专题素养培优 热量的综合计算（有答案）
文档属性
| 名称 | 专题素养培优 热量的综合计算（有答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.0MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（五四制） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-12-14 11:22:49 | ||
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文档简介
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专题素养培优 热量的综合计算
万法规律
热量计算的内容包括热传递过程中吸热与放热的计算，燃料燃烧释放热量的计算，热机、锅炉、太阳能集热器等设备热效率的计算.
解答此类计算题时，首先要明确热量
计算的有关公式.(1)物体吸热公式： (2)物体放热公式：
(3)燃料燃烧释放热量公式 ： 或 (4)热机效率的计算公式： (5)锅炉效率的计算公式： (6)太阳能集热器效率的计算公式： (其中 表示照射功率，S表示照射面积，t表示照射时间).
其次要明确解答的基本步骤：一是找温度变化，利用 列出式子；二是利用公式 或 列出式子；三是如果涉及效率问题，则有公式 由三个所列的式子即可得出所求的问题.
类型一 比热容、热值的相关计算
1.已知汽油的热值是 4.6沼气的热值约为 则完全燃烧0.5kg 的汽油所放出来的热量如果由沼气来提供，假设沼气完全燃烧，则需要沼气的体积是( )
2.创建文明城市，垃圾分类从你我做起.在一定条件下分类后的垃圾能提炼出燃料油，若燃料油的热值为 完全燃烧__________kg燃料油可放出 的热量，若这些热量全部被质量为 300kg、温度为的水吸收 ，可使水的温度升高____________
3.小明要用热水加热 250g瓶装牛奶，如图所示，要使这瓶牛奶的温度由 升高到 水的比热容为 牛奶的比热容为 不计热量损失,求:
(1)牛奶需要吸收多少热量
(2)小明至少需要( 的热水多少千克
(3)若小明家燃气灶的热效率是 25%，要将质量为 1kg、温度为 的水加热到
需消耗多少千克燃气 (燃气的热值为 4.2
4.菜油是人们烹饪时常用的材料，最适宜的烹饪温度在 到 之间.某酒店厨师在炸制酥肉时，将 2k g 的菜油从 加热到 (未沸腾),求:
(1)菜油吸收的热量.[已知
(2)如果这些热量由天然气燃烧来提供，则需要完全燃烧多少立方米的天然气 (假设天然气完全燃烧释放的热量全部被菜油吸收，天然气的热值为
5.某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从 加热到 燃烧了6 kg的无烟煤.试求：[水的比热容是 无烟煤的热值是
(1)锅炉内 200kg的水吸收的热量是多少
(2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少
(3)此锅炉的效率是多少 (结果精确至0.1%)
类型二 热量与电学结合的相关计算
6.如图甲所示是某家用电热壶“加热”和“保温”两个挡位的简化电路.电热丝的阻值 48.4Ω,R =435.6Ω.小明为测量电热壶的实际电功率，他把家中的其他用电器都与电源断开，仅让电热壶工作，如图乙所示的电能表在1 min内转盘转动了16转[不计热量损失，已知水的比热容 下列说法正确的是( )
A.电热壶的正常加热功率为100 W
B.开关S接“2”时，电热壶为“加热”挡
C.电热壶将1kg的水从 加热到 需要正常工作2100s
D.测量时电热壶的实际加热功率为 800 W
7.小明用 的三根电阻丝，为宠物保温箱设计了一个电加热器，其工作电压为 220 V，内部电路如图所示，S为旋转开关，通过旋转开关 S，可实现从低温到中温、高温的转换.保温箱容积为 空气密度为 空气的比热容为0.8电阻丝加热保温箱内空气的效率为 80%.求:
(1)保温箱内空气温度从 升高到 需要吸收的热量是多少
(2)低温挡功率和中温挡功率分别为多大
(3)要完成(1)中的升温要求，至少需要多长的加热时间
类型三 热量与力学的相关计算
8.某种型号的水泵机组由柴油机提供动力，若该水泵机组的效率为40%，正常工作1小时可以将 的水抽到 20 m高处，则下列说法不正确的是(g 取( )
A.柴油机通过做功冲程将内能转化为机械能
B.水泵机组对水做的功为
C.水泵机组的有用功功率为 3000 W
D.上述过程水泵机组消耗的柴油约6.3kg
9.我国自主研制的某品牌无人驾驶汽车在某段平直公路上进行测试，汽车以18m/s的速度匀速行驶了 10 min，已知汽车发动机的牵引力是 1000N,发动机的效率是 40%,则牵引力做功的为______________ J，发动机消耗燃油____________ kg(燃油的热值为
10.一辆质量为 1.68t的氢燃料新能源汽车行驶在一段斜坡路上，从坡底以18km/h的速度匀速行驶2m in到达高为 100m的坡顶，行驶过程中汽车的输出功率保持56kW不变.
求:(g 取 10 N/kg,氢的热值为
(1)汽车做的有用功.
(2)斜坡的机械效率.
(3)若全程共消耗 96g氢燃料，汽车发动机的效率.
参考答案
1. B
2.2 50
3.解：(1)牛奶需要吸收的热量
(2)不计热量损失，则 即 0.5kg .
(3)水需要吸收的热量
燃气
完全燃烧放出的热量 需要消耗燃气的质量 0.02 kg.
4.解:(1) 菜油吸收的热量
(2)由题得, 由 得，需要天然气的体积
5.解:(1)锅炉内 200 kg的水吸收的热量 = =
(2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量
(3)此锅炉的效率
6. D [解析]开关S接“1”时，只有电阻R 接入电路，电源电压不变，根据公式 可得，此时电路的功率较大，为“加热”挡；开关S接“2”时，电阻 R 、R 串联接入电路，总电阻较大，根据公式 可知，此时电路的功率较小，为“保温”挡，B错误.已知R 的阻值是 48.4Ω，则该电热壶的正常加热功率 A 错误.电热壶将1kg的水从25℃加热到75℃的过程中吸收的热量 加热时间 =210s，C错误.仅有电热壶工作的情况下，电能表转盘在1min内转动了16转，则这个电热壶的实际加热功率P实D正确.
7.解:(1)空气的质量1.95 kg,空气温度从 10℃升高到30℃需要吸收的热量
(2)由图知,当旋转开关S接触点1和2时,R 、R 串联,由串联电路的电阻特点可知，电路中电阻最大，此时保温箱处于低温挡，则低温挡的功率 当旋转开关S接触点 2 和 3时，R 短路，电路为 的简单电路，电路中电阻较小，总功率较大，此时保温箱处于中温挡，则中温挡的功率
(3)当旋转开关S接触点 3 和4时， 并联，由并联电路的电阻特点可知，电路中电阻最小，此时保温箱处于高温挡，则高温挡的功率 消耗的电能 加热时间最少为 195 s.
8. D [解析]柴油机通过做功冲程将燃气的内能转化为活塞的机械能，A 正确；水的重力 水泵机组对水做的功 ,B正确；水泵机组的有用功功率 3000W，C正确；上述过程水泵机组消耗的柴油放出的热量 消耗柴油的质量D错误.
10.解:(1)已知汽车质量 ，则汽车的重力到达坡顶的高度则汽车做的有用功
(2)已知汽车的输出功率 行驶时间t，汽车产生的机械能 斜坡的机械效率
(3)已知全程消耗的氢燃料的质量 氢燃料完全燃烧放出的热量 则汽车发动机的效率
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专题素养培优 热量的综合计算
万法规律
热量计算的内容包括热传递过程中吸热与放热的计算，燃料燃烧释放热量的计算，热机、锅炉、太阳能集热器等设备热效率的计算.
解答此类计算题时，首先要明确热量
计算的有关公式.(1)物体吸热公式： (2)物体放热公式：
(3)燃料燃烧释放热量公式 ： 或 (4)热机效率的计算公式： (5)锅炉效率的计算公式： (6)太阳能集热器效率的计算公式： (其中 表示照射功率，S表示照射面积，t表示照射时间).
其次要明确解答的基本步骤：一是找温度变化，利用 列出式子；二是利用公式 或 列出式子；三是如果涉及效率问题，则有公式 由三个所列的式子即可得出所求的问题.
类型一 比热容、热值的相关计算
1.已知汽油的热值是 4.6沼气的热值约为 则完全燃烧0.5kg 的汽油所放出来的热量如果由沼气来提供，假设沼气完全燃烧，则需要沼气的体积是( )
2.创建文明城市，垃圾分类从你我做起.在一定条件下分类后的垃圾能提炼出燃料油，若燃料油的热值为 完全燃烧__________kg燃料油可放出 的热量，若这些热量全部被质量为 300kg、温度为的水吸收 ，可使水的温度升高____________
3.小明要用热水加热 250g瓶装牛奶，如图所示，要使这瓶牛奶的温度由 升高到 水的比热容为 牛奶的比热容为 不计热量损失,求:
(1)牛奶需要吸收多少热量
(2)小明至少需要( 的热水多少千克
(3)若小明家燃气灶的热效率是 25%，要将质量为 1kg、温度为 的水加热到
需消耗多少千克燃气 (燃气的热值为 4.2
4.菜油是人们烹饪时常用的材料，最适宜的烹饪温度在 到 之间.某酒店厨师在炸制酥肉时，将 2k g 的菜油从 加热到 (未沸腾),求:
(1)菜油吸收的热量.[已知
(2)如果这些热量由天然气燃烧来提供，则需要完全燃烧多少立方米的天然气 (假设天然气完全燃烧释放的热量全部被菜油吸收，天然气的热值为
5.某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从 加热到 燃烧了6 kg的无烟煤.试求：[水的比热容是 无烟煤的热值是
(1)锅炉内 200kg的水吸收的热量是多少
(2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少
(3)此锅炉的效率是多少 (结果精确至0.1%)
类型二 热量与电学结合的相关计算
6.如图甲所示是某家用电热壶“加热”和“保温”两个挡位的简化电路.电热丝的阻值 48.4Ω,R =435.6Ω.小明为测量电热壶的实际电功率，他把家中的其他用电器都与电源断开，仅让电热壶工作，如图乙所示的电能表在1 min内转盘转动了16转[不计热量损失，已知水的比热容 下列说法正确的是( )
A.电热壶的正常加热功率为100 W
B.开关S接“2”时，电热壶为“加热”挡
C.电热壶将1kg的水从 加热到 需要正常工作2100s
D.测量时电热壶的实际加热功率为 800 W
7.小明用 的三根电阻丝，为宠物保温箱设计了一个电加热器，其工作电压为 220 V，内部电路如图所示，S为旋转开关，通过旋转开关 S，可实现从低温到中温、高温的转换.保温箱容积为 空气密度为 空气的比热容为0.8电阻丝加热保温箱内空气的效率为 80%.求:
(1)保温箱内空气温度从 升高到 需要吸收的热量是多少
(2)低温挡功率和中温挡功率分别为多大
(3)要完成(1)中的升温要求，至少需要多长的加热时间
类型三 热量与力学的相关计算
8.某种型号的水泵机组由柴油机提供动力，若该水泵机组的效率为40%，正常工作1小时可以将 的水抽到 20 m高处，则下列说法不正确的是(g 取( )
A.柴油机通过做功冲程将内能转化为机械能
B.水泵机组对水做的功为
C.水泵机组的有用功功率为 3000 W
D.上述过程水泵机组消耗的柴油约6.3kg
9.我国自主研制的某品牌无人驾驶汽车在某段平直公路上进行测试，汽车以18m/s的速度匀速行驶了 10 min，已知汽车发动机的牵引力是 1000N,发动机的效率是 40%,则牵引力做功的为______________ J，发动机消耗燃油____________ kg(燃油的热值为
10.一辆质量为 1.68t的氢燃料新能源汽车行驶在一段斜坡路上，从坡底以18km/h的速度匀速行驶2m in到达高为 100m的坡顶，行驶过程中汽车的输出功率保持56kW不变.
求:(g 取 10 N/kg,氢的热值为
(1)汽车做的有用功.
(2)斜坡的机械效率.
(3)若全程共消耗 96g氢燃料，汽车发动机的效率.
参考答案
1. B
2.2 50
3.解：(1)牛奶需要吸收的热量
(2)不计热量损失，则 即 0.5kg .
(3)水需要吸收的热量
燃气
完全燃烧放出的热量 需要消耗燃气的质量 0.02 kg.
4.解:(1) 菜油吸收的热量
(2)由题得, 由 得，需要天然气的体积
5.解:(1)锅炉内 200 kg的水吸收的热量 = =
(2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量
(3)此锅炉的效率
6. D [解析]开关S接“1”时，只有电阻R 接入电路，电源电压不变，根据公式 可得，此时电路的功率较大，为“加热”挡；开关S接“2”时，电阻 R 、R 串联接入电路，总电阻较大，根据公式 可知，此时电路的功率较小，为“保温”挡，B错误.已知R 的阻值是 48.4Ω，则该电热壶的正常加热功率 A 错误.电热壶将1kg的水从25℃加热到75℃的过程中吸收的热量 加热时间 =210s，C错误.仅有电热壶工作的情况下，电能表转盘在1min内转动了16转，则这个电热壶的实际加热功率P实D正确.
7.解:(1)空气的质量1.95 kg,空气温度从 10℃升高到30℃需要吸收的热量
(2)由图知,当旋转开关S接触点1和2时,R 、R 串联,由串联电路的电阻特点可知，电路中电阻最大，此时保温箱处于低温挡，则低温挡的功率 当旋转开关S接触点 2 和 3时，R 短路，电路为 的简单电路，电路中电阻较小，总功率较大，此时保温箱处于中温挡，则中温挡的功率
(3)当旋转开关S接触点 3 和4时， 并联，由并联电路的电阻特点可知，电路中电阻最小，此时保温箱处于高温挡，则高温挡的功率 消耗的电能 加热时间最少为 195 s.
8. D [解析]柴油机通过做功冲程将燃气的内能转化为活塞的机械能，A 正确；水的重力 水泵机组对水做的功 ,B正确；水泵机组的有用功功率 3000W，C正确；上述过程水泵机组消耗的柴油放出的热量 消耗柴油的质量D错误.
10.解:(1)已知汽车质量 ，则汽车的重力到达坡顶的高度则汽车做的有用功
(2)已知汽车的输出功率 行驶时间t，汽车产生的机械能 斜坡的机械效率
(3)已知全程消耗的氢燃料的质量 氢燃料完全燃烧放出的热量 则汽车发动机的效率
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