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第13章 内能与热机 单元综合检测
一、单选题
1．关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（ ）
A．0oC物体内能为零
B．物体内能增大，一定吸收了热量
C．物体的温度越低，它所含的热量就越少
D．内能相同的两个物体之间可能发生热传递
2．关于比热容，下列说法正确的是
A．物质的温度越高，比热容越大
B．物质的比热容与质量、温度无关
C．物质的质量越大，比热容越大
D．物质吸收的热量越多，比热容越大
3．一盏酒精灯在一直燃烧，酒精越来越少的过程中，关于剩余酒精说法正确的有（ ）
A．比热容和热值均在减小 B．比热容和热值都不变
C．比热容逐渐减小，热值不变 D．比热容不变，热值逐渐减小
4．将铁丝弯折十余次，弯折处的温度会升高，下列能量转化过程与此不同的是（ ）
A．塞子飞出 B．搓手取暖
C．压缩气体 D．钻木取火
5．关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）
A．总功一定，额外功越少，效率就越高
B．热机做的有用功越多，效率就越高
C．热机消耗的燃料越多，效率就越低
D．热机的功率越大，效率就越高
6．如图所示是一个演示实验，老师向盒中滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后揿动电火花发生器的按钮看到盒盖飞出。以下四个过程中，与该过程中能量转化形式相同的是（ ）
A．冬天，搓手使手变得暖和 B．火箭与空气摩擦表面温度升高
C．汽油机的压缩冲程 D．热水瓶塞从瓶口跳起
7．用酒精灯给试管中的水加热，如图所示，在软木塞被冲出试管口的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．水蒸气的内能转化为软木塞的机械能 B．软木塞的机械能转化为水蒸气的内能
C．水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能增大 D．能量的转化形式与热机压缩冲程能量转化相同
8．汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法错误的是（ ）
A．汽油机一个工作循环正确的顺序是：丁丙甲乙
B．甲冲程中的能量转化是：机械能转化为内能
C．丙冲程中存在的能量转化是：化学能转化为内能
D．依靠飞轮惯性完成的冲程是：甲、乙、丁冲程
9．用电热棒分别给甲、乙两种液体加热（比热容），两种液体每秒吸收的热量相同，这两种液体的温度与加热时间的图线如图所示，下面四个选项中正确的是（ ）
A．同时加热120s，甲升高的温度大于乙
B．同时加热120s，甲吸收的热量比乙多
C．甲、乙两种液体的质量之比是3：2
D．甲、乙两种液体的质量之比是4：3
10．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质量都是200g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象分别如图a、图b所示。已知酒精的热值q＝3.0×107J/kg，加热时酒精灯平均每分钟消耗2.8g酒精。已知水的比热容 ，则下列说法正确的是（ ）
A．沙子的吸热能力大于水的吸热能力
B．加热2min时间内水吸收的热量Q吸水为4.2×105J
C．这2min时间内酒精灯的加热效率η为40%
D．沙子的比热容c沙约为
二、填空题
11．用打气筒给自行车轮胎打气，活塞压缩筒内空气，空气温度升高，这是通过___________方法改变内能。打气筒外壁的下部也会热，这是通过___________方法改变内能。
12．铁块和铁丝的质量之比是3∶1，当它们升高相同的温度，吸收的热量之比是______，它们的比热容之比是______，若它们放出相等的热量，降低的温度之比是______。
13．把质量和温度都相同的铁球、铝球和铜球同时投入沸腾的水，足够长的时间后，三球的温度变化_______（选填：“相同”或“不相同”）。其中吸收热量最多的是_______球，吸收热量最少的是_______球。（已知c铝＞c铁＞c铜）
14．我市所有出租车已使用天然气来代替燃油，某出租车在一段时间内消耗了420g天然气，若这些天然气完全燃烧，可放出热量___________J，这些热量可使质量为___________kg的水由20℃升高到100℃；天然气燃烧时将___________能转化为内能。若天然气用去一半，则剩余天然气的热值___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。[天然气的热值为，水的比热容为]
15．神舟十三号载人飞船与长征二号F运载火箭的组合体于2021年10月16日发射升空，在此次发射任务中，长征二号F运载火箭以8×106N的推力将总质量为500t的组合体在50s内推到3×104m的高度，在此过程中共消耗15t燃料，已知火箭燃料的热值4×107J/kg，g=10N/kg。火箭在点火升空的过程中，燃料燃烧将火箭燃料放出的 ___________能转化为组合体的 ___________能；火箭发动机推力的平均功率为 ___________W；火箭发动机的效率为 ___________。
16．如图所示为汽油机的四个冲程，其中机械能转化为内能的冲程是图______。1min内汽油机完成2400个工作循环，每秒内对外做功______次。汽油机完成一个工作循环时，需要吸入2L的燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量为______J。（ρ燃料=1.4kg/m3，q燃料=4.6×107J/kg）
17．如表所示，根据表中数据可知，在阳光照射下，干泥土比湿泥土升温_____（选填“快”或“慢”）；从节能的角度考虑，烧开水时用_____（选填（选填“铜”或“铝”）壶比较好；测量质量小、温度高的物体的温度时，用____（选填“酒精”或 “水银”）温度计更为准确。
一些物质的比热容[J/(kg ℃)]
水 4.2×103 干泥土 0.84×103
酒精 2.4×103 铝 0.88×103
水银 0.14×103 铜 0.39×103
18．如图A所示，迅速来回拉动绳子，可以看到塞子被顶出，塞子被顶出过程的能量转化相当于B图中的_____（甲/乙/丙/丁）冲程能量转化过程。若B图中的四缸四冲程柴油机中某一缸的各参数如图C所示，1s内该缸对外做功_____次，在每个做功冲程里该单缸对外做功_____J，若该冲程消耗柴油0.0625g，理论上该冲程的热机效率为_____%。（）
三、作图题
19．如图所示，为汽油机的吸气冲程，试在图中作出压缩冲程示意图。
20．用两个相同的加热器同时给质量和初温均相同的物质A和水加热，A的温度随时间的变化关系如图所示。若A物质的比热容是水的一半，不计热损失，请在图中画出给水加热20 min温度随时间变化的关系图像。
21．如图所示，将装有90℃热牛奶的奶瓶放入20℃的水中，15min后，水和牛奶的温度均为40℃，试在图乙中分别画出容器中水的温度和奶瓶中牛奶的温度随时间变化的大致图像。
四、实验题
22．为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验．实验数据记录如表。
物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃
水 60 20 6 45
食用油 60 20 6 68
（1）除了如图所示的器材外，还需要______和______；
（2）在实验中要控制水和食用油的______相同；
（3）在实验过程中控制加热时间相同，通过比较______来研究水和食用油吸热能力的差异（选填“升高的温度”或者“吸收的热量”）；从下面表格中的数据可以知道______吸热能力强（选填“水”或者“食用油”）。
（4）在此实验中，如果要使水和食用油的升高相同温度，就要给______加热更长的时间（选填“水”或“食用油”）；此时水吸收的热量______食用油吸收的热量（选填“大于”或“小于”或“等于”）。
23．如图甲所示是“比较不同物质的吸热能力”的实验装置。
（1）实验时，小明选用相同的电加热器，通过比较______来得知A、B两种液体吸热的多少。这种研究方法是______。实验中还必须保证A、B两种液体的______相同；
（2）为了比较不同物质的吸热本领。可以通过给液体加热到相同温度来比较所用的时间，加热时间长的液体吸热能力______；
（3）还可以采用给液体加热相同的时间来比较两种液体升高的温度，温度变化小的吸热能力______；
（4）小红做相同的实验，并绘出温度随时间变化的图象（如图乙）。分析图象可知：______（选填“A”或“B”）液体更适合用作汽车发动机的冷却液。若A、B两种液体从初温分别升高到40℃和35℃，吸收热量之比为2∶1，则甲、乙液体的比热容之比为______。
24．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计算，某燃料的热值用表示；其质量用表示）。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。他组装了图所示的装置进行实验，记录结果见下表：
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，以及______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实验仪器是 ______。利用此实验方法计算出的热值将比真实值______（选填“偏大”或“偏小”）。原因有两点：①燃料不能 ______。②燃料燃烧放出的热并不能完全被______吸收。
25．小阳同学学习了燃料的热值之后，自己设计一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。
（1）除了需要温度计以外，还需要的测量工具为______；
（2）为保证实验结论的可靠，小阳使用了两个相同的烧杯，并在其内装了质量、初温都相同的水。你认为该实验中酒精和碎纸片的质量是否也应该相同？
答：______（选填“应该相同”或“可以不相同”）；
（3）小阳实验时每隔1分钟记录了烧杯中水的温度（如下表）：
加热的时间/min 0 1 2 3 4 5 6
甲图中烧杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38
乙图中烧杯水温/℃ 25 26 27 28 29 30 31
通过表中记录的数据，发现酒精和碎纸片这两种燃料中，热值较大的是______；
（4）小阳实验前用天平分别测出了烧杯中水和两种燃科的质量，并利用记录的数据及公式Q吸=cm（t-t0）计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出精和碎纸片的热值。他的计算结果与实际值相比偏______（填“大”或“小”），你认为出现这种情况的主要原是：______。
26．利用图甲、乙所示装置（燃烧皿内燃料和烧杯内液体未画出），既可以比较不同液体的比热容，又可以比较不同燃料的热值。
小华比较不同液体的比热容时，记录的数据如表所示。
烧杯内液体的温度T/℃ 0 10 20 30
加热时间 t/s 甲 0 40 82 126
乙 0 18 40 64
（1）加热方式相同时，不同物质吸热的多少是通过________（选填“加热时间”或“液体升高温度”）来反映的，分析实验数据可知：当它们吸收相同热量________（选填“甲”或“乙”）液体升温更高。若在这两种液体中选择一种作为汽车发动机的冷却剂，应选________（选填“甲”或“乙”）液体；
（2）小明利用选好的装置进行比较不同燃料的热值实验，同时点燃燃料后，对两只烧杯内的液体加热，记录燃料燃烧相同时间液体所升高的温度，小明采用的实验方案存在明显的设计缺陷，请你将错误之处改正为：_________；
（3）除了图中已经呈现的器材，两个实验都要用到的测量工具是________。以下几个因素，两个实验都需要控制相同的___________。（选填序号）
①液体种类；②燃料种类；③液体质量；④燃料质量；⑤加热时间。
27．为了研究物质的某种特性，某小组的同学利用如图所示装置的做了如下实验：他们在两只完全相同的烧杯中放入 100 克水和 100 克煤油，用两只相同酒精灯加热，利用温度计和计时器测量液体的温度随时间的变化情况。记录数据如表一、表二所示。（已知ρ水>ρ煤油）
表一 100 克水 表二 100 克煤油
加热时间（分） 0 4 8 12 16 加热时间（分） 0 2 4 6 8
温度（℃） 20 22 24 26 28 温度（℃） 20 22 24 26 28
升高温度（℃） 0 2 4 6 8 升高温度（℃） 0 2 4 6 8
（1）甲图烧杯中盛的液体是_______（选填“水”或“煤油”）。实验中，加热时间长短间接反映了__________；
（2）分析比较表一（或表二）中的第一行和第三行的数据及相关条件，可得出的初步结论是：_____________；
（3）分析比较表一和表二中_____________的数据及相关条件，可得出的初步结论：质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不相等，水吸收的热量比煤油吸收的热量多；
（4）小组同学进一步综合分析表一、表二数据得出以下结论：综合分析比较表一和表二中的数据及相关条件可得：同种物质，吸收热量与质量、升高温度的比值是定值。该结论是____（选填“正确完整”、“正确不完整”、“错误”）。
28．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
五、计算题
29．汽车在一段平直公路上匀速行驶5km，消耗汽油1kg。已知汽车行驶时受到的牵引力为2300N，汽油的热值为4.6×107J/kg。求：
（1）消耗的汽油完全燃烧放出的热量；
（2）汽车发动机的效率。
30．用燃气锅炉烧水时，把质量为100kg、初温为20℃的水加热到100℃，共完全燃烧了天然气，已知，（当时气压为标准大气压）。求：
（1）水吸收的热量；
（2）燃气锅炉烧水时的效率；
（3）可燃冰是一种新型能源，它是水和天然气在高压低温环境下形成的类冰状结晶物质，若可燃冰的热值约为天然气的150倍，换用可燃冰为燃料，锅炉的效率不变，则完全燃烧可燃冰可以使10t初温为10℃的水温度升高多少℃？
31．在冬天的时候一家人聚在一起吃上一顿美美的火锅不是一种很让人舒心的事情吗？爱吃火锅的细心食客不难发现，现在市里一些火锅店、饭店、酒店等都选用了一种配备丁烷气罐的一种新型便携式的燃气炉。丁烷气罐外形小巧，火力也很大，最重要的是方便干净，适用于短时间内吃火锅的顾客，也适用于野外郊游野炊用。如图所示为亨味达牌便携式丁烷气炉。[q丁烷=5.0×107J/kg，c合金=0.8×103J/(kg·℃)]
其参数如表
耗气量 发热量 热效率 产品净重 产品毛重 说明
192g/h 2.9kW 65% 1.5kg 2.0kg 250g猛火力燃烧80min
某火锅店使用此燃气炉给顾客煮羊肉，盛肉的锅为1kg的合金锅，其内装有20℃、2kg的温水。计算结果保留小数点后两位
（1）完全燃烧0.2kg的丁烷气体可释放出多少J的热量？
（2）要使锅内的水烧开（当地为1标准大气压），水和锅一共需要吸收多少J的热量？
（3）若燃气炉以最大的火力工作，要把锅内的水烧开，燃气要持续燃烧多少h？
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第13章 内能与热机 单元综合检测
一、单选题
1．关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（ ）
A．0oC物体内能为零
B．物体内能增大，一定吸收了热量
C．物体的温度越低，它所含的热量就越少
D．内能相同的两个物体之间可能发生热传递
【答案】D
【解析】
A．一切物体都具有内能，故A错误；
B．改变内能的方法有做功和热传递。物体的内能增大，有可能是吸收了热量，也有可能是外界对它做了功，故B错误；
C．热量是一个过程量，不能说含有，故C错误；
D．只要两个接触的物体之间存在温度差就会发生热传递，内能相同的两个物体若温度不同就会发生热传递，故D正确。
故选D。
2．关于比热容，下列说法正确的是
A．物质的温度越高，比热容越大
B．物质的比热容与质量、温度无关
C．物质的质量越大，比热容越大
D．物质吸收的热量越多，比热容越大
【答案】B
【解析】
【分析】
(1)单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容；
(2)比热容是物质的一种特性，和物体吸收热量的多少、温度的高低、质量的大小都没有关系，只与物质的种类、状态有关．
比热容是物质本身的一种特性，物理学规定，单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量为该物体的比热容；每种物质都有自己的比热容，与物体的质量、物体的温度变化和物体吸收热量的多少均无关；故A、C、D的说法都错误，B的说法正确．
【点睛】
本题考查了比热容的概念．注意比热容是物质的一种特性，与物体的质量、物体的温度变化和物体吸收热量的多少均无关，它只与物质的种类、状态有关．
3．一盏酒精灯在一直燃烧，酒精越来越少的过程中，关于剩余酒精说法正确的有（ ）
A．比热容和热值均在减小 B．比热容和热值都不变
C．比热容逐渐减小，热值不变 D．比热容不变，热值逐渐减小
【答案】B
【解析】
比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与物质的质量等因素无关；热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与物质的质量等因素无关；故酒精越来越少的过程中，剩余的酒精的比热容和热值均不变。
故选B。
4．将铁丝弯折十余次，弯折处的温度会升高，下列能量转化过程与此不同的是（ ）
A．塞子飞出 B．搓手取暖
C．压缩气体 D．钻木取火
【答案】A
【解析】
将铁丝弯折十余次，弯折处的温度会升高，机械能转化为内能，使铁丝内能增加。
A．试管内气体体积膨胀，对外做功，内能转化为塞子的机械能，故A符合题意；
B．搓手取暖，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故B不符合题意；
C．用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，此过程机械能转化为内能，故C不符合题意；
D．钻木取火，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故C不符合题意。
故选A。
5．关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）
A．总功一定，额外功越少，效率就越高
B．热机做的有用功越多，效率就越高
C．热机消耗的燃料越多，效率就越低
D．热机的功率越大，效率就越高
【答案】A
【解析】
A．效率是有用功与总功的比值乘以100%，总功一定，额外功越少，有用功就越多，有用功与总功的比值就越大，即效率就越高，故A正确；
B．热机做的有用功越多，但总功不知道，有用功与总功的比值就不确定，因此效率不一定高，故B错误；
C．热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，当热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高；做功的多少不确定，热机效率的高低也不一定，故C错误；
D．热机效率是有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值，热机做的有用功多，但不知道燃料完全燃烧放出的热量，无法确定效率一定高，故D错误。
故选A。
6．如图所示是一个演示实验，老师向盒中滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后揿动电火花发生器的按钮看到盒盖飞出。以下四个过程中，与该过程中能量转化形式相同的是（ ）
A．冬天，搓手使手变得暖和 B．火箭与空气摩擦表面温度升高
C．汽油机的压缩冲程 D．热水瓶塞从瓶口跳起
【答案】D
【解析】
塑料盒相当于一个气缸，塑料盒的盖相当于活塞，酒精在塑料盒内燃烧，产生高温高压的燃气，推动塑料盒盖运动，把内能转化为机械能。
A．两个手相互摩擦做功，机械能转化为手的内能，故A不符合题意；
B．火箭与空气摩擦表面温度升高，火箭和空气之间有摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能，故B不符合题意；
C．汽油机的压缩冲程是将机械能转化为内能，故C不符合题意；
D．热水瓶塞从瓶口跳起，是水蒸气对瓶塞做功的结果，这时水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能，故D符合题意。
故选D。
7．用酒精灯给试管中的水加热，如图所示，在软木塞被冲出试管口的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．水蒸气的内能转化为软木塞的机械能 B．软木塞的机械能转化为水蒸气的内能
C．水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能增大 D．能量的转化形式与热机压缩冲程能量转化相同
【答案】A
【解析】
ABC．软木塞冲出试管口的过程中是水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，水蒸气内能减小，温度降低，故A正确，BC错误；
D．软木塞冲出的过程中是水蒸气的内能转化为软木塞机械能的过程，而热机压缩冲程是将机械能转化为内能，故D错误。
故选A。
8．汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法错误的是（ ）
A．汽油机一个工作循环正确的顺序是：丁丙甲乙
B．甲冲程中的能量转化是：机械能转化为内能
C．丙冲程中存在的能量转化是：化学能转化为内能
D．依靠飞轮惯性完成的冲程是：甲、乙、丁冲程
【答案】A
【解析】
甲冲程，两气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为了内能，是第二冲程；乙冲程，排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，是第四冲程；丙冲程，气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，将内能转化为了机械能是第三冲程；丁冲程，进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，是第一冲程。
A．四个冲程的正确顺序是丁甲丙乙，故A错误，A符合题意；
B．甲冲程属于压强冲程，其中机械能转化为内能，故B正确，B不符合题意；
C．丙冲程是做功冲程，此冲程燃料燃烧化学能转化为内能，故C正确，C不符合题意；
D．只有做功冲程对外做功，靠惯性完成的冲程是甲、乙、丁，故D正确，D不符合题意。
故选A。
9．用电热棒分别给甲、乙两种液体加热（比热容），两种液体每秒吸收的热量相同，这两种液体的温度与加热时间的图线如图所示，下面四个选项中正确的是（ ）
A．同时加热120s，甲升高的温度大于乙
B．同时加热120s，甲吸收的热量比乙多
C．甲、乙两种液体的质量之比是3：2
D．甲、乙两种液体的质量之比是4：3
【答案】C
【解析】
由图知同时加热120s，甲的温度变化是
80℃-60℃=20℃
乙的温度变化是
60℃-0℃=60℃
所以甲升高的温度小于乙升高的温度，故A错误；
B．题干中有“两种液体每秒吸收的热量相同”，所以在相同的时间内甲液体和乙液体吸收的热量相同，故B错误；
CD．在0～120min时间内，相同的时间甲乙吸收相同的热量，因为c甲=2c乙，根据Q=cmΔt可得: ，则甲液体的质量为
乙液体的质量为
所以
故C正确，D错误。
故选C。
10．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质量都是200g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象分别如图a、图b所示。已知酒精的热值q＝3.0×107J/kg，加热时酒精灯平均每分钟消耗2.8g酒精。已知水的比热容 ，则下列说法正确的是（ ）
A．沙子的吸热能力大于水的吸热能力
B．加热2min时间内水吸收的热量Q吸水为4.2×105J
C．这2min时间内酒精灯的加热效率η为40%
D．沙子的比热容c沙约为
【答案】D
【解析】
A．由图像知加热相同的时间水和沙子吸收的热量相同，沙子的温度升高的多，根据 可知，水的比热容大，水的吸热能力大于沙子的吸热能力，故A错误；
B．由图b可知，加热2min水温度升高
则加热2min时间内水吸收的热量
故B错误；
C．因为酒精灯平均每分钟消耗2.8g酒精，加热2min时间内消耗酒精的质量
则酒精完全燃烧放出的热量
酒精灯的加热效率
故C错误；
D．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相同的热量，则在2min的时间内，沙子吸收的热量
由图a可知加热2min，沙子的温度从20上升到250，即
沙子的质量
由可得，沙子的比热容
故D正确。
故选D。
二、填空题
11．用打气筒给自行车轮胎打气，活塞压缩筒内空气，空气温度升高，这是通过___________方法改变内能。打气筒外壁的下部也会热，这是通过___________方法改变内能。
【答案】 做功 热传递
【解析】
[1]用打气筒给自行车轮胎打气的过程是打气筒对筒内空气做功的过程，对空气做功会导致空气内能增大，温度升高，这是通过做功的方法改变内能。
[2]打气筒内的热量传递给打气筒外壁的底部，所以打气筒外壁会发生温度升高的情况，这是通过热传递的方法改变内能。
12．铁块和铁丝的质量之比是3∶1，当它们升高相同的温度，吸收的热量之比是______，它们的比热容之比是______，若它们放出相等的热量，降低的温度之比是______。
【答案】 3∶1 1∶1 1∶3
【解析】
[1][2]铁块和铁丝的质量之比是3∶1，当它们升高相同的温度，即温度变化量之比为1∶1，因为比热容是物质的一种特性，铁块与铁丝是同种物质，故比热容之比为1∶1。由可得，吸收的热量之比是
[3]若它们放出相等的热量，降低的温度之比是
13．把质量和温度都相同的铁球、铝球和铜球同时投入沸腾的水，足够长的时间后，三球的温度变化_______（选填：“相同”或“不相同”）。其中吸收热量最多的是_______球，吸收热量最少的是_______球。（已知c铝＞c铁＞c铜）
【答案】 相同 铝 铜
【解析】
[1]把质量和温度都相同的铁球、铝球和铜球同时投入沸腾的水中，一段时间后，由于热传递，铁球、铝球和铜球的温度都等干水的沸点，三球温度变化相同。
[2][3]铝的比热容最大，铜球的比热容最小，由热量公式可知，质量和温度都相同的铁球、铝球和铜球升高相同的温度，铝吸收的热量最多，铜球收的热量最少。
14．我市所有出租车已使用天然气来代替燃油，某出租车在一段时间内消耗了420g天然气，若这些天然气完全燃烧，可放出热量___________J，这些热量可使质量为___________kg的水由20℃升高到100℃；天然气燃烧时将___________能转化为内能。若天然气用去一半，则剩余天然气的热值___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。[天然气的热值为，水的比热容为]
【答案】 1.848×107 55 化学 不变
【解析】
[1]消耗420g天然气释放的热量
由题知
[2]由得加热水的质量
[3]天然气燃烧时，天然气的化学能转化为内能。
[4]热值是燃料的特性，天然气用去一半，剩余天然气种类不变，故热值不变。
15．神舟十三号载人飞船与长征二号F运载火箭的组合体于2021年10月16日发射升空，在此次发射任务中，长征二号F运载火箭以8×106N的推力将总质量为500t的组合体在50s内推到3×104m的高度，在此过程中共消耗15t燃料，已知火箭燃料的热值4×107J/kg，g=10N/kg。火箭在点火升空的过程中，燃料燃烧将火箭燃料放出的 ___________能转化为组合体的 ___________能；火箭发动机推力的平均功率为 ___________W；火箭发动机的效率为 ___________。
【答案】 内 机械 4.8×109 40%
【解析】
[1][2]火箭在点火升空的过程中，燃料燃烧将化学能转化为内能，内能对组合体做功，将内能转化为组合体的机械能。
[3]火箭发动机推力的在50s内做功为
火箭发动机推力的平均功率为
[4]15t燃料完全燃烧放出的热量为
火箭发动机的效率为
16．如图所示为汽油机的四个冲程，其中机械能转化为内能的冲程是图______。1min内汽油机完成2400个工作循环，每秒内对外做功______次。汽油机完成一个工作循环时，需要吸入2L的燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量为______J。（ρ燃料=1.4kg/m3，q燃料=4.6×107J/kg）
【答案】 甲 40 1.288×105
【解析】
[1]做功冲程将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能，活塞向上运动，进气门、排气门均关闭的冲程是压缩冲程，即图甲是压缩冲程。
[2]1min内汽油机完成2400个工作循环，每秒完成40个工作循环，完成一个工作循环对外做功一次，所以每秒对外做功40次。
[3]汽油机完成一个工作循环时，需要吸入2L的燃料，即2dm3，根据密度公式可得，燃料的质量
m=ρ燃料V=1.4kg/m3×2×10-3m3=2.8×10-3kg
燃料完全燃烧放出的热量
Q=q燃料m=4.6×107J/kg×2.8×10-3kg=1.288×105J
17．如表所示，根据表中数据可知，在阳光照射下，干泥土比湿泥土升温_____（选填“快”或“慢”）；从节能的角度考虑，烧开水时用_____（选填（选填“铜”或“铝”）壶比较好；测量质量小、温度高的物体的温度时，用____（选填“酒精”或 “水银”）温度计更为准确。
一些物质的比热容[J/(kg ℃)]
水 4.2×103 干泥土 0.84×103
酒精 2.4×103 铝 0.88×103
水银 0.14×103 铜 0.39×103
【答案】 快 铜 水银
【解析】
【分析】
[1]由表格数据可知，干泥土的比热容小于水的比热容，质量相等的干泥土和湿泥土吸收相同的热量时，由Q=cmΔt可知，干泥土的温度变化量大，所以，在阳光照射下，干泥土比湿泥土升温快。
[2]由表格数据可知，铜的比热容小于铝的比热容，质量相等的铜和铝升高相同的温度时，由Q=cmΔt可知，铜吸收的热量少，所以，从节能的角度考虑，烧开水时用铜壶比较好。
[3]由表格数据可知，水银的比热容小于酒精的比热容，质量相等的水银和酒精升高相同的温度时，则水银吸收的热量少，这样对被测物体温度的影响较小，测量结果更为准确，故应选用水银温度计。
18．如图A所示，迅速来回拉动绳子，可以看到塞子被顶出，塞子被顶出过程的能量转化相当于B图中的_____（甲/乙/丙/丁）冲程能量转化过程。若B图中的四缸四冲程柴油机中某一缸的各参数如图C所示，1s内该缸对外做功_____次，在每个做功冲程里该单缸对外做功_____J，若该冲程消耗柴油0.0625g，理论上该冲程的热机效率为_____%。（）
【答案】 乙 25 1000 40
【解析】
[1]图A塞子被顶出的过程是内能转化为机械能的过程，其能量转化和内燃机的做功冲程相同；对比B图的四个冲程，乙冲程进排气门同时关闭，活塞向下运动，所以乙冲程是做功冲程，故塞子被顶出过程的能量转化相当于B图中的乙冲程能量转化过程。
[2]如图C，柴油机每分钟转3000转，则每秒转50转，每两转做一次功，故每秒做功25次。
[3]该单缸的功率为
每个做功冲程里该单缸对外做功为
[4]每个做功冲程消耗柴油的质量为
每个做功冲程柴油完全燃烧放出的热量是
该做功冲程的热机效率为
三、作图题
19．如图所示，为汽油机的吸气冲程，试在图中作出压缩冲程示意图。
【答案】
【解析】
四冲程内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程。在压缩冲程中，两个气门都关闭，活塞向上运动，如下图所示
20．用两个相同的加热器同时给质量和初温均相同的物质A和水加热，A的温度随时间的变化关系如图所示。若A物质的比热容是水的一半，不计热损失，请在图中画出给水加热20 min温度随时间变化的关系图像。
【答案】
【解析】
相同时间内，两个相同的加热器同时给质量均为m的物质A和水加热，物质A和水吸收的热量相同，根据题意知道，A物质比热是水的一半，由变形知道，当A和水升高的温度相同时，A吸收的热量（加热时间）是水的一半，由此可画图，如下
21．如图所示，将装有90℃热牛奶的奶瓶放入20℃的水中，15min后，水和牛奶的温度均为40℃，试在图乙中分别画出容器中水的温度和奶瓶中牛奶的温度随时间变化的大致图像。
【答案】
【解析】
已知原来水温为20℃，热奶的温度为90℃，当把热奶的奶瓶放入温水中时，热量会从热奶传递给温水中，热奶的温度缓慢下降，温水的温度缓慢上升，15min后它们的温度相同，即水和牛奶的温度均为40℃，二者的温度不再变化，如下图所示：
四、实验题
22．为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验．实验数据记录如表。
物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃
水 60 20 6 45
食用油 60 20 6 68
（1）除了如图所示的器材外，还需要______和______；
（2）在实验中要控制水和食用油的______相同；
（3）在实验过程中控制加热时间相同，通过比较______来研究水和食用油吸热能力的差异（选填“升高的温度”或者“吸收的热量”）；从下面表格中的数据可以知道______吸热能力强（选填“水”或者“食用油”）。
（4）在此实验中，如果要使水和食用油的升高相同温度，就要给______加热更长的时间（选填“水”或“食用油”）；此时水吸收的热量______食用油吸收的热量（选填“大于”或“小于”或“等于”）。
【答案】 温度计 停表 质量 升高的温度 水 水 大于
【解析】
（1）[1][2]由表中数据，因要记录温度的变化和加热时间，为了完成该实验，除了天平还需要的测量工具是温度计和停表。
（2）[3]根据控制变量法，由表中数据可知，要控制水和食用油的质量相同。
（3）[4]实验过程中控制加热时间相同，即为水和食用油吸热相同，这样就通过升高的温度来反映水和食用油吸热能力的差异（这是转换法研究问题）。
[5]从下面表格中的数据可以知道，相同质量的水和食用油加热相同的时间（即吸热相同），水升高的温度少，说明水的吸热能力强。
（4）[6][7]由[5]分析知，水的比热容大，如果要使水和食用油的升高相同温度，则水应该吸收的热量大于食用油吸收的热量，即给水加热的时间更长。
23．如图甲所示是“比较不同物质的吸热能力”的实验装置。
（1）实验时，小明选用相同的电加热器，通过比较______来得知A、B两种液体吸热的多少。这种研究方法是______。实验中还必须保证A、B两种液体的______相同；
（2）为了比较不同物质的吸热本领。可以通过给液体加热到相同温度来比较所用的时间，加热时间长的液体吸热能力______；
（3）还可以采用给液体加热相同的时间来比较两种液体升高的温度，温度变化小的吸热能力______；
（4）小红做相同的实验，并绘出温度随时间变化的图象（如图乙）。分析图象可知：______（选填“A”或“B”）液体更适合用作汽车发动机的冷却液。若A、B两种液体从初温分别升高到40℃和35℃，吸收热量之比为2∶1，则甲、乙液体的比热容之比为______。
【答案】 加热时间长短 转换法 质量和初温 强 强 B 3∶2
【解析】
（1）[1][2][3]用相同的电加热器加热，加热相同的时间，加热器放出的热量就是相等的，则甲和乙吸收的热量也就相等，所以物质吸热的多少是通过加热时间来反映的，这是转换法的应用；实验中还必须保证A、B两种液体的初温和质量相同，相同时间，才能比较两种物质的吸热能力。
（2）[4]可以通过给液体加热到相同温度来比较所用的时间，加热时间长的液体，温度变化相同，吸收热量多的，比热容大，所以吸热能力强。
（3）[5]加热相同时间，相同质量的不同物体吸收相同的热量，温度变化越小的，比热容越大，吸热能力越强。
（4）[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），B液体升温慢，A液体升温快，说明B液体的吸热本领强，所以B液体更适合用作汽车发动机的冷却液。
[7]若甲、乙液体从图乙所示的初温分别升高到40℃和35℃，升高的温度分别为20℃和15℃，吸收热量之比为2∶1，根据可得，甲、乙液体的比热容之比为
24．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计算，某燃料的热值用表示；其质量用表示）。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。他组装了图所示的装置进行实验，记录结果见下表：
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，以及______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实验仪器是 ______。利用此实验方法计算出的热值将比真实值______（选填“偏大”或“偏小”）。原因有两点：①燃料不能 ______。②燃料燃烧放出的热并不能完全被______吸收。
【答案】 质量 水的质量 煤油 天平 偏小 完全燃烧 水
【解析】
（1）[1][2]因燃料放出的热量与质量有关，必须控制燃料的质量相等，由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中应控制水的质量相等。
（2）[3]由图表数据可知在相同时间内甲杯中的水温度升高的快，所以煤油的热值较大。
（3）[4][5][6][7]要控制质量相等，需要用天平来测量，由于燃料不可能完全燃烧且燃烧放出的热会散失到空气中，又被烧杯等实验装置吸了热，使得燃料燃烧放出的热并不能完全被水吸收，因此计算出热值比实际要偏小些。
25．小阳同学学习了燃料的热值之后，自己设计一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。
（1）除了需要温度计以外，还需要的测量工具为______；
（2）为保证实验结论的可靠，小阳使用了两个相同的烧杯，并在其内装了质量、初温都相同的水。你认为该实验中酒精和碎纸片的质量是否也应该相同？
答：______（选填“应该相同”或“可以不相同”）；
（3）小阳实验时每隔1分钟记录了烧杯中水的温度（如下表）：
加热的时间/min 0 1 2 3 4 5 6
甲图中烧杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38
乙图中烧杯水温/℃ 25 26 27 28 29 30 31
通过表中记录的数据，发现酒精和碎纸片这两种燃料中，热值较大的是______；
（4）小阳实验前用天平分别测出了烧杯中水和两种燃科的质量，并利用记录的数据及公式Q吸=cm（t-t0）计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出精和碎纸片的热值。他的计算结果与实际值相比偏______（填“大”或“小”），你认为出现这种情况的主要原是：______。
【答案】 秒表 应该相同 甲 小 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
【解析】
【分析】
（1）[1] 除了需要温度计以外，还需要记录时间，所以还需要测量工具为秒表。
（2）[2]探究酒精和碎纸片的热值大小时采用的是控制变量法，需要控制它们的质量相同。
（3）[3]甲、乙两个装置中，水的质量和初温相同，由知，末温高的吸收的热量较多；在相同的加热设备下，相同时间内，消耗的燃料相同，由知，水温上升高的，对应的燃料的热值较大，故甲的热值大。
（4）[4][5]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。
26．利用图甲、乙所示装置（燃烧皿内燃料和烧杯内液体未画出），既可以比较不同液体的比热容，又可以比较不同燃料的热值。
小华比较不同液体的比热容时，记录的数据如表所示。
烧杯内液体的温度T/℃ 0 10 20 30
加热时间 t/s 甲 0 40 82 126
乙 0 18 40 64
（1）加热方式相同时，不同物质吸热的多少是通过________（选填“加热时间”或“液体升高温度”）来反映的，分析实验数据可知：当它们吸收相同热量________（选填“甲”或“乙”）液体升温更高。若在这两种液体中选择一种作为汽车发动机的冷却剂，应选________（选填“甲”或“乙”）液体；
（2）小明利用选好的装置进行比较不同燃料的热值实验，同时点燃燃料后，对两只烧杯内的液体加热，记录燃料燃烧相同时间液体所升高的温度，小明采用的实验方案存在明显的设计缺陷，请你将错误之处改正为：_________；
（3）除了图中已经呈现的器材，两个实验都要用到的测量工具是________。以下几个因素，两个实验都需要控制相同的___________。（选填序号）
①液体种类；②燃料种类；③液体质量；④燃料质量；⑤加热时间。
【答案】 加热时间 乙 甲 记录燃料完全燃烧时液体所升高的温度（或“相同时间”改为“完全燃烧”） 天平 ③
【解析】
（1）[1]比较不同液体的比热容，应用相同热源给不同液体加热，则在相同时间内，热源放出的热量相同，液体吸收的热量相同，那么加热时间不同，液体吸收的热量也不同，所以不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。
[2][3]由表格数据知，加热时间相同时，即两种液体吸收相同热量时，乙升温更高，甲升温更慢，即甲的比热容较大。那么，应选甲液体作为冷却剂。
（2）[4]要比较不同燃料的热值，应选用质量相同的不同燃料同时点燃，对两只烧杯内的液体进行加热，直到两种燃料完全燃烧完毕，再比较所加热的液体升高的温度，据Q吸=cm t比较燃料燃烧放出热量的多少，再根据Q放=mq来比较比热值的大小。若比较燃料燃烧相同时间液体升高的温度，可据Q吸=cm t比较燃料燃烧放出热量的多少，但不知燃料燃烧质量的多少，无法通过Q放=mq来比较热值的大小。所以应将小明的实验方案改为：记录燃料完全燃烧液体所升高的温度。
（3）[5]两个实验都需要控制两种液体或两种燃料的质量相同，所以需用天平来称量。
[6]在探究不同液体的比热容时，需要用相同的热源给相同质量的不同液体加热，；在探究不同燃料的热值时，需要用相同质量的不同燃料，给质量相同的同种液体加热。所以两个实验都需要控制相同的是③液体质量。
27．为了研究物质的某种特性，某小组的同学利用如图所示装置的做了如下实验：他们在两只完全相同的烧杯中放入 100 克水和 100 克煤油，用两只相同酒精灯加热，利用温度计和计时器测量液体的温度随时间的变化情况。记录数据如表一、表二所示。（已知ρ水>ρ煤油）
表一 100 克水 表二 100 克煤油
加热时间（分） 0 4 8 12 16 加热时间（分） 0 2 4 6 8
温度（℃） 20 22 24 26 28 温度（℃） 20 22 24 26 28
升高温度（℃） 0 2 4 6 8 升高温度（℃） 0 2 4 6 8
（1）甲图烧杯中盛的液体是_______（选填“水”或“煤油”）。实验中，加热时间长短间接反映了__________；
（2）分析比较表一（或表二）中的第一行和第三行的数据及相关条件，可得出的初步结论是：_____________；
（3）分析比较表一和表二中_____________的数据及相关条件，可得出的初步结论：质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不相等，水吸收的热量比煤油吸收的热量多；
（4）小组同学进一步综合分析表一、表二数据得出以下结论：综合分析比较表一和表二中的数据及相关条件可得：同种物质，吸收热量与质量、升高温度的比值是定值。该结论是____（选填“正确完整”、“正确不完整”、“错误”）。
【答案】 煤油 吸收热量的多少 给质量相同的同种液体加热时，温度升高越高，吸收热量越多 第三列 正确不完整
【解析】
（1）[1]由图示知，甲烧杯中所装液体的体积比乙烧杯中的大，据 知，烧杯中所装质量相同的水和煤油，煤油的体积较大，所以甲烧杯装的是煤油。
[2]实验中，加热时间越长，酒精灯燃烧放出的热量越多，则烧杯中液体吸收的热量也越多，所以用加热时间反映液体吸收热量的多少。
（2）[3]由表一数据知，加热时间越长，水吸收的热量越多，温度升高越高，所以可得出的结论是：给相同质量的同种液体加热时，温度升高越高，吸收热量越多。
（3）[4]由两表格中的第三列数据知，相同质量的水和煤油升高的温度相同，为4℃时，所需的时间不同，水所需时间更长为8min，煤油只需要4min，说明水需要吸收的热量更多。
（4）[5]由表格数据一知，加热时间每变化4min时，水的温度升高为2℃，即水所吸收的热量变化量与水的温度变化量比值是定值，而在这个过程水的质量不变。由表二数据知，灯油所吸收的热量的变化量与灯油的温度变化量比值也是定值，但两个比值不相等。所以同种物质，吸收热量与质量、升高温度的比值是定值，但不同物质的比值一般不同，小明得出的结论正确，但不完整。
28．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
【答案】 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
【解析】
（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。
五、计算题
29．汽车在一段平直公路上匀速行驶5km，消耗汽油1kg。已知汽车行驶时受到的牵引力为2300N，汽油的热值为4.6×107J/kg。求：
（1）消耗的汽油完全燃烧放出的热量；
（2）汽车发动机的效率。
【答案】（1）4.6×107J；（2）25%
【解析】
解：（1）汽油完全燃烧放出的热量
（2）汽车牵引力做的功
汽车发动机的效率
答：（1）消耗的汽油完全燃烧放出的热量4.6×107J；
（2）汽车发动机的效率25%。
30．用燃气锅炉烧水时，把质量为100kg、初温为20℃的水加热到100℃，共完全燃烧了天然气，已知，（当时气压为标准大气压）。求：
（1）水吸收的热量；
（2）燃气锅炉烧水时的效率；
（3）可燃冰是一种新型能源，它是水和天然气在高压低温环境下形成的类冰状结晶物质，若可燃冰的热值约为天然气的150倍，换用可燃冰为燃料，锅炉的效率不变，则完全燃烧可燃冰可以使10t初温为10℃的水温度升高多少℃？
【答案】（1）3.36×107J；（2）32%；（3）24℃
【解析】
解：（1）水吸收的热量为
（2）2.5m3天然气完全燃烧放出的热量
燃气锅炉烧水时的效率
（3）完全燃烧0.5m3可燃冰放出的热量为
Q放′=q′V′=150q天然气V′=150×4.2×107J/m3×0.5m3=3.15×109J
则水吸收的热量为
由可知，水升高的温度为
答：（1）水吸收的热量3.36×107J；
（2）燃气锅炉烧水时的效率为32%；
（3）完全燃烧0.5m3可燃冰可以使10t初温为10℃的水温度升高24℃。
31．在冬天的时候一家人聚在一起吃上一顿美美的火锅不是一种很让人舒心的事情吗？爱吃火锅的细心食客不难发现，现在市里一些火锅店、饭店、酒店等都选用了一种配备丁烷气罐的一种新型便携式的燃气炉。丁烷气罐外形小巧，火力也很大，最重要的是方便干净，适用于短时间内吃火锅的顾客，也适用于野外郊游野炊用。如图所示为亨味达牌便携式丁烷气炉。[q丁烷=5.0×107J/kg，c合金=0.8×103J/(kg·℃)]
其参数如表
耗气量 发热量 热效率 产品净重 产品毛重 说明
192g/h 2.9kW 65% 1.5kg 2.0kg 250g猛火力燃烧80min
某火锅店使用此燃气炉给顾客煮羊肉，盛肉的锅为1kg的合金锅，其内装有20℃、2kg的温水。计算结果保留小数点后两位
（1）完全燃烧0.2kg的丁烷气体可释放出多少J的热量？
（2）要使锅内的水烧开（当地为1标准大气压），水和锅一共需要吸收多少J的热量？
（3）若燃气炉以最大的火力工作，要把锅内的水烧开，燃气要持续燃烧多少h？
【答案】（1） 1.0×107 J； （2） 7.36×105 J；（3） 0.12h
【解析】
解：（1）完全燃烧0.2kg的丁烷气体放出的热量
（2）在一个标准大气压下，水的沸点是，所以将2kg、的水烧开，水的末温是，2kg、的水烧开需要吸收的热量
合金锅吸收的热量
水和锅一共吸收的热量
Q总=Q水吸+Q锅吸=6.72×105J+6.4×104J=7.36×105J
（3）燃气燃烧放出的热量
完全燃烧燃气的质量
由250g猛火力燃烧可知，猛火力燃烧燃气250g的时间是，所以猛火力燃烧燃气的速度是
燃气炉以最大的火力工作，要把锅内的水烧开，燃气要持续燃烧的时间
答：（1）完全燃烧的丁烷气体放出的热量是。
（2）水和锅一共吸收的热量是。
（3）燃气炉以最大的火力工作，要把锅内的水烧开，燃气要持续燃烧的时间为。
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