第十二章 机械能和内能（举一反三·重难点训练）物理新教材苏科版九年级上册

第十二章 机械能和内能 【题型1 物体机械能的改变】 1 【题型2 探究动能的影响因素】 3 【题型3 探究重力势能的影响因素】 7 【题型4 内能的改变方式】 9 【题型5 探究不同物质的吸热本领】 11 【题型6 温度、内能、热量概念辨析】 16 【题型7 比热容特点及应用】 18 【题型8 与比热容有关的图像问题】 20 【题型9 热机的工作原理】 25 【题型10 探究不同燃料的放热本领】 27 【题型11 物体吸热、放热的计算】 30 【题型12 热效率计算】 32 【题型1 物体机械能的改变】 1．嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。AB段返回器的动能 （选填“变大”或“变小”）；BC段返回器的机械能 （选填“不变”或“改变”），CD段返回器C点的机械能 D点的机械能（选填“大于”“等于”或“小于”）。 2．我国发射的宇宙飞船在完成任务后，返回地面指定地点，宇宙飞船在下落到地面附近时，由于空气阻力作用做匀速直线运动，则宇宙飞船在匀速下降的过程中，它的动能 ，重力势能 ，内能 。（选填“减小”、“增大”或“不变”） 3．如图，在光滑的水平台面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在A、B间做往复运动（已知AO＝OB）。下列说法正确的是（　　） A．小球在往复运动过程中机械能守恒 B．小球在O点动能最大 C．小球从B往A运动过程中速度不断增大 D．小球在往复运动过程中所受弹力方向不变 【题型2 探究动能的影响因素】 4．动能的大小与哪些因素有关呢?小吉猜想： （1）动能的大小可能与物体的质量有关； （2）动能的大小可能与物体速度有关。 为了探究动能的大小与哪些因素有关，小吉用同一个斜面，同一个长木板和同一木块，两个不同质量的小球设计了如图所示的甲、乙、丙三个实验，测出每次实验中木块移动的距离，再通过比较分析，得出结论，上述实验中： (1)小吉是通过 来比较小球动能的大小；若木块被撞后移动的距离越远，说明小球对木块的推力做功越多，小球撞击木块时的动能越 ； (2)若水平面绝对光滑，本实验 达到探究目的（选填“能”或“不能”）； (3)对比乙、丙实验，能否探究动能大小与质量的关系 ； (4)对比甲、丙实验，得出的实验结论是 5．在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，同学们做了如图所示三个实验，将小球沿着同一斜面由静止释放，并与同一水平面上的同一木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止。请回答下列问题： （1）为了研究物体动能与速度的关系，实验中选择甲、乙两个图进行比较，得到的结论是：小球的质量一定时，　 　越大，则动能越大。 （2）为了研究物体动能与质量的关系，实验中应选择 　 　两个图进行比较，得到的结论是：小球的速度一定时，　 　越大，则动能越大。 （3）实验中，通过比较 　 　来判断小球动能的大小，这种实验方法是 　 　法（选填“控制变量”或“转换”）。 6．某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为m、2m的钢球、木块和斜面等。实验过程如图： (1)本实验是通过 来反映钢球动能大小的。 (2)为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择 两图进行实验分析。 (3)实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面的 （选填“相同质量”或“不同高度”）由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，动能越 。这个结论可用来解释汽车 （选填“超速”或“超载”）带来的危害。 (4)实验装置中，如果水平面光滑，能否完成本实验的探究内容？并说明理由： 。 【题型3 探究重力势能的影响因素】 7．在探究“物体重力势能的大小与哪些因素有关”时，让A、B两个质量不同的铅球从沙坑表面上方由静止释放，铅球落下后陷入沙子中，实验情景如图甲所示。 (1)实验中通过比较 来判断铅球重力势能的大小。 (2)由实验情景甲可得出结论：当 一定时，物体的 越大，重力势能越大。 (3)若要探究物体重力势能与高度的关系，则需用 的两个铅球，让两球 ，比较它们陷入沙子中的深度。 (4)如图乙所示，C球由静止下落，D球沿光滑弯曲管道由静止滑下。实验表明，物体重力势能的大小与 。 8．如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C，球A、C离沙地高度相同。现让三个球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。 （1）根据A、B、C三个小球在沙地中下陷的深度可以判断出释放前小球 　 　的做功本领最大； （2）比较球A、C可得出重力势能大小与 　 的关系； （3）小球在下落过程中，重力会对小球做功，则重力对小球做功大小与时间关系图应是 　 　。 9．小泉在研学时发现，强夯机（如图a所示）在打夯时，将地面砸出的深坑。小组的同学们设计了图b所示的“模拟打桩”实验，探究物体重力势能的大小与哪些因素有关。已知物体质量m甲= m乙，实验时，让物体从木桩正上方某一高度自由下落，将木桩打入沙中。 (1)甲、乙、丙都由静止释放，目的是控制物体的初始动能为 J；木桩下端做得尖，是为了增大 ，方便打入沙中； (2)由图b可判断：物体 （选填“甲”“乙”或“丙”）释放前的重力势能最小，甲和丙质量的关系是m甲 m丙。 (3)通过图b中A、B两木桩被打入沙中的深度，可以得出初步结论：物体质量相同，下落的 越大，具有的重力势能越大；由图b中B、C两木桩被打入沙中的深度相同，物体乙、丙 能力相同。 【题型4 内能的改变方式】 10．下列现象中，物体的内能没有发生明显变化的是（　　） A．给电暖气通电 B．把货物吊起 C．将开水晾凉 D．对指甲打磨 11．如图所示的四种情景中，改变内能的方式相同的一组是（    ）． 甲：加热试管中的水                乙：向下按压活塞 丙：往水中加冰                    丁：滑滑梯时臀部发热 A．甲乙 B．甲丙 C．乙丙 D．丙丁 12．下列实例中，属于做功改变物体内能的是（　　） A．将热牛奶倒入玻璃杯中，玻璃杯温度升高 B．经阳光暴晒后的柏油路面，其温度升高 C．反复弯折铁丝，弯折处温度升高 D．用热水袋暖手，手的温度升高 【题型5 探究不同物质的吸热本领】 13．如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同，燃料质量都是10g，烧杯内液体质量和初温也相同。 （1）比较不同液体的比热容，可以选择 　 　两图； （2）为了研究不同物质的吸热能力，利用其中两幅图进行实验，根据记录数据作出了两种液体的温度随时间变化的图象，如图丁所示，如果已知b液体比热容是1.8×103J/（kg•℃），则a液体比热容是 　 　J/（kg•℃）； （3）水的比热容较大，人们往往利用这一特性为生活、生产服务或解释一些自然现象，下列事例中与它这一特性无关的是 　 　。 A.让流动的热水流过散热器取暖 B.汽车发动机用水作为冷却剂 C.沿海地区昼夜温差比内陆地区小 D.夏天在房间内洒水降温 14．在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，实验装置如图所示。 加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6 甲的温度/℃ 18 22 26 30 34 38 42 乙的温度/℃ 18 30 42 54 66 78 90 （1）要完成该探究实验，除了图中所示的器材外，还需要的测量工具有天平和 　 　。 （2）实验中取 　 　和初温都相同的A、B两种液体，用相同规格的电加热器加热的目的是通过比较 　 　 来表示液体吸收热量的多少。 （3）小明将记录的数据填入表格，分析数据可知：从开始加热到42℃，甲、乙两种液体吸收热量的关系Q甲　 　Q乙。（选填“＞”、“＜”或“＝”） （4）若小明想自制一个暖手袋，从甲和乙两种液体中选一种装入暖手袋中作为供热介质，选择 　 　为介质保暖时间会更长。（均选填“甲”或“乙”） （5）A、B两液体的温度随时间变化的图象如图丙所示，若加热过程中没有热量损失，已知液体A的比热容为4.2×103J/（kg•℃），则液体B的比热容为 　 　J/（kg•℃）。 15．利用如图甲所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”，操作如下： （1）在两烧杯中分别装入初温相同且 　 　相等的沙子和水； （2）用相同的酒精灯火焰加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔相同的时间记录一次温度，其中某时刻的温度如图乙所示，其示数为 　。根据实验数据绘制成温度与时间的关系图象，如图丙所示； （3）实验中，是通过比较 　 　（选填“加热的时间”或“升高的温度”）来间接反映沙子和水吸收的热量； （4）分析图丙可知，若使两者升高相同的温度，则 　 　吸收的热量较多，由此可见 　的比热容较大； （5）如图丁所示的图像表示甲、乙两个固态物体吸热后温度升高的情况，图中横坐标是物体的温度变化，纵坐标是物体吸收的热量。 ①如果甲和乙的质量相同，甲的比热容 　 　乙的比热容（选填“大于”、“等于”或“小于”）； ②如果甲、乙是同种物质制成的，甲、乙存在的具体差异可能是 　 　。 【题型6 温度、内能、热量概念辨析】 16．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（   ） A．温度高的物体内能一定大，温度低的物体内能一定小 B．物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变 C．物体的温度越高，所含热量越多 D．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体 17．关于热量、内能和温度，下列说法中，正确的是（　　） A．物体吸收了热量，它的温度一定升高，内能一定增加 B．物体温度升高了，它的内能一定增加，一定吸收了热量 C．物体内能增加了，它一定吸收了热量，温度一定升高 D．物体吸收了热量，它的内能增加，但温度不一定升高 18．关于温度、内能、热量、比热容，下列说法不正确的是（　　） A．温度低的物体可以比温度高的物体内能大 B．热传递是内能转移的过程 C．0℃的冰熔化成0℃的水时，吸收热量，温度不变，内能不变 D．虽然，但比热容与物体吸收或放出的热量、物体的质量和温度的变化无关 19．（多选）关于温度、热量、内能，以下说法中正确的是（　　） A．同一个铁块的温度升高，其内能增大 B．物体吸收热量，其温度可能不变 C．体积相同的物体温度不相同时热量可能相等 D．物体放出热量，它的内能一定会减少 【题型7 比热容特点及应用】 20．（多选）下表是一些物质的比热容[单位：J/(kg·℃)]，下列说法中正确的是（　　）。 水 4.2×103 铝 0.88×103 砂石 约0.92×103 铜 0.39×103 干泥土 0.84×103 玻璃 0.84×103 A．不同种类的物质，比热容一定不同 B．水的比热容与水的质量和吸收(或放出)热量的多少有关 C．质量相同的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块的温度变化量大 D．沿沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小，原因之一是水的比热容比砂石的比热容大 21．暑假期间，小军一家从济南到青岛旅游，小军发现白天风从海上吹向陆地，晚上反之，如图所示，形成这一现象的主要原因是海水和陆地具有不同的（　　） A．比热容 B．内能 C．密度 D．温度 22．如图，利用了“水的比热容大”这一特性的是（　　） A．利用水冷却 B．利用水做功 C．利用水造雪 D．利用水扑火 【题型8 与比热容有关的图像问题】 23．如图所示，用相同的加热器给甲、乙两杯液体加热（不计热量损失，加热装置与环境等因素完全一样），得到液体温度与加热时间的关系图，如图丙所示，下列说法正确的是（　　） A．若甲、乙是质量相同的两种液体，则甲、乙两杯中液体的比热容之比为2：3 B．若甲、乙是质量相同的两种液体，则将甲、乙两杯液体从20℃加热至60℃（均未沸腾）所需时间之比为1：2 C．若甲、乙是质量不同的同种液体，则甲、乙两杯中液体的质量之比为3：2 D．若甲、乙是质量不同的同种液体，则甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比为2：3 24．质量均为0.5kg的水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，它们温度随时间变化的关系如图所示。已知水的比热容，。下列说法中（　　）。 ①甲物质是水 ②0~12min乙温度降低了20℃ ③0~12min甲放出了的热量 ④乙物质的比热容为 A. 只有①②正确 B. 只有②④正确 C. 只有①③正确 D. 只有①④正确 25．（多选）规格相同的甲、乙两容器中分别装有3kg和2kg的纯净水，并用不同加热器加热，不计热损失，得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图。下列说法正确的是（　　）。 A．甲、乙两杯中的液体每分钟吸收的热量之比为1∶1。 B．甲杯液体每分钟吸收的热量为2.52×105J C．加热相同的时间，甲、乙两杯液体升高的温度之比为3∶2 D．将甲、乙两容器中的液体从20℃加热至沸腾所需要的时间之比为2∶3 26．小华同学利用恒定热源，在一个标准大气压下探究某物质熔化时温度随时间变化的图像如图所示。该物质在第2min时的内能 　 　 第4min时的内能（选填“大于”、“等于”或“小于”）；若该物质在CD段时的比热容是4.2×103J/（kg•℃），则它在AB段时的比热容为 　 J/（kg•℃）。 【题型9 热机的工作原理】 27．下图为四冲程内燃机的工作示意图，下列说法正确的是（　　） A．在一个工作循环中的工作冲程依次是丁、丙、甲、乙 B．依靠曲轴的惯性完成的冲程是甲、乙、丁 C．甲冲程能获得动力 D．丁冲程的能量转化是内能转化为机械能 28．有一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速是1200r/min，那么该柴油机每秒完成 　 　个冲程，做功 　 　次，活塞往复 　 　次，飞轮转 　 　转。 29．如图所示是某单缸四冲程汽油机的工作示意图。下列说法正确的是（　　） A．一个工作循环的正确顺序是：丁、丙、甲、乙 B．甲图冲程将内能转化为机械能 C．丙图冲程是做功冲程，对外提供动力 D．飞轮的转速为1800r/min，则该汽油机每秒钟做功30次 【题型10 探究不同燃料的放热本领】 30．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，甲、乙烧杯内的液体质量相同。 （1）比较不同燃料的热值，应选择　　　　　两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择　　　　　两图进行实验。 （2）若液体a的质量为ma，液体b的质量为mb，为了完成实验，则需ma　　　　（选填“大于”、“小于”、或“等于”）mb。 （3）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象如图丁所示，由图可以看出，　　液体的温度升高得较慢，　　液体的比热容较大。若其中比热容较大的液体是水，则另一种液体的比热容为　　　　　　J/（kg•℃）。 31．小文同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。 加热时间t/min 0 1 2 3 4 5 6 甲杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38 乙杯水温/℃ 25 26 27 28 29 30 31 他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1min记录了杯中水的温度。 （1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先固定　 　的位置，再调整固定的　 　位置。（选填“A”或“B”） （2）为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有：加热时间和水的初温、水的　 　。 （3）通过表中记录的数据，你认为加热相同时间甲装置吸收热量　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）乙装置吸收的热量：理由是　 　。 （4）小文同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及酒精灯中燃料的质量。井由记录的数据，利用公式 Q吸＝cm△t计算出了水吸收的热量。他想通过这些数据计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗？　 　。理由是　 　。 32．如图所示，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，实验时要观察 　 　（选填“加热的时间”或“升高的温度”，下同）比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择 　 　两图进行实验，实验时通过观察 　 　反映物体吸热的多少。 （2）比较不同物质的比热容，选用上图合适装置加热相同一段时间后，绘制出温度﹣时间图像（如图丁），由图像可比较出液体a的比热容 　 　液体b的比热容。在液体a和液体b中，选择 　 　作为汽车发动机的冷却剂较好。 【题型11 物体吸热、放热的计算】 33．依据表格中的数据，下列说法正确的是（   ） 物质 比热容 水 煤油 砂石 A．水的温度升高1℃需吸收的热量 B．一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小 C．1kg煤油降低1℃需要放出J的热量 D．使1kg的水和煤油都升高1℃，煤油吸收的热量较多 34．将质量为1kg、温度为80℃的热水倒入2kg的冷水中，最后温度为40℃，热水的温度下降了 ℃，热水放出的热量为 J，如果不计热损耗，冷水吸收的热量为 J，冷水的温度升高了 ℃，冷水的初温是 ℃。[] 35．使用天然气做饭时，要想把2kg、20℃的水烧开（在1个标准大气压下），水吸收的热量为 J。天然气完全燃烧放出的热量为 。天然气用掉一部分后，剩余天然气的热值将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【题型12 热效率计算】 36．“可燃冰”作为新能源，有着巨大的开发使用潜力。在同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达煤气的数十倍。的“可燃冰”完全燃烧后可放出的热量为 J，利用这些热量烧水供暖，可以将的水从0℃加热到100℃，水吸收的热量为 J，则烧水的效率为 。[“可燃冰”的热值为，水的比热容为] 37．太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置。下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息，其中太阳辐射功率是指1h内投射到面积上的太阳能。求： 太阳照射时间/h 10 装水量/kg 100 吸热板面积/ 2.5 水升高的温度/℃ 50 水的比热容/ 太阳辐射功率/ (1)水在10h内吸收的热量。 (2)该太阳能热水器的能量转化效率。 (3)请写出用太阳能热水器代替燃气热水器的优点。（至少写出一条） 38．随着环保减排目标的推进，各地政府相继出台“煤改气”、“改电”政策，推进清洁取暖。小明家用天然气做饭时，将一壶质量为1.5kg的水由20℃烧至100℃时，消耗了天然气0.02m3，求 (1)壶中水吸收的热量；（c水=4.2×103J/（kg•℃）） (2)天然气完全燃烧放出的热量；（天然气的热值为3.6×107J/m3） (3)用天然气烧水时的效率。 39．太阳能汽车与能源效率： 某太阳能汽车接收板的有效面积为8m2，在晴朗天气下，1m2面积上每秒接收的太阳能约为1000J。已知该车效率为20%，最大输出功率为4kW。 (1)该车在平直公路上以20m/s匀速行驶时，受到的阻力为多少？ (2)若该车以最大功率行驶1小时，实际消耗的能量是多少？相当于完全燃烧多少千克汽油？（q汽油=4.6×107J/kg） 40．搭载华为智能无人驾驶解决方案的“赛力斯华为智选SF5”汽车上市。如图所示，两驱版的“SF5”整车装备质量为2230kg，发动机最大功率为82kW，电动机最大功率为255kW，锂电池能量35kW•h，在纯电模式下可续航180km，油电混合模式下能实现续航超过1000km，还可通过车辆控制家中的智能家电。 (1)若用功率为10kW的直流充电桩给“SF5”锂电池充满电，需要多少时间？ (2)在纯电模式下，若车以108km/h的速度在水平路面匀速行驶30min，该汽车行驶的距离？ (3)在发动机模式下，若试乘人员质量为70kg，汽车匀速行驶40km消耗了4kg汽油，受到的阻力是汽车总重的0.08倍，则发动机的效率是多少？（q汽油=4.6×107J/kg） 18 / 18 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十二章 机械能和内能 【题型1 物体机械能的改变】 1 【题型2 探究动能的影响因素】 3 【题型3 探究重力势能的影响因素】 7 【题型4 内能的改变方式】 9 【题型5 探究不同物质的吸热本领】 11 【题型6 温度、内能、热量概念辨析】 16 【题型7 比热容特点及应用】 18 【题型8 与比热容有关的图像问题】 20 【题型9 热机的工作原理】 25 【题型10 探究不同燃料的放热本领】 27 【题型11 物体吸热、放热的计算】 30 【题型12 热效率计算】 32 【题型1 物体机械能的改变】 1．嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。AB段返回器的动能 （选填“变大”或“变小”）；BC段返回器的机械能 （选填“不变”或“改变”），CD段返回器C点的机械能 D点的机械能（选填“大于”“等于”或“小于”）。 【答案】变小 不变 大于 【解析】[1]AB段，返回器的质量不变，高度变大，重力势能变大，返回器的动能转化为重力势能和内能，所以返回器的动能变小。 [2]BC段没有受到空气的阻力，机械能是守恒的，所以BC段返回器的机械能保持不变。 [3]CD段，质量不变，高度变小，重力势能减小，速度变大，动能变大，在大气层中，从C到D，一部分机械能转化为内能，C点的机械能大于D点的机械能。 2．我国发射的宇宙飞船在完成任务后，返回地面指定地点，宇宙飞船在下落到地面附近时，由于空气阻力作用做匀速直线运动，则宇宙飞船在匀速下降的过程中，它的动能 ，重力势能 ，内能 。（选填“减小”、“增大”或“不变”） 【答案】不变 减小 增大 【解析】[1][2]宇宙飞船在匀速下降的过程中，质量不变，速度不变，故它的动能不变，高度减小，重力势能减小。 [3]由于克服空气阻力做功，机械能转化为内能，内能增大。 3．如图，在光滑的水平台面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在A、B间做往复运动（已知AO＝OB）。下列说法正确的是（　　） A．小球在往复运动过程中机械能守恒 B．小球在O点动能最大 C．小球从B往A运动过程中速度不断增大 D．小球在往复运动过程中所受弹力方向不变 【答案】B 【解答】解：A、小球在光滑的水平台面上AB间做往复运动，且AO＝OB，这表明小球和弹簧的整体机械能是守恒的，在任一位置，小球的动能与弹簧的弹性势能的总和保持不变，小球在往复运动过程中机械能不守恒，故A错误； BC、小球从A（或B）位置运动到O位置的过程中，弹簧的形变程度变小，弹性势能变小，小球的速度变大，动能变大，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，到达O点时，弹簧的弹性势能全部转化为小球的动能，弹性势能为0，小球的动能最大；从O到B（或A）的过程中，弹簧的形变程度变大，弹性势能变大，小球的动能转化为弹簧的弹性势能，所以整个过程中小球在O点动能最大，小球从B往A运动过程中速度先增大后减小，故B正确，C错误； D、小球在往复运动过程中弹簧在AO段是缩短的，弹力方向向右，弹簧在OB段是伸长的，弹力方向向左，所受弹力方向不同。故D错误。 故选：B。 【题型2 探究动能的影响因素】 4．动能的大小与哪些因素有关呢?小吉猜想： （1）动能的大小可能与物体的质量有关； （2）动能的大小可能与物体速度有关。 为了探究动能的大小与哪些因素有关，小吉用同一个斜面，同一个长木板和同一木块，两个不同质量的小球设计了如图所示的甲、乙、丙三个实验，测出每次实验中木块移动的距离，再通过比较分析，得出结论，上述实验中： (1)小吉是通过 来比较小球动能的大小；若木块被撞后移动的距离越远，说明小球对木块的推力做功越多，小球撞击木块时的动能越 ； (2)若水平面绝对光滑，本实验 达到探究目的（选填“能”或“不能”）； (3)对比乙、丙实验，能否探究动能大小与质量的关系 ； (4)对比甲、丙实验，得出的实验结论是 【答案】(1) 木块被撞击的距离 大 (2)不能 (3)不能 (4)当物体的质量相同时，物体的速度越大，物体的动能越大 【解析】（1）[1]小吉是通过木块被撞击的距离来比较小球动能的大小，采用转换法。 [2]物体对外做的功越多，物体具有的能量越大。若木块被撞后移动的距离越远，说明小球对木块的推力做功越多，小球撞击木块时的动能越大。 （2）若水平面绝对光滑，木块被撞击后将做匀速直线运动，无法比较木块被撞击的距离的远近，则本实验不能达到探究目的。 （3）乙、丙实验中，小球的质量与下滑高度均不同，没有控制小球下滑的高度相同，导致小球到达水平面的速度不同，不能探究动能大小与质量的关系。 （4）对比甲、丙实验，当小球的质量相同时，小球从斜面下滑的高度越高，小球到达水平面的速度越大，木块被撞击的距离越远，由此可得出的实验结论是当物体的质量相同时，物体的速度越大，物体的动能越大。 5．在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，同学们做了如图所示三个实验，将小球沿着同一斜面由静止释放，并与同一水平面上的同一木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止。请回答下列问题： （1）为了研究物体动能与速度的关系，实验中选择甲、乙两个图进行比较，得到的结论是：小球的质量一定时，　 　越大，则动能越大。 （2）为了研究物体动能与质量的关系，实验中应选择 　 　两个图进行比较，得到的结论是：小球的速度一定时，　 　越大，则动能越大。 （3）实验中，通过比较 　 　来判断小球动能的大小，这种实验方法是 　 　法（选填“控制变量”或“转换”）。 【答案】（1）速度；（2）甲、丙；质量；（3）木块移动的距离；转换。 【解析】解：（1）为了研究物体动能与速度的关系，根据控制变量法可知，需要控制小球的质量相同，滚下的高度不同，应选择甲、乙两个图进行比较，乙中小球滚下的高度高，到达水平面时的速度大，木块被撞击的距离远，动能大，故得到的结论是：小球的质量一定时，速度越大，则动能越大。 （2）为了研究物体动能与质量的关系，根据控制变量法可知，需要控制小球的质量不同，速度相同，让质量不同的小球从同一斜面的相同高度由静止滚下，实验中应选择甲、丙两个图进行比较，小球的质量越大，木块被撞击的距离远，动能大，故得到的结论是：小球的速度一定时，质量越大，则动能越大。 （3）实验中，通过比较木块移动的距离来判断小球动能的大小，这种实验方法是转换法。 故答案为：（1）速度；（2）甲、丙；质量；（3）木块移动的距离；转换。 6．某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为m、2m的钢球、木块和斜面等。实验过程如图： (1)本实验是通过 来反映钢球动能大小的。 (2)为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择 两图进行实验分析。 (3)实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面的 （选填“相同质量”或“不同高度”）由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，动能越 。这个结论可用来解释汽车 （选填“超速”或“超载”）带来的危害。 (4)实验装置中，如果水平面光滑，能否完成本实验的探究内容？并说明理由： 。 【答案】(1)木块移动的距离 (2)乙、丙 (3) 不同高度 大 超速 (4)不能，理由见解析 【解析】（1）动能是物体由于运动而具有的能量，其大小无法直接用仪器测量。在实验中，钢球从斜面滚下后会撞击木块，钢球的动能越大，对木块做的功越多，木块在水平面上被推动的距离就越远。这种将“钢球动能大小”转换为“木块移动的距离”来观察和比较的方法，符合初中物理常用的转换法思路，因此通过木块移动的距离来反映钢球动能大小。 （2）探究物体动能大小与质量的关系时，根据控制变量法，需保证钢球撞击木块时的速度相同，只改变钢球的质量。实验中，钢球从斜面同一高度由静止滚下时，到达水平面的速度相同（斜面高度决定钢球到达水平面的速度，高度相同则速度相同）。乙、丙两图中，钢球质量不同（乙图为质量m的钢球，丙图为质量2m的钢球），且从斜面同一高度滚下，满足“控制速度相同、改变质量”的实验条件，因此应选择乙、丙两图进行实验分析。 （3）[1]探究动能大小与速度的关系时，需根据控制变量法保证钢球质量相同，只改变钢球的速度。钢球从斜面不同高度由静止滚下时，高度越高，钢球到达水平面时的速度越大；高度越低，速度越小。因此应让质量相同的钢球，从同一斜面的不同高度由静止滚下，以改变钢球的速度。 [2]实验中，质量相同的钢球从斜面较高处滚下时，到达水平面速度大，撞击木块后木块移动距离远；从较低处滚下时，速度小，木块移动距离近。结合转换法（木块移动距离越远，钢球动能越大），可得出结论：当质量一定时，钢球速度越大，动能越大。 [3]汽车超速是指汽车质量不变，行驶速度超过规定速度，对应实验中“质量一定时，速度越大动能越大”的结论；汽车超载是指速度不变，质量超过规定质量，对应“速度一定时，质量越大动能越大”的结论。因此该结论可用来解释汽车超速带来的危害。 （4）如果水平面光滑，根据牛顿第一定律，物体在不受力或受平衡力时，将保持静止或匀速直线运动状态。木块被钢球撞击后，在光滑水平面上不受摩擦力作用，将不会减速，而是一直以被撞击后的速度做匀速直线运动，无法通过木块移动的距离来反映钢球动能的大小，实验无法得出结论。 【题型3 探究重力势能的影响因素】 7．在探究“物体重力势能的大小与哪些因素有关”时，让A、B两个质量不同的铅球从沙坑表面上方由静止释放，铅球落下后陷入沙子中，实验情景如图甲所示。 (1)实验中通过比较 来判断铅球重力势能的大小。 (2)由实验情景甲可得出结论：当 一定时，物体的 越大，重力势能越大。 (3)若要探究物体重力势能与高度的关系，则需用 的两个铅球，让两球 ，比较它们陷入沙子中的深度。 (4)如图乙所示，C球由静止下落，D球沿光滑弯曲管道由静止滑下。实验表明，物体重力势能的大小与 。 【答案】(1)铅球陷入沙子中的深度 (2) 下落高度 质量 (3)质量相同 从不同高度下落(4)运动路径无关 【解析】（1）在探究 “物体重力势能的大小与哪些因素有关” 的实验中，由于重力势能的大小无法直接观察和测量，我们采用转换法，通过铅球陷入沙坑的深度来反映铅球重力势能的大小。铅球陷入沙坑越深，说明铅球对沙坑做的功越多，其具有的重力势能就越大。 （2）[1][2]观察图甲，A、B两个铅球下落的高度相同，B球的质量大于A球的质量，且B球陷入沙坑的深度更深。这表明当物体下落的高度一定时，物体的质量越大，其具有的重力势能就越大。 （3）[1][2]若要探究物体重力势能与高度的关系，根据控制变量法，需要控制其他因素不变，只改变高度这一变量。所以要用质量相同的两个铅球，让两球从不同高度由静止释放，然后比较它们陷入沙子中的深度，从而得出重力势能与高度的关系。 （4）观察图乙，C球由静止下落，D球沿光滑弯曲管道由静止滑下，两球的质量相同，下落的高度也相同，虽然运动路径不同，但两球陷入沙坑的深度相同。这说明物体重力势能的大小与运动路径无关。 8．如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C，球A、C离沙地高度相同。现让三个球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。 （1）根据A、B、C三个小球在沙地中下陷的深度可以判断出释放前小球 　 　的做功本领最大； （2）比较球A、C可得出重力势能大小与 　 的关系； （3）小球在下落过程中，重力会对小球做功，则重力对小球做功大小与时间关系图应是 　 　。 【答案】（1）A；（2）质量；（3）D。 【解析】解： （1）小球释放前的重力势能越大，小球的能量就越多，做功本领越强，则小球陷入沙中越深；图中铁球A陷入沙中的深度最大，说明铁球A的重力势能最大； （2）比较A、C两球可知，两球所处的高度相同，A是铁球，C是塑料球，铁球A的质量大，A球陷入沙的深度大，因此得出的结论是：物体所处的高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大； （3）小球在单位时间内下落的高度越来越大（即小球下落过程中速度逐渐增大），根据W＝Gh可知，单位时间内重力对该球做功也越来越多，故D正确。 故答案为：（1）A；（2）质量；（3）D。 9．小泉在研学时发现，强夯机（如图a所示）在打夯时，将地面砸出的深坑。小组的同学们设计了图b所示的“模拟打桩”实验，探究物体重力势能的大小与哪些因素有关。已知物体质量m甲= m乙，实验时，让物体从木桩正上方某一高度自由下落，将木桩打入沙中。 (1)甲、乙、丙都由静止释放，目的是控制物体的初始动能为 J；木桩下端做得尖，是为了增大 ，方便打入沙中； (2)由图b可判断：物体 （选填“甲”“乙”或“丙”）释放前的重力势能最小，甲和丙质量的关系是m甲 m丙。 (3)通过图b中A、B两木桩被打入沙中的深度，可以得出初步结论：物体质量相同，下落的 越大，具有的重力势能越大；由图b中B、C两木桩被打入沙中的深度相同，物体乙、丙 能力相同。 【答案】(1) 0 压强 (2) 甲 < (3) 高度 做功 【解析】（1）[1]静止释放，是为了控制各个物体释放时的动能相同，都为0J。 [2]木桩的下端削成尖形，是为了在压力一定时，减小受力面积来增大压强的。 （2）[1]物体下落过程中，物体的重力势能转化为动能，物体的重力势能越大，对木桩做功越多，木桩陷入沙坑越深，所以我们可以通过木桩陷入沙坑的深度观察来判断重力势能的大小；由图知，木桩A下陷深度最浅，物体甲释放前的重力势能最小。 [2]比较A、C两木桩可知，木桩C下陷深度较深，说明重力势能较大，两物体下落高度相同，说明丙物体的质量较大。 （3）[1][2]由木桩A、B可知，物体质量m甲=m乙，物体乙下落高度较高，木桩被打得越深，物体的重力势能越大，由此得出质量相同，落下的位置越高，重力势能越大；比较B、C两木桩可知，下陷深度相同，重力势能相同，物体乙、丙做功相同。 【题型4 内能的改变方式】 10．下列现象中，物体的内能没有发生明显变化的是（　　） A．给电暖气通电 B．把货物吊起 C．将开水晾凉 D．对指甲打磨 【答案】B 【解析】解：A、给电暖气通电，即发生了热传递，属于热传递改变物体内能，故A错误； B、把货物吊起，物体的内能没有发生明显变化，故B正确； C、将开水晾凉，即发生了热传递，是属于热传递改变物体内能，故C错误； D、对指甲打磨，是通过做功改变物体的内能，故D错误。 故选：B。 11．如图所示的四种情景中，改变内能的方式相同的一组是（    ）． 甲：加热试管中的水                乙：向下按压活塞 丙：往水中加冰                    丁：滑滑梯时臀部发热 A．甲乙 B．甲丙 C．乙丙 D．丙丁 【答案】B 【解析】改变物体内能的方式有做功和热传递。甲中加热试管中的水，是通过热传递的方式，让热量从热源转移到水中，使水的内能增加；乙中向下按压活塞，活塞对空气做功，将机械能转化为空气的内能，使空气的内能增大，温度升高，这是通过做功的方式改变内能；丙中往水中加冰，冰吸收水的热量而熔化，水的内能转移到冰上，使水的内能减少，这是通过热传递的方式改变内能；丁中滑滑梯时臀部发热，是因为臀部与滑梯之间存在摩擦，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，使臀部的内能增加，温度升高，这是通过做功的方式改变内能。所以甲和丙改变内能的方式相同，都是热传递；乙和丁改变内能的方式也相同，都是做功。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 12．下列实例中，属于做功改变物体内能的是（　　） A．将热牛奶倒入玻璃杯中，玻璃杯温度升高 B．经阳光暴晒后的柏油路面，其温度升高 C．反复弯折铁丝，弯折处温度升高 D．用热水袋暖手，手的温度升高 【答案】C 【解析】解：A．将热牛奶倒入玻璃杯中，牛奶放出热量，温度降低，玻璃杯吸收热量，温度升高，属于热传递改变物体内能，故A不符合题意； B．经阳光暴晒后的柏油路面，从太阳光中吸收热量，温度升高，属于热传递改变物体内能，故B不符合题意； C．反复弯折铁丝时，机械能转化为内能，使铁丝的温度升高，属于做功改变物体内能，故C符合题意； D．用热水袋暖手，手吸收热量温度升高，属于热传递改变物体内能，故D不符合题意。 故选：C。 【题型5 探究不同物质的吸热本领】 13．如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同，燃料质量都是10g，烧杯内液体质量和初温也相同。 （1）比较不同液体的比热容，可以选择 　 　两图； （2）为了研究不同物质的吸热能力，利用其中两幅图进行实验，根据记录数据作出了两种液体的温度随时间变化的图象，如图丁所示，如果已知b液体比热容是1.8×103J/（kg•℃），则a液体比热容是 　 　J/（kg•℃）； （3）水的比热容较大，人们往往利用这一特性为生活、生产服务或解释一些自然现象，下列事例中与它这一特性无关的是 　 　。 A.让流动的热水流过散热器取暖 B.汽车发动机用水作为冷却剂 C.沿海地区昼夜温差比内陆地区小 D.夏天在房间内洒水降温 【答案】（1）甲、丙；（2）0.9×103；（3）D。 【解析】解：（1）要比较不同液体的比热容，必须控制燃料的种类和质量相同，改变加热液体的种类，控制加热液体的质量相同，可让两种液体升高相同的温度，比较加热时间，从而判断两种比热容的大小关系，应选择甲、丙两图进行实验； （2）根据Q吸＝cmΔt可知，在质量和升高温度一定时，液体吸收的热量和比热容成正比，由②知a、b温度由20℃升高到80℃即升高相同的温度时，b的加热时间为a加热时间的2倍，b吸收的热量为a吸收热量的2倍，所以b的比热容为a比热容的2倍，所以ca＝cb＝×1.8×103J/（kg•℃）＝0.9×103J/（kg•℃）； （3）A、让流动的热水流过散热器供暖，因为水的比热容较大，降低相同的温度，水放出的热量多，故A不符合题意； B、汽车发动机的冷却循环系统用水作为工作介质，因为水的比热容较大，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以用水作内燃机的冷却液，故B不符合题意； C、沿海地区昼夜温差较小是因为水的比热容大，在吸收或放出同样热量的情况下，水的温度变化较小，昼夜温差小，故C不符合题意； D、夏天在房间内洒水降温是利用蒸发吸热的原理，与水的比热容没有关系，故D符合题意。 故选：D。 故答案为：（1）甲、丙；（2）0.9×103；（3）D。 14．在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，实验装置如图所示。 加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6 甲的温度/℃ 18 22 26 30 34 38 42 乙的温度/℃ 18 30 42 54 66 78 90 （1）要完成该探究实验，除了图中所示的器材外，还需要的测量工具有天平和 　 　。 （2）实验中取 　 　和初温都相同的A、B两种液体，用相同规格的电加热器加热的目的是通过比较 　 　 来表示液体吸收热量的多少。 （3）小明将记录的数据填入表格，分析数据可知：从开始加热到42℃，甲、乙两种液体吸收热量的关系Q甲　 　Q乙。（选填“＞”、“＜”或“＝”） （4）若小明想自制一个暖手袋，从甲和乙两种液体中选一种装入暖手袋中作为供热介质，选择 　 　为介质保暖时间会更长。（均选填“甲”或“乙”） （5）A、B两液体的温度随时间变化的图象如图丙所示，若加热过程中没有热量损失，已知液体A的比热容为4.2×103J/（kg•℃），则液体B的比热容为 　 　J/（kg•℃）。 【答案】D（1）秒表；（2）质量；加热时间；（3）＞；（4）甲；（5）2.1×103。 【解析】解：（1）根据转换法，要完成该探究实验，除了图中所示的器材外，还需要的测量工具有天平和秒表。 （2）根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同（不同物质密度不同，根据m＝ρV，体积相同的不同物质质量不同），故实验中取质量和初温都相同的A、B两种液体，用相同规格的电加热器加热的目的是通过比较加热时间来表示液体吸收热量的多少。 （3）小明将记录的数据填入表格，分析数据可知：从开始加热到42℃，甲、乙的加热时间分别为6分钟和2分钟，由转换法，甲、乙两种液体吸收热量的关系Q甲＞Q乙。 （4）根据（3）可知，甲的比热容大，根据Q＝cmΔt可知，在质量和降低的温度相同时，甲放热多，故若小明想自制一个暖手袋，从甲和乙两种液体中选一种装入暖手袋中作为供热介质，选择甲为介质保暖时间会更长。 （5）根据图丙知，加热5分钟（吸热相同），B升高的温度为40℃，A升高的温度为20℃，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，则液体B的比热容为： c＝×4.2×103J/（kg•℃）＝2.1×103J/（kg•℃）。 故答案为：（1）秒表；（2）质量；加热时间；（3）＞；（4）甲；（5）2.1×103。 15．利用如图甲所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”，操作如下： （1）在两烧杯中分别装入初温相同且 　 　相等的沙子和水； （2）用相同的酒精灯火焰加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔相同的时间记录一次温度，其中某时刻的温度如图乙所示，其示数为 　。根据实验数据绘制成温度与时间的关系图象，如图丙所示； （3）实验中，是通过比较 　 　（选填“加热的时间”或“升高的温度”）来间接反映沙子和水吸收的热量； （4）分析图丙可知，若使两者升高相同的温度，则 　 　吸收的热量较多，由此可见 　的比热容较大； （5）如图丁所示的图像表示甲、乙两个固态物体吸热后温度升高的情况，图中横坐标是物体的温度变化，纵坐标是物体吸收的热量。 ①如果甲和乙的质量相同，甲的比热容 　 　乙的比热容（选填“大于”、“等于”或“小于”）； ②如果甲、乙是同种物质制成的，甲、乙存在的具体差异可能是 　 　。 【答案】（1）质量；（2）39℃；（3）加热时间；（4）水；水；（5）大于；质量。 【解析】解：（1）根据比较不同物质的吸热能力，要控制不同物质的能力相同，故在两烧杯中分别装入初温度相同且质量相等的沙子和水； （2）其中某时刻的温度如图乙所示，分度值为1℃，其示数为39℃； （3）根据转换法，实验中，是通过比较加热时间来间接反映沙子和水吸收的热量； （4）由如下图象可知， 对于质量相等的沙子和水，升温较快的是沙子；若使两者升高相同的温度，则水吸收的热量较多，根据比较吸热能力的方法可知，水的比热容较大； （5）①如果甲和乙的质量相同，升高相同的温度，甲吸收的热量多，甲的吸热能力强，则甲的比热容大于乙的比热容； ②如果甲、乙是同种物质制成的，升高相同的温度，吸收的热量不同，根据Q＝cmΔt可知，甲、乙可能存在的具体差异可能是质量。 故答案为：（1）质量；（2）39℃；（3）加热时间；（4）水；水；（5）大于；质量。 【题型6 温度、内能、热量概念辨析】 16．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（   ） A．温度高的物体内能一定大，温度低的物体内能一定小 B．物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变 C．物体的温度越高，所含热量越多 D．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体 【答案】D 【解析】AB．内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，温度不是决定物体内能大小的唯一因素，温度高的物体内能不一定大，温度低的物体内能不一定小，故AB错误； C．热量是一个过程量，不能说“所含热量”，故C错误； D．发生热传递的条件是温度的高低，不是内能的大小。内能小的物体也可能是温度高的物体，内能大的物体也可能是温度低的物体，所以内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体，故D正确。 故选D。 17．关于热量、内能和温度，下列说法中，正确的是（　　） A．物体吸收了热量，它的温度一定升高，内能一定增加 B．物体温度升高了，它的内能一定增加，一定吸收了热量 C．物体内能增加了，它一定吸收了热量，温度一定升高 D．物体吸收了热量，它的内能增加，但温度不一定升高 【答案】D 【解析】解：A、晶体在熔化时，吸收热量，温度不变，内能增加。故A说法错误； B、物体的温度升高，它的内能一定增加，物体可能是吸收了热量，也可能是对物体做功了。故B说法错误； C、晶体在熔化时，吸收热量，内能增加，温度却不变。故C说法错误； D、物体吸热可能使分子动能增大（即温度升高），也可能使分子势能增大（即物态变化），内能是二者之和，所以内能一定增大，温度可能升高可能不升高，故D正确。 故选：D。 18．关于温度、内能、热量、比热容，下列说法不正确的是（　　） A．温度低的物体可以比温度高的物体内能大 B．热传递是内能转移的过程 C．0℃的冰熔化成0℃的水时，吸收热量，温度不变，内能不变 D．虽然，但比热容与物体吸收或放出的热量、物体的质量和温度的变化无关 【答案】C 【解析】A．内能是分子动能和分子间势能的总和，因此内能的大小与温度和质量有关，所以温度低的物体可能质量很大，那么温度低的物体就可以比温度高的物体内能大，故A正确，不符合题意； B．改变内能的方式有做功和热传递，做功是内能与其他形式的能量之间的转化，热传递是内能的转移过程，故B正确，不符合题意； C．0℃的冰熔化成0℃的水时，吸收热量，温度不变，内能变大，故C错误，符合题意； D．比热容是物质一种属性，与物质的种类、状态等有关，与物体吸收或放出的热量、物体的质量和温度的变化无关，故D正确，不符合题意。 故选C。 19．（多选）关于温度、热量、内能，以下说法中正确的是（　　） A．同一个铁块的温度升高，其内能增大 B．物体吸收热量，其温度可能不变 C．体积相同的物体温度不相同时热量可能相等 D．物体放出热量，它的内能一定会减少 【答案】AB   【解析】解：A、同一物体分子个数是一定的，当温度升高时，分子的热运动越剧烈，则分子的动能就越大，从而物体的内能增加，所以一个铁块的温度升高，其内能增大，故A正确； B、物体吸收热量，温度可能不变，如晶体熔化时吸热但温度保持不变，故B正确； C、热量是一个过程量，要用“吸收”或“放出”来表达，而不能用“具有”或“含有”来修饰，不能比较物体热量的多少，故C错误； D、因为改变内能的方式有做功和热传递，所以物体放出热量的同时，可能对物体做功，则它的内能不一定会减少，故D错误。 故选：AB。 【题型7 比热容特点及应用】 20．（多选）下表是一些物质的比热容[单位：J/(kg·℃)]，下列说法中正确的是（　　）。 水 4.2×103 铝 0.88×103 砂石 约0.92×103 铜 0.39×103 干泥土 0.84×103 玻璃 0.84×103 A．不同种类的物质，比热容一定不同 B．水的比热容与水的质量和吸收(或放出)热量的多少有关 C．质量相同的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块的温度变化量大 D．沿沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小，原因之一是水的比热容比砂石的比热容大 【答案】CD。 【解析】A．表中干泥土和玻璃是不同的物质，但它们的比热容是相同的，故A错误； B．比热容是物质本身的一种特性，与物质的种类和状态有关，与质量、温度以及吸放热情况无关，故B错误； C．质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，由于铜的比热容小于铝的比热容，由公式可知铜块温度变化较大，故C正确； D．沿海地区水多，内陆地区水少、沙石多，因为水的比热容较大，由Q=cmΔt可知，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得沿海地区昼夜的温差小，故D正确。故选CD。 21．暑假期间，小军一家从济南到青岛旅游，小军发现白天风从海上吹向陆地，晚上反之，如图所示，形成这一现象的主要原因是海水和陆地具有不同的（　　） A．比热容 B．内能 C．密度 D．温度 【答案】A 【解答】解：沿海地区水多，水的比热容较大；内陆地区，地表以砂石泥土为主，砂石泥土比热容较小；由于水的比热容大，所以对于相同质量的水和砂石相比较，在吸收或放出相同的热量时，水的温度变化小，而砂石的温度变化大，所以白天陆地的温度高、海水温度低，晚上陆地温度低、海水温度高；白天陆地上方空气的温度高度，密度小，砂石上方空气上升，海面上的冷空气过来补充，所以白天的风常常从海面吹向陆地，而晚上海面上方的热空气上升，风从陆地吹向海面。 故选A。 22．如图，利用了“水的比热容大”这一特性的是（　　） A．利用水冷却 B．利用水做功 C．利用水造雪 D．利用水扑火 【答案】A 【详解】解：A、热机的冷却系统利用水做为冷却液，是利用了水的比热容大的特点，即相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度时，水吸收的热量多，故A正确； B、利用水做功，内能转化为机械能，没有利用水的比热容大，故B错误； C、利用水造雪属于凝固现象，故C错误； D、利用水扑火减少氧气含量，故D错误。 故选：A。 【题型8 与比热容有关的图像问题】 23．如图所示，用相同的加热器给甲、乙两杯液体加热（不计热量损失，加热装置与环境等因素完全一样），得到液体温度与加热时间的关系图，如图丙所示，下列说法正确的是（　　） A．若甲、乙是质量相同的两种液体，则甲、乙两杯中液体的比热容之比为2：3 B．若甲、乙是质量相同的两种液体，则将甲、乙两杯液体从20℃加热至60℃（均未沸腾）所需时间之比为1：2 C．若甲、乙是质量不同的同种液体，则甲、乙两杯中液体的质量之比为3：2 D．若甲、乙是质量不同的同种液体，则甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比为2：3 【答案】A 【解析】解：由图丙可知，将甲、乙两种液体从20℃加热至40℃时，甲用时2min，乙用时3min，由于加热器相同，则甲乙所吸收的热量之比为：＝＝。 A、若甲乙是质量相同的两种液体，根据c＝可得甲、乙两杯中液体的比热容之比为： ＝＝＝，故A正确； B、若甲乙是质量相同的两种液体，则将甲、乙两种液体从20℃加热至60℃（均未沸腾），即温度变化相同，所需要吸收的热量之比为：＝＝＝， 而两个加热器是相同的，吸收热量多少与时间成正比，所以所需时间之比为：＝＝，故B错误； C、若甲乙是质量不同的同种液体，则甲、乙两杯中液体的质量之比为：＝＝＝，故C错误； D、用规格相同的加热器加热，意味着在相同时间内加热器放出的热量相同，甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比应为1：1，故D错误。 故选：A。 24．质量均为0.5kg的水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，它们温度随时间变化的关系如图所示。已知水的比热容，。下列说法中（　　）。 ①甲物质是水 ②0~12min乙温度降低了20℃ ③0~12min甲放出了的热量 ④乙物质的比热容为 A. 只有①②正确 B. 只有②④正确 C. 只有①③正确 D. 只有①④正确 【答案】D。 【解析】①时间相等时，两种液体放出的热量相等，由图像可知，乙液体的温度降低的快，甲液体温度降低慢；根据Q放=cmΔt可知，在质量相等、放热也相同的情况下，谁的温度降低得快，它的比热容小；所以，甲液体的比热容大，若A、B两种液体中，一种物质是水，则一定是甲物质，故①正确； ②由图可知，0~12min乙的温度从60℃降低至20℃，所以乙的温度降低Δt乙=60℃-20℃=40℃ 故②错误； ③0~12min甲放出的热量Q水放=c水m水Δt甲=4.2×103J/(kg•℃)×0.5kg×(60℃-40℃)=4.2×104J 故③错误； ④由题知，而水和液体的质量相同，即m水=m乙，而水和另种液体在相同时间内放出的热量相等，即Q水放=Q乙放，则c水m水Δt甲=c乙m乙Δt乙 结合图像可得，0~12min水放出的热量，即另一种液体放出的热量Q水放=Q乙放=4.2×104J 则另一种液体的比热容 故④正确，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 25．（多选）规格相同的甲、乙两容器中分别装有3kg和2kg的纯净水，并用不同加热器加热，不计热损失，得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图。下列说法正确的是（　　）。 A．甲、乙两杯中的液体每分钟吸收的热量之比为1∶1。 B．甲杯液体每分钟吸收的热量为2.52×105J C．加热相同的时间，甲、乙两杯液体升高的温度之比为3∶2 D．将甲、乙两容器中的液体从20℃加热至沸腾所需要的时间之比为2∶3 【答案】CD。 【解析】AB．由图丙的甲图线可知，加热 2min 时，甲容器中水升高的温度 由图象还可知，水的温度变化随时间的增加而均匀升高，所以，加热1min时，甲容器中水升高的温度 此时甲容器中的水吸收热量 由图丙可知，水的温度从20℃升高到40℃时，乙的加热时间为3min；此时乙容器中的水吸收热量 乙容器中的水每分钟吸收热量为 由于忽略散热损失，所以两加热器每分钟放出的热量与水每分钟吸收的热量相同，则加热器每分钟放出的热量之比为，故AB错误； C．根据B可知相同时间内，加热器放出的热量之比为9：4，则相同时间内，两杯水吸收的热量之比为9:4，根据可得两杯水升高的温度之比为 故C正确； D．根据 可得甲、乙两容器中的水从 20℃加热至沸腾所需热量之比 所用时间之比为 故D正确。故选CD。 26．小华同学利用恒定热源，在一个标准大气压下探究某物质熔化时温度随时间变化的图像如图所示。该物质在第2min时的内能 　 　 第4min时的内能（选填“大于”、“等于”或“小于”）；若该物质在CD段时的比热容是4.2×103J/（kg•℃），则它在AB段时的比热容为 　 J/（kg•℃）。 【答案】（1）小于；（2）2.1×103J/（kg•℃）。 【解答】解：（1）晶体熔化过程要吸收热量，内能增加，但温度不变，所以第2min与第4min时虽然温度相同，但该物质在第2min时的内能小于第4min时的内能。 （2）由图象可知，该物质在AB段温度升高10℃，加热2min，在CD段温度升高5℃，加热2min，它们利用相同热源加时间相同，所以吸收的热量之比为1：1，升高的温度不相同，升高温度之比为： 10℃：5℃＝2：1； AB段和CD段物质的质量m相同，由Q＝cmΔt，可得c＝，所以该物质在AB段的比热容为CD段比热容的，该物质在CD段时的比热容是4.2×103J/（kg•℃），则它在AB段时的比热容为2.1×103J/（kg•℃）。 故答案为：（1）小于；（2）2.1×103J/（kg•℃）。 【题型9 热机的工作原理】 27．下图为四冲程内燃机的工作示意图，下列说法正确的是（　　） A．在一个工作循环中的工作冲程依次是丁、丙、甲、乙 B．依靠曲轴的惯性完成的冲程是甲、乙、丁 C．甲冲程能获得动力 D．丁冲程的能量转化是内能转化为机械能 【答案】C 【详解】A．题图甲进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，火花塞点火，该冲程是做功冲程。题图乙进气门打开排气门关闭，活塞向下运动，汽缸吸入汽油和空气的混合气，该冲程是吸气冲程。题图丙进气门关闭排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸，该冲程是排气冲程。题图丁进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，该冲程是压缩冲程。故一个工作循环中的工作冲程依次是乙、丁、甲、丙，故A错误； B．在四个冲程中，只有做功冲程是主动进行的，其他三个冲程为辅助冲程，不能主动进行，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成动作，即乙、丙、丁，故B错误； C．做功冲程中，火花塞点火引燃燃料，高温、高压的燃气推动活塞对外做功，通过连杆和曲轴带动飞轮和机械转动，此时获得动力，故C正确； D．压缩冲程活塞向上运动，压缩汽油和空气的混合气使其压强增大，温度升高，该过程的能量转化是机械能转化为内能，故D错误。 故选C。 28．有一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速是1200r/min，那么该柴油机每秒完成 　 　个冲程，做功 　 　次，活塞往复 　 　次，飞轮转 　 　转。 【答案】40；10；20；20。 【解析】解：单缸四冲程柴油机的飞轮转速是1200r/min＝20r/s，即柴油机飞轮每秒转20转， 由于单缸四冲程柴油机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2转，活塞往复运动2次，对外做功1次， 所以该柴油机每秒完成40个冲程，做功10次，活塞往复20次，飞轮转20转。 故答案为：40；10；20；20。 29．如图所示是某单缸四冲程汽油机的工作示意图。下列说法正确的是（　　） A．一个工作循环的正确顺序是：丁、丙、甲、乙 B．甲图冲程将内能转化为机械能 C．丙图冲程是做功冲程，对外提供动力 D．飞轮的转速为1800r/min，则该汽油机每秒钟做功30次 【答案】C 【解析】解：甲图：两气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为内能； 乙图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程； 丙图：两气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，将燃料燃烧释放的内能转化为机械能； 丁图：进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程； A、热机的四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，即丁、甲、丙、乙，故A错误； B、甲图的冲程是压缩冲程，是机械能转化为内能，故B错误。 C、丙图是做功冲程，将燃料燃烧释放的内能转化为机械能；故C正确； D、飞轮的转速为1800r/min＝30r/s，则该汽油机每秒钟转动30转，而每2转做1次，因而每秒做功15次，故D错误。 故选：C。 【题型10 探究不同燃料的放热本领】 30．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，甲、乙烧杯内的液体质量相同。 （1）比较不同燃料的热值，应选择　　　　　两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择　　　　　两图进行实验。 （2）若液体a的质量为ma，液体b的质量为mb，为了完成实验，则需ma　　　　（选填“大于”、“小于”、或“等于”）mb。 （3）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象如图丁所示，由图可以看出，　　液体的温度升高得较慢，　　液体的比热容较大。若其中比热容较大的液体是水，则另一种液体的比热容为　　　　　　J/（kg•℃）。 【答案】 甲、乙；甲、丙；等于；B；B；2.1×103 【解析】（1）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，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲和乙两图进行实验。 比较不同物质的比热容，应控制液体种类不同，燃料相同，由图可知，甲、丙两图所示实验符合要求； 比较不同物质的比热容， （2）为了完成实验，比较质量相同的不同液体，则甲、丙两图所示实验中的液体的质量ma＝mb。 （3）如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体，采用相同燃料供热，由图丁所示可知，吸收相等的热量，B升高的温度低，由Q＝cm△t可知，B液体的比热容较大； 由图象知温度都升高到80℃时，A需要10min，B需要20min，故B吸收的热量是A的2倍，由Q＝cm△t可知，B的比热容是A的2倍，则A比热容是B的倍。 若比热容较大的液体是水， 则另一种液体的比热容为c＝c水＝×4.2×103J/（kg•℃）＝2.1×103J/（kg•℃）。 故答案为：（1）甲、乙；甲、丙；（2）等于；（3）B；B；2.1×103。 31．小文同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。 加热时间t/min 0 1 2 3 4 5 6 甲杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38 乙杯水温/℃ 25 26 27 28 29 30 31 他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1min记录了杯中水的温度。 （1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先固定　 　的位置，再调整固定的　 　位置。（选填“A”或“B”） （2）为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有：加热时间和水的初温、水的　 　。 （3）通过表中记录的数据，你认为加热相同时间甲装置吸收热量　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）乙装置吸收的热量：理由是　 　。 （4）小文同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及酒精灯中燃料的质量。井由记录的数据，利用公式 Q吸＝cm△t计算出了水吸收的热量。他想通过这些数据计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗？　 　。理由是　 　。 【答案】（1）B；A；（2）质量；（3）大于；甲杯中水温升高的多；（4）不可靠；燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失。 【解析】解：（1）为了利用加热装置的外焰给烧杯充分加热，安装器材时需要先固定下面B的位置，然后再调整A的位置，并且不要碰到烧杯壁和烧杯底； （2）为了保证实验的可靠性，需要控制酒精灯的加热时间和水的初温、水的质量相同； （3）分析表格数据可知，甲杯水的温度升高的多，即甲装置燃烧产生的热量多，所以其热值大； （4）因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小，因此这样的计算结果不可靠； 故答案为：（1）B；A；（2）质量；（3）大于；甲杯中水温升高的多；（4）不可靠；燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失。 32．如图所示，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，实验时要观察 　 　（选填“加热的时间”或“升高的温度”，下同）比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择 　 　两图进行实验，实验时通过观察 　 　反映物体吸热的多少。 （2）比较不同物质的比热容，选用上图合适装置加热相同一段时间后，绘制出温度﹣时间图像（如图丁），由图像可比较出液体a的比热容 　 　液体b的比热容。在液体a和液体b中，选择 　 　作为汽车发动机的冷却剂较好。 【答案】（1）甲、乙；升高的温度；甲、丙；加热的时间；（2）小于；b。 【解析】解：（1）比较不同燃料的热值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同；故应选择甲、乙两图进行实验。根据转换法，同时点燃燃料后，需等待燃料燃尽后然后通过观察比较烧杯内液体升高的温度来比较两种燃料热值大小； 比较不同物质的比热容，应控制物质的质量、燃料相同和加热时间相同而吸热的物质种类不同，故应甲、丙两图进行实验；实验中通过加热时间反映吸收热量的多少； （2）根据绘制出温度﹣时间图象（如上图丁），升高相同的温度，b加热时间是长，根据比较吸热能力的第1种方法，液体a的比热容小于液体b的比热容； 根据Q＝cmΔt可知，相同质量的ab两种液体升高相同的温度时，b吸热多，故应选b液体作发动机冷却液。 【题型11 物体吸热、放热的计算】 33．依据表格中的数据，下列说法正确的是（   ） 物质 比热容 水 煤油 砂石 A．水的温度升高1℃需吸收的热量 B．一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小 C．1kg煤油降低1℃需要放出J的热量 D．使1kg的水和煤油都升高1℃，煤油吸收的热量较多 【答案】C 【解析】A．水的比热容为，表示1kg的水温度升高1℃需吸收4.2×103J的热量，表述中无水的质量，且热量的单位错误。故A错误； B．比热容是物质的一种特性，大小与物质的种类和状态有关，与质量大小无关。一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容不变，故B错误； C．煤油的比热容为，根据可得，1kg的煤油温度降低1℃放出J的热量。故C正确； D．水的比热容比煤油比热容大，由可知，使1kg的水和煤油都升高1℃，水吸收的热量较多，故D错误。 故选C。 34．将质量为1kg、温度为80℃的热水倒入2kg的冷水中，最后温度为40℃，热水的温度下降了 ℃，热水放出的热量为 J，如果不计热损耗，冷水吸收的热量为 J，冷水的温度升高了 ℃，冷水的初温是 ℃。[] 【答案】40 20 20 【解析】[1]热水初温为80℃，末温为40℃，热水的温度下降 [2]由热量公式，则热水放出的热量 [3]不计热损耗，冷水吸收的热量等于热水放出的热量，则冷水吸收的热量 [4]由热量公式，公式变形，则冷水的温度升高 [5]冷水末温为40℃，温度升高20℃，则冷水的初温 35．使用天然气做饭时，要想把2kg、20℃的水烧开（在1个标准大气压下），水吸收的热量为 J。天然气完全燃烧放出的热量为 。天然气用掉一部分后，剩余天然气的热值将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 不变 【解析】[1]在一个标准大气压下，水的沸点是100℃，把水烧开，水吸收的热量为 [2]天然气完全燃烧释放的热量为 [3]热值是燃料的一种固有属性，表示单位质量或单位体积的燃料完全燃烧时放出的热量。 热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量或体积无关。 【题型12 热效率计算】 36．“可燃冰”作为新能源，有着巨大的开发使用潜力。在同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达煤气的数十倍。的“可燃冰”完全燃烧后可放出的热量为 J，利用这些热量烧水供暖，可以将的水从0℃加热到100℃，水吸收的热量为 J，则烧水的效率为 。[“可燃冰”的热值为，水的比热容为] 【答案】 60% 【详解】[1]可燃冰完全燃烧放出的热量为 [2]水吸收的热量为 [3]烧水效率为 37．太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置。下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息，其中太阳辐射功率是指1h内投射到面积上的太阳能。求： 太阳照射时间/h 10 装水量/kg 100 吸热板面积/ 2.5 水升高的温度/℃ 50 水的比热容/ 太阳辐射功率/ (1)水在10h内吸收的热量。 (2)该太阳能热水器的能量转化效率。 (3)请写出用太阳能热水器代替燃气热水器的优点。（至少写出一条） 【答案】(1) (2)50% (3)节能、无污染等 【解析】（1）由可得，水吸收的热量为 （2）由题意可得，太阳能热水器接收的总太阳能为 则该太阳能热水器的能量转化效率为 （3）太阳能是可再生能源，使用过程中无污染物排放，减少化石能源消耗，环保且长期使用成本更低。 38．随着环保减排目标的推进，各地政府相继出台“煤改气”、“改电”政策，推进清洁取暖。小明家用天然气做饭时，将一壶质量为1.5kg的水由20℃烧至100℃时，消耗了天然气0.02m3，求 (1)壶中水吸收的热量；（c水=4.2×103J/（kg•℃）） (2)天然气完全燃烧放出的热量；（天然气的热值为3.6×107J/m3） (3)用天然气烧水时的效率。 【答案】(1)5.04×105J (2)7.2×105J (3)70% 【解析】（1）水吸收的热量为 （2）天然气完全燃烧放出的热量为 （3）用天然气烧水时的效率为 39．太阳能汽车与能源效率： 某太阳能汽车接收板的有效面积为8m2，在晴朗天气下，1m2面积上每秒接收的太阳能约为1000J。已知该车效率为20%，最大输出功率为4kW。 (1)该车在平直公路上以20m/s匀速行驶时，受到的阻力为多少？ (2)若该车以最大功率行驶1小时，实际消耗的能量是多少？相当于完全燃烧多少千克汽油？（q汽油=4.6×107J/kg） 【答案】(1)200N (2)7.2×107J，1.57kg 【解析】（1）该车在平直公路上以20m/s匀速行驶时，处于平衡状态，在水平方向上受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，则结合P=Fv可知，受到的阻力为 （2）若该车以最大功率行驶1小时，输出的能量是E=Pt=4×103W×3600s=1.44×107J 该车效率为20%，实际消耗的能量是 相当于完全燃烧汽油的质量是 40．搭载华为智能无人驾驶解决方案的“赛力斯华为智选SF5”汽车上市。如图所示，两驱版的“SF5”整车装备质量为2230kg，发动机最大功率为82kW，电动机最大功率为255kW，锂电池能量35kW•h，在纯电模式下可续航180km，油电混合模式下能实现续航超过1000km，还可通过车辆控制家中的智能家电。 (1)若用功率为10kW的直流充电桩给“SF5”锂电池充满电，需要多少时间？ (2)在纯电模式下，若车以108km/h的速度在水平路面匀速行驶30min，该汽车行驶的距离？ (3)在发动机模式下，若试乘人员质量为70kg，汽车匀速行驶40km消耗了4kg汽油，受到的阻力是汽车总重的0.08倍，则发动机的效率是多少？（q汽油=4.6×107J/kg） 【答案】(1)3.5h (2)54km (3)40% 【解析】（1）由可得，需要的时间 （2）汽车行驶的距离 （3）全程消耗了4kg的汽油，汽油完全燃烧放出的热量 因汽车匀速行驶，所以汽车受到平衡力，即牵引力大小为 牵引力做的功 发动机的效率 35 / 35 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $