2020年中考物理计算题解题方法全攻略:中考热学计算题(共15页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上专题1.3 中考热学计算题知识回顾 1.灵活运用热量公式及其变形公式(1)物体温度升高吸热公式为Q吸=cm(t-to)(2)物体温度降低的放热公式为Q放=cm(to-t)(3) 燃料完全燃烧放出的热量公式为Q放=mq2.各个公式中字母的含义(1)在公式Q吸=cm(t-to)中,to指物体原来的温度,单位是,t指物体升高后的温度,单位是,m是指物体的质量,单位是kg,c是指物体的物质比热容,单位是J/(kg),Q吸是物体温度升高所吸收的热量,单位是J。(2)在公式Q放=cm(to-t)中,to指物体原来的温度,单位是,t指物体降低后的温度,单位是,m是指物体的质量,单位
2、是kg,c是指物体的物质比热容,单位是J/(kg),Q放是物体温度降低所放出的热量,单位是J。 (3)在 Q放=mq中,m、q、 Q放=分别表示燃料的质量、热值、燃料完全燃烧放出的热量。3.c水=4.2103J/(kg)和q煤气=4.2107J/kg的物理含义c水=4.2103J/(kg)表示1kg的水,温度升高或者降低1,所吸收或者放出的热量为4.2103Jq煤气=4.2107J/kg表示1kg的煤气完全燃烧,放出的热量是4.2107J。4. 热效率: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。其公式为:=。5初中物理热学计算题的解题基本策略首先阅题、思题,找出物体原来的温度t。和
3、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,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
4、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。类型与典例突破 类型1:利用物体吸收或放出热量的公式进行的计算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
5、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。【例题1】(2019湖南岳阳)小明在燃气灶上煲汤,将质量为2kg、初始温度为20的汤,升高了80,汤吸收了 J的热量,这是通过 方式来改变汤的内能。汤的比热容为4103J/kg)【答案】6.4105;热传递。【解析】(1)汤吸收的热量:Q吸cmt4103J/(kg)2kg806.4105J;(2)在燃气灶上煲汤时,汤吸收热量,内能
6、增加、温度升高,是利用热传递来改变汤的内能。【例题2】(经典题)质量为0.5kg的水,吸收了8.4104J的热量后,温度升高到60,则水原来的温度是多少?【答案】20【解析】知道水的质量、水的比热容、水的末温和水吸收的热量,利用吸热公式Q吸=cmt的变形公式求水的原来的温度由Q吸=cmt可得,水升高的温度:t=40,因为t=tt0,所以水原来的温度:t0=tt=6040=20类型2:利用燃料完全燃烧放出热量的公式进行的计算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
7、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。【例题3】(2019广西北部湾)汽车的发动机常用水作为降温的物质,这是因为水的_较大的缘故。汽油的热值是4.6107J/kg,1kg汽油完全燃烧放出的热量是_J。目前热机的效率还比较低,在热机的能量损失中,_带走的能量最多,设法利用这部分能量,是提高燃料利用率的重要措施。【答案】比热容 4.6107 废气【解析】汽车的发动机常用水作为降温的物质,是因为水的比热容较大的缘故;1kg汽油完全燃烧放出的热量是Q=qm=4.6107J/kg1
8、kg=4.6107J;热机的能量损失中,废气带走的能量最多。类型3:利用热平衡方程进行的计算热平衡方程为: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。【例题4】(经典题)A、B两物体质量相等,温度均为1
9、0;甲、乙两杯水质量相等,温度均为50。现将A放入甲杯,B放入乙杯,热平衡后甲杯水温降低了4,乙杯水温降低了8,不考虑热量的损耗,则A、B两物体的比热容之比为( ) A 4:9 B3:5 C2:3 D1:2 【答案】A 【解析】设A、B的质量均为m,水的质量均为M,则对于A物体而言,它吸收的热量等于水所放出的热量,故cAm(4610)=c水M4;则对于B物体而言,它吸收的热量等于水所放出的热量,故cBm(4210)=c水M8;联立以上二式解之得cA:cB=4:9,故A是正确的。【例题5】(2019枣庄)为了减少大气污染,可对秸秆进行回收加工制成精秆煤,完全燃烧2kg秸秆煤可放出 J热量;若这些
10、热量完全被水吸收,可使 kg水温度由20升高到60已知q秸秆煤2.1107J/kg,c水4.2103J/(kg)。【答案】4.2107;250。【解析】秸秆煤完全燃烧释放的热量:Q放m秸秆煤q2kg2.1107J/kg4.2107J。由题意可知,水吸收的热量为:Q吸Q放4.2107J,由Q吸cmt可得,水的质量:m250kg。类型4:利用热效率公式进行的计算(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
11、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=。【例题6】(特色题)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。【答案】(1)6107J;(2)2.52106J;(3)4.2。【解析】(1)燃料完全燃烧产生的热量,直接利用Q
12、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=2kg3107J/kg=6107J(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4.2103J/(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Q吸/ Q总,所以=Q吸/Q放=(2.52106J/6107J)100=4.2【例题7】(2019湖北荆州)2018年4月25日上午,习近平总书记来到荆州港码头乘船,沿江察看荆江两岸生态环境和发展建设情况,强调长江经济带建设要“共抓大保护,不搞大
13、开发”。合理分类和利用垃圾可以保护环境、变废为宝。在一定条件下,1t生活垃圾能“榨”出140kg燃料油。若燃料油的热值为4.0107J/kg,某城镇每天产生50t生活垃圾,则这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量为 J在一个标准大气压下,这些热量的30%被500m330的水吸收,则水温能升高 c水4.2103J/(kg),水1.0103kg/m3【答案】2.81011;40。【解析】(1)50t生活垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量:Q放mq50140kg4.0107J/kg2.81011J;(2)由得,水的质量:mV1.0103kg/m3500m35105kg,水吸收的热量:Q吸
14、30%Q放30%2.81011J8.41010J,由Q吸cmt得,水升高的温度:t40。中考达标训练题 一、填空题1.(2019贵州黔东南)小王路过加油站时闻到了汽油的气味,这是汽油分子作 ,汽油属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源;将质量为100kg、初温为20的水加热到40,水吸收了 J的热量c水4.2103J/(kg)。【答案】无规则运动;不可再生;8.4106。【解析】(1)闻到汽油味,这是扩散现象,说明汽油分子在不停地做无规则运动;(2)汽油属于化石能源,消耗后不可能在短时间内得到补充,属于不可再生资源;(3)水吸收的热量:Q吸c水m(tt0)4.2103J/(kg)100kg
15、(4020)8.4106J。2.(2019贵州铜仁) 把1kg的水从60开始加热至沸腾,温度随时间变化的图像如图,由图像可知,水的沸点是 ;水从70加热至90需要吸收的热量是 J;水沸腾时,水面上方的气压 一个标准大气压(最后一空选填“大于”“小于”或“等于”)。C水4.2103J/(kg)【答案】98;8.4104;小于。【解析】(1)根据液体沸腾的特点找到沸点:液体沸腾时不断吸收热量,温度保持不变,这个不变的温度是液体的沸点。(2)知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温,利用吸热公式Q吸=cmt求水吸收的热量;(3)1标准大气压下水的沸点是100沸点跟气压有关,气压越高,沸点越高。由图可
16、知,水沸腾时,不断吸收热量,保持98不变,所以98是水的沸点。水吸收的热量:Q吸=cmt=4.2103J/(kg)1kg(90-70)=8.4104J;1标准大气压下水的沸点是100沸点跟气压有关,气压越高,沸点越高。实验中水的沸点是98,所以实验时气压小于1标准大气压。3.(2019湖北滨州)用液化气灶烧水,把1.5kg初温为20的水加热到100,需要吸收的热量为 J若上述过程中完全燃烧了0.021kg液化气,且只有60%的热量被水吸收,则液化气的热值为 J/kg。c水4.2103J/(kg)【答案】5.04105;4107。【解析】(1)水吸收的热量:Q吸cmt4.2103J/(kg)1.
17、5kg(10020)5.04105J;(2)由题知,Q吸Q放60%m液化气q60%,需要液化气的体积:q液化气4107J/kg。4.(2019安徽省)假如完全燃烧0.2m3天然气放出的热量全部被100kg初温为25的水吸收,可以使水的温度升高到_已知c水4.2103J/(kg),q天然气4.2107J/m3。 【答案】 45 【解析】利用燃料完全燃烧放热公式Q放=mq求放出的热量;再由Q放=Q吸=cmt得到水升高的温度.完全燃烧0.2m3天然气放出的热量: Q放V天然气q0.2m34.2107J/kg8.4106J;根据Q吸cmtQ放可知,水温度升高值:tQ吸/cm8.4106J/4.2103
18、J/(kg)100kg20,水的末温度为:tt0+t25+2045。5.(2019山东菏泽)小明家有辆排量1.6L的汽车,行驶100km油耗约为5kg,汽油的热值为4.6107J/kg,若这些汽油完全燃烧,可放出_J热量,燃油汽车产生的_对环境会造成污染。【答案】2.3108;噪声(或尾气)。【解析】汽油完全燃烧放出的热量可以利用公式q=mq进行求解; 燃油汽车会造成大气污染、噪声污染。 这些汽油完全燃烧放出的热量: q=mq=5kg4.6107j/kg=2.3108j; 燃油汽车产生的噪声(或尾气)会对环境会造成污染。 6.(2019山东德州)在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中,烧杯中加
19、入200g的水,测得初始温度为45如图所示,用酒精灯加热一段时间后温度计的示数为 ,则水吸收的热量为 J,这些热量相当于完全燃烧 g酒精放出的热量。(水的比热容c水4.2103J/(kg),酒精热值q3.0107J/kg)【答案】95;4.2104;1.4。【解析】本题考查温度计的读数、吸热公式和燃料燃烧放出热量公式的理解和应用,利用好条件Q放Q吸是关键。(1)由图可知,温度计的分度值为1,示数为95;(2)水吸收的热量:Q吸c水m(tt0)4.2103J/(kg)0.2kg(9545)4.2104J。(3)由题知,Q放Q吸4.2104J,由Q放mq得,需要完全燃烧酒精的质量:m=Q放/q=0
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