精品解析：重庆市开州区文峰教共体期中2026-2027学年九年级上学期10月期中物理试题

文峰初中教共体2026年秋季学期九年级物理学科第一次课堂作业 一。选择题（本题共8个小题，每小题只有一个选项最符合题意，每小题3分，共24分。） 1. 下列中国古诗词中，蕴含有分子在不停地做无规则运动这一物理知识的是（　　） A. 斜月沉沉藏海雾 B. 烟笼寒水月笼沙 C. 稻花香里说丰年 D. 大漠风尘日色昏 2. 生活中的静电，有的可以利用，有的需要防止，下列选项属于利用静电的是（　　） A. 飞机轮胎用导电橡胶制作 B. 地毯中编织了一些细小的钢丝 C. 复印时，让硒鼓带电吸引墨粉 D. 高层楼房顶部都安装上避雷针 3. 西晋学者张华在《博物志》中写道：“今人梳头、脱著衣时，有随梳、解结有光者，亦有咤声。”意思是人们梳头时，头发会随着梳子“飘”起来，头发越梳越散、不易打结；脱衣时，会看到小火星并听到微弱响声。下列说法正确的是（ ） A. “有光”“有咤声”是因为摩擦创造了电荷 B. “随梳”是因为梳子与头发摩擦后，梳子带电而头发不带电 C. 摩擦起电是将电能转换为其他形式能的过程 D. “解结”说明了梳子与头发摩擦后，头发之间带同种电荷而相互排斥 4. 2026年1月13日，长征六号改运载火箭在太原卫星发射中心成功发射。如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 火箭点火升空过程中是由机械能转化为内能 B. 火箭使用液氢作燃料，利用了液氢的热值大 C. 火箭发动机是最高效的热机，其效率非常接近100% D. 火箭加速升空时，机械能变大，说明能量不守恒 5. 下列对温度、热量、内能理解正确的是（ ） A. 开州雪宝山积雪温度低于0℃，所以积雪没有内能 B. 取开州汉丰湖一定质量的湖水，当其温度降低时，因向外界放热，内能减小 C. 开州特产柑橘从冷藏室取出后温度升高，说明它所含的热量在增加 D. 热汤倒入冷饭中，热汤会把自己的内能自发地传给米饭，这是因为温度高的物体内能总大于温度低的物体。 6. 如图为简易热机的制作，易拉罐内部注入小半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。笔的尖端对准小风扇的扇叶，点燃酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。下列说法正确的是（ ） A. 该简易热机模型工作时，只有能量转化，没有能量转移 B. 该简易热机模型工作时，充当能量传递和转化的核心介质是水蒸气 C. 同学们在测试过程中，发现点燃酒精灯扇叶不转动，是因为能量消失了 D. 交流讨论中，同学提出增大燃料热值必定能提高简易汽轮机效率 7. 热机包括内燃机,柴油机和汽油机都属于内燃机,关于热机的下列说法中正确的是（　　） A. 汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B. 柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入汽缸 C. 四冲程汽油机在工作过程中，进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程 D. 在柴油机压缩冲程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能 8. 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 二。填空题（本题共6个小题，每小题2分，共12分。） 9. 中国空间站启用热风烘烤机来丰富宇航员的饮食，空间站烤出来的鸡翅香气四溢，这是_______现象；下图中a、b、c三个轻质小球，a球带正电，相互作用的情况如图所示，则c球的带电情况是________（选填“带负电”“不带电”或“带正电”）； 10. 如图所示，用与毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球，验电器的两个金属箔张开的原因是________，该过程电子 ________（选填“从验电器到橡胶棒”或“从橡胶棒到验电器”）。 11. 《天工开物》记载的“透火焙干”是造纸的一道工序。将刚生产出的湿纸张贴在烤火的墙上，通过________的方式使湿纸内能增大；钻木取火是将____________转化为内能。 12. 甲、乙两种物质的比热容之比是2∶1，质量之比是3∶1，若它们吸收的热量相等，则甲、乙升高的温度之比为________；若将它们分别倒掉一半则剩下一半的比热容之比是_______。 13. 2026年3月，张雪机车820RR在世界超级摩托车锦标赛（WSBK）葡萄牙站夺冠。该摩托车搭载的自研直列三缸水冷发动机，如图所示，汽油机汽缸中的活塞正在向上运动，且进气门与排气门均处于关闭状态，该冲程为_______冲程；若该汽油机在1s内对外做了10次功，该汽油机飞轮的转速为_________r/min。 14. 【牛顿冷却定律】当一个物体表面温度比周围环境高时，就会向周围环境散热，散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出：物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现，在温度差不太大的情况下（小于15℃），这个结论符合实际散热规律，称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用q表示，则牛顿冷却定律可以表示为：q＝k（t物﹣t环）（t物：物体温度；t环：环境温度），其中k是散热系数，与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关，和物质种类无关，如果上述因素相同，不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同，即使散热快慢相同，它们降低相同温度需要的时间也不同，根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系，从而可以进行比热容的测量。当一个物体温度为30℃，周围环境温度保持20℃不变，此时物体的放热快慢为q。当物体温度降低到29℃时，散热快慢为____________。如图甲所示，用两个同样的保温杯分别装满水和盐水，水和盐水的温度都是30℃，周围环境温度保持20℃不变，保温杯均敞开口，假设它们散热快慢相同，水和盐水温度随时间变化的图像如图乙所示。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），盐水的密度为1.1×103kg/m3，则盐水的比热容为____________J/（kg•℃） 三。实验探究题（本题共3个小题，15小题6分，16小题7分，17小题9分，共22分。） 15. 跨学科实践： 制作简易热机模型 【项目提出】 热机的发明与发展推动了人类文明的进步。为深入理解热机工作原理，掌握热机中的能量转化规律，小明所在的项目小组计划利用热学知识，制作一台简易汽轮机模型。 【项目分析】 （1）小组梳理常见热机类型发现：任何热机都存在“热源”与“工作物质”，二者的作用形式是区分热机类型的关键。其中，汽油机的热源与工作物质合二为一——即汽缸内的汽油与空气混合物，燃烧过程直接在汽缸内部完成，因此属于______燃机；而蒸汽机的热源与工作物质相互分离，热源在汽缸外，通过热量传递加热汽缸内的水，产生水蒸气作为工作物质，属于外燃机。 （2）从安全性和材料易得性考虑，小组决定制作外燃机，采用酒精灯作为______，加热水产生水蒸气作为工作物质，并设法使水蒸气推动小风扇转动，将内能转化为______。 【项目实施】 小组设计的汽轮机模型如图所示，在易拉罐内装入约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔尾端插入罐内，用胶水密封罐的开口处；将易拉罐固定在支架上，使笔的尖端对准小风扇的扇叶。 【展示交流】 （3）模型组装完成后，在全班交流时，小明点燃易拉罐下面的酒精灯，发现扇叶并没有转动．请写出一条可能的原因______。（答出一条即可） （4）排除故障后，扇叶成功转动但转速较慢，小明更换了一根喷口更细的笔管，水蒸气从喷口处喷出的速度更______，扇叶转动明显加快，这种改进______（选填“提高”或“降低”）了汽轮机模型的效率。 16. 图甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是。 （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“温度计上升的示数”或“加热时间”）来反映的。若已知液体a是水，计算出水吸收的热量，再计算出燃料的热值，他的计算结果是__________的（选填“不变”“偏大”或“偏小”)，理由是________； （2）比较不同物质的比热容，在两只烧杯中分别装入质量相等的液体a、b。初始温度相同的a、b吸热后，它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，则a、b两种液体的比热容之比为_________； （3）有一种“涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车（L型）更节能，排气更清洁，同样的汽油（如95#）加在T型轿车内比加在L型轿车内热值______（填“更大”、“一样大”或“更小”）； （4）如图戊是某一沿海城市和某一内陆城市年气温变化曲线，根据上面探究过程中所获得的知识可知，曲线C表示的是_______（选填“沿海”或“内陆”）城市。 17. 如图是我校实验小组比较不同物质吸热情况的实验装置。 （1）实验时在图中应量取相等_______（填“体积”或“质量”）的甲、乙两种液体，为了完成该实验，除了图中所示的器材外，还需要增加的测量工具有天平和_______。 （2）为了比较甲、乙液体的吸热本领，小阳提出两种比较方案。 ①让两者升高相同的温度比较吸收热量。 ②让两者_______相同时间比较__________。 在两种液体都不沸腾的前提下，结合图1展示的器材，你认为可行的方案是____________（选填“①”“②”或“①和②”）。 （3）甲、乙液体吸收热量的多少可以通过_________（选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映，这种研究物理问题的方法叫做____________。 （4）从图像2-1中可知，若甲液体的比热容为，则____________（加热器相同，不计加热过程的热损失）。 （5）实验结束后，小阳仍打算采用如图1的实验装置比较丙、丁两种液体的吸热情况。但经过思考后，小阳优化了实验方案，用如图2-2所示装置进行实验，将分别装有丙、丁两种液体的试管放在同一个烧杯中水浴加热，此装置具有的优点是____________（写出一点即可）。 四。综合应用题（本题共3个小题，18小题6分，19小题8分，20小题8分，共22分。计算和说理类解答要写出必要的文字说明及公式等。） 18. 小文在家中用电热水壶烧开水，已知电热水壶内装有2L、初温为20℃的水，水的密度是，水的比热容是，已知，求： （1）该电热水壶所装水的质量； （2）水加热到100℃需要吸收的热量。 19. 氢燃料汽车是新能源汽车的重要发展方向，具有清洁无污染、效率高的优点。其工作原理是让氢气在汽缸内与空气混合后点燃，利用氢气快速燃烧膨胀产生的推力，带动活塞往复运动，再通过曲轴连杆结构将热能转化为机械能；某氢燃料大巴车完成了北京到上海的长距离测试，相关参数如下：（，） （1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为多少？ （2）若这些热量全部被质量为400kg、温度为60℃的水吸收，能使水的温度升高多少？（在1标准大气压下） （3）0.6kg氢燃料可供该型号氢燃料大巴车以70kW的恒定功率匀速行驶600s，则该大巴车的热机效率为多少？ 20. 如图甲所示，为了提倡环保型新能源开发，某学校学生宿舍使用太阳能热水器。由于晴天热水器产生的水温过高不可直接洗浴，所以浴室安装了如图乙所示的混水阀。通过混水阀可以将冷水管中的20℃的冷水与储存的80℃热水按照一定比例混合，得到一定温度的温水（不计冷热水混合过程的热损失）。下表所示的是物理兴趣小组在某个晴天获得的相关信息。比热容为c＝4.2×10³ J/(kg∙℃)，求： 热水器装水量/t 冷水温度/℃ 热水温度/℃ 10 20 80 （1）该热水器中的水在晴天吸收的热量是多少焦？ （2）某次洗澡过程中，热水管流入3kg热水，冷水管流入5kg冷水，则混合后的温水温度为多少摄氏度？ （3）若调节混合后的温水温度为40℃，当热水器储存的热水全部用完，可为全体学生提供多少吨40℃温水？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 文峰初中教共体2026年秋季学期九年级物理学科第一次课堂作业 一。选择题（本题共8个小题，每小题只有一个选项最符合题意，每小题3分，共24分。） 1. 下列中国古诗词中，蕴含有分子在不停地做无规则运动这一物理知识的是（　　） A. 斜月沉沉藏海雾 B. 烟笼寒水月笼沙 C. 稻花香里说丰年 D. 大漠风尘日色昏 【答案】C 【解析】 【详解】A．斜月沉沉藏海雾：海雾是悬浮空气中的小液滴，不是分子，属于机械运动，故A不符合题意； B．烟笼寒水月笼沙：烟雾是物质颗粒，不是分子，属于机械运动，故B不符合题意； C．稻花香里说丰年：花香是分子扩散现象，属于分子运动，故C符合题意； D．大漠风尘日色昏：沙尘是物质颗粒，不是分子，属于机械运动，故D不符合题意。 故选C。 2. 生活中的静电，有的可以利用，有的需要防止，下列选项属于利用静电的是（　　） A. 飞机轮胎用导电橡胶制作 B. 地毯中编织了一些细小的钢丝 C. 复印时，让硒鼓带电吸引墨粉 D. 高层楼房顶部都安装上避雷针 【答案】C 【解析】 【详解】A．飞机轮胎用导电橡胶制作是为了防止静电，故A不符合题意； B．地毯中编织了一些细小的钢丝是为了将静电导入地下，防止触电，故B不符合题意； C．静电复印时，让硒鼓带电吸引墨粉，是利用了静电，故C符合题意； D．高层楼房顶部都安装上避雷针，是为了防止雷电击中楼房，是防止静电，故D不符合题意。 故选C。 3. 西晋学者张华在《博物志》中写道：“今人梳头、脱著衣时，有随梳、解结有光者，亦有咤声。”意思是人们梳头时，头发会随着梳子“飘”起来，头发越梳越散、不易打结；脱衣时，会看到小火星并听到微弱响声。下列说法正确的是（ ） A. “有光”“有咤声”是因为摩擦创造了电荷 B. “随梳”是因为梳子与头发摩擦后，梳子带电而头发不带电 C. 摩擦起电是将电能转换为其他形式能的过程 D. “解结”说明了梳子与头发摩擦后，头发之间带同种电荷而相互排斥 【答案】D 【解析】 【详解】A. 摩擦起电的本质是电荷的转移，并非创造电荷，故A错误； B. 梳子与头发摩擦后，二者带异种电荷相互吸引因此出现“随梳”现象，头发也带电，故B错误； C. 摩擦起电过程是机械能转化为电能，故C错误； D. 同种电荷相互排斥，梳子与头发摩擦后头发带同种电荷互相排斥，因此头发越梳越散实现“解结”，故D正确。 故选D。 4. 2026年1月13日，长征六号改运载火箭在太原卫星发射中心成功发射。如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 火箭点火升空过程中是由机械能转化为内能 B. 火箭使用液氢作燃料，利用了液氢的热值大 C. 火箭发动机是最高效的热机，其效率非常接近100% D. 火箭加速升空时，机械能变大，说明能量不守恒 【答案】B 【解析】 【详解】A．火箭点火升空过程中，燃料燃烧将化学能转化为内能，燃气对外做功将内能转化为机械能，故A错误； B．火箭使用液氢作燃料，是因为液氢的热值大，由可知，相同质量的液氢完全燃烧放出的热量更多，故B正确； C．热机工作时不可避免地要克服摩擦做功、散失热量以及废气带走部分能量，由可知，其效率不可能达到，故C错误； D．火箭加速升空时，燃料的化学能转化为机械能，使机械能变大，但能量的总量保持不变，遵循能量守恒定律，故D错误。 故选B。 5. 下列对温度、热量、内能理解正确的是（ ） A. 开州雪宝山积雪温度低于0℃，所以积雪没有内能 B. 取开州汉丰湖一定质量的湖水，当其温度降低时，因向外界放热，内能减小 C. 开州特产柑橘从冷藏室取出后温度升高，说明它所含的热量在增加 D. 热汤倒入冷饭中，热汤会把自己的内能自发地传给米饭，这是因为温度高的物体内能总大于温度低的物体。 【答案】B 【解析】 【详解】A．一切物体在任何温度下都具有内能，积雪温度低于0℃仍有内能，故A错误； B．一定质量的湖水，质量和状态不变，温度降低且向外放热，内能随温度降低而减小，故B正确； C．热量是热传递过程中的过程量，只能说吸收或放出热量，不能表述为“所含的热量”，故C错误； D．热传递的条件是存在温度差，内能大小与温度、质量、种类、状态均有关，温度高的物体内能不一定大于温度低的物体，故D错误。 故选B。 6. 如图为简易热机的制作，易拉罐内部注入小半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。笔的尖端对准小风扇的扇叶，点燃酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。下列说法正确的是（ ） A. 该简易热机模型工作时，只有能量转化，没有能量转移 B. 该简易热机模型工作时，充当能量传递和转化的核心介质是水蒸气 C. 同学们在测试过程中，发现点燃酒精灯扇叶不转动，是因为能量消失了 D. 交流讨论中，同学提出增大燃料热值必定能提高简易汽轮机效率 【答案】B 【解析】 【详解】A．该装置工作时既存在能量转化，也有能量转移：比如酒精灯燃烧产生的热量先通过热传递转移给罐内的水，属于能量转移；之后水蒸气推动扇叶时，内能转化为机械能，属于能量转化，并非只有能量转化。故A错误； B．酒精灯的热量先传递给水，水吸热汽化成为高温水蒸气，水蒸气既承接了内能的转移，又在喷出时将自身内能转化为扇叶的机械能，是整个过程中传递和转化能量的核心介质。故B正确； C．根据能量守恒定律，能量不会凭空消失，扇叶不转动是因为散失的热量过多，转化为扇叶机械能的能量太少，并非能量消失了。故C错误； D．热机效率是指用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出总能量的比值，增大燃料热值，只是让单位质量燃料完全燃烧放出的总热量变多，无法提升有效利用的能量占总放热的比例，因此不能必定提高该简易汽轮机的效率。故D错误。 故选B。 7. 热机包括内燃机,柴油机和汽油机都属于内燃机,关于热机的下列说法中正确的是（　　） A. 汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B. 柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入汽缸 C. 四冲程汽油机在工作过程中，进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程 D. 在柴油机压缩冲程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能 【答案】C 【解析】 【详解】A．汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴，故A错误； B．工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，故B错误； C．四冲程汽油机在做功冲程和压缩冲程中，进、排气门同时关闭，故C正确； D．柴油机的压缩冲程中，机械能转化为空气的内能，故D错误。 故选C。 8. 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】 【详解】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。 二。填空题（本题共6个小题，每小题2分，共12分。） 9. 中国空间站启用热风烘烤机来丰富宇航员的饮食，空间站烤出来的鸡翅香气四溢，这是_______现象；下图中a、b、c三个轻质小球，a球带正电，相互作用的情况如图所示，则c球的带电情况是________（选填“带负电”“不带电”或“带正电”）； 【答案】 ①. 扩散 ②. 带负电 【解析】 【详解】鸡翅香气四溢是香气分子在空气中不停做无规则运动，扩散到周围空间，属于扩散现象； 已知a带正电，a、b相互吸引，说明b要么带负电，要么不带电；但b、c相互排斥，排斥是只有同种电荷才会出现的作用现象，说明b一定带电，因此b带负电，对应和b相互排斥的c也一定带负电。 10. 如图所示，用与毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球，验电器的两个金属箔张开的原因是________，该过程电子 ________（选填“从验电器到橡胶棒”或“从橡胶棒到验电器”）。 【答案】 ①. 同种电荷相互排斥 ②. 从橡胶棒到验电器 【解析】 【详解】[1][2][毛皮与橡胶棒摩擦，橡胶棒夺得电子带负电；带负电的橡胶棒接触不带电的验电器时，橡胶棒上的电子会转移到金属箔片上，金属箔片因为得到电子都带负电荷。 11. 《天工开物》记载的“透火焙干”是造纸的一道工序。将刚生产出的湿纸张贴在烤火的墙上，通过________的方式使湿纸内能增大；钻木取火是将____________转化为内能。 【答案】 ①. 热传递 ②. 机械能 【解析】 【详解】由改变内能的两种方式可知，湿纸从温度更高的墙吸收热量，是通过热传递方式增大内能；因钻木取火过程中克服摩擦做功，消耗机械能，获得内能，故是将机械能转化为内能。 12. 甲、乙两种物质的比热容之比是2∶1，质量之比是3∶1，若它们吸收的热量相等，则甲、乙升高的温度之比为________；若将它们分别倒掉一半则剩下一半的比热容之比是_______。 【答案】 ①. 1∶6 ②. 2∶1 【解析】 【详解】[1]根据热量吸收的公式可知甲乙升高的温度为 那么甲乙升高的温度之比为 故甲乙升高的温度之比为1：6。 [2]若将它们分别倒掉一半则剩下一半的比热容不变，故比热容之比仍然为2：1。 13. 2026年3月，张雪机车820RR在世界超级摩托车锦标赛（WSBK）葡萄牙站夺冠。该摩托车搭载的自研直列三缸水冷发动机，如图所示，汽油机汽缸中的活塞正在向上运动，且进气门与排气门均处于关闭状态，该冲程为_______冲程；若该汽油机在1s内对外做了10次功，该汽油机飞轮的转速为_________r/min。 【答案】 ①. 压缩 ②. 1200 【解析】 【详解】由两气门均关闭、活塞向上运动的特征，可知该冲程为压缩冲程； 由四冲程汽油机工作规律可知，每对外做功1次，飞轮转动2周。1s内飞轮转动的圈数为 飞轮的转速为 14. 【牛顿冷却定律】当一个物体表面温度比周围环境高时，就会向周围环境散热，散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出：物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现，在温度差不太大的情况下（小于15℃），这个结论符合实际散热规律，称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用q表示，则牛顿冷却定律可以表示为：q＝k（t物﹣t环）（t物：物体温度；t环：环境温度），其中k是散热系数，与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关，和物质种类无关，如果上述因素相同，不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同，即使散热快慢相同，它们降低相同温度需要的时间也不同，根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系，从而可以进行比热容的测量。当一个物体温度为30℃，周围环境温度保持20℃不变，此时物体的放热快慢为q。当物体温度降低到29℃时，散热快慢为____________。如图甲所示，用两个同样的保温杯分别装满水和盐水，水和盐水的温度都是30℃，周围环境温度保持20℃不变，保温杯均敞开口，假设它们散热快慢相同，水和盐水温度随时间变化的图像如图乙所示。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），盐水的密度为1.1×103kg/m3，则盐水的比热容为____________J/（kg•℃） 【答案】 ①. 0.9q ②. 【解析】 【详解】由牛顿冷却定律 得散热系数 温度为29℃时的散热快慢 两个同样的保温杯装满液体，因此水和盐水的体积相等，水的质量 ，盐水的质量 由图乙可知：水和盐水都从30℃降温到25℃，降低的温度，二者散热快慢全程相同，因此降温过程总散热量和降温时间成正比，即 根据吸热（放热）公式 ，二者相同，因此 可得 ​ 解得 三。实验探究题（本题共3个小题，15小题6分，16小题7分，17小题9分，共22分。） 15. 跨学科实践： 制作简易热机模型 【项目提出】 热机的发明与发展推动了人类文明的进步。为深入理解热机工作原理，掌握热机中的能量转化规律，小明所在的项目小组计划利用热学知识，制作一台简易汽轮机模型。 【项目分析】 （1）小组梳理常见热机类型发现：任何热机都存在“热源”与“工作物质”，二者的作用形式是区分热机类型的关键。其中，汽油机的热源与工作物质合二为一——即汽缸内的汽油与空气混合物，燃烧过程直接在汽缸内部完成，因此属于______燃机；而蒸汽机的热源与工作物质相互分离，热源在汽缸外，通过热量传递加热汽缸内的水，产生水蒸气作为工作物质，属于外燃机。 （2）从安全性和材料易得性考虑，小组决定制作外燃机，采用酒精灯作为______，加热水产生水蒸气作为工作物质，并设法使水蒸气推动小风扇转动，将内能转化为______。 【项目实施】 小组设计的汽轮机模型如图所示，在易拉罐内装入约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔尾端插入罐内，用胶水密封罐的开口处；将易拉罐固定在支架上，使笔的尖端对准小风扇的扇叶。 【展示交流】 （3）模型组装完成后，在全班交流时，小明点燃易拉罐下面的酒精灯，发现扇叶并没有转动．请写出一条可能的原因______。（答出一条即可） （4）排除故障后，扇叶成功转动但转速较慢，小明更换了一根喷口更细的笔管，水蒸气从喷口处喷出的速度更______，扇叶转动明显加快，这种改进______（选填“提高”或“降低”）了汽轮机模型的效率。 【答案】（1）内 （2） ①. 热源 ②. 机械能 （3）水的质量太少，产生的水蒸气量不足，无法提供足够的动力 （4） ①. 快 ②. 提高 【解析】 【小问1详解】 由题可知，汽油机汽缸内的汽油与空气混合物，燃烧过程直接在汽缸内部完成，因此属于内燃机。 【小问2详解】 [1][2]任何热机都存在“热源”与“工作物质”，而小组决定制作外燃机，那么酒精灯就作为外在热源；加热水产生的水蒸气推动小风扇转动，将水蒸气的内能转化为风扇转动的机械能。 【小问3详解】 扇叶不转动，说明没有足够的动力推动扇叶，可能的原因有：①水的质量太少，产生的水蒸气量不足，无法提供足够的动力；②装置的密封性不好，导致水蒸气泄漏，无法有效推动扇叶；③酒精灯提供的热量不足，水无法产生足够多的高温高压水蒸气。 【小问4详解】 [1][2]更换一根更细的喷嘴可以增大蒸汽的喷射力，使水蒸气从喷口处喷出的速度更快，扇叶转动更快，有更多的能量转化为扇叶转动的动能，从而提高汽轮机模型的效率。 16. 图甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是。 （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“温度计上升的示数”或“加热时间”）来反映的。若已知液体a是水，计算出水吸收的热量，再计算出燃料的热值，他的计算结果是__________的（选填“不变”“偏大”或“偏小”)，理由是________； （2）比较不同物质的比热容，在两只烧杯中分别装入质量相等的液体a、b。初始温度相同的a、b吸热后，它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，则a、b两种液体的比热容之比为_________； （3）有一种“涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车（L型）更节能，排气更清洁，同样的汽油（如95#）加在T型轿车内比加在L型轿车内热值______（填“更大”、“一样大”或“更小”）； （4）如图戊是某一沿海城市和某一内陆城市年气温变化曲线，根据上面探究过程中所获得的知识可知，曲线C表示的是_______（选填“沿海”或“内陆”）城市。 【答案】（1） ①. 甲乙 ②. 温度计上升的示数 ③. 偏小 ④. 因为燃料燃烧放出的热量并没有全部被水吸收，存在热损失，所以计算出的热值偏小。 （2）1:2 （3）一样大 （4）内陆 【解析】 【小问1详解】 [1][2]比较不同燃料热值的实验中，应让相同质量的不同燃料充分燃烧，通过观察相同质量的同种液体升高温度的不同来比较两种燃料热值的大小，液体升高温度越高，燃料热值越大。故选择只有燃料不同的甲乙两图进行实验。 [3][4]略。 【小问2详解】 如图丁所示，a、b两种液体都升温60℃，a液体需要加热10min，b液体需要20min，即吸收的热量之比为1:2，根据，质量和温度变化量相同时，比热容和吸收的热量成正比，所以a、b两种液体的比热容之比也为1:2。 【小问3详解】 热值是燃料的一种特性，和燃料是否充分燃烧无关，所以同样的汽油加在T型轿车内与加在L型轿车内热值是一样大的。 【小问4详解】 水的比热容要大于砂石的比热容，吸收或者放出相同的热量温度变化不明显，所以沿海城市的气温年较差要比内陆城市的小，所以曲线C表示的是内陆城市。 17. 如图是我校实验小组比较不同物质吸热情况的实验装置。 （1）实验时在图中应量取相等_______（填“体积”或“质量”）的甲、乙两种液体，为了完成该实验，除了图中所示的器材外，还需要增加的测量工具有天平和_______。 （2）为了比较甲、乙液体的吸热本领，小阳提出两种比较方案。 ①让两者升高相同的温度比较吸收热量。 ②让两者_______相同时间比较__________。 在两种液体都不沸腾的前提下，结合图1展示的器材，你认为可行的方案是____________（选填“①”“②”或“①和②”）。 （3）甲、乙液体吸收热量的多少可以通过_________（选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映，这种研究物理问题的方法叫做____________。 （4）从图像2-1中可知，若甲液体的比热容为，则____________（加热器相同，不计加热过程的热损失）。 （5）实验结束后，小阳仍打算采用如图1的实验装置比较丙、丁两种液体的吸热情况。但经过思考后，小阳优化了实验方案，用如图2-2所示装置进行实验，将分别装有丙、丁两种液体的试管放在同一个烧杯中水浴加热，此装置具有的优点是____________（写出一点即可）。 【答案】（1） ①. 质量 ②. 秒表 （2） ①. 加热 ②. 升高的温度 ③. ①和② （3） ①. 加热时间 ②. 转换法 （4）##2100 （5）同一热源加热，保证丙、丁在相同时间内吸收的热量完全相等 【解析】 【小问1详解】 根据控制变量法，比较不同物质吸热能力时，要控制两种液体的质量相等，而非体积；实验需要记录加热时长来反映吸热多少，因此除天平测质量外，还需要秒表测量时间。 【小问2详解】 比较吸热本领有两种常规方案：一是升高相同温度，比较加热时间（即吸收的热量），加热时间越长，吸热能力越强；二是加热相同时间（保证吸收热量相同），比较两种液体升高的温度，升高的温度越高，吸热能力越弱。本实验器材可以同时实现两种操作，因此①和②都可行。 【小问3详解】 相同加热器在相同时间内放出的热量相等，液体在相同时间内吸收的热量相等，因此可以用加热时间间接反映液体吸收热量的多少，这种将不易直接观测的物理量转换为直观易测物理量的方法叫做转换法。 【小问4详解】 由图2-1可知，初始温度均为20℃，当加热时间同为2min（吸收热量相同）时，甲的温度升高了 乙的温度升高了 而 所以 【小问5详解】 水浴加热的方式可以让两支试管内的液体处于同一加热环境，保证丙、丁在相同时间内吸收的热量完全相等，无需分别调控两个加热器，操作更简便，并且加热更充分、均匀。 四。综合应用题（本题共3个小题，18小题6分，19小题8分，20小题8分，共22分。计算和说理类解答要写出必要的文字说明及公式等。） 18. 小文在家中用电热水壶烧开水，已知电热水壶内装有2L、初温为20℃的水，水的密度是，水的比热容是，已知，求： （1）该电热水壶所装水的质量； （2）水加热到100℃需要吸收的热量。 【答案】（1）2kg （2） 【解析】 【小问1详解】 水的体积是 该电热水壶所装水的质量为 【小问2详解】 水加热到100℃需要吸收的热量为 19. 氢燃料汽车是新能源汽车的重要发展方向，具有清洁无污染、效率高的优点。其工作原理是让氢气在汽缸内与空气混合后点燃，利用氢气快速燃烧膨胀产生的推力，带动活塞往复运动，再通过曲轴连杆结构将热能转化为机械能；某氢燃料大巴车完成了北京到上海的长距离测试，相关参数如下：（，） （1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为多少？ （2）若这些热量全部被质量为400kg、温度为60℃的水吸收，能使水的温度升高多少？（在1标准大气压下） （3）0.6kg氢燃料可供该型号氢燃料大巴车以70kW的恒定功率匀速行驶600s，则该大巴车的热机效率为多少？ 【答案】（1） （2）40℃ （3）50% 【解析】 【小问1详解】 质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为 【小问2详解】 这些热量全部被水吸收，水吸收的热量为 水理论上升高的温度为 水的末温为 因为一标准大气压下水的沸点为100℃，所以水的真实末温为 水升高的温度为 【小问3详解】 大巴车的有用功为 大巴车的热机效率为 20. 如图甲所示，为了提倡环保型新能源开发，某学校学生宿舍使用太阳能热水器。由于晴天热水器产生的水温过高不可直接洗浴，所以浴室安装了如图乙所示的混水阀。通过混水阀可以将冷水管中的20℃的冷水与储存的80℃热水按照一定比例混合，得到一定温度的温水（不计冷热水混合过程的热损失）。下表所示的是物理兴趣小组在某个晴天获得的相关信息。比热容为c＝4.2×10³ J/(kg∙℃)，求： 热水器装水量/t 冷水温度/℃ 热水温度/℃ 10 20 80 （1）该热水器中的水在晴天吸收的热量是多少焦？ （2）某次洗澡过程中，热水管流入3kg热水，冷水管流入5kg冷水，则混合后的温水温度为多少摄氏度？ （3）若调节混合后的温水温度为40℃，当热水器储存的热水全部用完，可为全体学生提供多少吨40℃温水？ 【答案】（1） 2.52×10⁹ J （2） 42.5 ℃ （3） 30 t 【解析】 【小问1详解】 热水器内水的质量m＝10 t＝1.0×104 kg 该热水器中的水在晴天吸收的热量是Q＝(1.0×104kg)×(4.2×103 J/(kg∙℃))×(60 ℃)＝2.52×109 J 【小问2详解】 设混合后温度为t。根据热量平衡，则 解得混合后的温水温度为t＝42.5 ℃。 【小问3详解】 当热水与冷水混合成40 ℃时，根据热量平衡，则 解得需要的冷水为 当热水器储存的热水全部用完，可为全体学生提供的温水为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $