内容正文:
考点17 比热容 机械能与内能的相互转化
基础过关
1.(2025·江苏镇江中考)下列汽油机工作的冲程中,压缩冲程是( )
答案:B
解析:进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,是吸气冲程,选项A错误;两气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,选项B正确;两气门都关闭,活塞向下运动,是做功冲程,选项C错误;进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,是排气冲程,选项D错误。
2.(2025·江苏连云港中考)运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有( )
A.较大的热值 B.较低的沸点
C.较大的比热容 D.较高的凝固点
答案:A
解析:运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有较大的热值,选项A正确,B、C、D错误。
3.(2024·江苏连云港中考)沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小,这是因为水的( )
A.质量大 B.温度高
C.密度大 D.比热容大
答案:D
解析:水的比热容较大,同样受热或冷却的情况下,吸收或放出相同热量,相同质量的水和沙石相比较,水的温度变化比沙石小,所以沙漠地区昼夜温差大,而沿海地区昼夜温差小。选项D正确。
4.(2025·江苏南通中考)小明用电水壶烧水给爷爷奶奶泡茶,该壶保温性能较好,烧水时壶会吸收一些热量。在壶中装入500 mL的水,加热至沸腾,用时2 min,水用完后,他又在壶中装入1 000 mL的水,加热至沸腾,所需时间最有可能的是( )
A.2 min
B.4 min
C.大于2 min且小于4 min
D.大于4 min
答案:C
解析:第二次烧的水是第一次的两倍,由Q吸=c水mΔt可知,加热所需热量为第一次的两倍,但因第一次烧水时壶会吸收一些热量,故时间应小于4 min,水量变为2倍导致时间多于2 min,因此选项C正确,A、B、D错误。
5.(2025·四川中考)某学校物理兴趣小组用控制变量的方法比较a、b两种液体的比热容ca和cb。他们在实验室让质量相同的a、b两种液体吸收相同的热量后,液体a的温度从20 ℃升高到50 ℃,液体b的温度从10 ℃升高到70 ℃,a、b两种液体均未沸腾。由此可知( )
A.ca>cb B.ca<cb
C.ca=cb D.ca=3cb
答案:A
解析:a的温度变化量为Δta=50 ℃-20 ℃=30 ℃,b的温度变化量为Δtb=70 ℃-10 ℃=60 ℃,a、b两种液体的质量相同,吸收相同的热量,根据Q=cmΔt可知比热容c与温度变化量Δt成反比,Δtb>Δta,所以a、b液体的比热容ca>cb,选项A正确,B、C错误;a、b两种液体的质量相同,吸收相同的热量,根据Q=cmΔt可知比热容c与温度变化量Δt成反比,所以=2,所以ca=2cb,选项D错误。
6.(2024·江苏扬州中考)拖拉机轮胎表面刻有花纹,是通过增大 来增大摩擦。选用水来冷却拖拉机的发动机,是因为水的比热容 (选填“大”或“小”),如果水箱装有质量为20 kg的水,水温从20 ℃上升到70 ℃,水吸收了 J的热量。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
答案:接触面的粗糙程度 大 4.2×106
解析:拖拉机轮胎表面刻有花纹,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的;拖拉机发动机用水作冷却液是因为水的比热容大,在同样吸放热的情况下,温度变化小;水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×20 kg×(70 ℃-20 ℃)=4.2×106 J。
7.(2025·安徽中考)小张同学利用如图所示的实验装置测量煤油的比热容。实验中,在一段时间内电阻丝产生了400 J的热量,质量为0.04 kg的煤油温度升高了5 ℃,若电阻丝产生的热量全部被煤油吸收,则煤油的比热容为 J/(kg·℃)。
答案:2.0×103
解析:根据Q吸=c煤油mΔt可得,煤油的比热容为c煤油==2.0×103 J/(kg·℃)。
8.(2025·江苏宿迁中考)将质量均为100 g的沙子和水分别放在两个相同瓷盘中,初始温度相同,用同一热源加热相同时间, 升温快,这是因为 ;实验中测得水的温度升高了20 ℃,吸收的热量为 J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
答案:沙子 沙子的比热容小于水的比热容
8.4×103
解析:质量相同的沙子和水,如果加热相同的时间,吸收相同的热量,由于沙子的比热容小于水的比热容,所以沙子升高的温度更高即升温更快;水吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.1 kg×20 ℃=8.4×103 J。
能力提升
9.(2024·江苏扬州中考)家用燃油汽车的发动机主要是汽油机,下列说法正确的是( )
A.汽油机的效率能达到100%
B.汽油机燃烧汽油会造成环境污染
C.汽油机的一个工作循环中,对外做功4次
D.汽油机在吸气冲程中只吸入汽油
答案:B
解析:汽油机工作时要克服机械间的摩擦做额外功,同时存在热散失,并且废气带走大部分能量,所以汽油机的效率不能达到100%,选项A错误;汽油机燃烧汽油放出的废气会造成环境污染,选项B正确;汽油机的一个工作循环有4个冲程,对外做功一次,选项C错误;汽油机在吸气冲程中吸入的是空气和汽油的混合气体,选项D错误。
10.(2024·江苏南京中考)根据表中数据,下列判断正确的是( )
物质
熔点/℃
密度/(kg·m-3)
比热容/[J/(kg·℃)]
铁
1 535
7.9×103
0.46×103
铜
1 083
8.9×103
0.39×103
铝
660
2.7×103
0.88×103
A.用铜质容器可以熔化铁块和铝块
B.体积相同的铁钉和铜钉所含的物质一样多
C.质量相等的铁块和铜块升高相同的温度,铁块吸收的热量多
D.铝块的质量发生变化,它的熔点、密度、比热容也发生变化
答案:C
解析:铜的熔点比铝的高,比铁的低,铜质容器可以熔化铝块,不能熔化铁块,选项A错误;铜的密度大于铁的密度,体积相同的铜钉所含的铜比铁钉所含的铁多,铜钉的质量大于铁钉的质量,选项B错误;铁的比热容大于铜的比热容,根据Q吸=cmΔt,质量相等的铁块和铜块升高相同的温度,铁块吸收的热量多,选项C正确;铝块的质量发生变化,它的熔点、密度、比热容都不会发生变化,选项D错误。
11.(2025·江苏无锡中考)取5.6 g酒精和5.6 g花生米,点燃后分别对80 g的水加热,直至充分燃烧。数据记录在表中,可见质量相等的酒精和花生米充分燃烧所放出的热量 (选填“相等”或“不相等”),所测的花生米的热值为 J/kg,酒精和花生米中, 的热值大。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
燃料
加热前的水温/℃
加热后的水温/℃
5.6 g酒精
22
70
5.6 g花生米
22
52
答案:不相等 1.8×106 酒精
解析:由表格数据可知,5.6 g酒精完全燃烧放出的热量可以将水的温度升高48 ℃,5.6 g花生米完全燃烧放出的热量可以将水的温度升高30 ℃,由Q放=Q吸=cmΔt可知,酒精燃烧放出的热量比花生米燃烧放出热量多,再由Q放=mq知,酒精的热值更大;由题意知,5.6 g花生米完全燃烧放出的热量Q放=Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×80×10-3 kg×(52 ℃-22 ℃)=1.008×104 J,由Q放=mq知,花生米的热值q==1.8×106 J/kg。
创新拓展
12.(2025·江苏徐州中考)小华在家中烧水时有个疑问:水吸收的热量与什么因素有关呢?她猜想:水吸收的热量与水的质量和升高的温度有关。为了探究其中的关系,她借助一个电热水壶进行实验。
(1)水吸收的热量无法直接测量,实验中用加热时间t表示,因为水吸收的热量Q与加热时间t成 。
(2)在探究水吸收的热量与水升高的温度之间的关系时,小华量取0.8 kg水,用电热水壶加热,每隔1 min测量一次水的温度,测得数据如下表所示。请在坐标图中画出水的温度随加热时间变化的图像。
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
温度/℃
20
30
40
50
60
70
(3)在探究水吸收的热量Q与水的质量m之间的关系时,应控制水 相同,量取不同质量的水,分别用电热水壶加热,记录加热时间。小华进行实验并根据数据得出Q与m之间的关系。
(4)小华总结实验结论:水吸收的热量与水的质量和升高的温度成正比,即Q=km·Δt。如果想要测出比例系数k的值,她还需要做什么? 。
答案:(1)正比 (2)见解析 (3)升高的温度 (4)进行多组不同质量的水升高不同温度的实验,利用电能表测出消耗的电能W,不计热损失的话,Q=W,进而得出k值
解析:(1)因为电热水壶在相同时间内产生的热量是相同的,水吸收的热量等于电热水壶放出的热量(不考虑热量损失),所以水吸收的热量Q与加热时间成正比。
(2)根据题表格中的数据,在坐标图中描点(时间为横坐标,温度为纵坐标),然后用平滑的曲线将这些点连接起来,就可以得到水的温度随加热时间变化的图像,如图所示。
(3)在探究水吸收的热量Q与水的质量m之间的关系时,根据控制变量法,应控制水升高的温度相同,改变水的质量,分别用电热水壶加热,记录加热时间。
(4)如果Q=km·Δt,想要得出比例系数k的值,则需要测量水的质量m、升高的温度Δt以及对应消耗的电能,然后根据多组实验数据,通过计算k=来求出k的值,即需要进行多组不同质量的水升高不同温度的实验,利用电能表测出消耗的电能W,不计热损失的话,Q=W,进而得出k值。
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考点17 比热容 机械能与内能的相互转化
基础过关
1.(2025·江苏镇江中考)下列汽油机工作的冲程中,压缩冲程是( )
2.(2025·江苏连云港中考)运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有( )
A.较大的热值 B.较低的沸点
C.较大的比热容 D.较高的凝固点
3.(2024·江苏连云港中考)沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小,这是因为水的( )
A.质量大 B.温度高
C.密度大 D.比热容大
4.(2025·江苏南通中考)小明用电水壶烧水给爷爷奶奶泡茶,该壶保温性能较好,烧水时壶会吸收一些热量。在壶中装入500 mL的水,加热至沸腾,用时2 min,水用完后,他又在壶中装入1 000 mL的水,加热至沸腾,所需时间最有可能的是( )
A.2 min
B.4 min
C.大于2 min且小于4 min
D.大于4 min
5.(2025·四川中考)某学校物理兴趣小组用控制变量的方法比较a、b两种液体的比热容ca和cb。他们在实验室让质量相同的a、b两种液体吸收相同的热量后,液体a的温度从20 ℃升高到50 ℃,液体b的温度从10 ℃升高到70 ℃,a、b两种液体均未沸腾。由此可知( )
A.ca>cb B.ca<cb
C.ca=cb D.ca=3cb
6.(2024·江苏扬州中考)拖拉机轮胎表面刻有花纹,是通过增大 来增大摩擦。选用水来冷却拖拉机的发动机,是因为水的比热容 (选填“大”或“小”),如果水箱装有质量为20 kg的水,水温从20 ℃上升到70 ℃,水吸收了 J的热量。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
7.(2025·安徽中考)小张同学利用如图所示的实验装置测量煤油的比热容。实验中,在一段时间内电阻丝产生了400 J的热量,质量为0.04 kg的煤油温度升高了5 ℃,若电阻丝产生的热量全部被煤油吸收,则煤油的比热容为 J/(kg·℃)。
8.(2025·江苏宿迁中考)将质量均为100 g的沙子和水分别放在两个相同瓷盘中,初始温度相同,用同一热源加热相同时间, 升温快,这是因为 ;实验中测得水的温度升高了20 ℃,吸收的热量为 J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
能力提升
9.(2024·江苏扬州中考)家用燃油汽车的发动机主要是汽油机,下列说法正确的是( )
A.汽油机的效率能达到100%
B.汽油机燃烧汽油会造成环境污染
C.汽油机的一个工作循环中,对外做功4次
D.汽油机在吸气冲程中只吸入汽油
10.(2024·江苏南京中考)根据表中数据,下列判断正确的是( )
物质
熔点/℃
密度/(kg·m-3)
比热容/[J/(kg·℃)]
铁
1 535
7.9×103
0.46×103
铜
1 083
8.9×103
0.39×103
铝
660
2.7×103
0.88×103
A.用铜质容器可以熔化铁块和铝块
B.体积相同的铁钉和铜钉所含的物质一样多
C.质量相等的铁块和铜块升高相同的温度,铁块吸收的热量多
D.铝块的质量发生变化,它的熔点、密度、比热容也发生变化
11.(2025·江苏无锡中考)取5.6 g酒精和5.6 g花生米,点燃后分别对80 g的水加热,直至充分燃烧。数据记录在表中,可见质量相等的酒精和花生米充分燃烧所放出的热量 (选填“相等”或“不相等”),所测的花生米的热值为 J/kg,酒精和花生米中, 的热值大。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
燃料
加热前的水温/℃
加热后的水温/℃
5.6 g酒精
22
70
5.6 g花生米
22
52
创新拓展
12.(2025·江苏徐州中考)小华在家中烧水时有个疑问:水吸收的热量与什么因素有关呢?她猜想:水吸收的热量与水的质量和升高的温度有关。为了探究其中的关系,她借助一个电热水壶进行实验。
(1)水吸收的热量无法直接测量,实验中用加热时间t表示,因为水吸收的热量Q与加热时间t成 。
(2)在探究水吸收的热量与水升高的温度之间的关系时,小华量取0.8 kg水,用电热水壶加热,每隔1 min测量一次水的温度,测得数据如下表所示。请在坐标图中画出水的温度随加热时间变化的图像。
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
温度/℃
20
30
40
50
60
70
(3)在探究水吸收的热量Q与水的质量m之间的关系时,应控制水 相同,量取不同质量的水,分别用电热水壶加热,记录加热时间。小华进行实验并根据数据得出Q与m之间的关系。
(4)小华总结实验结论:水吸收的热量与水的质量和升高的温度成正比,即Q=km·Δt。如果想要测出比例系数k的值,她还需要做什么? 。
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