重难点04 热学(5个知识点+3个解题技巧+4大题型)-2025年中考物理【热点·重点·难点】专练(全国通用)
2025-03-21
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内容正文:
重难点04 热学
考点
三年考情分析
2025考向预测
物态变化的识别
各省市的考查频率较高,以选择、填空题为主。结合生活实例判断物质状态变化类型或吸/放热关系。
1、实验探究题占比提升:更注重图像分析(如熔化/沸腾曲线),需掌握实验结论的归纳与误差分析。
2、生活化与科技热点结合:自热食品、新型材料(如相变储能材料)、节能设备(如热泵空调)可能作为命题背景,强调物理知识的实际应用。
备考需强化基础、实验细节及计算逻辑。
物态变化的相关实验
探究水在沸腾前后温度变化的特点和探究固体熔化时温度的变化规律是中考实验考查的重点。
热学综合
一道题中可能涉及物态变化、内能、比热容、热值、热效率等知识。对综合能力和知识点的掌握情况要求较高。
热量及热效率的计算
常以填空题、计算题考查(如燃料燃烧放热、热机效率),也常与电功率结合,需要熟练掌握公式。
【知识必备】
1、六种物态变化
物态变化
初态→末态
吸、放热
举例
熔化
固态→液态
吸热
冰雪消融、铁块变成铁水、沥青变软、蜡烛“流泪”等
凝固
液态→固态
放热
水结冰、铁水浇铸成工件等
汽化
液态→气态
吸热
洒水的地面变干、湿衣服变干、干手器将湿手吹干、额头上擦酒精降温等
液化
气态→液态
放热
雾、露、白气的形式、冬天戴眼镜进入室内,眼镜片变模糊、物体“出汗”等
升华
固态→气态
吸热
碘变成碘蒸气、樟脑丸变小、冬天结冰的衣服变干、用久的灯丝变细、固体清新剂逐渐消失等
凝华
气态→固态
放热
霜、冰花、雾的形成、用久了的灯泡内壁变黑等
2、晶体和非晶体的熔化、凝固特点
晶体
非晶体
定义
在熔化过程中不断吸热,温度却保持不变有确定熔化温度的固体
在熔化过程中只要不断吸热,温度就不断上升,没有确定熔化温度的固体
举例
海波、冰、水晶、石英、食盐、各种金属等
蜡、松香、玻璃、沥青等
熔化
熔点
有
无
条件
温度达到熔点,继续吸收热量
吸收热量
图像
特点
OA间:熔化前,物质处于固态,持续吸热,温度升高
AB间:熔化时,物质处于固液共存态,持续吸热,温度保持不变,内能增大,熔点为T1℃,晶体熔化时间为t2-t1 min
BC间:熔化完成后,物质处于液态,持续吸热,温度升高
整个过程持续吸收热量,温度不断升高,内能不断增大
凝固
凝固点
有
无
图像
特点
DC间:物质处于液态,持续放热,温度降低
CB 间:物质处于固液共存态,持续放热,温度保持不变,内能减小,凝固点为T2℃,晶体凝固时间为t2-t1 min
BA间:物质处于固态,持续放热,温度降低
整个过程持续放出热量,温度不断降低,内能不断减小
3、物体改变内能的方式
方式
实质
条件
方向
实例
说明
热传递
能量的转移
存在温度差
由高温物体转移低温物体
用热水袋取暖、晒太阳、烧水水变热
做功和热传递对改变物体的内能是等效的,一个物体温度升高,有可能是对物体做了功,也有可能是发生了热传递
做功
能量的转化
物体对外做功或外界对物体做功(压缩、摩擦等)
对物体做功,物体的内能可能增大;物体对外做功,物体内能可能减小
钻木取火、锯条锯木板、搓手取暖
4、比热容和热值
(1)比热容
①物理意义:比热容是描述物质吸、放热能力的物理量,比热容越大,说明物质的吸、放热能力越强。
②比热容是物质的一种特性,只与物质的种类和状态有关,与质量、体积、温度等无关。
③水的比热容较大的应用:调节气温(人工湖)取暖(水作传热介质)作冷却剂等。
④吸热公式: ;放热公式: 。
(2)热值
①定义:燃料完全燃烧放出的热量Q与燃料质量m的比值,叫做这种燃料的热值。
②热值是燃料本身的一种特性,它与燃料的种类有关,与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等无关。
③放热公式:(固体和液体);(气体)。
5、热机及热机效率
(1)定义:利用内能做功的机械叫做热机。
(2)四冲程汽油机的工作过程
过程
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
图示
能量转化
无
机械能转化为内能
内能转化为机械能
无
作用
吸入汽油和空气的混合物
压缩汽油和空气的混合物
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
把废气排出汽缸
一个工作循环中,需要完成4个冲程,活塞往复运动2次,曲轴转动2圈,对外做功1次
(3)热机效率:热机用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。
(4)公式:。
【解题技巧】
1、温度、热量、内能辨析
(1)物体吸收热量,内能增加,温度不一定升高(如晶体的熔化过程);物体温度升高,内能增加,不一定是吸收了热量,还可能是外界对物体做了功。
(2)内能与物质的种类、质量、状态、体积、温度等因素有关,同一物体温度越高内能越大。所有物体都有内能。
(3)热量是过程量,不能说物体“含有”“具有”热量。
(4)做功和热传递在改变物体内能上是等效的。
2、探究固体熔化时温度的变化规律考点汇总
(1)实验装置图
(2)主要实验器材及作用
①测量工具:温度计、秒表。
②温度计的使用和读数:温度计的玻璃泡应该全部浸入被测液体中,不要碰到容器壁和容器底。待温度计的示数稳定后再读数,读数时温度计的玻璃泡要继续留在被测液体中。
③搅拌棒的作用:通过搅拌使固体受热均匀。
④石棉网的作用:使烧杯底部受热均匀。
(3)实验器材的组装:自下而上。
(4)实验操作及注意事项
①选用较小的固体颗粒的原因:增大其受热面积,易于熔化,且温度计的玻璃泡与固体充分接触。
②水浴法加热的优点:使被加热物质受热均匀;减慢固体熔化速度,便于观察、记录实验现象。
(5)烧杯中水量的要求:能够浸没试管中装有的固体。
(6)试管、烧杯壁出现水珠,烧杯口出现“白气”:水蒸气液化形成的小水珠。
(7)试管中的冰完全熔化后继续加热不能沸腾:试管中的水与烧杯中的水没有温度差,不能继续吸热,所以不能沸腾。
(8)加热过程中改变物体内能的方式:热传递。熔化过程中内能判断:内能逐渐增大。
(9)熔化前后图线倾斜程度不同的原因:熔化前后物质的状态不同,比热容不同。
(10)实验结论:晶体在熔化过程中,持续吸热,温度不变;非晶体在熔化过程中,不断吸热,温度升高。
3、探究水沸腾时温度变化的特点考点汇总
(1)实验装置图
(2)主要实验器材及作用
①测量工具:温度计、秒表。
②覆盖纸板的作用:减少热量损失,缩短加热时间。
③纸板上留有小孔的目的:保持内外气压平衡。
④沸腾前后气泡的特点
沸腾前:少量气泡,气泡在上升过程中体积逐渐减小;沸腾时:大量气泡,气泡在上升过程中体积逐渐增大。
(3)撒去酒精灯后水不会立即停止沸腾的原因:石棉网余温仍然高于水的沸点,水会继续吸热。
(4)缩短加热时间的方法:a减少水的质量;b提高水的初温;c加热过程中在烧杯口盖纸板等。
(5)沸点低于100℃的原因:当地气压小于一个标准大气压。
(6)温度计表面变模糊、烧杯口“白气”的理原因:水蒸气液化形成。
(7)实验结论
①沸腾是在液体内部和表面同时进行的剧烈的汽化现象。
②水沸腾时形成大量的气泡,气泡不断上升、变大。
③水在沸腾时,持续吸热,温度不变。
(建议用时:40分钟)
【题型1 物态变化的识别】
1.(2024·青海西宁·中考真题)下列有关物态变化的说法正确的是( )
A.初春,青海湖的冰直接升华成水
B.夏天,西宁北川河的水汽化成水蒸气能调节周边空气湿度
C.初秋,互助北山的水凝华形成雾绕山峦的美景
D.冬天,贵德黄河岸边的树枝上挂满了水蒸气液化形成的雾凇
2.(2024·山东德州·中考真题)“谚语”是中华民族智慧的结晶,下列说法正确的是( )
A.霜降有霜,米谷满仓——霜的形成是凝华现象,需要吸热
B.白露种高山,秋分种平川——露的形成是液化现象,需要放热
C.大雾不过晌,过晌听雨响——雾的形成是汽化现象,需要吸热
D.立春雪水化一丈,打得麦子无处放——冰雪消融是熔化现象,需要放热
3.(2024·山东威海·中考真题)2023年12月15日,威海地区受强冷空气影响,出现了云中撒雪的“雪幕”景观,吸引了大量游客。下列自然现象涉及到的物态变化与雪的形成相同的是( )
A.细雨绵绵 B.冰凌高挂 C.雾气朦胧 D.霜林尽染
4.(2024·山东东营·中考真题)下列热现象:①雪糕周围的“白气”;②草叶上的露珠;③树枝上的雾凇;④燃烧蜡烛流的“泪”;⑤瓦房房顶的霜;⑥冶炼用的“铁水”。形成过程属于液化的有 ;属于吸热过程的有 。(两空均选填序号)
5.(24-25八年级上·海南儋州·期末)谚语是劳动人民智慧的结晶,对下列谚语中有关物理知识分析正确的是( )
A.“十月打了霜,来年粮满仓”,霜的形成是凝华现象,需要吸热
B.“草上露水凝,天气一定睛”,露的形成是液化现象,需要放热
C.“大雾不过晌,过响听雨晌”,雾的形成是汽化现象,需要放热
D.“大雪河封住,冬至不行船”,冰的形成是凝固现象,需要吸热
6.(2024·河南开封·一模)人工降雨常通过飞机在空中喷洒干冰来实现。干冰在空气中迅速吸热 ,从固体变成气体,使空气温度急剧下降,空气中的水蒸气遇冷 成小冰粒,冰粒逐渐变大而下落,下落过程中 成水滴,水滴降落就形成了雨。(均选填物态变化的名称)
7.(2025·吉林·一模)勤劳的小华发现家里电水壶中水烧开了,就将水灌入保温瓶,水未能灌满保温瓶,她塞好瓶塞没走多远,就听到“嘭”一声,转身看到:瓶塞被喷在空中,瓶口还冒着“白气”瓶塞被喷出过程中的能量转化与汽油机的 冲程中的能量转化相同;保温瓶中的水蒸气对瓶塞做功后,内能 ,“白气”是 (填物态变化名称)形成的,此过程需 热量。
【题型2 物态变化的相关实验】
8.(2024·内蒙古呼和浩特·中考真题)小邵同学用图乙所示的实验装置,探究冰熔化时,温度的变化规律
(1)某一时刻温度计的示数如图甲所示,此时的温度为 °C;
(2)下列措施中能使冰均匀受热的是__________(选填序号);
A.用酒精灯外焰加热
B.通过水浴法来加热试管中的物质
(3)根据实验数据绘出冰的温度一时间图像,老师发现小邵和小高两位同学的图像略有不同,如图丙所示,不可能造成这种情况的原因是__________(选填序号)。
A.冰的质量不同 B.酒精灯火焰不同
C.烧杯中水的质量不同 D.冰的初温不同
9.(2024·内蒙古包头·一模)装修时,把某种材料制成小颗粒,掺在水泥中制成地板或墙板,在昼夜温差大的地区用这种地板和墙板修筑房屋,便可以起到调节室温的作用:
(1)这种设计的原理是:当气温升高时,该材料 热、内能 (选填“变大”、“变小”或“不变”),使室内温度 (选填“会”或者“不会”)上升太高或太快。
(2)若该材料超过40℃时完全熔化,低于15℃时完全凝固,下列______图像能表示该材料放热降温的过程。
A. B. C. D.
10.(2024·甘肃武威·三模)“水浴法”加热是物理实验中常见的加热方式,小明想到上课时老师讲解过可以利用水浴法加热物体,于是将实验组装成如图甲所示。
(1)如果用A容器中的水对试管B中的水进行加热,A、B中液体能沸腾的是 ;如果换用两种不同的液体,最后让两种液体都能沸腾,A、B两种液体需要满足的条件是 。
(2)图乙是某时刻温度计的示数,此时读数为 ℃。
(3)如果用A容器中的水加热B试管中的固体,实验结束后,他绘制了温度随时间变化的图线如图丙所示,由图可知:实验中该物质熔化过程经历时长 min,在第5min时该物质处于 状态。
(4)丁图是碘颗粒升华的实验,也是用水浴法进行加热的,用水浴法不用酒精灯直接加热的主要原因是_________(已知标准大气压下,碘的熔点是113.5℃,碘的沸点是184.4℃,水的沸点是100℃)。
A.使碘更快升华
B.水的沸点低于碘的熔点,确保碘不会熔化
C.使实验中产生更多的碘蒸气
D.水的沸点低于碘的沸点,确保碘不会液化
11.(2024·山东枣庄·中考真题)某实验小组用如图甲所示的实验装置探究“水沸腾前后温度变化的特点”。所用实验装置如图甲所示。
(1)安装如图甲所示装置时,应该先确定铁圈A的位置,确定其高度时, (选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯;
(2)小明记录的数据如下表所示,从表格中可以看出,水在沸腾前,吸收热量,温度 ;水在沸腾过程后,吸收热量,温度 。此时当地的大气压 (填“高于”“低于”或“等于”)1个标准大气压;
时间/min
1
2
3
4
5
6
7
8
9
温度/℃
90
92
94
96
97
98
98
98
98
(3)小明根据实验数据绘制的水沸腾前后温度随时间变化的图像如图乙中的a所示。如果同组的小红减少烧杯中水的质量,水沸腾前后温度随时间变化的图像可能是图乙中的 (选填“b”“c”或“d”);
(4)星期天小明在家烧水煮饺子,当水烧开准备下饺子时,妈妈提醒他锅里的水有点少,于是小明又往锅里迅速加了一大碗水(水量比锅里少),用同样大的火直至将水再次烧开。下面能说明其整个烧水过程中温度随时间变化的图像是 (填字母)。
12.(2024·内蒙古巴彦淖尔·一模)水和食用油在生活中不可缺少。为了比较水和食用油吸热本领的大小,设计了如图甲的探究实验:在两个相同的烧杯中,分别装有水和食用油,用相同的电热器分别对它们进行加热。
(1)实验中应控制水和食用油的初温与 都相等;
(2)实验中水和食用油吸收热量的多少可通过 来比较;
(3)对图甲中的水继续加热直到水沸腾,水沸腾后温度计的示数如图丙,可测出水的沸点为 ℃;图丁中的a是根据实验数据绘制的温度和时间关系的图像,只增加水的质量,则T﹣t关系图像应该是图丁中的 (选填“b”、“c”或“a”)。
13.(2024·云南玉溪·一模)如图甲、乙、丙所示是某实验小组用规格完全相同的实验器材,对初温相同的100g水、200g水、100g煤油进行加热。
(1)若要探究不同物质的吸热能力,实验中除了图甲所示的器材和天平之外,还需要的测量工具是 ,物质吸收热量的多少无法直接测得,但可以通过加热时间的长短来比较,这种研究物理问题的方法叫 法;
(2)某同学用水做实验时,观察到烧杯内出现的气泡如图丁所示,由此可以判断此时的水处于 (选填“沸腾前”或“沸腾时”)的状态;
(3)美丽的玉溪拥有抚仙湖、星云湖、杞麓湖三大高原湖泊,气候与无大海和湖泊环绕的内陆城市相比存在明显差异。玉溪和某一无大海和湖泊环绕的内陆城市年气温变化曲线如图戊所示,从图像可以看出,在一年中,玉溪应该对应 (选填“a”或“b”)这条曲线。
14.(24-25八年级上·江苏南通·期末)小明用如图甲所示的装置做“观察水的沸腾”实验,当水温为82℃时开始记录数据,以后每隔1min记录次温度计的示数,直到水沸腾段时间后停止读数。
(1)图甲安装实验器材时,应按照 (选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行;图乙是第3分钟时读数示意图,温度计显示的温度是 ℃;
(2)图 (a/b)所示的情形表示水正在沸腾时气泡上升的情况,撤去酒精灯后,小明发现水未立即停止沸腾,其可能原因是: ;
(3)细心的小明还发现,冬天在煤气灶上烧菜的时候,火焰熄灭前、后一瞬间会出现如图所示的两种情景,你可以确定 (c/d)图是火焰熄灭后瞬间的图片;锅的上方产生的“白气”实质上是水蒸气经过 (填物态变化名称)形成的。
【题型3 热学综合】
15.(2024·陕西·中考真题)“芒种”过后,陕西关中等地区夏收进程已过半。如图,是烈日下联合收割机收麦的场景。下列说法不正确的是( )
A.夏收时节气温越高,空气中的分子热运动越剧烈
B.阳光炙烤下的金色麦穗温度升高,其所含的热量变多
C.利用水冷系统给发动机降温,是因为水的比热容较大
D.阳光曝晒下的驾驶室温度升高,是通过热传递的方式增加了其内能
16.(2024·四川巴中·中考真题)如图所示,青瓦是古建筑常用的建筑材料,制瓦工艺有上千年的历史。制瓦工艺分为成坯、晒制、高温烧制等诸多流程。下列说法正确的是( )
A.晒制泥坯时,泥坯温度越高含有热量越多
B.高温烧制时,通过热传递的方式改变瓦片的内能
C.烧制青瓦时,燃料燃烧越充分其热值越大
D.在质地均匀的瓦上定型切割,瓦的密度变小
17.(2024·山东菏泽·中考真题)家用汽车常用汽油机提供动力,以下有关说法正确的是( )
A.汽油燃烧时它的热值减小
B.汽油机的冷却液温度越高,含有的热量越多
C.汽油机的做功冲程,内能转化为机械能
D.汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越充分
18.(2024·山东济南·一模)(多选)如图所示是《天工开物》中记录的铸造铜钟的过程,大致分为“制模一熔炼一浇铸—脱模——打磨”五个步骤。下列说法中正确的是( )
A.加热时推动鼓风机可以提高燃料热值
B.熔炼过程中,铜熔化时内能不断增加
C.打磨的过程中,机械能转化为内能
D.浇铸的过程中,铜所含热量不断减少
19.(24-25九年级上·山东烟台·期末)2024年5月3日17时27分,长征五号遥八运载火箭搭载嫦娥六号月球探测器从中国文昌航天发射场成功发射。开启世界首次月球背面采样之旅,将人类探月推向前所未有的高度。火箭使用液态氢作燃料,是因为液态氢的 较大;火箭发射时,高温火焰向下喷射到发射台底部水池的水中,利用水的 (填物态变化名称)吸收巨大的热量而降低温度保护发射台;当火箭进入大气层后,与空气摩擦外壳温度迅速升高,这是通过 的方式改变内能的。
20.(24-25九年级上·陕西榆林·期末)2024年12月17日2时50分,长征二号丁运载火箭在太原卫星发射中心成功将四颗卫星准确送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。火箭在大气层中高速飞行时,外壳与空气剧烈摩擦,将 能转化为内能,使外壳温度升高,该能量转化过程与四冲程汽油机的 冲程相似。在科普宣传片中小明了解到,火箭发动机在大气层内飞行的效率通常在25%,你认为随着科技的发展,火箭的发动机效率 (选填“能”或“不能”)达到100%。
【题型4 热量及热效率的计算】
21.(2024·四川广安·中考真题)内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图,若该汽油机的效率为30%,飞轮每分钟转动1800圈(),则下列说法正确的是( )
A.图中所示冲程是做功冲程
B.若该汽油机完全燃烧5kg汽油,则汽油机做的有用功为
C.该汽油机在1s内做功30次
D.汽油机消耗的燃料越少,效率一定越高
22.(2024·江苏淮安·中考真题)2024年4月,两辆氢能源汽车实现了从北京到上海1500公里长距离运输测试,这是中国氢能源车辆首次大范围、长距离、跨区域的实际运输测试。如图所示是某款氢能源汽车,该款氢能源汽车在公路上行驶,用时,受到的牵引力为,消耗氢气,则此过程中汽车行驶的平均速度为 ,氢气燃烧放出的热量为 J,利用氢能的效率为 。()
23.(2024·四川巴中·中考真题)小丽去郊游,上车时闻到汽油味,这是 现象。通过交流得知该车的发动机为汽油机,若某单缸四冲程汽油机的转速为1200r/min,在1s内汽油机对外做了 次功。如果汽油机在某段时间内消耗了500g汽油,这些汽油完全燃烧可释放的热量为 J(q汽油=4.6×107J/kg)。
24.(2024·新疆·中考真题)2024年5月3日,搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场发射成功。
(1)长征五号遥八运载火箭的燃料为煤油、液态氢和液态氧,发射前加注燃料时,应在 (填“低温”或“高温”)环境中进行。为防止燃料汽化导致燃料贮箱内气压过高,应先加注 (填“煤油”“液态氢”或“液态氧”)。氢在 (填“液”或“气”)态时氢分子无规则运动更剧烈;
(2)火箭加速升空时,嫦娥六号探测器的机械能的增加量 (填“大于”或“小于”)其动能的增加量。探测器在月球上 (填“具有”或“没有”)惯性。已知氢的热值为,则质量为1t的氢完全燃烧放出的热量为 J。
25.(2025·江苏宿迁·一模)地效飞行器是一种可以低空高速飞行的飞机,它能停要水面或地面上,某型号飞行器的总质量为1.0×103t,最大飞行速度为720km/h,以最大速度飞行时的运输效率为25,运输效率是指飞行器飞行时的总重与发动机推力的比值。(g取10N/kg)。飞行器停在水平地面上时,对地面压力大小为 N;飞行器飞行时,机翼上方气流比下方气流的流速 ;油箱中汽油的质量为30t,完全燃烧放出的热量为 。(汽油的热值为4.6×107J/kg)飞行器以最大速度飞行1440km,需要 h,发动机推力的功率为 W。
26.(2024·云南昆明·一模)农历腊月初八那天,家住北方的小华家中准备了美味的腊八粥,隔得很远都能闻到腊八粥的香味,这是因为分子在不停地做 ;他们家使用的是天然气,某次小华烧水,若将质量为3kg、初温为5℃的水刚好加热至沸腾,该过程中完全燃烧了天然气,则天然气完全燃烧产生的热量为 J;天然气灶的效率为 。[已知,,该地为标准大气压]。
27.(2024·内蒙古·中考真题)2023年3月29日,我国自主研发的首款四座氢内燃机飞机验证机成功首飞。这架飞机翼展为13.5m,机身长度为8.2m,高压气态储氢罐可储氢4.5kg,最大起飞质量可达1260kg。达到最大起飞质量的飞机静止在水平地面上时对地面的压强为6×104Pa;在空中以60m/s的速度匀速巡航时,前置螺旋桨提供的牵引力为1.4×103N。已知氢的热值为1.4×108J/kg,g取10N/kg。求:
(1)达到最大起飞质量的飞机静止在水平地面上时轮胎与地面的总接触面积;
(2)高压储氢罐内4.5kg的氢气完全燃烧放出的热量;
(3)飞机以60m/s的速度匀速巡航30min牵引力所做的功。
28.(2024·甘肃兰州·中考真题)小亮用电热水壶将质量为1.5kg、初温为20℃的水加热到80℃,在只有电热水壶工作的情况下,他观察到家中标有“”的电能表的指示灯在240s内闪烁了144次,已知水的比热容为。求:
(1)水吸收的热量;
(2)电热水壶的实际功率;
(3)电热水壶的工作效率。
29.(2024·江苏苏州·一模)如图甲所示是我国自主研发的一款油电混合动力汽车。该混合动力汽车启动时,内燃机不工作,车内蓄电池输出能量;当高速行驶或蓄电池储存电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输出能量,同时又可以向蓄电池充电。为了保护蓄电池,当电池使用到剩下最大容量20%停止供电。在某次测试中,司机驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶1h,观察仪表盘发现这段时间内燃机消耗燃油10kg,蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%。该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图乙所示,该汽车的某些参数如表所示。(燃油热值q=4.0×107J/kg)求:
(1)在测试过程中,该车克服阻力做的功的大小?汽车的能量利用率?
(2)若只用蓄电池提供动力且假设电能全部转化为机械能,该车在蓄电池充满电的情况下以50km/h最多可行驶多少千米?
30.(24-25九年级上·江苏镇江·期中)一辆汽车,发动机的输出功率是40kW,热机的效率为20%,油箱里有16kg的汽油,如果车速为20m/s,求:(汽油的热值是4.6×107J/kg)
(1)汽车受到的阻力;
(2)这些汽油可供发动机做多少功;
(3)汽车最多能行驶距离。
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重难点04 热学
考点
三年考情分析
2025考向预测
物态变化的识别
各省市的考查频率较高,以选择、填空题为主。结合生活实例判断物质状态变化类型或吸/放热关系。
1、实验探究题占比提升:更注重图像分析(如熔化/沸腾曲线),需掌握实验结论的归纳与误差分析。
2、生活化与科技热点结合:自热食品、新型材料(如相变储能材料)、节能设备(如热泵空调)可能作为命题背景,强调物理知识的实际应用。
备考需强化基础、实验细节及计算逻辑。
物态变化的相关实验
探究水在沸腾前后温度变化的特点和探究固体熔化时温度的变化规律是中考实验考查的重点。
热学综合
一道题中可能涉及物态变化、内能、比热容、热值、热效率等知识。对综合能力和知识点的掌握情况要求较高。
热量及热效率的计算
常以填空题、计算题考查(如燃料燃烧放热、热机效率),也常与电功率结合,需要熟练掌握公式。
【知识必备】
1、六种物态变化
物态变化
初态→末态
吸、放热
举例
熔化
固态→液态
吸热
冰雪消融、铁块变成铁水、沥青变软、蜡烛“流泪”等
凝固
液态→固态
放热
水结冰、铁水浇铸成工件等
汽化
液态→气态
吸热
洒水的地面变干、湿衣服变干、干手器将湿手吹干、额头上擦酒精降温等
液化
气态→液态
放热
雾、露、白气的形式、冬天戴眼镜进入室内,眼镜片变模糊、物体“出汗”等
升华
固态→气态
吸热
碘变成碘蒸气、樟脑丸变小、冬天结冰的衣服变干、用久的灯丝变细、固体清新剂逐渐消失等
凝华
气态→固态
放热
霜、冰花、雾的形成、用久了的灯泡内壁变黑等
2、晶体和非晶体的熔化、凝固特点
晶体
非晶体
定义
在熔化过程中不断吸热,温度却保持不变有确定熔化温度的固体
在熔化过程中只要不断吸热,温度就不断上升,没有确定熔化温度的固体
举例
海波、冰、水晶、石英、食盐、各种金属等
蜡、松香、玻璃、沥青等
熔化
熔点
有
无
条件
温度达到熔点,继续吸收热量
吸收热量
图像
特点
OA间:熔化前,物质处于固态,持续吸热,温度升高
AB间:熔化时,物质处于固液共存态,持续吸热,温度保持不变,内能增大,熔点为T1℃,晶体熔化时间为t2-t1 min
BC间:熔化完成后,物质处于液态,持续吸热,温度升高
整个过程持续吸收热量,温度不断升高,内能不断增大
凝固
凝固点
有
无
图像
特点
DC间:物质处于液态,持续放热,温度降低
CB 间:物质处于固液共存态,持续放热,温度保持不变,内能减小,凝固点为T2℃,晶体凝固时间为t2-t1 min
BA间:物质处于固态,持续放热,温度降低
整个过程持续放出热量,温度不断降低,内能不断减小
3、物体改变内能的方式
方式
实质
条件
方向
实例
说明
热传递
能量的转移
存在温度差
由高温物体转移低温物体
用热水袋取暖、晒太阳、烧水水变热
做功和热传递对改变物体的内能是等效的,一个物体温度升高,有可能是对物体做了功,也有可能是发生了热传递
做功
能量的转化
物体对外做功或外界对物体做功(压缩、摩擦等)
对物体做功,物体的内能可能增大;物体对外做功,物体内能可能减小
钻木取火、锯条锯木板、搓手取暖
4、比热容和热值
(1)比热容
①物理意义:比热容是描述物质吸、放热能力的物理量,比热容越大,说明物质的吸、放热能力越强。
②比热容是物质的一种特性,只与物质的种类和状态有关,与质量、体积、温度等无关。
③水的比热容较大的应用:调节气温(人工湖)取暖(水作传热介质)作冷却剂等。
④吸热公式: ;放热公式: 。
(2)热值
①定义:燃料完全燃烧放出的热量Q与燃料质量m的比值,叫做这种燃料的热值。
②热值是燃料本身的一种特性,它与燃料的种类有关,与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等无关。
③放热公式:(固体和液体);(气体)。
5、热机及热机效率
(1)定义:利用内能做功的机械叫做热机。
(2)四冲程汽油机的工作过程
过程
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
图示
能量转化
无
机械能转化为内能
内能转化为机械能
无
作用
吸入汽油和空气的混合物
压缩汽油和空气的混合物
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
把废气排出汽缸
一个工作循环中,需要完成4个冲程,活塞往复运动2次,曲轴转动2圈,对外做功1次
(3)热机效率:热机用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。
(4)公式:。
【解题技巧】
1、温度、热量、内能辨析
(1)物体吸收热量,内能增加,温度不一定升高(如晶体的熔化过程);物体温度升高,内能增加,不一定是吸收了热量,还可能是外界对物体做了功。
(2)内能与物质的种类、质量、状态、体积、温度等因素有关,同一物体温度越高内能越大。所有物体都有内能。
(3)热量是过程量,不能说物体“含有”“具有”热量。
(4)做功和热传递在改变物体内能上是等效的。
2、探究固体熔化时温度的变化规律考点汇总
(1)实验装置图
(2)主要实验器材及作用
①测量工具:温度计、秒表。
②温度计的使用和读数:温度计的玻璃泡应该全部浸入被测液体中,不要碰到容器壁和容器底。待温度计的示数稳定后再读数,读数时温度计的玻璃泡要继续留在被测液体中。
③搅拌棒的作用:通过搅拌使固体受热均匀。
④石棉网的作用:使烧杯底部受热均匀。
(3)实验器材的组装:自下而上。
(4)实验操作及注意事项
①选用较小的固体颗粒的原因:增大其受热面积,易于熔化,且温度计的玻璃泡与固体充分接触。
②水浴法加热的优点:使被加热物质受热均匀;减慢固体熔化速度,便于观察、记录实验现象。
(5)烧杯中水量的要求:能够浸没试管中装有的固体。
(6)试管、烧杯壁出现水珠,烧杯口出现“白气”:水蒸气液化形成的小水珠。
(7)试管中的冰完全熔化后继续加热不能沸腾:试管中的水与烧杯中的水没有温度差,不能继续吸热,所以不能沸腾。
(8)加热过程中改变物体内能的方式:热传递。熔化过程中内能判断:内能逐渐增大。
(9)熔化前后图线倾斜程度不同的原因:熔化前后物质的状态不同,比热容不同。
(10)实验结论:晶体在熔化过程中,持续吸热,温度不变;非晶体在熔化过程中,不断吸热,温度升高。
3、探究水沸腾时温度变化的特点考点汇总
(1)实验装置图
(2)主要实验器材及作用
①测量工具:温度计、秒表。
②覆盖纸板的作用:减少热量损失,缩短加热时间。
③纸板上留有小孔的目的:保持内外气压平衡。
④沸腾前后气泡的特点
沸腾前:少量气泡,气泡在上升过程中体积逐渐减小;沸腾时:大量气泡,气泡在上升过程中体积逐渐增大。
(3)撒去酒精灯后水不会立即停止沸腾的原因:石棉网余温仍然高于水的沸点,水会继续吸热。
(4)缩短加热时间的方法:a减少水的质量;b提高水的初温;c加热过程中在烧杯口盖纸板等。
(5)沸点低于100℃的原因:当地气压小于一个标准大气压。
(6)温度计表面变模糊、烧杯口“白气”的理原因:水蒸气液化形成。
(7)实验结论
①沸腾是在液体内部和表面同时进行的剧烈的汽化现象。
②水沸腾时形成大量的气泡,气泡不断上升、变大。
③水在沸腾时,持续吸热,温度不变。
(建议用时:40分钟)
【题型1 物态变化的识别】
1.(2024·青海西宁·中考真题)下列有关物态变化的说法正确的是( )
A.初春,青海湖的冰直接升华成水
B.夏天,西宁北川河的水汽化成水蒸气能调节周边空气湿度
C.初秋,互助北山的水凝华形成雾绕山峦的美景
D.冬天,贵德黄河岸边的树枝上挂满了水蒸气液化形成的雾凇
【答案】B
【解析】A.物质从固态直接变为气态是升华过程,初春,青海湖的冰直接升华成水蒸气,故A错误;
B.物质从液态变为气态是汽化过程,夏天,西宁北川河的水汽化成水蒸气能调节周边空气湿度,故B正确;
C.雾是水蒸气遇冷液化形成的,故C错误;
D.雾凇是水蒸气遇冷凝华形成的,故D错误。
故选B。
2.(2024·山东德州·中考真题)“谚语”是中华民族智慧的结晶,下列说法正确的是( )
A.霜降有霜,米谷满仓——霜的形成是凝华现象,需要吸热
B.白露种高山,秋分种平川——露的形成是液化现象,需要放热
C.大雾不过晌,过晌听雨响——雾的形成是汽化现象,需要吸热
D.立春雪水化一丈,打得麦子无处放——冰雪消融是熔化现象,需要放热
【答案】B
【解析】A.霜是由水蒸气变成的小冰晶,是凝华现象,需要放热,故A错误;
B.露是由水蒸气变成的小水滴,是液化现象,需要放热,故B正确;
C.雾是由水蒸气变成的小水滴,是液化现象,需要放热,故C错误;
D.冰雪消融是冰雪变成水,是熔化现象,需要吸热,故D错误。
故选B。
3.(2024·山东威海·中考真题)2023年12月15日,威海地区受强冷空气影响,出现了云中撒雪的“雪幕”景观,吸引了大量游客。下列自然现象涉及到的物态变化与雪的形成相同的是( )
A.细雨绵绵 B.冰凌高挂 C.雾气朦胧 D.霜林尽染
【答案】D
【解析】雪是空气中水蒸气遇冷凝华形成的。
A.雨是空气中水蒸气遇冷液化形成的,故A不符合题意;
B.冰凌高挂是水由液态变成固态的过程,属于凝固现象,故B不符合题意;
C.雾是空气中水蒸气遇冷液化形成的,故C不符合题意;
D.霜是空气中水蒸气遇冷凝华形成的,故D符合题意。
故选D。
4.(2024·山东东营·中考真题)下列热现象:①雪糕周围的“白气”;②草叶上的露珠;③树枝上的雾凇;④燃烧蜡烛流的“泪”;⑤瓦房房顶的霜;⑥冶炼用的“铁水”。形成过程属于液化的有 ;属于吸热过程的有 。(两空均选填序号)
【答案】①② ④⑥
【解析】[1][2]①雪糕周围的“白气”是雪糕周围空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠,液化放热;
②露珠是水蒸气液化形成的小水滴,液化放热;
③雾凇是水蒸气凝华形成的小冰晶,凝华放热;
④燃烧蜡烛流的“泪”是固态蜡烛熔化形成的,熔化吸热;
⑤霜是由水蒸气凝华形成的小冰晶,凝华放热;
⑥冶炼用的“铁水”是固态铁熔化形成的,熔化吸热;故①②为液化现象,属于吸热过程的是④⑥。
5.(24-25八年级上·海南儋州·期末)谚语是劳动人民智慧的结晶,对下列谚语中有关物理知识分析正确的是( )
A.“十月打了霜,来年粮满仓”,霜的形成是凝华现象,需要吸热
B.“草上露水凝,天气一定睛”,露的形成是液化现象,需要放热
C.“大雾不过晌,过响听雨晌”,雾的形成是汽化现象,需要放热
D.“大雪河封住,冬至不行船”,冰的形成是凝固现象,需要吸热
【答案】B
【解析】A.霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成固态的小冰晶,凝华过程需要放热,故A错误;
B.露是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小液滴,液化过程需要放热,故B正确;
C.雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小液滴,液化过程需要放热,故C错误;
D.冰是水由液态变成固态,是凝固现象,凝固过程需要放热,故D错误。
故选B。
6.(2024·河南开封·一模)人工降雨常通过飞机在空中喷洒干冰来实现。干冰在空气中迅速吸热 ,从固体变成气体,使空气温度急剧下降,空气中的水蒸气遇冷 成小冰粒,冰粒逐渐变大而下落,下落过程中 成水滴,水滴降落就形成了雨。(均选填物态变化的名称)
【答案】升华 凝华 熔化
【解析】[1]干冰是固态的,由固态的干冰变成气体的过程叫做升华。
[2]水蒸气变成小冰粒是气态变成固态,这个过程叫做凝华。
[3]冰粒变成水滴是固态变成液态,这个过程叫做熔化。
7.(2025·吉林·一模)勤劳的小华发现家里电水壶中水烧开了,就将水灌入保温瓶,水未能灌满保温瓶,她塞好瓶塞没走多远,就听到“嘭”一声,转身看到:瓶塞被喷在空中,瓶口还冒着“白气”瓶塞被喷出过程中的能量转化与汽油机的 冲程中的能量转化相同;保温瓶中的水蒸气对瓶塞做功后,内能 ,“白气”是 (填物态变化名称)形成的,此过程需 热量。
【答案】做功 减小 液化 放出
【解析】[1]瓶塞被喷在空中,水保温瓶中的水蒸气对瓶塞做功,将内能转化为机械能,能量转化与汽油机的做功冲程相同。
[2][3][4]保温瓶中的水蒸气对瓶塞做功后,内能减小,温度降低,液化形成了小水珠,也就是“白气”,液化过程会放出热量。
【题型2 物态变化的相关实验】
8.(2024·内蒙古呼和浩特·中考真题)小邵同学用图乙所示的实验装置,探究冰熔化时,温度的变化规律
(1)某一时刻温度计的示数如图甲所示,此时的温度为 °C;
(2)下列措施中能使冰均匀受热的是__________(选填序号);
A.用酒精灯外焰加热
B.通过水浴法来加热试管中的物质
(3)根据实验数据绘出冰的温度一时间图像,老师发现小邵和小高两位同学的图像略有不同,如图丙所示,不可能造成这种情况的原因是__________(选填序号)。
A.冰的质量不同 B.酒精灯火焰不同
C.烧杯中水的质量不同 D.冰的初温不同
【答案】(1)-14 (2)B (3)D
【解析】(1)如图甲,温度计的分度值为1℃,液面在零刻线下,读数为-14℃。
(2)A. 用酒精灯外焰加热,是因为外焰温度高,不能使冰均匀受热,故A不符合题意;
B.通过水浴法来加热试管中的物质,物质和热源的接触面较大,能均匀受热,故B符合题意。
故选B。
(3)ABC.由图像可知,冰的初温相同,开始熔化的时间、熔化时间不同,说明冰的质量可能不同,也可能是冰的质量相同,酒精灯火焰不同或烧杯中水的质量不同,故ABC不符合题意;
D.由图像可知,冰的初温相同。假使冰的质量相同、初温不同,则冰开始熔化前的加热时间不同,熔化时间相同,而图中熔化时间也不同。故D符合题意。
故选D。
9.(2024·内蒙古包头·一模)装修时,把某种材料制成小颗粒,掺在水泥中制成地板或墙板,在昼夜温差大的地区用这种地板和墙板修筑房屋,便可以起到调节室温的作用:
(1)这种设计的原理是:当气温升高时,该材料 热、内能 (选填“变大”、“变小”或“不变”),使室内温度 (选填“会”或者“不会”)上升太高或太快。
(2)若该材料超过40℃时完全熔化,低于15℃时完全凝固,下列______图像能表示该材料放热降温的过程。
A. B. C. D.
【答案】(1)吸 变大 不会 (2)D
【解析】(1)[1][2][3]当气温升高时,该材料吸热熔化,内能变大,使室内温度不致上升太高或太快;当温度降低时,该材料会放热凝固,使室内温度不致降得太低或太快。
(2)该材料超过40℃时完全熔化,低于15℃时完全凝固,也就是说该材料在熔化时不断吸收热量,温度不断升高,在凝固时,不断放出热量,温度不断降低,属于非晶体,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
10.(2024·甘肃武威·三模)“水浴法”加热是物理实验中常见的加热方式,小明想到上课时老师讲解过可以利用水浴法加热物体,于是将实验组装成如图甲所示。
(1)如果用A容器中的水对试管B中的水进行加热,A、B中液体能沸腾的是 ;如果换用两种不同的液体,最后让两种液体都能沸腾,A、B两种液体需要满足的条件是 。
(2)图乙是某时刻温度计的示数,此时读数为 ℃。
(3)如果用A容器中的水加热B试管中的固体,实验结束后,他绘制了温度随时间变化的图线如图丙所示,由图可知:实验中该物质熔化过程经历时长 min,在第5min时该物质处于 状态。
(4)丁图是碘颗粒升华的实验,也是用水浴法进行加热的,用水浴法不用酒精灯直接加热的主要原因是_________(已知标准大气压下,碘的熔点是113.5℃,碘的沸点是184.4℃,水的沸点是100℃)。
A.使碘更快升华
B.水的沸点低于碘的熔点,确保碘不会熔化
C.使实验中产生更多的碘蒸气
D.水的沸点低于碘的沸点,确保碘不会液化
【答案】(1)A B的沸点低于A的沸点 (2)40 (3)5 固液共存 (4)B
【解析】(1)[1]如果用A容器中的水对试管B中的水进行加热,A容器中的水沸腾时,试管B中的水温度能达到沸点,由于两者温度相同,试管B中的水无法从A容器中的水继续吸收热量,故试管B中的水无法沸腾,A容器中的水可以沸腾。
[2]要让两种液体都能沸腾,说明A中的液体的温度达到沸点,而容器B中的液体也沸腾,说明B中的液体的温度也达到沸点且能从A中吸到热量,所以B的沸点低于A的沸点。
(2)温度计的分度值为1°C,读数为40℃。
(3)[1]由图可知,固体从第3min开始熔化到第8min熔化结束,熔化过程共经历了
8min-3min=5min。
[2]固体是晶体,在第5min时该物质正在熔化,处于固液共存状态
(4)为了探究碘的升华现象,应确保碘不会发生熔化现象。因为水的沸点是100°C,碘的熔点是113.5°C、沸点是184.4°C,可见水的沸点低于碘的熔点,确保碘不会熔化,而直接升华为气态的碘蒸气,故选B。
11.(2024·山东枣庄·中考真题)某实验小组用如图甲所示的实验装置探究“水沸腾前后温度变化的特点”。所用实验装置如图甲所示。
(1)安装如图甲所示装置时,应该先确定铁圈A的位置,确定其高度时, (选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯;
(2)小明记录的数据如下表所示,从表格中可以看出,水在沸腾前,吸收热量,温度 ;水在沸腾过程后,吸收热量,温度 。此时当地的大气压 (填“高于”“低于”或“等于”)1个标准大气压;
时间/min
1
2
3
4
5
6
7
8
9
温度/℃
90
92
94
96
97
98
98
98
98
(3)小明根据实验数据绘制的水沸腾前后温度随时间变化的图像如图乙中的a所示。如果同组的小红减少烧杯中水的质量,水沸腾前后温度随时间变化的图像可能是图乙中的 (选填“b”“c”或“d”);
(4)星期天小明在家烧水煮饺子,当水烧开准备下饺子时,妈妈提醒他锅里的水有点少,于是小明又往锅里迅速加了一大碗水(水量比锅里少),用同样大的火直至将水再次烧开。下面能说明其整个烧水过程中温度随时间变化的图像是 (填字母)。
【答案】需要 升高 保持不变(或)不变 低于 c D
【解析】(1)[1]由于要用酒精灯的外焰加热,所以需先根据酒精灯外焰的高度固定A的高度,所以组装器材时,需要将酒精灯点燃。
(2)[2]从表格中知道,从1到5分钟,是水在沸腾前,根据实验知道,燃烧酒精释放能量,水吸收热量而温度升高。
[3][4]由表格中数据知道,水的温度保持98℃不变,所以可以看出水的沸点是98℃;因水的沸点随气压的降低而降低,所以,由此可知此时的气压低于标准大气压。
(3)[5]在同样加热的情况下,增加水的质量,水升温较慢,沸点不变,水沸腾时图像可能是图乙中的c。
(4)[6]水沸腾之后,温度保持不变,当向锅里迅速加了一大碗水后,锅内水的温度快速下降,然后在加热过程中,水吸热温度上升,达到沸点继续沸腾,在此过程中,水面上的气压不变,所以水的沸点与原来相同,据此分析可知;D图像符合题意,BC图像的沸点与原来不同,不符合题意;A图象中水的温度下降缓慢升温快速,故D不符合题意。
故选D。
12.(2024·内蒙古巴彦淖尔·一模)水和食用油在生活中不可缺少。为了比较水和食用油吸热本领的大小,设计了如图甲的探究实验:在两个相同的烧杯中,分别装有水和食用油,用相同的电热器分别对它们进行加热。
(1)实验中应控制水和食用油的初温与 都相等;
(2)实验中水和食用油吸收热量的多少可通过 来比较;
(3)对图甲中的水继续加热直到水沸腾,水沸腾后温度计的示数如图丙,可测出水的沸点为 ℃;图丁中的a是根据实验数据绘制的温度和时间关系的图像,只增加水的质量,则T﹣t关系图像应该是图丁中的 (选填“b”、“c”或“a”)。
【答案】(1)质量 (2)加热时间 (3)98 c
【解析】(1)探究不同物质的吸热能力,根据控制变量法可知,实验中应控制水和食用油的初温与质量都相等。
(2)实验中利用转换法,用相同的电加热器加热,水和食用油吸收热量的多少可通过加热时间来比较,加热时间越长,吸收的热量越多。
(3)[1]如图丙,温度计分度值为1℃,示数为98℃,则水的沸点为98℃。
[2]只增加水的质量,则加热水至沸腾所用的时间变长,但水的沸点不变,所以T-t关系图像应该是图丁中的c。
13.(2024·云南玉溪·一模)如图甲、乙、丙所示是某实验小组用规格完全相同的实验器材,对初温相同的100g水、200g水、100g煤油进行加热。
(1)若要探究不同物质的吸热能力,实验中除了图甲所示的器材和天平之外,还需要的测量工具是 ,物质吸收热量的多少无法直接测得,但可以通过加热时间的长短来比较,这种研究物理问题的方法叫 法;
(2)某同学用水做实验时,观察到烧杯内出现的气泡如图丁所示,由此可以判断此时的水处于 (选填“沸腾前”或“沸腾时”)的状态;
(3)美丽的玉溪拥有抚仙湖、星云湖、杞麓湖三大高原湖泊,气候与无大海和湖泊环绕的内陆城市相比存在明显差异。玉溪和某一无大海和湖泊环绕的内陆城市年气温变化曲线如图戊所示,从图像可以看出,在一年中,玉溪应该对应 (选填“a”或“b”)这条曲线。
【答案】(1)秒表 转换 (2)沸腾时 (3)a
【解析】(1)[1]探究不同物质的吸热能力的实验中,物质吸收热量是通过加热时间的长短来比较的,可见实验中需要测量时间,所以除了图甲所示的器材和天平之外,还需要的测量工具是秒表。
[2]探究不同物质的吸热能力的实验中,物质吸收热量的多少无法直接测得,可以通过加热时间的长短来比较,这种将吸收热量的多少转化为加热时间的方法叫转换法。
(2)水在沸腾时,杯内水温度一样高,但是由于上层水的深度变小导致压强减小,气泡上升的过程中不断有汽化的水蒸气进入气泡,因此气泡逐渐变大,故丁图是水沸腾时的状态。
(3)玉溪周围水较多,无大海和湖泊环绕的内陆城市多砂石。根据公式Q=cmΔt可知,质量相同的砂石和水,从太阳处吸收相同的热量后,升高的温度Δt和比热c成反比,砂石的比热容小于水的比热,因此水的温度升的慢,从戊图可以看出曲线b的温度升的高,因此曲线b是内陆城市气温变化所对应的曲线,a是玉溪气温变化所对应的曲线。
14.(24-25八年级上·江苏南通·期末)小明用如图甲所示的装置做“观察水的沸腾”实验,当水温为82℃时开始记录数据,以后每隔1min记录次温度计的示数,直到水沸腾段时间后停止读数。
(1)图甲安装实验器材时,应按照 (选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行;图乙是第3分钟时读数示意图,温度计显示的温度是 ℃;
(2)图 (a/b)所示的情形表示水正在沸腾时气泡上升的情况,撤去酒精灯后,小明发现水未立即停止沸腾,其可能原因是: ;
(3)细心的小明还发现,冬天在煤气灶上烧菜的时候,火焰熄灭前、后一瞬间会出现如图所示的两种情景,你可以确定 (c/d)图是火焰熄灭后瞬间的图片;锅的上方产生的“白气”实质上是水蒸气经过 (填物态变化名称)形成的。
【答案】(1)自下而上 97 (2)a 石棉网温度高于水温,水可以继续吸热
(3)c 液化
【解析】(1)[1]实验时应该用酒精灯外焰加热,温度计使用时,玻璃泡浸没在被测液体中,但是不能碰容器底和容器壁,故组装器材时应按照自下而上的顺序。
[2]图乙中,温度计的分度值是1℃,故温度计的示数为97℃。
(2)[1]沸腾前,上方水温低,气泡上升时,内部的气体和少量水蒸气遇冷液化,因而体积变小,气泡变小;沸腾时,水大量汽化,水蒸气不断进入气泡,且上升过程中水压变小,所以气泡变大。所以a所示的情形表示水正在沸腾时气泡上升的情况。
[2]撤去酒精灯后,小明发现水未立即停止沸腾,其可能原因是石棉网温度高于水温,水可以继续吸热。
(3)[1]火焰熄灭前,环境温度较高,水蒸气液化程度小,形成“白气”就较少,而在熄火后,环境温度降低,水蒸气大量液化,“白气”就增多,故c图是火焰熄灭后瞬间的图片。
[2]锅的上方产生的“白气”实质上是水蒸气经过液化形成的小水珠。
【题型3 热学综合】
15.(2024·陕西·中考真题)“芒种”过后,陕西关中等地区夏收进程已过半。如图,是烈日下联合收割机收麦的场景。下列说法不正确的是( )
A.夏收时节气温越高,空气中的分子热运动越剧烈
B.阳光炙烤下的金色麦穗温度升高,其所含的热量变多
C.利用水冷系统给发动机降温,是因为水的比热容较大
D.阳光曝晒下的驾驶室温度升高,是通过热传递的方式增加了其内能
【答案】B
【解析】A.分子热运动与温度有关,温度越高,分子热运动越剧烈,故A正确,不符合题意;
B.热量不能表述为“所含”,热量是一个过程量,只能表述为“吸收”或“放出”,故B错误,符合题意;
C.利用水冷系统给发动机降温,是因为水的比热容较大,在同样情况下吸收的热量较多,故C正确,不符合题意;
D.阳光暴晒下的驾驶室温度升高,是通过热传递的方式增加了内能,故D正确,不符合题意。
故选B。
16.(2024·四川巴中·中考真题)如图所示,青瓦是古建筑常用的建筑材料,制瓦工艺有上千年的历史。制瓦工艺分为成坯、晒制、高温烧制等诸多流程。下列说法正确的是( )
A.晒制泥坯时,泥坯温度越高含有热量越多
B.高温烧制时,通过热传递的方式改变瓦片的内能
C.烧制青瓦时,燃料燃烧越充分其热值越大
D.在质地均匀的瓦上定型切割,瓦的密度变小
【答案】B
【解析】A.热量是一个过程量,只能说吸收(或者放出)了多少热量,不能说某物体含有多少热量,故A错误;
B.高温烧制时,通过热传递的方法增加瓦片的内能,故B正确;
C.燃料的热值仅与燃料的种类有关,而与燃料是否充分燃烧、质量都无关,故C错误;
D.若在质地均匀的砖上雕刻花纹,砖的质量变小,体积变小,但砖的密度不会变化,故D错误。
故选B。
17.(2024·山东菏泽·中考真题)家用汽车常用汽油机提供动力,以下有关说法正确的是( )
A.汽油燃烧时它的热值减小
B.汽油机的冷却液温度越高,含有的热量越多
C.汽油机的做功冲程,内能转化为机械能
D.汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越充分
【答案】C
【解析】A.热值是物质本身的一种特性,热值只与物质种类有关,汽油燃烧时它的热值不变,故A错误;
B.热量是过程量,不能说含有热量的多少,故B错误;
C.汽油机的做功冲程,燃烧产生的高温气体推动活塞做功,将内能转化为机械能,故C正确;
D.汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越不充分,故D错误。
故选C。
18.(2024·山东济南·一模)(多选)如图所示是《天工开物》中记录的铸造铜钟的过程,大致分为“制模一熔炼一浇铸—脱模——打磨”五个步骤。下列说法中正确的是( )
A.加热时推动鼓风机可以提高燃料热值
B.熔炼过程中,铜熔化时内能不断增加
C.打磨的过程中,机械能转化为内能
D.浇铸的过程中,铜所含热量不断减少
【答案】BC
【解析】A.燃料的热值是燃料本身的一种特性,加热时推动鼓风机,燃料的热值不变,故A错误;
B.物体吸收热量时内能增加。熔炼过程中,铜熔化时,不断吸收热量,内能不断增加,故B正确;
C.打磨过程中,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,故C正确;
D.热量是过程量,不能说所含热量的多少,故D错误。
故选BC。
19.(24-25九年级上·山东烟台·期末)2024年5月3日17时27分,长征五号遥八运载火箭搭载嫦娥六号月球探测器从中国文昌航天发射场成功发射。开启世界首次月球背面采样之旅,将人类探月推向前所未有的高度。火箭使用液态氢作燃料,是因为液态氢的 较大;火箭发射时,高温火焰向下喷射到发射台底部水池的水中,利用水的 (填物态变化名称)吸收巨大的热量而降低温度保护发射台;当火箭进入大气层后,与空气摩擦外壳温度迅速升高,这是通过 的方式改变内能的。
【答案】热值 汽化 做功
【解析】[1]火箭使用液态氢作燃料,是因为液态氢具有较大的热值。热值是指单位质量(或体积)的燃料完全燃烧时所放出的热量,液态氢热值大,相同质量的液态氢完全燃烧能放出更多的热量,可为火箭提供更大的能量。
[2]火箭发射时,高温火焰向下喷射到发射台底部水池的水中,水会吸收巨大热量汽化成水蒸气,此过程利用了水的汽化吸收热量的特点,从而降低发射台的温度起到保护作用。
[3]当火箭进入大气层后,与空气摩擦,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,使火箭外壳温度迅速升高,这是通过做功的方式改变物体内能。
20.(24-25九年级上·陕西榆林·期末)2024年12月17日2时50分,长征二号丁运载火箭在太原卫星发射中心成功将四颗卫星准确送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。火箭在大气层中高速飞行时,外壳与空气剧烈摩擦,将 能转化为内能,使外壳温度升高,该能量转化过程与四冲程汽油机的 冲程相似。在科普宣传片中小明了解到,火箭发动机在大气层内飞行的效率通常在25%,你认为随着科技的发展,火箭的发动机效率 (选填“能”或“不能”)达到100%。
【答案】机械 压缩 不能
【解析】[1][2]火箭在大气层中高速飞行时,外壳与空气剧烈摩擦,将机械能转化为内能,使外壳温度升高,属于做功改变物体内能,该能量转化过程与四冲程汽油机的压缩冲程相似。
[3]因为任何机器都不可避免地做额外功,所以随着科技的发展,火箭的发动机效率也不能达到100%。
【题型4 热量及热效率的计算】
21.(2024·四川广安·中考真题)内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图,若该汽油机的效率为30%,飞轮每分钟转动1800圈(),则下列说法正确的是( )
A.图中所示冲程是做功冲程
B.若该汽油机完全燃烧5kg汽油,则汽油机做的有用功为
C.该汽油机在1s内做功30次
D.汽油机消耗的燃料越少,效率一定越高
【答案】B
【解析】A.图中所示冲程两气阀关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,故A错误;
B.若该汽油机完全燃烧5kg汽油,则汽油机做的有用功为
故B正确;
C.飞轮每分钟转动1800圈,则每秒转动30圈,该汽油机飞轮转动2圈对外做功一次,则在1s内做功15次,故C错误;
D.由得,汽油机消耗的燃料越少,完全燃烧释放的热量越少,做的有用功不知,无法比较效率高低,故D错误。
故选B。
22.(2024·江苏淮安·中考真题)2024年4月,两辆氢能源汽车实现了从北京到上海1500公里长距离运输测试,这是中国氢能源车辆首次大范围、长距离、跨区域的实际运输测试。如图所示是某款氢能源汽车,该款氢能源汽车在公路上行驶,用时,受到的牵引力为,消耗氢气,则此过程中汽车行驶的平均速度为 ,氢气燃烧放出的热量为 J,利用氢能的效率为 。()
【答案】75
【解析】[1]汽车行驶的平均速度为
[2]氢气燃烧放出的热量为
[3]牵引力做功为
则利用氢能的效率为
23.(2024·四川巴中·中考真题)小丽去郊游,上车时闻到汽油味,这是 现象。通过交流得知该车的发动机为汽油机,若某单缸四冲程汽油机的转速为1200r/min,在1s内汽油机对外做了 次功。如果汽油机在某段时间内消耗了500g汽油,这些汽油完全燃烧可释放的热量为 J(q汽油=4.6×107J/kg)。
【答案】扩散 10 2.3×107
【解析】[1]当小丽上车时,她能够闻到汽油的味道,这是因为汽油分子在不停地做无规则运动,这是扩散现象。
[2]四冲程汽油机飞轮的转速
因为完成四个冲程是一个工作循环,飞轮转2r,对外做功一次。所以1s内飞轮转20r,对外做功10次。
[3]根据公式知道,汽油放出的热量
24.(2024·新疆·中考真题)2024年5月3日,搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场发射成功。
(1)长征五号遥八运载火箭的燃料为煤油、液态氢和液态氧,发射前加注燃料时,应在 (填“低温”或“高温”)环境中进行。为防止燃料汽化导致燃料贮箱内气压过高,应先加注 (填“煤油”“液态氢”或“液态氧”)。氢在 (填“液”或“气”)态时氢分子无规则运动更剧烈;
(2)火箭加速升空时,嫦娥六号探测器的机械能的增加量 (填“大于”或“小于”)其动能的增加量。探测器在月球上 (填“具有”或“没有”)惯性。已知氢的热值为,则质量为1t的氢完全燃烧放出的热量为 J。
【答案】(1)低温 煤油 气 (2)大于 具有 1.4×1011
【解析】(1)[1]长征五号遥八运载火箭的燃料为煤油、液态氢和液态氧,因为液态氢和液态氧的沸点较低,所以发射前加注燃料时,应在低温环境中进行。
[2]为防止燃料汽化导致燃料贮箱内气压过高,应先加注沸点较高的煤油。
[3]气态的氢温度相对较高,温度越高,分子无规则运动越剧烈,因此氢在气态时氢分子无规则运动更剧烈。
(2)[1]火箭加速升空时,嫦娥六号探测器的质量不变,速度变大,动能变大,高度增加,重力势能变大,因机械能等于动能与重力势能之和,所以机械能的增加量大于其动能的增加量。
[2]惯性是物体本身的一种性质,一切物体都具有惯性,探测器在月球上也具有惯性。
[3]质量为1t的氢完全燃烧放出的热量为
25.(2025·江苏宿迁·一模)地效飞行器是一种可以低空高速飞行的飞机,它能停要水面或地面上,某型号飞行器的总质量为1.0×103t,最大飞行速度为720km/h,以最大速度飞行时的运输效率为25,运输效率是指飞行器飞行时的总重与发动机推力的比值。(g取10N/kg)。飞行器停在水平地面上时,对地面压力大小为 N;飞行器飞行时,机翼上方气流比下方气流的流速 ;油箱中汽油的质量为30t,完全燃烧放出的热量为 。(汽油的热值为4.6×107J/kg)飞行器以最大速度飞行1440km,需要 h,发动机推力的功率为 W。
【答案】1.0×107 大 1.38×1012 2 8×107
【解析】[1]飞行器的总质量为
1.0×103t=1.0×106kg
飞行器的总重力
G=mg=1.0×106kg×10N/kg=1.0×107N
飞机对地面的压力
F=G=1.0×107N
[2]飞行器飞行时,机翼上方气流比下方气流的流速大,流速快的地方压强小,机翼下方的压强大于上方的压强,所以获得向上的升力。
[3]汽油完全燃烧所放出的热量
Q放=m汽油q=30×1000kg×4.6×107J/kg=1.38×1012J
[4]飞行器以最大速度飞行1440km,需要的时间
[5]因为最大速度飞行时的运输效率为25,所以飞行器的发动机的推力
飞行器以最大速度720km/h=200m/s
由
可知发动机推力的功率
P=Fv= 4×105N×200m/s=8×107W
26.(2024·云南昆明·一模)农历腊月初八那天,家住北方的小华家中准备了美味的腊八粥,隔得很远都能闻到腊八粥的香味,这是因为分子在不停地做 ;他们家使用的是天然气,某次小华烧水,若将质量为3kg、初温为5℃的水刚好加热至沸腾,该过程中完全燃烧了天然气,则天然气完全燃烧产生的热量为 J;天然气灶的效率为 。[已知,,该地为标准大气压]。
【答案】无规则运动 28.5%
【解析】[1]我们闻到腊八粥的香味,这是因为腊八粥的分子在不停地做无规则运动,这种运动使得香味分子能够扩散到空气中,被我们嗅到。
[2]根据燃料完全燃烧放热公式Q放=Vq,得到天然气完全燃烧产生的热量
[3]根据吸热公式,得到水吸收的热量
天然气灶的效率定义为水吸收的热量与天然气完全燃烧产生的热量之比,即
27.(2024·内蒙古·中考真题)2023年3月29日,我国自主研发的首款四座氢内燃机飞机验证机成功首飞。这架飞机翼展为13.5m,机身长度为8.2m,高压气态储氢罐可储氢4.5kg,最大起飞质量可达1260kg。达到最大起飞质量的飞机静止在水平地面上时对地面的压强为6×104Pa;在空中以60m/s的速度匀速巡航时,前置螺旋桨提供的牵引力为1.4×103N。已知氢的热值为1.4×108J/kg,g取10N/kg。求:
(1)达到最大起飞质量的飞机静止在水平地面上时轮胎与地面的总接触面积;
(2)高压储氢罐内4.5kg的氢气完全燃烧放出的热量;
(3)飞机以60m/s的速度匀速巡航30min牵引力所做的功。
【答案】(1)0.21m2 (2)6.3×108J (3)1.512×108J
【解析】(1)达到最大起飞质量的飞机静止在水平地面上时对地面产生的压力等于重力,即压力为
轮胎与地面的总接触面积
(2)高压储氢罐内4.5kg的氢气完全燃烧放出的热量
(3)飞机以60m/s的速度匀速巡航30min行驶的距离
飞机以60m/s的速度匀速巡航30min牵引力所做的功
28.(2024·甘肃兰州·中考真题)小亮用电热水壶将质量为1.5kg、初温为20℃的水加热到80℃,在只有电热水壶工作的情况下,他观察到家中标有“”的电能表的指示灯在240s内闪烁了144次,已知水的比热容为。求:
(1)水吸收的热量;
(2)电热水壶的实际功率;
(3)电热水壶的工作效率。
【答案】(1)3.78×105J;(2)1800W;(3)87.5%
【解析】解:(1)水吸收的热量为
(2)给水加热过程中,电热水壶消耗的电能是
电热水壶的实际功率
(3)电热水壶的工作效率
答:(1)水吸收的热量为3.78×105J;
(2)电热水壶的实际功率为1800W;
(3)电热水壶的工作效率为87.5%。
29.(2024·江苏苏州·一模)如图甲所示是我国自主研发的一款油电混合动力汽车。该混合动力汽车启动时,内燃机不工作,车内蓄电池输出能量;当高速行驶或蓄电池储存电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输出能量,同时又可以向蓄电池充电。为了保护蓄电池,当电池使用到剩下最大容量20%停止供电。在某次测试中,司机驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶1h,观察仪表盘发现这段时间内燃机消耗燃油10kg,蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%。该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图乙所示,该汽车的某些参数如表所示。(燃油热值q=4.0×107J/kg)求:
(1)在测试过程中,该车克服阻力做的功的大小?汽车的能量利用率?
(2)若只用蓄电池提供动力且假设电能全部转化为机械能,该车在蓄电池充满电的情况下以50km/h最多可行驶多少千米?
【答案】(1)1×108J,40% (2)48km
【解析】(1)10kg汽油完全燃烧放出的热量为
Q放=mq=10kg×4.0×107J/kg=4.0×108J
汽车匀速行驶1h通过的路程为
s=vt=50km/h×1h=50km=5×104m
汽车行驶时,燃烧汽油放出的热量,一部分转化成机械能,还有一部分转化成电能,这两部分能量是有效利用的能量;测试过程中汽车的速度为50km/h,由图乙可知,此时的阻力为2000N,克服阻力做的机械功为
W机械=fs=2000N×5×104m=1×108J
由于汽车行驶时,蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%,所以蓄电池增加储存的电能为
W电=(80%-30%)×1.2×108J=6×107J
汽车的能量利用率为
(2)转化的机械能为
W=1.2×108J×(1-20%)=9.6×107J
以50km/h行驶的距离为
30.(24-25九年级上·江苏镇江·期中)一辆汽车,发动机的输出功率是40kW,热机的效率为20%,油箱里有16kg的汽油,如果车速为20m/s,求:(汽油的热值是4.6×107J/kg)
(1)汽车受到的阻力;
(2)这些汽油可供发动机做多少功;
(3)汽车最多能行驶距离。
【答案】(1)2000N (2)1.472×108J (3)7.36×104m
【解析】(1)汽车做匀速直线运动,阻力与牵引力相等,由
阻力大小为
(2)根据可得这些汽油可供发动机做功
(3)根据得到汽车最多能行驶距离
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