中考物理复习微专题4与吸、放热效率有关的计算课件(73页ppt）

(共73张PPT)
微专题4　与吸、放热效率有关的计算
类型一　没有热量损失
【解题关键】　电热器消耗的电能、燃料燃烧释放的热量，全部用来加热物体。此时有Q吸＝W电或Q吸＝Q放。
【典例1】　食物也是一种“燃料”，释放化学能的过程不断地发生在人体内，提供细胞组织所需的能量。人体摄入的能量(营养师常称之为热量)过多或过少，都有损于健康。
(1)某种油炸食品，每100 g可提供的能量约为1.26×106 J，假设这些能量全部被质量为5 kg、温度为25 ℃的水吸收，可使这些水的温度升高到多少摄氏度[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)如果上述这些能量全部用于克服重力做功，则能把多少千克的物体提升10 m(g取10 N/kg)
答案：(1)85 ℃　(2)1.26×104 kg
【变式1】　如图所示是电辅热式太阳能热水器的主机，它外接太阳能真空管，既可以通过太阳能加热水，也可以通过电加热水。其主机容量是100 L，装满水，晴天时太阳照射8 h可以将水温从20 ℃升高到
60 ℃。日照8 h太阳能真空管吸收的太阳能是4.2×107 J；阴天时，只使用电加热，电功率是4 000 W[水的密度ρ水＝1.0×103 kg/m3，水的比热容为c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]。求：
(1)水从20 ℃升高到60 ℃吸收的热量；
(2)不考虑热量损失，单独使用电加热让水
从20 ℃升高到60 ℃，所需要的时间。
答案：(1)1.68×107 J　(2)4 200 s
类型二　有热量损失求效率
【解题关键】　电热器消耗的电能、燃料燃烧释放的热量，用来加热物体或对外做功。此时有Q吸＝ηW电或Q吸＝ηQ放。
【典例2】　物理兴趣小组的同学，用天然气灶给10 kg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
6 min内完全燃烧了0.2 m3的天然气，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值约为3.6×107 J/m3。求：
(1)经过6 min时间加热，水所吸收的热量；
(2)天然气完全燃烧放出的热量；
(3)天然气灶的效率。
答案：(1)2.52×106 J　(2)7.2×106 J　(3)35%
【变式2】　据洛阳网报道：截止2023年11月底，洛阳市市区实现了全部生活垃圾“零填埋”，这些生活垃圾通过焚烧可以变废为宝。经测算，一个三口之家平均每年产生的生活垃圾约为600 kg，生活垃圾的热值约为4.2×106 J/kg。
(1)一个三口之家每年产生的生活垃圾完全燃烧能放出多少热量？
(2)如果一个三口之家每年产生的生活垃圾完全燃烧放出的热量用来烧水，能使多少千克初温为10 ℃的水温度升高到40 ℃[不计热量损失，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
(3)如果一个三口之家每年产生的生活垃圾完全燃烧放出的热量通过燃烧标准煤来获得，若煤燃烧效率为40%，相当于节约了多少千克的标准煤(q煤＝3×107 J/kg)
(1)2.52×109 J　(2)2×104 kg　(3)210 kg
【变式3】　自走式柴油微耕机，广泛适用于平原、山区、丘陵的旱地、水田、果园等。犁地时，柴油机每工作一小时消耗3 kg的柴油，柴油机正常工作时对外输出的有用机械功的功率为15 kW。工作时，为防止柴油机温度过高，其循环水散热器中装有质量为10 kg、初温为
20 ℃的水。[柴油的热值q＝4.3×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]求：
(1)标准大气压下，散热器中的水从开机到沸腾吸收的热量Q吸；
(2)工作1小时消耗的柴油完全燃烧产生的热量Q放；
(3)柴油机工作时的热机效率(结果保留整数)。
解析：(1)标准大气压下水的的沸点为100 ℃，即水的末温为100 ℃，散热器中的水从开机到沸腾吸收的热量Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×
103 J/(kg·℃)×10 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.36×106 J。
(2)工作1小时消耗的柴油完全燃烧产生的热量Q放＝mq＝3 kg×4.3
×107 J/kg＝1.29×108 J。
答案：(1)3.36×106 J　(2)1.29×108 J　(3)42%
(满分：100分)
一、单项选择题(本题包括14个小题；每小题2分，共28分。每小题只有一个选项符合题意，错选、多选或不选均得0分)
1．对下列事实的微观解释错误的是(　　)
[A]把两块表面干净的铅块压紧后不容易拉开——分子之间存在引力
[B]花园里百花盛开，香气四溢——分子在永不停息地运动
[C]水和酒精混合后总体积减小——分子之间有空隙
[D]打扫教室卫生时，会发现尘土飞扬——分子在做无规则运动
阶段综合评价卷(二)　力、热专练
√
2．如图所示是四冲程汽油机工作示意图，下列说法中错误的是(　　)
[A]甲图吸气冲程中汽油和空气的混合物进入汽缸
[B]乙图压缩冲程中内能转化为机械能
[C]丙图做功冲程中高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功
[D]丁图排气冲程中废气排出汽缸
√
3．我国是一个严重缺水的国家，我们应从小培养节水意识，养成节约用水的好习惯。地球上的水通过三态变化不断地在发生循环，关于水循环下列说法正确的是(　　)
[A]江、河、湖、海以及大地表层中的水不断升华变成水蒸气
[B]当水蒸气升入高空时，遇到冷空气，水蒸气便液化成小水滴
[C]小水滴在高空中如果遇到更加寒冷的气流，就会凝华成小冰珠，最后可能形成冰雹
[D]冬天，水蒸气在寒冷的高空急剧降温，就会凝固成小冰晶，聚集起来变成雪花
√
4．排球是体育中考的重要项目之一。不考虑空气阻力时，下面关于排球训练中的分析说法正确的是(　　)
[A]垫球时，手对排球的力的大小等于排球对手的力的大小
[B]排球离手后还能够继续向上运动，是因为排球受到惯性力的作用
[C]排球离手后速度越来越慢说明运动需要力来维持
[D]当排球竖直上升到达最高点时，若所有的力均消失，排球将做匀速直线运动
√
5．甲、乙两车同时同地向南做匀速直线运动，它们的s-t 图象如图所示。下列判断中正确的是(　　)
①以甲车为参照物，乙车是向北运动的　②甲车一定比乙车通过的路程多　③运动过程中，甲、乙两车之间的距离始终保持不变　④通过
4 m的路程，甲比乙少用2 s　⑤经过10 s后，
甲、乙两车的距离是10米
[A]①②④ [B]②③⑤
[C]①④⑤ [D]①②⑤
√
6．如图所示为苹果掉入一个装有水的容器中，苹果在水中向下运动时某一时刻的照片。其中下列说法正确的是(　　)
[A]苹果在水中下落过程中所受浮力逐渐变小
[B]苹果在水中下落时受到的浮力的大小与苹
果的密度有关
[C]苹果在水中下落过程中所受水的压强不变
[D]若向容器中加入盐水，则苹果所受的浮力
将变大
√
7．如图所示，从A点沿水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示，C、F两处等高，下列说法正确的是(　　)
[A]小球在C点的机械能等于在F点的机械能
[B]小球从D点到E点的过程中，机械能大小不变
[C]小球从D点离开地面时，动能为零
[D]小球在C点的动能大于在F点的动能
√
8．关于生活中的四个热现象，下列说法正确的是(　　)
[A]水烧开时，壶嘴的周围冒“白气”，这属于汽化现象
[B]用高压锅煮食物熟得快，是因为高压锅内气压高、沸点低
[C]冷链运输时使用干冰保鲜，这是因为干冰容易升华吸热
[D]把蔬菜装入保鲜袋并放入冰箱，是为了加快水分的蒸发
√
9．下列现象中不能用流体压强与流速的关系来解释的是(　　)
[A]如图甲所示，对着插入水中的细管上口吹气，水从细管中喷出
[B]如图乙所示，向两张纸中间吹气，纸张向中间靠拢
[C]如图丙所示，用吸管把饮料从杯子里吸入口中
[D]如图丁所示，在地铁站台上，人不能越过安全线候车
√
10．如图甲所示，在粗糙程度均匀的水平地面上运动的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F-t和v -t图象分别如图甲和图乙所示。下列有关拉力做功及其功率的分析正确的是(　　)
[A]0～3 s内拉力做功9 J
[B]3～6 s内拉力的功率逐渐变小
[C]第6 s拉力的功率为54 W
[D]9～12 s内拉力做功18 J
√
11．2024年2月17日，第十四届全国冬季运动会在内蒙古呼伦贝尔拉开帷幕。如图所示是短道速滑项目的精彩瞬间，下列说法中正确的是(　　)
[A]以看台上的观众为参照物，运动员是运动的
[B]运动员在转弯过程中，其运动状态保持不变
[C]运动员到达终点后，不能立即停下来是因为受到惯性作用
[D]运动员站立时对冰面的压力和运动员所受的重力是一对平衡力
√
A　[以看台上的观众为参照物，运动员的相对位置改变，是运动的，故A正确；运动员在转弯过程中，方向改变，其运动状态改变，故B错误；惯性不是力，不能说“受到惯性作用”，故C错误；运动员站立时对冰面的压力和运动员所受的重力方向相同，不是一对平衡力，故D错误。故选A。]
12．2023年9月24日，我国运动员在女子赛艇项目比赛中摘得杭州亚运会首枚金牌。如图所示是她们比赛中奋力划桨前行的一个画面。下列说法正确的是(　　)
[A]以地面为参照物赛艇是运动的
[B]桨对水的力和水对桨的力是一对平衡力
[C]赛艇的速度越大惯性越大
[D]连续划桨使赛艇不停地前进说明力是维持物体运动的原因
√
A　[以地面为参照物，赛艇相对于地面的位置发生变化，所以赛艇是运动的，故A正确；桨对水的力和水对桨的力是分别作用在两个物体上的力，它们大小相等，方向相反，是相互作用的两个力，故B错误；惯性的大小只与质量有关，与速度无关，故C错误；用力划桨时，受到水的反作用力使赛艇前进，说明力是改变物体运动状态的原因，故D错误。故选A。]
13．如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑轮重20 N，杠杆(OB＝2OA)重10 N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是(　　)
[A]甲图：该装置不省力也不省距离
[B]乙图：该装置的机械效率是三者中最低的
[C]丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小
[D]若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高
√
14．小明生日那天，全家下馆子吃了顿大餐，“手抓羊肉”让小明印象深刻，关于其中涉及的物理知识，下列说法正确的是(　　)
[A]热腾腾的羊肉上冒出“白气”，说明分子在扩散
[B]羊肉在盘子中是一块一块的，没有粘在一起，说明羊肉分子间有斥力
[C]羊肉的温度降低后，其内能保持不变
[D]用柴火炉炖羊肉时，燃料的化学能转化为内能
√
D　[“白气”肉眼可以看见，不属于分子，不能说明分子在扩散，故A错误；羊肉在盘子中是一块一块的，没有粘在一起，是因为分子间的距离超出分子力作用的范围，不能说明羊肉分子间有斥力，故B错误；羊肉的温度降低后，分子无规则运动剧烈程度减小，其内能减少，故C错误；炖羊肉时，需要用燃料加热，燃料燃烧将化学能转化为内能，故D正确。故选D。]
二、填空题(本题包括5个小题；每空1分，共10分)
15．常用的温度计是根据_______________原理制成的，如图所示是温度计的一段截图，读数是________℃。
解析：温度计是按照液体热胀冷缩的原理制成的，题图中温度计的分度值是1 ℃，温度计示数从下往上减小，说明该温度计的示数是在0 ℃以下，则读数为－14 ℃。
　－14
液体热胀冷缩
16．2024年10月30日4时27分，神舟十九号载人飞船在酒泉卫星发射中心点火发射。如图所示的是点火后火箭加速升空的画面。火箭加速升空时，若以地面为参照物，航天员是运动的，若以________为参照物，航天员是静止的。运动和静止是
________(选填“绝对”或“相对”)的。
　相对
火箭
解析：在火箭升空的过程中，以火箭为参照物，航天员与火箭之间没有位置变化，所以航天员是静止的。同一物体相对于不同的参照物，可能是运动的也可能是静止的，说明物体的运动和静止是相对的。
17．玉溪窑青花，始烧于元末明初，有六百多年的历史，窑匠师傅将泥制成各种形状不同的陶坯，这表明力可以改变物体的 ________；我国三峡大坝上下游水位差最高达113 m，为了确保船只顺利通行，在上下游之间修建了世界上最大的船闸，船闸工作时利用了 ________的原理。
　连通器
形状
解析：窑匠师傅将泥制成各种形状不同的陶坯，这表明力可以改变物体的形状；船闸底部的阀门打开时，闸室与上游(或下游)上端开口，且底部连通，是一个连通器，水静止时水面相平，再打开闸门，船顺利通过，船闸是利用连通器原理工作的。
18．如图所示是某物质熔化时温度随时间变化的图象，由图象可以判断该物质是________(选填“晶体”或“非晶体”)，第5 min时物质处于____________状态。
　固液共存
晶体
解析：从题图可以看出，此物质在熔化过程中保持50 ℃不变，有固定的熔点，所以此物质是晶体；该物质从第4 min时开始熔化，到第8 min时熔化结束，故第5 min时物质处于固液共存状态。
19．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，A、B两点高度相同且距地面30 cm，小球在A点的动能________(选填“大于”“小于”或“等于”)B点的动能；在运动过程中，小球的机械能________(选填“守恒”或“不守恒”)。
　不守恒
大于
解析：小球在地面弹跳，在上升和下降的过程中，由于与空气摩擦，部分机械能转化为内能，小球的机械能不守恒，会逐渐减小，所以在A点的机械能大于B点的机械能；A、B两点高度相同，所以A、B两点小球的重力势能相等；因为小球的机械能等于动能与重力势能之和，所以小球在A点的动能大于在B点的动能。
四、作图题(本题包括2个小题；每小题2分，共4分)
20．(2分)如图甲，小丽站在商场的手扶电梯上，随梯匀速下楼，运动轨迹如图乙虚线所示。在图乙中画出小丽的受力示意图。(图中“·”表示小丽)
解析：小丽随自动扶梯一同匀速下降，小丽相对于扶梯静止，因此小丽受竖直向下的重力和竖直向上的支持力，并且二力是一对平衡力，过重心作竖直向下的力(即重力)和竖直向上的力(即支持力)。表示两个力的线的长度应相等。
答案：如图所示
21．(2分)请在图中画出拉力F1的力臂L1。
解析：已知支点为O，从支点O向拉力F1的作用线作垂线，垂线段的长度即为力臂L1。
答案：如图所示
五、实验探究题(本题包括3个小题，共28分)
22．(8分)如图甲所示，物理拓展课某小组利用相同的酒精灯分别对质量和初温均相同的盐水1、盐水2和纯水(ρ1＞ρ2＞ρ水)进行加热，它们的温度T随加热时间t变化的规律如图丙所示。
(1)由图丙可得出的实验结论：水和盐水在沸腾的过程中，________________________；
(2)图乙是实验中观察到水中气泡上升过程中的两种情况，其中________(选填“a”或“b”)是水沸腾时的情况；
(3)分析图丙所示图象可初步得到盐水的沸点随盐水密度增大而________，且盐水1的吸热能力比盐水2的吸热能力 ________(选填“强”或“弱”)，且液面上方的气压 ________(选填“高于”“低于”或“等于”)1标准大气压。
不断吸热，温度保持不变
b
变大
弱
低于
解析：(1)由题图丙可得出的实验结论：水和盐水在沸腾的过程中，不断吸热，温度保持不变。
(2)水沸腾前气泡上升过程中体积逐渐变小，水沸腾时气泡上升过程中体积逐渐变大，题图乙是实验中观察到水中气泡上升过程中的两种情况，其中b是水沸腾时的情况。
(3)已知ρ1＞ρ2＞ρ水，分析题图丙所示图象可初步得到盐水的沸点随盐水密度增大而变大，因加热相同时间，盐水1升温快，故盐水1的吸热能力比盐水2的吸热能力弱；由题图丙可知水的沸点为99 ℃，低于100 ℃，所以气压低于一个标准大气压。
23．(10分)学校的秋季运动会上将要举行班级间的拔河比赛。九一班的同学们经过集体讨论后一致认为决定比赛胜负的关键因素在于摩擦力的大小，于是进行了下列的实验来探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)同学们做了如图1所示的实验，实验中使木块在弹簧测力计水平拉力的作用下做 __________运动，这样做可以根据 ___________的知识得出拉力与滑动摩擦力的大小相等。
(2)分析实验甲和实验乙可知，可以通过改变 __________来改变滑动摩擦力的大小。
(3)最后通过充分的分析论证全班同学一致决定：应在班上选择体重较 ________的同学参加比赛，同时在比赛时脚穿图2中的 ________(选填“A”“B”或“C”)类鞋。
匀速直线
二力平衡
压力大小
重
A
解析：(1)用弹簧测力计匀速拉动木块时，木块做匀速直线运动受到的力是平衡力，根据二力平衡的知识，此时摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块拉力的大小。
(2)根据实验甲和实验乙可知，接触面的粗糙程度一样，对接触面的压力不同，受到接触面的滑动摩擦力不同，则可以通过改变压力来改变滑动摩擦力的大小。
(3)根据实验现象可知增大接触面的粗糙程度和增大压力可以增大摩擦力，因此组队时，应该选用体重大的同学，同时在比赛时应该穿鞋底花纹较深的鞋子，故选穿A类鞋子。
24．(10分)在研究液体压强的实验中，进行了如图所示的操作：
(1)本实验根据U形管中两管液面的 ________来判断液体压强的大小，在实验前调整U形管压强计时，若U形管两边液面不相平，可采取的方法是 ________；
[A]从U形管中倒出适量液体
[B]更换U形管中的液体
[C]取下软管重新安装
高度差
C
(2)要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关，应选择 ________两图进行比较。这种科学探究方法叫做：______________；
(3)小明发现在同种液体中，探头所处深度相同时，只改变探头的方向，U形管两边液柱高度差不变，表明： _____________________________________________。
丙、丁
控制变量法
同种液体同一深度，液体
向各个方向的压强相等
解析：(1)U形管压强计是通过U形管两侧液面的高度差来显示探头所受压强大小的，这用到了转换法；在实验前调整U形管压强计时，若U形管两边液面不相平，可采取的方法是取下软管重新安装，此时两端液面上方气压均等于大气压，液面会变得相平，故选C。
(2)根据控制变量法，要探究液体压强与盛液体的容器的形状是否有关，应控制深度、密度相同，改变容器的形状，故应选择丙、丁两题图进行对比。
(3)小明发现在同种液体中，探头所处深度相同时，只改变探头的方向，U形管两边液柱高度差不变，表明：同种液体同一深度，液体向各个方向的压强相等。
六、计算题(本题包括3个小题，共30分。解答时应写出必要的文字说明、主要公式和重要的演算步骤，只写最后答案不得分，有数值计算的题，计算中必须写出数值和单位)
25．(10分)由于天气寒冷，吃早饭时妈妈要用热水给小明加热250 g瓶装牛奶，如图所示，要使这瓶牛奶的温度由10 ℃最终升高到50 ℃，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，牛奶的比热
容为2.1×103 J/(kg·℃)，不计热量损失。
(1)牛奶需要吸收多少热量？
(2)妈妈至少需要60 ℃的热水多少千克？
(3)若小明家燃气灶的热效率是25%，妈妈将质量为1 kg、温度为10 ℃的水加热到60 ℃需消耗多少千克燃气？(燃气的热值为4.2×107J/kg)
答案：(1)2.1×104 J　(2)0.5 kg　(3)0.02 kg
26．(10分)如图所示，搬运工人用滑轮组将重为540 N的重物匀速提升3 m，所用时间为20 s，拉力为200 N，不计绳与滑轮间的摩擦。求：
(1)绳子自由端移动的速度；
(2)他所做的有用功；
(3)滑轮组的机械效率。
答案：(1)0.45 m/s　(2)1 620 J　(3)90%
27．(10分)如图甲所示为怀丙打捞铁牛的场景，他让人们用两艘大船装满泥沙，用铁索将铁牛拴到大船上，然后卸掉船里的泥沙，随着船逐渐上浮，铁牛从河底淤泥中被拉了出来，其模型如图乙所示。已知物体A是边长为0.1 m的正方体(与底部不密合)，物体B是底面积为0.03 m2、高为0.6 m、质量为8 kg的长方体，容器的底面积为
0.1 m2。现将A、B用细线连接，细线拉直但无拉力，然后沿水平方向切物体B，B被切去某一高度时，水面下降3 cm，此时细线所受拉力为15 N。(已知细线不伸长，g＝10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)求：
(1)物体A受到的浮力大小；
(2)细线拉直但无拉力时，B的下表面处受到水的压强(小数点后保留1位小数)；
(3)当水面下降3 cm时，B剩余的重力大小。
解析：(1)物体A排开液体的体积为V排＝VA＝(0.1 m)3＝0.001 m3
根据阿基米德原理可知，物体A所受浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×
103 kg/m3×10 N/kg×0.001 m3＝10 N。
(2)物体B的重力GB＝mBg＝8 kg×10 N/kg＝80 N
开始时，细线拉直但无拉力，此时物体B处于漂浮状态，由漂浮条件可知，F浮B＝GB＝80 N
由阿基米德原理得，F浮B＝ρ水gV排B＝ρ水gSBh浸B
(3)当水面下降3 cm时，排开水的变化量为
ΔV排B＝S容器Δh＝0.1 m2×0.03 m＝3×10-3 m3
则物体B排开水的体积变为V′排B＝V排B－ΔV排B＝8×10-3 m3－3×10-3 m3＝0.005 m3
B所受的浮力F′浮B＝ρ水gV′排B＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.005 m3＝
50 N
由题图丙可知，物体B切去Δh后，B上浮，对A产生拉力，绳子的拉力F＝15 N，对B进行受力分析，受竖直向下的重力、竖直向下的绳的拉力和竖直向上的浮力作用，依据平衡条件可得GB′＝F′浮B－F＝50 N－15 N＝35 N。
答案：(1)10 N　(2)2 666.7 Pa　(3)35 N