江苏阜宁GSJY2012年中考物理全攻略（考点扫描+经典例题 +课堂练习+专题训练 ）（八）——热和能第四部分 比热容 热机（附答案）

江苏阜宁GSJY2012年中考物理全攻略（考点扫描+经典例题 +课堂练习+专题训练 ）（八）——热和能第四部分 比热容 热机（附答案）
一．考点扫描
◎
热和能
考点一 比热容
1．定义：_________的某种物质，温度升高(或降低)____所吸收(或放出)的热量，叫做这种物质的比热容，符号为c，单位为_______________。比热容是物体的一种特性，大小与物质的种类、状态有关，与物质的_____、 _____________等因素无关。
2．水的比热容是_________________ ，物理意义：____水温度升高___吸收的热量是__________。
3．热量的计算：
(1)吸热公式： Q吸＝_____________
(2)放热公式： Q放＝ ____________
热平衡关系式:__________ (没有热损失)
温馨提示
1.比热容是物质的一种特性!它反映了物质温度变化时吸热或放热本领的大小。
2.在应用公式计算时注意物体吸热、放热多少与物体的初温、末温的高低无关。
考点二 热值
4．定义：_____某种燃料_________放出的热量，叫做这种燃料的热值，单位为______ .热值是燃料的一种特性，其大小只与物质的______
有关，与燃料是否__________无关．
5．燃料完全燃烧放热公式：Q＝____；对于气体常用Q＝ ____来计 算．
考点三 热机
6．热机是把___能转化为_____能的机器．内燃机可分为________和_______。
7．汽油机工作时一个工作循环包括四个冲程：_____冲程、 _____冲程、 ______冲程、 ______冲程．有两个冲程发生了能量转化：压缩冲程中飞轮的_______能转化成____________能；做功冲程中燃气的____能转化成_____能．四个冲程中除 冲程对外做功，其他三个冲程靠____________来完成．
特点：一个工作循环包括___个冲程，活塞往复运动___次，曲轴转动___周，对外做___次功．
温馨提示
判断内燃机工作处在哪个冲程应明确两点：一是气门的开与关；二是活塞的运动方向。
二．经典例题
例1. （2011·株洲）株洲沿江风光带有一段人造沙滩，在炙热的夏天赤脚踩在沙滩上感觉烫脚，而站在湘江边的浅水滩处却感到凉爽．对于形成这种现象的原因，下面解释正确的是(　　)
A．沙子的密度小，水的密度大 B．沙子的密度大，水的密度小
C．沙子的比热容大，水的比热容小 D．沙子的比热容小，水的比热容大
解析：从题中可以看出，水的温度变化小，而沙子的温度变化大，这是由于沙子的比热容小，在同样条件下，吸收相同的热量，温度升得高，而水的比热容大，在吸收相同的热量时，温度升得少，所以出现题中的情况，D选项正确．
答案：D
例2. （2010·兰州）关于燃料的热值，以下说法中正确的是(　　)
A．燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关
B．燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值
C．燃料燃烧时，质量越大，热值越大
D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
解析：热值是1 kg某种燃料完全燃烧时放出的热量，是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与其质量大小、是否完全燃烧无关，故选A.
答案：A
例3. (2011·内江)如图所示，是四冲程汽油机工作的部分冲程示意图，其中________图是做功冲程，________图是依靠飞轮的惯性来完成的冲程．
解析：四冲程汽油机工作的过程中，燃气推动活塞向下运动的冲程为做功冲程，如图乙所示；其他的三个冲程都是靠飞轮的惯性来完成的，图甲是排气冲程，是依靠飞轮的惯性来完成的．
答案：乙　甲
例4. 两个质量相同的物体，让它们放出相同的热量后(　　)
A．比热容小的物质，温度降低的多 B．比热容大的物质，温度降低的多
C．二者降低的温度一样多 D．无法比较谁降低的温度多
解析：由公式Q＝cmΔt 可得Δt＝，当质量和放出的热量相同时，温度的变化与物质的比热容成反比，比热容小的物质温度降低的多，因此A项正确．
答案：A
例5. (2010·烟台)如下图所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中属于做功冲程的是(　　)
解析：本题考查了热机的四个冲程，要准确判断是哪个冲程，需要对四个冲程的特点比较熟悉．
答案：B
三．课堂练习
1. 水的比热容较大，在日常生活、生产和技术中有着广泛的应用，下列事例中哪个不是应用这一性质的( )
A．北方冬天，用循环水来供暖 B．初春傍晚，给秧苗灌水可防止秧苗冻坏
C．用水来冷却汽车的发动机 D．夏天给教室洒水，感觉凉爽
2. 甲种燃料的热值大于乙种燃料的热值，下列说法正确的是( )
A．甲种燃料含的热量多，乙种燃料含的热量少
B．甲种燃料含的内能多，乙种燃料含的内能少
C．完全燃烧同质量的甲、乙两种燃料，甲燃料放出的热量多
D．通风条件好，供氧越充足，两种燃料的热值越大
3. 两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体．用同一热源分别加热，液体温度和加热时间关系如图所示，则( )
A．甲液体比热容大于乙液体的比热容
B．如果升高相同的温度，两液体吸收的热量相同
C．加热相同的时间，甲液体吸收的热量大于乙液体
D．加热相同的时间，甲液体升高的温度大于乙液体
4. 甲、乙两物体质量相等，当甲物体温度升高10 ℃，乙物体温度升高20 ℃时，甲物体吸收的热量是乙物体吸收热量的2倍，则甲的比热容是乙的比热容的(　 　)
A．0.25倍　　B．4倍　　C．1倍　　D．0.5倍
5. (2010·南昌)下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况．关于对图中①②③④的补充正确的是(　 　)
　→→→
A．①做功冲程　②内能转化为机械能 ③压缩冲程　④机械能转化为内能
B．①压缩冲程　②内能转化为机械能 ③做功冲程　④机械能转化为内能
C．①做功冲程　②机械能转化为内能 ③压缩冲程　④内能转化为机械能
D．①压缩冲程　②机械能转化为内能 ③做功冲程　④内能转化为机械能
6. 近期，澳大利亚一位科学家进行了这样一项实验：他把自己关在一个密封舱里，并将密封舱浸没在一个湖中，在水下生活了12天，他大部分时间过着“自给自足”的生活．
(1)他能通过踩踏一辆特殊的自行车发电，自行车转动时， 能转化为电能．
(2)他利用海藻的 作用来吸收密封舱内的二氧化碳，从而得到氧气．
7.（2011·陕西）双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，以下说法正确的是( )
A．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
B．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%
C．在压缩冲程中，燃料混合物的温度升高，内能增大
D．汽油与天然气相比，燃烧时汽油对环境的污染较小
8.(2011·兰州)用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，它们的温度随加热时间的变化关系如图所示，据此判断物质甲的比热容为( )
A．2.1×103 J/(kg·℃) B．4.2×103 J/(kg·℃) C．1.2×103 J/(kg·℃) D．条件不足，不能确定
9. （2011·新疆）新疆冬季房屋内多靠“暖气”取暖，“暖气”中用水做输运能量的物质，是因为水的________大；改用煤气做燃料来给水加热，是因为煤气的______高，且清洁污染小．
10.（2010·湛江）太阳能是一种清洁能源．某太阳能热水器每天能使500 kg的水温度升高30 ℃，那么这些水吸收的热量为__________ ，这些热量相当于完全燃烧_____m3的天然气放出的热量．天然气的热值取7×107 J/m3，水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)．
四．专题训练
一、选择题
1．(2010中考变式题)摩托车上的热机工作时提供动力的冲程是(　　)
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
2．(2011·包头)(多选)下列说法正确的是(　　)
A．温度高的物体具有的内能多，温度低的物体具有的内能少
B．夏日，在阳光照射下，地面温度高于湖水表面温度是因为水的比热容较大
C．塑料吸盘能牢牢地吸附在玻璃上，说明分子间存在着吸引力
D．物体吸收热量，内能一定增加，温度可能升高
3．(2011·陕西)双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，以下说法正确的是(　　)
A．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
B．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%
C．在压缩冲程中，燃料混合物的温度升高，内能增大
D．汽油与天然气相比，燃烧时汽油对环境的污染较小
4．(2012中考预测题)根据表中几种物质的比热容，判断下列说法中不正确的是(　　)
物质 比热容/J·kg－1·℃－1 物质 比热容/J·kg－1·℃－1
水银 0.14×103 沙石 0.92×103
水 4.2×103 冰 2.1×103
A.制作体温计常用水银做介质，原因之一是水银的比热容小
B．北方楼房中的暖气用水做介质，利用了水的比热容大的特性
C．由于水比沙石的比热容大，所以内陆地区的昼夜温差比沿海地区大
D．由于水比冰的比热容大，所以冷却食品时0 ℃的水比0 ℃的冰效果好
5．(2011·山西)用酒精灯给试管加热，如图所示，试管口软木塞冲出的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．水蒸气对软木塞做功，水蒸气内能增大 B．水蒸气的内能转化为软木塞的机械能
C．能量的转化与热机压缩冲程能量转化相同 D．试管口的“白气”是水蒸气汽化形成的
6．(2010中考变式题)下图表示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，它们正确的排列顺序为(　　)
A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲 C．甲、丙、乙、丁 D．甲、丁、乙、丙
7．(2012中考预测题)关于四冲程汽油机，下列判断正确的是(　　)
A．四冲程的顺序适当调整，汽油机也能工作
B．三个辅助冲程如果减少一个，汽油机也能工作
C．三个辅助冲程需要靠外力来完成
D．四冲程只有第三冲程对外做功，把燃料燃烧释放的内能的一部分转化为机械能
8．(2010中考变式题)1 kg 20 ℃的水吸收4.2×105 J的热量后，它的温度在下列给出的温度中，最多有几个可能温度(　　)
①80 ℃　②100 ℃　③120 ℃　 ④130 ℃
A．1　　　　　B．2　　　　　C．3　　　　　D．4
9．(2012中考预测题)以下提高热机效率的做法错误的是(　　)
A．尽量减小热机功率 B．尽量使燃料充分燃烧
C．保证转动部分良好的润滑 D．尽量减少各种热损失
10．(2012中考预测题)冰在熔化过程中，下列判断正确的是(　　)
A．内能不变，比热容不变 B．吸收热量，温度不变
C．比热容、内能、温度都不变 D．比热容变大，内能增加，温度升高
11．(2011·潍坊)(多选)下列说法，正确的是(　　)
A．橡皮筋被拉长后，分子之间只有引力
B．建筑工地上，汽车驶过时尘土飞扬，这是一种扩散现象
C．用锯锯木头，锯条发热，这是通过做功改变物体的内能
D．四冲程汽油机的做功冲程使汽车获得动力
12．(2012中考预测题)(多选)现有A、B两个铜球，mA>mB，并且它们的初始温度相同，当它们吸收了相同的热量后，相互接触，则(　　)
A．热量从A传到B B．热量从B传到A
C．A的内能增加，B的内能减小 D．A的内能减小，B的内能增加
13. (2010中考变式题)由Q＝cm(t－t0)可得c＝，关于同一种物质的比热容c，下列说法正确的是(　　)
A．若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍 B．若质量增大一倍，则比热容减至一半
C．若加热前后的温度差增大一倍，则比热容增大一倍 D．无论质量多大，比热容都一样
14. (2010中考变式题)由于水的比热容比沙石或干泥土的比热容大，所以在沿海地区陆地表面的气温比海面的气温昼夜变化显著．因此(　　)
A．白天的海风多是从陆地吹向海面，夜晚的海风多是从海面吹向陆地
B．白天的海风多是从海面吹向陆地，夜晚的海风多是从陆地吹向海面
C．白天和夜晚的海风多是从陆地吹向海面
D．白天和夜晚的海风多是从海面吹向陆地
15. (2012中考预测题)水的比热容较大的性质，在日常生活、生产和技术中有着广泛的应用，下列事例中不是应用这一性质的是(　　)
A．北方冬天，用循环水来取暖 B．初春傍晚，给秧苗灌水可防止秧苗冻坏
C．用水来冷却汽车的发动机吧 D．夏天给教室洒水，感觉凉爽
二、填空题(每空3分，共30分)
16．(2011·成都)如图甲所示，炒菜时，燃料燃烧，将化学能转化为________能；如图乙所示，在海边沙滩，我们经常发现，沙子滚烫，而海水依旧凉爽，这主要是因为海水的________比沙子大．
17．(2010中考变式题)天然气在我市广泛使用，已知天然气的热值为4×107 J/m3，完全燃烧0.05 m3天然气可以放出________J的热量，这些热量若只有42%被水吸收，则可以使常温下5 kg的水温度上升________℃.[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
18．(2010中考变式题)一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3 600转/分，该柴油机活塞1 s对外做功________次．若其效率为40%，消耗5 kg的柴油转化成的机械能是________J．(q柴油＝4.3×107 J/kg)
19．(2011·潍坊)潍坊白浪河湿地公园建成后，水域面积大大增加，不仅起到了美化绿化作用，提升了城市形象，而且改善了周边生态环境，附近居民明显感觉到昼夜温差变小了．请你运用所学物理知识，做出简要的解释．
__________________________________________________.
20．(2012中考预测题)用一个400 W的电热器对某液体加热，如图所示是液体的温度随时间变化的图线(设电热器提供的热量全部被液体所吸收)．在5 min时间内，液体吸收的热量是________J，液体的温度升高了________℃.若该液体的质量为1 kg，则液体的比热容是________．
21. (2012中考预测题)太阳能路灯的灯杆顶端是太阳能电池板，它能将太阳能转化为电能，并向灯杆下方的蓄电池充电，将电能转化为________能储存起来，供夜晚路灯照明．若在一定时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.7×107 J，这与完全燃烧________kg的煤放出的热量相当；这些能量经转化后，可供功率为35 W的路灯工作60 h，那么该太阳能路灯的能量转化效率是________%(煤的热值为3.0×107 J/kg)．
三、综合题
22．(2010中考变式题)同学们在做“比较水和沙子的吸热能力”实验的场景如图所示，他们说该实验有两种探究方法．
(1)实验方法一的设计如图中所示：
①在实验中，加热相同的时间目的是______________；
②请你指出该同学的设计思路和实验装置中的错误和不足．
(2)请你设计出第二种实验方法：
①写出该实验方法所需要的测量仪器________；
②请写出设计思路．
四、计算题
23．(2011·聊城)用天然气灶烧水，燃烧0.5 m3的天然气，使100 kg的水从20 ℃升高到70 ℃.已知水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值q＝7.0×107 J/m3.求：
(1)0.5 m3天然气完全燃烧放出的热量Q放．
(2)水吸收的热量Q吸．
24. (2012中考预测题)吃早饭时，妈妈用热水给小雪加热250 g的袋装牛奶，为了使这袋牛奶的温度由12 ℃升高到42 ℃，妈妈至少要用60 ℃的热水多少千克？[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，设该牛奶的比热容为2.5×103 J/(kg·℃)；不计热量损失]
附：1．《课堂练习》参考答案
1. 答案：D
2. 答案：C
3. 答案：D
4. 答案：B
5. 答案：D
6. 答案：(1). 机械 (2) 光合
7. 答案：C
8. 答案：A
9. 答案：比热容 热值
10. 答案：6.3×107J 0.9
2. 《专题训练》参考答案
一、选择题
1．解析：摩托车上的发动机是汽油机，一个工作循环包括4个冲程，只有做功冲程对外做功即提供动力，其他3个冲程靠飞轮的惯性完成．
答案：C
2．解析：影响内能的因素不只是温度，还与物体的质量、体积等有关，A选项错；吸盘能吸在玻璃板上是因为大气压的作用，而不是分子间的吸引力，C选项错，B、D选项的说法是正确的．
答案：BD
3．解析：燃料燃烧放出热量的多少与热值和质量有关，A选项错误；发动机的效率不可能达到100%，废气的排放要带走部分热量、克服摩擦等消耗部分能量，B选项错误；压缩冲程是机械能转化为内能，混合物的内能增大，温度升高，C选项正确；天然气燃烧时只生成二氧化碳和水，没有二氧化硫、氮的氧化物等有毒气体，对空气的污染较小，D选项错误．
答案：C
4．解析：冷却食品时用0 ℃的冰比0 ℃的水效果更好．因为0 ℃的冰熔化成0 ℃水的过程中需要吸热，这些0 ℃的水还能继续再吸热，故D项错，其他三项说法均是正确的．
答案：D
5．解析：水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能减小，转化为软木塞的机械能，这与热机中做功冲程相同，所以选项A、C错误，选项B正确；从试管口出来的高温水蒸气会放热液化成小水滴，形成“白气”，选项D错误
答案：B
6． 解析：考查内燃机四个冲程，掌握每个冲程的特点是关键．
答案：D
7．解析：汽油机工作过程中，四个冲程的顺序，冲程个数均不能变化，否则汽油机就无法正常连续工作，因此A、B两项错误；三个辅助冲程是靠飞轮的惯性完成的，而不是借助于外力．C项错误，故应选D.
答案：D
8．解析：经计算，若不考虑物态变化，水温可升高100 ℃，即达到120 ℃.但题目未给出大气压的值，在不同大气压下水的沸点不同，因此当沸点在120 ℃以上时可选120 ℃，当沸点为80 ℃或100 ℃时，水温分别达到80 ℃或100 ℃，所以选C.
答案：C
9．解析：热机效率与功率大小无关，因此改变功率不会影响效率的高低，要提高热机效率应采用B、C、D三项所给措施．
答案：A
10．解析：冰在熔化过程中吸收热量，内能增大，而温度不变；水的比热容大于冰，因此比热容变大.
答案：B
11．解析：分子间的作用力引力与斥力是同时存在、同时消失的，橡皮筋被拉长后，引力与斥力同时存在，只是分子间引力大于斥力，对外表现为引力；尘土是轻小物体，不是分子，尘土飞扬是机械运动，不属于扩散现象，因此A、B选项错误．锯木头时对木头做功，木头内能增加．做功冲程内能转化为机械能，使汽车获得动力．故C、D项正确．
答案：CD
12．解析：由题意可知cA＝cB，QA＝QB，mA>mB，由公式Δt＝可得ΔtA＜ΔtB，因为它们的初温相同，因此末温tA＜tB，接触时热量会从高温物体B传到低温物体A，使A的内能增加，B的内能减小．
答案：BC
13. 解析：比热容是物质的一种特性，与热量、质量、温度的变化等物理量均无关，公式c＝只是计算比热容的大小，因此D项正确．
答案：D
14. 解析：本题考查比热容与内能的知识．在沿海地区，由于水的比热容比沙石或干泥土的比热容大，所以在吸收相等的热量后，白天陆地上比海上受热快，温度上升明显，高于海上，气压低于海上，地面的空气受热膨胀变轻，开始上升，海风便不断地吹向陆地．夜间，陆地比海上散热快，温度下降明显，低于海上，气压分布正好与白天相反，风就从陆地吹向海面，这种风被称为海陆风．本题答案为B.
答案：B
15. 解析：夏天在教室内洒水感觉凉爽，是因为水蒸发吸热致冷．
答案：D
二、填空题
16．解析：燃料燃烧时，是化学能转化为内能；由于海水的比热容比沙子的大，在同样阳光的照射下(即吸热相同)，海水温度升高得慢，沙子温度升高得快，所以感觉到海水比沙子凉爽．
答案：内　比热容
17．解析：完全燃烧0.05 m3的天然气放出的热量：Q＝qV＝4×107 J/m3×0.05 m3＝2×106 J若这些热量有42%被水吸收则Q吸＝cmΔt＝42%Q，所以Δt＝＝＝40 ℃.
答案：2×106　40
18．解析：汽油机的转速为3 600转/分，即60转/秒可知飞轮每秒转60转，汽油机则对外做30次功，W＝40%Q＝40%mq＝40%×5 kg×4.3×107 J/kg＝8.6×107 J.
答案：30　8.6×107
19．解析：湿地公园建成后水域面积增大，由于水的比热容较大，在同样吸热或放热的情况下，温度变化小，所以昼夜温差小．
答案：水域面积增大，蓄水量增多，又因为水的比热容较大，在吸热或放出同样热量的情况下，温度变化小．(只要答出“水的比热容大”即可)
20．解析：液体吸收的热量Q＝W＝Pt＝400 W×300 s＝1.2×105 J；由图可知液体温度升高了50 ℃；由Q＝cmΔt可得液体的比热容c＝＝＝2.4×103 J/(kg·℃)．
答案：1.2×105　50　2.4×103 J/(kg·℃)
21. 解析：给蓄电池充电是电能转化为化学能的过程；由Q＝mq可知m＝＝＝0.9 kg；路灯消耗的电能是有用功，燃料完全燃烧放出的热量是总功，则效率η＝＝＝＝28%.
答案：化学　0.9　28
三、综合题
22．答案：(1)①使水和沙子吸收相等的热量　②错误是：没有控制水和沙子质量相等、初温相同．不足是：没有测量水和沙子温度的仪器．
(2)①天平、温度计(秒表)　②在两个相同的金属盒内，加入初温与质量均相同的水和沙子，用酒精灯加热至相同的末温，比较加热时间，就能比较它们的吸热能力. (在两个相同的金属盒内，加入初温与质量均相同的水和沙子，用酒精灯加热，使其升高相同的温度，比较加热时间，就能比较它们的吸热能力)
四、计算题
23．答案：解：(1)0.5 kg天然气完全燃烧放出的热量：
Q放＝Vq＝0.5 m3×7×107 J/m3＝3.5×107 J
(2)水吸收的热量：
Q吸＝cm/(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(70℃－20℃)＝2.1×107 J
24. 答案：解：牛奶升温时吸收的热量
Q吸＝c1m1(t－t0)
＝2.5×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(42 ℃－12 ℃)
＝18 750 J.
热水由60 ℃降低到42 ℃放出的热量
Q放＝c2m2(t0′－t)，
Q吸＝Q放，
m2＝
＝
＝0.248 kg
至少需要60 ℃的热水约0.248 kg.