（尖子生专用）2020中考物理挑战压轴题专题03热学（含解析）.docx

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1、压轴题03热学1．煤、石油、天然气的过量开采使人类面临能源危机。某县在冬季利用地热能为用户取暖，当地有一口自喷状态的地热井，出水温度为90℃，出水流量为150m3/h。求：(1)求每小时流出的水的质量是多少kg？(2)地热水温度降低到50℃，所放出的热量；(3)这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，且天然气蒸汽锅炉的热效率为90%，那么利用上述地热能供暖一小时可以节约多少天然气？[已知ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值q为4×103J/m3]【答案】(1)1.5×l05kg

2、；(2)2.52×1010J；(3)700m3【解析】【分析】【详解】(1)每小时流出水的体积V=150m3/h×1h=150m3每小时流出水的质量m=ρ水V=1.0×l03kg/m3×150m3=1.5×l05kg(2)水放出的热量Q水放=c水mΔt=4.2×l03J/(kg·℃)×1.5×l05kg×(90℃-50℃)=2.52×1010J(3)这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，则Q有用=Q水放=2.52×1010J天然气需要放出的热量Q放==2.8×1010J天然气的体积V==700m3答：(1)每小时流出的水

3、是1.5×l05kg；(2)每小时流出的地热水温度降低到50℃所放出的热量为2.52×1010J；(3)利用上述地热能供暖一小时可以节约700m3的天然气。322．某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为S0cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是L0mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为P0kPa，飞轮1s转动N0周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦与机器散热），1h消耗汽油V0L（汽油密度为ρ0kg/m3汽油热值为q0J/kg），求：（1）汽油机的功率；（2）汽油机的效率。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）

4、由得，一次做功为：；飞轮转动两周做一次功，则不计摩擦与机器散热时，汽油机的功率为：；（2）1h所消耗汽油释放的热量为：；汽油机的效率为；。3．某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为S，一个冲程中活塞在气缸中移动的距离是L．满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为P，t时间内曲轴转动N圈、消耗汽油的体积为V．已知汽油的密度为ρ，汽油的热值为q，不考虑大气压对计算的影响，不计摩擦损失．求满负荷工作时：32（1）这种汽油机做功冲程中燃气对活塞的平均压力（2）这种汽油机做功的功率．（3）这种汽油机把内能转化为机械能的效率．【答案】（

5、1）PS（2）（3）【解析】【分析】（1）根据p=求出平均压力；（2）曲轴每转2圈对外做功一次，求出时间t内做功的次数，根据W=FL求出一次做的功，根据P=求出功率；（3）根据Q=mq=ρVq求出汽油燃烧放出的热量，再根据η=求出热机效率．【详解】（1）由p=得：燃气对活塞的平均压力：F=PS；（2）t时间内曲轴转动N圈，所以做功的次数为n=，t时间内做的总功：W总=×F×L=×PS×L；汽油机做功的功率：P===；（3）汽油燃烧放出的热量：Q=mq=ρVq，汽油机把内能转化为机械能的效率：η=×100%=×100%

6、=×100%．答：（1）燃气对活塞的平均压力PS；（2）汽油机做功的功率；（3）汽油机把内能转化为机械能的效率×100%．32【点评】此题主要考查的是学生对压强、功、热值、密度、热机效率计算公式的理解和掌握，基础性题目．4．太阳能热水器被广泛应用于现代生活，即节约了能源，又能保护环境。下表提供的是一装满水的太阳能热水器在太阳照射下的相关信息。请根据表中信息解答下列问题：太阳照射时间/h太阳能转换为水的内能的效率热水器最大水容量/L1050%100水升高的温度/℃水的比热容/[]水的密度/[]604.2×1031.0×

7、103(1)热水器中的水增加的内能；(2)此次热水器接收到的太阳能如果由燃气燃烧来提供，那么需要多少燃气？（燃气的热值为4.2×107J/kg）【答案】(1)；(2)【解析】【分析】【详解】(1)水的体积V=100L=0.1m3由得，热水器中水的质量热水器中的水增加的内能(2)由可得此次热水器接收的太阳能32由题知根据Q放=mq可得，这些太阳能由燃气提供时可节约的燃气答：(1)热水器中的水增加的内能；(2)此次热水器接收到的太阳能如果由燃气燃烧来提供，那么需要1.2kg燃气。5．某市部分公交车用天然液化气为燃料，其主

8、要成分就是甲烷，热值为3.6×107J/m3。如果一辆公交车满载乘客时总质量是6t，那么10m3甲烷气体完全燃烧产生的能量可供公交车满载时以36km/h的速度匀速行驶100min。匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.05倍，求：(1)这段时间内公交车牵引力做功的功率；(2)若10m3的甲烷气体完全燃烧所产生的热量被水完全吸收，可将多少千克