3.6 比热容、热值的理解与相关计算-【一战成名新中考】2025江西中考物理·一轮复习·分层作业本（练册）

分层作业本·江西物理 模 块 三 热 学 命题点 6　 比热容、热值的理解与相关计算 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　考向 1 比热容、热值的理解及应用 (10 年 4 考) 1. (2024 福建)水约占人体体重的 60% ~ 70%,有 助于调节体温,原因之一是水具有较大的 ( D ) A. 热值 B. 密度 C. 温度 D. 比热容 2. 古代科技 (2024 吉安一模) 《天工开物》 中 提到我国的淬火工艺,它是指将高温工件浸入 冷的淬火介质,使其完全冷却,以提高金属工 件的性能的一种工艺. 如图所示的工人将烧红 的铁器迅速放入等质量常温的冷水中,发现水 温变化不大,其主要原因是水的 　 比热容 　 (选填“密度”或“比热容”)较大. 常见的淬火 介质有“水”和“油”两种,若某钢材要求淬火 前、后不能有太高的温差,应选 　 油 　 (选填 “水”或“油”)作为淬火介质. 第 2 题图 3. 依据表格中的数据,下列说法正确的是 ( D ) 物质 比热容 c / [J·(kg·℃) -1] 水 4. 2×103 煤油 2. 1×103 砂石 约 0. 92×103 A. 一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小 B. 水和砂石放出相等热量,水的温度降低得 较多 C. 水的比热容表示水的温度升高 1 ℃ 吸收的 热量是 4. 2×103 J D. 质量相等的水和煤油,吸收相等热量,煤油 温度升高得较多 4. 将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同 的温度后,放到上表面平整的冰块上. 经过一 定的时间后,冰块形状基本不再变化时的情形 如图所示. 则三块金属的比热容 c甲、c乙、c丙大 小相比 ( C ) 第 4 题图 A. c甲最大 B. c乙最大 C. c丙最大 D. c甲 = c乙 = c丙 5. (2024 云南)2024 年 5 月,我国首款百公斤级车 载液氢系统“赛道 1000” 研制成功,可助力氢 能重卡突破 1 000 公里续驶里程,这是我国将 液氢应用于交通运输领域的重大技术突破(q氢 = 1. 4×108 J / kg). 下列说法正确的是 ( C ) A. 氢能不属于清洁能源 B. 用液氢作燃料是因为液氢含有的热量多 C. 完全燃烧 100 kg 的液氢能释放 1. 4× 1010 J 的热量 D. 氢能重卡的热机效率可高达 100% 考向 2 热量及热效率相关计算(必考) 类型 1　 纯热学计算 6. (2023 陕西)在标准大气压下,使用煤气灶将 2 kg 的水从 20 ℃ 加热到 100 ℃ ,水吸收的热 量是　 6. 72×105 　 J,若不计热量损失,此过程 需要完全燃烧　 0. 016　 kg 的煤气,这是通过 　 热传递　 的方式增加了水的内能. 未使用完 的煤气的热值　 不变　 (选填“变大”“变小”或 “不变”). [水的比热容 c水 =4. 2×103 J / (kg·℃), 煤气的热值 q煤气 = 4. 2×107 J / kg] 7. 同学们到研学基地开展社会实践活动,小明垒 好柴火灶准备给大家煮饭,为了测试柴火灶的 效率,他用 1 kg 干木柴给 5 kg 水加热,待烧完 木柴时,水温从 20 ℃ 升高到 60 ℃ ,干木柴是 　 一次　 (选填“一次”或“二次”)能源,该柴火 灶的效率为　 7%　 . (已知 q干木柴 =1. 2×107 J / kg) 8. 小丽用相同的电加热器分别对质量为 0. 2 kg 的水和 0. 3 kg 的另一种液体进行加热,得到的 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 72 分层作业本·江西物理 模 块 三 热 学 实验数据如图所示,则水在 16 min 内吸收的热 量为　 2. 52×104 　 J,另一种液体的比热容为 　 1. 4 × 103 　 J / ( kg ·℃ ). [ c水 = 4. 2 × 103 J / (kg·℃ )] 第 8 题图 9. (2024 成都)某固态物体的质量为 m,其物质的 比热容为 c,用稳定的热源对它加热(物体在相 同时间内吸收的热量相等),到 t3 时刻停止加 热,然后让其冷却. 上述过程中记录不同时刻 的温度,最后绘制出温度随时间变化的图像 (如图). 下列说法正确的是 ( D ) 第 9 题图 A. 在 0 ~ t2 时间段, 该物体吸收的热量为 cm(T2 -T1) B. 在 t2 ~ t4 时间段,该物质的比热容先增大后 减小 C. 在 t4 ~ t5 时 间 段, 该 物 体 放 出 的 热 量 为 cm(T2 -T1)( t5 -t4) t1 D. 该物质在 t5 ~ t6 时间段的比热容等于在 0~ t1 时间段的比热容 10. (2022 江西 17 题 8 分)如图所示,某同学用燃气 灶烧水给餐具消毒. 已知密闭锅内水的质量 为 5 kg,水的初温为 22 ℃ ,当水刚好烧开时, 共消耗了 0. 06 m3 的天然气,该燃气灶烧水的 热效率为 70%. [ c水 = 4. 2 × 103 J / (kg·℃ ), q天然气 = 4. 0×107 J / m3]求: 第 10 题图 (1) 0. 06 m3 的天然气完全燃烧所放出的 热量; (2)以上过程中,水吸收的热量; (3)密闭的锅内水烧开时的温度. 解:(1)0. 06 m3 的天然气完全燃烧放出的热量: Q放 =Vq天然气 =0. 06 m3×4×107 J / m3 =2. 4×106 J; (2)水吸收的热量: Q吸 =ηQ放 =70%×2. 4×106 J=1. 68×106 J; (3)由 Q吸 =cm( t-t0)可得,密闭的锅内水烧开时的 温度: t = Q吸 cm +t0 = 1. 68×106 J 4. 2×103 J / (kg·℃)×5 kg +22 ℃= 102 ℃. 11. (2024 苏州改编)如图所示为某折叠卡式炉,采用 丁烷气体作为燃料. 水壶装入 2 L 初温为 25 ℃ 的水,用卡式炉加热至 100 ℃,消耗了25 g 丁烷 气体[水的比热容为 4. 2×103 J / (kg·℃),丁烷 的热值为 4. 8×107 J / kg]. 求: 第 11 题图 (1)壶中水的质量; (2)水吸收的热量; (3)卡式炉的加热效率. (4)请写出该卡式炉加热效率 不高的一个原因. 解:(1)由 ρ = m V 可知,水的质量:m水 = ρ水V水 = 1. 0× 103 kg / m3×2×10-3 m3 =2 kg; (2) 水吸收的热量:Q吸 = c水m水 ( t - t0 ) = 4. 2 × 103 J / (kg·℃)×2 kg×(100 ℃-25 ℃)= 6. 3×105 J; (3)丁烷气体完全燃烧放出的热量:Q放 =mq = 2. 5× 10-2 kg×4. 8×107 J / kg=1. 2×106 J; 卡式炉的加热效率: η= Q吸 Q放 ×100%=6. 3 ×105J 1. 2×106J ×100%=52. 5%. (4)燃料不能完全燃烧,而且加热过程中有热量的 损失,使得卡式炉加热效率不高. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 82 分层作业本·江西物理 模 块 三 热 学 类型 2　 涉及其他能量的热转化效率计算 12. 某家庭用电热水壶加热 0. 8 kg 的水,使其温 度从 30 ℃ 升高到 80 ℃ ,则水吸收的热量是 　 1. 68×105 　 J. 若该电热水壶的加热效率为 70%,此过程中,电热水壶实际消耗的电能为 　 2. 4×105 　 J. [c水 = 4. 2×103 J / (kg·℃ )] 13. 某品牌电热水龙头的额定功率是 4 000 W,不 计热量损失,该水龙头正常工作 8. 4 s,可使 0. 4 kg 的水从 21 ℃ 升高到　 41　 ℃ . [水的 比热容为 c水 = 4. 2×103 J / (kg·℃ )] 14. (2024 山西)山西拥有丰富的历史文化遗产. 暑 假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台 山,进行古建筑研学旅行. 平遥古城到五台山 全程约 360 km,驾车前往大约需要 4 h. (汽油 的热值 q 取 4. 5 × 107 J / kg,汽油的密度 ρ 取 0. 8×103 kg / m3) (1)求汽车的平均速度; (2)汽车全程消耗汽油 25 L,求汽油完全燃烧 放出的热量 Q; (3)若汽车发动机全程的平均功率为 25 kW, 求汽车发动机的效率. 解:(1)汽车平均速度:v= s t =360 km 4 h =90 km / h; (2)消耗汽油的质量: m=ρV=25 L×0. 8×103 kg / m3 =20 kg, 燃烧释放的热量: Q=qm=4. 5×107 J / kg×20 kg=9×108 J; (3)汽车发动机做的机械功: W=Pt=25 kW×4 h=100 kW·h=3. 6×108 J; 发动机的机械效率: η=W Q ×100%=3. 6 ×108 J 9×108 J =40%. 15. (2023 宜昌)近些年来,国家大力提倡开发各种 绿色可再生能源,助力实现“碳达峰、碳中和” 的战略目标. 如图所示是宜昌某风电场,总装 机容量 5×104 kW,年发电量 9 000 万度. 问: 第 15 题图 (1)该风电场年发电时间可达多少小时? (2)如果火电站的发电效率为 40%,要得到相 同的电能,每年需要多少吨煤? (煤的热值为 3. 0×107 J / kg) 解:(1)年发电量:W=9000 万度=9×107 kW·h, 根据题意可得该风电场年发电时间: t=W P =9×10 7 kW·h 5×104 kW =1. 8×103 h; (2)电能:W = 9×107 kW·h = 9×107 ×3. 6×106 J = 3. 24×1014 J, 煤燃烧放出的热量: Q放 = W η =3. 24×10 14 J 40% =8. 1×1014 J, 则需要完全燃烧煤的质量: m= Q放 q = 8. 1×10 14 J 3. 0×107 J / kg =2. 7×107 kg=2. 7×104 t. 　 比较不同物质吸热的情况 16. 小明用如图甲所示的实验装置探究 A、B 两种 液体的吸热能力,在两个相同的烧杯内分别 接入相同的加热丝,装入初温相等、密度不等 的 A、B 两种液体. 甲 乙 第 16 题图 【证据与解释】 (1)电加热器工作时,将　 电　 能转化成　 内　 能,使加热丝温度升高. (2)如图甲实验装置及准备物品中有一处明 显错误,请指出错误之处: 　 　 ;小明将错误改后,继续进行实验. (3)实验中两种液体吸收热量的多少可通过 　 加热时间　 比较. (4)根据实验数据绘制的图像如图乙所示,分 析图像可知:液体　 A　 (选填“A”或“B”)吸 热的能力较强. 物理学中通常用 　 比热容 　 这个物理量来描述物质吸热的能力. 【交流】冬天,小明想自制一个暖手袋,若只能 从甲或乙中选一种液体装入暖手袋中作为供 暖物质,则应选择　 A　 液体. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 92 参考答案·江西物理 分 层 作 业 本 5. 热传递　 隔热性好　 6. B　 7. D　 8. B 命题点 6　 比热容、热值的理解与相关计算 1. D　 2. 比热容　 油　 3. D　 4. C　 5. C 6. 6. 72×105 　 0. 016　 热传递　 不变　 7. 一次　 7% 8. 2. 52×104 　 1. 4×103 9. D　 【解析】结合图像,对选项逐个分析:0 ~ t1 时间内,物 质吸收的热量可以用公式 cmΔt 来求解,但是 t1 ~ t2 处于 熔化阶段,温度不变、持续吸热,故不可以用该公式求解, 故 A 错误;t2 ~ t4 时间段内,物质均处于液态,比热容不 变,故 B 错误;只有同一热源加热时,相等时间内吸收热 量才能相等,停止加热后单位时间的放热量,与加热时单 位时间的吸热量并不相同,因此不可以用该比例式求解, 故 C 错误;物质在 t5 ~ t6 和 0 ~ t1 时间段内,均处于固态, 因此比热容相等,故 D 正确,故选 D. 10. 解:(1)0. 06 m3 的天然气完全燃烧放出的热量: Q放 =Vq天然气 = 0. 06 m3 ×4×107 J / m3 = 2. 4×106 J; (2)水吸收的热量: Q吸 =ηQ放 = 70%×2. 4×106 J = 1. 68×106 J; (3)由 Q吸 = cm( t- t0 ) 可得,密闭的锅内水烧开时的温 度: t = Q吸 c水 m + t0 = 1. 68×106 J 4. 2×103 J / (kg·℃ ) ×5 kg + 22 ℃ = 102 ℃ . 11. 解:(1)由 ρ= m V 可知,水的质量: m水 = ρ水 V水 = 1. 0×103 kg / m3 ×2×10﹣3 m3 = 2 kg; (2)水吸收的热量: Q吸 = c水 m水(t-t0)= 4. 2×103 J / (kg·℃)×2 kg×(100 ℃-25 ℃ )= 6. 3×105 J; (3)丁烷气体完全燃烧放出的热量: Q放 =mq= 2. 5×10 -2 kg×4. 8×107 J / kg = 1. 2×106 J; 卡式炉的加热效率: η= Q吸 Q放 ×100% = 6. 3×105 J 1. 2×106 J ×100% = 52. 5%. (4)燃料不能完全燃烧,而且加热过程中有热量的损失, 使得卡式炉加热效率不高. 12. 1. 68×105 　 2. 4×105 　 13. 41 14. 解:(1)汽车平均速度: v= s t = 360 km 4 h = 90 km / h. (2)消耗汽油的质量: m= ρV= 25 L×0. 8×103 kg / m3 = 20 kg; 燃烧释放的热量:Q = qm = 4. 5 × 107 J / kg × 20 kg = 9 × 108 J. (3)汽车发动机做的机械功: W=Pt= 25 kW×4 h = 100 kW·h = 3. 6×108 J; 发动机的机械效率:η = W Q × 100% = 3. 6×108 J 9×108 J × 100% = 40%. 15. 解:(1)年发电量: W= 9000 万度= 9×107 kW·h, 根据题意可得该风电场年发电时间: t= W P = 9 ×107 kW·h 5×104 kW = 1. 8×103 h; (2)电能:W= 9×107 kW·h = 9×107 ×3. 6×106 J = 3. 24× 1014 J, 煤燃烧放出的热量:Q放 = W η = 3. 24 ×1014 J 40% = 8. 1×1014 J, 则需要完全燃烧煤的质量: m= Q放 q = 8. 1 ×1014 J 3. 0×107 J / kg = 2. 7×107 kg = 2. 7×104 t. 16. 【证据与解释】(1)电　 内　 (2)没有控制两种液体的质 量相同　 (3)加热时间　 (4)A　 比热容　 【交流】A 命题点 7　 热机　 能量的转化与守恒 1. B　 2. C　 3. 做功　 做功　 4. 化学　 做功 5. C　 6. D　 7. D 8. AB　 【解析】由图可知:活塞向上运动,进气门和排气门 都关闭,因此是压缩冲程,故 A 正确;完全燃烧 5 kg 的汽 油放出的热量:Q放 =mq= 5 kg×4. 6×107 J / kg = 2. 3×108 J, 由 η= W有用 Q放 可得,有用功 W有用 =Q放 η = 2. 3×108 J×30% = 6. 9×107 J,故 B 正确;曲轴每转两圈对外做功一次,所以 1 min 转动 1 800 圈,要做功 900 次,则该汽油机在 1 s 内 做功:900 次 / 60 s = 15 次 / s,故 C 错误;热机消耗的燃料 越少,其做的有用功也可能少,但其效率也不一定越高, 故 D 错误,故选 AB. 9. 机械　 化学　 能量守恒定律　 10. 机械　 电磁波　 11. B 12. AD　 13. C　 14. AD ☆热学课外实验 1. (1)37　 (2)①1. 88　 ②2　 ③22　 (3)内 (4)汽车方向盘选用天然皮革制作 【解析】(2)①装置甲中透过面料 1 的水蒸气质量为 m1 - m2 = 225. 00 g-223. 12 g = 1. 88 g;②装置乙中透过面料 2 的水蒸气质量为 m1 ′-m2 ′ = 235. 00 g-232. 68 g = 2. 32 g; 面料 1 的透水汽性为 1. 88×103 mg 40 cm2 ×0. 5 h = 94 mg / (cm2 ·h); 面料 2 的透水汽性为 2. 32×103 mg 40 cm2 ×0. 5 h = 116 mg / ( cm2 ·h); 因此面料 2 的透水汽性更大;③两种面料的透水汽性之差 为 116 mg / (cm2·h)-94 mg / (cm2·h)= 22 mg / (cm2·h). 2. 【问题】瓶中水的多少　 【证据】环境温度　 【解释】(1)水 降低的温度　 (2)好　 【交流】(1)实验次数太少,不能得 出普遍规律　 (2)热传递　 (3)D 3. 【猜想与假设】停表　 【设计与进行实验】(2)不同　 相同 【分析与论证】有关　 【评估与交流】 (1)时间　 (2)环境 温度　 【拓展】功率 4. (1)吸　 (2)热胀冷缩　 取出读数时,温度计的示数较稳定 (3)错误　 多次测量减小误差　 (4)减缓　 中层近门处 5. 【证明】(1)热传递　 用燃气烧水　 (2)增大　 压缩 【解释】B　 【交流】不与　 不同 模块四　 力 学 大单元 1　 机械运动　 力　 运动和力 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 3