【备考 志鸿优化设计】全国中考物理总复习 第30讲 比热容 热机（基础讲练+锁定考试目标+导学必备知识+规律方法探究）（含解析） 新人教版.doc

第30讲比热容热机考纲要求备考指津1.通过实验了解比热容的概念，尝试用比热容解释简单的自然现象。2从能量转化和守恒角度认识燃料的热值，会用公式qmq及qcmt解决热量计算问题。3知道四冲程内燃机的构造和工作原理，知道热机中能量的转化。科学探究物质的比热容，是近几年中考的热点，主要考查实验探究能力。对比热容、热值概念的理解，用比热容知识解释日常生产、生活中的现象，一般以选择题形式考查；用热量公式qmq及qcmt进行简单计算，往往与其他物理知识综合考查。预计在今后的中考中，对比热容概念的理解、热量的计算、热机的工作特点及有关环保问题将是中考的热点问题。考点1比热容(1)定义单位质量的某种物质温度升高(或降低)1 能吸收(或放出)的热量叫做该物质的比热容。(2)单位比热容的单位是焦每千克摄氏度，符号为j/(kg)。(3)意义比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容，它不随质量、体积、温度而改变，但同一种物质的物态不同，比热容也可以不同，如水和冰。(4)水的比热容在实际中的应用水的比热容较大，表明相同质量的水和其他物质吸收(或放出)相同的热量，水的温度升高(或降低)得小，因此水常用作冷却剂，也用热水来取暖，在自然界中水还能调节气候。考点2热值及热量计算(1)燃料燃烧时发生的是化学变化，要释放大量的热。燃料燃烧的过程中化学能转化为内能。(2)燃料的热值定义：1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值。单位：焦/千克，符号j/kg；气体燃料的热值单位符号为j/m3。热值的物理意义：酒精的热值为3.0107 j/kg，表示1 kg酒精完全燃烧所释放的内能为3.0107 j。热值反映了燃料的一种燃烧特性，同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值一般不同。燃料燃烧时放出热量的计算：用q表示某种燃料的热值，m表示某种燃料的质量，q表示燃料完全燃烧时放出的热量，则qmq。其中m的单位是kg，q的单位是j/kg，q的单位是j。利用qmq计算燃料燃烧放出的热量是理论值，因为实际情况下燃料不可能完全燃烧。另外，气体燃料的热值单位符号是j/m3，则qvq。(3)热量计算计算公式吸热公式：q吸cm(tt0)放热公式：q放cm(t0t)应用上述公式进行计算时，各物理量的单位要统一，且只适用于物体温度改变时吸收或放出热量的计算，对物态变化的过程不适用。考点3热机及能量守恒(1)热机热机是把内能转化为机械能的机器，主要包括蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。(2)内燃机内燃机的工作特点燃料(汽油、柴油等)在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气，燃气推动活塞做功。工作过程四冲程内燃机的工作过程是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成的，这四个冲程叫做一个工作循环。在每个工作循环中，汽缸内的活塞往复两次，曲轴转动两周，在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。a吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸。b压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，机械能转化为内能。c做功冲程：在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体，推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功，内能转化为机械能。d排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。(3)能量守恒定律能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能的总量保持不变。1关于比热容，下列说法中正确的是()。a物体的比热容跟物体吸收和放出的热量有关b物体的比热容与物体的温度有关c物体的比热容与跟物体的质量有关d物体的比热容是物体的一种特性，与温度、质量都没有关系2若一太阳能热水器内装有100 kg温度为20 的水，阳光照射一天，水温升高到70 ，则热水器内的水吸收了_ j的太阳能。水的比热容4.2103 j/(kg)3炎热夏天，小丽将装有0.6 kg水的塑料瓶放入电冰箱冷藏室，待水降温后饮用。水由35 降至5 过程中放出的热量为多少？水的比热容c4.2103 j/(kg)4焦炭的热值为3.0107 j/kg，它的物理意义是_，完全燃烧_ kg的焦炭放出的热量能把50 kg水的温度升高6 。不计热量损失，水的比热容为4.2103 j/(kg)5一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3 600 r/min，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4.3107 j/kg)用公式法和比例法妙解比热容问题用公式法解热量计算问题时，要注意首先判断是吸热过程还是放热过程，并找出所求物理量，然后再列出对应的公式，代入已知物理量的数值，然后进行数学运算并得出结果。例如用铝壶烧水，除了水吸收热量温度升高外，铝壶同时也吸收热量，温度也随之升高，故烧开一壶水吸收的热量应是壶、水吸收热量之和。由此可见，在解答物理题时，要认真仔细地审题，考虑问题应从实际出发，做到全面而周密。所谓比例法，就是在将计算公式进行适当变形后，代入已知数据，最后求得结果。【例题】铜块的质量是铅块质量的2倍，铜的比热容是铅的比热容的3倍，若它们放出相等的热量，则铜块降低的温度与铅块降低的温度之比是()。a23b32 c16 d61解析：根据放热公式q放cmt得，t，t铜t铅。答案：c运用比例法解题时，一般遵循以下步骤：(1)列出各物体吸(放)热方程式，涉及求比热容之比、质量之比、温度差之比的还要进行公式变形。(2)根据所求量之比列出比例式。(3)代入已知数据，计算得出结果。1(2011福建泉州中考)以下交通工具中，常用汽油机作为动力装置的是()。a小轿车b载重卡车 c远洋轮船 d动车2(2011江苏南京)小明根据所学的物理知识并结合下列表格中的数据，得出以下四个结论，其中正确的是()。物质密度/(kgm3)(常温常压下)熔点t/(标准大气压下)比热容c/j(kg)1冰0.910302.1103铝2.71036600.88103铁7.91031 5350.46103a.寒冬季节盛有水的水缸放在室外不可能破裂b标准大气压下，铝在660 时一定处于固液共存状态c体积相等的铁球和铝球，如果它们的质量相等，铁球可能是实心的d质量相等的实心铁块和实心铝块，升高相同的温度，铝块吸收的热量较多3(2011甘肃兰州中考)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()。a2.1103 j/(kg) b4.2103 j/(kg)c1.2103 j/(kg) d条件不足，不能确定4(2012四川成都中考)工厂里的冷却塔大多用水作为冷却物质，是因为水的_较大；在古代，人类学会了钻木取火的方法，这是利用_的方式改变物体的内能。5(2012安徽中考)某汽车的散热器用水作冷却剂，散热器中水的质量为5 kg，水的温度升高10 时吸收的热量是_j。水的比热容为4.2103 j/(kg)6(2012山东烟台中考)小明设计了如图所示的实验装置来探究水和食用油的吸热本领。(1)写出调整实验器材的方法步骤。(2)依据小明的探究方案，实验探究过程中，除了选用相同规格的烧杯和酒精灯，还需要控制不变的量有哪些？(3)实验探究记录数据如下表。加热时间t/min012345678910水的温度/3031323334353637383940食用油的温度/3032.53537.54042.54747.55052.555在这些数据中，哪一个最可能是由于测量或者记录的疏忽而产生了错误，分析实验数据，可以得出的结论是什么？1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物质比热容/j(kg)1水银0.14103沙石0.92103水4.2103冰2.1103a.制作体温计常用水银作测温物质，原因之一是水银的比热容小b北方楼房中的暖气用水作介质，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2两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，液体温度与加热时间关系如图所示，则()。a甲液体的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吸收的热量d加热相同的时间，甲液体温度比乙液体温度升高得多3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4. 如图所示，这是某四冲程内燃机在工作过程中的一个冲程，由图中情况可判定这个冲程()。a是吸气冲程 b是压缩冲程 c是做功冲程 d是排气冲程5下列说法正确的是()。a气体间、液体间都可以发生扩散现象，而固体间不能b用塑料梳子梳理干燥的头发时，头发和梳子会带上同种电荷c能量可以从一种形式转化为另一种形式，但转化后能量的总量会减少d减少废气带走的热量可以提高内燃机的效率6用煤气灶把1 kg、初温为20 的水烧到70 ，消耗了10 g煤气。已知水的比热容是4.2103 j/(kg)，煤气的热值为4.2107 j/kg，则水吸收的热量为_ j，煤气完全燃烧放出的热量为_ j，煤气灶烧水的效率为_ %。7为探究不同物质的吸热能力，选取质量和初温均相同的不同物质a和b，用相同的酒精灯同时加热相同的时间，温度随时间的变化图象如图所示。在实验中必须使用的测量工具有停表和_；由图象可判断_物质的比热容大。8用图甲所示装置“比较不同液体吸热升温特点”。在两个相同烧杯中分别加入初温、体积相同的水和食盐水，用相同酒精灯加热直到沸腾。(1)分别测量出水和食盐水的沸点，发现食盐水的沸点比水高。其中水沸腾时温度计的局部放大图如乙图所示，水的沸点为_ 。(2)实验中加热食盐水到沸腾需要的时间长，说明食盐水吸收的热量比水_(选填“多”或“少”)。(3)能否仅由“加热食盐水到沸腾需要的时间长”得出食盐水比热容大的结论？答：_。其原因是：_。9将质量相等、初温相同的水和某种液体在相同的酒精灯下同时分别加热(容器吸热不计)，每隔1 min记录一次它们的温度，并将它们升高的温度随时间变化的关系用如图所示的图象表示，根据图象回答：(1)哪根直线表示水升高的温度随时间变化的过程？(水的比热容较大)(2)求出这种液体的比热容；(3)要使质量为300 g的这种液体温度升高60 ，需要吸收多少热量？c水4.2103 j/(kg)10如图为四川省泸州市某风景区山中的一段盘山公路照片。以汽油为燃料的观光汽车沿该盘山公路(盘山公路近似处理为斜面)以36 km/h的速度匀速行驶，经过15 min从山脚到达山顶；汽车上山时沿路面获得的牵引力恒为9.2103 n。已知汽油完全燃烧释放的热量转化为汽车牵引力做功的效率为30%，汽油热值q4.6107 j/kg，问：(1)汽车上山时牵引力的功率为多大？(2)汽车从山脚到山顶消耗了多少千克的汽油？11用电磁炉烧水时，将5 kg的水由20 加热到100 需要20 min。水的比热容是4.2103 j/(kg)，电磁炉功率是2 000 w，试求：(1)水吸收的热量；(2)电磁炉放出的热量；(3)电磁炉烧水的效率。参考答案基础自主导学自主测试1d2答案：2.11073答案：7.56104 j4答案：1 kg的焦炭完全燃烧放出的热量为3.0107 j421025答案：308.6107知能优化训练中考回顾1a载重卡车和远洋轮船一般采用柴油机作为动力装置，而动车一般采用电动机作动力装置，只有小轿车一般用汽油机作为动力装置。2d由q吸cmt，由于铁块的比热容小于铝块的比热容，所以质量相等的实心铁块和实心铝块，升高相同的温度，铝块吸收的热量较多，选项d正确。3a由题图可知，质量相同的甲物质和水在升高相同温度的情况下，用相同的电加热器加热，加热水所用的时间是甲物质的2倍，即水吸收的热量是甲物质的2倍，由q吸cmt可得，甲物质的比热容c甲c水4.2103 j/(kg)2.1103 j/(kg)。4答案：比热容做功5答案：2.11056答案：(1)调整下面铁夹，使石棉网处于适当的高度；调整上面铁夹，使温度计处于适当的高度。(2)水与食用油的质量和初始温度相同。(3)第6 min食用油的温度记录错误。分析表中的数据可知，加热时间相同时，食用油升高的温度比水多。分析比较水在第5 min、10 min和食用油在第2 min、4 min的数据可知，升高相同的温度，水需要加热的时间比食用油的长，进而得出水的吸热本领比食用油大。模拟预测1d水银的比热容小，在相同情况下，吸热升温快，容易与人体达到热平衡，故体温计用水银来作测温物质；比热容大的物质还有一个特点就是在温度变化相同的情况下，吸收或放出的热量多，作为热的介质比较合适，所以a、b、c均正确。冷却食品时0的冰比0 的水效果要好，原因是晶体熔化时吸热，温度不变。2d由qcmt得c，由已知图象，等质量的甲、乙两液体加热相同时间即吸收相同热量，甲升高的温度大，故c甲c乙；升高温度t相等时，q甲t乙。3a燃料的热值是燃料本身的一种特性，它表示1千克燃料完全燃烧放出的热量，燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的质量和燃烧状况无关。所以正确的选项是a。4b由进气门和排气门都关闭，活塞向上运动可知，此冲程是压缩冲程。5d扩散的本质是分子的热运动，而分子的热运动是普遍的，只是固体分子间距小，引力较大，扩散慢；因摩擦而带电的两物体带异种电荷，带电原因是电子的转移；能量间转化但守恒；废气带走热量，热机效率降低。6答案：2.11054.210550解析：q吸cmt4.2103 j/(kg)1 kg(70 20 )2.1105 jq放mq10103 kg4.2107 j/kg4.2105 j100 %100 %50 %。7答案：温度计b解析：要探究物质的吸热能力，可采用吸收相同的热量，比较升高的温度的多少，或升高相同的温度，比较吸收热量的多少，根据题意知，在相同时间内两种物质吸收的热量相同，那么只要测出升高温度的多少，即可判断哪种物质吸热能力强，所以还需要用温度计来测温度，从图象看出，加热相同时间时，a物质温度升高得多，说明a物质吸热本领弱，比热容小。8答案：(1)98(2)多(3)