《2025年5年中考3年模拟九年级物理全一册沪科版》

5.「2025四川苍溪期中」李华家新装的天然气热水器标注的能效等级为2级。国家规定能效等级为2级的热水器,其热效率值不低于88%。李华想通过洗澡来估测一下这款天然气热水器的能效等级是否达标,于是他将天然气热水器的温度设定在40℃(即水从热水器流出的温度),某次洗澡用水90kg,洗澡一次使用天然气$0.2m^3。$已知进入热水器的冷水温度为5℃[水的比热容$c= 4.2×10^3J/(kg·℃),$天然气的热值$q= 7.0×10^7J/m^3]。$
(1)求消耗的天然气完全燃烧放出的热量；
(2)求水吸收的热量；
(3)通过计算判定该款热水器能效等级是否达标。

答案： 5.解析
(1)这些天然气完全燃烧放出的热量 Q放=qV=7.0×10⁷ J/m³×0.2 m³=1.4×10⁷ J。
(2)水吸收的热量 Q吸=c水m水Δt=4.2×10³ J/(kg·℃)×90 kg×(40 ℃-5 ℃)=1.323×10⁷ J。
(3)热水器的效率:η=Q吸/Q放×100%=1.323×10⁷ J/1.4×10⁷ J×100%=94.5%＞88%,因此该款热水器能效等级达标。

6.「2025福建龙岩月考」如图所示,将要锻打的铁器先在火炉中煅烧,然后进行锻打,再将锻打好的铁器放在水中进行淬火,以增加铁器的硬度。一个质量为2kg的锻打好的铁器毛坯,温度为700℃,淬火后它的温度降低到200℃,释放的热量中有84%被质量为10kg、初温为16℃的水吸收,求水的末温。$[c_{铁}= 0.46×10^3J/(kg·℃),c_{水}= 4.2×10^3J/(kg·℃)]$

答案： 6.解析 由 Q=cmΔt 可得,铁器毛坯放出的热量 Q放=c铁m铁Δt₁=0.46×10³ J/(kg·℃)×2 kg×(700 ℃-200 ℃)=4.6×10⁵ J。水吸收的热量 Q吸=Q放×84%=4.6×10⁵ J×84%=3.864×10⁵ J由 Q=cmΔt可得,水升高的温度 Δt₂=Q吸/c水m水=3.864×10⁵ J/4.2×10³ J/(kg·℃)×10 kg=9.2 ℃。水的末温 t=16 ℃+9.2 ℃=25.2 ℃。

7.小明学习了燃料的热值后,很想知道家中使用的天然气的热值是多少。于是,他在家里将装有2kg水的水壶放到天然气灶上去烧,用温度计测量水从20℃加热至80℃的过程中,观察到天然气表的数字变化了$0.035m^3。$他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36%,已知水的比热容$c_{水}= 4.2×10^3J/(kg·℃)。$
(1)求在这个过程中水吸收的热量。
(2)请你帮小明算出天然气的热值。

答案： 7.解析
(1)在这个过程中水吸收的热量 Q吸=c水m水(t-t₀)=4.2×10³ J/(kg·℃)×2 kg×(80 ℃-20 ℃)=5.04×10⁵ J。
(2)天然气完全燃烧放出的热量 Q放=Q吸/η=5.04×10⁵ J/36%=1.4×10⁶ J,天然气的热值 q天然气=Q放/V=1.4×10⁶ J/0.035 m³=4×10⁷ J/m³。

8.「2025四川遂宁船山期中」由于天气寒冷,吃早饭时妈妈要用热水给小明加热250g瓶装牛奶,如图所示,这瓶牛奶的温度由10℃最终升高到50℃,已知水的比热容为$4.2×10^3J/(kg·℃),$牛奶的比热容为$2.1×10^3J/(kg·℃),$不计热量损失,求：
(1)牛奶需要吸收的热量。
(2)妈妈至少需要60℃热水的质量。
(3)若小明家燃气灶的热效率是25%,妈妈将质量为1kg,温度为10℃的水加热到60℃,需消耗燃气的质量。(燃气的热值为$4.2×10^7J/kg)$

答案： 8.解析
(1)牛奶吸收的热量 Q吸=c牛奶m牛奶(t-t₀₁)=2.1×10³ J/(kg·℃)×0.25 kg×(50 ℃-10 ℃)=2.1×10⁴ J。
(2)不计热量损失,Q吸=Q放=2.1×10⁴ J。即 c水m水(t₀₂-t)=Q放。则 m水=Q放/c水(t₀₂-t)=2.1×10⁴ J/4.2×10³ J/(kg·℃)×(60 ℃-50 ℃)=0.5 kg。
(3)水需要吸收的热量 Q吸'=c水m'(t'-t₀')=4.2×10³ J/(kg·℃)×1 kg×(60 ℃-10 ℃)=2.1×10⁵ J,因为热效率η=Q吸'/Q放',所以燃气完全燃烧放出的热量 Q放'=Q吸'/η=2.1×10⁵ J/25%=8.4×10⁵ J;由 Q放'=m''q 可得,需要燃气的质量 m''=Q放'/q=8.4×10⁵ J/4.2×10⁷ J/kg=0.02 kg。