九年级上学期期中考试培优专训02
第十三、四章 热学培优专题训练
一、单选题
1．关于温度、内能和热能，下列说法正确的是（ ）
A．物体温度降低，热量减少 B．汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能
C．物体内能减少时，温度可能不变 D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
2．关于生活中的物理现象，下列说法正确的是（ ）
A．破镜不能重圆，主要是因为分子之间存在斥力 B．“酒香不怕巷子深”说明分子在不停地做无规则运动
C．60℃的水与40℃的水相比，60℃的水内能更大 D．水和酒精混合后总体积变小，说明分子间有引力
3．如图所示，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，则下列说法正确的是（ ）
A．甲杯水中每分钟吸收的热量为2.52×105J
B．甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比为3:2
C．加热相同的时间，甲、乙两杯水升高的温度之比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4:9
4．如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相同。燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt表示（水未沸腾）（ ）
A．若m相同，Δt越小，燃料的热值越大 B．若Δt相同，m越大，燃料的热值越大
C．若的值越大，燃料的热值越大 D．若的值越大，燃料的热值越大
5．初三的小明同学体育锻炼完回到教室，用两个相同的杯子从饮水机分别接了部分热水和部分冷水，准备用两杯水混合来得到温度适宜的饮用水。已知热水的初温为93℃。他先将冷水杯内一半的冷水倒入热水杯内，摇匀且稳定后，热水杯内水的温度降低到63℃；他再将冷水杯内剩余冷水的一半倒入热水杯内，摇匀且稳定后，热水杯内的水温降低到57℃；小明最后将冷水杯内剩余的冷水全部倒入热水杯内，摇匀且稳定。则混合前，两杯子内最初的热水和冷水的质量之比和最终混合后水的温度为（ ）（整个过程水没有溢出杯子，不计水的质量变化、状态变化和热量损失）
A．1:4 21℃ B．4:1 21℃ C．2:1 53℃ D．1:2 53℃
6．一杯质量为m的热水与一杯质量为3m的冷水混合，冷水温度升高12℃，现将另一杯质量，温度和原来相同的热水继续与刚混合后的水再次混合，则原来混合的水升高的温度（不考虑热损失）（ ）
A．12℃ B．9℃ C．7.2℃ D．9.6℃
7．小牛同学用一个功率为1000W的电加热器给lkg冰加热，研究不同状态的水的吸热能力。图中，甲乙丙三条图线中的一条，是他依据实验数据绘制而成。若相同时间内水和冰吸收的热量相同。已知c水=4.2×103J/（kg℃），c冰＜c水下列说法正确的是（ ）
A．小牛绘制的是甲图线 B．冰熔化过程中加热器消耗的电能为2000J
C．0~1min冰吸收的热量是6×104J D．3~5nin时间内，电加热器的热效率为35%
8．用两个相同的电加热器给质量均为0.2kg的物质甲和水加热，它们的温度随加热时间的变化关系如图所示，不计热量损失，据此判断（ ）
A．物质甲的比热容为8.4×103 B．加热20min时间内，水所吸收的热量是甲的两倍
C．甲在前10min内吸收的热量是5.04×104J D．每个电加热器每秒放出42J的热量
9．将一杯热水倒入容器内的冷水中，冷水温度升高10℃，又向容器内倒入同样一杯热水，冷水温度又升高 6℃ ，若再向容器内倒入同样一杯热水，则冷水温度将再升高（不计热损失）（ ）
A．0℃ B．6℃ C．6℃ 以上 D．6℃ 以下
10．在两个相同的杯子内盛有质量相等的热水和冷水，将一半热水倒入冷水杯内，冷水杯内的温度升高21℃，若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内，冷水杯内的水温会升高（ ）
A．9℃ B． 8℃ C． 6℃ D． 5℃
11．下列事实中，能说明物质吸收热量的本领跟物质的种类有关的是（ ）．
A．体积相等的两瓶水，温度都升高了10 ℃，它们吸收的热量相等
B．质量不同的两块铁，温度都升高了10 ℃，它们吸收的热量不相等
C．体积相等的水和酒精，温度都升高了10 ℃，它们吸收的热量不相等
D．质量相等的水和酒精，温度都升高了10 ℃，它们吸收的热量不相等
二、填空题
12．100g热水和50g冷水混合后（不考虑热量损失），则热水降低的温度 冷水升高的温度（填“大于”、“等于”或“小于”），热水放出的热量 冷水吸收的热量。（填“大于”、“等于”或“小于”）
13．用水壶烧水，这是通过热传递方式改变其内能，水沸腾后会顶起壶盖，此过程能量转化情况与四冲程汽油机的做功冲程相似。一单缸四冲程汽油机，飞轮转速为，则1s对外做功 次，完成了 个冲程。
14．如图所示，是A、B两种燃料完全燃烧放的热量Q与其质量m的关系图，从图中可看出A燃料的热值 B燃料的热值（大于/小于/等于），在标准大气压下，若B燃料的热值为7×106J/kg，则1kg的B燃料完全燃烧释放的热量为 J，其中有60%的热量被质量为10kg、初始温度为20oC的水吸收，c水＝4.2×103J/（kg oC），则水的温度将升高 oC。
15．如下图所示，小明将气球吹大后，让气球自行飞出，若及时捡拾起气球，将会感觉到气球球身的温度和原来相比 （选填“变高”“变低”或“没有变化”），此过程发生的能量转化与 （选填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”）图中的能量转化是一致的。1min 内汽油机完成2400 个工作循环，飞轮的转速为 r/s。汽油机完成一个工作循环时，需要吸入 2L 的燃料，其质量为 kg，这些燃料完全燃烧放出的热量为 J。若这些热量有 84% 被质量为 10kg 的水吸收，水的温度能够上升 ℃。（燃料 1.4kg/m3，q燃料 4.6 107 J/kg，c水 4.2 103 J/（kg C））
16．截至2019年4月14日，泸州云龙机场已开通31条航线．从云龙机场飞往北京的某航班在水平跑道上加速的初始阶段，牵引力沿水平方向，大小为9.2×104N，经过的路程为1000m，则牵引力所做的功为 J；若飞机发动机的效率为25%，在此过程中，消耗的汽油为 kg，这些汽油的体积为 m3．（取汽油的密度ρ=0.7×103kg/m3，汽油的热值q=4.6×107J/kg）
17．金鸡报吉，著名期刊《科学》刊发了中国科学界胡炳成团队关于全氮类物质燃料研究成果文章．该燃料预估其热值q氮类=4.6×105J/g，完全燃烧1kg该燃料可放出 J的热量．我国长征某型号火箭需40t航空煤油作燃料，改由全氮类物质燃料替代，则该起飞时火箭的总质量可以减少 kg，大大提高了我国火箭的运载力．（ρ煤油=0.8×103kg/m3， q煤油=4.6×107 J/kg）
18．为了比较液体的吸热能力，小红称取了初温相同、体积相同的甲、乙两种液体（ρ甲＞ρ乙），并用相同的实验装置进行实验。如图是实验中得到的图像（不考虑热量散失）。
（1）甲液体的温度逐渐升高时，其内能 ；
（2）都加热60s时，甲吸收的热量 乙吸收的热量；甲液体的比热容 乙液体的比热容。
19．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（注：c水＞c液体）进行了实验，实验中，水和该液体在相同时间内放出的热量相等。两种液体的温度随时间的变化关系如图所示。分析图象可以得出 （选填“甲”、”乙”）物质为水，另一种液体的比热容为 J/（kg ℃）。[水的比热热容为 4.2×103J/（kg ℃）]
20．发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质，现代汽车主要分汽油与柴油两类发动机。
（1）如图A所示，汽油机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常工作四个冲程顺序是 （按“甲、乙、丙、丁”重新排序）， 图所示冲程汽油机给汽车提供动力，将燃料燃烧放出的 能转化为机械能。汽车发动机通常用水做冷却剂是因为水的 ；
（2）如图B所示是某小轿车汽油机工作时的能量转化示意图，则该汽油机的效率是 ，该车完全燃烧2L汽油，释放的热量是 J，若在效率不变的情况下，转化为有用的机械能是 J。（汽油的密度ρ＝0.7×103kg/m3，汽油的热值q＝4.6×107J/kg）；
（3）近年来，我国汽车保有量在迅速增长。若一辆汽车每年耗油1.8t，汽车发动机的平均效率为25%，如果能把发动机效率提高1%，则每辆汽车每年大约可节约 kg汽油（结果保留整数）。
21．甲、乙两种金属的比热容之比是3∶1，质量之比是2∶1，当它们吸收相同的热量，甲物体的温度升高了10 ℃，则乙物体的温度升高了 ℃.使1.5 kg温度为10 ℃水吸收了热量6.3×105J，水温将升高 ℃.（1标准大气压）
22．一支未标刻度的温度计，将它放入冰水混合物中时，水银柱长4cm，放入标准大气压下的沸水中时，水银柱长度为24cm，若将它放入40℃的水中时，水银柱的长度是 cm；质量、初温均相同的甲乙两物体，先将甲投入一杯热水中，达到热平衡后水温降低了5℃，将甲取出，接着把乙放入这杯水中，达到热平衡后水温又降低了5℃，则甲的比热容 乙的比热容（选填“＜”、“＞”或“=”）
三、实验题
23．桑珠和旺堆利用如图两套装置探究①“不同物质吸热升温的现象”以及②“不同燃料充分燃烧放热的现象”，液体和燃料的质量以及种类根据实验的需要和方便进行正确选取。
（1）两个实验中都要控制 （填燃料、杯中液体）质量相等；
（2）在探究“不同物质吸热升温的特点”时，物质吸热的多少是通过 来反映的；在探究“燃料燃烧放出的热量”，燃烧放热多少是通过 来反映的（填写序号）；
A．温度计上升的示数
B．加热时间
（3）假设在两个探究中根据所测数据都画出了如图图像（不计热量的损失），则根据图像可计算出，探究①“不同物质吸热升温的现象”中，甲乙对应如图像一和图像二所示，则 的比热容大，且两种物质的比热容之比为 ；②“不同燃料充分燃烧放热的现象”中，甲乙对应如图像一和图像二所示，则 的热值大。
24．如图所示，用甲、乙、丙三套装置完成实验。
实验一：探究不同物质吸热升温的现象。
实验二：比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量。
三种供选择的液体分别用a、b、c表示，三种燃料分别用1、2、3表示。
（1）为了完成实验一，应选用 两套装置，还需要添加一种测量仪器是 ，实验时通过比较 反映液体吸热多少；
（2）为了能完成两个实验，对图中器材进行以下几种调整，其中可行的是
A．将甲图中的燃料换成3 B．将乙图中的液体换成a
C．将乙图中的液体换成c D．将丙图中的燃料换成3
（3）完成两个实验的过程中，设计了三个实验方案：
方案①：加热烧杯内液体，每隔相等的时间，记录液体温度；
方案②：将烧杯内初温相同的液体加热至相同温度，记录加热时间；
方案③：加热烧杯内的液体，分别记录液体初温和 液体温度；
方案 （用方案序号填写）都是完成实验一。
25．在“探究物质的吸放热能力”实验活动中：
（1）小中同学使用相同的电加热器给水和煤油加热，用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少。他得到如下数据：
物质 次数 质量m/kg 升高的温度 t/℃ 加热的时间t/min
水 1 0.1 10 2
2 0.2 10 4
煤油 3 0.1 10 1
4 0.2 10 2
①分析第1、2次或第3、4次实验数据，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，吸收热量的多少与物质的 有关；
②分析第1、3次或第2、4次实验数据，可以得出的初步结论是： ；
③我们还可以通过大量实验分析出：不同物质的吸热能力一般不同，在相同条件下，升温快的物质，它的吸热能力较 ；（选填“强”或“弱”）
（2）小华分别用质量相等、初温相同的水和另一种液体进行了实验，并用图象对实验数据进行了处理，如图所示。实验中，水和该液体在相同时间内放出的热量相等。分析图象可以得出： 物质为水，另一种液体的比热容为 J/(kg ℃)。
26．如图，甲、乙、丙三图装置完全相同，燃料的质量、烧杯中液体的质量和初温都相同。
（1）为了得到质量相同的水和煤油，需要的测量工具是 ；
（2）根据实验数据，小虎作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象，如图丁。观察图丁，写出一种比较比热容大小的方法： ；煤油和水的比热容之比是 ；
（3）接下来比较酒精和煤油热值，小虎通过质量相同的燃料完全烧尽后水升高的温度来比较热值大小，烧杯中水的质量应该 （选填“大”或“小”）一些，原因是 ；
（4）小龙同学选择用两种燃料将甲、乙两个装置中的水均加热至相同温度，她试图通过测量 来反映这两种燃料热值的大小关系；
（5）实验室备有酒精温度计、煤油温度计和水银温度计（玻璃泡中液体质量相等），几种测温物质的相关数据如下表所示，为了减小热损失对实验的影响，应该选择 温度计。
测温物质 酒精 煤油 水银
比热容[] 2×103 2.1×103 0.14×103
标准气压下沸点（℃） 78 180~310 356.7
27．如图所示，在做“比较不同物质的吸热能力”的实验时，小涛同学所在的实验小组使用了如图甲、乙所示的实验装置。
（1）在设计实验方案时，他们列出了以下几条内容，你认为其中多余的一条是 ；
A．使用酒精灯的火焰基本相同
B．酒精灯的形状和大小完全相同
C．水和另一种液体的质量相同
D．盛水和另一种液体的烧杯相同
（2）该小组同学用图甲、乙的装置进行实验时，除天平外，还缺少的一种测量仪器是 ；
（3）该小组同学在老师指导下进行实验，收集的实验数据记录如图表：
物质 质量m/s 初温t/ oC 加热时间t/min 末温t/ oC
水 50 20 8 45
另一种液体 50 20 5 45
①实验中，该小组同学是用 来间接反映物质吸热的多少；
②通过分析表中数据可知，质量相同的水和另一种液体，升高相同的温度，吸收热量多的是 ， 的吸热能力较强（选填“水”或“另一种液体”），物理学上，用 这个物理量来描述物质的吸热能力；
（4）另一实验小组的同学用两个相同的电热器给质量同为2kg的物质甲和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图丙所示，据此可判断加热10min，吸收的热量为 ，甲的比热容为 J/（kg oC）。【c水＝4.2×103J/（kg·oC）】
28．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，烧杯内的液体质量也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验；比较不同物质的吸热能力，应选择 两图进行实验。
（2）在这两个实验中，仪器安装到位后，都要用到的测量器材是温度计和 。
（3）为了比较液体a和液体b的吸热能力，在设计实验方案时，需要确定以下需要控制的变量，你认为其中多余的是 。
A．采用的加热方式
B．酒精灯里所加酒精量
C．液体a和液体b的质量
D．盛放液体a和液体b的容器
（4）为了比较燃料1和燃料2的热值，应该在燃料完全燃烧后，通过比较 来得出结论（温度计示数/加热时间）。
（5）根据实验测得的数据，分别描绘出a、b两种液体的温度随加热时间变化的图像，如图戊所示，分析图像可知液体 （a/b）的吸热能力更强。若加热过程中无热量损失，则a、b两种液体的比热容之比ca：cb= 。
（6）某同学用图丁装置测酒精的热值。加热前酒精灯的质量为m1，加热一段时间后变为m2；烧杯中水的质量为M，水的初温t1，末温t2，水的比热容用c表示。用以上物理量代入公式，可以粗略算出酒精热值。但是，这种方法测出的热值偏 （大/小）。
29．如图所示，小明利用甲乙丙三套完全相同的装置，完成下面两个热学实验。
(1)为了比较水和煤油的吸热本领的大小，他应选择 （选填“甲、乙”、“乙、丙”或“甲、丙”）两套装置；
①实验应控制水和煤油的质量、初温相同，分别用两个相同的酒精灯对其加热。小明通过 （选填“加热时间”或“温度计上升的示数”）来比较水和煤油吸收热量的多少；
②经过实验得出了水和煤油温度随时间的变化如图丁 a、b 所示，根据图丁可判断出 （选填“水” 或“煤油”）的吸热能力强，若不计整个实验过程中的热量损失，根据丁图信息可以得到煤油的比热容是 J/(kg ℃)；
(2)为比较不同燃料的热值，小明选择了甲、乙两套装置，他分别在加热器中放入相同质量的不同燃料，同时点燃后对质量和初温相等的同种液体加热，直至燃料完全燃烧。
①除了甲、乙两套装置所示器材之外，本实验还需要的测量工具是 ；
②实验通过 （选填“加热时间”或“温度计上升的示数”）来比较不同燃料完全燃烧放出热量多少；
③小明按正确方法进行实验，发现用燃料 2 作为燃料的水升高的温度 t1 是用燃料 1 作为燃料的水升高的温度 t2 的 2 倍，由此他得出“燃料 2 的热值是燃料 1 的 2 倍”的结论，同组的小贝则不同意小明的结论，小贝不同意原因是： ；
(3)我们知道固体熔化时虽然温度保持不变，但仍需吸热。通过查阅资料知道：人们把单位质量的某种物质，在熔点时从固态完全变为液态需要的热量，叫做该物质的熔解热，用字母λ表示。已知质量 5kg 冰由-10℃全部熔化成 0℃的水所需的热量是 1.78×106J，则冰的熔解热λ为 J/kg【其中冰的比热容 2.1×103J/(kg ℃)】。
30．小明利用图甲装置研究某燃料热值。他取少量燃料置于燃烧皿中，测出总质量为30g，点燃后对100g的热水加热4min立即熄灭燃料，再测得燃料和燃烧皿总质量，天平平衡时砝码数量和游码位置如图乙所示，并根据实验数据绘制的水温随时间变化的图象如图丙中a线所示。
(1)如图甲所示，组装实验器材时为了能使温度计液泡与液体充分接触，应依次调节图中A、B两铁环，应先调节 （选填“A”、“B”）铁环；
(2)实验时水面上方的气压 （选填“大于”、“等于”或“小于”）1标准大气压。在第2~4min的过程中，水 （选填“吸”或“不吸”）热；
(3)此过程中燃料所放热量仅60%能被水吸收，则该燃料的热值为 J/kg；[水的比热容为4.2×103J/(kg °C)，整个过程中忽略水的质量变化]
(4)若实验装置和热损失比例均不变，利用该燃料加热另一杯水绘出了如图丙中b线，则另一杯水的质量 （选填“大于”、“等于”或“小于”）上一杯水质量。
四、计算题
31．我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达2×104m，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：
速度v/m·s-1 100 200 300 400 600
阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 10.8×104
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是45%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg。求：
（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的热量是多少焦？
（2）当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少瓦？
（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少千米？
32．芜湖奇瑞汽车有限公司是一家大型的汽车生产基地．该厂某型号汽车在车型测试中，在一段平直公路上匀速行驶了36 km，用时0.5小时，车的总质量为3×103 kg，受到的阻力为车重的0.1倍，其中g=10 N/kg．求：
（1）该汽车牵引力所做的功；
（2）已知这一过程消耗燃油1.5×10-2 m3，求热机在这一过程中消耗的总能量（假设燃油完全燃烧，燃油密度为0.8×103 kg/ m3，燃油热值q为4.5×107 J/kg）；
（3）该汽车发动机的效率；
（4）若该汽车在平直的公路上匀速行驶的路程为s，发动机牵引力为F，其发动机效率η，汽油的热值为q，请推导该汽车在这段路程内消耗汽油质量的表达式．
33．太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备，热水器每平方米每小时平均接收的太阳能，如图是面积为的热水器，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为、初温为20℃的水温度升高到40℃。[水的比热容]求：
（1）热水器中的水吸收的热量；
（2）热水器这5小时的加热效率；（水吸收与热水器获得太阳能的比值）
（3）若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气？（煤气的热值，煤气燃烧放出的热量的50%被水吸收）。
34．如图甲所示，A、B是两个底部装有完全相同的加热器的容器，加热器产生的热量90%可以被容器中的液体吸收，已知加热器每秒钟放出热量1000J。现将甲、乙两种液体分别倒入A、B杯中，其中甲液体的比热容3×103J/（kg ℃）；让两个加热器同时开始工作，60s后停止加热，然后立即将质量为5.4千克的合金球迅速放入乙液体中（从球放入到达到热平衡不计热损失），它们的温度随时间变化图象如乙所示。
（1）加热60s时，乙液体吸收的热量为多少；
（2）甲液体的质量多少；
（3）合金球的比热容为多少？
35．小红在学习了“比热容”的有关知识后，知道单位质量的不同物质在升高相同温度时，所吸收的热量不同，为了描述物质的这种性质，引入了一个新的物理量——比热容，于是她又想到晶体在熔化时，温度虽然保持不变，但需要吸收热量，那么单位质量的不同晶体熔化时所吸收的热量是否相同呢？带着这个疑问，小红在实验室利用电热器加热，完成了冰的熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线如图所示。实验时，冰的质量为0.5kg，相同时间冰和水吸收的热量相同。水的比热容为。
（1）CD段水吸收的热量是多少？
（2）计算出冰的比热容；
（3）若规定“某种晶体物质在熔化过程所吸收的热量与其质量之比叫做该物质的熔化热”，熔化热在数值上等于1kg晶体在完全熔化时所吸收的热量大小。根据图中所给的信息，计算出冰的熔化热。
36．如图是四冲程汽油机的剖面图。表中所示的是某品牌轿车汽油发动机的部分参数。其中“额定功率”是发动机工作时的最大机械能功率。“额定转速”是对应额定功率下发动机曲轴的转速。“排气量”是发动机汽缸的工作容积，是指所有汽缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和。“压缩比”即汽缸总容积，（燃烧室容积与排气量之和）与燃烧室容积的比值。“空燃比”即混合气体中空气和汽油的质量比。已知此发动机在额定功率时汽油和空气混合物的密度为1.35kg/m3、93＃汽油的热值为4.6×107J/kg，1L＝10-3m3。请你根据提供的数据计算这台发动机以额定功率行驶时:（设在排气冲程中将所有废气排出汽缸）
（1）1min内发动机做的有用功；
（2）一个工作循环吸入汽油和空气混合物的体积；
（3）1min吸入汽油的质量；
（4）热机的效率（保留2位有效数字）。
额定功率 100kW
额定转速 5000r/min
排气量 1.8L
压缩比 10:1
空燃比 14:1
无铅汽油 93#
37．发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能与品质。现代汽车主要分汽油与柴油两类发动机，其中汽油发动机提供动力的是内燃机的汽缸。某四缸四冲程发动机，其相关数据如下表所示：
1min 内完成的工作循环总次数 2000 次 92 号汽油 汽缸内汽油和空气的混合密度 1.25kg/m3
排气量 2.0L 热值 4.6×107J/kg
发动机最大输出功率 69kW 空燃比 14：1
（1）汽车的发动机工作时温度很高，由其外层的水套给其降温，水套里有防冻液 4 升，当防冻液温度从汽车启动时的 20℃升高 50℃时吸收的热量是多少？
（2）全球汽车保有量在迅速增长，截止 2011 年，全球汽车处于使用状态数量已破 10 亿辆。每辆汽车每年耗油 1.8t，汽车内燃机的效率平均取值 29%。如果能把内燃机效率提高 1%，全球每年可以节约多少燃油？
（3）汽车排气量是指发动机汽缸的工作容积，汽车排气量越大，功率越大。空燃比是指汽缸内空气和燃料的质量比。当汽车以 100km/h 的速度匀速运动时发动机的输出功率最大，根据表中的数据可求得此时汽车发动机的效率为多少？
38．下表是某品牌小轿车的一些技术参数，其中排气量是指发动机汽缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大；空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比；汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J。当该发动机以最大功率工作时，汽缸内汽油和空气的混合密度为1.5kg/m3，1min内高温高压的燃气推动活塞做功2000次。请你计算发动机在最大功率工作时：
（1）1min内做的有用功。
（2）做功一次消耗汽油的质量。
（3）发动机的效率。
车型 某品牌轿车
排气量 1.8L
最大功率 75kW
空燃比 14∶1
汽油的热值 4.6×107J/kg
参考答案：
1．C
【详解】A．物体温度降低，本身内能减小。而热量是在热传递过程中传递的内能，不能说热量减小。故A错误；
B．做功冲程，内燃机将内能转化为机械能。故B错误；
C．多数情况下物体向外放出热量，温度降低。晶体在凝固时，向外放出热量，内能减少，但温度不变。故C正确；
D．热量是从高温物体传向低温物体。故D错误。
故选C。
2．B
【详解】A．分子间作用力与分子间的距离有关，当分子间距离比较大时，作用力几乎为0。两块镜片之间的距离过大，两个镜片分子间几乎没有引力，无法在分子间作用力作用下聚合成为一个镜片。故A错误；
B．酒的分子做无规则的运动，运动到空气中，离酒很远的人也能闻到酒味。故B正确；
C．影响物体内能的因素很多，如质量、温度、状态等，无法凭温度一个因素就能比较两个物体内能的大小。故C错误；
D．水和酒精混合后体积变小，说明分子间间隙，二者混合时分子填补了这个间隙，使总体积小于二者体积的和。故D错误。
故选B。
3．C
【详解】A．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
故A错误；
B．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B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错误。
故选C。
4．D
【详解】我们假定为两套装置的加热水的效率是相同的。燃料的热值大小不能直接测量，需要通过水吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而水吸收热量的多少跟水的质量和升高的温度有关，因此为了比较热值大小可以利用Q吸=Q放η，而
Q吸=c水m水Δt
Q放=mq
即
c水m水Δt=mqη
解得
通过这个式子可以做以下推导：
A．若m相同，Δt越小，则燃料的热值越小，故A错误，不符合题意；
B．若Δt相同，m越大，则燃料的热值越小，故B错误，不符合题意；
C．若的值越大，即的值越小，则燃料的热值越小，故C错误，不符合题意；
D．若的值越大，则燃料的热值越大，故D正确，符合题意。
故选D。
5．D
【详解】设热水的质量为m1，冷水的质量为m2，冷水的初温为t0，将一半冷水倒入热水中，则冷水吸收的热量等于热水放出的热量，则有
cm1×(93-63)℃=c×m2×(63℃-t0)
此为①式；
再将剩余冷水的一半倒入热水中，同理有
c(m1+m2)×(63-57)℃=c×m2×(57℃-t0)
此为②式。
解①②式得
t0=33℃，
设杯中冷热水混合的最终温度为t，则有
c(m1+m2+m2)×(57℃-t)=c×m2×(t-t0)
此为③式。将t0=33℃，代入③式得
t=53℃
故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
6．C
【详解】忽略热量损失，冷水吸收的热量和热水放出的热量相同，即
Q吸=Q放
从而可知
c×m×Δt=c×3m×12℃
则解得热水温度降低
Δt=36℃
设此时的温度为t，则原来热水的温度为t+36℃，容器内水的质量为4m；如果再把一杯相同的热水倒入这个容器中，设容器内水温变化为Δt′，水最后温度为t+Δt′，热水降低的温度为
t+36℃-(t+Δt′)=36℃-Δt′
由热平衡方程Q吸=Q放可知
c×m×(36℃-Δt′)=c×4m×Δt′
解得
Δt′=7.2℃
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
7．D
【详解】A ．由图像可知，甲乙丙三条图线中，甲的温度变化比熔化前快，乙的温度变化跟冰未熔化时相同，丙的温度变化比冰熔化前慢，因此丙的比热容大，冰化成水比热容变大了，因此丙是正确图像，故A错误；
B．冰熔化过程用时2min=120s，消耗的电能为
故B错误；
C．由图像可知，冰从-10℃升高到0℃用时1min，熔化后从0℃升高10℃用时2min，因此冰的比热容为水的比热容的一半，为2.1×103J/（kg℃）。0~1min冰吸收的热量是
故C错误；
D．3~5min时间为2min=120s，水吸收的热量为
消耗的电能为
电加热器的热效率为
故D正确。
故选D。
8．D
【详解】A．由图象可知，用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，水温度升高60℃需要20min，物质甲温度升高60℃需要10min。所以质量相同的物质甲和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为
由热量计算公式Q=cm△t得
又因为c水=4.2×103J/（kg·℃），所以
c甲=2.1×103J/（kg·℃）
故A错误；
B．用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，在相同时间内甲和水吸收的热量相同，所以加热20分钟时间，水吸收的热量等于甲吸收的热量，故B错误；
C．甲物质10min升高了60℃，吸收的热量
故C错误；
D．不计热量损失，10min电热器放出的热量
每秒放出热量
故D正确。
故选D。
9．D
【详解】设容器内冷水的质量是，初温为，每杯热水的质量为，初温为，不计热损失，则第一次把热水倒入冷水中有
即
第二次把热水倒入冷水中有
即
由以上列式可得
，
第三次把热水倒入冷水中
即
则可解得
故选D。
10．C
【详解】设一杯水的质量为m，热水的初温为t热，冷水的初温t冷，将一半的热水倒入容器中后共同的温度为t，因不计热损失，所以，由Q=cm△t可得：Q放=Q吸，即：
cm△t热=cm△t冷，
解得：
△t热=2△t冷=2×21℃=42℃，
据此可设t冷=0℃，则t=21℃，
t热=21℃+42℃=63℃，
若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内时，相当于同时向冷水中倒杯热水，则：
cm（t热-t′）=cm（t′-t冷）
即(63℃-t′)=t′-0
解得：
t′=27℃，
所以，冷水温度将再升高：
△t=t′-t=27℃-21℃=6℃．
故C符合题意．
11．D
【详解】由公示可知：物体放出热量的多少与物体质量、比热容以及温度变化量有关，要想说明物质吸收热量的本领跟物质的种类有关，必须让质量相等的不同种类的物质升高相等的温度，再比较它们吸收的热量．
12． 小于 等于
【详解】[1][2]当将热水和冷水混合时，若不计热量损失，热水吸收的热量等于冷水放出的热量；设冷水温度从t01升高到t，吸收的热量为Q1；热水温度从t02降低到t，放出的热量为Q2；
不计热损失，所以即
在上式中，C和t是相同的，由于冷水质量m1小于热水质量m2，故冷水所升高的温度大于热水所降低的温度。
13． 25 100
【详解】[1][2]一单缸四冲程汽油机，一个工作循环飞轮转2周，对外做功1次，飞轮转速为3000r/min，则每秒转速为50 r/s，每秒完成25个工作循环，对外做功25次；一个工作循环有四个冲程，故25个工作循环完成的是100个冲程。
14． 小于 7×106 80
【详解】[1]如图所示：
取相同质量m0，由图可知，QB＞QA，由热值意义可知，qB＞qA。
[2]1kg的B燃料完全燃烧释放的热量为
Q放＝mq＝1kg×7×106J/kg＝7×106J
[3]水吸收的热量为
Q吸＝Q放η＝7×106J×60%＝4.2×106J
可得水升高的温度为
水的末温为
t＝t0+Δt＝20℃+100℃＝120℃
在一标准大气压下水的沸点是100℃，水的温度升高到100℃，温度不再变化，因此水的温度将升高
100℃﹣20℃＝80℃
15． 变低 丙 80 2.8×10-3 1.288×105 2.576
【详解】[1]及时捡拾起气球，气球内的气体对外做功，内能减小，温度变低。
[2]此过程发生的能量转化是将内能转化为机械能，而甲为压缩冲程，是将机械能转化为内能，而乙排气冲程，丙是做功冲程，是将内能转化为机械能，而丁是吸气冲程，故选丙。
[3] 1s内汽油机完成工作循环数
一个工作循环，飞轮转两圈，故飞轮的转速为。
[4] 吸入 2L 的燃料，其质量为
[5] 这些燃料完全燃烧放出的热量为
故这些燃料完全燃烧放出的热量为。
[6] 水的温度能够上升
故水的温度能够上升。
16． 9.2×107 8 0.01142
【详解】小汽车行驶1000m，牵引力做的功为：W=Fs=9.2×104N×1000m=9.2×107J；
因为η=，所以发动机做的功为W总=3.68×108J；
汽油完全燃烧放出的热量为Q=W总=3.68×108J，因为Q=mq，所以消耗的汽油质量为：
m==8kg；
由ρ=可得，这些汽油的体积V=≈1.142m3．
17． 4.6×108 3.6×104
【分析】（1）利用求完全燃烧1kg全氮类物质燃料放出的热量；
（2）利用求完全燃烧40t煤油放出的热量，再利用该公式求出这些热量需要完全燃烧全氮类物质燃料的质量，煤油的质量减去完全燃烧全氮类物质燃料的质量可得该起飞时火箭的总质量．
【详解】(1)完全燃烧1kg全氮类物质燃料放出的热量：；
(2)完全燃烧40t煤油放出的热量： ，
改由全氮类物质燃料替代，这些热量需要完全燃烧全氮类物质燃料的质量：，
起飞时火箭的总质量的减少量： .
故答案为4.6×108；3.6×104.
18． 变大 等于 小于
【详解】(1)[1]同一物体，状态不变，温度升高，说明其内能变大。
(2)[2]用相同的装置加热相同的时间，热源放出的热量是相等的，二者吸收的热量也是相等的。
[3]体积相同的甲、乙两种液体，因ρ甲＞ρ乙，根据m＝ρV可知
m甲＞m乙
读图像可以知道，在吸收热量温度升高的过程中（未沸腾前），二者吸收了相等的热量升高了相同的温度，根据可以知道甲液体的比热容小于乙液体的比热容。
19． 甲 2.1×103
【详解】[1]时间相等时，两种液体放出的热量相等，由图象可知，乙液体的温度降低的快，甲液体温度降低慢；根据 Q 放=cm t 可知，在质量相等、放热也相同的情况下，谁的温度降低得快，它的比热容就小；所以，甲液体的比热容大，若 甲、乙 两种液体中，一种液体是水，则一定是甲液体。
[2]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 t=c乙 m乙 t
结合图象（15min 以内）可得
4.2×103J/（kg ℃）×m水×（60℃－40℃）=c乙m乙（60℃－20℃）
解得
c 乙=2.1×103J/（kg ℃）
20． 甲丙丁乙 丁 内 比热容大 30% 6.44×107 1.932×107 69
【详解】（1）[1]甲中的一个气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一冲程；乙中的一个气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四冲程；丙中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是第二冲程；丁中的两个气阀都关闭，活塞下运动，所以为做功冲程，是第三冲程。故一个汽缸正常工作四个冲程顺序是排序为：甲丙丁乙。
[2][3]做功冲程燃料燃烧，把化学能转化为内能，高温高压的燃气对活塞做功，把内能转化为机械能，给汽车提供动力。
[4]汽车发动机工作时产生大量热量，这些热量如果不迅速转移，就可能损害发动机，由于水的比热容较大，质量和初温相同的水和其它液体相比较，升高相同的温度时，水吸收的热量多，因此汽车发动机通常用水做冷却剂。
（2）[5]该汽油机的效率
2L汽油的质量
m汽油=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×2×10-3m3=1.4kg
[6]该车完全燃烧2L汽油，释放的热量
Q=m汽油q=1.4kg×4.6×107J/kg=6.44×107J
[7]若在效率不变的情况下，转化为有用的机械能
W有=ηW总=30%×6.44×107J=1.932×107J
（3）[8]内燃机效率提高1%，此时内燃机的效率
η2=η1+1%=25%+1%=26%
由于
可知
因为内燃机效率提高后有用功是相同的，所以每辆汽车的有用功
η1qm1=η2qm2
则
则每辆汽车每年节约燃油的质量
21． 60 90
【分析】（1）知道甲乙两金属质量、比热容、吸收热量的关系，利用吸热公式求两物体升高温度的比值；知道甲金属的温度升高值，可求乙金属的温度升高值；
（2）利用公式：计算水升高的温度．
【详解】（1）由题知，m甲：m乙=2：1，c甲：c乙=3：1，
甲、乙两金属吸收的热量：Q甲：Q乙=1：1，
由得，两种金属升高温度之比：，
由题知，△t甲=10℃，所以△t乙=60℃；
（2）根据得，水升高的温度：
由于一个标准大气压下水的沸点为100℃，所以水只能升高．
22． 12 ＜
【详解】[1]在冰水混合物中，即温度为0℃时，水银柱的长度是4cm；在标准大气压下的沸水中，即温度是100℃时，水银柱的长度是24cm，两者之间的水银柱长度为
所以外界温度每升高1℃时，玻璃管内的水银伸长为
当水温为40℃时，相对于0℃，水银柱上升的高度是：
所以水银柱的长度为
[2]由题可知，甲、乙两物体分别放入水中达到热平衡时，水温都是降低5℃，
根据可知，两物体吸收的热量相同，两物体的初温相等，达到热平衡时，甲物体升高的温度为
乙物体升高的温度为
所以甲升高的温度高，根据知，甲升高的温度高。所以比热容小，即甲的比热容小于乙的比热容。
23． 杯中液体 B A 乙 1∶4 甲
【详解】（1）[1]根据控制变量法，两个实验中都要控制杯中液体质量相等。
（2）[2]在探究“不同物质吸热升温”的特点时，由转换法，物质吸热的多少是通过加热时间反映的，故B符合题意，A不符合题意。
故选B。
[3]在探究“燃料燃烧放出的热量”实验中，要用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，根据Q=cmΔt，液体升温越高，则燃料放出的热量越多，故在探究“燃料燃烧放出的热量”燃料放热多少是通过温度计上升的示数来反映的，故A符合题意，B不符合题意。
故选A。
（3）[4][5]①“不同物质吸热升温的现象”中，由探究①由绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图象，升高10℃，图象一对应物质的加热时间为10分钟（注意是均匀升温）；而图象二对应物质的加热时间为40分钟；由转换法可知，两种物质吸收热量之比为
10min∶40min＝1∶4
根据Q=cmΔt，在质量和升高温度相同的情况下，吸热多少与比热容成正比，故图象一和图象二表示两种物质的比热容之比为1∶4，则乙的比热容大。
[6]②不同燃料充分燃烧放热的现象中，燃料完全燃料（燃料质量相同），图象一对应的物质升高
50℃-30℃＝20℃
图象二对应的物质升高
40℃-30℃＝10℃
而同种液体的质量相同，根据Q=cmΔt，吸热多少与升高的温度成正比，两种物质吸热之比为
20℃∶10℃＝2∶1
根据，在燃料质量相同的条件下，吸热与热值成正比，故图象一和图象二表示两种燃料的热值之比为2∶1，则甲的热值大。
24． 甲、丙 秒表 加热时间 BC 燃料燃尽后 ①②
【详解】（1）[1]实验一是探究不同物质吸热升温的现象，由控制变量法可知，需要选取相同质量的相同燃料和相同质量的不同物质进行实验，由图可知，应该选择甲、丙两套实验装置。
[2][3]实验过程中通过加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少，因此还需要添加测量时间的秒表。
（2）[4]实验二是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，由控制变量法可知，需要选取相同质量的相同液体和相同质量的不同燃料进行实验；
AD．将甲图中的燃料换成3和将丙图中的燃料换成3都不能保证液体相同，故AD不符合题意；
B．将乙图中的液体换成a，选取甲、乙可以完成实验二，选取甲、丙可以完成实验一，故B符合题意；
C．将乙图中的液体换成c，选取乙、丙可以完成实验二，选取甲、丙可以完成实验一，故C符合题意。
故选BC。
（3）[5]方案③：加热烧杯内的液体，分别记录液体初温和燃料燃尽后液体温度，可比较不同燃料放出的热量，因此可以完成实验二。
[6]方案①：加热烧杯内液体，每隔相等的时间，液体吸收的热量相同，记录液体温度，由可比较不同物质的吸热能力，因此可以完成实验一。
方案②：将烧杯内初温相同的液体加热至相同温度，记录加热时间，根据加热时间长度可知吸收热量的多少，根据可比较不同物质的吸热能力，因此可以完成实验一。
因此方案①②都可以完成实验一。
25． 质量 质量相同的不同种物质，升高相同温度时，吸收热量的多少与物质种类有关 弱 甲 2.1×103
【详解】（1）①[1]分析第1、2次或第3、4次实验数据知，质量不同的水（或煤油），升高的温度相同，质量越大，加热时间越长，说明吸收的热量越多，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，吸收热量的多少与物质的质量有关。
②[2]分析第1、3次或第2、4次实验数据，质量相同的水和煤油，升高的温度相同，需要加热的时间不同，即吸收的热量不同，可以得出的初步结论是：质量相同的不同种物质，升高相同温度时，吸收热量的多少与物质种类有关。
③[3]由表格数据知，质量相同的水和煤油，升高相同温度时，吸收的热量不同，即两种物质的吸热能力不同。所以我们可以通过大量实验分析出：不同物质的吸热能力一般不同，在相同条件下，升温快的物质，它的吸热能力较弱。
（2）[4]如图所示，实验中，质量相等、初温相同的水和该液体在相同时间内放出的热量相等。由图乙可知，在第15分钟，甲物质降温
t甲=60℃-40℃=20℃
乙物质降温
t乙=60℃-20℃=40℃
在相同的时间甲降温慢，即吸热能力强，故甲物质为水。
[5]根据知，Q、m相同的情况下，c与 t成反比，故另一种液体的比热容为
26． 天平 使用相同的热源，加热相同时间，水和煤油的吸热相同，通过温度的变化来判断水和煤油的吸热能力，温度变化小的吸热能力强 1:2 小 水的比热容较大，温度变化不明显 消耗燃料的质量 水银
【详解】（1）[1]用天平测量质量。为了得到质量相同的水和煤油，需要的测量工具是天平。
（2）[2]我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法。
使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强。由已知条件，根据图丁水和煤油的温度随加热时间变化的图象知，使用相同的热源，加热相同时间，水和煤油的吸热相同，通过温度的变化来判断水和煤油的吸热能力，温度变化小的吸热能力强。
[3]由表中数据，加热10分钟（吸热相同），水升高的温度为
83℃-68℃=15℃
煤油升高的温度为
98℃-68℃=30℃
根据，在质量和吸热相同的情况下，升高的温度与比热容与成反比，故则煤油的比热容是
（3）[4][5]比较不同燃料的热值大小，要用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，故应选用甲乙装置，根据，液体升温越高，则燃料放出的热量越多，这种燃料热值越大。小虎通过质量相同的燃料完全烧尽后水升高的温度来比较热值大小，烧杯中水的质量应该小一些，原因是水的比热容较大，温度变化不明显。
（4）[6]用两种燃料将初温和质量相同的水加热至相同温度，根据，水吸收的热量相同，根据，加热所需燃料的质量越小，燃料的热值越大，所以可以通过测量消耗燃料的质量来反映两种燃料热值大小关系。
（5）[7]当被测物体温度较高、质量较小时，为了使测量值更接近真实值，应该选比热容小的液体作为温度计的测温液体，这样液体升温快并且吸热没有那么多，而比热容大的升温慢并且吸收的热量会更多，因水银的比热容相对来说较小，所以应选择水银温度计。
27． B 秒表/停表 加热时间 水 水 比热容 2.52×105 2.1×103
【详解】（1）[1]我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法。比较物质吸热能力的2种方法:①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量(即比较加热时间)，吸收热量多的吸热能力强；②使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强。根据比较吸热能力的第2种方法，要控制不同物质吸热相同。
A．使用酒精灯的火焰基本相同，是为了在相同时间内放出的热量相同，有必要，故A不符合题意；
B．酒精灯的形状和大小完全相同，与要求无关，没有必要，故B符合题意；
C．根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，故水和另一种液体的质量要相同，有必要，C不符合题意；
D．盛水和另一种液体的烧杯相同，是为了使水和另一液体吸收的热量相同，有必要，故D不符合题意。
故选B。
（2）[2]根据转换法，通过加热时间比较吸热的多少，故还用到秒表。
（3）①[3]实验中，该小组同学是用加热时间来间接反映物质吸收热量的多少。
②[4]通过分析表中数据可知，质量相同的水和另一种液体，升高相同的温度，水加热时间长，故吸收热量多的是水。
[5]根据比较吸热能力的方法，结合[4]，水的吸热能力较强。
[6]不同物质的吸热能力不同，物理上，用比热容这个物理量来描述物质的吸热能力。
（4）[7]由图像可知，水20min升高了60℃，吸收的热量
由题知，用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，在相同时间内吸收的热量相等，甲物质和水加热10min吸收的热量
Q吸＝0.5Q吸水＝0.5×5.04×105J＝2.52×105J
[8]由图丙可知，水温度升高60℃需要20min，物质甲温度升高60℃需要10min，质量相同的物质甲和水升高相同的温度，甲吸收的热量为水的0.5倍。根据可知，质量相同的水和甲升高相同的温度，吸热多少与比热容成正比，故甲的比热容为
c甲＝0.5×4.2×103J/（kg·℃）=2.1×103J/（kg·℃）
28． 甲、乙 甲、丙 天平 B 温度计示数 a 2∶1 小
【详解】（1）[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、乙两图进行实验。
[2]为了比较两种液体的比热容，需要燃烧同种燃料，加热不同的液体，且液体的质量相同，在加热时间相同时，通过温度计的示数高低进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）[3]根据控制变量法可知，比较不同物质的吸热能力时，需要控制两种物质的质量和初温相同；比较不同燃料的热值时，需要控制两种燃料的质量相同，需要用温度计测量液体升高的温度；所以都需要用到温度计和天平。
（3）[4]AD．采用完全相同的加热方式，是为了控制热源放出的热量相同；盛放a液体和b液体的容器相同，目的使a和b两种液体在相同的时间吸收相同的热量，故AD有必要；
B．酒精灯里所加酒精量相同，B多余；
C．根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，C有必要。
故选B。
（4）[5]实验时应比较相同质量的燃料1和燃料2完全燃尽后液体升高的温度，即根据温度计上升的示数比较燃料热值的大小。
（5）[6]由图乙可知，相同质量的a、b液体，被加热相同的时间（吸收相同的热量），a液体升温慢，b液体升温快，说明a液体的吸热本领强。
[7]根据图乙可知，a、b都加热5min，A温度变化量为
Δta=30℃﹣10℃=20℃
B温度变化量为
Δtb=50℃﹣10℃=40℃
由Qa=Qb=cmΔt可得
camΔta=cbmΔtb
则
（6）[8]水吸收的热量
Q吸=cM(t2﹣t1)
酒精灯放出的热量
Q放=Q吸=cM(t2﹣t1)
燃烧酒精的质量
m=m1﹣m2
由Q=mq可得酒精的热值
因为燃料无法完全燃烧以及没有考虑在加热过程中热量的散失，导致测量的Q放偏小，所以测量值比准确值偏小。
29． 甲、丙 加热时间 水 4.2×103 天平 温度计上升的示数 燃料燃烧放出的热量并不是全部被水吸收，只能粗略得出：燃料2的热值比燃料1的热值大 3.35×105
【详解】(1)[1]要比较水和煤油的吸热本领，应用相同的热源分别给相同质量的水和煤油加热，所以应选择甲、丙两套装置。
①[2]用两个相同的酒精灯对水和煤油加热，则相同时间内酒精灯放出的热量相同，那么两种液体吸收的热量也相同，所以实验中通过加热时间来比较水和灯油吸收热量的多少。
②[3]由图丁知，a是水的温度随时间变化图线，b是煤油的温度随时间变化图线，而加热相同时间时，b图线温度上升快，c图线温度上升慢，说明水的吸热能力强。
[4]在实验中水和煤油的质量相同，初温相同，由图丁知，水的温度由10℃升高到30℃用时6min，此过程吸收的热量Q吸，而煤油温度变化相同时，用时3min，即此过程煤油吸收的热量为。所以煤油的比热容是
(2)①[5]经比较不同燃料的热值，需在加热器中放入相同质量的不同燃料，而且加入烧杯的的液体质量也要相同，所以除了甲乙两套所示器材之外，本实验还需要的测量工具是天平，用来测量燃料和液体的质量，以确保两种燃料和烧杯中液体的质量相同。
②[6]实验通过温度计上升的示数来比较不同燃料完全燃烧时放出热量的多少，因为燃烧燃料时会放出热量，这些热量被烧杯中的质量和初温相同的同种液体吸收，其温度会上升，而放出的热量越多，液体温度上升越高。通过温度变化可知，哪种燃料燃烧时放出的热量多。
③[7]在实验中发现：用燃料2作为燃料的水升高的温度是用燃料1作为燃料的水升高温度的2倍，于是得出：燃料2的热值是燃料1的2倍，这样的结论是不正确的。因为燃料燃烧放出的热量并不是全部被水吸收，只能粗略得出：燃料2的热值比燃料1的热值大。
(3)[8]5kg冰温度由-10℃升高到0℃，吸收的热量
Q吸1=cm(t-t0)=2.1×103J/(kg ℃)×5kg×10℃=1.05×105J
则5kg的冰完全熔化吸收的热量
Q吸2=Q吸总-Q吸1=1.78×106J-1.05×105J=1.675×106J
那么冰的熔解热
30． B 小于 吸 2×106 等于
【详解】(1)[1]用酒精灯加热物体时，应使用酒精灯的外焰加热，且研究某燃料热值的实验装置组装时应由下往上，所以如图甲所示，组装实验器材时为了能使温度计液泡与液体充分接触，应先调节B铁环。
(2)[2]1个标准气压下水的沸点是100°C，由图丙可知实验中水的沸点是99°C，可知实验时水面上方的气压小于1个标准大气压。
[3]水沸腾时，吸收热量，温度不变，由图丙可知：在2min时沸腾，所以在第2~4min的过程中，水持续吸热，温度不变。
(3)[4]水4min吸收的热量等于2min水吸收热量的两倍，
燃料燃烧的质量
此过程中燃料所放热量仅60%能被水吸收，根据以及可知燃料的热值
(4)[5]由图丙可知：在相同的时间内，两杯水吸收的热量相同，温度变化相同，根据可知两杯水的质量大小相等。
31．（1）5×1011；（2）1.92×107；（3）3×103
【详解】解：（1）燃油完全燃烧放出的热量为
（2）由表中数据可知，飞机以400m/s的速度巡航时，所受阻力为f=4.8×104N，由于飞机做匀速直线运动，则牵引力等于阻力，即
F＝f＝4.8×104N
则飞机发动机的输出功率为
（3）根据表格中的数据可知，当阻力的大小与速度的平方成正比，则500m/s时的阻力为
则飞机的牵引力为
由（1）可知，Q＝5×1011J；已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，则有用功为
由W＝Fs，可得
答：（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是5×1011J；
（2）当飞机以400m/s的速度匀速巡航时，飞机发动机的输出功率是1.92×107W；
（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是3×103km。
32．（1）1.08×108 J （2）5.4×108 J （3）20% （4）因为，，效率为：所以，，综上可得，汽车消耗汽油质量的表达式为：．
【详解】(1)汽车的重力为：
，
因为车匀速行驶，所以车受到牵引力，即阻力：
；
则牵引力做功：
；
(2)由得，消耗燃油的质量为：
，
燃油完全燃烧放出的热量：
；
(3)汽车的牵引力所做的功就是有用功，燃油完全燃烧放出的热量就是总功；则发动机的效率：
；
(4)因为，，效率为：
所以，
，
综上可得，汽车消耗汽油质量的表达式为：．
答：(1)该汽车牵引力所做的功为1.08×108 J；
(2)热机在这一过程中消耗的总能量为5.4×108 J；
(3)该汽车发动机的效率为20%；
(4) 因为，，效率为：所以，，综上可得，汽车消耗汽油质量的表达式为：．
33．（1）8.4×106J；（2）40%；（3）0.4
【详解】解：（1）由题意可得，热水器中的水吸收的热量为
Q吸=cm(t1-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(40℃-20℃)=8.4×106J
（2）因为热水器的面积为5m2，而热水器每平方米每小时平均接收8.4×105J的太阳能，所以热水器5小时能释放的热量为
Q放=8.4×105J/(m2·h)×5m2×5h=2.1×107J
所以热水器的加热效率为
（3）根据可得，煤气需要释放的热量为
又因为煤气的热值为4.2×107J/kg，根据公式Q放=mq可得，需要完全燃烧煤气的质量为
答：（1）热水器中的水吸收的热量为8.4×106J；
（2）热水器这5小时的加热效率为40%；
（3）若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧0.4千克的煤气。
34．（1）5.4×104J；（2）0.2kg；（3） 0.2×103J/（kg ℃）
【详解】解：（1）已知加热器每秒钟放出热量1000J，则加热60s时，加热器放出热量
Q放＝1000J/s×60s＝6×104J
根据题意可知，乙液体吸收的热量
Q乙吸＝Q放×90%＝6×104J×90%＝5.4×104J
（2）由乙图可知，加热20s时，甲液体的温度从10℃升高到40℃，由题意可知，甲液体在20s内吸收的热量
Q甲吸＝Q放′×90%＝1000J/s×20s×90%＝1.8×104J
根据Q吸＝cm（t﹣t0）可得，甲液体的比热容
（3）由乙图可知，加热60s时，乙液体的温度从10℃升高到60℃，则加热60s乙液体升高的温度
△t乙升＝60℃﹣10℃＝50℃
加热60s乙液体吸收的热量
Q乙吸＝c乙m乙△t乙升①
合金球放入乙液体后，乙液体的温度从60℃降低到40℃，则乙液体放热时降低的温度
△t乙降＝60℃﹣40℃＝20℃
合金球放入乙液体后，乙液体放出的热量
Q乙放＝c乙m乙△t乙降②
根据①②可得，乙吸收和放出的热量之比等于升高和降低的温度之比，则两过程中乙液体放出的热量与其吸收的热量的比值
所以
Q乙放＝Q乙吸＝0.4×5.4×104J＝2.16×104J
从球放入到达到热平衡不计热损失，则
Q球吸＝Q乙放＝2.16×104J
由图甲乙可知，合金球放入乙液体后，合金球的温度从20℃升高到40℃，则合金球升高的温度
△t球升＝40℃﹣20℃＝20℃
由Q吸＝cm△t可得，合金球的比热容
答：（1）加热60s时，乙液体吸收的热量5.4×104J；
（2）甲液体的质量是0.2kg；
（3）合金球的比热容为0.2×103J/（kg ℃）。
【分析】本题考查了吸热和放热的公式、热平衡方程，关键是从题中获取有用的信息，难度较大。
35．（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1）由图象知道，BC段为冰的熔化过程，在此过程中虽然冰吸收热量，但温度保持0℃不变。因为冰的质量为0.5kg，冰熔化成水，质量不变，所以水的质量为0.5kg，由图象知道，CD段水从0℃升高到20℃，由Q放=cm t知道水吸收的热量是
Q水吸 =c水m水 t水=0.5kg×4.2×103J/(kg ℃)×20℃=4.2×104J
（2）由图象知道，CD段水从0℃升高到20℃，用了10min的时间，所以，1min吸收的热量是
由图象知道，冰从-20℃吸收热量升高到0℃，需要了5min，故冰吸收的热量是
Q冰吸=Q1t时间2=4.2×103 J/min×5min=2.1×104J
所以，冰的比热容是
（3）由图象知道，0.5kg冰从5min开始熔化到45min全部熔化，用时40min，该过程中冰熔化所吸收的热量是
Q吸=Q1t时间3=4.2×103 J/min×40min=1.68×105 J
所以，冰的熔化热是
答：（1）CD段水吸收的热量是4.2×104J；
（2）冰的比热容是2.1×103J/(kg ℃)；
（3）冰的熔化热λ为3.36×105J/kg。
36．（1）；（2）；（3）0.45kg；（4）29%
【详解】（1）根据有用功公式
（2）一个工作循环吸入的混合物的体积由题意可知
则
（3）一个工作循环吸入的混合物的质量
一个工作循环吸入的汽油的质量
汽油机的额定转速为5000r/min，1min完成
个工作循环，1min吸入的汽油的质量
（4）热机的效率
答：（1）1min内发动机做的有用功为。
（2）一个工作循环吸入汽油和空气混合物的体积是。
（3）1min吸入汽油的质量为。
（4）热机的效率为29%。
37．（1）8.4×105J；（2）6×107t；（3）27%
【详解】解：（1）防冻液的质量
m=ρV=1×103kg/m3×4×10-3m3=4kg
防冻液温度从汽车启动时的20℃升高50℃时吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×50℃=8.4×105J
（2）内燃机效率提高1%，所以
η2=η1+1%=29%+1%=30%
因为W有用=ηqm，因为内燃机效率提高后有用功是相同的，所以每辆汽车
η1qm1=η2qm2
m2=
每辆汽车每年节约燃油
所以全球可以节约的燃油
Δm总=nΔm=1.0×109×0.06t=6×107t
（3）汽车以100km/h速度匀速运动时，1min中内做的有用功
W=Pt=69000W×60s=4.14×106J
做一次功燃气的质量
m燃气=ρ气V=1.25kg/m3×2.0×10-3m3=2.5×10-3kg
因为空燃比是14∶1，所以做一次功消耗的汽油质量
m汽油=2.5×10-3kg×=×10-3kg
1min内汽油燃烧释放的热量
Q=m汽油q=×10-3kg×4.6×107J/kg×2000≈1.53×107J
此时汽车发动机的效率
答：（1）当防冻液温度从汽车启动时的 20℃升高 50℃时吸收的热量是8.4×105J；
（2）如果能把内燃机效率提高 1%，全球每年可以节约6×107t燃油；
（3）此时汽车发动机的效率为27%。
38．（1) 4.5×106J；（2) 1.8×10-4kg；（3)27.2%
【分析】(1)根据公式进行计算，要注意把功率单位换算成W，把时间单位换算成s。
(2)根据算出燃气的质量，然后根据空燃比算出汽油的质量。
(3)发动机的效率是有用功跟汽油燃烧释放热量的比值。
【详解】(1)1min内做的有用功
1min内做的有用功4.5×106J。
(2)燃气的质量
因为空燃比是14：1，所以燃油的质量是整个质量的，做一次功消耗的汽油质量
做功一次消耗汽油的质量1.8×10-4kg。
(3)1min内汽油燃烧释放的热量
发动机的效率
发动机的效率27.2%。
答：(1)1min内做的有用功为4.5×106J。
(2)汽缸内做功一次消耗汽油的质量是1.8×10-4kg。
(3)发动机的效率是27.2%。
