决胜2020年中考物理压轴题剖析与精练专题12内能和热机含解析

决胜2020年中考物理压轴题剖析与精练专题12内能和热机含解析

专题12内能和热机 ‎【考点1】：内能 ‎【例1】（2019•日照）下列名句或短语，从物理角度分析正确的是（　　）‎ A．破镜不能重圆﹣﹣分子间存在斥力 ‎ B．冰，水为之，而寒于水﹣﹣凝固过程吸热 ‎ C．“扬汤止沸”不如“釜底抽薪”﹣﹣沸腾过程温度不变 ‎ D．花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴﹣﹣分子的运动导致“花气袭人”‎ ‎【考点】分子热运动、物态变化 ‎【答案】D ‎【解析】A、破镜难圆，是由于分子之间的距离太大，引力太小无法合在一起，故A错误；B、冰，水为之，而寒于水说明凝固过程放热，故B错误；C、”扬汤止沸”的道理是：把开水舀起来，再倒回去，可以增大液体表面积且加快液体表面空气流动速度（液体相对于空气是流动的），从而加快了蒸发，蒸发需要吸收热量，从而使液体温度降低，低于沸点，液体不能沸腾，起到止沸的效果；“釜底抽薪”道理是：水沸腾是要吸热的，如果把锅底的柴火抽掉，也就停止了给水加热，水不能从外界吸收热量，水的沸腾就会马上停止；如果不“抽薪”，水会一直沸腾，但水的温度不会上升，说明沸腾需要吸热，故C错误；D、“花气袭人”是一种扩散现象，是香气分子无规则运动的结果，故D正确。‎ ‎【点评】本题考查分子运动论，以及物态变化的有关知识。‎ 24‎ ‎【变式1-1】5℃的冷水和60℃的热水混合，得到50℃的温水。若不计热损失，可以判断（　　）‎ A．混合前热水的内能不一定比冷水的内能多 ‎ B．混合前热水的内能一定比冷水的内能多 ‎ C．热水质量不一定比冷水质量大； ‎ D．热水质量一定比冷水质量小 ‎【考点】影响内能的因素、热量计算 ‎【答案】B ‎【解析】设冷水的质量为m1，热水的质量为m2，水的比热容为c：冷水吸收的热量：Q吸＝cm1（50℃﹣5℃），热水放出的热量：Q放＝cm2（60℃﹣50℃），由题知，Q吸＝Q放，‎ 则：45℃cm1＝10℃cm2，解得：m1：m2＝2：9，所以热水的质量比冷水的质量大；热水的质量比冷水的质量大、温度高，所以混合前热水的内能一定比冷水的内能多，故B正确。故选：B。‎ ‎【点评】正确的应用物体吸热、放热公式以及影响内能的因素是解答本题的关键，解题时要注意解题的思路和方法。‎ ‎【变式1-2】（2019•绵阳）分子之间既有引力又有斥力。其中，分子之间的斥力大小F斥随着分子间距离r变化的情况如图所示。根据图象可知：分子之间斥力的大小（　　）‎ A．随着分子间距离的增大先增大后减小 ‎ B．随着分子间距离的增大先减小后增大 ‎ C．随着分子间距离的减小而减小 ‎ D．随着分子间距离的减小而增大 ‎【考点】分子相互作用 ‎【答案】D ‎【解析】由图象知，分子间的距离增大时，分子间的斥力会减小，则分子间的距离减小时，分子间的斥力会增大，故ABC错误，D正确。故选：D。‎ 24‎ ‎【点评】本题考查了分子间的相互作用的知识，看明白图象是解题的关键。‎ ‎【考点2】：比热容 ‎【例2】（2019•滨州）质量和温度都相同的甲、乙两种物质，用同样的加热器进行加热，它们温度随时间变化的图象如图所示，下列说法正确的是（　　）‎ A．甲物质的沸点一定是80℃，乙物质的沸点一定是40℃ ‎ B．0﹣6min甲比乙吸收的热量多 ‎ C．8﹣10min甲和乙继续吸热，虽然温度各自保持不变，但甲和乙的内能都不断增加 D．甲的比热容大于乙的比热容 ‎【考点】比热容及热量计算 ‎【答案】C ‎【解析】A、由图象可知，甲和乙的末温保持不变，但可能处在熔化过程中，也可能处于沸腾过程中，此时的温度不一定是沸点，故A错误；B、实验中用同样的加热器进行加热，在相同时间内物质吸收的热量是相同的，则在0﹣6min内两物质吸收的热量都是相同的，故B错误；C、8﹣10min甲和乙继续吸热，甲和乙的内能都不断增加，故C正确；D、由图可知，在0﹣6min内，加热时间相同，吸收的热量相同，甲的温度变化快，且两物质的质量相同，根据Q＝cm△t可知，甲的比热容小，故D错误。故选：C。‎ ‎【点评】此题通过图象分析考查了学生从图象中获取有关信息的能力。‎ ‎【变式2-1】夏天，当漫步在湖边时，会感到阵阵凉风吹来，令人心旷神怡。这时风的吹向应当是（　　）‎ A．白天，风从湖面吹向地面、晚间，风从地面吹向湖面 ‎ B．白天，风从地面吹向湖面、晚间，风从湖面吹向地面 ‎ C．不管是白天还是晚间，风都是从湖面吹向地面 ‎ D．不管是白天还是晚间，风都是从地面吹向湖面 ‎【考点】比热容在生活中的应用 ‎【答案】A ‎ 24‎ ‎【解析】由于水的比热容比泥土的比热容大，接受太阳辐射能后，水表面升高的温度少；泥土的比热容相对较小，升高的温度比较多；故暖空气从地面上升起，湖面上来的冷空气进行补充，形成了向着地面的风。同理，在晚上相同受冷的情况下，会形成由地面吹向湖面的风。故选：A。‎ ‎【点评】此题考查利用比热容知识解释生活现象。‎ ‎【变式2-2】两种不同的液体，它们的质量、比热、初温度分别为m1和m2、c1和c2、t1和t2，且t2＞t1．若不计热量损失，则把它们混合后的共同温度为（　　）‎ A． B． ‎ C． D．‎ ‎【考点】比热容及热量计算 ‎【答案】B ‎【解析】因为t2＞t1，把它们混合，是质量为m2的液体向质量为m1的液体传递热量，‎ 所以质量为m2的液体放出的热量：Q放＝c2m2（t2﹣t），‎ 质量为m1的液体吸收的热量：Q吸＝c1m1（t﹣t1），‎ 由题知：Q放＝Q吸∴c2m2（t2﹣t）＝c1m1（t﹣t1），‎ 解得：t＝。故选：B。‎ ‎【点评】本题考查了学生对吸热公式、放热公式、热平衡方程的掌握和运用。‎ ‎【考点3】热机 ‎【例3】（2019•常德）前不久，据河南南阳炒作很热的“水氢发动机”的宣传说，“水氢发动机”可以利用水来制取氢气，从而为发动机提供高能燃料。中央电视台对此作了专题报道，认为目前的技术尚不成熟，所谓的“水氢发动机”要真正投入使用还有很长的路要走。对此，下列分析不正确的是（　　）‎ A．氢气燃烧无污染是“水氢发动机”备受关注的原因之一 ‎ B．氢气是发动机的一种理想燃料，是因为氢气的热值大 ‎ C．“水氢发动机”是利用内能做功的机械 ‎ D．目前利用水制取氢气耗能高，因此“水氢发动机”的效率很高 ‎【考点】燃料热值和热机原理 24‎ ‎【答案】D ‎【解析】A、氢气燃烧生成水，其燃烧无污染是最大的优点，因此也是“水氢发动机”备受关注的原因之一，故A正确；B、因为氢气的热值高、密度小，所以氢气是发动机的一种理想燃料，故B正确；C、“水氢发动机”是利用氢气燃烧释放的内能来对外做功，从而推动机器运转，故C正确；D、利用水制取氢气耗能高，即消耗其他形式的能量多于氢气燃烧释放的内能，且内能不可能全部转化为机械能，所以“水氢发动机”的效率较低，这也是它没有真正投入使用的重要原因，故D错误。故选：D。‎ ‎【点评】本题考查了燃料热值的特点以及效率的高低，关键要知道氢气具有热值高、无污染的优点。‎ ‎【变式3-1】（2019•泰安）某载重汽车自重12t，车轮与地面的总接触面积为0.5m2，汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为210kW，每行驶43s消耗柴油700g，柴油的热值为4.3×107J/kg，g取10N/kg。下列说法中（　　）‎ ‎①完全燃烧700g柴油放出的热量为3.01×109J ‎②该柴油发动机效率为30%‎ ‎③汽车的牵引力为1.05×104N ‎④若公路所能承受的最大压强为8×105Pa，汽车最多能装载40t的货物 A．只有①②正确 B．只有③④正确 C．只有①③正确 D．只有②③正确 ‎【考点】热量公式、功和功率的计算 ‎【答案】D ‎【解析】①完全燃烧700g干木柴放出的热量：Q放＝m柴油q＝0.7kg×4.3×107J/kg＝3.01×107J，故①错误；‎ ‎②柴油发动机做功：W＝Pt＝210×103W×43s＝9.03×106J，柴油发动机的效率：η＝×100%＝×100%＝30%，故②正确；‎ ‎③汽车速度：v＝72km/h＝72×m/s＝20m/s，由P＝＝＝Fv得，汽车的牵引力：F＝＝＝1.05×104N，故③正确；‎ ‎④由p＝得，公路所能承受的最大压力：F＝pS＝8×105Pa×0.5m2＝4×105‎ 24‎ N，汽车与货物的质量之和：m总＝＝＝＝4×104kg＝40t，汽车最多能装载货物质量：m＝m总﹣m车＝40t﹣12t＝28t，故④错误。综上，①④错误，②③正确。故选：D。‎ ‎【点评】本题考查了燃料完全燃烧释放热量公式、压强定义式、做功公式、功率公式、效率公式的综合应用等，灵活运用公式是关键。‎ ‎【变式3-2】（2019•怀化）某种国产汽车，当它在某平直公路上以20m/s速度匀速行驶时，每百公里的油耗为6L．当汽车行驶500s，则汽车消耗的汽油是　　L．假设汽车在运动过程中受到的平均阻力是495N．则汽油机的效率是　　%（已知汽油的热值是3.3×107J/L）。‎ ‎【考点】热量公式、热机效率的计算 ‎【答案】0.6；25。‎ ‎【解析】1）由v＝得汽车行驶距离：s＝vt＝20m/s×500s＝10000m＝10km，‎ 因为每百公里的油耗为6L，所以行驶10km（公里）消耗汽油：V＝×6L＝0.6L；‎ ‎（2）汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq＝0.6L×3.3×107J/L＝1.98×107J，‎ 因为汽车匀速行驶，所以汽车牵引力：F＝f＝495N，‎ 牵引力做功：W＝Fs＝495N×10000m＝4.95×106J，‎ 汽油机的效率：η＝＝×100%＝25%。‎ ‎【点评】本题考查了速度公式、燃料完全燃烧放热公式、功的公式、效率公式的应用，明确效率的意义（汽油机的效率等于牵引力做的功与汽油完全燃烧放出的热量之比）是关键。‎ ‎【考点4】热学综合计算 ‎【例4】（2019•成都）用两只相同的电加热器，分别给相同体积的水和某种油加热，在开始和加热3min时各记录一次温度，如下表所示。已知ρ水＝1.0×103kg/m3．c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ油＝0.8×103kg/m3，加热的效率都为90%，油的末温没有达到它的沸点，下列说法正确的是（　　）‎ 加热时间（min）‎ ‎0‎ ‎3‎ 水的温度（℃）‎ ‎18‎ ‎28‎ 24‎ 油的温度（℃）‎ ‎18‎ ‎43‎ A．这种油的比热容为1.68×103J/（kg•℃） ‎ B．这种油的比热容为2.1×103J/（kg•℃） ‎ C．因为这种油的密度比水小，所以它的比热容比水小 ‎ D．加热效率没有达到100%，是因为电加热器没有把电能全部转化为内能 ‎【考点】热量公式计算 ‎【答案】B ‎【解析】AB、取两种液体都加热了3分钟为研究对象，因为是用的两个相同的电加热器，且加热效率都为90%，所以Q水＝Q油，‎ 设它们的体积为V，则水的质量：m水＝ρ水V，油的质量：m油＝ρ油V，‎ 因为Q水＝c水m水（t水﹣t0），Q油＝c油m油（t油﹣t0）‎ 所以c水ρ水V（t水﹣t0）＝c油ρ油V（t油﹣t0），4.2×103J/（kg•℃）×1.0×103kg/m3×（28℃﹣18℃）＝c油×0.8×103kg/m3×（43℃﹣18℃）‎ 解得：c油＝2.1×103J/（kg•℃）。故A错误、B正确；C、密度和比热容都是物质的一种属性，二者的大小之间没有必然的联系，故C错误；D、加热效率没有达到100%，主要是因为电加热器产生的热量没有全部被液体吸收，而是存在一定的损失，而不是因为电加热器没有把电能全部转化为内能，故D错误。故选：B。‎ ‎【点评】本题中，根据两者吸收的热量相同列出方程求解是关键。同时，还要注意这里的两种液体是体积相同，而非质量相同，所以要设出体积，表示出质量，再代入公式求解，有一定难度。‎ ‎【变式4-1】（2019•绵阳）一个标准大气压下，将质量1.0kg的水从20℃加热到沸腾，水吸收的热量是　　J．小明家天然气热水器的热效率是84%，他某次洗澡，耗水40kg，自来水进热水器的温度是24℃，出热水器的温度是40℃，小明这次洗澡消耗天然气　　m3．已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值是3.2×107J/m3。‎ ‎【考点】热量和热机效率的综合计算 ‎【答案】3.36×105；0.1。‎ ‎【解析】（1）水吸收的热量：‎ Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1.0kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J；‎ ‎（2）他某次洗澡时水吸收的热量：‎ 24‎ Q吸′＝cm′△t′＝4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（40℃﹣24℃）＝2.688×106J；‎ 由η＝可得，天然气放出的热量：Q放＝＝＝3.2×106J；‎ 由Q放＝Vq可得，消耗天然气体积：V＝＝＝0.1m3。‎ ‎【点评】本题考查了吸热公式、燃料燃烧放出热量公式、热效率公式的应用，难易程度适中。‎ ‎【变式4-2】（2019•恩施州）氢燃料是一种绿色能源，氢燃料电池工作原理如图所示。工作时，向氢电极供应氢气，同时向氧电极供应氧气，在氢电极上由于催化剂的作用氢气变为氢离子向氧电极移动，最后在氧电极上聚集，电子则留在氢电极上，如果将两电极用灯泡连接，则会在灯泡上形成　　（选填“向左”或“向右”）的电流。如果已知某氢燃料电池车输出功率为40千瓦，以80km/h的速度行驶100km，则需要消耗氢气　　kg（已知燃料电池车能量转化效率为60%，每千克氢气能释放的能量为1.5×108J），这些氢气的总能量大约相当于　　kg汽油完全燃烧放出的热量（结果保留一位小数，已知汽油的热值为4.5×107J/kg）。‎ ‎【考点】功、热值、效率的综合计算 ‎【答案】向左；2；6.7。‎ ‎【解析】（1）由题知，氢离子向氧电极移动，最后在氧电极上聚集，电子则留在氢电极上，可以得出氧电极为电源的正极，则氢电极为电源的负极，因为在电源外部，电流的方向是从正极经用电器回到负极；故灯泡中的电流方向向左。‎ ‎（2）以80km/h的速度行驶100km，则行驶的时间为：t＝＝＝1.25h＝4500s；‎ 氢燃料电池做的有用功为：W＝Pt＝4×104W×4500s＝1.8×108J；‎ 已知燃料电池车能量转化效率为60%，‎ 故需要氢气提供的能量为：Q＝＝＝3×108J；‎ 24‎ 则需要氢气的质量为：m＝＝＝2kg；‎ 若氢气的总能量由汽油完全燃烧放出的热量提供，‎ 则需要汽油的质量为：m汽油＝＝≈6.7kg；‎ ‎【点评】明确电流的方向，熟练运用功、热值公式、效率公式，是解答此题的关键。‎ ‎1．（2019•上海）质量相同的两金属块，吸收相同的热量，升高的温度不同，则（　　）‎ A．升高温度较大的金属块比热容一定大 ‎ B．升高温度较大的金属块比热容一定小 ‎ C．温度高的金属块比热容一定大 ‎ D．温度高的金属块比热容一定小 ‎【答案】B ‎【解析】根据Q＝cm△t知，相同质量的不同物质，吸收相同的热量，比热容大的温度升高小，比热容小的温度升高大，所以升高温度较大的金属块，其比热容一定小；故B正确。故选：B。‎ ‎【点评】此题考查了热量计算公式的应用，熟悉基本公式及其变形公式是解答的关键。‎ ‎2．（2020•江西一模）王冕的《咏梅》：“冰雪林中著此身，不同桃李混芳尘。忽然一夜清香发，散作乾坤万里春。”从物理学的角度来分析，下列说法正确的是（　　）‎ A．冰雪林中温度很低，气体分子停止运动 ‎ B．飞舞的雪花与尘土的飞扬都属于分子的运动 ‎ C．气体分子在不停地做无规则运动 ‎ D．扩散现象只能发生在气体之间 ‎【答案】C ‎【解析】从物理学的角度来分析“忽然一夜清香发，散作乾坤万里春。”能说明气体分子在不停地做无规则运动，故ABD不符合题意，C符合题意。故选：C。‎ ‎【点评】本题主要考查学生对分子运动的理解和掌握，是一道生活应用题。‎ 24‎ ‎3．（2019•江西）如图所示，是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作，由此他联想到热机的四个冲程，以下与做功冲程最相似的是（　　）‎ A．鼻孔吸气 B．气沉丹田 ‎ C．排山倒海 D．打完收工 ‎【答案】C ‎【解析】小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作，鼻孔吸气相当于吸气冲程，气沉丹田相当于压缩冲程，打完收工相当于排气冲程；排山倒海时对外做功，相当于做功冲程；‎ 故选：C。‎ ‎【点评】此题主要考查热机的工作循环特点，解答时要明确它的四个冲程（吸气、压缩、做功、排气冲程），压缩冲程、做功冲程能量的转化。‎ ‎4．两个相同的杯子，一个装半杯热水，一个装半杯凉水，下列冷却方法放热最多的是（　　）‎ A．先把凉开水倒人热开水杯中，再等2分钟 ‎ B．先把热开水倒入凉开水杯中，再等2分钟 ‎ C．先等2分钟，再把热开水倒入凉开水杯中 ‎ D．先等2分钟，再把凉开水倒入热开水杯中 ‎【答案】C ‎【解析】热水与外界的温差较大，故开始时热水的热量散失较快，故应过2分钟再混合；‎ 在混合时，由于热水进入冷水后，先在下面，凉水在上面，这样会产生对流，热水会上升；相比较将冷水倒入热水中会发生较大的对流；故应将热水倒入凉水中；故C正确。‎ ‎【点评】物理学在生活中有很多的应用，在日常生活中要学会联系相关知识，做个有心人。‎ ‎5．有五个完全相同的杯子，其中一个盛满开水，其他杯中没有水，仅利用杯子的吸热作用，将开水的温度降低，则下列方法中效果最好的是（　　）‎ A．将第一杯中的水，平均倒入其余四个杯子中 ‎ 24‎ B．先将第一杯中的水整杯倒入第二个杯子中，等到杯子不再吸热时，再倒入第三个杯子中，以此类推，最后倒入第五个杯子中 ‎ C．先平均倒入其中两个杯子中，等到杯子不再吸热，再平均倒入剩下的二个杯子中 ‎ D．无论怎样，最终的结果都是相同的 ‎【答案】B ‎【解析】无论采用哪种方法，当杯子注入开水后，杯子本身的温度升高，杯内开水的温度降低。直到杯子的温度和杯内水的温度相等为止，这时杯子不再吸热。‎ ‎∵杯子升高的温度△t杯＝，‎ ‎∴当采用B方法时，整杯开水注入第二个杯中，杯子所升高的温度一定比A、C方法高。而杯子升高的温度较高，就表示杯子吸收开水的热量较多。同理，把开水（现在变为暖水）从第二个杯子再注入第三个杯子中，则第三个杯子所升高的温度，一定比A、C方法的第三个杯子所升高的温度高，如此类推。可知采用B方法，可以使开水失去较多的热量，也就是降低较大的温度。故选：B。‎ ‎【点评】本题考查热传递和热量计算公式的应用，本题的难度较大，注意热传递过程中Q吸＝Q放。‎ ‎6．某学生用两个相同的酒精灯同时分别对质量为m1、比热为c1的甲物质和质量为m2比热为c2的乙物质加热。若在相等的时间内（甲、乙物质吸收的热量相等），甲物质的温度变化比乙物质的温度变化多，则下列推断中错误的是（　　）‎ A．若m1＝m2，则c1＜c2 B．若c1＝c2，则m1＜m2 ‎ C．若c1＞c2，则m1＜m2 D．若m1＜m2，则c1＞c2‎ ‎【答案】D ‎【解析】由题意可知：两个相同的酒精灯在相等的时间内，即物质甲、乙吸收的热量相同时，甲的温度变化值大。所以根据Q吸＝Cm△t得cm＝知：c1m1＜c2m2，‎ 即：甲的比热容和质量的乘积大于乙的比热容和质量的乘积。‎ A、若m1＝m2，可以得到c1＜c2，所以A正确；‎ B、若C1＝C2，可以得到m1＜m2，所以B正确；‎ C、若C1＞C2，可以得到m1＜m2，所以C正确；‎ D、若m1＜m2，不能判断得出c1＞c2，所以D错。故选：D。‎ 24‎ ‎【点评】此题主要考查的是我们对于图象的分析能力，能分析得出A的比热容和质量的乘积大于B的比热容和质量的乘积。重点是根据选项中的已知条件，会利用不等式的知识解答。‎ ‎7．把两块质量相等、比热容分别为c1和c2的金属熔合为合金，该合金的比热容为（　　）‎ A．c1+c2 B．c1c2 C．（c1+c2）/2 D．c1c2/2‎ ‎【答案】C ‎【解析】质量为m的两金属温度升高△t时所吸收的热量分别为：金属1：Q1＝c1m△t，‎ 金属2：Q2＝c2m△t，合金温度升高△t时所吸收的热量：‎ Q＝Q1+Q2＝c1m△t+c2m△t＝（c1+c2）m△t，‎ 合金的比热容：c＝＝＝。故选：C。‎ ‎【点评】此类题目为两种物质混合的比热容计算，解答时除了灵活运用公式计算外，还要注意题中隐含的条件；合金的总质量等于两种物质质量之和。‎ ‎8．质量相同的三杯水，初温分别是t1，t2，t3，而且t1＜t2＜t3，把它们混合后，不计热损失，则混合温度是（　　）‎ A． B． ‎ C．+t2 D．t3﹣t1+‎ ‎【答案】B ‎【解析】设混合后的温度为t，因质量相同的三杯水，则设质量为m，水的比热为c；‎ ‎∴初温t3的水放出的热量为：Q放＝cm（t3﹣t），初温为t1和t2的吸收的热量为：‎ Q吸＝Q吸1+Q吸2＝cm（t﹣t1）+cm（t﹣t2）‎ 根据热平衡方程得：Q放＝Q吸，即：cm（t3﹣t）＝cm（t﹣t1）+cm（t﹣t2）‎ 解得：t＝。故选：B。‎ ‎【点评】本题考查热量公式Q＝cm△t和热平衡方程的理解，分析解答时注意多种物质发生热传递时会有几个物质同时吸热或会几种物质同时放热，但仍然是Q放＝Q吸。‎ ‎9．将50克、0℃的雪（可看成是冰水混合物）投入到装有450克、40℃水的绝热容器中，发现水温下降5℃．那么在刚才已经降温的容器中再投入100克上述同样的雪，容器中的水温将又要下降（　　）‎ A．6℃ B．7.5℃ C．9℃ D．10℃‎ ‎【答案】B 24‎ ‎【解析】热水原来的温度t1＝40℃，热水和质量50g的冰水混合后的温度为t′＝40℃﹣5℃＝35℃，∵不计热量损失，∴Q放＝Q熔化吸+Q吸1‎ 设1kg0℃的这种可看成是冰水混合物的雪，熔化成0℃的水时需吸收的热量为q熔化，‎ 则第一次，质量为m1、温度为O℃的雪与质量为450g的热水混合后，‎ cM△t1＝m1q熔化+cm1（t′﹣0℃）‎ 即：4.2×103J/（kg•℃）×0.45kg×5℃＝0.05kg×q熔化+4.2×103J/（kg•℃）×0.05kg×（35℃﹣0℃）解得：q熔化＝4.2×104J；‎ 第二次质量为m2、温度为O℃的雪与质量为（M+m1）的热水混合后，水温又要下降的温度为△t，则：c（M+m1）△t＝m2q熔化+cm2[（t′﹣△t）﹣0℃]‎ 即：c（M+m1）△t＝m2q熔化+cm2（t′﹣△t）‎ ‎∴4.2×103J/（kg•℃）×（0.45kg+0.05kg）×△t＝0.1kg×4.2×104J/kg+4.2×103J/（kg•℃）×0.1kg×（35℃﹣△t）解得：△t＝7.5℃。故选：B。‎ ‎【点评】本题考查热平衡方程的应用，能确定第二次使用的热水的质量、知道温度为O℃的雪熔化成温度为O℃的水需要吸收热量，都是本题的关键。‎ ‎10．将质量为m、温度为O℃的雪（可看成是0℃的水）投入装有热水的容器中，热水的质量为M，平衡后水温下降了t；向容器中再投入质量为2m上述同样性质的雪，平衡后容器中的水温恰好又下降了t（不计热量损失），则m：M为（　　）‎ A．1：2 B．1：3 C．1：4 D．1：5‎ ‎【答案】B ‎【解析】设热水原来的温度t1、热水和质量m冰水混合后的温度为t2，且 t＝t1﹣t2‎ ‎∵不计热量损失，∴Q放＝Q吸，‎ 则第一次，质量为m、温度为O℃的雪与质量为M的热水混合后，‎ cM（t1﹣t2）＝cm（t2﹣0）即：Mt＝mt2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①‎ ‎　第二次质量为2m、温度为O℃的雪与质量为（M+m）的热水混合后 c（M+m）t＝c×2m[（t2﹣t）﹣0]即：Mt+3mt＝2mt2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②‎ 由①②解得：M＝3m，即 m：M＝1：3。故选：B。‎ ‎【点评】本题考查热平衡方程的应用，能确定第二次使用的热水的质量是本题的关键，温度为O℃的雪看作温度为O℃的水来吸热升温，可以简化分析解答过程。‎ ‎11．（2019•鄂尔多斯）小玲在探究水的沸腾实验中，用酒灯给初温20℃，质量100g的水加热7min，共消耗了 24‎ ‎4×10﹣3kg酒精，此过程是通过　　的方式改变水的内能。若这些酒精完全燃烧放出热量的30%被水吸收（假设水质量保持不变），则水的末温为　　℃；实验后小玲感叹到：“70%的热量都被浪费了，还污染环境!”为提高加热效率，请提出一条建议　　。（q酒精＝3.0×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃），标准大气压环境）‎ ‎【答案】热传递；100；保证足够的空气或加大燃料燃烧的面积等（合理即可）。‎ ‎【解析】（1）酒精燃烧给水加热，水的温度升高，是通过热传递改变水的内能的；‎ ‎（2）酒精完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝4×10﹣3kg×3×107J/kg＝1.2×105J；‎ 已知这些酒精完全燃烧放出热量的30%被水吸收，则由Q吸＝cm△t可得：‎ ‎30%×1.2×105J＝4.2×103J/（kg•℃）×0.1kg×△t，解得△t＝85.7℃，‎ 则t＝△t+20℃＝85.7℃+20℃＝105.7℃，因为在标准大气压下水的沸点为100℃，所以水的末温为100℃；‎ ‎（3）提高加热效率的方法有：保证足够的空气；加大燃料燃烧的面积；减少炉体热损失；减少烟气带走的热量等。‎ ‎【点评】本题综合考查了热量的计算以及热机的效率，对公式的把握和运用是关键，只要读好题，总体来说本题难度不大。在利用公式时，要注意每个字母表示的物理量及其单位。‎ ‎12．（2019•镇江）表面光滑的两铅块紧压后会粘在一起，说明分子间有　　。如图所示，排尽轻质吸盘内空气使之与水平固定的玻璃板完全贴合，贴合面积为0.9cm2，将质量均为423g的两铅块压紧后用细线悬挂在吸盘下方，此时吸盘恰好不脱落且两铅块也未分离，则细线中的拉力为　　N，此时大气压强为　　Pa．g取10N/kg，不考虑吸盘与玻璃板间的分子相互作用。‎ 24‎ ‎【答案】引力；8.46；9.4×104。‎ ‎【解析】（1）把两块表面干净的铅块紧压在一起，两块铅块就结合在一起，这说明分子间存在相互作用的引力。‎ ‎（2）细线受到的拉力为F＝G＝mg＝2×0.423kg×10N/kg＝8.46N；‎ ‎（3）铅块对吸盘的拉力和大气对吸盘的压力是一对平衡力，由此得出大气对吸盘产生的压力为8.46N；大气压为p＝＝＝9.4×104Pa。‎ ‎【点评】此题考查了分子运动论、二力平衡条件、重力的计算和压强变形公式的应用，计算过程不复杂，是一道综合性题目。‎ ‎13．（2019•新疆）2019年1月3日，我国“嫦娥四号”探测器在月球背面成功着陆，标志着我国探月工程取得了历史性突破。‎ ‎（1）“嫦娥四号”到达月球上方后，使用高热值燃料发动机开始点火工作，该发动机　　（填“属于”或“不属于“）热机。“嫦娥四号”减速落月过程中，其动能不断　　（填“增大”或“减小”），“嫦娥四号“相对于其内部的巡视器是　　（填“运动”或“静止”）的。‎ ‎（2）“嫦娥四号”降落到距月球表面100m时，开始悬停并寻找着陆点。悬停时，“嫦娥四号”发动机的推力为2.5×103N，则“嫦娥四号”的重力为　　N．“嫦娥四号”从100m高竖直降落到月球表面所用的时间为80s，该过程中“嫦娥四号”的平均速度为　　m/s，重力（忽略其变化）做的功为　　J。‎ ‎【考点】‎ ‎【答案】（1）属于；减小；静止；（2）2.5×103；1.25；2.5×105。‎ ‎【解析】（1）“嫦娥四号”到达月球上方后，使用高热值燃料发动机开始点火工作，该发动机将燃料燃烧产生的内能转化为发动机的机械能，是热机；“嫦娥四号”减速落月过程中，质量减小，速度减小，其动能减小；“嫦娥四号“相对于其内部的巡视器没有位置的变化，是静止的；‎ 24‎ ‎（2）悬停时，“嫦娥四号”处于平衡状态，受到重力和发动机的推力一对平衡力的作用，大小相等，即G＝F＝2.5×103N；‎ 从100m高竖直降落到月球表面的平均速度为：v＝＝＝1.25m/s；‎ 重力做的功为：W＝Gh＝2.5×103N×100m＝2.5×105J。‎ ‎【点评】本题以嫦娥四号为背景，考查了热机的判断、影响动能的因素、平衡力的应用、速度的计算以及功的计算等知识，是一道综合题。‎ ‎14．（2019•广州）（1）究全燃烧1.4g酒精释放的热量是完全燃烧0.7g酒精释放热量的　　倍。0.7g酒精完全燃烧释放的热量是2.1×104J．这些热量全部被100g的液体A吸收，液体的温度升高了50℃；完全燃烧1.4g酒精释放的热量全部被200g的液体A吸收，液体的温度升高了△t＝　　℃（不考虑散热）。‎ ‎（2）现用如图所示装置加热200g的液体A，燃烧了1.4g酒精，液体升高的温度小于△t，有哪些原因会导致这个结果？　　‎ ‎【答案】（1）二；50；（2）加热过程中的各种热损失；燃料没有完全燃烧。‎ ‎【解析】（1）热值是燃料的一种特性，根据Q＝mq可知，1.4g是0.7g的二倍，所以究全燃烧1.4g酒精释放的热量是完全燃烧0.7g酒精释放热量的二倍；液体A的比热容不变，究全燃烧1.4g酒精释放的热量是完全燃烧0.7g酒精释放热量的二倍，完全燃烧1.4g酒精加热液体A的质量是完全燃烧0.7g酒精加热液体A的质量的二倍，根据Q＝cm△t可知，液体A升高的温度相同，为50℃；‎ ‎（2）液体升高的温度小于△t的原因：加热过程中的各种热损失；燃料没有完全燃烧。‎ ‎【点评】此题主要考查的是学生对热值、热量计算公式的理解和掌握，明白热值、比热容是物质的特性是解决此题的关键。‎ ‎15．（2019•青山区二模）小华在家里学习烧饭做菜的过程中，经常要加热油和水，因此，她对一些物理现象有了一定的感性认识，她猜想油的比热容比水小。‎ ‎（1）能够支持她这一猜想的事实有　　。‎ 24‎ A．相同条件下，加热时油比水热的快 B．油能把食物炸的焦黄，而水不能 C．油能漂在水面上 D．油比水难蒸发 ‎（2）她设计了探究实验如图所示电路，三个规格相同的锥形瓶内分别装有质量相同，初温同为16℃的煤油或水，①、②、③分别表示温度计序号。‎ ‎①为比较水与煤油的比热容大小，应闭合开关　　，观察两支温度计　　（填温度计序号）示数的变化。‎ ‎②为探究“电流通过导体产生热量的多少与电阻大小的关系”，应只闭合开关　　，观察两支温度计　　（填温度计序号）示数变化情况。‎ ‎【答案】（1）A；（2）①S1、S2、S3；①③；②S2；①②。‎ ‎【解析】（1）A、油的比热容小于水的比热容，由△t＝分析，相同质量的水和煤油吸收相同的热量，油的温度变化更快，A正确；B、油能把食物炸黄，而水不能，只能说油比水的沸点高，B错误；C、油能漂在水面上，说明油的密度比水小，C错误；D、油比水难蒸发，不能说明油的比热容比水小，D错误；‎ ‎（2）①需使相同的加热源给水和煤油加热，需使电阻均为2R0阻值对水和煤油加热，由Q＝I2Rt和Q＝t可知，可使两电阻串联或并联，根据电路图可知，两电阻可形成并联电路，因此需闭合开关S1、S2、S3，观察温度①③示数的变化，可比较出水和煤油比热容的大小；②探究电流通过导体产生热量的多少与电阻大小的关系”时，需保证通过两电阻的电流和通电时间相等，电阻不同，因此需使不同的电阻串联，故需闭合开关S2，断开S1、S3，使R0和2R0串联，然后观察温度计①②示数的变化。‎ ‎【点评】比热容描述的是物质的吸热本领，比较比热容的大小时，要在吸收相同的热量时，比温度的变化量；或在温度变化相同时，比较吸收热量的多少。要注意控制变量思想的体现。‎ 24‎ ‎16．（2020•潮南区模拟）运用知识解决问题 ‎（1）小明到海水浴场玩，他光着脚踩在沙滩上，感到沙子烫脚，当身体进入水中时，觉得水比较凉，这是因为：水的比热容　　，海水和沙子相比，在同样受热时，沙子的温度变化比海水　　。‎ ‎（2）水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤油的比热容为2.1×103J/（kg•℃）。在实验室中用完全相同的两个试管分别装上质量相等的煤油和水，用相同热源对试管均匀加热。下列图象正确的是　　。‎ ‎（3）关于温度、内能和热量，下列说法正确的是　　。‎ A．温度相同的两个物体间也能发生热传递 B.0℃的冰变成0℃的水，温度不变，内能不变 C．物体的温度越高，含有的热量越多 D．任何物体都具有内能，通过摩擦可增大冰块的内能 ‎（4）下列现象中，属于机械能转化为内能的是　　。‎ A．航天飞行器穿越大气层时表面发热 B．冬天用热水袋取暖 C．放爆竹时，爆竹腾空而起 D．电灯发出光和热 ‎（5）对100g水加热，水的沸腾图象如图，请你计算从开始计时到加热3min内水吸收的热量（请写出计算过程）‎ 24‎ ‎【答案】（1）大；大；（2）C；（3）D；（4）A；（5）从开始计时到加热3min内水吸收了9.45×103J的热量。‎ ‎【解析】（1）根据Q＝cm△t可知，质量相同的不同物质，吸收相同的热量，比热容大的温度改变较小；水的比热容较大，同样受热的情况下，吸收相同热量，沙子的温度变化比海水大，因此，小明光着脚踩在沙滩上，感到沙子烫脚，当身体进入水中时，觉得水比较凉；‎ ‎（2）由Q吸＝cm△t得，△t＝，质量相同的水和煤油吸收相同的热量，煤油的比热容为水的比热容的，所以煤油升高的温度为水升高温度的2倍，所以C正确；‎ ‎（3）A、热传递发生的条件是要有温度差，如果温度一样，则就不会发生热传递，故A错误；B、0℃的冰变成0℃的水的过程中，吸收热量，内能增大，温度不变，故B错误；C、不能说物体含有热量，因为热量是一个过程量，故C错误；D、摩擦生热，是用克服摩擦做功的方法改变物体内能的，故D正确。‎ ‎（4）A、航天飞行器穿越大气层时，与大气层发生摩擦，表面发热内能增加，属于通过做功的方式使内能增加，机械能转化为内能，符合题意；‎ B、冬天用热水袋取暖，是通过热传递的方式增加物体的内能，不符合题意；‎ C、爆竹点燃后腾空升起，是爆炸产生的气体的内能转化为爆竹的机械能，不符合题意；‎ D、电灯消耗电能发出光和热，是电能转化为内能，不符合题意；‎ ‎（5）由图可知，经过3min加热，水温由70℃升高到92.5℃左右，水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.1kg×（92.5℃﹣70℃）＝9.45×103J；‎ ‎【点评】本题是一道综合题，考查的知识点较多，难度较大。‎ ‎17．（2019•镇江）在“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验中，小林选用碎纸片和酒精为燃料进行了实验。‎ ‎（1）小林将天平放在水平桌面上并将游码归零后，若指针静止时位置如图1所示，则他应将平衡螺母向　　端调节；图2是正确测量所用碎纸片质量时的场景，此时游码所处位置如图3所示，则他还应称量　　g的酒精；‎ 24‎ ‎（2）小林组装的实验装置如图4所示，他在器材安装中的一处错误是　　；‎ ‎（3）本实验中，燃料完全燃烧放出热量的多少是通过　　来反映的。‎ ‎（4）正确组装实验装置后，小林用（1）中所称量的碎纸片和酒精分别进行实验，正确采集的数据如表所示，根据实验数据，小林却得出了与事实相反的实验结论：质量相同的碎纸片和酒精完全燃烧后，碎纸片放出的热量较多。你认为他在实验中最有可能遗漏的操作是　　。‎ 温度 燃料 加热前的水温/℃‎ 燃料燃尽时的水温/℃‎ 水温的变化/℃‎ 酒精 ‎20‎ ‎65‎ ‎45‎ 碎纸片 ‎20‎ ‎80‎ ‎60‎ ‎【答案】（1）左；6.5；（2）温度计的玻璃泡接触到了容器底；（3）温度计的示数变化；（4）控制被加热水的质量相等。‎ ‎【解析】（1）把天平放在水平桌面上，将游码调到标尺左端的零刻线处；此时指针偏向右侧，说明天平的左侧上翘，平衡螺母应向左移动；如图2和3所示，碎纸片的质量m＝5g+1.5g＝6.5g；为了比较热值大小，要用相同质量的不同的燃料，所以则他还应称量6.5g的酒精；‎ ‎（2）由图4知，实验中温度计的玻璃泡碰到了容器底；‎ ‎（3）为了比较热值大小，要用相同质量的不同的燃料，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；‎ ‎（4）实验中要用相同质量的不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，而小林却得出了与事实相反的实验结论：质量相同的碎纸片和酒精完全燃烧后，碎纸片放出的热量较多，可能是没有控制被加热水的质量相等。‎ ‎【点评】本题通过实验考查了学生对控制变量法的应用，同时考查了学生对热值的理解和掌握，考查了学生对实验情况的分析。‎ ‎18．（2019•镇江）某油电混合动力汽车工作原理如图所示，当它以90km/h的速度匀速行驶10min的过程中，发动机和驱动电机共同为汽车提供动力，驱动汽车行驶所需的能量E1＝3×107J，其中η1＝60%来自于汽油燃烧，而汽油燃烧放出热量的η2＝40%用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电，其中用于充电的能量E2＝2×106J，设汽油在发动机气缸内完全燃烧，汽油热值取q＝5×107J/kg。‎ 24‎ ‎（1）当该汽车制动刹车时，驱动电机会反转为发电机给蓄电池充电，电机发电的原理是　　，产生的电能是从汽车的　　能转化而来的。‎ ‎（2）求题述过程中汽车受到的阻力；‎ ‎（3）题述过程中，汽车所消耗汽油的质量用m表示。‎ ‎①求汽车所消耗汽油的质量m；‎ ‎②请将下列表达式填写完整：η1E1＝　　（用q、m、η2和E2表示）‎ ‎【答案】（1）电磁感应；机械；（2）汽车受到的阻力为2000N；‎ ‎（3）①汽车所消耗汽油的质量m为1kg；②η2mq﹣E2。‎ ‎【解析】（1）电机发电的原理是电磁感应现象，工作时将机械能转化为电能；‎ ‎（2）根据速度公式v＝知，以90km/h的速度匀速行驶10min的过程中通过的路程：s＝vt＝90km/h×h＝15km＝15000m，根据W＝Fs知，‎ 汽车匀速行驶的牵引力为F＝＝＝＝2000N，因为汽车做匀速直线运动，‎ 所以阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，即f＝F＝2000N；‎ ‎（3）汽车行驶时，汽油燃烧放出的热量为mq，其中只有η2mq用来行驶和充电，‎ 根据题意，则有η2mq＝E1η1+E2，即E1η1＝η2mq﹣E2，‎ 代入数据得60%×3×107J＝40%×5×107J/kg×m﹣2×106J，解得：m＝1kg。‎ ‎【点评】本题的难点是分析能量之间的转化关系，汽油完全燃烧的热量提供给汽车行驶的部分能量，同时汽车行驶的能量又不会全部是汽油燃烧提供的，关键认清效率的关系。‎ ‎19．（2020•长沙模拟）汽车的发动机工作时，吸入汽缸的汽油和空气的比例，决定了汽车的动力性能和经济性能。某汽车四冲程汽油发动机的汽缸总排量为2L（发动机每个工作循环吸入或排出的流体体积称为汽缸排量），发动机工作时，吸入汽缸的是由汽油和空气所形成的混合物，混合物的密度ρ＝1.44kg/m3，汽油和空气的质量比为1：15，汽油的热值q＝4.5×107J/kg。如果发动机曲轴在1min转动3×103转，发动机的效率为40%，那么，在这种情况下：‎ ‎（1）汽车在1min做的有用功是多少？‎ 24‎ ‎（2）汽车在平直的公路上匀速行驶时受到的阻力为f＝3×103N，汽车行驶的速度是多少？‎ ‎【答案】（1）汽车在1min做的有用功是4.86×106J；‎ ‎（2）汽车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力为f＝3×103N，汽车行驶的速度是27m/s。‎ ‎【解析】（1）根据ρ＝可得，一次吸入混合物的质量：‎ m1＝ρV＝1.44kg/m3×2×10﹣3m3＝2.88×10﹣3kg，‎ 因为曲轴每转动两周，完成一个工作循环，吸气一次，也做一次功，‎ 所以，发动机曲轴在1min转动3×103转，吸气和做功都为1500次，‎ 汽油和空气的质量比为1：15，可见汽油占混合物总质量的＝；‎ 则发动机在1min内吸入汽油的总质量：‎ m＝m1×1500×＝2.88×10﹣3kg×1500×＝0.27kg；‎ 这些汽油完全燃烧放出的热量：Q＝mq＝0.27kg×4.5×107J/kg＝1.215×107J，‎ 根据η＝可得汽车在1min做的有用功：‎ W＝Q放η＝1.215×107J×40%＝4.86×106J；‎ ‎（2）汽车在1min做的有用功的功率为：P＝＝＝8.1×104W。‎ 因为汽车匀速行驶，所以汽车受到的阻力与牵引力是一对平衡力，大小相等，即F＝f＝3×103N，根据P＝Fv可得，汽车行驶的速度：v＝＝＝27m/s。‎ ‎【点评】此题考查了功、功率、机械效率、密度公式的应用及计算，要学会从表格中获取有用的信息，难度较大。‎ ‎20．（2019•徐州）阅读短文，回答文后的问题。‎ 热阻 当物体或物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递。传导是热传递的一种方式，物体对热量的传导有阻碍作用，称为热阻，用R表示。物体的热阻与物体在热传导方向上的长度l成正比、与横截面积S成反比，还与物体的材料有关，关系式为R＝，式中λ称为材料的导热系数，不同材料的导热系数一般不同。房屋的墙壁为了保温，往往使用导热系数较小的材料。如果墙壁一侧是高温环境，温度始终为t1；另一侧是低温环境，温度始终为t2‎ 24‎ ‎，墙壁中形成稳定的热量流动，则单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比，与墙壁的热阻成反比。‎ ‎（1）热量传导过程和电流相似，温度差相当于电路中　　‎ A．电流 B．电压 C．电阻 D．电功率 ‎（2）铜汤勺放在热汤中，把手很快就会烫手，而塑料把手的汤勺不会烫手。由此可知铜和塑料的导热系数大小：λ铜　　λ塑料（填“＞”“＜”或“＝”）。‎ ‎（3）如图甲所示，热量在墙壁中传导，虚线标出的墙壁正中间处的温度为　　。‎ ‎（4）如图乙所示，热量在墙壁中传导，在传导方向上的长度为L1，横截面积为S，导热系数为λ1；在墙壁一侧紧贴一层保温层，保温层与墙壁面积相同，在热传导方向上的长度为L2，导热系数为λ2，则单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q＝　　。‎ ‎【答案】故答案为：（1）B；（2）＞；（3）；（4）。‎ ‎【解析】（1）热传递的条件是温度差，电压是形成电流的原因，热量传导过程和电流相似，温度差相当于电路中电压，故B正确；‎ ‎（2）铜汤勺放在热汤中，把手很快就会烫手，而塑料把手的汤勺不会烫手，说明塑料的传热性能差，根据题意知：导热系数越小，热阻越大，导热能力越差，所以铜导热系数大于塑料的导热系数，即λ铜＞λ塑料；‎ ‎（3）墙壁中形成稳定的热量流动，相同时间内，温度的减少相同，所以墙壁正中间处的温度为：；‎ ‎（4）根据“单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比，与墙壁的热阻成反比”知单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量 24‎ Q＝。‎ ‎【点评】本题以热阻为背景考查了学生根据题中信息分析解答能力，有一定的难度。‎ 24‎