人教版九年级上学期期中考试复习专题四
内能及其应用强化训练
一、单选题
1．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A．物体的温度越高，所含热量越多 B．温度高的物体，内能一定大
C．0℃的冰块，内能一定为零 D．热量可以从内能小的物体转移到内能大的物体上
2．用相同的加热器对甲、乙、丙三种物质同时持续加热（乙、丙为液体），其温度随时间变化的关系图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．实验时的气压一定低于一个标准大气压
B．甲物质在5min～7min内温度不变，内能不变
C．若乙、丙两物质是同种物质，则质量一定相等
D．甲物质固体时和液体时的比热容之比为c固∶c液＝1∶2
3．根据表格中的数据，下列说法中正确的是（ ）
物质 铝 铁 铜 水 煤油
密度/（kg m-3） 2.7×103 7.9×103 8.9×103 1.0×103 0.8×103
比热容/[J/(kg ℃)] 0.88×103 0.46×103 0.39×103 4.2×103 2.1×103
A．将质量和温度都相等的铜块和铝块放在同一冰面上，铜块熔化的冰会更多一些
B．用同样的酒精灯给质量相等、初温相同的水和煤油加热相同的时间后，发现水中的温度计示数较高
C．煤油和水体积之比为2∶l，吸收热量之比为12∶5，则升高温度之比为3∶1
D．加热质量相同的铜和铝，其吸收热量与升高温度的关系图象如图所示，其中图线a表示的是铜
4．有甲、乙两个温度和质量都相等的金属球，先将甲球放入盛有热水的烧杯中，热平衡后水温降低了Δt。然后，把甲球取出，再将乙球放入烧杯中，热平衡后水温又降低了Δt，则两种金属的比热容大小的关系是（ ）
A．c甲>c水 B．c甲=c乙 C．c甲>c乙 D．c甲
A．甲、乙两容器中的水的内能是通过做功的方式来增加的
B．甲、乙两容器中的加热器每分钟放出的热量相同
C．加热相同的时间，甲、乙两容器中的水升高的温度之比为2∶3
D．将甲、乙两容器中的水从20℃加热至沸腾所需要的时间之比为2∶3
6．在相同的加热条件下，对质量为m1、比热容为c1的物质A和质量为m2、比热容为c2的物质B均匀加热，A、B的温度随加热时间的变化情况如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．若c1＝c2，则m1＞m2 B．若c1＞c2，则m1＞m2
C．若m1＝m2，则c1＜c2 D．若c1＝c2，则m1＜m2
7．在“探究不同物质吸热升温的现象”实验中，把质量均为0.5kg的水和煤油分别装入两个相同的容器内，用相同的热源给它们加热，其温度随时间变化的图象如图所示，不计热损，下列分析正确的是（ ）
A．煤油的吸热能力比水强 B．煤油的比热容是2.8×103J/(kg·℃)
C．加热2min，煤油比水吸收热量多 D．加热2min，煤油吸收热量是4.2×104J
8．关于如图所示的热学实验，叙述不正确的是（ ）
A．甲图中，两铅块底部磨平并压紧，是为了减小分子间距，增大分子作用力
B．乙图中，试管内的水沸腾后，水蒸气将软木塞推出，能量转化类似做功冲程
C．丙图中，抽去玻璃隔板后，两瓶中的气体逐渐混合，这说明空气密度较大
D．丁图中，金属管装有乙醚，迅速拉动管外的皮绳，可使橡皮塞从管口飞出
9．用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热（不计热量损失），如图是A和B的温度随加热时间变化的图象，下列说法正确的是（ ）
A．A的比热容与B的比热容之比为2∶1 B．加热相同的时间，B吸收的热量较多
C．A和B升高相同的温度，A吸收的热量较少 D．B物质更适宜做机车发动机的冷却液
10．质量相等的28℃、100℃的水分别装在甲、乙两容器中，现将一个温度为100℃的金属球放入甲容器中，达到温度相同时，甲容器中水温升高到40℃，然后迅速取出金属球放入乙容器中，再次达到温度相同时，乙容器中水温是（设不计热量损失和水的质量损失）（ ）
A．60℃ B．80℃ C．88℃ D．90℃
11．如图是用相同的加热装置对质量相同的a、b、c三种物质加热时它们的温度随时间变化的图象。下列对图象的分析正确的是（ ）
A．b的比热容小于c的比热容 B．t1~t2时间内物质a的温度不变，内能不变
C．温度从T1升高到T2时，a物质吸收的热量比b多 D．b的比热容大于c的比热容
12．某同学用如下图所示的实验装置，比较不同物质的比热容。将分别盛有 50g 水和食用油的两个试管固定在铁架台上，温度传感器的探头与水和食用油良好接触，将温度传感器与计算机相连。计算机上显示温度随时间变化的图线如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．加热 2min，水吸收的热量大于食用油吸收的热量
B．食用油的比热容为 2.1103 J/（kg℃）
C．2～3min 内，食用油吸收的热量为 1400J
D．另一小组用同样的器材进行实验，得到的两种物质温度随时间变化图像均为图中的A所示，若已知该小组所用水的质量为 75g，则食用油的质量为 100g
13．如图是用相同的加热装置对a、b、c三种物质加热时它们的温度随时间变化的图像，其中a、c质量相同。下列对图像的分析正确的是（ ）
A．t1～t2时间内物质a的温度不变，内能不变
B．b的比热容大于c的比热容
C．温度从T1升高到T2时，a物质吸收的热量比b多
D．如果a、b是同种物质，b的质量大于a的质量
14．现有两个使用同一种燃料的加热器，用它们分别对甲、乙两种不同的物质加热。已知甲物质的比热是乙物质的2倍，甲物质的质量是乙物质的，当甲物质升高的温度是乙物质的时（甲、乙物质的物态都不发生改变），加热甲物质所用燃料是加热乙物质的，则两加热器利用热能的效率之比是（ ）
A．3:4 B．1:1 C．3:2 D．2:1
15．关于四冲程汽油发动机内部工作描述正确的是（ ）
A．吸气冲程时，吸入的是空气
B．通过喷油嘴压燃点火，在压缩冲程时，将机械能转化为内能，
C．做功冲程时，若每次对外做功1000J，则2400r/min的发动机的额定功率为20kW
D．排气冲程时，排出的废气已经没有内能了全转化为机械能了
16．关于热现象，下列说法正确的是（ ）
A．物体吸收了热量，温度一定升高 B．热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
C．克服摩擦做功可使物体的热量增加 D．同一个物体间也可以发生热传递
17．水的比热容是煤油的2倍。如图所示，用规格相同的两试管分别装上质量相同的煤油和水，同时对两试管加热，下面四图中的哪一图线能反映该实验情况（ ）
A．B．C． D．
18．下列说法错误的是（ ）
A．划燃火柴是利用做功的方式使火柴温度升高的 B．油菜花开放时，香气袭人是扩散现象
C．冬季取暖用水做媒介是因为水的比热容较大 D．破镜难圆是因为分子间有斥力
19．下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是
A．让热水流过散热器供暖 B．用循环水冷却汽车发动机
C．沿海地区昼夜温差较小 D．夏天在房间内洒水降温
20．下列四种现象中，不可以用水的比热容较大这一特性解释的是
A．用水来冷却汽车发动机 B．暖手宝里面的液体是水
C．郑州地区昼夜温差比沿海地区大 D．夏天，在教室的地面上洒水会感觉凉爽
二、填空题
21．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。
22．将一杯热水倒入盛有冷水的容器中，冷水的温度升高了，再向容器内倒入一杯相同质量和温度的热水，容器中的水温又升高了，不考虑热量及水质量的损耗，请你推导出冷水和热水的质量之比______以及热水、冷水的温差______（设冷水质量为；热水质量为，热水、冷水温度差为t0）。
23．如图是用完全相同的加热装置给甲、乙两种质量相等的不同晶体同时均匀加热，两种晶体熔化前后温度随时间变化的图象。则单位质量的两种晶体熔化过程中吸收的热量相比较，Q甲___________Q乙；液态时它们的比热容c甲___________c乙（填“大于”、“小于”或“等于”）。
24．汽车多数采用汽油机作为发动机，如图表示汽油机的______冲程；在做功相同的情况下，汽油机的热效率越高，消耗的汽油就越______（选填“多”或“少”）。一杯水倒出一半后，剩下的半杯水的比热容______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
25．用同一均匀的热源加热水的质量和温度变化的图线（如图所示），请回答下列问题：由图中可知，加热时间t1、t2和t3的大小顺序是_____；若t3=30s，则t2=_____s，t1=_____s。
26．甲、乙两个初温相等的物体质量相等，它们的比热容之比为c甲∶c乙＝3∶1，让他们各吸收300J的热量后，再把它们放在一起相互接触（无热损失），在达到热平衡的过程中，它们之间传递的热量为_______J。
27．荷叶上两滴水珠接触时，能自动结合成一滴较大的水珠，这一事实说明分子间存在 _____，封闭在注射器筒内的空气刚开始很容易被压缩，说明分子间有 _____，压缩到一定程度就很难再压缩，这是因为分子间有 _____。
28．甲物体的质量是乙物体的4倍，当甲物体的温度从10℃升高到50℃，乙物体的温度从30℃升高到60℃时，甲、乙两物体吸收热量之比为3:1，则甲物体与乙物体的比热容之比是______，然后让甲乙吸收相同热量后再将它们相互接触，______（选填“甲”或“乙”）把热量传给另一物体。
29．小明在“探究不同物质吸热升温现象”时，分别用质量均为0.5kg的甲、乙两种液体进行对比实验，并根据实验数据作出了如图所示的图像。实验过程中，甲、乙两种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图像可以得出：甲、乙两种液体的比热容大小关系是c甲______c乙（选填“＞”、“＜”或“＝”），若乙液体的比热容为（2.1×103J/（kg ℃），则甲液体的比热容大小是 ______J/（kg ℃）；甲液体在0～12min内放出的热量与完全燃烧 ______kg的干木柴放出的热量相同。（q干木柴＝1.2×107J/kg）
30．汽油机用水作为冷却剂，主要是因为水的______较大，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）______℃，若冷水质量为200g，则冷水吸收的总热量为______J。（水的比热容c水＝4.2×103J/（kg·℃））
31．一台四冲程汽油机，运行时转速是3000r/min，各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占30%，废气带走的能量占30%，摩擦等能损耗占15%，则这台汽油机正常运行时每秒钟做功___________次，效率约为___________。
32．现代生活中最重要的交通运输工具——汽车，与我们的生活走得越来越近了。
（1）某单缸汽油发动机气缸的活塞面积是3000mm2，做功冲程中活塞移动的距离是750mm，气体的平均压强是5×105Pa汽油的热值是4.6×107J/kg，每次做功耗油0.2g，气体一次膨胀对活塞做的功是______J；若每次做功过程中汽油的90%完全燃烧，每次汽油燃烧放出的热量是______J；排气过程中，废气温度______，内能______；
（2）汽油的热值4.6×107J/kg含义：____________________________________；
（3）汽油机的效率很低，主要原因之一是______带走了大量的能量。
33．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））
三、实验题
34．如图，A、B两个实验装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内液体的质量相同。
（1）利用该实验装置可以比较不同物质的比热容，实验中，通过 ___________反映液体吸收热量的多少；
（2）图C是小芳通过A、B两装置的实验数据画出的液体a、液体b的温度和时间的关系图，由图像可知两种液体升高相同的温度，液体 ___________（选填“a”或者“b”）吸收的热量多。
（3）已知液体a、液体b中有一种是水，通过比较可以知道，液体 ___________（选填“a”或“b”）是水。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，由C图可知另一种液体的比热容为 ___________J/(kg·℃)；
（4）小芳想利用该实验装置测量不同物质的热值，请你说出实验方案：___________。
35．茜茜同学各取100g的a、b两种粉末，利用如图甲所示的两套完全相同的实验装置，探究“固体熔化时温度的变化规律”。
（1）根据实验数据她绘制了如图乙所示图像，由图像______（填“c”或“d”）可以判断粉末a是晶体；a物质第6min时的内能______（选填“大于”、“小于”或“等于”）第9min时的内能；
（2）前3min内，两物质的比热容ca______cb（选填“大于”、“小于”或“等于”），两物体加热前的初温为，若a物质在固体时的比热容为，则该物质熔化后的比热容为______；
（3）规定“质量为1kg的某种晶体物质在完全熔化时所吸收的热量叫做该物质的熔化热”，则a物质的熔化热为______J/kg。
36．在探究“不同物质吸热能力”的实验中，实验装置如图甲、乙所示。
加热时间/min 0 1 2 3 4
甲的温度/ 30 34 38 42 46
乙的温度/ 10 18 26 34 42
（1）实验中应取___________（选填“质量”或“体积”）相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，使用规格___________（选填“相同”或“不同”）的电加热器加热。实验中通过___________（选填“升高的温度”或“加热时间”）来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少，这在物理学上是典型的___________法；
（2）实验数据如上表所示，___________（选填“甲”或“乙”）液体的吸热能力强。如果要在甲、乙两种液体中选择一种液体作为冷却剂，你认为___________（选填“甲”或“乙”）液体较为合理；
（3）图丙中①是乙加热时温度随时间变化的图线，如果将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍，不考虑热损失，用相同的加热器加热，再绘制出一条温度随时间变化的图线，则为图中的___________（填“①”“②”或“③”）。
37．在比较不同物质吸热能力的实验中，小明用相同的器材（如图1 所示）加热质量和初温都相等的水和煤油，每隔1min 记录一次温度。
（1）要完成该实验，除图中所示器材外，还需要的测量工具有___________；
（2）实验中，他观察到的现象如图2所示，分析比较（a）与（b）中加热时间、温度计示数及相关条件可知：质量相等的水和煤油，加热相同的时间，___________的吸热能力强，它们吸收的热量___________（选填相等或不相等）；
（3）为了进一步研究物体吸收热量与升高的温度的关系，小明根据实验数据画出它们升高的温度ΔT随加热时间t变化图像（如图3），它们都是过原点的直线，即ΔT=kt。用m表示水和食用油的质量，c1、c2分别表示食用油和水的比热容，则两条直线k 的比值k水∶k食用油等于___________。
38．同学们用如图甲所示实验装置做“探究不同物质吸热升温的现象”的实验，向两个相同的烧杯内分别装入A、B两种不同的液体，用相同的装置加热。
（1）安装实验装置时应按 ___________（从下到上/从上到下）的顺序进行，其中玻璃棒的作用是 ___________；
（2）实验中应取 ___________（质量/体积）相同的A、B两种液体。液体吸收热量的多少可通过 ___________（液体升高的温度/加热时间）进行比较；
（3）根据实验数据绘制的温度与时间关系图像如图乙所示，分析图象可知：升高相同的温度，A液体吸收的热量 ___________（>/=/<）B液体吸收的热量，由此可知，两种液体中 ___________（A/B）液体更适合做冷却剂；
（4）表格中给出了四种液体的比热容若A、B选自这四种液体，请结合图像推断A、B液体分别为 ___________、___________。
液体 比热容/J/(kg ℃)
水 4.2×103
大豆油 2.4×103
煤油 2.1×103
蓖麻油 1.8×103
39．为了比较A、B两种液体比热容的大小，物理兴趣小组做了如图甲所示的实验，在两个相同的试管中，分别装入质量相等的A、B两种液体，将两个试管放入盛有水的同一烧杯中，用酒精灯加热。
（1）两试管在此烧杯中加热相同的时间，吸收的热量______（选填“相等”或“不相等”）；
（2）实验后绘制了温度与时间的关系图像如图乙所示，可见：质量相等的A和B两种液体，在吸收相同热量时，______液体升温较高；质量相等的A和B两种液体，在升高相同温度时，______液体吸收的热量较多（均选填“A”或“B”）；
（3）B液体在第10min的内能______第20min的内能；A和B两种液体的比热容关系是：cA______cB（均选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（4）若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质，则应选择______（选填“A”或“B”）液体。假如B液体是水，则A液体的比热容为______J/(kg·℃)[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]。
40．小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知。（注：燃料完全燃烧放热用Q放＝mq计算，某燃料的热值用q表示；其质量用m表示）。自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果如表：
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
（1）为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的 _____相同及_____相同；
（2）分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 _____；
（3）小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的测量工具是：_____。利用此实验方法计算出的热值将比真实值 _____（偏大/偏小）。造成这种偏差的原因可能是 _____；
（4）若将图乙中酒精灯中的菜籽油更换成煤油，并将调整火焰大小跟图甲相同；同时将图乙烧杯中的水更换成等 _____的菜籽油，再增加实验仪器 _____，就可以做“比较水和菜籽油的吸热能力”的实验。
41．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）。
四、计算题
42．小红在实验室利用电加热器加热，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0.5 kg，相同时间内水和冰吸收的热量相同，水的比热容为4.2×103 J/(kg ℃)。求：
（1）根据图线求CD段水吸收的热量；
（2）AB段冰吸收的热量；
（3）冰的比热容；
（4）冰在熔化过程中吸收的热量。
43．工作人员采取了部分页岩气样品，经初步检测该页岩气样品中的天然气含量为90%，为了确定其中是否还含有其它可燃性成分，现在在实验室进一步对其进行热值测试：假设所取样品气体的体积为1L，用它烧水，使得1kg的水温度升高了5℃，已知检测所用的烧水炉的效率为70%，天气的热值为4.0×107J/m3．请根据以上信息计算：
（1）检测过程中，水吸收的热量是多少？
（2）检测过程中，页岩气样品所释放的热量是多少？
（3）该页岩气样品的热值为多少？
44．小王学习了有关热学的知识后，知道水的比热容是4.2×103J／(kg·℃)。
(1)如果小王用燃气灶将质量为5kg、温度为20℃的水加热到100℃，则水需要吸收多少热量
(2)若小王烧水用的燃气灶使用的是热值为4.2×107J/kg的煤气，且燃气灶烧水时的热效率(热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比)为20％，则实际消耗的煤气为多少kg
(3)为了节约能源，小王对燃气灶进行了改进，使燃气灶的热效率得到了提高．若小王在同样的条件下将质量为5kg、温度为20℃的水加热到100℃，可比原来节省0.04kg的煤气，则现在燃气灶烧水时的热效率为多少？
45．某汽车质量为5×103kg，在一段平直公路上用0.5h匀速行驶了54km，车受到的阻力为车重的0.1倍，（假设燃油完全燃烧，燃油密度ρ为0.8×103kg/m3，燃油热值q为4.5×107J/kg，g取10N/kg）求：
（1）该汽车的行驶速度；
（2）该汽车牵引力所做的功；
（3）已知这一过程消耗燃油3×10-2m3，求该汽车的效率。
46．某新型汽车，它的油箱最大可加40kg燃油，它行驶时所受阻力的大小与速度的关系见表
速度v（m/s） 10 20 30 40
阻力f/N 0.3×102 1.2×102 2.7×102 3.6×102
已知汽车发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是30%，汽车使用的燃油的热值为4.5×107J/kg；求：
（1）当汽车以20m/s的速度行驶时，汽车发动机的输出功率是多少千瓦；
（2）汽车油箱中加满燃油，这些燃油完全燃烧获得的能量是多少焦；
（3）汽车油箱加满燃油，并且以30m/s的速度行驶时，汽车的最大行驶里程是多少。
47．新型混合动力汽车具有节能、低排放等优点。当混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，内燃机启动，可以向车轮输送能量，车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中，由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，同时蓄电池的电能增加了5.12×l07J。求：
（1）汽车牵引力做的功；
（2）若所用燃料的热值为4.5×l07J/kg，测试过程中消耗8kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少；
（3）内燃机的效率。
48．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，最大飞行高度达，最大航行速度达2.5倍声速（合），油箱最大容积为，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：
速度 100 200 300 400 500
阻力
已知飞机使用的航空燃油密度，热值为。求：
（1）飞机发动机完全燃烧燃油获得的能量是多少焦？
（2）当飞机以的速度匀速巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？
（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以的速度巡航时，假设飞机将燃油耗尽，飞机能达到的最大航程可达千米，则飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是多少？
49．某同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯用完全相同的方式分别给质量都是的沙子和水加热。他绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像分别如图、图所示。已知酒精的热值，加热时酒精灯平均每2分钟消耗酒精。已知水的比热容，求：
（1）加热沙子吸收的热量；
（2）沙子的比热容；
（3）若将加热后的沙子和水混合，不考虑热损耗，它们最终的温度是多少。（结果保留整数）
参考答案：
1．D
【详解】A．热量是指在热传递的过程中，吸收或者放出的能量，是过程量，不能用含有，故A错误；
B．内能还与质量有关，温度高，但是质量不一定大，故内能不一定大，故B错误；
C．0℃的冰内的分子在做无规则运动，故任何物体都具有内能，故C错误；
D．热量从温度高的物体传递到温度低的物体，温度高不一定代表着内能大，故可以从内能小的物体转移到内能大的物体上，故D正确。
故选D。
2．D
【详解】A．由于不知道甲、乙、丙三种物质的种类，所以，无法根据温度——时间图像判断大气压强的值，故A错误；
B．甲图像是晶体的熔化图像，且5-7min是熔化过程，此过程中吸热温度不变，内能增加，故B错误；
C．由图中知道，乙液体从30℃加热到50℃所用时间比丙液体从30℃加热到50℃所用时间短，因为加热器相同，所以乙吸收的热量比丙吸收的热量少，温度都是由30℃升高到50℃，即升高的温度相同，由于是同种物质，故比热容相同，由知道，此时乙的质量小于丙的质量，故C错误；
D．由图像知道，固态时从30℃加热到80℃所用时间与液态时从80℃加热到90℃所用时间之比
即
因为加热器相同，则
即
又因为m固=m液，所以
所以甲物质固态时和液态时的比热容之比
故D正确。
故选D。
3．C
【详解】A．由表中数据可知，铜的比热容小于铝的比热容，放在足够大的同一冰面上，降低的温度相同，等质量的铜和铝，铝放出的热量多，熔化的冰会更多些，故A错误；
B．由表中实验数据可知，水的比热容大于煤油的比热容，用同样的酒精灯给质量相等、初温相同的水和煤油加热相同的时间后，它们吸收的热量相等，由可知，煤油升高的温度多，煤油中温度计示数较高，故B错误；
C．由表中数据可知，煤油和水密度之比为
ρ煤油∶ρ水=0.8×103∶1×103=4∶5
比热容之比为
c煤油∶c水＝2.1×103∶4.2×103＝1∶2
煤油和水体积之比为
V煤油∶V水＝2∶1
由m＝ρV可得质量之比为
m煤油∶m水＝ρ煤油V煤油∶ρ水V水＝4×2∶5×1＝8∶5
因为，吸收热量之比为
Q煤油∶Q水＝12∶5
所以升高温度之比为
故C正确；
D．由可知，给等质量的铜块和铝块加热，升高相同的温度时，铝块吸收的热量多，故图线a表示的是铝块，故D错误。
故选C。
4．D
【详解】先后将甲乙两球投入到同一杯水中，水降低的温度相同，水放出的热量相同，由题知
不计热损失，甲乙两球吸收的热量相同，而乙球比甲球少升高了Δt，即乙球的末温低,由上述分析可知，质量相同的甲乙两球，吸收相同的热量，乙球升高的温度少，所以乙球的比热容大，即
故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
5．D
【详解】A．容器中的水从加热器上吸收热量，是通过热传递来改变水的内能的，故A错误；
B．由图丙可知，水的温度从20℃升高到40℃，乙的加热时间为3min，此时乙容器中的水吸收的热量为
Q乙吸=cm2Δt=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(40℃-20℃)=1.68×105J
则乙容器中的水每分钟吸收的热量为
水的温度从20℃升高到40℃，甲的加热时间为2min，此时甲容器中的水吸收的热量为
Q甲吸=cm1Δt=4.2×103J/(kg ℃)×3kg×(40℃-20℃)=2.52×105J
则甲容器中的水每分钟吸收的热量为
因不计热损失，则加热器每分钟放出的热量等于水每分钟吸收的热量，可知甲容器中的加热器每分钟放出的热量大于乙容器中的加热器每分钟放出的热量，故B错误；
C．由B中可得，加热相同时间，加热器放出的热量之比为
Q甲放∶Q乙放=ΔQ甲吸∶ΔQ乙吸=1.26×105J∶5.6×104J=9∶4
因不计热损失，则相同时间内，两杯水吸收的热量之比为9∶4，由可得，甲、乙两容器中的水升高的温度之比为
故C错误；
D．因甲、乙两容器中的水的初温相同，故将甲、乙两容器中的水从20℃加热至沸腾时，两容器中的水的温度变化量相同，由Q吸=cmΔt可得，将甲、乙两容器中的水从20℃加热至沸腾所需热量之比为
由可得，所用时间之比为
故D正确。
故选D。
6．A
【详解】AD．在相同的加热条件下，给A、B加热相同时间，吸收的热量相同；由图可知，当A、B吸收的热量相同时（即加热相同时间），B的末温较高，即t1＜t2；由Q＝cmt可知，若c1＝c2，且吸收的热量相同，温度升高得多的物质，其质量较小，因此m1＞m2，故A正确，D错误；
B．由Q＝cmt可知，两种不同物质吸收相同的热量，t1＜t2，若c1＞c2，则质量大小关系不能判断，故B错误；
C．由Q＝cmt可知，两种不同的物质吸收相同的热量，t1＜t2，若m1＝m2，则c1＞c2，故C错误。
故选A。
7．D
【详解】A．由图像可知，加热相同时间，即煤油和水吸收相同的热量时，煤油升温更快，说明煤油吸热能力比水弱，故A错误；
B．水和煤油加热相同时间时吸收的热量相同，若加热2min，则有
c煤油m煤油Δt煤油=c水m水Δt水
由上式变形得
故B错误；
C．本实验中采用相同的热源，通过加热时间的长短反映液体吸热的多少，因此加热2min，水和煤油吸收的热量一样多，故C错误；
D．加热2min，煤油吸收的热量为
Q=cmΔt=2.1×103J/(kg·℃)×0.5kg×（60℃-20℃）=4.2×104J
故D正确。
故选D。
8．C
【详解】A．甲图表示的是将接触面被削平的两个铅块用力压紧，可以使它们结合在一起，这样可使两铅块更紧密结合，让两铅块间的分子距离减小，达到分子作用力能起作用的距离，且这时的距离越小，分子间的作用力便越大，即使在下面挂重物，铅块也不会分开，是因为此时分子间的作用力表现为引力，故A正确，不符合题意；
B．在软木塞被冲出试管口的过程中，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，能量转化类似做功冲程，故B正确，不符合题意；
C．抽去玻璃隔板后，两瓶中的气体逐渐混合，属于扩散现象，表明分子在不停地做无规则运动，故C错误，符合题意；
D．金属管装有少量乙醚，迅速拉动缠在金属管外的皮绳，克服摩擦做功，金属管和内部乙醚的温度升高，达到乙醚燃点燃烧，产生的高温燃气推动橡皮塞做功，内能转化为机械能，可使橡皮塞从管口飞出，故D正确，不符合题意。
故选C。
9．A
【详解】A．相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热（不计热量损失），相同时间两种液体吸收的热量相同。由热量的计算公式 可知，在质量相等、吸收的热量也相同时，A的温度升高，B的温度升高，A与B的比热容之比为
故A正确；
B．用两只完全相同的电加热器加热，相同的时间内吸收的热量相等，故B错误；
C．由图象可以看出，当升高的温度相同时，A的加热时间更长，说明A吸收的热量更多，故C错误；
D．由A知，A液体的比热容较大，所以A物质更适宜做机车发动机的冷却液，故D错误。
故选A。
10．D
【详解】现将一个温度为100℃的金属球放入甲容器中，达到温度相同时，甲容器中水温升高到40℃，则水的温度为40℃，则该金属球放出的热量为
经整理可得
然后迅速取出金属球放入乙容器中，金属球吸收热量，水放出热量，再次达到温度相同时，设水的末温为t末，根据吸收的热量等于放出的热量，可知
经整理可知
故D正确。
故选D。
11．A
【详解】AD．用相同加热器加热时，加热相同时间，则物质吸收的热量相同，由图可知，质量相同的b、c加热时间均为t1时，即吸收的热量相同时，b升高的温度多，由c=可知，b的比热容小于c的比热容，故A正确，D错误；
B．t1~t2时间内物质a的温度虽然不变，但继续吸收热量，所以其内能增加，故B错误；
C．温度从T1升高到T2时，a物质的加热时间比b物质短，所以a物质吸收的热量比b少，故C错误。
故选A。
12．C
【详解】A．使用同一红外加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法。加热 2min，水吸收的热量等于食用油吸收的热量，故A错误；
B．由绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图象知，升高
40℃-20℃=20℃
A用时2min，B用时3min，由转换法，A、B吸热之比为
因质量相同的水和食用油升高相同的温度，B吸热多，故B的比热容大，故B为水。已知水的比热容为 4.2103 J/（kg℃），根据，在质量和升高温度相同的情况下，吸热多少与比热容大小成正比，故A（食用油）的比热容为
故B错误；
C．升高20℃，水要加热3分钟，这个时间内水吸热
根据转换法，2～3min 内，食用油吸收的热量等于水吸收的质量，故2～3min 内食用油吸收的热量为
故C正确；
D．根据图中的A所示两种物质温度随时间变化图像，即升高20℃，加热时间均为2分钟，由转换法，在这个时间内两物质吸热相同，因升高的温度相同，根据有
则食用油的质量为
故D错误。
故选C。
【分析】本题比较不同物质的比热容，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法，根据图像正确确定哪种物质为水是关键，有一定难度。
13．D
【详解】A．由图象知，t1～t2时间内物质a的温度虽然不变，但继续吸收热量，所以其内能增加，故A错误；
B．我们使用相同的加热装置通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法。对b、c两种物质加热时，相同时间吸热相同，0～t1时间内两种物质吸收的热量相同，c物质升高的温度较小，根据Q＝cm△t有
但由于不知道b、c质量的大小，不能判断出b、c比热容的大小，故B错误；
C．温度从T1升高到T2时，a物质的加热时间比b物质短，所以a物质吸收的热量比b少，故C错误；
D．如果a、b是同种物质，比热容相同，升高相同的温度时，b的加热时间长，b吸收的热量多，根据
b的质量大于a的质量，故D正确。
故选D。
【分析】此题考查的是我们对物理规律的掌握和对图象分析的能力及转换法的运用，关键是对Q＝cm△t的理解。
14．B
【详解】由题意可知，，，，由Q吸=cm△t可得，甲、乙物质吸收的热量之比是
两加热器的燃料都相同，那么燃料的热值是相同的，加热甲物质所用燃料是加热乙物质的，也就是说甲、乙两物质消耗燃料的质量关系是，由Q放=qm可得，两加热器消耗燃料完全燃烧释放的热量之比是
由热机效率公式可知道，两加热器利用热能的效率之比是
两加热器利用热能的效率之比是1∶1。
故选B。
15．C
【详解】A．吸气冲程时，汽油机吸入的是汽油和空气，柴油机吸入的是空气，故A错误；
B．压缩冲程结束时，汽油机是利用火花塞点火，柴油机通过压燃点火，故B错误；
C．2400r/min的发动机1s转40r，而汽油机2r对外做功一次，每次对外做功1000J，故1s对外做功
故其功率为
故C正确；
D．排气冲程时，排出的废气温度很高，内能并没有全转化为机械能，故D错误。
故选C。
16．D
【详解】A．物体吸收热量其温度不一定升高，譬如水在沸腾时，吸收热量，但温度保持不变，故A错误；
B．热传递时，热量是从温度高的物体向温度低的物体传递，故B错误；
C．克服摩擦力做功可以让物体的内能增加，而热量是过程量，不能说增加了还是减小了，只能说是从哪个物体向哪个物体传递，故C错误；
D．同一个物体间如果温度不均匀，则热量会由高温部分向低温部分传递，故D正确。
故选D。
17．B
【详解】A C．由于水的比热容大于煤油，加热相同的时间时，煤油升温比较快，水升温比较慢，煤油应该在水的上方，故 AC不符合题意；
B D．由于水的比热容是煤油的2倍。而质量相同，根据，加热时间相同，即吸收的热量相同时，可知，由于水的比热容是煤油的2倍，那么煤油升高的温度就是水的两倍，故B符合题意，D不符合题意。
故选B。
18．D
【详解】A．划火柴时，火柴头与火柴盒的壁摩擦，用做功的方式使火柴的温度升高，A选项正确，不符合题意；
B．香气袭人是扩散现象，B选项正确，不符合题意；
C．冬天取暖用水作为媒介，因为水的比热容大，降低一定温度时放出的热量较多。C选项正确，不符合题意；
D．破镜难圆，因为两块玻璃的分子之间距离比较大，分子之间几乎没有作用力，D选项说法错误，符合题意。
故选D。
19．D
【分析】（1）对水的比热容大的理解：相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多；
（2）水分的蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度，即蒸发吸热．
【详解】A. 因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以冬天暖气设备用热水供暖，故该选项不符合题意；B. 因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以用水冷却汽车发动机，故该选项不符合题意．C. 因为水的比热容较大，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，使得昼夜的温差小，由此使得海边昼夜温差小，故该选项不符合题意；D. 夏天在房间内洒水，水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度，使人感到凉爽，不是利用水的比热容大的特点，故该选项符合题意．故选D.
【分析】（1）水的比热容大的理解：相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多．（2）水的比热容大的应用：防冻剂、取暖剂、保温剂．
20．D
【分析】水的比热容大的理 相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多；水的比热容大的应用：防冻剂、取暖剂、保温剂．
【详解】B. 因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以用水作暖手宝里面的液体，故A不合题意；
A. 因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以用水冷却汽车发动机，故B不合题意；
C. 因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高得少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低得少，由此使得海边昼夜温差小；而郑州地处内陆，所以昼夜温差大，故C不合题意；
D. 夏天，在教室的地面上洒水，由于水蒸发从周围吸热，会使人感觉凉爽，与水的比热容大小无关，故D符合题意．
故选D.
21． 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℃
22． 40
【详解】[1][2]热水和冷水的温度差为，将一杯质量为的热水倒入盛有质量为的冷水的容器中，冷水的温度升高了，所以，即
①
又向保温容器中倒入一小杯同质量为同温度的热水，水温又上升了6℃，所以，即
②
①和②联立解得，即
代入①解得
23． 小于 大于
【详解】[1]物质吸热的多少由加热时间的长短决定，由于是用完全相同的加热装置给甲、乙两种质量相等的不同晶体同时均匀加热，由图可知：甲晶体在熔化过程所用时间比乙熔化过程所用时间短，则：Q甲小于Q乙。
[2]由图形可知，当甲、乙两种晶体熔化成液体后，吸收相同的热量时，乙晶体升高的温度多，由 可知，乙的比热容比甲的比热容小，即c甲大于c乙。
24． 压缩 少 不变
【详解】[1]如图所示，两个气门关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程。
[2]汽油机的效率越高，有用功与汽油完全燃烧放出热量的比值越大，即在做功相同的情况下，汽油完全燃烧放出热量少，则消耗的汽油较少。
[3]一杯水倒出一半后，剩下的半杯水的种类和状态不变，比热容不变。
25． t1>t2>t3 50 80
【详解】[1]据Q吸=cm t知，10kg水温度升高15℃需要吸收的热量最少，升高40℃吸收的热量最多，因为用同一均匀的热源加热，所以10kg水温度升高15℃需要的加热时间t3最小，10kg水温度升高40℃需要的加热时间t1最多，那么加热时间t1>t2>t3。
[2][3]据Q吸=cm t知，10kg水温度升高40℃、25℃、15℃吸收的热量
Q1:Q2:Q3=cm t温度1：(cm t温度2)：(cm t温度3)= t温度1： t温度2： t温度3=15:25:40=3:5:8
加热用同一均匀的热源，所以加热时间
t1:t2:t3=3:5:8
而t3=30s，所以
t2=50s，t1=80s
26．150
【详解】假设物体初温是t0，质量是m，比热容分别为3c和c，当分别吸收300J后，甲物体末温为t1，乙物体末温为t2，则甲物体吸收的热量
3cm(t1-t0)=300J
甲物体末温
乙物体吸收的热量
cm(t2-t0)=300J
乙物体末温
所以
t1＜t2
再接触热量是从乙物体传递到甲物体，达到热平衡后，假设达到的温度为t，传递的热量为Q，甲物体吸收热量
3cm(t-t1)=Q
乙物体放出的热量
cm(t2-t)=Q
Q=150J
27． 引力 间隙 斥力
【详解】[1]两滴靠近的水珠会自动结合成一滴较大水珠，是因为水分子间存在吸引力，将两水珠吸引在一起，所以这说明分子间存在引力。
[2]气体间分子容易被压缩，是分子间的距离较大，彼此间的作用力较小，所以这说明分子间有间隙。
[3]气体分子被压缩过程，分子间的距离变小，压缩到一定程度，分子间距离足够小，则分子间的作用力表现为斥力，就很难再被压缩，这说明分子间有斥力。
28． 9:16 乙
【详解】[1]由题知，甲物体与乙物体升高的质量之比为
m甲:m乙＝4:1
甲物体与乙物体的温度之比为
甲物体与乙物体吸收热量之比为
Q甲:Q乙＝3:1
则甲物体与乙物体的比热容之比：
[2]吸收相同的热量后，甲升高的温度之比为
由题意可知，最终乙的温度高于甲的温度，当它们接触后，温度高的乙会向温度低的甲传递热量。
29． ＞ 4.2×103
【详解】[1]时间相等时，两种液体放出的热量相等，由图示可以看出，乙液体的温度降低的快，甲液体温度降低慢；利用热量的计算公式可知，在质量相等、初温相同、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，乙液体的比热容小。
[2]由图象知，放热15min，甲降低的温度为
乙降低的温度为
也就是乙降温幅度是甲的2倍，已知甲、乙质量相同，15min时间内放出的热量相同，由公式，甲的比热容是乙的2倍，所以
[3]由图象知，在0﹣15min，甲降低的温度为
由图像知甲的温度是均匀降低的，所以每分钟降低的温度为
则12min降低的温度为
甲液体在0～12min内放出的热量为
已知，因为，所以需要完全燃烧的干木柴质量为
30． 比热容 4 1.68×104
【详解】[1]因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机用循环流动水进行冷却。
[2]设热水和冷水的温度差为t，质量为m0的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中，使得冷水温度升高了10℃，则
Q吸=Q放
c水m0(t-10℃)=c水m×10℃，-------①
又向保温容器中倒入一小杯同质量为m0同温度的热水，水温又上升了6℃，则
ΔQ吸=ΔQ放
c水m0(t-10℃-6℃)=c水(m+m0)×6℃，-------②
则①-②得
6℃×cm0=10℃×c水m-6℃×c水m-6℃×c水m0
整理得
12℃×c水m0=4℃×c水m
解得
m=3m0
代入①式可得t=40℃；假设我们将全部热水一次性注入，则由热平衡方程可知
3m0c水(40℃-Δt)=mc水Δt
m=3m0
联立两式解得Δt=20℃；则注入后第3杯水后，水温还会上升
20℃-10℃-6℃=4℃
[3]冷水吸收的总热量为
Q吸总=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×20℃=1.68×104J
31． 25 25%
【详解】[1]汽油机完成1个工作循环，飞轮转2转，对外做功1次，若飞轮的转速为
3000r/min=50r/s
即每秒完成25个工作循环，对外做功25次。
[2]各种能量损耗的总和是
30%+30%+15%=75%
所以它的机械效率为
η=100%-75%=25%
32． 1125 8280 降低 减少 1kg汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J 尾气
【详解】（1）[1]由 可得，气体膨胀对活塞产生的压力
气体一次膨胀对活塞做的功
[2]由题知，每次做功过程中汽油的90%完全燃烧，每次做功耗油0.2g，则每次汽油燃烧放出的热量
[3][4]在排气过程中，排气门打开，排出废气，将废气排入大气中，废气温度降低，内能减少。
（2）[5]汽油的热值是4.6×107J/kg的含义：1kg汽油完全燃烧放出的热量是4.6×107J。
（3）[6]汽油机工作时，由于废气带走了大量的能量，散失到空中，所以汽油机的效率很低。
33． 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。
34． 加热时间 a a 2.1×103 用质量相同的不同燃料给相同的液体加热
【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，即实验中，通过加热时间反映液体吸收热量的多少。
（2）[2]分析图像可知：对于质量相等的a和b两种液体，两者升高相同的温度，则a加热时间长，由转换法知，a吸收的热量较多。
（3）[3]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。根据（2）可知，则a的吸热能力强，比热容大，所以a是水。
[4]由图可知，质量相等的a和b两种液体，两者升高相同的温度（20℃），a的加热时间是6分钟，b的加热时间为3分钟，根据转化法，a的吸热是b的2倍，根据可知，在质量和升高的温度相同时，吸热多少与比热容成正比，故b的比热容是a的比热容的0.5倍，即另一种液体的比热容为为
c=0.5×4.2×103J/（kg·℃）=2.1×103J/（kg·℃）
（4）[5]测量不同物质的热值时，需要控制燃料的质量相同，被加热的液体的种类和质量相同，根据液体升高的温度来判定燃料热值的大小，故实验方案为：用质量相同的不同燃料给相同的液体加热。
35． c 小于 小于 2.0×103 6×104
【详解】（1）[1]晶体有固定的熔化温度，而非晶体没有固定的熔化温度，由图乙可知，图像c是晶体。
[2]晶体在熔化过程中不断吸收热量，温度保持不变，内能增大，所以a物质第6min时的内能小于第9min时的内能。
（2）[3]由图乙知，相同质量的a、b两物质，在前3min内吸收相同的热量，a物质升温快，所以a物质的比热容小。
[4]由图乙知，a物质熔化前吸热3min升温，熔化完成后吸热3min升温10℃，升温之比为，根据可知，质量相同的物质吸收相同的热量时，比热容与升高温度成反比，所以比热容之比为，因此熔化后的比热容为。
（3）[5]a物质的质量为
固态时的比热容为
则a物质前3min吸收的热量为
由图乙知，a物质熔化过程需要的时间为
由于吸收的热量与加热时间成正比，所以a物质熔化过程吸收的热量为
a物质的熔化热为
36． 质量 相同 加热时间 转换 甲 甲 ③
【详解】（1）[1][2]在探究“不同物质吸热能力”的实验过程中，不同的物质吸收热量的多少与它们的吸热能力强弱和质量都有关，所以实验中要控制不同物质的质量相等；不同物质在相同时间内吸收的热量相同，所以应取质量相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，使用规格相同的电加热器加热，确保它们在相同时间内吸收的热量相同。
[3]因为不同液体在相同时间内吸收的热量相同，加热时间越长，物质吸收的热量越多，所以本实验，通过加热时间来比较甲、乙两种液体吸收热量的多少。
[4]热量的多少无法直接测量，通过加热时间间接观察，在物理学中属于转换法。
（2）[5]由图表数据可知，加热相同的时间，甲液体温度升高了，乙液体温度升高了，乙液体温度升高的比甲液体多，说明甲液体吸热能力强，乙液体吸热能力弱。
[6]如果要在甲、乙两种液体中选择一种液体作为冷却剂，由于吸收相同的热量甲液体温度升高得少，故甲液体作为冷却剂较为合理。
（3）如果将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍，不考虑热损失，用相同的加热器加热，在相同的时间内吸收相同的热量，由可知，增加质量后的乙物质升高的温度是质量增加前升高温度的一半，即增加质量后的乙物质升高的温度比质量增加前升高的温度低，故为图中的第③条。
37． 天平和秒表 水 相等 c1∶c2
【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。要完成该实验，要控制水和煤油的质量相同，还要每隔1min记录一次温度。故除图中所示器材外，还需要的测量工具有天平和秒表。
（2）[2][3]分析比较（a）与（b）中加热时间、温度计示数及相关条件可知：质量相等的水和煤油，加热相同的时间，水升温慢，故水的吸热能力强；根据转换法，因加热时间相同，它们吸收的热量相等。
（3）[4]设当两液体的温度都升高ΔT1时，水和食用油所用时间分别为t2、t1，如图所示：
因温度都升高ΔT1，则由题意可得
ΔT1=k水t2=k食用油t1①
又因为加热时间反映了物质吸热的多少，所以物质吸收的热量与加热时间成正比，则
Q1∶Q2=t1∶t2 ②
所以，由①②以及吸热公式可得
38． 从下到上 搅拌使液体受热均匀 质量 加热时间 < B 大豆油 水
【详解】（1）[1]酒精灯需用外焰加热，所以要先放好酒精灯，再固定铁圈的高度；而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中，且不能碰到容器壁和容器底，所以放好烧杯后，再调节温度计的高度，因此必须按照自下而上的顺序进行。
[2]实验中使用玻璃棒对液体进行搅拌，目的是使液体受热均匀。
（2）[3]根据比较不同物质吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，故在两个完全相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的A、B两种不同液体。
[4]根据转换法，两种液体吸收热量的多少无法直接测量，但在相同时间内，相同热源放出的热量相同，则液体吸收的热量也相同，时间越长，液体吸收的热量越多，所以可通过加热时间比较液体吸收热量的多少。
（3）[5][6]根据实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图乙所示可知：质量相等的A和B两种液体，升高相同的温度，B液体的加热时间长，A液体吸收的热量小于B液体吸收的热量，B的吸热能力强，由此可知，B液体更适合做冷却剂。
（4）[7][8]由图知质量相同的A、B两种液体，加热相同的时间（10min），A、B两种液体吸收的热量相同，A升高的温度为
tA=34℃-20℃=14℃
B升高的温度为
tB=28℃-20℃=8℃
所以A、B升高的温度之比为
根据吸热公式Q吸=cmΔt知在质量、吸收热量相同时比热容与升高的温度成反比，所以A、B两种液体的比热容之比为4：7，由表格数据知大豆油和水的比热容之比
所以A、B液体分别为大豆油、水。
39． 相等 A B 小于 小于 B 2.1×103
【详解】（1）[1]两试管放在同一杯热水中加热，能使液体在相同时间内吸收同样多的热量。
（2）[2][3]由图乙可知，质量相等的A和B两种液体，质量相等的A和B两种液体，在吸收相同热量时，即加热时间相同，A升温较高；在升高相同温度时，B的加热时间长，说明B吸收的热量较多。
（3）[4][5]加热过程中物体吸收热量内能增加，所以B液体在第10min的内能小于第20min的内能；由图可以看出，A、B温度都升高60℃所用时间不同，时间越长，吸收的热量越多，吸热能力越强，比热容大，即cA
[7]从图中可以看到，当温度都升高到60℃时，A的加热时间为10min，B的加热时间为20min，B的加热时间是A的加热时间的2倍，则B吸收的热量为A吸收的热量的2倍；
在质量、升高的温度相同时，物质吸收的热量与物质的比热容成正比，所以
假如B液体是水，则A液体的比热容为
40． 质量 水的质量 煤油 天平 偏小 燃料放出的热量没有被水全部吸收 质量 温度计
【详解】（1）[1][2]探究煤油和菜籽油的热值的大小关系，要用相同质量的不同燃料，加热质量相同的同种液体，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。为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的质量相同及水的质量相同。
（2）[3]分析表中数据可知，甲装置中水的温度升高得多，根据，在质量和比热容相相同的条件下，煤油放出的热量多，根据可知，煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是煤油。
（3）[4]根据[3]中和，结合表中数据，小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，故测量煤油和菜籽油及水质量即可，那么小明还需要补充的测量工具是：天平。
[5][6]因燃料不能完全燃烧，燃料放出的热量会散失到空气中和被烧杯吸收，利用此实验方法计算出的热值将比真实值偏小。造成这种偏差的原因可能是燃料放出的热量没有被水全部吸收。
（4）[7][8]比较不同液体的吸热能力，则需要燃烧相同的燃料(确保相同时间放出的热量相同)，加热相同的时间，比较质量和初温相同的液体升高的温度，由比较温度的变化，温度升高越多，则吸热能力越小。若将图乙中酒精灯中的菜籽油更换成煤油，并将调整火焰大小跟图甲相同；同时将图乙烧杯中的水更换成等质量的菜籽油，再增加实验仪器温度计，就可以做“比较水和菜籽油的吸热能力”的实验。
41． 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。
42．（1）4.2×104 J；（2）2.1×104 J；（3）2.1×103 J/(kg·℃)；（4）1.68×105 J
【详解】解：（1）CD段水吸收的热量
Q吸=c水m(t水-t0水)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(20 ℃-0 ℃)=4.2×104 J
（2）AB段冰吸热时间为CD段水吸热时间的一半，故其吸收的热量为CD段水吸收热量的一半，即
Q吸冰=Q吸水=×4.2×104 J=2.1×104 J
（3）AB段冰升高的温度
Δt冰=0 ℃-(－20 ℃)=20 ℃
冰的比热容
（4）冰熔化过程持续了40min，是水吸收热量的4倍，所以冰在熔化过程中吸收的热量
Q=4Q吸水=4×4.2×104 J=1.68×105 J
答：（1）CD段水吸收的热量为4.2×104J；
（2）AB段冰吸收的热量为2.1×104J；
（3）冰的比热容为2.1×103J/(kg ℃)；
（4）冰在熔化过程吸收的热量为1.68×105J。
43．；；
【详解】（1）水吸收的热量为：
；
（2）页岩气样品所释放的热量为；
；
（3），所以该页岩气样品的热值：
．
44．(1) 1.68×106J；(2)0.2kg；(3) 25%
【详解】解：(1)水吸收的热量
Q吸=c水m水（t﹣t0）=4.2×103J/（kg ℃）×5kg×（100℃﹣20℃）=1.68×106J
(2)由题知
Q吸=Q放×20%=1.68×106J
则Q放=8.4×106J。因Q放=mq，即
8.4×106J=m×4.2×107J/kg
解得m=0.2kg。
(3)改进后需要的天然气质量
m′=0.2kg﹣0.04kg
放热为
Q放′=m′q=（0.2kg﹣0.04kg）×4.2×107J/kg=6.72×106J
现在燃气灶的热效率为
η=×100%=×100%=25%
答：（1）水需要吸收1.68×106J的热量；
（2）实际消耗的煤气为0.2千克；
（3）现在燃气灶烧水时的热效率为25%。
45．（1）108km/h；（2）2.7×108J；（3）25%
【详解】解：（1）汽车的行驶速度
（2）车受到的阻力
f=0.1G=0.1mg=0.1×5×103kg×10N/kg=5×103N
运动路程
s=54km=5.4×104m
因为匀速行驶，牵引力和阻力是平衡力，所以牵引力
F=f=5×103N
该汽车牵引力所做的功
W=Fs=5×103N×5.4×104m=2.7×108J
（3）燃油的质量
m=ρV=0.8×103kg/m3×3×10-2m3=24kg
这一过程中消耗的总能量
Q放=mq=24kg×4.5×107J/kg=1.08×109J
该汽车的效率
答：（1）该汽车的行驶速度为108km/h；
（2）该汽车牵引力所做的功为2.7×108J；
（3）该汽车的效率为25%。
46．（1）2.4kW；（2）1.8×109J；（3）2×103km
【详解】解：（1）由表格数据可知，当汽车以20m/s的速度行驶时的阻力
f＝1.2×102N
根据二力平衡条件可知，牵引力为
汽车发动机的输出功率
（2）这些燃油完全燃烧获得的能量
（3）已知发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是30%，则有用功
根据表格查出30m/s时的阻力为
f′＝2.7×102N
则根据
可得
答：（1）当汽车以20m/s的速度行驶时，汽车发动机的输出功率是2.4kW；
（2）汽车油箱中加满燃油，这些燃油完全燃烧获得的能量是1.8×109J；
（3）汽车油箱加满燃油，并且以30m/s的速度行驶时，汽车的最大行驶里程是2×103km。
47．（1）1×108J；（2）3.6×108J；（3）42%
【详解】解：（1）由图得，汽车的速度为50km/h时，汽车的阻力为4000N，汽车牵行驶的路程为
由二力平衡得，汽车的牵引力
汽车牵引力做的功
（2）燃料燃烧放出的总热量为
（3）内燃机的有用功
内燃机的效率
答：（1）汽车牵引力做的功为1×108J；
（2）若所用燃料的热值为4.5×l07J/kg，测试过程中消耗8kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是3.4×108J；
（3）内燃机的效率为42%。
48．（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1）完全燃烧燃油获得的能量为
（2）当飞机以的速度匀速巡航时，由题意得
飞机发动机的输出功率
（3）飞机能达到的最大航程的有用功为
则飞机发动机的效率
答：（1）飞机发动机完全燃烧燃油获得的能量是。
（2）当飞机以的速度匀速巡航时，飞机发动机的输出功率是。
（3）飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是。
49．（1）；（2）；（3）69℃
【详解】解：（1）已知沙子和水的质量相等，吸收相同热量时，因沙子的比热容比水小，由t=可知，沙子的温度升高得多，所以图a表示的是沙子吸热升温的过程，图b表示的是水吸热升温的过程；由图b可知，加热2min水升高的温度
t水=50℃-20℃=30℃
则加热2min时间内水吸收的热量
Q水吸=c水m水t水=4.2×103J/(kg ℃)×0.2kg×30℃=2.52×104J
因为两酒精灯完全相同、加热方式也相同，所以相同时间内酒精灯燃烧放出的热量相同，则在2min的时间内，沙子吸收的热量
Q沙吸=Q水吸=2.52×104J
（2）由图a可知加热2min，沙子的温度从20℃上升到160℃，则沙子升高的温度为
t沙=160℃-20℃=140℃
m沙=0.2kg。由Q吸=cmt可得，沙子的比热容
c沙== =0.9×103J/(kg ℃)
（3）由图知，加热2min时水的温度为50℃，沙子的温度为160℃，不考虑热损耗，则Q沙放=Q水吸，即
c水m水t水=c沙m沙t沙
c水(t-t水)=c沙(t沙-t)
代入数据得
4.2×103J/(kg ℃)×(t-50℃)=0.9×103J/(kg ℃)×(160℃-t)
解得：t≈69℃
答：（1）加热2min沙子吸收的热量为2.52×104J；
（2）沙子的比热容为0.9×103J/(kg ℃)；
（3）若将加热2min后的沙子和水混合，不考虑热损耗，它们最终的温度是69℃。
