初三物理 第3讲 热量的计算（提高版）（八大题型） ----2025-2026学年人教版物理九年级上学期

初三物理 第3讲 热量的计算(提高版) 考情揭秘 素养点击 基本考察点 分子动理论的内容；扩散现象的理解；内能的理解；改变物体内能的方式；区分温度、内能和热量 1. 掌握分子动理论的内容； 2. 理解扩散现象的概念，并能判断物体是否属于扩散现象； 3. 理解内能的概念及影响内能大小的因素； 4. 改变物体内能的两种方式； 5. 理解并区分温度、内能和热量 热点及难点 分子动理论内容的理解；扩散现象的判断；内能 题型及难度 选择题和填空题为主，实验题为附 中考中地位 多以选择题的形式出现，填空题的形式出现较少 知识梳理·题型预览 知识点1：燃料的热值3 题型1：探究不同燃料的热值4 题型2：热机效率及相关计算7 知识点2：比热容10 题型3：探究不同物质的吸热能力11 题型4：比热容和热值的理解14 题型5：比热容的现象解释15 知识点3：吸放热的计算17 题型6：计算物体温度变化的吸放热17 题型7：冷热混合时的热交换（偏难）19 知识点4：效率问题20 题型8：热水器效率问题21 课后提升·查漏补缺23 一、知识检测： 1.热机 （1）定义：通过燃料燃烧，获取内能，并利用内能对外做功，像这样的机械叫做热机。 （2）能量转化： 2. 汽油机 （1）一个完整的工作循环包括：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，其中吸气冲程、压缩冲程、和排气冲程靠飞轮的惯性转动。 （2）在压缩冲程中，将机械能转化为内能，在做功冲程中，将内能转化为机械能。 （3）一个完整的工作循环，包括四个冲程，曲轴（或主轴或飞轮）转2圈，活塞往返运动2次，对外做功1次。 3. 汽油机和柴油机的区别 汽油机 柴油机 燃油 汽油（着火点低） 柴油（着火点高） 点火方式 点燃式 压燃式 结构上 火花塞 喷油嘴 吸气冲程吸入的物质 空气和汽油的混合物 空气 效率 低 高 环保角度 更环保 污染大 二、重点题型检测 1．关于汽油机的冲程，下列描述正确的是（　　） A．压缩冲程中，是通过做功的方式使汽缸内气体的内能增加 B．吸气冲程中，只将空气吸入气缸 C．排气冲程中，是将机械能转化为内能 D．做功冲程中，燃料燃烧释放的能量全部转化为机械能 2．如图为单缸四冲程汽油机的 冲程，该冲程活塞移动时，汽缸内燃料混合气体的内能变 。若该汽油机转速为2400r/min，则它每分钟完成 个如图所示的冲程。 知识点1：燃料的热值知识点1：燃料的热值 1. 燃料 （1）燃料的种类 燃料是指可燃烧的物质，根据不同标准，燃料可分为不同的种类，最常见的是按其物理状态分类。 （2）燃料燃烧时能量转化 燃料在燃烧时将化学能转化为内能，也就是我们常说的释放能量。 2. 燃料的热值 （1）定义：把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量（或体积）之比，叫做这种燃料的热值。 （2）单位：焦耳每千克（或焦耳每立方米），符号：J/kg（或J/m3） 常用燃料的热值对应表 燃料 热值 燃料 热值 干木柴 约1.2×10²J/kg 柴油 4.3×10⁷J/kg 烟煤 约2.9×10²J/kg 煤油 4.6×10⁷J/kg 无烟煤 约3.4×10⁷J/kg 汽油 4.6×10⁷J/kg 焦炭 3.0×10⁷J/kg 氢 1.4×10⁷J/kg 木炭 3.4×10⁷J/kg 煤气 约3.9×10⁷J/m³ 酒精 3.0×10⁷J/kg 沼气 约1.9×107⁷J/m³ （3）热值的理解 ①热值反应了燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领大小； ②不是任何物质都有热值，如石块、铁块等非燃料物质没有热值； ③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、是否完全燃烧等没有关系。 （4）物理意义 热值在数值上等于1kg燃料完全燃烧时放出的热量。如汽油的热值为4.6×107J/kg，它表示1kg汽油完全燃烧放出的热量是4.6×107J。 （5）热量的计算： 3. 热机效率 （1）定义：用来做有用功的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值。 （2）计算公式： 对热机而言，其中用来做有用功的能量Q有用等于热机对外的有用功W有用，故热机的效率公式又可写成：。 经典好题 题型1：探究不同燃料的热值 1．（24-25九年级上·河南郑州·阶段练习）如图，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 (1)比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的。若在研究不同燃料热值实验时，记录数据如表，根据表中数据计算燃料2的热值是 J/kg； 燃料 加热前液体温度/℃ 燃料燃尽时液体温度/℃ 燃料的热值/J·kg-1 1 15 35 2.4×106 2 15 25 ？ (2)通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 （大小），出现这样情况的主要原因是 ；（写出一点） (3)比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验。质量和初始温度均相同的a、b两种液体吸热后，它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，求a、b两种液体的比热容之比为 。 2．（24-25九年级上·四川成都·阶段练习）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都相同，烧杯内的液体质量和初温也相同。 (1)比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验，燃料热值的大小是通过 来反映的； (2)如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体用相同热源加热，吸热后它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，若A的比热容是，若B的比热容是，则 ，在0~5min内A吸收的热量 B吸收的热量；（两空均选填“大于”、“小于”或“等于”） (3)另一小组使用与上面（2）相同的装置在一个标准大气压下对质量和初温相同的另外三种液体a、b、c进行加热，直至沸腾后，则液体 有可能是同种液体。（选填“a和b”、“b和c”或者“a和c”）。 题型2：热机效率及相关计算 3．（24-25九年级上·山西吕梁·阶段练习）如图所示，这是某款无人驾驶客车，某次测试过程中，该车以的速度匀速直线行驶了2km，其发动机（汽油机）的输出功率为，热机效率为。求客车在测试过程中：（，g取） (1)牵引力的大小； (2)消耗汽油的质量。 4．（24-25九年级上·河南郑州·阶段练习）氢燃料是21世纪的理想能源。如图是我国自主研发的氢燃料新能源公交车，满载质量为4×103kg，某次满载后在10min内匀速直线行驶8.4km，消耗氢燃料0.4kg。公交车匀速直线行驶时所受的阻力为总重的，(q氢燃料=1.4×108J/kg ）。求公交车在此行驶过程中： (1)消耗的氢燃料完全燃烧放出的热量； (2)牵引力做功的功率； (3)公交车发动机的热机效率。 5．（24-25九年级上·云南昆明·期中）我国自主品牌汽车通过技术革新和品质提升，越来越受到消费者的青睐。某国产品牌汽车在平直公路上以25m/s的速度匀速行驶100s，消耗了汽油0.5kg，已知完全燃烧1kg汽油释放的能量为4.6×107J，汽车牵引力的功率为92kW，求： (1)汽车匀速行驶的距离； (2)汽车牵引力所做的功； (3)发动机的效率。 6．（2024·河南周口·二模）河南省是我国小麦第一生产大省，种植面积连续5年稳定在8500万亩以上，洛阳生产的“东方红”无人驾驶拖拉机在农业生产中深受农民喜爱。如图所示，该拖拉机的质量为1.5吨，与水平地面的总接触面积为。（g取10N/kg，） （1）拖拉机静止时对水平地面产生的压强是多少？ （2）若拖拉机在平直路面匀速行驶时受到的阻力为拖拉机总重的0.2倍， 行驶4.3km消耗柴油0.75kg， 那么柴油机的热效率为多少？ （3）拖拉机以额定功率工作时，在平直公路上的行驶速度大于在平直耕地上的行驶速度，试分析主要原因。 知识点2：比热容知识点2：比热容 1. 比热容 （1）定义：一定质量的某种物质在温度升高时，吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比叫做这种物质的比热容，用符号c表示。 （2）公式及单位：；单位：焦耳每千克摄氏度，符号是：J/（kg·℃）。 2. 比热容的理解 （1）比热容是物质本身的特征，它是反映物质吸、放热本领强弱的物理量； （2）影响因素：只与物质的种类和物质存在的状态有关，与物体的质量、温度变化情况、吸收或放出的热量等因素没有关系； （3）同种物质不同状态下比热容不同； （4）不同物质的比热容一般不同。 3. 比热容的大小判断 （1）在同样环境中，质量相同的不同物质，当吸收或放出相等的热量时，比热容较大的物质温度变化较小，比热容较小的物质温度变化较大。 （2）在温度——时间轴中，图线越靠近温度轴，比热容反而越小。 4. 一些常见物质的比热容 几种物质的比热[J/(Kg·℃)] 水 4.2×103 砂石 0.92×103 铁钢 0.46×103 冰 2.1×103 玻璃 0.67×103 铜 0.39×103 煤油 2. 1×10³ 橡胶 1.7×10³ 水银 0.14×103 酒精 2.4×103 水蒸气 1.88×103 铝 0.88×103 甘油 2.5×103 干泥土 0.84×10³ 铅 0.13×103 5. 水的比热容 （1）大小：水的比热容是4.2×103J/(kg·℃) （2）物理意义是：1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。 （3）有关水比热容的利用 ①冷却和取暖。冬天，北方地区用热水取暖；汽车发动机用水作为冷却液。 ②调节气温。沙漠地区的昼夜温差大，沿海地区昼夜温差小。 经典好题 题型3：探究不同物质的吸热能力 7．（24-25九年级上·湖北武汉·阶段练习）某小组用如图所示的装置比较水和煤油的吸热本领。图乙是该同学根据实验数据绘制的图象。 (1)本实验用两个 （填“相同”或“不同”）规格的电加热器来加热水和煤油，加热前，一个烧杯中加入200mL的水，从控制变量的角度需要在另一个相同的烧杯中倒入 mL的煤油；（煤油密度为） (2)同时加热6min，水吸收的热量 （填“大于”“等于”或“小于”）煤油吸收的热量，分析图象可知：质量相等的水和煤油，升高相同温度时， 吸收的热量多；（填“水”或“煤油”） (3)实验结果初步表明：不同物质，在质量和 相同时，升高的温度不同； (4)分析图象可知：水和煤油的比热容之比是 ；加热3min时，煤油吸收的热量 J。 8．（24-25九年级上·吉林长春·阶段练习）如图甲是小华“探究不同物质吸热本领”的实验装置，用两个相同的容器和相同的加热装置分别给水和煤油加热。 (1)实验时，在两烧杯中分别装入初温相同且 相等的煤油和水；通过比较 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来间接反映煤油和水吸收的热量； (2)小华根据实验数据作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象如图乙，则加热10min，水吸收的热量 （选填“大于”“小于”或“等于”）煤油吸收的热量， （选填“煤油”或“水”）的温度升得更高，分析图象可知： （选填“水”或“煤油”）的比热容更大； (3)本实验采用 的方法增加水和煤油的内能。 (4)由图象可知，煤油的比热容是 J/(kg·C)。[已知]。 题型4：比热容和热值的理解 9．（24-25九年级上·湖北武汉·阶段练习）关于比热容和热值，下列说法中正确的是（    ） A．热值是燃料燃烧放出的热量与燃料的质量之比 B．燃料越多，放出的热量越多，热值越大 C．比热容是物质自身的性质，与质量、吸收或放出的热量无关 D．比热容是物质的特性之一，只与物质的种类有关 10．（22-23九年级上·陕西西安·期中）化学实验课上，同学们在做实验的过程中发现酒精灯中的酒精慢慢变少，则下列判断不正确的是（　　） A．酒精的质量在减小 B．酒精的热值在减小 C．酒精的比热容不变 D．酒精的体积在减小 11．（多选）（2024·河北沧州·一模）关于温度、内能、比热容、热量、热值，下列说法正确的是（　　） A．热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比 B．0℃的冰变成0℃的水，温度不变，内能增加 C．物体温度升高，不一定吸收热量，但内能一定增加 D．升高相同的温度时，吸收热量越多的物体比热容越大 题型5：比热容的现象解释 12．（多选）（24-25九年级上·北京·开学考试）小文同学根据下表所提供的几种物质的比热容得出以下几个结论，其中正确的是（    ） 几种物质的比热容c/[] 水     冰     酒精     砂石     煤油     铝     水银     铜     A．固体的比热容可能大于液体的比热容 B．汽车发动机的冷却循环系统常用水做工作物质主要是利用了水的比热容大的特点 C．酒精和煤油吸收相同热量时，煤油的温度一定升高的多 D．初温相等的水银和沙石，吸收相等的热量后，水银的末温一定比沙石的末温高 13．（24-25九年级上·云南昆明·期中）如图所示是某沿海城市与某内陆城市同一天的气温变化曲线。请你判断沿海城市一天气温变化所对应的曲线是 （填“A”或“B”），这是由于 。 14．（24-25八年级下·上海·期中）近年来许多住宅都安装了地暖来抵御严寒，其中一种地暖如图所示，以温度不高于60℃的某种液体为热媒。经埋置于地面以下填充层中的加热管，在分集器的作用下将热媒均匀分配到每个支路中循环流动，加热整个地板。通过地面以辐射和对流的热传递方式向室内供热。上述地暖常选用 （选填“水”、“煤油”或“酒精”）作为热媒。请具体分析选择该液体作为热媒的原因 。 知识点3：吸放热的计算知识点3：吸放热的计算 物体吸收热量 物体放出热量 Q吸=cm△t=cm(t-t0) Q放=cm△t= cm(t0-t) 其中：Q吸—吸收的热量，单位：焦（J），Q放—放出的热量。 c—比热容，单位：焦每千克摄氏度（J/(kg·℃)）；m—质量，单位：千克（kg） △t—变化的温度（升高或降低的温度），单位：摄氏度（℃）；t0—初始温度、t—末温。 题型6：计算物体温度变化的吸放热 15．（多选）（24-25九年级下·江西九江·阶段练习）用相同的加热装置分别对固态物质a、b、c加热，它们的温度随加热时间变化关系如图所示。不计热量损失，以下分析正确的是（　　） A．t1~t2时间内，a、c吸收热量相同 B．t2~t3时间内，a的内能增加 C．b的比热容可能大于c的比热容 D．若a、b是同种物质，则b的质量小于a的质量 16．（24-25九年级上·四川广安·期末）生活中处处有物理。铃铃的妈妈买了一个暖水袋，袋中装水取暖是因为水的 。若暖水袋内装有质量为2kg、初温为90℃的水，当暖水袋内的水放出1.68×105J的热量后，水的末温是 ℃。[已知水的比热容为] 17．（24-25九年级上·河南许昌·开学考试）小红对质量为300g的冰加热，她根据冰熔化成水直到沸腾过程中记录的数据绘制了如图所示图像。已知水的比热容为，则根据所绘图像可知冰的比热容为 。冰熔化过程中第10分钟时冰水混合物的内能 （选填“大于”、“小于”或“等于”）第5分钟时冰水混合物的内能。 题型7：冷热混合时的热交换（偏难） 18．（24-25八年级下·云南红河·阶段练习）初温相同的水和铜块，吸收相等的热量后，再将铜块投入水中，则会出现（　　） A．铜块放热，水吸热 B．铜块吸热，水放热 C．铜块与水之间不发生热传递 D．条件不足，无法判断 19．（2024·安徽·一模）吴莉同学测量天然气灶火焰中心温度时，把一枚150g的金属块放在火焰中心加热足够长的时间后，立即投入盛有200g、20℃水的绝热容器中，水温最高升到80℃。若金属块的比热容，不计热量损失，则火焰中心的温度为 ℃。 20．（2024·安徽·中考真题）一保温杯中装有质量为200g，温度为25℃的水。将一个质量为100g，温度为100℃的金属块放入杯中，一段时间后杯内水和金属块的温度稳定在30℃，假设金属块放出的热量全部被水吸收，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，则该金属块的比热容为 J/(kg·℃)。 知识点4：效率问题知识点4：效率问题 2. 热水器的效率 （1）定义：热水器中水吸收的热量与燃气完全燃烧放出的热量的比值。 （2）计算公式： 经典好题 题型8：热水器效率问题 21．（24-25九年级上·江西赣州·阶段练习）某兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图像。若在6min内完全燃烧了800g的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤的热值约为3×107J/kg。求： (1)煤完全燃烧放出的热量？ (2)加热 6min，水所吸收的热量？ (3)煤炉烧水时的热效率？ 22．（24-25九年级上·江西赣州·期末）实验时小丁用煤炉给l00kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤的热值约为3×107J/kg。求： (1)经过6min时间加热，水增加的内能； (2)该煤炉烧水时的效率。 23．（24-25九年级上·重庆·阶段练习）在课后兴趣活动中，小欣小组在烧杯中放入400g的碎冰，试管中放入80g的碎冰，并各放了一支温度计组成如图甲所示的实验装置，实验过程中A、B两个温度计的示数随时间变化的图像如图乙所示，其中实线部分为烧杯中A温度计随时间变化的图像，虚线部分为试管中B温度计随时间变化的图象，小试管底部未与烧杯底部接触。假设烧杯和试管中的冰（或水）在整个实验过程中质量不变且每分钟吸收的热量恒定不变。[已知水的比热容为，冰的比热容为，酒精的热值为]，求： (1)烧杯中的冰0~4min过程中吸收的热量。 (2)烧杯中的水在第14min时的温度。 (3)如果在2min~4min过程中消耗0.32g的酒精，这些酒精完全燃烧放出的热量有10%间接地被试管中的冰吸收，则试管中的冰在熔化过程中吸收的热量。 课后提升·查漏补缺 课后提升·查漏补缺 一、单选题 1．（24-25九年级上·河南·阶段练习）如图是“探究不同物质的吸热能力”和“比较不同燃料的热值大小”的甲、乙两组实验装置。下列关于该两组实验的说法正确的是（　　） A．每组实验中，燃料的质量均应相等 B．甲组实验中，沙子升温较快，说明沙子的比热容小于水 C．甲组实验中，可以根据温度计示数的变化来比较吸热的多少 D．乙组实验中，可以根据加热相同时间温度升高的多少来比较燃料燃的热值大小 2．（2024·四川成都·二模）为了测量某种油的比热容，小红各取了100g初温为20℃的水和油，用两个相同装置分别对水和油加热4分钟。两次加热酒精灯都消耗酒精2g。小红根据实验数据绘制了如图所示的两种液体温度随时间变化的图像。若酒精的热值为，水的比热容为。则下列说法正确的是（　　） A．甲是水的图像 B．0~4分钟油吸收的热量更多 C．油的比热容为 D．酒精灯的加热效率为26% 3．（24-25九年级上·河南郑州·阶段练习）有甲、乙两台汽油机，他们的功率之比是2:1，它们的热机效率之比是4:5，则在相同时间内，它们所消耗汽油的质量之比是（　　） A．2:5 B．8:5 C．5:8 D．5:2 4．（24-25九年级上·陕西西安·阶段练习）有质量相同、比热容不同、温度不同的甲、乙、丙三种液体，甲的温度是44℃，乙的温度是32℃，丙的温度是24℃。若将甲和乙混合后，温度为36℃；若将乙和丙混合后，温度为30℃；若将甲和丙混合后，温度为（　　） A．36℃ B．34℃ C．32℃ D．30℃ 5．（24-25九年级上·四川成都·阶段练习）如图画出了质量相等的甲，乙两种固态物质，在用相同的加热装置加热时温度随时间变化的图象。根据图象分析下面说法正确的是（　　） A．甲物质在ab段内，内能保持不变 B．甲、乙两种物质的熔点相同 C．甲、乙两种物质在熔化过程中吸收的热量相等 D．甲、乙两种物质在固态时，甲的比热容大于乙的比热容 6．铅块质量是铜块的2倍，铜的比热容是铅的3倍。初温相同，吸收相同热量后，再相互接触，结果（     ） A．铅块把热量传给铜块 B．铜块把热量传给铅块 C．不发生热传递 D．末温不知，不能肯定 7．甲、乙两只完全相同的容器内，盛有质量不相等、初温不相同的水。其中甲容器内水的质量为乙容器水的质量的2倍，乙容器内的水温是甲容器水温的2倍。现将两只盛水容器同时放入温度略低于0℃的恒温箱内，设两容器单位时间放出的热量相同。关于两只容器内的水完全结成冰所需时间的先后，下列说法中正确的是（　　） A．乙比甲先完成结冰 B．甲比乙先完成结冰 C．甲、乙同时完成结冰 D．以上三种情况都有可能 二、填空题 8．（24-25九年级上·河北秦皇岛·阶段练习）小华在燃烧皿中放入5g酒精，对300g水加热，酒精燃尽后水温升高了50∘C，已知水的比热容为4.2×103J/(kg⋅∘C)，酒精的热值为3.0×107J/kg此过程中，水吸收的热量为 J，用酒精给水加热的效率为 ，水的内能是通过 方式增加的。 9．如图所示，同时将同样的红墨水滴入质量相等的甲、乙两杯水中，相同时间后两杯水中墨水扩散情况如图所示，则 （选填“甲”或“乙”）具有的内能多。若甲杯内水的温度为20℃，乙杯内水的温度为65℃，将两杯水混合，混合过程中热水放出的热量有80%被冷水吸收，则混合后的水的温度为 ℃。【水的比热容为4.2×103J/（kg•℃） 10．（2024·安徽阜阳·二模）已知铜的比热容小于铝的比热容，相同质量、初温相同的铜块和铝块吸收相同热量后再相互接触，则内能会从 （选填“铜块传递给铝块”或“铝块传递给铜块”）。 11．（22-23九年级上·辽宁大连·期末）质量相同，初温均为的铝块和铜块（），分别放入质量相等，初温均为的甲、乙两杯水中，铝块和铜块会 热量（选填“吸收”或“放出”）；两杯水温度保持不变时， 杯水温度较高。（不考虑与环境的热量交换） 三、计算题 12．（24-25九年级上·湖北十堰·阶段练习）冬季供暖的家用暖气通常根据安装参数由多个相同规格的单片暖气构成一组。由于小区没有集中供暖，小丽家自行安装了天然气热水器为暖气片提供可供暖的热水。该热水器有两个出水管，一个出水管供给暖气片水循环，一个供给日常用水。热水器有两挡，冬天时，一般用高温挡，把出水温度设定为60℃。客厅的一组水流量为0.6m3/h的暖气片中，水经过循环后，回水温度是50℃。已知供暖时热量利用效率为60%，持续供暖可使室内温度维持在18℃左右，自来水温度比室温低5℃。请解答下列问题： (1)供暖1h，小丽家一组暖气片内的热水在循环过程中释放的有效热量为多少？ (2)冬天洗澡时，由于热水器出水温度太高，需要将冷热水混合，当花洒处流出的温水为42℃，人体感觉最为舒适。现控制花洒出水量一定，则应调节冷水管出水质量和热水管出水质量之比为多少？ 13．（24-25九年级上·河南驻马店·阶段练习）如图所示，中国人民解放军建军90周年，众多新式战车在“朱日和”举行的阅兵式上精彩亮相。某辆轮式伞兵突击战车满载时总质量为1.6t，车轮与水平地面接触总面积为4×102cm2，战车以72km/h的速度在水平地面匀速直线行驶时，发动机的功率为6×104W。（q汽油=4×107J/k，g取10N/kg）求： (1)战车满载时静止在水平地面上，对水平地面的压强； (2)战车此次行驶时，受到的阻力； (3)战车此次共行驶20min，若汽油机的效率为30%，消耗汽油的质量。 $初三物理 第3讲 热量的计算(提高版) 考情揭秘 素养点击 基本考察点 分子动理论的内容；扩散现象的理解；内能的理解；改变物体内能的方式；区分温度、内能和热量 1. 掌握分子动理论的内容； 2. 理解扩散现象的概念，并能判断物体是否属于扩散现象； 3. 理解内能的概念及影响内能大小的因素； 4. 改变物体内能的两种方式； 5. 理解并区分温度、内能和热量 热点及难点 分子动理论内容的理解；扩散现象的判断；内能 题型及难度 选择题和填空题为主，实验题为附 中考中地位 多以选择题的形式出现，填空题的形式出现较少 知识梳理·题型预览 知识点1：燃料的热值3 题型1：探究不同燃料的热值4 题型2：热机效率及相关计算7 知识点2：比热容10 题型3：探究不同物质的吸热能力11 题型4：比热容和热值的理解14 题型5：比热容的现象解释15 知识点3：吸放热的计算17 题型6：计算物体温度变化的吸放热17 题型7：冷热混合时的热交换（偏难）19 知识点4：效率问题20 题型8：热水器效率问题21 课后提升·查漏补缺23 一、知识检测： 1.热机 （1）定义：通过燃料燃烧，获取内能，并利用内能对外做功，像这样的机械叫做热机。 （2）能量转化： 2. 汽油机 （1）一个完整的工作循环包括：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，其中吸气冲程、压缩冲程、和排气冲程靠飞轮的惯性转动。 （2）在压缩冲程中，将机械能转化为内能，在做功冲程中，将内能转化为机械能。 （3）一个完整的工作循环，包括四个冲程，曲轴（或主轴或飞轮）转2圈，活塞往返运动2次，对外做功1次。 3. 汽油机和柴油机的区别 汽油机 柴油机 燃油 汽油（着火点低） 柴油（着火点高） 点火方式 点燃式 压燃式 结构上 火花塞 喷油嘴 吸气冲程吸入的物质 空气和汽油的混合物 空气 效率 低 高 环保角度 更环保 污染大 二、重点题型检测 1．关于汽油机的冲程，下列描述正确的是（　　） A．压缩冲程中，是通过做功的方式使汽缸内气体的内能增加 B．吸气冲程中，只将空气吸入气缸 C．排气冲程中，是将机械能转化为内能 D．做功冲程中，燃料燃烧释放的能量全部转化为机械能 【答案】A 【详解】A．压缩冲程中，活塞压缩气缸内气体，对气体做功，使其内能增大。故A正确； B．汽油机在工作时，吸入的是空气与汽油的混合物。故B错误； C．排气冲程中，活塞向上运动，将工作之后的气体排出气缸，没有明显的能量转化。故C错误； D．此冲程中，燃料燃烧产生的热量有部分会被机械零件吸收。故D错误。 故选 A。 2．如图为单缸四冲程汽油机的 冲程，该冲程活塞移动时，汽缸内燃料混合气体的内能变 。若该汽油机转速为2400r/min，则它每分钟完成 个如图所示的冲程。 【答案】 压缩 大 1200 【详解】[1][2]内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；判断冲程名称可用口诀：“先看气门开关情，再看活塞上下行；开下吸气开上排，关上压缩关下功”，由图可知活塞向上运动，两气门关闭，因此是压缩冲程；压缩冲程过程中，汽缸内部体积变小，压强变大。 [3]热机完成一个工作循环中，飞轮转动2圈，完成压缩冲程1个，若该汽油机转速是2400r/min，表示每分钟飞轮转动2400圈，它每分钟完成1200个压缩冲程。 知识点1：燃料的热值知识点1：燃料的热值 1. 燃料 （1）燃料的种类 燃料是指可燃烧的物质，根据不同标准，燃料可分为不同的种类，最常见的是按其物理状态分类。 （2）燃料燃烧时能量转化 燃料在燃烧时将化学能转化为内能，也就是我们常说的释放能量。 2. 燃料的热值 （1）定义：把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量（或体积）之比，叫做这种燃料的热值。 （2）单位：焦耳每千克（或焦耳每立方米），符号：J/kg（或J/m3） 常用燃料的热值对应表 燃料 热值 燃料 热值 干木柴 约1.2×10²J/kg 柴油 4.3×10⁷J/kg 烟煤 约2.9×10²J/kg 煤油 4.6×10⁷J/kg 无烟煤 约3.4×10⁷J/kg 汽油 4.6×10⁷J/kg 焦炭 3.0×10⁷J/kg 氢 1.4×10⁷J/kg 木炭 3.4×10⁷J/kg 煤气 约3.9×10⁷J/m³ 酒精 3.0×10⁷J/kg 沼气 约1.9×107⁷J/m³ （3）热值的理解 ①热值反应了燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领大小； ②不是任何物质都有热值，如石块、铁块等非燃料物质没有热值； ③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、是否完全燃烧等没有关系。 （4）物理意义 热值在数值上等于1kg燃料完全燃烧时放出的热量。如汽油的热值为4.6×107J/kg，它表示1kg汽油完全燃烧放出的热量是4.6×107J。 （5）热量的计算： 3. 热机效率 （1）定义：用来做有用功的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值。 （2）计算公式： 对热机而言，其中用来做有用功的能量Q有用等于热机对外的有用功W有用，故热机的效率公式又可写成：。 经典好题 题型1：探究不同燃料的热值 1．（24-25九年级上·河南郑州·阶段练习）如图，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 (1)比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的。若在研究不同燃料热值实验时，记录数据如表，根据表中数据计算燃料2的热值是 J/kg； 燃料 加热前液体温度/℃ 燃料燃尽时液体温度/℃ 燃料的热值/J·kg-1 1 15 35 2.4×106 2 15 25 ？ (2)通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 （大小），出现这样情况的主要原因是 ；（写出一点） (3)比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验。质量和初始温度均相同的a、b两种液体吸热后，它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，求a、b两种液体的比热容之比为 。 【答案】(1) 甲、乙 温度计示数 1.2×106 (2) 小 燃料不可能完全燃烧 (3) 甲、丙 1︰2 【详解】（1）[1][2]根据控制变量法，为了比较热值大小，要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数变化的高低得出燃料燃烧完全放出热量的多少，进而判断热值大小，因此应选择甲、乙两图进行实验。 [3]燃料的质量都为m=10g=0.01kg 不考虑热量损失时，则Q吸=Q放，则对燃料1有camaΔta=mq1 即cama×(35℃-15℃)=m×2.4×106J/kg 对燃料2有cbmbΔtb=mq2 即 cbmb×(25℃-15℃)=m×q2 联立以上两式可得q2=1.2×106J/kg。 （2）[1][2]因为烧杯、空气也吸收热量，并且燃料不可能完全燃烧，所以测得的热值会偏小。 （3）[1]为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，让液体的质量和温度的变化相同，t通过比较加热的时间来判断两种液体比热容的大小关系，因此应选择甲、丙两图进行实验。 [2]根据Q吸=cmΔt，在质量和升高温度相同的情况下，Q吸与比热容成正比，而Q吸与加热时间成正比，则结合图象可得，a的比热容与b的比热容之比为ca︰cb=10min︰20min=1︰2 2．（24-25九年级上·四川成都·阶段练习）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都相同，烧杯内的液体质量和初温也相同。 (1)比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验，燃料热值的大小是通过 来反映的； (2)如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体用相同热源加热，吸热后它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，若A的比热容是，若B的比热容是，则 ，在0~5min内A吸收的热量 B吸收的热量；（两空均选填“大于”、“小于”或“等于”） (3)另一小组使用与上面（2）相同的装置在一个标准大气压下对质量和初温相同的另外三种液体a、b、c进行加热，直至沸腾后，则液体 有可能是同种液体。（选填“a和b”、“b和c”或者“a和c”）。 【答案】(1) 甲、乙 温度计示数 (2) 小于 等于 (3)a和b 【详解】（1）[1]根据控制变量法可知，比较不同燃料的热值，应选择不同的燃料加热相同的物质，即用甲、乙两图进行实验。 [2]根据转换法可知，燃料完全燃烧后，放出热量越大，因此液体温度越高的一组，燃料的热值越大，燃料热值的大小是通过温度计示数来反映的。 （2）[1][2]如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体，采用相同热源加热，在相同的时间内，液体吸收的热量是相同的，所以在0~5min内A吸收的热量等于B吸收的热量；由图丁所示可知，吸收相等的热量，B升高的温度低，由Q=cmΔt可知，B液体的比热容较大，即cA<cB。 （3）沸点与液体的种类有关，同种液体沸点相同，因为a、b沸点相同，所以a、b是同种液体，到达沸腾的时间不同可能是因为质量不同。 题型2：热机效率及相关计算 3．（24-25九年级上·山西吕梁·阶段练习）如图所示，这是某款无人驾驶客车，某次测试过程中，该车以的速度匀速直线行驶了2km，其发动机（汽油机）的输出功率为，热机效率为。求客车在测试过程中：（，g取） (1)牵引力的大小； (2)消耗汽油的质量。 【答案】(1)1380N (2) 【详解】（1）牵引力的大小为 （2）客车行驶的时间为 发动机输出的机械功为， 汽油完全燃烧发出的热量为 则消耗汽油的质量为 4．（24-25九年级上·河南郑州·阶段练习）氢燃料是21世纪的理想能源。如图是我国自主研发的氢燃料新能源公交车，满载质量为4×103kg，某次满载后在10min内匀速直线行驶8.4km，消耗氢燃料0.4kg。公交车匀速直线行驶时所受的阻力为总重的，(q氢燃料=1.4×108J/kg ）。求公交车在此行驶过程中： (1)消耗的氢燃料完全燃烧放出的热量； (2)牵引力做功的功率； (3)公交车发动机的热机效率。 【答案】(1)5.6×107J (2)2.8×104W (3)30% 【详解】（1）[1]0.4kg的氢燃料完全燃烧放出的热量 [2]公交车所受的阻力 公交车匀速直线行驶时，牵引力与阻力是一对平衡力 牵引力所做的功 牵引力做功的功率 [3]公交车发动机的热机效率 5．（24-25九年级上·云南昆明·期中）我国自主品牌汽车通过技术革新和品质提升，越来越受到消费者的青睐。某国产品牌汽车在平直公路上以25m/s的速度匀速行驶100s，消耗了汽油0.5kg，已知完全燃烧1kg汽油释放的能量为4.6×107J，汽车牵引力的功率为92kW，求： (1)汽车匀速行驶的距离； (2)汽车牵引力所做的功； (3)发动机的效率。 【答案】(1)2500m (2)9.2×106J (3)40% 【详解】（1）由可得，汽车匀速行驶的距离为 （2）由可得，汽车牵引力所做的功为 （3）已知完全燃烧1kg汽油释放的能量为4.6×107J，消耗了汽油0.5kg释放的能量为 发动机的效率为 6．（2024·河南周口·二模）河南省是我国小麦第一生产大省，种植面积连续5年稳定在8500万亩以上，洛阳生产的“东方红”无人驾驶拖拉机在农业生产中深受农民喜爱。如图所示，该拖拉机的质量为1.5吨，与水平地面的总接触面积为。（g取10N/kg，） （1）拖拉机静止时对水平地面产生的压强是多少？ （2）若拖拉机在平直路面匀速行驶时受到的阻力为拖拉机总重的0.2倍， 行驶4.3km消耗柴油0.75kg， 那么柴油机的热效率为多少？ （3）拖拉机以额定功率工作时，在平直公路上的行驶速度大于在平直耕地上的行驶速度，试分析主要原因。 【答案】（1）；（2）40%；（3）见解析 【详解】解：（1）拖拉机静止在水平地面时，对地面产生的压力 拖拉机静止在水平地面时，对地面产生的压强 （2）因为在水平地面上匀速直线运动，据二力平衡原理可知，拖拉机牵引力 柴油机的热效率 （3）因为拖拉机平直耕地受到的阻力比平直公路的大，所以拖拉机在平直耕地上的牵引力大，由得，拖拉机输出功率一定，牵引力越大，速度越小，因此，在平直公路上的行驶速度大于在平直耕地上的行驶速度。 答：（1）拖拉机静止在水平地面时，对地面产生的压强为； （2）柴油机的热效率为40%； （3）拖拉机输出功率一定，牵引力越大，速度越小，因此，在平直公路上的行驶速度大于在平直耕地上的行驶速度。 知识点2：比热容知识点2：比热容 1. 比热容 （1）定义：一定质量的某种物质在温度升高时，吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比叫做这种物质的比热容，用符号c表示。 （2）公式及单位：；单位：焦耳每千克摄氏度，符号是：J/（kg·℃）。 2. 比热容的理解 （1）比热容是物质本身的特征，它是反映物质吸、放热本领强弱的物理量； （2）影响因素：只与物质的种类和物质存在的状态有关，与物体的质量、温度变化情况、吸收或放出的热量等因素没有关系； （3）同种物质不同状态下比热容不同； （4）不同物质的比热容一般不同。 3. 比热容的大小判断 （1）在同样环境中，质量相同的不同物质，当吸收或放出相等的热量时，比热容较大的物质温度变化较小，比热容较小的物质温度变化较大。 （2）在温度——时间轴中，图线越靠近温度轴，比热容反而越小。 4. 一些常见物质的比热容 几种物质的比热[J/(Kg·℃)] 水 4.2×103 砂石 0.92×103 铁钢 0.46×103 冰 2.1×103 玻璃 0.67×103 铜 0.39×103 煤油 2. 1×10³ 橡胶 1.7×10³ 水银 0.14×103 酒精 2.4×103 水蒸气 1.88×103 铝 0.88×103 甘油 2.5×103 干泥土 0.84×10³ 铅 0.13×103 5. 水的比热容 （1）大小：水的比热容是4.2×103J/(kg·℃) （2）物理意义是：1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。 （3）有关水比热容的利用 ①冷却和取暖。冬天，北方地区用热水取暖；汽车发动机用水作为冷却液。 ②调节气温。沙漠地区的昼夜温差大，沿海地区昼夜温差小。 经典好题 题型3：探究不同物质的吸热能力 7．（24-25九年级上·湖北武汉·阶段练习）某小组用如图所示的装置比较水和煤油的吸热本领。图乙是该同学根据实验数据绘制的图象。 (1)本实验用两个 （填“相同”或“不同”）规格的电加热器来加热水和煤油，加热前，一个烧杯中加入200mL的水，从控制变量的角度需要在另一个相同的烧杯中倒入 mL的煤油；（煤油密度为） (2)同时加热6min，水吸收的热量 （填“大于”“等于”或“小于”）煤油吸收的热量，分析图象可知：质量相等的水和煤油，升高相同温度时， 吸收的热量多；（填“水”或“煤油”） (3)实验结果初步表明：不同物质，在质量和 相同时，升高的温度不同； (4)分析图象可知：水和煤油的比热容之比是 ；加热3min时，煤油吸收的热量 J。 【答案】(1) 相同 250 (2) 等于 水 (3)吸收的热量 (4) 5∶3 1.26×104 【详解】（1）[1][2]根据转换法，本实验用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油。根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，加热前，一个烧杯中加入200mL的水，水的质量为 m水=ρ水V水=1g/cm3×200cm3=200g 煤油的质量等于水的质量，即m煤=m水=200g 煤油的体积 （2）[1][2]同时加热6min，根据转换法，水吸收的热量等于煤油吸收的热量；加热6分钟（吸热相同），a升高的温度为60℃-30℃=30℃ b升高的温度为60℃-10℃=50℃ 据此推理，质量相等的水和煤油，升高相同温度时，水加热时间长，水吸收的热量多。 （3）由实验现象可知，不同物质，在质量和吸收的热量相同时，升高的温度不同，升高温度小的吸热能力强。 （4）[1]分析图象可知，加热6分钟（吸热相同），a升高的温度和b升高的温度分别为30℃、50℃；根据Q=cmΔt可知，在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度之积为一定值，升高的温度与比热容成反比，水和煤油的比热容之比是50℃∶30℃=5∶3 [2]加热6分钟（吸热相同），a升高的温度为30℃，b升高的温度为50℃，a的比热容大，为水，加热6分钟水吸热Q吸=c水m（(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×30℃=2.52×104J 故加热3min时，水吸热为1.26×104J，故煤油吸收的热量1.26×104J。 8．（24-25九年级上·吉林长春·阶段练习）如图甲是小华“探究不同物质吸热本领”的实验装置，用两个相同的容器和相同的加热装置分别给水和煤油加热。 (1)实验时，在两烧杯中分别装入初温相同且 相等的煤油和水；通过比较 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来间接反映煤油和水吸收的热量； (2)小华根据实验数据作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象如图乙，则加热10min，水吸收的热量 （选填“大于”“小于”或“等于”）煤油吸收的热量， （选填“煤油”或“水”）的温度升得更高，分析图象可知： （选填“水”或“煤油”）的比热容更大； (3)本实验采用 的方法增加水和煤油的内能。 (4)由图象可知，煤油的比热容是 J/(kg·C)。[已知]。 【答案】(1) 质量 加热时间 (2) 等于 煤油 水 (3)热传递 (4)2.1×103 【详解】（1）[1][2]要比较水和煤油的吸热能力，根据控制变量法可知，应在两烧杯中分别装入初温相同且质量相等的煤油和水；实验中，是通过比较加热时间来间接反映煤油和水吸收的热量，属于转换法。 （2）[1][2][3]根据转换法，加热10min，水吸收的热量等于煤油吸收的热量；由图象知，加热相同时间，即吸收相同的热量，煤油升高的温度更高，说明水的吸热能力强，水的比热容较大。 （3）本实验中，水和煤油吸收热量，内能增大，采用热传递的方式改变水和煤油的内能。 （4）由绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图象，温度都升高30℃，煤油用时10min，水用时20min，即水吸热与煤油吸热之比为 根据可知，在质量和升高温度都相同时，不同物质的比热容之比等于吸收热量之比，故煤油的比热容 题型4：比热容和热值的理解 9．（24-25九年级上·湖北武汉·阶段练习）关于比热容和热值，下列说法中正确的是（    ） A．热值是燃料燃烧放出的热量与燃料的质量之比 B．燃料越多，放出的热量越多，热值越大 C．比热容是物质自身的性质，与质量、吸收或放出的热量无关 D．比热容是物质的特性之一，只与物质的种类有关 【答案】C 【详解】A．热值是燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比，故A错误； B．热值是燃料的一种特性，热值大小仅与燃料的种类有关，而与燃料的质量、燃料的燃烧程度无关，故B错误； CD．比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，与质量、吸收或放出的热量无关，故C正确，D错误。 故选C。 10．（22-23九年级上·陕西西安·期中）化学实验课上，同学们在做实验的过程中发现酒精灯中的酒精慢慢变少，则下列判断不正确的是（　　） A．酒精的质量在减小 B．酒精的热值在减小 C．酒精的比热容不变 D．酒精的体积在减小 【答案】B 【详解】A．酒精灯中的酒精慢慢变少，酒精的质量在减小，故A正确，A不符合题意； B．热值只与燃料的种类有关，与质量无关，故B错误，B符合题意； C．酒精的比热容是物质的特性，与种类有关，与质量无关，故酒精的比热容不变，C正确，C不符合题意； D．酒精灯中的酒精慢慢变少，酒精的体积在减小，故D正确，D不符合题意。 故选B。 11．（多选）（2024·河北沧州·一模）关于温度、内能、比热容、热量、热值，下列说法正确的是（　　） A．热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比 B．0℃的冰变成0℃的水，温度不变，内能增加 C．物体温度升高，不一定吸收热量，但内能一定增加 D．升高相同的温度时，吸收热量越多的物体比热容越大 【答案】BC 【详解】A．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料完全燃烧放出的热量无关，故A错误； B．0℃的冰变成0℃的水，温度不变，但熔化会吸收热量，因此内能增加，故B正确； C．物体温度升高，有可能是吸收了热量，也有可能是外界物体对它做了功，但温度升高，其内能一定增加，故C正确； D．由Q＝cm∆t可知，质量相同的不同物质升高相同的温度时，吸收热量越多的物体比热容越大，该选项没有明确质量相同，故D错误。 故选BC。 题型5：比热容的现象解释 12．（多选）（24-25九年级上·北京·开学考试）小文同学根据下表所提供的几种物质的比热容得出以下几个结论，其中正确的是（    ） 几种物质的比热容c/[] 水     冰     酒精     砂石     煤油     铝     水银     铜     A．固体的比热容可能大于液体的比热容 B．汽车发动机的冷却循环系统常用水做工作物质主要是利用了水的比热容大的特点 C．酒精和煤油吸收相同热量时，煤油的温度一定升高的多 D．初温相等的水银和沙石，吸收相等的热量后，水银的末温一定比沙石的末温高 【答案】AB 【详解】A．由表格中数据知，水银为液态，砂石、铝等固态物质的比热容都大于水银的比热容，故A正确； B．水的比热容大，吸热能力强，因此汽车发动机的冷却循环系统常用水做工作物质，故B正确； C．酒精的比热容大于煤油，且酒精和煤油吸收热量相同，但两种液体质量不确定，所以温度变化不确定，故C错误； D．初温相等的水银和砂石，吸收相等的热量后，由于水银和砂石的质量未知，所以温度变化不确定，故D错误。 故选AB。 13．（24-25九年级上·云南昆明·期中）如图所示是某沿海城市与某内陆城市同一天的气温变化曲线。请你判断沿海城市一天气温变化所对应的曲线是 （填“A”或“B”），这是由于 。 【答案】 B 水的比热容较大 【详解】[1][2]内陆多砂石、沿海多水，水的比热容比砂石的比热容大，根据公式可知，吸收相同的热量后，比热容小的物质，升高的温度高；比热容大的物质，升高的温度低；从图象可以看出曲线A的温度上升的高则A是内陆地区对应的温度曲线，B是沿海城市一天气温变化所对应的曲线。 14．（24-25八年级下·上海·期中）近年来许多住宅都安装了地暖来抵御严寒，其中一种地暖如图所示，以温度不高于60℃的某种液体为热媒。经埋置于地面以下填充层中的加热管，在分集器的作用下将热媒均匀分配到每个支路中循环流动，加热整个地板。通过地面以辐射和对流的热传递方式向室内供热。上述地暖常选用 （选填“水”、“煤油”或“酒精”）作为热媒。请具体分析选择该液体作为热媒的原因 。 【答案】 水 见解析 【详解】[1][2]地暖常选用水作为热媒，因为水的比热容大，由Q=cm∆t可知，在质量m和降低的温度∆t相同的情况下，因为水的比热容c较大，所以释放的热量更多，可以更好的向室内供热。 知识点3：吸放热的计算知识点3：吸放热的计算 物体吸收热量 物体放出热量 Q吸=cm△t=cm(t-t0) Q放=cm△t= cm(t0-t) 其中：Q吸—吸收的热量，单位：焦（J），Q放—放出的热量。 c—比热容，单位：焦每千克摄氏度（J/(kg·℃)）；m—质量，单位：千克（kg） △t—变化的温度（升高或降低的温度），单位：摄氏度（℃）；t0—初始温度、t—末温。 题型6：计算物体温度变化的吸放热 15．（多选）（24-25九年级下·江西九江·阶段练习）用相同的加热装置分别对固态物质a、b、c加热，它们的温度随加热时间变化关系如图所示。不计热量损失，以下分析正确的是（　　） A．t1~t2时间内，a、c吸收热量相同 B．t2~t3时间内，a的内能增加 C．b的比热容可能大于c的比热容 D．若a、b是同种物质，则b的质量小于a的质量 【答案】AC 【详解】A．用相同的加热装置分别对固态物质a、c加热，用加热时间表示吸热的多少，t1~t2时间内，加热时间相同，所以a、c吸收热量相同，故A正确； B．在t2~t3时间内，物质a处于熔化过程，温度虽然不变，但继续吸收热量，所以其内能增加，故B错误； C．用相同的加热装置对b、c两种物质加热时，相同时间内两种物质吸收的热量相同，c物质升高的温度较小，但b、c物质质量不确定，根据得b的比热容可能大于c的比热容，故C正确； D．如果a、b是同种物质，则它们的比热容相同，升高相同的温度时，b的加热时间长，b吸收的热量多，根据知，b的质量大于a的质量，故D错误。 故选AC。 16．（24-25九年级上·四川广安·期末）生活中处处有物理。铃铃的妈妈买了一个暖水袋，袋中装水取暖是因为水的 。若暖水袋内装有质量为2kg、初温为90℃的水，当暖水袋内的水放出1.68×105J的热量后，水的末温是 ℃。[已知水的比热容为] 【答案】 比热容大 70 【详解】[1]热水袋中装水取暖是因为水的比热容大，在温度变化量相同时，放出的热量更多。 [2]水温的变化量 水的末温 17．（24-25九年级上·河南许昌·开学考试）小红对质量为300g的冰加热，她根据冰熔化成水直到沸腾过程中记录的数据绘制了如图所示图像。已知水的比热容为，则根据所绘图像可知冰的比热容为 。冰熔化过程中第10分钟时冰水混合物的内能 （选填“大于”、“小于”或“等于”）第5分钟时冰水混合物的内能。 【答案】 2.1×103 大于 【详解】[1]由图像可以看出，当质量相同的冰和水都升高10℃时，水加热的时间为10min，冰加热时间为5min，相同时间内吸收热量相同，所以水吸收的热量是冰吸收热量的2倍，可表示为 即 解得 [2]冰是晶体，晶体有一定的熔化温度，熔化时温度不变，在熔化过程中持续吸热内能增大，所以冰熔化过程中第10分钟时冰水混合物的内能大于第5分钟时冰水混合物的内能。 题型7：冷热混合时的热交换（偏难） 18．（24-25八年级下·云南红河·阶段练习）初温相同的水和铜块，吸收相等的热量后，再将铜块投入水中，则会出现（　　） A．铜块放热，水吸热 B．铜块吸热，水放热 C．铜块与水之间不发生热传递 D．条件不足，无法判断 【答案】D 【详解】水的比热容比铜的大，初温相同的水和铜块，质量不确定，当它们吸收相等的热量后，根据Q=cm(t-t0)可知，铜和水的末温不确定；根据热传递的条件，将铜块投入水中，不能确定热量的传递情况，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 19．（2024·安徽·一模）吴莉同学测量天然气灶火焰中心温度时，把一枚150g的金属块放在火焰中心加热足够长的时间后，立即投入盛有200g、20℃水的绝热容器中，水温最高升到80℃。若金属块的比热容，不计热量损失，则火焰中心的温度为 ℃。 【答案】752 【详解】水的质量 水吸收的热量 不计热量损失，金属块放出的热量 达到热平衡后，金属块的温度与水的温度相同，金属块的质量 由可知，金属块的初温 金属块放在火焰中心加热足够长的时间后，金属块的温度与火焰中心的温度相同，所以火焰中心的温度为752℃。 20．（2024·安徽·中考真题）一保温杯中装有质量为200g，温度为25℃的水。将一个质量为100g，温度为100℃的金属块放入杯中，一段时间后杯内水和金属块的温度稳定在30℃，假设金属块放出的热量全部被水吸收，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，则该金属块的比热容为 J/(kg·℃)。 【答案】0.6×103 【详解】由题意知，水吸收的热量为Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×200×10-3kg×(30℃-25℃)=4.2×103J 因金属块放出的热量全部被水吸收，则金属块放出的热量为4.2×103J，则金属块的比热容为 知识点4：效率问题知识点4：效率问题 2. 热水器的效率 （1）定义：热水器中水吸收的热量与燃气完全燃烧放出的热量的比值。 （2）计算公式： 经典好题 题型8：热水器效率问题 21．（24-25九年级上·江西赣州·阶段练习）某兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图像。若在6min内完全燃烧了800g的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤的热值约为3×107J/kg。求： (1)煤完全燃烧放出的热量？ (2)加热 6min，水所吸收的热量？ (3)煤炉烧水时的热效率？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）煤完全燃烧产生的热量 （2）水吸收的热量 （3）煤炉烧水时的热效率 22．（24-25九年级上·江西赣州·期末）实验时小丁用煤炉给l00kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤的热值约为3×107J/kg。求： (1)经过6min时间加热，水增加的内能； (2)该煤炉烧水时的效率。 【答案】(1)2.52×107J (2)42% 【详解】（1）由图像知道，水升高的温度 由知道，水增加的内能 （2）煤完全燃烧产生的热量 该煤炉烧水时的效率 23．（24-25九年级上·重庆·阶段练习）在课后兴趣活动中，小欣小组在烧杯中放入400g的碎冰，试管中放入80g的碎冰，并各放了一支温度计组成如图甲所示的实验装置，实验过程中A、B两个温度计的示数随时间变化的图像如图乙所示，其中实线部分为烧杯中A温度计随时间变化的图像，虚线部分为试管中B温度计随时间变化的图象，小试管底部未与烧杯底部接触。假设烧杯和试管中的冰（或水）在整个实验过程中质量不变且每分钟吸收的热量恒定不变。[已知水的比热容为，冰的比热容为，酒精的热值为]，求： (1)烧杯中的冰0~4min过程中吸收的热量。 (2)烧杯中的水在第14min时的温度。 (3)如果在2min~4min过程中消耗0.32g的酒精，这些酒精完全燃烧放出的热量有10%间接地被试管中的冰吸收，则试管中的冰在熔化过程中吸收的热量。 【答案】(1)8.4×103J (2)2.5℃ (3)1920J 【详解】（1）从图象得出烧杯中冰0~4min过程中的初温为-10℃、末温为0℃，则烧杯内冰吸收的热量为 Q吸=c冰m1(t1-t01)=2.1×103J/(kg·℃)×0.4kg×[0℃-(-10℃)]=8.4×103J （2）烧杯和试管中的冰（或水）在整个实验过程中质量不变，且每分钟吸收的热量恒定不变，根据烧杯中冰0~4min过程中吸收的热量可知：烧杯内冰化成的水在10~14min过程中的相同时间内吸收的热量相等，为Q吸′=Q吸=8.4×103J 由于烧杯内冰化成的水在10min时从0℃开始升高温度，根据Q吸=cm1(t1′-t01′)可得水的末温 （3）在2min~4min过程酒精完全燃烧放出的热量Q放=m酒精q酒精=0.32×10-3kg×3.0×107J/kg=9.6×103J 1min试管中的冰吸收的热量为 由图象可知：试管中的冰在5min~14min的时间内处于熔化过程，但在5~10min内温度相同，不发生热传递，不吸热，只是在10min~14min内吸收热量，则4min吸收的热量Q吸熔化=4Q吸2=4×480J=1920J 课后提升·查漏补缺 课后提升·查漏补缺 一、单选题 1．（24-25九年级上·河南·阶段练习）如图是“探究不同物质的吸热能力”和“比较不同燃料的热值大小”的甲、乙两组实验装置。下列关于该两组实验的说法正确的是（　　） A．每组实验中，燃料的质量均应相等 B．甲组实验中，沙子升温较快，说明沙子的比热容小于水 C．甲组实验中，可以根据温度计示数的变化来比较吸热的多少 D．乙组实验中，可以根据加热相同时间温度升高的多少来比较燃料燃的热值大小 【答案】B 【详解】A．甲组实验中探究不同物质的吸热能力，由于加热器完全相同，利用加热时间间接反映吸热的多少，与燃料的质量无关，不必要求燃料质量相等，故A错误； B．根据比较物质吸热能力的方法，甲组实验中，加热相同时间，沙子升温较快，表明其吸热能力弱，说明沙子的比热容小于水，故B正确； C．甲组实验中，由于加热器完全相同，可以利用加热时间间接反映吸热的多少，不同物质，改变相同温度，吸热的多少并不相同，故C错误； D．乙组实验中，不同燃料燃烧速度不一定相同，加热相同时间燃料燃烧的质量不一定相同，故无法通过这种方法比较燃料的热值大小，故D错误。 故选B。 2．（2024·四川成都·二模）为了测量某种油的比热容，小红各取了100g初温为20℃的水和油，用两个相同装置分别对水和油加热4分钟。两次加热酒精灯都消耗酒精2g。小红根据实验数据绘制了如图所示的两种液体温度随时间变化的图像。若酒精的热值为，水的比热容为。则下列说法正确的是（　　） A．甲是水的图像 B．0~4分钟油吸收的热量更多 C．油的比热容为 D．酒精灯的加热效率为26% 【答案】C 【详解】A．由于水的比热容较大，在相同的条件下，与油相比，吸收相同的热量时，水的温度变化小，所以，根据题图可知，乙是水的图像，故A错误； B．由于用相同的装置给水和油进行加热，在相同的时间内，水和油吸收的热量相同，所以，在0~4min水和油吸收相同的热量，故B错误； C．加热4min内，水吸收的热量为 所以，油在4min内吸收的热量为 根据可得，油的比热容为 故C正确； D．2g酒精燃烧放出的热量为 所以，酒精灯的加热效率为 故D错误。 故选C。 3．（24-25九年级上·河南郑州·阶段练习）有甲、乙两台汽油机，他们的功率之比是2:1，它们的热机效率之比是4:5，则在相同时间内，它们所消耗汽油的质量之比是（　　） A．2:5 B．8:5 C．5:8 D．5:2 【答案】D 【详解】甲的功率为P甲，乙的功率为P乙，效率为η甲 ，效率为η乙，汽油的热值为q，做功时间为t， 甲在时间t内做的有用功：；乙在时间t内做的有用功。 则由题意知， 甲在时间t内消耗的总能量 甲在时间t内的耗油量 同理可以得到乙在时间t内的耗油量的表达式 甲乙两汽油机在相同时间内的耗油量之比 故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 4．（24-25九年级上·陕西西安·阶段练习）有质量相同、比热容不同、温度不同的甲、乙、丙三种液体，甲的温度是44℃，乙的温度是32℃，丙的温度是24℃。若将甲和乙混合后，温度为36℃；若将乙和丙混合后，温度为30℃；若将甲和丙混合后，温度为（　　） A．36℃ B．34℃ C．32℃ D．30℃ 【答案】A 【详解】三种物质的质量均为m，比热容分别为c甲、c乙、c丙，根据热平衡可得 c甲×m×(44℃-36℃)=c乙×m×(36℃-32℃) c乙×m×(32℃-30℃) =c丙×m×（30℃-24℃） 解得2c甲=c乙，c乙=3c丙，即2c甲=3c丙，设甲、丙混合后温度将变为t，则有c甲×m×(44℃-t) = c丙×m×（t-24℃） 将2c甲=3c丙带入上式，得t=36℃。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 5．（24-25九年级上·四川成都·阶段练习）如图画出了质量相等的甲，乙两种固态物质，在用相同的加热装置加热时温度随时间变化的图象。根据图象分析下面说法正确的是（　　） A．甲物质在ab段内，内能保持不变 B．甲、乙两种物质的熔点相同 C．甲、乙两种物质在熔化过程中吸收的热量相等 D．甲、乙两种物质在固态时，甲的比热容大于乙的比热容 【答案】C 【详解】A．ab段是甲物质的熔化阶段，晶体熔化的特点是：吸收热量，温度保持不变，但内能增大，故A错误； B．由图可知，乙图象水平线段对应的温度高，即乙的熔点高，故B错误； C．质量相等的甲，乙两种固态物质，在用相同的加热装置，甲熔化持续的时间为20min-10min=10min 乙熔化持续的时间为27min-17min=10min 二者的加热时间相同，说明吸收的热量相同，故C正确； D．从图象可以看出，物质在固态时，对两物质都加热10min，乙升高的温度较小，由公式Q=cmΔt可知，升温慢的比热容大，所以乙的比热容大，故D错误。 故选C。 6．铅块质量是铜块的2倍，铜的比热容是铅的3倍。初温相同，吸收相同热量后，再相互接触，结果（     ） A．铅块把热量传给铜块 B．铜块把热量传给铅块 C．不发生热传递 D．末温不知，不能肯定 【答案】A 【详解】设铜块的质量为m,则铅块的质量为2m；设铅的比热容为c，则铜的比热容为3c即 可知：铅块升高的温度比铜块升高的温度高，即，铅块的末温要比铜块的末温高，热量要从高温传给低温，将从铅块传给铜块，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 7．甲、乙两只完全相同的容器内，盛有质量不相等、初温不相同的水。其中甲容器内水的质量为乙容器水的质量的2倍，乙容器内的水温是甲容器水温的2倍。现将两只盛水容器同时放入温度略低于0℃的恒温箱内，设两容器单位时间放出的热量相同。关于两只容器内的水完全结成冰所需时间的先后，下列说法中正确的是（　　） A．乙比甲先完成结冰 B．甲比乙先完成结冰 C．甲、乙同时完成结冰 D．以上三种情况都有可能 【答案】A 【详解】设两容器中水的质量、初温度分别为m甲，t甲，m乙，t乙，水的比热容为c水，冰的熔化热为λ，则水全部结成冰，放出的热量分别为 Q甲=cm甲t甲+λm甲， Q乙=cm乙t乙+λm乙 又m甲=2m乙，，显然Q甲>Q乙，所以甲容器结冰所需时间长。 故选A。 二、填空题 8．（24-25九年级上·河北秦皇岛·阶段练习）小华在燃烧皿中放入5g酒精，对300g水加热，酒精燃尽后水温升高了50∘C，已知水的比热容为4.2×103J/(kg⋅∘C)，酒精的热值为3.0×107J/kg此过程中，水吸收的热量为 J，用酒精给水加热的效率为 ，水的内能是通过 方式增加的。 【答案】 热传递 【详解】[1]水吸收的热量为 [2]酒精完全燃烧放出的热量为 用酒精给水加热的效率为 [3]水从外界吸收了热量，水的内能是通过热传递的方式增加的。 9．如图所示，同时将同样的红墨水滴入质量相等的甲、乙两杯水中，相同时间后两杯水中墨水扩散情况如图所示，则 （选填“甲”或“乙”）具有的内能多。若甲杯内水的温度为20℃，乙杯内水的温度为65℃，将两杯水混合，混合过程中热水放出的热量有80%被冷水吸收，则混合后的水的温度为 ℃。【水的比热容为4.2×103J/（kg•℃） 【答案】 乙 40 【详解】[1]分子的热运动与温度有关，红墨水在乙杯水中扩散得快，说明乙杯水的温度高，乙杯水的分子运动较剧烈；在甲、乙两杯质量相同，乙杯水的温度高，内能较大。 [2]假设混合后水的温度为t，甲、乙两杯内水的质量相同，比热容相等，则甲杯内的水吸收的热量 Q吸=cm（t﹣t0甲)=cm（t﹣20℃） 乙杯内水放出的热量Q放=cm（t0乙﹣t)=cm（65℃﹣t） 根据题意可知，甲吸收的热量等于乙放出热量的80%，即 Q吸=80%Q放 cm（t﹣20℃)=80%×cm（65℃﹣t） 混合后的水的温度t=40℃ 10．（2024·安徽阜阳·二模）已知铜的比热容小于铝的比热容，相同质量、初温相同的铜块和铝块吸收相同热量后再相互接触，则内能会从 （选填“铜块传递给铝块”或“铝块传递给铜块”）。 【答案】铜块传递给铝块 【详解】根据的变形式可知，铝块和铜块的质量相同，初温相同，吸收相同的热量后，铝的比热容较大，则铝升高的温度较小，所以铝的末温低；铜的比热容较小，则铜升高的温度较大，所以铜的末温高，二者相互接触，热量（内能）将从铜块传递给铝块。 11．（22-23九年级上·辽宁大连·期末）质量相同，初温均为的铝块和铜块（），分别放入质量相等，初温均为的甲、乙两杯水中，铝块和铜块会 热量（选填“吸收”或“放出”）；两杯水温度保持不变时， 杯水温度较高。（不考虑与环境的热量交换） 【答案】 放出 甲 【详解】[1]初温均为80的铝块和铜块（），分别放入质量相等，初温均为20的甲、乙两杯水中，因两金属块的温度都高于水的温度，故铝块和铜块会放出热量。 [2]假设最后两杯水的温度相同，也就是铝块和铜块的末温相同（即降低的温度相同），那么由于铝的比热容大于铜的比热容，根据可知铝块释放的热量比铜块的要多，多的这些热量会导致铝块和放铝块的这杯水的温度上升，所以甲杯水温度较高。 三、计算题 12．（24-25九年级上·湖北十堰·阶段练习）冬季供暖的家用暖气通常根据安装参数由多个相同规格的单片暖气构成一组。由于小区没有集中供暖，小丽家自行安装了天然气热水器为暖气片提供可供暖的热水。该热水器有两个出水管，一个出水管供给暖气片水循环，一个供给日常用水。热水器有两挡，冬天时，一般用高温挡，把出水温度设定为60℃。客厅的一组水流量为0.6m3/h的暖气片中，水经过循环后，回水温度是50℃。已知供暖时热量利用效率为60%，持续供暖可使室内温度维持在18℃左右，自来水温度比室温低5℃。请解答下列问题： (1)供暖1h，小丽家一组暖气片内的热水在循环过程中释放的有效热量为多少？ (2)冬天洗澡时，由于热水器出水温度太高，需要将冷热水混合，当花洒处流出的温水为42℃，人体感觉最为舒适。现控制花洒出水量一定，则应调节冷水管出水质量和热水管出水质量之比为多少？ 【答案】(1)2.52×107J (2)18∶29 【详解】（1）供暖1h，客厅的一组暖气片进入热水的体积V=0.6m3/h×1h=0.6m3 水的质量m=ρV=1×103kg/m3×0.6m3=0.6×103kg 热水放出的热量Q放=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.6×103kg×(60℃-50℃)=2.52×107J 采暖时有效利用的热量Q有效=ηQ放=60%×2.52×107J=1.512×107J （2）不计热损失时，热水放出的热量和冷水吸收的热量相等，所以 Q放′=Q吸′ cm热(t热-t)=cm冷(t-t冷) 13．（24-25九年级上·河南驻马店·阶段练习）如图所示，中国人民解放军建军90周年，众多新式战车在“朱日和”举行的阅兵式上精彩亮相。某辆轮式伞兵突击战车满载时总质量为1.6t，车轮与水平地面接触总面积为4×102cm2，战车以72km/h的速度在水平地面匀速直线行驶时，发动机的功率为6×104W。（q汽油=4×107J/k，g取10N/kg）求： (1)战车满载时静止在水平地面上，对水平地面的压强； (2)战车此次行驶时，受到的阻力； (3)战车此次共行驶20min，若汽油机的效率为30%，消耗汽油的质量。 【答案】(1)4×105Pa (2)3000N (3)6k 【详解】（1）战车满载时并静止在水平地面上时，对水平地面的压力F=G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N 对水平地面的压强 （2）战车匀速行驶的速度v=72km/h=20m/s 战车匀速行驶时处于平衡状态，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，由 可得，受到的阻力 （3）战车此次共行驶20min牵引力做的功W=Pt=6×104W×20×60s=7.2×107J 汽油完全燃烧释放的热量 消耗汽油的质量 $