内容正文:
重难11 热学核心概念与计算(温度内能热量+比热容热值计算)
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第一部分 重难考向解读 拆解核心难点,明确备考要点
核心模块 重难考向 考法解读/考向预测
第二部分 重难要点剖析 精解核心要点,点拨解题技巧
要点梳理 典例验知 技巧点拨 类题夯基
模块01 热学核心概念(温度/内能/热量)
考向01 温度、内能、热量的概念辨析
考向02 内能的改变方式
考向03 热量的基础判断与理解
考向04 热学概念的图像与情景分析
模块02 热学综合计算(比热容/热值)
考向01 比热容的理解与基础计算
考向02 热值的理解与基础计算
考向03 比热容与热值的综合计算
考向04 热学计算与生活场景结合
第三部分 重难提分必刷 靶向突破难点,精练稳步进阶
●难●考●向●解●读
核心模块
重难考向
考法解读/预测
模块01热学核心概念(温度/内能/热量)
考向01温度、内能、热量的概念辨析
本模块考法以概念辨析、情景分析为主,题型涵盖选择题、填空题,难度偏低,侧重基础知识点的区分与理解。基础考向聚焦温度、内能、热量的辨析及内能改变方式,综合考向侧重图像解读与生活情景结合。预测中考将延续基础导向,结合生活热现象、晶体/非晶体图像考查,侧重概念误区辨析和情景分析能力,强调知识点的精准区分。
考向02内能的改变方式
考向03热量的基础判断与理解
考向04热学概念的图像与情景分析
模块02热学综合计算(比热容/热值)
考向01比热容的理解与基础计算
本模块考法以基础计算、综合计算为主,题型涵盖填空题、计算题,难度中等,侧重公式应用和单位换算。基础考向聚焦比热容、热值的单独计算,综合考向侧重二者结合及热效率计算,常结合生活场景考查。预测中考将延续“基础+综合”模式,增加生活情景化计算题(如热水器烧水、燃料取暖),侧重公式灵活运用、单位统一和热效率的简单计算。
考向02热值的理解与基础计算
考向03比热容与热值的综合计算
考向04热学计算与生活场景结合
重●难●要●点●剖●析
模块01 热学核心概念(温度/内能/热量)
考向01 温度、内能、热量的概念辨析
要点梳理
1. 温度:表示物体冷热程度的物理量,单位℃,是状态量(无“转移”“传递”说法);2. 内能:物体内所有分子动能和分子势能的总和,是状态量,一切物体都有内能,与温度、质量、状态有关;3. 热量:在热传递过程中转移的能量,是过程量(只能说“吸收”“放出”,不能说“含有”);4. 关键关系:温度变化通常伴随内能变化,内能变化不一定伴随热量传递(如做功也能改变内能)。
典例验知
1.关于内能、热量和温度,下列说法中正确的是( )
A.我们不敢大口喝热气腾腾的汤,是因为汤含有的热量较多
B.物体温度升高,一定吸收热量
C.物体的内能与温度有关,温度相同的物体内能一定相等
D.内能小的物体也可能将能量传递给内能大的物体
技巧点拨
核心区分“状态量”与“过程量”,温度、内能是状态量,热量是过程量;避免三大误区:① 温度高≠内能大(还与质量、状态有关);② 内能大≠热量多;③ 温度不变≠内能不变(如晶体熔化)。
类题夯基
2.下列关于热量、温度、内能的说法正确的是( )
A.物体吸收热量,温度不一定升高
B.物体温度升高,内能一定增大,一定是吸收了热量
C.物体内能增大,温度不一定升高,其含有的热量增多
D.物体含有的热量增多,其温度一定升高,内能一定增加
3.中华古诗词是我国的瑰宝,下列关于诗词中物理知识的理解,正确的是( )
A.“昔去雪如花,今来花似雪”,雪的温度低,其内能为零
B.“一川碎石大如斗,随风满地石乱走”说明分子在永不停息地做无规则运动
C.“夏荷轻摇,珠露合聚”,露珠聚在一起说明分子间存在引力
D.“春来雪化草庭湿,暖日冰融栅院池”,冰在熔化时持续吸热,内能不变
考向02 内能的改变方式
要点梳理
1. 两种方式:做功和热传递,二者在改变内能上是等效的;2. 热传递:实质是热量的转移,条件是物体间有温度差,方向是从高温物体到低温物体,结束时温度相同;3. 做功:实质是能量的转化(机械能→内能或内能→机械能),如摩擦生热(做功增内能)、水蒸气顶壶盖(内能减);4. 易错点:做功改变内能时,不一定伴随温度变化(如气体膨胀做功,温度可能降低)。
典例验知
4.2021年12月9日,长征系列运载火箭一天内圆满完成三次发射,创下“一日三发”纪录。火箭加速升空的过程中,外壳与大气摩擦温度升高,下列改变内能的方式与此相同的是( )
A.烈日下的路面变得很烫
B.锯木头时锯条会发烫
C.靠近火炉感觉到暖和
D.用冷毛巾给头部降温
技巧点拨
判断改变方式的关键:“转移”→热传递(如烧水),“转化”→做功(如搓手);牢记“等效性”,相同内能变化,可通过做功或热传递实现;区分“吸热”(内能增)和“放热”(内能减),结合温度变化和过程判断。
类题夯基
5.2025年11月14日,神舟二十一号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱进入大气层时,与大气摩擦形成高温“火球”,下列实例中改变内能的方式与“火球”的形成原理相同的是( )
A.抱团取暖 B.钻木取火 C.烈日炙人 D.扬汤止沸
6.下列所描述的现象中,通过做功改变物体内能的是( )
A.钻木取火 B.炙手可热 C.扬汤止沸 D.滴水成冰
考向03 热量的基础判断与理解
要点梳理
1. 热量产生条件:只有热传递过程中才会有热量,做功过程不谈热量;2. 影响热量的因素:热传递中,热量多少与物体质量、温度变化、物质种类有关;3. 常见情景:晶体熔化/凝固(吸热/放热,温度不变)、液体沸腾(吸热,温度不变)、物体升温/降温(吸热/放热,温度变化);4. 关键:热量是“转移的能量”,不是物体本身具有的能量。
典例验知
7.关于内能及其实践应用,下列说法正确的是( )
A.物体的内能增大时,其温度一定升高
B.物体的温度越高,含有的热量就越多
C.0℃的冰块没有内能,因为其分子不运动
D.大气层中的等物质会吸收部分辐射,使地球的内能增大,温度升高
技巧点拨
描述热量时,必须搭配“吸收”或“放出”,禁止说“物体含有热量”“物体具有热量”;判断物体吸热/放热,优先看温度变化(升温吸热、降温放热),再结合特殊情景(晶体熔化、沸腾,温度不变但吸热)。
类题夯基
8.关于内能、温度和热量,下列说法正确的是( )
A.热传递过程中,热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递
B.物体的内能增大,一定吸热,但温度不一定升高
C.物体的内能跟物体的运动速度、温度和物质状态都有关系
D.物体温度越低,所含热量越少
9.如图所示,时辰包子是陕西渭南一种传统名食。下列有关说法正确的是( )
A.刚出笼的包子烫嘴是因为包子含有的热量多
B.用盘子盛包子,热量可能从温度较低的盘子传递给温度较高的包子
C.将包子咬一口,剩余包子的内能减小
D.放凉的包子没有内能
考向04 热学概念的图像与情景分析
要点梳理
1. 常见图像:晶体/非晶体熔化/凝固图像、液体沸腾图像(横轴为时间,纵轴为温度);2. 图像解读:重点看“温度是否变化”“是否有水平段”(水平段表示吸热/放热,温度不变,对应晶体熔化/凝固、沸腾);3. 情景分析:结合生活场景(如烧水、结冰、摩擦生热),判断温度、内能、热量的变化及改变方式;4. 关键:区分晶体与非晶体图像(晶体有水平段,非晶体无)。
典例验知
10.如图所示,小明用图甲所示装置进行实验,比较不同物质的比热容,两试管分别装有水和煤油,同时用同一红外加热器加热,通过温度传感器得到物质温度随时间变化的图像如图乙所示,不计热量损失。下列说法正确的是( )
A.由图乙可知,a是水,b是煤油
B.因为水的比热容大,所以更适合做汽车发动机冷却剂
C.该实验应该控制水和煤油的体积和初温均相同
D.加热2min时,煤油比水吸收的热量多
技巧点拨
图像分析先看纵轴(温度)、横轴(时间),再判断图像趋势,水平段重点标注“吸热/放热、状态变化”;情景分析时,先判断改变内能的方式,再结合物体状态(固态/液态/气态),判断温度和内能变化。
类题夯基
11.小江在做金属镓熔化实验时,用温度传感器代替普通温度计,用热水加热代替酒精灯加热,记录数据并画出图像如图所示。根据图像判断下列说法不正确的是( )
A.段表示金属镓的熔化过程 B.金属镓的熔化过程持续了
C.金属镓是非晶体,在熔化过程中需要不断吸热 D.熔化前后,该物质的比热容不同
12.小南用如图甲所示的装置探究“不同物质吸热的能力”,把盛有a、b两种不同液体的试管同时放入盛水的烧杯中加热,得到温度随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.实验时,两个试管中应加入体积相等的两种液体
B.组装器材时,应在其它器材安装好后再装酒精灯
C.加热到时,a液体所吸收的热量更多
D.分析乙图像可得出,b液体的吸热能力更强
模块02 热学综合计算(比热容/热值)
考向01 比热容的理解与基础计算
要点梳理
1. 比热容(c):表示物质吸热/放热能力的物理量,是物质本身的属性,与质量、温度变化、吸放热多少无关;2. 核心公式:(Q为热量,c为比热容,m为质量,为温度变化量);3. 单位:,水的比热容最大(),常作为已知量;4. 变形公式:、、。
典例验知
13.质量和初温均相同的甲乙两种液体,用相同的电加热器加热,温度与时间的变化图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.乙液体的吸热能力强
B.甲液体的比热容是乙液体的2倍
C.在加热到第3分钟时,甲液体吸热多
D.甲、乙两种液体温度都升高到50℃时吸热相等
技巧点拨
计算前统一单位(m→kg,→℃),牢记水的比热容及物理意义;是“温度变化量”,升温时,降温时,避免代错数值;比热容是物质属性,可通过比热容判断物质种类。
类题夯基
14.小夏在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量相等的水和某种液体进行了实验,并用图像对实验数据进行了处理,如图所示。实验中,水和这种液体在相同时间内放出的热量相等。分析图像可以得出( )
A.甲物质是水, B.甲物质是水,
C.乙物质是水, D.乙物质是水,
15.质量相同的甲、乙两种物质从固态开始加热,它们在相同时间内吸收的热量相等,加热时间都为7min,它们的温度随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲在3min~6min内是液态
B.甲是晶体,乙是非晶体
C.在3min~6min内,甲的内能保持不变
D.在固态时,甲的比热容小于乙的比热容
考向02 热值的理解与基础计算
要点梳理
1. 热值(q):1kg(或1m³)某种燃料完全燃烧放出的热量,是燃料本身的属性,与质量、燃烧程度无关;2. 核心公式:固体/液体燃料,气体燃料(V为体积);3. 单位:固体/液体,气体;4. 关键:“完全燃烧”是前提,未完全燃烧时,实际放热量小于理论值。
典例验知
16.如图是燃气灶烧水的情境和该燃气灶灶头的示意图,该壶中装有密度为、质量为2kg的水。其中、,以下说法正确的是( )
A.壶中水的体积为
B.10℃该壶水具有的内能为
C.若水的温度升高了10℃(水未沸腾),则水吸收了的热量
D.完全燃烧的天然气放出热量为
技巧点拨
计算时先区分燃料状态(固体/液体用,气体用),统一单位(m→kg,V→m³);牢记“热值是燃料属性”,与燃烧是否充分无关;题目中若未说明“完全燃烧”,需注明“假设完全燃烧”再计算。
类题夯基
17.一台汽油机,在某段工作时间内消耗汽油,对外输出有用机械能为,可知该汽油机工作时的效率为(已知汽油的热值为)( )
A.30% B.40% C.48% D.60%
18.无人驾驶汽车是一种智能汽车,主要依靠车内以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。如图所示,某无人驾驶汽车以的速度沿水平路面匀速直线行驶了,行驶过程受到的牵引力为,发动机消耗柴油。已知柴油的热值为,则下列说法正确的是( )
A.柴油完全燃烧放出的热量为
B.牵引力做功的功率为
C.汽车发动机的效率为40%
D.增大行驶路程,发动机做的有用功会增多,发动机的效率将提高
考向03 比热容与热值的综合计算
要点梳理
1. 常见场景:燃料燃烧放热,被另一种物质吸收(如酒精灯加热水),忽略热量损失时,;2. 核心思路:先计算燃料完全燃烧放出的热量(或),再结合吸热公式(),计算物质的质量、温度变化或比热容;3. 关键:考虑热量损失时,(η为热效率),中考常考查忽略热量损失的情况。
典例验知
19.某实验小组利用酒精灯对冰均匀加热,他们每隔相同时间记录一次温度计的示数,并观察物质的状态。如图是他们根据记录的数据绘制的温度-时间图像,不考虑冰或水的质量损失,已知。由图像可知( )
A.水升温比冰慢,说明水的比热容比冰小
B.
C.冰在熔化前内能增加了
D.在段,水吸收的热量是
技巧点拨
综合计算遵循“先放后吸”的步骤,明确与的关系;忽略热量损失时,直接列等式(或);计算时分步进行,标注每一步公式和物理量,避免代错数值。
类题夯基
20.如图所示的实验中,燃料甲、乙的质量相同,液体a、b的质量相同,燃料充分燃尽后液体升高的温度为(液体未沸腾),下列说法正确的是( )
①若甲、乙为同种燃料,则越大,液体的比热容越大
②若甲、乙为同种燃料,则越大,液体的比热容越小
③若a、b为同种液体,则越大,燃料的热值越大
④若a、b为同种液体,则越大,燃料的热值越小
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
21.如图所示,甲、乙、丙为完全相同的装置,燃料质量均相等,烧杯内液体初温和质量都相等,燃料完全燃烧完后,液体均未沸腾,液体的末温分别为和,且(不计热量损失),则下列说法正确的是( )
A.燃料a的热值比燃料b的大
B.燃料a放出的热量比燃料b少
C.液体1的比热容比液体2的小
D.液体1的比热容比液体2的大
考向04 热学计算与生活场景结合
要点梳理
1. 常见生活场景:烧水、取暖、热水器工作、燃料利用等,核心是热量计算与热效率结合;2. 核心公式:结合、,计算热效率(有用功为吸收的热量,总功为燃料放出的热量);3. 关键:提取场景中的有效信息(如质量、温度变化、燃料消耗量),排除无关条件;4. 易错点:热效率计算时,区分“有用热量”和“总热量”。典例验知
22.图是小汽车的某款发动机工作原理示意图,点燃发动机的酒精炉后,活塞来回运动就会使车运动起来,甲、乙两款这种发动机的能量参数如图所示,下列分析正确的是( )
①酒精燃尽后,酒精所产生的能量消失了
②发动机热气缸内部的气体推动活塞A向外运动,把内能转化为机械能
③应选择性能更优的甲款发动机
④应选择性能更优的乙款发动机
⑤要想提高发动机热机效率,可以让发动机工作更长时间
A.①②④ B.③⑤ C.②③ D.②⑤
技巧点拨
解题时先从生活场景中提取已知量,明确计算目的(求温度、质量、热效率等);优先判断是否有热量损失,再选择对应公式;热效率问题重点区分“有用热量”(如水吸收的热量)和“总热量”(如燃料完全燃烧放出的热量),避免混淆。
类题夯基
23.为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标,某汽车集团研发了一款新型燃油汽车。与某款燃油汽车同样油耗和使用条件下,发动机工作时,尾气中“汽油味”明显降低,动力更强劲。如图为其发动机某一冲程示意图,下列有关说法正确的是( )
A.此款新型燃油汽车的汽油在气缸中可以完全燃烧
B.图中活塞向下运动,该冲程为压缩冲程
C.该发动机效率可达100%
D.该发动机减少了碳排放,有利于节约能源和环境保护
24.2025年12月3日,中国首款可重复使用液氧甲烷运载火箭“朱雀三号”在酒泉卫星发射中心成功发射。如图是火箭发射时的情景,下列说法正确的是( )
A.燃料燃烧越充分,其热值越大
B.燃料箱中的燃料减少,其热值不变
C.使用的燃料热值越大,火箭发动机的效率越高
D.火箭发射升空,将机械能转化为内能
重●难●提●分●必●刷
一、单选题
1.某同学有一支温度计,读数不准但刻度是均匀的,该同学将这支温度计放入冰水混合物中时读数是5℃(气压为1个标准大气压),将这支温度计放入沸水中时读数是95℃(气压为1个标准大气压)。他用这支温度计测量当时的气温读数是32℃,由上述可知,当时实际气温为( )
A.29℃ B.32℃ C.30℃ D.35.5℃
2.下列说法正确的是
A.物体放出热量,温度一定降低
B.物体内能增加,温度一定升高
C.热传递中,热量从内能多的物体传给内能少物体
D.热传递中,热量从高温物体传给低温物体
3.父母劳累一天很辛苦,小明想烧壶热水,给父母泡泡脚。如图所示,当水壶里面的水沸腾时,产生的大量水蒸气会将壶盖顶开。他联想到汽油机在工作中,与此能量转化相同的冲程是( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
4.下列有关地球上水的分布、循环、利用的说法中正确的是
A.水循环的环节只有蒸发和降水 B.人类直接利用最多的是海洋水和冰水
C.水是生物生存所需的最基本的物质之一 D.陆地淡水约占地球总水量的96.53%
5.下列估测中,最接近实际的是( )
A.上完一节课的时间大约为0.4h
B.我市冬季的最低气温约为0℃
C.普通中学课桌的高度约为75cm
D.中学生脉搏跳动10次所用的时间约为1min
6.如图所示是某便携式薄膜太阳能发电书包,书包带有两个USB接口,可给手机充电,该书包给人们带来了全新体验。对于该书包,下列说法错误的是( )
A.薄膜太阳能发电时将太阳能转化为电能
B.通过USB接口给手机充电时,此时书包相当于用电器
C.背着该书包乘电梯匀速上楼时,人和书包的机械能变大
D.背着该书包水平行走时,人对书包不做功
7.使用下列燃料符合低碳生活理念的是( )
A.石油 B.煤炭 C.木柴 D.氢燃料
8.根据表中的数据,下列判断正确的是( )
A.物质的比热容与物质的状态无关 B.100g 水的比热容是 50g 水的比热容的两倍
C.热量总是从比热容大的物质传给比热容小的物质 D.质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量,铜块温度变化较大
9.初中各学科之间有着密切的联系,化学、生物学、地理学中也有物理知识的广泛运用。下列描述或说法中正确的是( )
A.甲图中,在蒸馏水的制备中水的内能是通过做功来增大的
B.乙图中,向下排空气法收集氢气是利用氢气的密度大的性质
C.丙图中,肱二头肌在向上牵引桡骨转动的过程中是不做功的
D.丁图中,海陆风形成的原因之一是海水的比热容比砂石大
10.光发动机可用于卫星的能源补充,其工作原理如图所示。密闭气室中四氧化二氮在光照下会分解,使气室内气压增大,推动活塞右移;无光条件下发生逆反应,控制光照即可实现活塞往复运动。当装置中的活塞向左运动时,相当于汽油机四个冲程中的( )
A.吸气冲程 B.排气冲程
C.压缩冲程 D.做功冲程
11.探究活动中,掌握研究问题的方法非常重要。例如,探究声音产生的条件时,将发声的音叉触及水面,水花四溅。以下活动中所用方法与上述研究方法相同的是( )
A.探究声音传播时,将发声手机置于瓶内,不断抽出气体,听到的声音越来越小
B.测量人体体温时,利用体温计内水银柱的长度变化来显示人体的温度高低
C.探究平面镜成像特点时,用等大的两个棋子探究像与物的大小关系
D.在研究光的直线传播规律时引入了光线
12.图中的三支温度计只有一支刻度不准确,在实验室中,(a)在空气中,(b)置于装有酒精的密封容器中,(c)置于装有酒精的烧杯中.下面对刻度不准确的温度计的判断正确的是
A.若三支温度计读数相同,则(a)温度计刻度不准确
B.若三支温度计的示数ta>tb>tc , 则(b)温度计的刻度不准确
C.若三支温度计示数相同.则(b)温度计的刻度不准确
D.若三支温度计的示数ta=tc<tb , 则(a)温度计刻度不准确
二、多选题
13.水无常形,变化万千,如图所示的各自然现象,在其形成的过程中关于发生的物态变化说法正确的是( )
A. 初春,河流中冰雪消融。是熔化现象,需要吸收热量
B. 仲夏,草叶上的露珠。是液化现象,需要吸收热量
C. 深秋,树叶上挂满了白霜。是凝华现象,需要放出热量
D. 寒冬,窗户玻璃上的冰花。是凝华现象,需要吸收热量
14.下列说法中正确的是( )
A.液体的沸点随液面上方的气压增大而降低
B.温度升高越多的物体,吸收的热量越多
C.在四冲程内燃机中,做功冲程的功能是将内能转化为机械能
D.温度低于0℃的室外,仍有水蒸气存在
15.如图,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,筒里密封着空气,在快速向下压活塞的过程中,筒内空气( )
A.质量减小 B.内能增大
C.温度降低 D.分子热运动加快
三、实验题
16.小明在实验室探究冰熔化和水沸腾时温度的变化特点,根据测量结果画出相关图形,如图1所示。
(1)要完成这两个实验,都需要的测量仪器是停表和 。
(2)水沸腾时温度计示数如图2所示,该示数是 段所对应的温度(选填“AB”或“DE”)。
(3)如图1(a)所示,OA段与BC段的倾斜程度不同,这是因为 。
17.在做“观察水沸腾”的实验时,甲、乙、丙三组同学分别从A、B两套器材中任选一套来完成实验。(实验室已准备多套A、B装置)
(1)小明同学在安装实验器材时,提出了以下两种安装顺序,你认为 方案更合理?
A.温度计、烧杯、酒精灯 B.酒精灯、烧杯、温度计
(2)甲、乙两组同学用同样多且初温相同的温水进行实验,加热所用的酒精灯也相同,结果甲组同学从开始加热到水沸腾用时较短,则甲组选择的是 (选填“A” 或“B”)套装置。
(3)乙、丙两组同学选用相同的实验装置进行了实验,并根据实验记录的数据绘制了如图C所示的a、b两条曲线(a表示乙组的,b表示丙组的),由图像可知,他们两组测得的水的沸点 (填“相同”或“不同”)。图 (选填“D”或“E”)所示的情形表示水正在沸腾。他们两组从开始加热到水沸腾所用的时间不同的原因可能是 (写一个即可)。
(4)小明有一支温度计刻度均匀但标度不准确。它在标准大气压下冰水混合物中的读数是-4℃,在标准大气压下沸水中的读数是86℃,当该温度计显示的气温为23℃时,实际的气温是 ℃。
18.在“探究固体熔化时温度的变化规律”实验中,实验装置如图甲所示,将温度计插入试管后,待温度升至50℃左右开始,每隔大约1min记录一次温度,在固体完全熔化后再记录4~5次,根据记录的数据,在方格纸上以纵轴表示温度,横轴表示时间,描点连线,得到如图乙所示的该物质熔化时温度随时间变化的图象。
(1)该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”),熔化过程持续了 min;
(2)图中C点物体处于 (选填“固态”、“液态”或“固液共存态”);
(3)图中B点物体的内能 (选填“大于”、“小于”或“等于”)图中D点物体的内能;
(4)某同学把试管中的物质换成水,发现无论怎么加热,试管中的水都不会沸腾,原因是试管和烧杯中的水的温度 (选填“相同”或“不同”),试管中的水温度虽然达到了沸点,但却不能继续吸收热量。
19.在探究水的沸腾、海波和石蜡的熔化规律时,小琴记录的实验数据如下表所示.
请回答下列问题:
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
石蜡的温度/℃
40
41
42
44
46
47
48
49
51
52
54
56
59
海波的温度/℃
40
42
44
46
48
48
48
48
48
48
50
53
56
水的温度/℃
92
93
94
95
96
97
98
99
99
99
99
99
99
⑴在上述三个探究实验中,都需要的测量仪器是秒表和 .
⑵该实验中水的沸点是 ℃,水沸腾时,可以观察到气泡上升时 (选填“越来越小”、“大小不变”或“越来越大”)
⑶在海波和石蜡这两种物质中,属于非晶体的是 ,其熔化时吸热,温度 (选填“不变”、“升高”或“降低”).
⑷海波的温度达到53℃时,其状态是 ;(选填“固态”、“液态”或“固液混合态”).
⑸在探究结束后,小琴根据实验数据绘制出了这三种物质的温度和时间关系的曲线,如右图所示.其中图C反映的是 的温度随时间变化关系,图中温度T= ℃
四、科普阅读题
20.阅读材料,回答问题.
能源的开发和环境保护
在日常生活和各种生产活动中都要消耗能量.煤、石油、天然气等物质都能够提供可利用的能量,空气的流动、水的流动也能够提供可利用的能量,平时说的“能源”,指的就是这些能够提供可利用的能量的物质.
近二三百年以来,人类相继发明了蒸汽机、内燃机、电动机等动力机械,使生产力得到了飞速发展.但是,能源的消耗也急剧增长.研究人员估计,按照目前的石油开采速度,地球上储藏的石油将在几十年内全部采完;煤的储量较多一些,但也将在二百多年时间内采完.可以想象,如果没有了石油和煤炭,汽车、飞机、轮船和铁路上的内燃机车都不能开动,火力发电厂将停止发电,人类的社会生活将会瘫痪.
大量消耗石油和煤炭还带来了环境污染问题.燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量,由此产生了“温室效应”.
煤炭中常常含有较多的硫,燃烧时形成的二氧化硫等物质会使雨水的酸度升高,形成“酸雨”,腐蚀建筑物,使土壤酸化.
(1)从文章中可以找出哪些常用的能源?
(2)化石能源的过度开采会造成哪些危害?请列举一例.
(3)化石能源的使用对环境有什么影响?
五、计算题
21.(1)铝块的质量为5kg,温度从200℃降低到100℃,能放出多少热量?
(2)如果(1)中这些热量用来给温度为5℃的水加热,可使质量为多少kg的水温度升高10℃?[结果保留一位小数。已知:,]
22.小华家使用的天然气热水器,该热水器的铭牌标明了它的热效率,表示该热水器工作,天然气完全燃烧所消耗的化学能,有多大比例转化为水内能.小华尝试估测该热水器的热效率,以核对铭牌上的数值是否准确.他把家里自动洗衣机的“水量”设置为 40L,用热水器输出的热水注入洗衣 机,当注入水的体积达到 40L 时洗衣机便会自动停止注水.已知当时自来水的温度是15℃,热水器输出热水的温度为40℃,注水前天然气表的示数是2365.89m3,注水后变为 2366.05m3,天然气 的热值为 3.2×107J/m3.
请计算:(1)水吸收的热量;
(2)天然气完全燃烧所消耗的化学能;
(3)该热水器的热效率(结果保留至 1%);
(4)若这些天然气完全燃烧所消耗的化学能的 30%用来对 5kg 初温为 30℃的水加热,能使一标准大气压下的水温升高多少?(结果保留整数)
2
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重难11 热学核心概念与计算(温度内能热量+比热容热值计算)
内容导航
第一部分 重难考向解读 拆解核心难点,明确备考要点
核心模块 重难考向 考法解读/考向预测
第二部分 重难要点剖析 精解核心要点,点拨解题技巧
要点梳理 典例验知 技巧点拨 类题夯基
模块01 热学核心概念(温度/内能/热量)
考向01 温度、内能、热量的概念辨析
考向02 内能的改变方式
考向03 热量的基础判断与理解
考向04 热学概念的图像与情景分析
模块02 热学综合计算(比热容/热值)
考向01 比热容的理解与基础计算
考向02 热值的理解与基础计算
考向03 比热容与热值的综合计算
考向04 热学计算与生活场景结合
第三部分 重难提分必刷 靶向突破难点,精练稳步进阶
●难●考●向●解●读
核心模块
重难考向
考法解读/预测
模块01热学核心概念(温度/内能/热量)
考向01温度、内能、热量的概念辨析
本模块考法以概念辨析、情景分析为主,题型涵盖选择题、填空题,难度偏低,侧重基础知识点的区分与理解。基础考向聚焦温度、内能、热量的辨析及内能改变方式,综合考向侧重图像解读与生活情景结合。预测中考将延续基础导向,结合生活热现象、晶体/非晶体图像考查,侧重概念误区辨析和情景分析能力,强调知识点的精准区分。
考向02内能的改变方式
考向03热量的基础判断与理解
考向04热学概念的图像与情景分析
模块02热学综合计算(比热容/热值)
考向01比热容的理解与基础计算
本模块考法以基础计算、综合计算为主,题型涵盖填空题、计算题,难度中等,侧重公式应用和单位换算。基础考向聚焦比热容、热值的单独计算,综合考向侧重二者结合及热效率计算,常结合生活场景考查。预测中考将延续“基础+综合”模式,增加生活情景化计算题(如热水器烧水、燃料取暖),侧重公式灵活运用、单位统一和热效率的简单计算。
考向02热值的理解与基础计算
考向03比热容与热值的综合计算
考向04热学计算与生活场景结合
重●难●要●点●剖●析
模块01 热学核心概念(温度/内能/热量)
考向01 温度、内能、热量的概念辨析
要点梳理
1. 温度:表示物体冷热程度的物理量,单位℃,是状态量(无“转移”“传递”说法);2. 内能:物体内所有分子动能和分子势能的总和,是状态量,一切物体都有内能,与温度、质量、状态有关;3. 热量:在热传递过程中转移的能量,是过程量(只能说“吸收”“放出”,不能说“含有”);4. 关键关系:温度变化通常伴随内能变化,内能变化不一定伴随热量传递(如做功也能改变内能)。
典例验知
1.关于内能、热量和温度,下列说法中正确的是( )
A.我们不敢大口喝热气腾腾的汤,是因为汤含有的热量较多
B.物体温度升高,一定吸收热量
C.物体的内能与温度有关,温度相同的物体内能一定相等
D.内能小的物体也可能将能量传递给内能大的物体
【答案】D
【详解】A.我们不敢大口地喝热气腾腾的汤,是因为热汤的温度高;热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,故A错误;
B.物体温度升高,内能一定增加,可以是通过吸收热量,也可以通过做功的方式实现,故B错误。
C.内能的多少与物体的质量、温度、状态有关,因此只有温度相同,若物体的质量、状态不同时,则物体的内能不一定相同,故C错误;
D.热传递的条件是:有温度差;热传递的特点是:高温物体放出热量,低温物体吸收热量,热量从高温物体传给低温物体,但内能小的物体温度可能比内能大的物体温度高,因此热量也可能由内能小的物体传给内能大的物体,故D正确;
技巧点拨
核心区分“状态量”与“过程量”,温度、内能是状态量,热量是过程量;避免三大误区:① 温度高≠内能大(还与质量、状态有关);② 内能大≠热量多;③ 温度不变≠内能不变(如晶体熔化)。
类题夯基
2.下列关于热量、温度、内能的说法正确的是( )
A.物体吸收热量,温度不一定升高
B.物体温度升高,内能一定增大,一定是吸收了热量
C.物体内能增大,温度不一定升高,其含有的热量增多
D.物体含有的热量增多,其温度一定升高,内能一定增加
【答案】A
【详解】A.物体吸收热量,温度不一定升高,如晶体熔化过程中吸热,但温度不变,故A正确;
B.物体温度升高,内能一定增大,但不一定是吸收了热量,也可能是做功改变了物体的内能,故B错误;
CD.物体内能增大,温度不一定升高,热量是过程量,不能说“含有热量”,故CD错误。
故选A。
3.中华古诗词是我国的瑰宝,下列关于诗词中物理知识的理解,正确的是( )
A.“昔去雪如花,今来花似雪”,雪的温度低,其内能为零
B.“一川碎石大如斗,随风满地石乱走”说明分子在永不停息地做无规则运动
C.“夏荷轻摇,珠露合聚”,露珠聚在一起说明分子间存在引力
D.“春来雪化草庭湿,暖日冰融栅院池”,冰在熔化时持续吸热,内能不变
【答案】C
【详解】A.内能是物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和。因分子永不停息地做无规则运动,则任何物体都具有内能,即使雪的温度很低,其内能也不为零。故A错误;
B.“随风满地石乱走”描述的是宏观碎石的机械运动,而非分子的无规则运动。故B错误;
C.“珠露合聚”是因为露珠之间存在分子引力。当分子间距较小时,引力使小露珠相互吸引、聚合,体现了分子间的引力作用。故C正确。
D.冰是晶体,熔化时持续吸热但温度不变(熔点为0℃),但内能增加。故D错误。
故选C。
考向02 内能的改变方式
要点梳理
1. 两种方式:做功和热传递,二者在改变内能上是等效的;2. 热传递:实质是热量的转移,条件是物体间有温度差,方向是从高温物体到低温物体,结束时温度相同;3. 做功:实质是能量的转化(机械能→内能或内能→机械能),如摩擦生热(做功增内能)、水蒸气顶壶盖(内能减);4. 易错点:做功改变内能时,不一定伴随温度变化(如气体膨胀做功,温度可能降低)。
典例验知
4.2021年12月9日,长征系列运载火箭一天内圆满完成三次发射,创下“一日三发”纪录。火箭加速升空的过程中,外壳与大气摩擦温度升高,下列改变内能的方式与此相同的是( )
A.烈日下的路面变得很烫
B.锯木头时锯条会发烫
C.靠近火炉感觉到暖和
D.用冷毛巾给头部降温
【答案】B
【详解】火箭加速升空的过程中,外壳与大气摩擦温度升高,机械能转化为内能,属于做功的方式改变内能。
A.烈日下的路面变得很烫,路面吸收热量,温度升高,属于热传递的方式改变内能,故A不符合题意;
B.锯木头时锯条会发烫,机械能转化为内能,属于做功的方式改变内能,故B符合题意;
C.靠近火炉感觉到暖和,属于热传递的方式改变内能,故C不符合题意;
D.用冷毛巾给头部降温,冷毛巾从头部吸收热量,属于热传递的方式改变内能,故D不符合题意。
故选B。
技巧点拨
判断改变方式的关键:“转移”→热传递(如烧水),“转化”→做功(如搓手);牢记“等效性”,相同内能变化,可通过做功或热传递实现;区分“吸热”(内能增)和“放热”(内能减),结合温度变化和过程判断。
类题夯基
5.2025年11月14日,神舟二十一号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱进入大气层时,与大气摩擦形成高温“火球”,下列实例中改变内能的方式与“火球”的形成原理相同的是( )
A.抱团取暖 B.钻木取火 C.烈日炙人 D.扬汤止沸
【答案】B
【详解】返回舱进入大气层后,与大气层摩擦产生高温,内能增加,形成火球,这是通过做功的方式改变物体内能;
A.抱团取暖,是内能在抱团的人之间发生传递,属于热传递改变内能,故A不符合题意;
B.钻木取火,是通过钻头克服木头的摩擦力做功,将机械能转化为内能,使木头的温度升高,达到着火点而燃烧,属于做功改变内能,故B符合题意;
C.烈日炙人,是烈日把内能传递给人,使人的内能增加,是通过热传递的方式改变物体的内能,故C不符合题意;
D.扬汤止沸,是通过将热汤扬起,加快了汤与空气的热量交换,使汤的温度降低,属于热传递改变内能,故D不符合题意。
故选B。
6.下列所描述的现象中,通过做功改变物体内能的是( )
A.钻木取火 B.炙手可热 C.扬汤止沸 D.滴水成冰
【答案】A
【详解】A.钻木取火时,克服摩擦力做功,将机械能转化为内能,是通过做功的方式改变物体内能,故A符合题意;
B.炙手可热是手靠近热源,热量从热源传递到手上,是通过热传递的方式改变物体内能,故B不符合题意;
C.扬汤止沸是通过加快液体表面空气流动速度和增大液体表面积,加快蒸发,蒸发吸热,使液体温度降低,是通过热传递的方式改变物体内能,故C不符合题意;
D.滴水成冰是水放出热量,由液态变为固态,是通过热传递的方式改变物体内能,故D不符合题意。
故选A。
考向03 热量的基础判断与理解
要点梳理
1. 热量产生条件:只有热传递过程中才会有热量,做功过程不谈热量;2. 影响热量的因素:热传递中,热量多少与物体质量、温度变化、物质种类有关;3. 常见情景:晶体熔化/凝固(吸热/放热,温度不变)、液体沸腾(吸热,温度不变)、物体升温/降温(吸热/放热,温度变化);4. 关键:热量是“转移的能量”,不是物体本身具有的能量。
典例验知
7.关于内能及其实践应用,下列说法正确的是( )
A.物体的内能增大时,其温度一定升高
B.物体的温度越高,含有的热量就越多
C.0℃的冰块没有内能,因为其分子不运动
D.大气层中的等物质会吸收部分辐射,使地球的内能增大,温度升高
【答案】D
【详解】A.晶体熔化时,持续吸热,内能增加,但温度不变。所以物体的内能增大时,其温度不一定升高,故A错误;
B.热量是过程量,不能说“含有的热量”,故B错误;
C.一切物体都具有内能,0℃的冰块的分子仍在运动,故C错误;
D.热传递可以改变内能,大气层中的等物质会吸收部分辐射,使地球的内能增大,温度升高,故D正确。
故选D。
技巧点拨
描述热量时,必须搭配“吸收”或“放出”,禁止说“物体含有热量”“物体具有热量”;判断物体吸热/放热,优先看温度变化(升温吸热、降温放热),再结合特殊情景(晶体熔化、沸腾,温度不变但吸热)。
类题夯基
8.关于内能、温度和热量,下列说法正确的是( )
A.热传递过程中,热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递
B.物体的内能增大,一定吸热,但温度不一定升高
C.物体的内能跟物体的运动速度、温度和物质状态都有关系
D.物体温度越低,所含热量越少
【答案】A
【详解】A.热传递的条件是温度差,热量总是从温度高的物体传向温度低的物体,故A正确;
B.物体的内能增大,可能外界对物体做功,不一定吸热,故B错误;
C.内能与物体的质量、温度、状态有关,与宏观的“运动速度”无关,故C错误;
D.热量是过程量,不能说物体“含有”热量,故D错误。
故选A。
9.如图所示,时辰包子是陕西渭南一种传统名食。下列有关说法正确的是( )
A.刚出笼的包子烫嘴是因为包子含有的热量多
B.用盘子盛包子,热量可能从温度较低的盘子传递给温度较高的包子
C.将包子咬一口,剩余包子的内能减小
D.放凉的包子没有内能
【答案】C
【详解】A.热量是一个过程量,它描述的是热传递过程中内能转移的多少,不能说物体含有多少热量,故A错误;
B.热传递的条件是存在温度差,热量总是自发地从温度高的物体传递给温度低的物体。包子的温度高于盘子,所以热量会从包子传递给盘子,而不可能从温度较低的盘子传递给温度较高的包子,故B错误;
C.物体的内能与物体的质量、温度和状态有关,将包子咬一口,包子的质量减小,在温度不变的情况下,其内能会减小,故C正确;
D.一切物体都有内能,放凉的包子有内能,故D错误。
故选C。
考向04 热学概念的图像与情景分析
要点梳理
1. 常见图像:晶体/非晶体熔化/凝固图像、液体沸腾图像(横轴为时间,纵轴为温度);2. 图像解读:重点看“温度是否变化”“是否有水平段”(水平段表示吸热/放热,温度不变,对应晶体熔化/凝固、沸腾);3. 情景分析:结合生活场景(如烧水、结冰、摩擦生热),判断温度、内能、热量的变化及改变方式;4. 关键:区分晶体与非晶体图像(晶体有水平段,非晶体无)。
典例验知
10.如图所示,小明用图甲所示装置进行实验,比较不同物质的比热容,两试管分别装有水和煤油,同时用同一红外加热器加热,通过温度传感器得到物质温度随时间变化的图像如图乙所示,不计热量损失。下列说法正确的是( )
A.由图乙可知,a是水,b是煤油
B.因为水的比热容大,所以更适合做汽车发动机冷却剂
C.该实验应该控制水和煤油的体积和初温均相同
D.加热2min时,煤油比水吸收的热量多
【答案】B
【详解】A.同时用同一红外加热器加热两试管,相同时间内吸收的热量相同。根据可知,质量相同时,比热容越小,温度变化越大,图乙中a升温更快,因此a是煤油,b是水,故A错误;
B.水的比热容较大,相同质量的水和其他物质相比,升高相同温度时能吸收更多热量,因此水更适合做汽车发动机的冷却剂,故B正确;
C.比较水和煤油比热容的实验,需要控制水和煤油的质量和初温相同。由于水和煤油密度不同,控制体积相同则质量不同,故C错误;
D.同一红外加热器在相同时间内放出的热量相同,且不计热量损失,因此加热2min时,煤油和水吸收的热量相等,故D错误。
故选B。
技巧点拨
图像分析先看纵轴(温度)、横轴(时间),再判断图像趋势,水平段重点标注“吸热/放热、状态变化”;情景分析时,先判断改变内能的方式,再结合物体状态(固态/液态/气态),判断温度和内能变化。
类题夯基
11.小江在做金属镓熔化实验时,用温度传感器代替普通温度计,用热水加热代替酒精灯加热,记录数据并画出图像如图所示。根据图像判断下列说法不正确的是( )
A.段表示金属镓的熔化过程 B.金属镓的熔化过程持续了
C.金属镓是非晶体,在熔化过程中需要不断吸热 D.熔化前后,该物质的比热容不同
【答案】C
【详解】A.段表示金属镓达到熔点,继续吸热,温度不变,是金属镓的熔化过程,故A正确,不符合题意;
B.由图像可知,点开始熔化,点熔化结束,金属镓的熔化过程持续了,故B正确,不符合题意;
C.由图像可知,金属镓有熔点,是晶体,在熔化过程中需要不断吸热,温度不变,故C不正确,符合题意;
D.熔化前后该物质的质量不变,由图像可知,熔化前后加热相同时间即吸收相同热量时,升高的温度不同,由可知,该物质的比热容不同,故D正确,不符合题意。
故选C。
12.小南用如图甲所示的装置探究“不同物质吸热的能力”,把盛有a、b两种不同液体的试管同时放入盛水的烧杯中加热,得到温度随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.实验时,两个试管中应加入体积相等的两种液体
B.组装器材时,应在其它器材安装好后再装酒精灯
C.加热到时,a液体所吸收的热量更多
D.分析乙图像可得出,b液体的吸热能力更强
【答案】D
【详解】A.探究“不同物质吸热的能力”时,采用控制变量法,需要比较质量相同的不同物质升高相同温度时吸收热量的多少,或吸收相同热量时升高温度的多少。因此,实验中应控制两种液体的质量相等,而不是体积相等,体积相等,密度不同时根据可知质量不相同。故A错误;
B.组装实验器材时,应遵循“自下而上”的原则,先放置酒精灯,然后根据酒精灯外焰的高度来固定铁圈和烧杯,以确保用外焰加热,热效率最高,故B错误;
C.实验中采用相同的水浴加热方式,这意味着在相同的时间内,a、b两种液体从水中吸收的热量是相同的。因此,加热到2min时,a液体和b液体吸收的热量相等,故C错误;
D.由图乙可知,在相同的加热时间内,a、b两种液体吸收的热量相同,它们的初始温度也相同。在2min时,b液体的温度升高值小于a液体,即,所以,b液体的吸热能力更强,故D正确。
故选D。
模块02 热学综合计算(比热容/热值)
考向01 比热容的理解与基础计算
要点梳理
1. 比热容(c):表示物质吸热/放热能力的物理量,是物质本身的属性,与质量、温度变化、吸放热多少无关;2. 核心公式:(Q为热量,c为比热容,m为质量,为温度变化量);3. 单位:,水的比热容最大(),常作为已知量;4. 变形公式:、、。
典例验知
13.质量和初温均相同的甲乙两种液体,用相同的电加热器加热,温度与时间的变化图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.乙液体的吸热能力强
B.甲液体的比热容是乙液体的2倍
C.在加热到第3分钟时,甲液体吸热多
D.甲、乙两种液体温度都升高到50℃时吸热相等
【答案】A
【详解】ABD.质量和初温均相同的甲乙两种液体,温度都升高到50℃时,升高了相同的温度,甲用了3min,乙用了6min,乙的加热时间为甲的2倍,故乙吸收的热量为甲吸收热量的2倍,乙吸热多。两液体的质量相同,根据可知乙液体的比热容是甲液体的2倍,乙液体的吸热能力强,故A正确,BD错误;
C.用相同的电加热器加热,加热相同的时间,两种液体吸收的热量相同,故在加热到第3分钟时,两液体吸热一样多,故C错误。
故选A。
技巧点拨
计算前统一单位(m→kg,→℃),牢记水的比热容及物理意义;是“温度变化量”,升温时,降温时,避免代错数值;比热容是物质属性,可通过比热容判断物质种类。
类题夯基
14.小夏在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量相等的水和某种液体进行了实验,并用图像对实验数据进行了处理,如图所示。实验中,水和这种液体在相同时间内放出的热量相等。分析图像可以得出( )
A.甲物质是水, B.甲物质是水,
C.乙物质是水, D.乙物质是水,
【答案】A
【详解】由图可知,相同时间内,乙液体的温度降低得快,甲液体温度降低得慢;根据可知,在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下,乙的温度降低得快,乙的比热容小;所以,甲液体的比热容大,水的比热容在常见物质中是比较大的,因此甲物质是水,水的比热容为。水和液体的质量相同,水和液体在相同时间内放出的热量相等,当15min时,水降低的温度
某种液体降低的温度为
由可知,当、相同时,与成反比,故液体的比热容为,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
15.质量相同的甲、乙两种物质从固态开始加热,它们在相同时间内吸收的热量相等,加热时间都为7min,它们的温度随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲在3min~6min内是液态
B.甲是晶体,乙是非晶体
C.在3min~6min内,甲的内能保持不变
D.在固态时,甲的比热容小于乙的比热容
【答案】D
【详解】AB.由图分析可知,在加热一定时间后,甲在3min~6min内持续吸热,温度不变,此时处于熔化过程,是固液共存态,故能判断甲是晶体;而乙虽然温度一直升高,可能还没达到熔点,不确定是否为晶体,故AB错误;
C.在3~6min内,甲处于熔化过程,虽然温度不变,但持续吸收热量,内能增加,故C错误;
D.由题意可知,在0~3min内甲是固态,由图分析可知,0~3min内甲升高的温度大于乙升高的温度,根据,可知当液体吸收的热量和质量相同时,Δt越大,比热容就越小,所以甲的比热容小于乙的比热容,故D正确。
故选D。
考向02 热值的理解与基础计算
要点梳理
1. 热值(q):1kg(或1m³)某种燃料完全燃烧放出的热量,是燃料本身的属性,与质量、燃烧程度无关;2. 核心公式:固体/液体燃料,气体燃料(V为体积);3. 单位:固体/液体,气体;4. 关键:“完全燃烧”是前提,未完全燃烧时,实际放热量小于理论值。
典例验知
16.如图是燃气灶烧水的情境和该燃气灶灶头的示意图,该壶中装有密度为、质量为2kg的水。其中、,以下说法正确的是( )
A.壶中水的体积为
B.10℃该壶水具有的内能为
C.若水的温度升高了10℃(水未沸腾),则水吸收了的热量
D.完全燃烧的天然气放出热量为
【答案】C
【详解】A.壶中水的体积为,故A错误;
B.内能是所有分子的分子动能和分子势能的总和,没有办法计算,故B错误;
C.若水的温度升高了10℃(水未沸腾),则水吸收的热量
故C正确;
D.完全燃烧的天然气放出的热量
故D错误。
故选C。
技巧点拨
计算时先区分燃料状态(固体/液体用,气体用),统一单位(m→kg,V→m³);牢记“热值是燃料属性”,与燃烧是否充分无关;题目中若未说明“完全燃烧”,需注明“假设完全燃烧”再计算。
类题夯基
17.一台汽油机,在某段工作时间内消耗汽油,对外输出有用机械能为,可知该汽油机工作时的效率为(已知汽油的热值为)( )
A.30% B.40% C.48% D.60%
【答案】A
【详解】汽油完全燃烧放出的热量
该汽油机工作时的效率
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
18.无人驾驶汽车是一种智能汽车,主要依靠车内以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。如图所示,某无人驾驶汽车以的速度沿水平路面匀速直线行驶了,行驶过程受到的牵引力为,发动机消耗柴油。已知柴油的热值为,则下列说法正确的是( )
A.柴油完全燃烧放出的热量为
B.牵引力做功的功率为
C.汽车发动机的效率为40%
D.增大行驶路程,发动机做的有用功会增多,发动机的效率将提高
【答案】C
【详解】A.已知柴油质量,热值,根据燃料完全燃烧放热公式,得柴油完全燃烧放出的热量
故A错误;
B.已知牵引力,速度,根据功率公式,得汽车匀速行驶牵引力做功的功率
故B错误;
C.已知行驶距离,根据功的公式,得汽车行驶过程中,牵引力做的功
结合A项结果,柴油完全燃烧放出的热量为 ,根据热机效率公式,则汽车发动机的效率为
故C正确;
D.发动机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值,它主要由发动机本身的性能决定,在汽车以恒定速度行驶时,其效率基本保持不变,不会因为行驶路程的增大而提高,故D错误。
故选C。
考向03 比热容与热值的综合计算
要点梳理
1. 常见场景:燃料燃烧放热,被另一种物质吸收(如酒精灯加热水),忽略热量损失时,;2. 核心思路:先计算燃料完全燃烧放出的热量(或),再结合吸热公式(),计算物质的质量、温度变化或比热容;3. 关键:考虑热量损失时,(η为热效率),中考常考查忽略热量损失的情况。
典例验知
19.某实验小组利用酒精灯对冰均匀加热,他们每隔相同时间记录一次温度计的示数,并观察物质的状态。如图是他们根据记录的数据绘制的温度-时间图像,不考虑冰或水的质量损失,已知。由图像可知( )
A.水升温比冰慢,说明水的比热容比冰小
B.
C.冰在熔化前内能增加了
D.在段,水吸收的热量是
【答案】C
【详解】A.利用酒精灯对冰均匀加热,即在相同时间内冰和水吸收的热量相同,由图可知,冰在前5min内温度升高了20℃;水在后10min内温度升高了20℃,升高相同的温度,水吸热多,即水温度变化慢,由可知,水的比热容比冰的比热容大,故A不符合题意;
B.根据A选项分析可知,质量相同的水和冰升高相同的温度,水吸收热量的时间是冰吸收热量时间的2倍,即水吸收的热量是冰吸收热量的2倍,由可知,水的比热容是冰比热容的2倍,则冰的比热容为
故B不符合题意;
CD.据图可知水在CD段10min内温度升高了20℃,水吸收的热量为
冰在熔化前加热了5min,因此此时吸收的热量是水CD段吸收热量的一半,则冰在熔化前内能增加了
故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
技巧点拨
综合计算遵循“先放后吸”的步骤,明确与的关系;忽略热量损失时,直接列等式(或);计算时分步进行,标注每一步公式和物理量,避免代错数值。
类题夯基
20.如图所示的实验中,燃料甲、乙的质量相同,液体a、b的质量相同,燃料充分燃尽后液体升高的温度为(液体未沸腾),下列说法正确的是( )
①若甲、乙为同种燃料,则越大,液体的比热容越大
②若甲、乙为同种燃料,则越大,液体的比热容越小
③若a、b为同种液体,则越大,燃料的热值越大
④若a、b为同种液体,则越大,燃料的热值越小
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
【答案】B
【详解】若甲乙为同种燃料,则燃料充分燃尽,放出的热量相同,则液体a、b吸收的热量相同,即;液体a、b的质量相同,即;由可得,质量相同的液体a、b吸收的热量相同,则温度变化量越大的,吸热能力越弱,比热容越小。若a、b为同种液体,温度变化量越大,由可知,液体吸收的热量越多,液体吸收的热量来自甲乙两种燃料燃烧释放,说明燃料燃烧放出的热量越多;由可得,质量相同的甲乙两种燃料完全燃烧,放出的热量越多的,热值越大。综上所述分析可知,②和③正确,故B正确,ACD错误。
故选B。
21.如图所示,甲、乙、丙为完全相同的装置,燃料质量均相等,烧杯内液体初温和质量都相等,燃料完全燃烧完后,液体均未沸腾,液体的末温分别为和,且(不计热量损失),则下列说法正确的是( )
A.燃料a的热值比燃料b的大
B.燃料a放出的热量比燃料b少
C.液体1的比热容比液体2的小
D.液体1的比热容比液体2的大
【答案】BD
【详解】AB.比较甲乙,烧杯内液体初温和质量都相等,液体的末温分别为,则乙装置中液体升高的温度高于甲装置中液体升高的温度,由得,乙装置中液体吸收的热量大于甲装置中液体吸收的热量,则燃料b释放的热量大于燃料a释放的热量,a、b完全燃烧的质量相同,由得,燃料b的热值比燃料a的大,故A错误,B正确;
CD.装置甲、丙中,采用同一装置分别加热液体1、2,两装置完全燃烧的燃料的质量相同,则燃料释放的热量相同,两装置中液体吸收的热量相同,液体的质量相同;烧杯内液体初温和质量都相等,液体的末温分别为,则丙装置中液体升高的温度高于甲装置中液体升高的温度,由得,液体1的比热容比液体2的大,故C错误,D正确。
故选BD。
考向04 热学计算与生活场景结合
要点梳理
1. 常见生活场景:烧水、取暖、热水器工作、燃料利用等,核心是热量计算与热效率结合;2. 核心公式:结合、,计算热效率(有用功为吸收的热量,总功为燃料放出的热量);3. 关键:提取场景中的有效信息(如质量、温度变化、燃料消耗量),排除无关条件;4. 易错点:热效率计算时,区分“有用热量”和“总热量”。典例验知
22.图是小汽车的某款发动机工作原理示意图,点燃发动机的酒精炉后,活塞来回运动就会使车运动起来,甲、乙两款这种发动机的能量参数如图所示,下列分析正确的是( )
①酒精燃尽后,酒精所产生的能量消失了
②发动机热气缸内部的气体推动活塞A向外运动,把内能转化为机械能
③应选择性能更优的甲款发动机
④应选择性能更优的乙款发动机
⑤要想提高发动机热机效率,可以让发动机工作更长时间
A.①②④ B.③⑤ C.②③ D.②⑤
【答案】C
【详解】① 根据能量守恒定律,能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到其它物体,而能量的总量保持不变。酒精燃烧时,其化学能转化为内能等其他形式的能量,能量并没有消失,故①错误;
② 发动机工作时,热气缸内的气体被加热,温度升高,内能增大,气体膨胀推动活塞A对外做功,这个过程将气体的内能转化为活塞的机械能,故②正确;
③④ 热机的性能用热机效率来衡量,效率越高,性能越优。热机效率 ,根据能量守恒定律,燃料放出的总能量 。 因此对于甲款发动机,其消耗的总能量
其效率
对于乙款发动机,其消耗的总能量
其效率
因为,所以甲款发动机的效率更高,性能更优,故③正确,④错误;
⑤ 热机的效率是由热机本身的结构和工作条件决定的,与工作时间的长短无关。延长工作时间,有用功和消耗的总能量会同时增多,但它们的比值不变。要提高热机效率,需要改进技术,如使燃料燃烧更充分、减小摩擦和热量散失等,故⑤错误。
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
技巧点拨
解题时先从生活场景中提取已知量,明确计算目的(求温度、质量、热效率等);优先判断是否有热量损失,再选择对应公式;热效率问题重点区分“有用热量”(如水吸收的热量)和“总热量”(如燃料完全燃烧放出的热量),避免混淆。
类题夯基
23.为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标,某汽车集团研发了一款新型燃油汽车。与某款燃油汽车同样油耗和使用条件下,发动机工作时,尾气中“汽油味”明显降低,动力更强劲。如图为其发动机某一冲程示意图,下列有关说法正确的是( )
A.此款新型燃油汽车的汽油在气缸中可以完全燃烧
B.图中活塞向下运动,该冲程为压缩冲程
C.该发动机效率可达100%
D.该发动机减少了碳排放,有利于节约能源和环境保护
【答案】D
【详解】A.尾气中仍然有“汽油味”,说明汽油在气缸中不能完全燃烧,故A错误;
B.图中火花塞在点火,汽油燃烧产生的高压气体推动活塞向下运动,该冲程为做功冲程,不是压缩冲程,故B错误;
C.由于燃烧不充分、摩擦、散热和废气排放等原因损失了一部分能量,发动机的效率一定低于100%,故C错误;
D.根据题意,减少碳排放后,尾气中的“汽油味”明显降低,说明热机效率提高,节约了能源,尾气中的有害物质更少,促进了环境的保护,故D正确。
故选D。
24.2025年12月3日,中国首款可重复使用液氧甲烷运载火箭“朱雀三号”在酒泉卫星发射中心成功发射。如图是火箭发射时的情景,下列说法正确的是( )
A.燃料燃烧越充分,其热值越大
B.燃料箱中的燃料减少,其热值不变
C.使用的燃料热值越大,火箭发动机的效率越高
D.火箭发射升空,将机械能转化为内能
【答案】B
【详解】A.热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的燃烧程度无关,所以燃料燃烧越充分,其热值也不会改变,故A错误;
B.热值是燃料自身的特性,只取决于燃料的种类,燃料箱中的燃料减少,其种类未变,所以热值不变,故B正确;
C.火箭发动机的效率取决于用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量的比值,和燃料的热值大小没有直接关系。即使燃料热值大,若能量损失多,效率也不一定高,故C错误;
D.火箭发射升空时,燃料燃烧将化学能转化为内能,内能再转化为火箭的机械能,是将内能转化为机械能,而不是机械能转化为内能,故D错误。
故选B。
重●难●提●分●必●刷
一、单选题
1.某同学有一支温度计,读数不准但刻度是均匀的,该同学将这支温度计放入冰水混合物中时读数是5℃(气压为1个标准大气压),将这支温度计放入沸水中时读数是95℃(气压为1个标准大气压)。他用这支温度计测量当时的气温读数是32℃,由上述可知,当时实际气温为( )
A.29℃ B.32℃ C.30℃ D.35.5℃
【答案】C
【详解】为了不至于混淆,解题时将5℃看成温度计液柱长度5cm,把32℃看成液柱长度32cm。该温度计在0℃时,液柱长度5cm,说明0℃与液柱长度5cm对齐;故1cm刻度代表的温度为
显示的温度应该是
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.下列说法正确的是
A.物体放出热量,温度一定降低
B.物体内能增加,温度一定升高
C.热传递中,热量从内能多的物体传给内能少物体
D.热传递中,热量从高温物体传给低温物体
【答案】D
【详解】A. 物体放出热量,温度不一定降低,如晶体凝固时,放出热量,但温度不变,故A错误;B. 物体内能增加,温度不一定升高,如晶体熔化时,吸热,内能增加,但温度不变,故B错误;CD、热传递中,热量从高温物体传给低温物体,而不是从内能多的物体传给内能少的物体,故C错误、D正确.故选D.
【点睛】(1)物体吸收热量,内能一定增加,但有些物体的温度并不升高,例如晶体的熔化过程和液体的沸腾过程,不断吸收热量,但是温度保持熔点和沸点不变;(2)热量是一个过程量,存在于热传递过程中,只能说吸收或者放出热量,不能说含有或者具有热量;(3)热传递发生的条件是存在温度差异,热量由高温物体传递给低温物体,或者由同一个物体上的高温部分传递给低温部分,与物体自身内能的大小无关.
3.父母劳累一天很辛苦,小明想烧壶热水,给父母泡泡脚。如图所示,当水壶里面的水沸腾时,产生的大量水蒸气会将壶盖顶开。他联想到汽油机在工作中,与此能量转化相同的冲程是( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
【答案】C
【详解】水沸腾时将壶盖顶开的过程中,水蒸气对壶盖做功,水蒸气的内能转化为壶盖的机械能;内燃机工作时,在做功冲程将燃气的内能转化为机械能,与上述能量转化相同,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.下列有关地球上水的分布、循环、利用的说法中正确的是
A.水循环的环节只有蒸发和降水 B.人类直接利用最多的是海洋水和冰水
C.水是生物生存所需的最基本的物质之一 D.陆地淡水约占地球总水量的96.53%
【答案】C
【详解】A. 水循环的环节除了蒸发和降水,还有植物蒸腾等.故A错误;B. 人类直接利用最多的是河流水、淡水湖泊水,以及浅层地下水.故B错误.C. 生物离开水就不能生存,故C正确.D. 海水约占地球上总水量的96.53%.故D错误.故选C.
【点睛】要解答此题需掌握水资源的分布情况,包括陆地淡水和海水资源分布情况.水是生物最基本的生存物质,没有水生物不能生存.人类对海洋水的利用目前较少.水的循环除了自然循环还有植物作用.
5.下列估测中,最接近实际的是( )
A.上完一节课的时间大约为0.4h
B.我市冬季的最低气温约为0℃
C.普通中学课桌的高度约为75cm
D.中学生脉搏跳动10次所用的时间约为1min
【答案】C
【详解】A.上完一节课的时间大约为45min=0.75h,故A不符合题意;
B.我市冬季的最低气温远低于0℃,故B不符合题意;
C.普通中学生的高度为150cm,课桌是人的身高的一半,故普通中学课桌的高度约为75cm,故C符合题意;
D.中学生脉搏跳动70次所用的时间约为1min,故D不符合题意。
故选C。
6.如图所示是某便携式薄膜太阳能发电书包,书包带有两个USB接口,可给手机充电,该书包给人们带来了全新体验。对于该书包,下列说法错误的是( )
A.薄膜太阳能发电时将太阳能转化为电能
B.通过USB接口给手机充电时,此时书包相当于用电器
C.背着该书包乘电梯匀速上楼时,人和书包的机械能变大
D.背着该书包水平行走时,人对书包不做功
【答案】B
【详解】A.薄膜太阳能发电时将太阳能转化为电能,供用电器使用,故A正确,不符合题意;
B.通过USB接口给手机充电时,此时书包相当于电源,提供电能,故B错误,符合题意;
C.背着该书包乘电梯匀速上楼时,人和书包质量、速度不变,高度升高,动能不变,重力势能变大,机械能为动能与势能之和,则机械能变大,故C正确,不符合题意;
D.背着该书包水平行走时,人对书包的力与运动方向垂直,此时人对书包不做功,故D正确,不符合题意。
故选B。
7.使用下列燃料符合低碳生活理念的是( )
A.石油 B.煤炭 C.木柴 D.氢燃料
【答案】D
【详解】低碳生活的核心是减少二氧化碳(CO2)等温室气体的排放,以缓解全球变暖。因此需要选择燃烧后 不产生或极少产生二氧化碳的燃料。
A.石油属于化石燃料,燃烧会释放大量二氧化碳(如汽油、柴油),不符合低碳理念,故A不符合题意;
B.煤炭同样是化石燃料,燃烧时二氧化碳,排放量极高,且产生其他污染物(如二氧化硫),故B不符合题意;
C.木柴虽然可再生,但燃烧会释放二氧化碳(木材中的碳元素与氧气结合),并可能导致森林砍伐,加剧碳排放,故C不符合题意;
D.氢燃料燃烧产物仅为水,不产生任何二氧化碳。若氢气通过可再生能源(如太阳能、风能电解水)制备,则全生命周期接近“零碳排放”是当前清洁能源技术的重点发展方向(如氢能源汽车),故D符合题意。
故选D。
8.根据表中的数据,下列判断正确的是( )
A.物质的比热容与物质的状态无关 B.100g 水的比热容是 50g 水的比热容的两倍
C.热量总是从比热容大的物质传给比热容小的物质 D.质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量,铜块温度变化较大
【答案】D
【详解】A、由水和冰的比热容可知,同种物质在不同状态下比热容不同,即比热容与物质状态有关,故A错误;
B、同种物质的比热容是相同的,与物体的质量无关,故B错误;
C、热传递的条件是有温度差,与比热容大小无关.故C错误;
D、由于铝的比热容大,故相同质量的铝和铜相比较,在吸收相同的热量的情况下,铜块温度变化较大,故D正确.
9.初中各学科之间有着密切的联系,化学、生物学、地理学中也有物理知识的广泛运用。下列描述或说法中正确的是( )
A.甲图中,在蒸馏水的制备中水的内能是通过做功来增大的
B.乙图中,向下排空气法收集氢气是利用氢气的密度大的性质
C.丙图中,肱二头肌在向上牵引桡骨转动的过程中是不做功的
D.丁图中,海陆风形成的原因之一是海水的比热容比砂石大
【答案】D
【详解】A.在蒸馏水的制备中酒精燃烧产生的热量通过烧瓶传递给水,水的内能是通过热传递的方式增大的,故A错误;
B.向下排空气法收集氢气是利用氢气的密度小的性质,故B错误;
C.肱二头肌在向上牵引桡骨转动的过程中,肱二头肌对桡骨施加了作用力,而且桡骨在力的方向上移动了一定的距离,所以肱二头肌在向上牵引桡骨转动的过程中做功了,故C错误;
D.海陆风的形成是由于海水的比热容比较大,白天接受太阳辐射能后,表面升温比较慢;陆地沙石比热容相对比较小,升温比较快;导致陆地表面上的空气温度大于海面上的空气温度,陆地表面的空气上升,海面上的空气流向陆地;因此形成了从海面吹向陆地的海风。到了晚上刚好相反,开始降温,由于海水降温慢,海面气温较高,空气上升而形成由陆地吹向海面的陆风。故D正确。
故选D。
10.光发动机可用于卫星的能源补充,其工作原理如图所示。密闭气室中四氧化二氮在光照下会分解,使气室内气压增大,推动活塞右移;无光条件下发生逆反应,控制光照即可实现活塞往复运动。当装置中的活塞向左运动时,相当于汽油机四个冲程中的( )
A.吸气冲程 B.排气冲程
C.压缩冲程 D.做功冲程
【答案】C
【详解】当太阳光照射时,反应室内发生化学反应,导致室内气压增大,这时将化学能转化为机械能,从而推动活塞移动,相当于汽油机的做功冲程;而在无光条件下发生逆反应,连杆推动活塞左移,该过程中将机械能转化为内能,相当于汽油机的压缩冲程。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
11.探究活动中,掌握研究问题的方法非常重要。例如,探究声音产生的条件时,将发声的音叉触及水面,水花四溅。以下活动中所用方法与上述研究方法相同的是( )
A.探究声音传播时,将发声手机置于瓶内,不断抽出气体,听到的声音越来越小
B.测量人体体温时,利用体温计内水银柱的长度变化来显示人体的温度高低
C.探究平面镜成像特点时,用等大的两个棋子探究像与物的大小关系
D.在研究光的直线传播规律时引入了光线
【答案】B
【详解】探究声音的产生的条件时,将发声的音叉触及水面,水花四溅。通过水花四溅,知道发声体在振动,采用的是转换法。
A.探究声音的传播时,将发声手机置于瓶内,不断抽出瓶内气体,听到的声音越来越小,在此基础上得到真空不能传声,采用的是推理法,故A不符合题意;
B.液体温度计利用液柱长度的变化,来显示温度的高低,采用的是转换法,故B符合题意;
C.研究平面镜成像时,为了比较像与物体的大小,选用等大的两个棋子,采用的是等效替代法,故C不符合题意;
D.在研究光的直线传播规律时引入了光线,采用的是模型法,故D不符合题意。
故选B。
12.图中的三支温度计只有一支刻度不准确,在实验室中,(a)在空气中,(b)置于装有酒精的密封容器中,(c)置于装有酒精的烧杯中.下面对刻度不准确的温度计的判断正确的是
A.若三支温度计读数相同,则(a)温度计刻度不准确
B.若三支温度计的示数ta>tb>tc , 则(b)温度计的刻度不准确
C.若三支温度计示数相同.则(b)温度计的刻度不准确
D.若三支温度计的示数ta=tc<tb , 则(a)温度计刻度不准确
【答案】D
【详解】(a)温度计直接在空气中,测量的温度是空气的温度,(b)温度计插入密封的酒精中,测量的温度是酒精的温度,而酒精的温度与周围空气温度相同,所以(a) 、(b)温度计的示数应相同,(c)温度计插入装酒精的开口烧杯中,酒精会蒸发,而蒸发具有致冷作用,使酒精的温度低于环境温度.
A. 若三支温度计读数相同,则(C)温度计刻度不准确,故错误.
B. 若三支温度计的示数ta>tb>tc ,则(a)或(b)温度计的刻度不准确,故错误.
C. 若三支温度计示数相同.则(C)温度计的刻度不准确, 故错误.
D. 若三支温度计的示数ta=tc<tb , 则(a)温度计刻度不准确,故正确.
故选D
二、多选题
13.水无常形,变化万千,如图所示的各自然现象,在其形成的过程中关于发生的物态变化说法正确的是( )
A. 初春,河流中冰雪消融。是熔化现象,需要吸收热量
B. 仲夏,草叶上的露珠。是液化现象,需要吸收热量
C. 深秋,树叶上挂满了白霜。是凝华现象,需要放出热量
D. 寒冬,窗户玻璃上的冰花。是凝华现象,需要吸收热量
【答案】AC
【详解】A.初春,河流中冰雪消融。是熔化现象,需要吸收热量,故正确;
B.仲夏,草叶上的露珠。是液化现象,需要放出热量,故错误;
C.深秋,树叶上挂满了白霜。是凝华现象,需要放出热量,故正确;
D.寒冬,窗户玻璃上的冰花。是凝华现象,需要放出热量,故错误。
故选AC。
14.下列说法中正确的是( )
A.液体的沸点随液面上方的气压增大而降低
B.温度升高越多的物体,吸收的热量越多
C.在四冲程内燃机中,做功冲程的功能是将内能转化为机械能
D.温度低于0℃的室外,仍有水蒸气存在
【答案】CD
【详解】A.液体的沸点与气压有关,随着液面气压的增大而升高,故A错误;
B.物体吸收热量的多少与物体的质量、比热容和升高的温度有关,温度升高的越多的物体,不一定吸收的热量越多,因为质量等不确定,故B错误;
C.在四冲程内燃机中,做功冲程是燃料燃烧释放出内能转化热机的机械能,故C正确;
D.冰可以直接由固态变为水蒸气,发生升华现象,故温度低于0℃的室外,仍有水蒸气存在,故D正确.
15.如图,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,筒里密封着空气,在快速向下压活塞的过程中,筒内空气( )
A.质量减小 B.内能增大
C.温度降低 D.分子热运动加快
【答案】BD
【详解】A.在快速向下压活塞的过程中,筒内空气被压缩,体积减小,但质量不变,故A不符合题意;
BCD.在快速向下压活塞的过程中,压缩空气做功,筒内空气的内能增大,温度升高,分子热运动加快,故BD符合题意,C不符合题意。
故选BD。
三、实验题
16.小明在实验室探究冰熔化和水沸腾时温度的变化特点,根据测量结果画出相关图形,如图1所示。
(1)要完成这两个实验,都需要的测量仪器是停表和 。
(2)水沸腾时温度计示数如图2所示,该示数是 段所对应的温度(选填“AB”或“DE”)。
(3)如图1(a)所示,OA段与BC段的倾斜程度不同,这是因为 。
【答案】 温度计 DE 冰的比热容比水的比热容小
【详解】(1)若探究熔化规律和沸腾规律,需要温度计测量温度,秒表记录时间。
(2)水在沸腾时,温度保持不变,是b图中的DE段的温度。
(3)在图a中,OA段和BC段的倾斜程度不同,是因为固体状态和液体状态时,比热容不同,温度变化不同的原因。
17.在做“观察水沸腾”的实验时,甲、乙、丙三组同学分别从A、B两套器材中任选一套来完成实验。(实验室已准备多套A、B装置)
(1)小明同学在安装实验器材时,提出了以下两种安装顺序,你认为 方案更合理?
A.温度计、烧杯、酒精灯 B.酒精灯、烧杯、温度计
(2)甲、乙两组同学用同样多且初温相同的温水进行实验,加热所用的酒精灯也相同,结果甲组同学从开始加热到水沸腾用时较短,则甲组选择的是 (选填“A” 或“B”)套装置。
(3)乙、丙两组同学选用相同的实验装置进行了实验,并根据实验记录的数据绘制了如图C所示的a、b两条曲线(a表示乙组的,b表示丙组的),由图像可知,他们两组测得的水的沸点 (填“相同”或“不同”)。图 (选填“D”或“E”)所示的情形表示水正在沸腾。他们两组从开始加热到水沸腾所用的时间不同的原因可能是 (写一个即可)。
(4)小明有一支温度计刻度均匀但标度不准确。它在标准大气压下冰水混合物中的读数是-4℃,在标准大气压下沸水中的读数是86℃,当该温度计显示的气温为23℃时,实际的气温是 ℃。
【答案】 B B 相同 D 水质量不同(火力大小不同) 30
【详解】(1)[1]酒精灯要使用外焰加热,所以合理顺序应先放好酒精灯,由其外焰高度确定铁圈及石棉网的高度;温度计测量液体温度时,玻璃泡要浸没在液体中,不能接触容器底和壁,所以接着应放置烧杯,最后安装温度计,即顺序为酒精灯、烧杯、温度计。
(2)[2]观察图A和B可以看出,B中烧杯上加了盖子,这样在加热时,杯内的气压会增大,水的沸点会升高,有可能超过100℃,在其他条件相同时从开始加热到水沸腾用时会更长,故甲组同学选择的是B套装置。
(3)[3][4][5]由图C可知,乙、丙两组测得的水的沸点同为100℃;图D中气泡在上升过程中体积逐渐增大,所以是沸腾时的现象;从开始加热到水沸腾所用的时间不同,可能是因为水质量不同、火力大小不同等。
(4)[6]由题可知,温度计上每小格表示的实际温度为
则当该温度计显示的气温为23℃时,实际的气温为
18.在“探究固体熔化时温度的变化规律”实验中,实验装置如图甲所示,将温度计插入试管后,待温度升至50℃左右开始,每隔大约1min记录一次温度,在固体完全熔化后再记录4~5次,根据记录的数据,在方格纸上以纵轴表示温度,横轴表示时间,描点连线,得到如图乙所示的该物质熔化时温度随时间变化的图象。
(1)该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”),熔化过程持续了 min;
(2)图中C点物体处于 (选填“固态”、“液态”或“固液共存态”);
(3)图中B点物体的内能 (选填“大于”、“小于”或“等于”)图中D点物体的内能;
(4)某同学把试管中的物质换成水,发现无论怎么加热,试管中的水都不会沸腾,原因是试管和烧杯中的水的温度 (选填“相同”或“不同”),试管中的水温度虽然达到了沸点,但却不能继续吸收热量。
【答案】 晶体 3 固液共存态 小于 相同
【详解】(1)[1][2]由图像知,该固体在第2min开始熔化,第5min熔化结束,即熔化过程持续了3min,在熔化过程温度保持不变,所以该物质是晶体。
(2)[3]图像中的C点,物体是在熔化过程,处于固液共存态。
(3)[4]图像中的B点内能小于D点的内能,因为晶体在熔化过程中,温度保持不变,但需要吸收热量,内能增大。
(4)[5]烧杯和试管中所装的都是水,当烧杯中的水沸腾时,试管中的水也能达到沸点,但试管内外的水温度相同,则试管内的水不能继续吸热,那么试管中的水不能沸腾。
19.在探究水的沸腾、海波和石蜡的熔化规律时,小琴记录的实验数据如下表所示.
请回答下列问题:
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
石蜡的温度/℃
40
41
42
44
46
47
48
49
51
52
54
56
59
海波的温度/℃
40
42
44
46
48
48
48
48
48
48
50
53
56
水的温度/℃
92
93
94
95
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97
98
99
99
99
99
99
99
⑴在上述三个探究实验中,都需要的测量仪器是秒表和 .
⑵该实验中水的沸点是 ℃,水沸腾时,可以观察到气泡上升时 (选填“越来越小”、“大小不变”或“越来越大”)
⑶在海波和石蜡这两种物质中,属于非晶体的是 ,其熔化时吸热,温度 (选填“不变”、“升高”或“降低”).
⑷海波的温度达到53℃时,其状态是 ;(选填“固态”、“液态”或“固液混合态”).
⑸在探究结束后,小琴根据实验数据绘制出了这三种物质的温度和时间关系的曲线,如右图所示.其中图C反映的是 的温度随时间变化关系,图中温度T= ℃
【答案】 )温度计 99 越来越大 石蜡 升高 液态 海波 48
【分析】(1)要解决此题,需要知道三个实验的目的,都是要探究温度随时间的变化情况.
(2)掌握沸点的概念,知道液体沸腾时的温度叫做沸点;水沸腾时气泡上升的;沸腾时有大量气泡产生,气泡在上升过程中,体积逐渐增大.
(3)晶体熔化时温度不变,非晶体熔化时温度不变升高,根据这一规律来判断.
(4)理解晶体熔点的概念,知道温度低于熔点,晶体处于固态;等于熔点,晶体处于固液共存态;高于熔点,晶体处于液态.
(5)晶体熔化过程吸收热量,温度保持不变;完全熔化之后,继续吸热时,温度继续升高.
【详解】(1)探究水的沸腾、海波和石蜡的熔化规律时,需要记录温度随时间的变化情况,所以除了记录时间的秒表外,还需要测量温度的温度计.
(2)由表格中数据可知,当水的温度达到99℃时,温度不再发生变化,所以水的沸点是99℃;水沸腾时,气泡上升过程中不断有新的气体产生,加入到气泡中去,另外上升过程中气泡受到液体的压强也在减小.
(3)由于石蜡熔化时温度一直在变化,所以它是非晶体.
(4)由表格中数据可以看出,海波在4到9分钟时间内温度保持48℃不变,所以海波的熔点是48℃.海波的温度达到53℃时,温度超过了熔点,说明此时已完全熔化完,为液态.
(5)海波是晶体,熔化时温度不变,熔化完成后温度再升高.
四、科普阅读题
20.阅读材料,回答问题.
能源的开发和环境保护
在日常生活和各种生产活动中都要消耗能量.煤、石油、天然气等物质都能够提供可利用的能量,空气的流动、水的流动也能够提供可利用的能量,平时说的“能源”,指的就是这些能够提供可利用的能量的物质.
近二三百年以来,人类相继发明了蒸汽机、内燃机、电动机等动力机械,使生产力得到了飞速发展.但是,能源的消耗也急剧增长.研究人员估计,按照目前的石油开采速度,地球上储藏的石油将在几十年内全部采完;煤的储量较多一些,但也将在二百多年时间内采完.可以想象,如果没有了石油和煤炭,汽车、飞机、轮船和铁路上的内燃机车都不能开动,火力发电厂将停止发电,人类的社会生活将会瘫痪.
大量消耗石油和煤炭还带来了环境污染问题.燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量,由此产生了“温室效应”.
煤炭中常常含有较多的硫,燃烧时形成的二氧化硫等物质会使雨水的酸度升高,形成“酸雨”,腐蚀建筑物,使土壤酸化.
(1)从文章中可以找出哪些常用的能源?
(2)化石能源的过度开采会造成哪些危害?请列举一例.
(3)化石能源的使用对环境有什么影响?
【答案】(1)从文中可找出常用的能源有煤、石油、天然气、风能、水能等.(2)过度开采化石能源会使其在短时间内消耗完.(3)化石能源的大量使用会形成酸雨和加剧“温室效应”.
【详解】(1)根据文中“煤、石油、天然气等物质都能够提供可利用的能量,空气的流动、水的流动也能够提供可利用的能量,平时说的“能源”,指的就是这些能够提供可利用的能量的物质.”所以可找出常用的能源有煤、石油、天然气、风能、水能等.
(2)根据文意可知,过度开采化石能源会使其在短时间内消耗完,如果没有替代的能源,人类的社会生活将会瘫痪.
(3)根据文中“燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量,由此产生了“温室效应”.煤炭燃烧时形成的二氧化硫等物质会使雨水的酸度升高,形成“酸雨”,腐蚀建筑物,使土壤酸化.”
所以可知:化石能源的大量使用会形成酸雨和加剧“温室效应”.
五、计算题
21.(1)铝块的质量为5kg,温度从200℃降低到100℃,能放出多少热量?
(2)如果(1)中这些热量用来给温度为5℃的水加热,可使质量为多少kg的水温度升高10℃?[结果保留一位小数。已知:,]
【答案】(1)4.4×105J;(2)10.5kg
【详解】解:(1)铝块放出的热量
(2)根据题意可知,水吸收的热量
由可知,水的质量
答:(1)铝块的质量为5kg,温度从200℃降低到100℃,能放出4.4×105J的热量;
(2)如果(1)中这些热量用来给温度为5℃的水加热,可使质量为10.5kg温度升高10℃。
22.小华家使用的天然气热水器,该热水器的铭牌标明了它的热效率,表示该热水器工作,天然气完全燃烧所消耗的化学能,有多大比例转化为水内能.小华尝试估测该热水器的热效率,以核对铭牌上的数值是否准确.他把家里自动洗衣机的“水量”设置为 40L,用热水器输出的热水注入洗衣 机,当注入水的体积达到 40L 时洗衣机便会自动停止注水.已知当时自来水的温度是15℃,热水器输出热水的温度为40℃,注水前天然气表的示数是2365.89m3,注水后变为 2366.05m3,天然气 的热值为 3.2×107J/m3.
请计算:(1)水吸收的热量;
(2)天然气完全燃烧所消耗的化学能;
(3)该热水器的热效率(结果保留至 1%);
(4)若这些天然气完全燃烧所消耗的化学能的 30%用来对 5kg 初温为 30℃的水加热,能使一标准大气压下的水温升高多少?(结果保留整数)
【答案】(1)4.2×106J;(2) 5.12×106J;(3) 82%;(4) 70℃
【详解】(1)水的体积:
V水=40L=40dm3=0.04m3,
由ρ=得水的质量:
m=ρV水=1.0×103×kg/m3×0.04m3=40kg,
水吸收的热量
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×40kg××(40℃−15℃)=4.2×106J;
(2)使用了天然气的体积:
V气=2366.05m3−2365.89m3=0.16m3,
天然气完全燃烧所消耗的化学能:
Q放=qV=3.2×107J/m3×0.16m3=5.12×106J;
(3)该热水器的热效率:
η= =×100%≈82%;
(4)由题知,
Q放×30%=cm′△t′
5.12×106J×30%=4.2×103J/(kg⋅℃)×5kg×△t′,
解得水升高的温度:
△t′=73℃,
t=t0+△t′=30℃+73℃=103℃>100℃(一标准大气压下水的沸点)
所以△t′′=100℃−30℃=70℃.
答:(1)水吸收的热量为4.2×106J;
(2)天然气完全燃烧所消耗的化学能为5.12×106J;
(3)该热水器的热效率为82%;
(4)若这些天然气完全燃烧所消耗的化学能的30%用来对5kg初温为30℃的水加热,能使一标准大气压下的水温升高70℃.
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