中考涉及的热量计算试题难度不大，但今后解决创新试题就需要有扎实的基础知识，同时还需要掌握一些科学方法，所以在平时学习或者中考复习过程中，知道常考的知识点，常考的题型的解析是非常重要的。一、热量计算常考点透析考点1：物体吸收或放出热量的公式计算物体吸收热量的公式为：Q吸=cm(t-t0)=cmt。计算物体放出热量的公式为：Q放=cm(t0-t)=cmt。其中，Q吸表示吸收热量，单位是J；c表示物体比热容，单位是J/(kg)；m表示质量，单位是kg；t0表示物体初始温度，单位是；t表示物体后来的温度，单位是。t=t-t0表示物体升高了的温度。t=t0-t，表示物理降低了的温度。考点2：燃料完全燃烧放出热量的公式燃料完全燃烧释放出的热量公式为：Q放=mq。气体燃料完全燃烧释放出的热量公式也可为：Q放=qV。推导过程如下：说明：中的公式对固体、液体、气体、均适用。只对气体适用。两个公式的得出都是根据热值的定义式得到的。其中，Q放表示燃料完全燃烧放出的热量，单位是J；q表示燃料的热值，单位是J/kg；m表示质量，单位是kg。V表示体积，单位是3。考点3：热平衡方程热平衡方程为：Q放=Q吸。高温物体和低温物体混合达到热平衡时，高温物体温度降低放出的热量等于低温物体温度升高吸收的热量。这时Q放=c1m1(t01-t)，Q吸=c2m2(t-t02)。燃料完全燃烧放出的热量等于另外物体吸收的热量。这时Q放=qm1，或者Q放=qV，Q吸=cm2(t-t0)。电热器通电流放出的热量等于另外物体吸收的热量，这时Q放=I2Rt（焦耳定律公式），Q吸=cm(t-t0)。利用热平衡方程可以求解很多问题，有时结合比例式，解题更简单。考点4：热效率公式（1）热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。热机的效率是热机性能的一个重要指标。汽车发动机的效率、飞机发动机的效率、轮船发动机的效率均属于热机的效率，其公式为：=。（2）炉具的热效率：天然气燃烧放出的热量是炉具提供的总热量，Q总=Q放，水吸收的热量是有用的热量Q有=Q吸，则=。（3）电热水器的效率：电热丝所产生热量为Q总，总=Q放，水需要吸收热量为Q有，有=Q吸，则=。二、考点典型实例及其解析【例题1】当今太阳能热水器已经在广安城乡用得非常普遍了，如图所示。已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里，能将8 、100 L水加热到38 。请解答：在此过程中，水吸收了多少热量？水的比热容为4.2103 J/（kg），水的密度为1.0103 kg/m3答案：1.26107 J解析：太阳能热水器中水的体积 V=100 L=100 dm3=0.1 m3，由=m/v可得，水的质量 m=V=1.0103 kg/m30.1 m3=100 kg。在此过程中，水吸收的热量Q吸=cm（tt0）=4.2103 J/（kg）100 kg（38 8 ）=1.26107 J。解题思路：本题考查密度公式和吸热公式的应用。由=m/v公式求出水的质量m,根据物体吸收热量公式Q吸=cm（tt0）求出结论。【例题2】夏天，小红将一瓶质量为0.5 kg的矿泉水放入电冰箱的冷藏室，矿泉水的温度由37 降至7 ，此瓶矿泉水 热量（选填“吸收”或“放出”），热量为 J。水的比热容c=4.2103 J/(kg)答案：放出 6.3104解析：物体的温度从高温到低温的过程，需要放出热量，所以第一个空填写“放出”。具体放出多少热量，由放热公式Q放=cm(t0-t)得到Q放=cm(t0-t)= 4.2103 J/(kg)0.5 kg（37 -7 ）=6.3104 J所以第二个空填写6.3104。点拨：本题考查物体放热公式的应用。只要理解放出热量的公式Q放=cm(t0-t)=cmt中各个字母代表的物理含义，知道单位使用方法，看清题中已知条件，就可根据公式求解该题。【例题3】质量为100 kg的水温度从20升高到70时，吸收的热量是 J，这些水吸收的热量相当于完全燃烧 kg焦炭放出的热量 。【c水=4.2103J/(kg)，q焦炭=3107J/kg】答案：2.1107 0.7解析：先求出质量为100 kg的水温度从20升高到70时，吸收的热量Q吸=cm（tt0）=4.2103 J/（kg）100 kg（7020）=2.1107 JQ放=Q吸=2.1107 J根据Q放=mq可以得出m=Q放/q，带入数值和单位m=Q放/q=2.1107 J/3107J/kg=0.7kg点拨：本题考查物体吸热公式的应用，考查燃料完全燃烧放热公式Q放=mq的灵活应用。【例题4】（xx江西南昌）某汽车的最低油耗可达0.2kg/（kWh）最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量（温馨提示：0.2kg/（kWh）表示获得1kWh的能量需要消耗0.2kg汽油）已知汽油的热值为4.6107J/kg，请你通过这些数据写出判断该汽车发动机最高效率的办法答案：用较少的燃油做到充分燃烧，能够获得最大有用功的能量是该汽车发动机达到最高效率的办法。当然还需要（1）保持良好的润滑效果，可以减少及其部件摩擦。（2）定期清洗发动机的燃油系统，可以使燃油充分燃烧。（3）降低发动机的附件消耗功率；（4）适当控制发动机的转速。解析：本题重点要知道汽车的最低油耗可达0.2kg/（kWh）的物理意义。围绕温馨提示找出有用的信息。根据Q=mq计算出汽油完全燃烧放出的热量，即为总功，W=1kWh=3.6106J得出有用功，再可根据机械效率的概念计算出机械效率Q总=mq=0.2kg4.6107J/kg=9.2106JW有用=1kWh=3.6106J，=100%=100%39%根据计算和分析我们知道，用较少的燃油做到充分燃烧，能够获得最大有用功的能量是该汽车发动机达到最高效率的办法。当然还需要（1）保持良好的润滑效果，可以减少及其部件摩擦。（2）定期清洗发动机的燃油系统，可以使燃油充分燃烧。（3）降低发动机的附件消耗功率；（4）适当控制发动机的转速。点拨：本题考查了功的计算、热量的计算、热机效率的计算，本题贴近生活，能让学生了解能量的转化和汽车的效率难易程度适中对于热学而言，考查的知识点比较全面，是值得重视的一类问题。【例题5】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4.2103J/（kg），煤的热值约为3107J/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。温度/时间/min024620507080答案：（1）6107J；（2）2.52106J；（3）4.2。解析：（1）燃料完全燃烧产生的热量，可直接利用Q总=mq求出。Q放=m煤q=2kg3107J/kg=6107J。（2）从图像分析知道经过6min加热，水的温度从20升高到80。水的质量是10kg，水的比热容为4.2103J/（kg），根据吸收热量公式得到Q吸=cm水（tt0）=4.2103J/（kg）10kg60=2.52106J。（3）炉具的效率公式为=，所以=100=4.2。点拨：要会分析图像横轴纵轴代表的物理含义，对物理公式要灵活运用。【例题6】（xx黑龙江龙东）如图甲所示，是一则公益广告，浓浓的孝心透着社会主义核心价值观小明的爷爷网购了一台电热足浴器，其铭牌的部分参数如图乙（甲部分）所示，电热足浴器某次正常工作时控制面板显示如图乙（乙部分）所示，求：（1）此时足浴器的工作电流（计算结果保留一位小数）（2）足浴器装入最大容量初温为22的水，当水温达到控制面板上显示的温度时水所吸收的热量（3）上述加热过程耗时16min，该足浴器的热电效率答案：（1）此时足浴器的工作电流为2.3A；（2）当水温达到控制面板上显示的温度时水所吸收的热量为4.2105J；（3）上述加热过程耗时16min，该足浴器的热电效率为87.5%解析：知道电热足浴器的加热功率和额定电压，根据P=UI的变形公式I=求出此时足浴器的工作电流；根据=的变形公式m=V求出水的质量，再利用Q吸=cm（tt0）求出水所吸收的热量；根据W=Pt求出电热足浴器消耗的电能，然后根据=100%求出该足浴器的热电效率（1）由图2可知，此时电热足浴器的电功率P=500W，由P=UI得，此时足浴器的工作电流：I=2.3A；（2）足浴器装入最大容量时水的体积V=5L=5dm3=5103m3，由=得，水的质量：m=V=1.0103kg/m35103m3=5kg，则水所吸收的热量：Q吸=cm（tt0）=4.2103J/（kg）5kg（4222）=4.2105J；（3）加热时间t=16min=960s，由P=得，电热足浴器消耗的电能：W=Pt=500W960s=4.8105J，则该足浴器的热电效率：=100%=100%=87.5%点拨：电功与热量的综合计算；电功率与电压、电流的关系是电热综合题，这类问题是黑龙江省每年中考最后压轴题的具体体现。三、把握解答与热量相关计算题的思维方法和解题技巧首先阅题、思题，找出物体原来的温度t。和升高到的温度（或降低到的温度）t，看看物体的质量m是多少，查查物质的比热容是多少，或者对常见的物质（如水）的比热容记住即可，有时题中或试卷前给出。对这些物理量做到心中有数。然后对物体温度升高的情况，可用公式Q吸=cm(t-to)列出方程，代入数值和单位求出物体应吸收的热量；对物体温度降低的情况，可用公式Q放=cm(to-t)列出方程，代入数值和单位求出物体应放出的热量。对于燃料燃烧的问题，可用公式Q放=mq求解燃料燃烧放出的热量。（1）如果题中物体吸热的多少是由电阻放热提供，那么放出的热量可用焦耳定律Q放=I2Rt求出，利用Q吸=Q放建立方程，将把电学量与热学量紧密联系起来。（2）如果题中物体吸热只吸收了电阻放热的80%，则可列方程Q吸=80%Q放，所求量一定在此方程中，用电器的效率问题也可迎刃而解。（3）如果物体吸收的热量完全由另外燃料燃烧获得，则可用Q吸=cm(t-to)和 Q放=mq结合Q吸=Q放来求出所要的物理量。（4）如果物体吸收的热量只吸收了燃料完全燃烧的80%，则可列方程Q吸=80%Q放，燃料的热效率问题也可迎刃而解。（5）其它方面与热有关的问题按以上思路都会找到解题技巧。注意：在计算时，题中各个物理量要一一对应，并且都要化为国际单位。四、与热量有关的和中考难度一致的精品训练试题（含答案）1小明根据下表所提供的数据得出了四个结论，其中正确的是（）几种物质的比热容/J（kg）1水4.2103水银0.14103 酒精2.4103沙石0.92103煤油2.1103铝0.88103冰2.1103铜0.39103A液体的比热容一定比固体的比热容大B同种物质发生物态变化后，比热容不变C由于水的比热容大，白天海水温度比沙滩高D2kg的水温度升高50，吸收的热量是4.2105J答案：D2.某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为20的自来水加热到50，消耗的天然气体积为1m3（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2103J/(kg.)，天然气的热值为3.2107J/m3.则 （ ）A.水的体积为0.01 m3 B.天然气完全燃烧放出的热量为3.2107J；C.水吸收的热量为1.26107J； D.该热水器工作的效率为39.4%答案：BCD 3xx年5月18日，我国在南海海域“可燃冰”试采成功，“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的 很大以10倍的关系粗略计算，1kg“可燃冰”完全燃烧出的热量为 J（q煤气=4.2107J/kg）答案：热值；4.2108J4.家用热水器额定功率是2000W，正常工作210s，消耗的电能是J，若不计热损失，这些能量可使质量为50kg的水温度升高当水的温度升高时内能（选填“增大”或“减小”），这是通过的方法改变水的内能答案：4.2105；2；增大；热传递5.质量为1.5 g的水温度升高80，需吸收的热量是J；若用功率为1400W的电热水壶来提供这些热量，需要的时间为sc水=4.2103 J/（kg）答案：5.04105；3606在“母亲节”这天，小唐同学为妈妈炖了一碗排骨汤，然后用盆子装了5kg的水，将装汤的碗放在水中进行冷却小唐同学用水进行冷却主要是利用了水的大过了一会儿，水温由20升高到25，水吸收的热量为Jc水=4.2103J/（kg）答案：比热容；1.051057某电热水器的铭牌如下表所示，现将冰箱装满水，电热水器正常工作时，把水从20C加热到60C已知C水=4.2103J/（kg），不计热量损失，求：（1）水吸收的热量；（2）加热所需要的时间 型号 额定电压 220V 加热功率 2000W 频率 50Hz 水箱容量 50kg答案：（1）使水温由20升高到60，水需要吸收8.4106J的热量；（2）电热水器正常工作时电热丝的加热需4200s8小珊新买了一个电热水壶，其名牌如图所示，请回答水的比热容c水=4.2103J/（kg），气压为1标准大气压；（1）电热水壶正常工作时的电阻是多少？（2）在额定电压下，不考虑热量损失，用该电热水壶将初温为20的2kg的水烧开，需用多长时间？（3）在额定电压下，小珊实际将初温为20的2kg的水烧开，用时7min，则该电热水壶的效率为多少？答案：（1）电热水壶正常工作时的电阻是24.2；（2）需用336s时间；（3）则该电热水壶的效率为80%9.在探究物质的吸热本领实验中，小明将质量相同的A、B两种液体分别用两个完全相同的电加热器同时加热，液体温度随时间变化关系如图所示。若A、B两种液体中，一种液体是水，求另一种液体的比热容。（己知c水=4.2103J/（kg）AB答案：2.110310学校物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示水的比热容是4.2103J/（kg），那么请问：（1）加热满2min时，水吸收了多少热量?（2）试求出沙子的比热容答案：（1）4.2104J；（2）0.91103 J/（kg）