2025年中考物理熱點題型專項訓練：內(nèi)能、熱量計算問題（解析版）

專題06內(nèi)能、熱量計算問題

?知己知彼

一、熱量

在熱傳遞過程中傳遞的那部分能量

C比熱

Q=cmAt-m物體的質(zhì)量

當物體吸熱時，可表示為At=（t-to）

At初末溫差

當物體放熱時，可表示為=

熱平衡定義：熱平衡，指一個處于任意平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，Q吸=（3放

二、熱值

定義：單位質(zhì)量的某種燃料完全燃燒后所放出的熱量（用字母乜,表示）

注意：熱值是物質(zhì)的一種特性單位：J/kg

物理意義：表示每IKg的某種燃料完全燃燒后所放出的熱量是多少J

計算：QjjMmq

1.（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lh,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=4.6X107j/kg）。求:

（1）汽車行駛的速度;

（2）牽引力的功率;

（3）汽車發(fā)動機的效率。

【解答】解：（1）汽車行駛的速度v=*=^%=108km/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=1380NX108X103m=1.4904X108J,

牽引力的功率為P=-y=I％黑:詈=41400W；

(3)消耗的汽油完全燃燒放出的熱量Q8fc=mq汽油=10kgX4.6X107J/kg=4.6X108J,

汽車發(fā)動機的效率r)=7^X100%=等罷湍％xl00%=32.4%。

2.(2023?呼和浩特)小軍同學周末和家人駕駛越野汽車去郊游，車和人的總質(zhì)量為2.43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后到達目的地。已知汽油的熱值為4.6X107J/kg0

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械效率；

(3)汽車在沙土路上勻速行駛時受到阻力的大小。

【解答】解：(1)汽車在柏油路上勻速行駛時的速度：vi=詈=黑絲=60km/h；

(2)汽車行駛過程中受到的阻力：

f=0.1G總=01m總g=0.1X2.4X1000kgX10N/kg=2.4X103N,

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=2.4X103N,

車在柏油路上勻速行駛時牽引力所做的有用功：

W=F牽si=2.4X103NX50X1000m=1.2X108J,

消耗的汽油完全燃燒放出的熱量：

Q放=mq=5kgX4.6X107J/kg=2.3X108J,

汽車在柏油路上勻速行駛時的機械效率：

n=^xioo%=23X108/X100%^52-2%;

(3)汽車的功率：

C1”

P=F牽vi=2.4X103NX60X泰m/s=4XIO,W,

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：

4x104〃

F牽―看=5760N,

翁n/s

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。

3.(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°C,

燃燒了100g木炭。已知：水的比熱容c水=4.2X1()3J/(kg?℃),木炭的熱值q=3.36Xl()7j/kg。

求：

(1)水吸收的熱量；

(2)該火爐燒水的熱效率。

【解答】解：(1)水吸收的熱量：

Q吸=(:水111水(t-to)=4.2X103J/(kg?℃)X2kgX(60℃-20℃)=3.36X105J；

(2)木炭完全燃燒放出的熱量：

Q8(=m木炭qnlOOXlOrkgXSJGXKfj&gnSjGXloGj，

火爐燒水的熱效率：

11年x100%=雷需>100%=10%。

X方攵3.DOA±UJ

4.(2023?婁底)如圖所示是一臺手扶雙輪壓路機，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lOmin,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4Xl()7j/kg)

(1)壓路機在這次壓路作業(yè)中運動的距離是多少？

(2)壓路機靜止在水平路面上時，與地面的接觸面積為0.02m2,該壓路機對路面的壓強是多少？

(3)壓路機在這次壓路作業(yè)中牽引力做的功是多少？

(4)若發(fā)動機效率為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)動機的溫度，確保發(fā)動機正常工作，當滿水箱的水從20℃上升到

80℃可以吸收多少熱量？水的比熱容為4.2XI()3j/(kg-C)。

【解答】解：(1)根據(jù)速度公式得，壓路機在這次壓路作業(yè)中運動的距離是：s=vt=0.2m/sX10

X60s=120m；

(2)根據(jù)密度公式得，水箱中水的質(zhì)量m水=pV=1.0g/cm3x15Xl()3cm=15000g=15kg,G水

=m水g=15kgX10N/kg=150N,

壓路機的重力為：G壓路；tn.=m壓路機g=550kgX10N/kg=5500N,

壓路機靜止時對水平地面的壓力等于自身的重力加上水的重力，F(xiàn)=G壓路機+G水=5500N+150N=

5650N,

該壓路機對水平地面的壓強：p=q=懸嗎=2.825X105Pa；

1、0.02TH'

(3)壓路機勻速前進時處于平衡狀態(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=￡=0.46總=0.4X5650N=2260N,

壓路機做的功：W=F牽s=2260NX120m=2.712X105J；

(4)由『芳得，柴油完全燃燒釋放的熱量：Q放=1=2'歿望”=9.04義

由Q放=mq可得，消耗柴油的質(zhì)量：m=，■生=:?落;篇=0.0226kg；

(5)水吸收的熱量：Q=cm水At=4.2Xl()3j/(kg.。。)X15kgX(80℃-20℃)=3.78X106Jo

5.(2023?德州)如圖為我國自主研制的兩棲戰(zhàn)車，整車質(zhì)量為26.53每條履帶與地面的接觸面積

為2.5m2,水上最快航速可達30km/h,達到世界先進水平，某次任務(wù)中它以最快航速勻速穿過一

寬為66km的水域。己知p燃油=0.85Xl()3kg/m3、q燃油=4.3Xl()7j/kg,g=ioN/kg、p水=1.0X103kg/m3?

求：

(1)該戰(zhàn)車停在水平地面時對地面的壓強；

(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。

【解答】解：(1)戰(zhàn)車停在水平地面時對地面的壓力：F=G=mg=26.5X103kgX10N/kg=2.65

X105N,

戰(zhàn)車對地面的壓強：=5.3X104pa；

32x2.5mz

(2)根據(jù)v=*該戰(zhàn)車穿過此水域所用時間：t=J=^%=2.2h；

t1/JUKATT/fL

(3)戰(zhàn)車在水中漂浮，根據(jù)二力平衡，其所受浮力：F浮=6車=2.65義1。51^,

由F浮=p水gV排得,排開水的體積為：3,=/用隊=26尊

(4)根據(jù)密度公式p=爺?shù)?，消耗燃油的質(zhì)量：

3333

m燃油=p燃油V=0.85X10kg/mX600X10m=510kg,

燃油完全燃觀放出的熱量為：

Qi!<=m燃油q燃油=510kgX4.3X107j/kg=2.193Xl()i°J。

6.(2022?錦州)如圖所示是我國自行設(shè)計研制的AG600全狀態(tài)新構(gòu)型滅火飛機。若該飛機以270km/h

的速度勻速直線航行20min,消耗航空燃油1.35t,飛機發(fā)動機的功率為2.25Xl(fw。(航空燃油

的熱值為4Xl()7j/kg)求：

(1)消耗的航空燃油完全燃燒放出的熱量是多少？

(2)飛機在航行過程中的阻力是多少？

(3)發(fā)動機的效率是多少？

【解答】解：(1)已知消耗的航空燃油的質(zhì)量m=1.35t=1350kg,航空燃油的熱值q=4Xdj/kg,

則這些燃油完全燃燒放出的熱量為：Q放=4111=4X?j/kgx1350kg=5.4X10叼；

(2)已知飛機發(fā)動機的功率P=2.25X1()7W,飛機勻速航行的速度v=270km/h=75m/s,

由P=與=?=Fv可知飛機航行過程中的牽引力為：F=(=2-2黑;7=3X105N,

由二力平衡的條件可知飛機航行過程中的阻力為：f=F=3Xl()5N；

(3)由P=m^r知飛機發(fā)動機做的功為：W=Pt=2.25X107WX20X60s=2.7X1010J,

則發(fā)動機的效率為：T]=jyX100%=54xWiO/X100%=50%o

7.(2023?殷都區(qū)一模)隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，汽車已走進許多家庭。周末小明一家駕駛小轎車去往

100km外的平遙古城游玩，消耗了汽油8L。若這些汽油完全燃燒放出的熱量有30%用來驅(qū)動汽

車做有用功，所用汽油的熱值為4.5X107j/kg,密度為0.725XI()3kg/m3。試計算：

(1)8L汽油完全燃燒放出的熱量。

(2)發(fā)動機驅(qū)動汽車做的有用功。

【解答】解：(1)汽車耗油的體積：V=8L=8dm3=8X10「3m3,

所消耗汽油的質(zhì)量：m=pV=0.725X103kg/m3X8X10-3m3=5.8kg,

汽油完全燃燒放出的能量：Q=mq=5.8kgX4.5Xl()7j/kg=2.61X108J；

(2)由題知,用來驅(qū)動汽車做的有用功：W有=Q^X30%=2.61X10町X30%=7.83X107jw

8.(2023?伊川縣一模)小華家里用的是天然氣灶，他嘗試估測該灶的效率。小華在水壺中加入5L

水，水的初溫是20℃,然后將水燒開，他觀察天然氣表發(fā)現(xiàn)此次燒水用了O.liiP天然氣，天然氣

的熱值為3.2X107j/m3,水的比熱容C=4.2X1()3J/(kg.。。)，當?shù)卮髿鈮簽闃藴蚀髿鈮骸Ｇ螅?/p>

<1)水吸收的熱量Q吸(不計水的熱量損失)；

(2)天然氣完全燃燒放出的熱量Q放；

(3)天然氣灶的效率不

【解答】解：(1)水的體積V水=5L=5dm3=0.005m3,

由p=g可得水的質(zhì)量：

m水=p；?V水=LOX103kg/m3X0.005m3=5kg,

標準大氣壓下水的沸點為100℃,即水的末溫為100℃,

水吸收的熱量：Q吸水(t-to)=4.2X103J/(kg*℃)X5kgX(100℃-20℃)=1.68X106J；

3736

(2)天然氣完全燃燒放出的熱量：Qffi=Vq=0.1mX3.2X10J/m=3.2X10J；

(3)天然氣灶的效率：n='xl00%=劈頭翳xl00%=52.5%。

9.(2023?新余一模)如圖是我國第一款純電動疫苗接種車，疫苗車空車質(zhì)量為43車輪與水平地面

接觸的總面積為0.2m2,發(fā)動機的輸出功率為60kW不變。（g取lON/kg,汽油的熱值為4.6X107j/kg）

求：

（、1）疫苗車空車靜止在水平地面時，對地面的壓強。

（2）疫苗車在水平路面勻速直線行駛時，受到的阻力為3000N,疫苗車的速度。

（3）疫苗車以（2）中的速度在平直路面行駛46km,若換用效率為30%的汽油機提供動力，需

要消耗汽油的質(zhì)量。

【解答】解：⑴疫苗車空車的重力：G=mg=4X103kgX10N/kg=4X104N,

4

疫苗車空車靜止在水平地面時，對地面的壓力：Fffi=G=4X10N,

受力面積S=0.2m2,

5

對水平地面的壓強：==2X10Pa;

（2）因為疫苗車在水平路面勻速直線行駛，所以疫苗車受到的牽引力、阻力是一對平衡力，大

小相等，疫苗車受到的牽引力：F=f=3000N,

由P=弓=牛=Fv可得疫苗車行駛速度：v=。=6黑黑h=20m/s；

tLrDUUU/V

（3）疫苗車勻速行駛s=46km=46000m做的有用功：

W=Fs=3000NX46000m=1.38X108J,

若換用效率為30%的汽油機提供動力，

由口=、匕可得汽油完全燃燒釋放的熱量：

Q成

勿一/_1.38X1087

Q放一萬一旃一30%~4.6X108J,

由、放=11^可得，需要完全燃燒汽油的質(zhì)量:

_Q放—4.6x108/

m'_._4.6xl07〃kg-l°kg。

10.（2023?豐臺區(qū)一模）小明的媽媽做飯時，使用鐵鍋燒水，小明發(fā)現(xiàn)把2kg的水從10℃加熱到85℃

時，共消耗了0.5kg的干木柴，已知水的比熱容為4.2X103j/(kg-c),干木柴的熱值為1.2X107J/kg)o

求：

(1)干木柴完全燃燒放出的熱量；

(2)水吸收的熱量；

(3)鐵鍋燒水的效率。

76

【解答】解：(1)干木柴完全燃燒放出的熱量：QSt=qm=1.2X10J/kgX0.5kg=6X10J；

(2)水吸收的熱量：

35

(5吸=?11'(t2-ti)=4.2X10J/(kg?℃)X2kgX(85℃-10℃)=6.3X10J；

(3)鐵鍋燒水的效率：片肥xl00%=畿耨xl00%=10.5%。

11.(2023?亭湖區(qū)校級模擬)小明用燃氣灶燒水時，把質(zhì)量為2kg、初溫為20℃的水加熱到100℃,

共燃燒了0.02m3天然氣(假設(shè)天然氣完全燃燒)。已知水的比熱容為4.2X103J/(kg-C),天然氣

的熱值為8.4Xl()7j/m3。求：

(1)水吸收的熱量。

(2)天然氣完全燃燒放出的熱量。

(3)燃氣灶燒水時的效率。

【解答】解：(1)水吸收的熱量：Qigucm(t-to)=4.2X103J/(kg-℃)X2kgX(100℃-20℃)

=6.72X105J,

(2)天然氣完全燃燒放出的熱量：<3放=丫4=0.02013*8.4*107]/]^=1.68義1061；

(3)燃氣灶燒水的效率：i]=%xl00%=翼第盥xl00%=40%。

"杉1.00xiuuy

12.(2023?青山湖區(qū)模擬)某物理興趣小組的同學，用煤爐給100kg的水加熱，同時他們繪制了如

圖所示的加熱過程中水溫隨時間變化的圖像；若在6min內(nèi)完全燃燒了2kg的煤，煤的熱值約為3

7

X10J/kg；求：[c水=4.2X1()3J/(kg?℃)]

<1)2kg煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量；

(2)經(jīng)過6min時間加熱，水所吸收的熱量；

(3)煤爐燒水時的熱效率為多少？(寫成百分比形式)

77

【解答】解：(1)煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量：Q^=01tMq=2kgX3X10J/kg=6X10J；

(2)由圖可知，經(jīng)過6min時間加熱后水溫由10℃達到70℃,

3

水吸收的熱量：Q吸=(:水皿水(t-to)=4.2X10J/(kg?℃)XI00kgX(70℃-10℃)=2.52X

107J；

(3)煤爐燒水時的熱效率:

Q吸2.52x107/

『廠6x107/X100%=42%o

y放

13.(2023?長清區(qū)一模)如圖所示，某同學用燃氣灶做飯。已知鍋內(nèi)裝有質(zhì)量為5kg,初溫為20℃

的水，當水剛好燒開至100℃,共消耗了0.06kg的液化石油氣。［水的比熱容為4.2X103j/(kgy),

液化石油氣的熱值為4.9X107j/kg］。求：

(1)以上過程中，水吸收的熱量；

(2)液化石油氣完全燃燒所放出的熱量。

【解答】解：(1)水吸收的熱量：

36

Q吸="km水(t-to)=4.2X10J/(kg-℃)X5kgX(100℃-20℃)=1.68X10J；

(2)完全燃燒液化石油氣放出的熱量：Qji=mq=0.06kgX4.9X107j/kg=2.94XK)6j。

14.(2023?濰城區(qū)二模)在冬天的時候一家人聚在一起吃上一頓美美的火鍋是一種很讓人舒心的事

情。愛吃火鍋的細心食客不難發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在市里一些火鍋店、飯店、酒店等都選用了一種配備丁烷

氣罐的新型便攜式的燃氣爐。丁烷氣罐外形小巧，火力也很大，最重要的是方便干凈，適用于短

時間內(nèi)吃火鍋的顧客，也適用于野外郊游野炊用。如圖所示為某品牌便攜式丁烷氣爐，其相關(guān)參

數(shù)如表所示。某次在標準大氣壓下用該燃氣爐最大火力將鍋內(nèi)20℃、2kg的水燒開，己知q丁烷=

5.0X107J/kg,c水=4.2Xl()3j/(kg?℃),求:

最大火力熱效率產(chǎn)品凈重產(chǎn)品毛重

2.5kW60%l-5kg2.0kg

（1）水吸收的熱量;

（2）消耗丁烷氣體的質(zhì)量;

（3）加熱所需要的時間。

【解答】解：（1）在一個標準大氣壓下，水的沸點是100℃,所以將2kg、20℃的水燒開，水的

末溫是100℃,2kg、20℃的水燒開需要吸收的熱量Q吸=（:水111水At=4.2Xl（）3j/（kg-C）X2kg

X（100℃-20℃）=6.72X105J；

（2）丁烷燃燒放出的熱量Q放=詈=6,7禽產(chǎn)=1.12X106J,

完全燃燒丁烷的質(zhì)量m丁烷=會=點需患=0.0224kg=22.4g；

（3）最大火力時的功率P=2.5kW,則加熱所需要的時間t=-^=炭湍3=7.47min-0.12h。

15.（2023?新安縣一模）圖甲為某風景區(qū)中的一段盤山公路。以汽油為燃料的觀光汽車，重為6義

104N,沿該盤山公路（盤山公路近似處理為如圖乙所示的斜面）以36km/h的速度勻速行駛，經(jīng)

過lOmin從山腳到達山頂；汽車上山時沿路面獲得的牽引力恒為9X103N。已知汽油完全燃燒釋

放的熱量轉(zhuǎn)化為汽車牽引力做功的效率為30%,汽油熱值q=4.5Xl（）7j/kg,求：

（1）汽車上山時牽引力的功率為多大？

（2）汽車從山腳到山頂消耗了多少千克的汽油？

(3)若山高為0.45km,該斜面的機械效率是多少？

【解答】解：(1)汽車的速度為：v=36km/h=10m/s,

VIZZ7c

汽車上山時牽引力的功率：P==Fv=9X103NX10m/s=9X104W；

(2)t=10min=600s,

根據(jù)p=^可得牽引力所做的功：M^=Pt=9Xl()4wX600s=5.4Xl()7j,

根據(jù)r)=3、Q=qm可得W=T]Q=nqm,

可汽車從山腳到山頂消耗汽油的質(zhì)量：

W5.4x107/

人」m=而=4.5xl07/"gx30%=4kg;

(3)若山高為0.45km,該斜面的機械效率：

『="100%=罷=絲罌*=50%。

17

w總W總5.4X107/

16.(2023?石家莊模擬)菜油最適宜的烹飪溫度在150℃至180℃之間。用天然氣將質(zhì)量為0.02kg

的菜油從室溫20℃加熱到170℃,若天然氣完全燃燒釋放出的熱量有60%被菜油吸收。[c菜油=2.0

3

X10J/(kg?℃),天然氣的熱值為4Xl()7j/m3]

求：

(1)菜油吸收了多少熱量？

(2)此過程中燃燒了多少nP的天然氣？

【解答】解：⑴菜油吸收的熱量為；Q吸=c菜油m(t-to)=2.0Xl()3j/(kg.c)X0.02kgX(170℃

-20℃)=6000J；

Q吸

(2)天然氣燃燒釋放出的熱量有60%被菜油吸收，由口=X100%可得，天然氣放出的熱量為:

Q放

Q級_6000/

Q?-V=_60^=10000J;

由Q放=丫q得天然氣的體積為：丫=*=4黑榻3=2.5X10一%3。

17.(2023?福州模擬)某同學家里使用天然氣來加熱水，水壺中裝有2kg溫度為20℃的水，將水加

熱到90℃,測出消耗的天然氣為0.042m3。水的比熱容為4.2Xl()3j/(kg?C),天然氣的熱值約

為4.0Xl()7j/m3。試求：

(1)這些水吸收的熱量是多少？

(2)天然氣