（安徽專用）2019中考物理高分一輪 第14單元 比熱容 熱機課時訓練

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1、 　比熱容　熱機 (限時:30分鐘) |對點訓練| 【考點1】能闡明燃料熱值的物理意義;能運用關系式Q=mq進行計算。(B) 1.國家“西氣東輸”工程正源源不斷地向蕪湖市輸送清潔能源——天然氣。天然氣燃燒時,可以將　　　　能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。已知天然氣的熱值為4×107 J/m3,則每輸送100 m3的天然氣,完全燃燒后就相當于向蕪湖市輸送了　　　　J的能量。? 2.一個成年人參加一次長跑運動身體消耗的能量為6.63×106 J,這些能量相當于完全燃燒170 g的脂肪放出的熱量,則脂肪的熱值為　　　　J/kg。? 3.下列關于熱值的說法正確的是 (　　) A.燃料燃燒越充分,熱值

2、越大 B.2 kg的煤完全燃燒比1 kg的煤完全燃燒熱值大 C.1 kg煤燃燒放出3×105 J的熱量,則煤的熱值為3×105 J/kg D.熱值是燃料的一種屬性,與燃料的質(zhì)量無關,不同的物質(zhì)熱值一般不同 【考點2】能闡明比熱容的物理意義;能利用比熱容知識解釋一些簡單的自然和生活現(xiàn)象;能運用關系式Q=cm(t2-t1)進行計算。(B) 1.[2018·眉山]下表中有幾種物質(zhì)的比熱容,小張同學根據(jù)提供的數(shù)據(jù)得出了四個結(jié)論,其中正確的是(　　) 幾種物質(zhì)的比熱容/[J·(kg·℃)-1] 水 4.2×103 鐵 0.46×103 酒精 2.4×103 銅 0.39×10

3、3 煤油 2.1×103 干泥土 0.54×103 冰 2.1×103 水銀 0.14×103 A.一杯水比一桶煤油的比熱容小 B.液體的比熱容一定比固體的比熱容大 C.水吸收或放出熱量的本領較強,常用作冷卻劑 D.比熱容是物質(zhì)自身的性質(zhì)之一,只和物質(zhì)的種類有關 2.水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃),將4 kg的水倒掉一半,剩下水的比熱容是　　　　J/(kg·℃);初溫為30 ℃、質(zhì)量為2 kg的水吸收2.1×105 J的熱量后溫度將升高到　　　　℃。? 3.如圖K14-1甲,在“比較不同物質(zhì)吸熱能力”的實驗中,將a、b兩種質(zhì)量相同的不同種液體分別放入兩

4、個相同的燒杯內(nèi),用相同的電加熱器同時加熱,加熱過程中,可認為沒有熱量損失。記錄相關數(shù)據(jù),并繪制出如圖乙所示的圖像。若b液體的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃),則a液體的比熱容為　　　　　　　　　。? 圖K14-1 4.[2018·濟寧]將盛有涼牛奶的瓶子放在熱水中(如圖K14-2甲所示),通過　　　　方式改變牛奶的內(nèi)能。圖乙是250 g牛奶與熱水的溫度隨時間變化的圖像,則牛奶在加熱過程中吸收的熱量為　　　　　J。[c牛奶=2.5×103 J/(kg·℃)]? 圖K14-2 5.[2018·青島]質(zhì)量之比為2∶3的甲、乙兩種液體,當它們吸收的熱量之比為7∶5時,升高的溫度

5、之比為6∶5,則甲、乙兩液體的比熱容之比為　　　　。? 6.[2018·巴中]甲鐵塊質(zhì)量是乙鐵塊的3倍,吸收相同的熱量,則甲、乙兩鐵塊的比熱容之比和升高的溫度之比分別為(　　) A.1∶1,1∶3 B.1∶3,1∶3 C.1∶1,3∶1 D.3∶1,3∶1 7.以下四種現(xiàn)象中,與水的比熱容關系不大的是(　　) A.汽車的發(fā)動機用循環(huán)流動的水來冷卻 B.內(nèi)陸地區(qū)的氣溫變化比沿海地區(qū)大 C.夏天往室內(nèi)灑水可使室內(nèi)溫度降低 D.生活中往往用熱水取暖 8.圖K14-3是某沿海城市和內(nèi)陸城市同一天氣溫變化曲線。請你判斷內(nèi)陸城市一天氣溫變化所對應的曲線是　　　　(選填“A”或“B”),這

6、是由于砂石的比熱容　　　　(選填“大于”“小于”或“等于”)水的比熱容,吸收相同熱量后溫度變化　　　　(選填“大”或“小”)。? 圖K14-3 【考點3】知道熱機工作過程中的能量轉(zhuǎn)化情況(不要求知道內(nèi)燃機具體的工作過程,即不要求分析說明內(nèi)燃機工作的四個沖程)。(A) 1.常見汽車的動力機械是內(nèi)燃機。從能量轉(zhuǎn)化的角度來看,內(nèi)燃機是把　　　　能轉(zhuǎn)化為　　　能的機器。內(nèi)燃機的效率較低,它在工作過程中,能量大部分以　　　　能的形式耗散掉。? 2.內(nèi)燃機的一個工作循環(huán)中,對外做功的沖程是　　　　,此過程將　　　能轉(zhuǎn)化為機械能;與此沖程的能量轉(zhuǎn)化方向相反的沖程是　　　　　　。? |綜合訓

7、練| 一、填空題 1.[2018·聊城]在熱機的四個沖程中,把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是　　　　沖程。汽油機工作時要產(chǎn)生大量的熱,通常采用水循環(huán)將熱帶走,這是利用水　　　　的特性。? 2.[2018·河北]有如圖K14-4所示的兩套相同裝置,分別在兩個燃燒皿中放入質(zhì)量相同的不同燃料,點燃后加熱質(zhì)量相等的同種液體,通過比較燃料　　　　(選填“燃燒相同時間”或“全部燃燒”)后溫度計示數(shù)的變化,來判斷兩種燃料的熱值的大小。燃料燃燒,　　　　轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,用比熱容　　　　的液體可以使實驗現(xiàn)象更明顯。(實驗中液體沒有沸騰)? 圖K14-4 3.[2018·達州]如圖K14-5所示是小明同學在標準大

8、氣壓下探究某物質(zhì)熔化時溫度隨時間變化的關系圖像,第6 min時的內(nèi)能　　　　(選填“大于”“等于”或“小于”)第8 min時的內(nèi)能;該物質(zhì)在CD段的比熱容是AB段比熱容的　　　　倍。(被加熱的物質(zhì)和吸、放熱功率不變)? 圖K14-5 4.[2018·淮安]質(zhì)量為50 kg的水溫度從20 ℃升高到50 ℃吸收的熱量是　　　　J,這些熱量如果完全由煤氣燃燒來提供,至少需　　　　kg的煤氣。[水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃),煤氣的熱值4.2×107 J/kg]? 5.[2018·連云港]天然氣熱水器將40 kg的水由22 ℃加熱到42 ℃,水的內(nèi)能增加了　　　　J,水內(nèi)能的增

9、加是通過 　　　　方式實現(xiàn)的。若天然氣燃燒放出的熱量有84%被水吸收,需要消耗　　　　kg的天然氣。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q天然氣=4×107 J/kg]? 6.[2018·咸寧]用天然氣燒水,水燒開后,壺蓋不斷向上跳動,此過程中能量轉(zhuǎn)化與四沖程汽油機的　　　沖程能量轉(zhuǎn)化相同;若天然氣完全燃燒放出的熱量有50%被水吸收,在標準大氣壓下把5 kg的水從20 ℃加熱至沸騰,需完全燃燒 　　　　m3天然氣。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q天然氣=4×107J /m3]? 7.[2018·遂寧]我國于2017年5月18日在南海海域成功試采“可燃冰”,“可燃冰”作

10、為新型能源,有著巨大的開發(fā)使用潛力,在相同條件下,“可燃冰”完全燃燒放出的熱量可達天然氣的數(shù)十倍。如果“可燃冰”熱值是天然氣的10倍,設天然氣熱值為4.2×107 J/kg,完全燃燒0.5 kg“可燃冰”放出的熱量為　　　　J;若在不考慮熱量損失的情況下,這些熱量能使800 kg、45 ℃的水剛好達到沸點,則此時水的沸點是　　　　℃,水面上方的氣壓　　　　(選填“大于”“小于”或“等于”)標準大氣壓。 [c水=4.2×103 J/(kg·℃)]? 二、選擇題 8.[2018·臨沂]小明用煤氣灶燒水時,進行了如下思考,正確的是(　　) A.煤氣燃燒越充分,其熱值越大 B.加熱過程中水的

11、比熱容變大 C.壺內(nèi)水溫度升高的過程中,其內(nèi)能增大 D.水沸騰過程中吸收熱量,溫度不斷升高 9.[2018·成都]小李家使用的燃氣熱水器,將30 kg的水從20 ℃加熱到45 ℃,消耗了0.15 m3的天然氣。已知水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃),天然氣的熱值為4×107 J/m3,則下列與該過程有關的計算結(jié)果和分析正確的是 (　　) A.水吸收的熱量與水的末溫成正比 B.水吸收的熱量是3.15×105 J C.熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率是52.5% D.熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率與環(huán)境溫度無關 10.[2018·南京]如圖K14-6甲所示是“探究不同物質(zhì)吸熱升溫的現(xiàn)象”的實驗

12、裝置,兩個相同的易拉罐中分別裝有質(zhì)量和初溫都相同的a、b兩種液體,用相同的裝置加熱,根據(jù)記錄的實驗數(shù)據(jù)繪制的溫度與時間的關系圖像如圖乙所示,下列說法中正確的是(　　) 圖K14-6 A.組裝器材時,先固定上面鐵圈的高度 B.升高相同溫度,a液體吸收的熱量更多 C.a液體的比熱容小于b液體的比熱容 D.不添加器材,利用本實驗裝置還可以比較質(zhì)量相等的不同燃料燃燒時放出的熱量 三、計算題 11.[2018·云南]小明家新買來一臺容量為80 L 的天然氣熱水器。小明學習了熱效率的知識后,嘗試估測該熱水器的熱效率,他把“進水量”設置為40 L,“出水溫度”設置為40 ℃后,開始加熱。當

13、水溫達到40 ℃時,自動停止加熱。已知當時自來水的溫度是20 ℃,加熱前天然氣表的示數(shù)為129.96 m3,停止加熱后變?yōu)?30.06 m3。天然氣的熱值q天然氣=4.2×107 J/m3,水的比熱容c水=4.2×103 J/(kg·℃), 1 L=10-3 m3。求: (1)水箱中水的質(zhì)量。 (2)水箱中水吸收的熱量。 (3)該熱水器的熱效率。 12.[2018·威海]為響應國家“低碳環(huán)保,節(jié)能減排”的號召,威海市新上線一批以天然氣為燃料的新型公交汽車,其參數(shù)如圖K14-7所示。某次行駛過程中,汽車搭載人員及物品共3000 kg,所受阻力為總重力的

14、0.01倍。在40 s時間內(nèi)勻速直線行駛了400 m,共消耗天然氣0.025 kg(天然氣完全燃燒,其熱值為6.4×107 J/kg,g取10 N/kg)。針對此次行駛過程,求: (1)汽車對地面的壓強。 (2)汽車的功率。 (3)汽車發(fā)動機的效率。 圖K14-7 參考答案 【對點訓練】 考點1 1.化學　4×109 2.3.9×107 [解析] 由Q放=mq可得脂肪熱值q=Q放m=6.63×106J0.17kg=3.9×107 J/kg。 3.D　[解析] 燃料的熱值僅與燃料的種類有關,與燃料的燃燒程度和質(zhì)量無關,故A、B錯誤;由于不確定燃料是否完全燃燒,不

15、能計算煤的熱值,故C錯誤。 考點2 1.C　[解析] 由表格中的信息可知,水的比熱容大于煤油的比熱容,比熱容大小與質(zhì)量無關,故A錯誤。液體的比熱容不一定比固體的大,比如:冰的比熱容比水銀的比熱容大,故B錯誤。因為水的比熱容大,相同質(zhì)量的水和其他物質(zhì)比較,升高相同的溫度,水吸收的熱量多,所以人們常用水作冷卻劑,故C正確。比熱容是物質(zhì)自身的性質(zhì)之一,只和物質(zhì)的種類和狀態(tài)有關,故D錯誤。 2.4.2×103　55 [解析] 將4 kg的水倒掉一半,雖然水的質(zhì)量和體積改變了,但比熱容與質(zhì)量和體積無關,所以水的比熱容不變,仍然為4.2×103 J/(kg·℃)。根據(jù)Q吸=cm(t-t0)可知,吸

16、熱后水升高到的溫度t=Q吸cm+t0= 2.1×105J4.2×103J/(kg·℃)×2kg+30 ℃=55 ℃ 3.2.1×103 J/(kg·℃) [解析] 根據(jù)題圖乙可知,a液體加熱10 min的溫度變化量等于b液體加熱20 min的溫度變化量,即升高相同的溫度,Qa=12Qb,Δta=Δtb,并且ma=mb; 由Q=cmΔt可得,QaQb=camaΔtacbmbΔtb,即12=cacb,則ca=12cb=12×4.2×103 J/(kg·℃)=2.1×103 J/(kg·℃) 4.熱傳遞　1.25×104 [解析] 由圖乙可知,250 g牛奶最初是20 ℃,升溫后為40

17、℃,則牛奶在加熱過程中吸收的熱量Q=c牛奶mΔt=2.5×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(40 ℃-20 ℃)=1.25×104 J。 5.7∶4 [解析] 由題知,m甲∶m乙=2∶3,Δt甲∶Δt乙=6∶5,Q甲∶Q乙=7∶5,因為Q吸=cmΔt,所以Q甲Q乙=c甲m甲Δt甲c乙m乙Δt乙=c甲×2×6c乙×3×5=75,解得c甲c乙=74=7∶4。 6.A　[解析]比熱容是物質(zhì)的特性,甲乙兩鐵塊物質(zhì)種類相同,比熱容相同,即比熱容之比c甲∶c乙=1∶1;兩鐵塊吸收熱量之比Q甲∶Q乙=1∶1,質(zhì)量之比m甲∶m乙=3∶1,由Q吸= cmΔt得,甲、乙兩鐵塊升高的溫度之比:Δt甲

18、∶Δt乙=Q甲c甲m甲∶Q乙c乙m乙=1m甲∶1m乙=m乙m甲=1∶3。 7.C　[解析] 因為水的比熱容較大,升高相同的溫度,水吸收的熱量多,所以用水來冷卻汽車發(fā)動機,與水的比熱容有關,A不符合題意;內(nèi)陸地區(qū)的氣溫變化比沿海地區(qū)大,是因為砂石的比熱容比水小得多,在同樣吸熱和放熱的情況下,砂石的溫度變化大于水的溫度變化,與水的比熱容有關,B不符合題意;炎熱的夏天,往室內(nèi)地面上灑水,水蒸發(fā)時會從周圍吸熱而降低周圍環(huán)境的溫度,不是利用水的比熱容大的特點,C符合題意;因為水的比熱容較大,降低相同的溫度,水放出的熱量多,所以生活中往往用熱水取暖,與水的比熱容有關,D不符合題意。 8.A　小于　大

19、 [解析] 根據(jù)公式Q=cmΔt可知,質(zhì)量相同的砂石和水,從太陽處吸收相同的熱量后,升高的溫度Δt和比熱容c成反比,砂石的比熱容小于水的比熱容,因此吸收相同熱量后砂石溫度變化大,水的溫度變化小。從題圖可以看出曲線A的溫度變化明顯,因此曲線A是內(nèi)陸城市一天氣溫變化所對應的曲線。 考點3 1.內(nèi)　機械　內(nèi)　2.做功沖程　內(nèi)　壓縮沖程 【綜合訓練】 1.壓縮　比熱容大　2.全部燃燒　化學能　小 3.小于　2 [解析] 由圖像可知,BC段溫度不隨時間的變化而變化,且整個圖像是上升的趨勢,因此這是晶體的熔化圖像。BC段是該晶體的熔化過程,晶體熔化時吸收熱量,溫度不變,內(nèi)能增加,因此第6 mi

20、n時的內(nèi)能小于第8 min時的內(nèi)能;根據(jù)Q吸=cm(t-t0),有cABm[0 ℃-(-10 ℃)]=cCDm(5 ℃-0 ℃),解得cCDcAB=21,即CD段比熱容是AB段比熱容的2倍。 4.6.3×106　0.15 [解析] 水吸收的熱量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg×(50 ℃-20 ℃)=6.3×106 J; 需要煤氣的質(zhì)量m氣=Q放q=Q吸q=6.3×106J4.2×107J/kg=0.15 kg。 5.3.36×106　熱傳遞　0.1 [解析] 水吸收的熱量Q吸=c水m1(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×40 kg×(

21、42 ℃-22 ℃)=3.36×106 J; 天然氣放出的熱量Q放=Q吸η=3.36×106J84%=4×106 J,需要天然氣的質(zhì)量m2=Q放q天然氣=4×106J4×107J/kg=0.1 kg。 6.做功　0.084 7.2.1×108　107.5　大于 [解析] “可燃冰”熱值是天然氣的10倍,設天然氣熱值為4.2×107 J/kg,則“可燃冰”熱值為4.2×108 J/kg,完全燃燒0.5 kg“可燃冰”放出的熱量為Q放=mq=0.5 kg×4.2×108 J/kg=2.1×108 J;若不考慮熱量損失,這些熱量全部被水吸收,則有Q放=Q吸=c水m水Δt,Δt=Q吸c水m水=

22、2.1×108J4.2×103J/(kg·℃)×800kg=62.5 ℃,則t=Δt+t0=62.5 ℃+45 ℃=107.5 ℃,因為水的沸點高于100 ℃,所以水面上方的氣壓大于標準大氣壓。 8.C　[解析] 熱值是燃料的特性,只與燃料的種類有關,故A錯誤。比熱容是物質(zhì)本身的一種屬性,與溫度無關,故B錯誤。物體溫度升高,分子運動加劇,內(nèi)能增大,故C正確。水沸騰過程中吸收熱量,溫度保持不變,故D錯誤。 9.C　[解析] 根據(jù)公式Q吸=cmΔt可知,水吸收的熱量與水溫度的變化量成正比,故A錯誤。水吸收的熱量Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×30 kg×(45 ℃-20

23、℃)=3.15×106 J,故B錯誤。天然氣放出的熱量Q放=Vq=0.15 m3×4×107 J/m3=6×106 J,η=Q吸Q放=3.15×106J6×106J=52.5%,故C正確。熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率與環(huán)境溫度有關,故D錯誤。 10.C　[解析] 組裝器材時,應先放上酒精燈,固定下面鐵圈的高度,再在下面鐵圈上放上易拉罐,最后固定上面鐵圈的高度,故A錯誤;由題圖乙可知,升高相同的溫度,a液體加熱時間短,吸收的熱量少,故B錯誤;兩液體的質(zhì)量和初溫均相同,用相同的裝置加熱,在相等的時間內(nèi)吸收的熱量相等,而a液體上升的溫度更多,根據(jù)Q=cmΔt可知,a液體的比熱容小于b液體的比熱容,故C正確

24、;要比較質(zhì)量相等的不同燃料燃燒時放出的熱量,必須至少用到兩種燃料,不添加器材,利用本實驗的裝置無法完成,故D錯誤。 11.解:(1)把“進水量”設置為40 L,則水箱中水的體積V=40 L=40 dm3=40×10-3 m3, 水箱中水的質(zhì)量 m=ρV=1×103 kg/m3×40×10-3 m3=40 kg。 (2)由題意可得,水吸收的熱量 Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×40 kg×(40 ℃-20 ℃)=3.36×106 J。 (3)使用天然氣的體積V天然氣=130.06 m3-129.96 m3=0.1 m3,天然氣完全燃燒釋放的熱量Q放=q天然氣V天然

25、氣=4.2×107 J/m3×0.1 m3=4.2×106 J, 該熱水器的熱效率η=Q吸Q放=3.36×106J4.2×106J=80%。 12.解:(1)汽車對地面的壓力 F=G=mg=(13000 kg+3000 kg)×10 N/kg=1.6×105 N, 汽車對地面的壓強p=FS=1.6×105N0.04m2=4×106 Pa。 (2)汽車所受阻力f=0.01G=0.01×1.6×105 N=1.6×103 N, 汽車勻速行駛,牽引力與阻力平衡,汽車所受牽引力F牽=f=1.6×103 N, 汽車牽引力做功W=F牽s=1.6×103 N×400 m=6.4×105 J, 汽車的功率P=Wt=6.4×105J40s=1.6×104 W。 (3)0.025 kg天然氣完全燃燒放出的熱量Q=q天然氣m天然氣=6.4×107 J/kg×0.025 kg=1.6×106 J, 汽車發(fā)動機的效率η=WQ=6.4×105J1.6×106J=40%。 9