2022届中考科学专题练：热学

专题4　热学

【命题重点】热学内容是中考命题比较重要的内容,一般落实在这些知识点上:温度计,扩散现象,物态变化,温度、热量和内能的区别,比热容,热机,热效率等。

【方法要点】掌握温度计的工作原理和读数方法;掌握相关的概念,能用微观的知识解释宏观现象,区别温度、热量、内能、机械能等概念;热效率的题需要画图罗列能量的转化情况,梳理哪部分能量分别是有用功、额外功和总功,然后根据各自的公式列式求解。

【例题精析】

类型1　温度计

1．如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内液体的质量都相等。

（1）安装甲图中实验器材时，合理的顺序是先调整固定 　   　的位置。（选填“A”或“B”）。

（2）“比较不同燃料的热值”应选择 　   　两个装置，“比较不同物质的比热容”应选择 　   　两个装置。在“比较不同物质的比热容”的实验中，液体吸收热量的多少，是通过 　   　来反映的；在“比较不同燃料的热值”的实验中，燃料完全燃烧放出热量的多少，是通过 　   　来反映的。

（3）通过实验得到的燃料的热值与实际相比会 　   　（选填“偏大”、“偏小”或“一样”）原因是 　   　。

2．某学校同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验，他们使用了如图所示的装置。

（1）小红小组在实验时取　   　

（选填“体积”或“质量”）相同的水和未知液体，让它们升高相同的温度比较吸收热量的多少，你认为判断吸热的多少是通过　   　来反映的。

（2）小红小组在完成实验时，发现这两种液体在加热时升高相同的温度，水加热时间较长，则说明吸热能力较强的是　   　。

（3）如果给这两种液体同时加热，则升温较快的是　   　。

（4）加热到一定时刻，水开始沸腾，此时的温度如图所示，则水的沸点是　   　℃，这表明当时的大气压强　   　（填“大于”、“小于”或“等于”）一个标准大气压。

（5）本实验初步得出结论为：一般情况下，不同物质的吸热能力　   　（选填“相同”或“不同”）。

类型2　扩散现象

3．如图1为气体扩散的演示实验，两个瓶中分别装有空气和二氧化氮气体，其中空气密度小于二氧化氮气体的密度。那么，

（1）为了增加实验的可信度，下面一只瓶里装的气体应是　   　；

（2）此实验说明　   　。

如图2所示，在气缸A中密封有压缩空气，B是一种被销钉K锁住的活塞，C是一个温度计。若活塞与气缸壁间没有摩擦，当把销钉拔出后，将看到的现象：

（3）活塞将向　   　（填“左”或“右”）运动；

（4）温度计的示数将　   　，（填“变大”“变小”或“不变”）原因是　   　。

4．小明同学为了探究扩散问题而设计了如下一系列实验：

（1）通过A实验可发现：　   　。

（2）B实验你认为有什么不妥：　   　。

（3）小明设计的实验都是在相同的环境下做的。他把上述实验修改后，再把A、B、C三个实验放在一起进行综合分析比较，最后他得出如下结论：①扩散现象说明分子在　   　；②在物质的三种状态中，　   　态的扩散现象最明显。

类型3　内能

（多选）5．某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均气压为9.0×105Pa，飞轮转速为1800转/min，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），若1min消耗汽油0.06L，汽油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.6×107J/kg。则下列计算正确的是（　　）

A．做功冲程中燃气对活塞的平均压力 2700N 

B．一个做功冲程中，燃气对活塞做的功 165J 

C．汽油机的功率 2025W 

D．汽油机的效率为 36%

6．物理兴趣小组同学在总结物理实验的过程中，发现同样器材可以完成多个实验，于是他们选取如下实验器材，电源一组、开关、电流表、多个10Ω和30Ω的电热丝、滑动变阻器、玻璃瓶、导线、煤油和水若干。

探究实验一：探究不同液体吸热能力

（1）将甲乙电热丝串联接入电路，请完成图A实验的电路连线。

（2）所选电热丝R甲　   　R乙（选填“＞”、“＝”或“＜”）。甲、乙玻璃瓶中应装入质量相同的水和煤油，实验记录数据，并绘制图像如图B所示，从图像可以看出甲容器中装的是 　   　（选填“水”或“煤油”）。

探究实验二：探究不同电热丝发热能力

甲、乙两瓶中装入100g煤油，瓶内各安装一根电阻丝。两瓶中各插入一支温度计，在测量两瓶煤油的温度后，闭合开关，记录数据如上表所示。c煤油＝2.1×103J/（kg•℃）。

（3）分析表中第一次甲、乙数据，可得出：在 　   　相同时，导体电阻越大，导体发热越多。

（4）有同学提出，煤油吸收的热量不一定等于电热丝放出的热量。经小组讨论后一致认为他的观点是正确的，并且提出在不同的加热过程中，加热效率很可能不同，请你计算第一次实验中甲的加热效率为 　   　。（保留2位有效数字）

7．在某热学实验中，小明在烧杯中放入100g的碎冰，试管中放入20g的碎冰，并各放了一支温度计组成如图甲所示的实验装置，实验过程中。A、B两个温度计的示数随时间变化的图象如图乙所示，其中实线部分为A温度计随时间变化的图象，虚线部分为B温度计随时间变化的图象，假设烧杯和试管中的冰（或水）在整个实验过程中质量不变且每分钟吸收的热量恒定不变，已知：水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），冰的比热容为c冰＝2.1×103J/（kg•℃），酒精的热值为q酒精＝3.0×107J/kg，求：

（1）烧杯中的冰0～4min过程中吸收的热量；

（2）烧杯中的水在第14min时的温度；

（3）如果在2min﹣4min过程中消耗0.08g的酒精，这些酒精完全燃烧放出的热量有10%间接地被试管中的冰吸收，则试管中的冰在熔化过程中吸收的热量。

8

．为助力乡村振兴，南通市不少村镇利用水乡特色，将生态农业和旅游观光相结合，打造美丽乡村。如图是某村使用的观光艇，其部分技术参数如表：（g＝10N/kg，q柴油＝4.3×107J/kg，ρ柴油＝0.8×103kg/m3）

（1）若每位游客的平均质量为60kg，求观光艇满载时，受到的浮力；

（2）若观光艇以最大速度匀速航行时，求观光艇受到水的平均阻力；

（3）某次以最大航速游玩30min，消耗柴油5×10﹣3m3，求发动机的效率。

类型4　比热容

9．用电热棒分别给甲、乙两种液体加热（c甲＝2c乙），两种液体每秒吸收的热量相同，这两种液体的温度﹣﹣加热时间的图线如图所示，下面四个选项正确的（　　）

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．如果相同质量的甲、乙两种液体，降低相同的温度，则乙放出的热量比甲多

10．依据表格中的数据，下列说法正确的是（　　）

A．一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小 

B．质量相等的水和砂石放出相等热量，水的温度降低得较少 

C．水的比热容表示水的温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J 

D．水和煤油，吸收相等热量，煤油温度升高得较多

11．质量相同的A、B两金属块，把它们都加热到100℃，然后分别投入装有质量相同、初温都为0℃的C、D两杯水中，测量的结果：金属块A使C杯的水温升高了10℃，金属块B使D杯的水温升高了20℃．设两金属块比热容为cA和cB，则cA与cB的比值为（　　）

A．4：9 B．9：4 C．19：9 D．9：19

12．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象，其中a、c质量相同。下列对图象的分析正确的是（　　）

A．t1﹣t2 时间内物质a的温度不变，内能不变 

B．如果a、b是同种物质，b的质量大于a的质量 

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

【针对训练】

一．选择题（共8小题）

1．探究“同种物质不同状态中的吸热能力”时，小牛用一个功率为1000W的电加热器给1kg冰加热，如图所示，甲、乙、丙三条图线中的一条，是他依据实验数据绘制而成。若相同时间内水和冰吸收的热量相同。已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），c冰＜c水，下列说法正确的是（　　）

A．小牛绘制的图线是甲 

B．小牛绘制的图线是乙 

C．冰熔化过程中加热器消耗的电能为2000J 

D．由实验数据可知水与冰的比热容之比c水：c冰＝2：1

2．关于热机的说法正确的是（　　）

A．热机效率越高说明做功越快 

B．热机损失的能量中，废气带走的较少，主要是由于机械摩擦损失的 

C．多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来工作 

D．汽油机压缩冲程中，要对外做功

3．下列说法正确的是（　　）

A．高温物体一定比低温物体的内能大 

B．高温物体比低温物体含有的热量多 

C．热量总是自发地从温度高的物体传给温度低的物体或者从物体的高温部分传向低温部分 

D．比热容是物质特性之一，它是反映物质吸热（或放热）本领大小的物理量，其大小只与物质的种类有关

4．下列关于温度、热量和内能的说法正确的是（　　）

A．物体吸收热量，温度一定升高 

B．温度高的物体内能一定大，温度低的物体内能一定小 

C．在热传递过程中，内能由高温物体向低温物体转移 

D．物体的内能增加，一定从外界吸收了热量

5．小明利用图甲装置研究某燃料热值，他取少量燃料置于燃烧皿中，点燃后对100g的热水加热4min，然后立即将其熄灭，测得消耗燃料4.2g，并根据实验数据绘制了水温随时间变化的图像如图乙中a线所示。已知此过程中燃料均匀燃烧放热，所放出热量只有60%

被水吸收。水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），整个过程中忽略水的质量变化。下列说法中正确的是（　　）

A．通过图像计算得知4min水吸收到的热量为2520J 

B．通过计算得出该燃料的热值为2×106J/kg 

C．这种方法计算出的热值比实际的热值偏大 

D．若实验装置和热损失比例均不变，利用该燃料加热另一杯水绘出了如图乙中b线所示图像，则这杯水的质量小于上一杯水的质量

6．疫情期间，居家隔离的小赵同学在网上购买了自热小火锅（如图），上下包装被分为两层，通过向下层加水，使发热包膨胀升温，加热上层食物，一段时间后便可食用。下列说法正确的是（　　）

A．已加热的鸭血有内能，未加热的虾饺无内能 

B．发热包是通过做功改变小火锅里食物的内能 

C．刚开始加热的藕片温度升高，内能可能不变 

D．闻到火锅的香味是因为分子在做无规则运动

7．用电热棒分别给甲、乙两种液体加热（c甲＝2c乙），两种液体每秒吸收的热量相同，这两种液体的温度﹣﹣加热时间的图线如图所示，下面四个选项正确的（　　）

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．如果相同质量的甲、乙两种液体，降低相同的温度，则乙放出的热量比甲多

8．学完内能，小明做了以下总结，其中正确的是（　　）

A．两个物体的温度相同，则它们的内能一定相同 

B．一个物体的质量不变，若温度降低，它的内能一定减少 

C．甲物体传递了热量给乙物体，说明甲物体内能大 

D．两物体相比，分子动能越大的物体，其内能越大

二．实验探究题（共4小题）

9．如图甲所示是探究物质吸热本领大小的实验装置，除烧瓶中液体外其他完全相同。

（1）本实验采用的物理研究方法有转化法和 　   　法。

（2）为达到实验目的，对液体A和液体B要求：初温相同和 　   　（选填“体积”或“质量”）相同。

（3）实验用电阻丝对液体进行加热，这是利用了电流的效应；液体A和B吸收热量的多少通过观察 　   　（选填“加热时间的长短”或“温度计升高的示数”）来比较。

（4）根据实验数据绘制的液体A和B的温度随时间变化的图象如图乙所示，由图象得出：液体 　   　（选填“A”或“B”）的吸热能力强。

10．小明同学想“探究物质的吸放热能力与物质密度的大小是否有关”，他选取了密度大小关系为ρA＞ρB＝ρC的三种液体，实验装置如图所示，首先用A与B液体进行探究：

（1）从实验装置上来看小明对液体的取用存在的问题是 　   　，改正了问题后，小明对两种液体加热 　   　，通过比较温度变化来比较吸放热能力，发现B液体的温度变化大于A液体，因此可以得出 　   　的吸放热能力较强；然后把乙烧杯中B液体换成C液体，比较A液体和C液体的吸热能力；当A和C两种液体变化相同的温度时，C液体的加热时间长，由此现象可以得出 　   　的吸热能力较强；

（2）通过上面的实验可知，三种液体的吸放热能力大小关系为：　   　，而物质的吸放热能力与物质的密度 　   　。

11．在“比较不同物质吸热能力”的实验中，将甲、乙两种不同的液体分别放入相同的烧杯中，用相同的电加热器同时加热（不计热损失），甲液体的沸点高于乙液体的沸点。

（1）实验时，应选用初温和 　   　均相等的甲、乙两种液体。

（2）分析题中的图像，当液体的温度从10℃升高到A、B、C三点所对应的温度时，液体吸收的热量QA、QB、QC的大小关系是 　   　。

（3）加热7分钟后持续加热直至两液体都沸腾，甲液体先沸腾，则甲的吸热本领 　   　（选填“强”或“弱”）。

12．图A是探究“不同物质吸热能力“的实验；图B是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验，其中R1＞R2。

（1）探究“不同物质吸热能力”的实验时，图A中两个烧杯中的液体应为质量相同的 　   　种类的液体，甲、乙加热器的规格 　   　。（以上两空均选填“相同”或“不同”）。实验中两种液体吸收热量的多少可通过 　   　（选填序号“液体升高的温度”或“加热时间”）来比较。

（2）探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验时，图B中两个烧瓶内的液体应为质量相同，种类 　   　的液体（选填“相同”或“不同”）。实验中电阻丝放出热量的多少，是通过 　   　来进行判断的（选填“液体升高的温度”或“加热时间”）来比较。

（3）图B所示实验中，闭合开关，经过一定的时间，用电阻丝R1加热的液体温度升高了Δt1，用电阻丝R2加热的液体温度升高了Δt2，那么Δt1　   　Δt2（选填“＞”“＜“或“＝”）。

（4）图B所示实验中，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验（3）中电流的2倍，且通电时间与（3）保持相同。这次用电阻丝R1加热的液体温度升高量为Δt'1，实验发现Δt'1大于2Δt1，说明电流产生的热量与电流 　   　（选填“成”或“不成”）正比关系。为了得到更为普遍和精确的规律，你对此实验的建议是 　   　。

三．计算题（共3小题）

13．图1是小亮家某品牌小厨宝（小体积快速电热水器）。某次正常加热工作中，其内胆装有5L的水，胆内水的温度随时间变化的图像如图2所示。已知水的比热容为c水＝4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4.2×107J/m3。求：

（1）该小厨宝内胆装有水的质量为多少kg？

（2）由图象可知，加热5min，水吸收的热量为多少J？

（3）若水吸收的热量由煤气燃烧来提供，且煤气完全燃烧放出的热量仅75%被水吸收，则至少要燃烧多少m3煤气？

14．对生活垃圾进行分类既是当前的一种时尚，更是生态环保的需要。目前我市每天能产生1000t左右的生活垃圾，若进行分类后，除去可回收垃圾和需要特殊处理的垃圾，将还有900t左右的垃圾需要处理。为了处理这些垃圾，我市规划布局了城市生活垃圾焚烧发电项目，该项目位于蛇形山镇泉塘村生活垃圾处理中心内，占地约80亩，总投资4.73亿元，对娄星区、涟源市和双峰县部分乡镇生活垃圾进行焚烧与热能利用。项目建成投产后，年处理垃圾约29.2万吨，年发电近1.2亿度，可满足四分之一的娄底城区居民用电，将垃圾真正“变废为宝”。经实践检测每完全燃烧1t生活垃圾可发电300kW•h。设整个发电过程中的效率为30%，求：

（1）生活垃圾的热值q；

（2）完全燃烧1t生活垃圾产生的热量若用来烧开水，其中70%的热量被水吸收，1标准大气压下可烧开多少吨20℃的冷水。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]

15．10月16日0时23分，长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心点火起飞，将神舟十三号载人飞船推向太空，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富开启了为期6个月的太空之旅！目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。以下表格中是一些燃料的热值。

（1）根据表格中数据回答，运载火箭使用氢作为燃料的主要原因是：　   　；

（2）某火箭发射时携带了3×104kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为20℃的水加热至沸腾？[c水＝4.2×103J/（kg•℃），大气压为1标准大气压]

（3）某氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧。一次测试中，该氢能源车以70kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了2kg燃料，求该发动机的效率。