8备考精品《2007年各省市中考热点试题精解》物理之二：热学

热和能精解
本专题考查的内容包括：分子动理论、内能和改变内能的两种方式，比热容，热量及其计算，燃料的热值及其计算，热机的构造、工作特点、热机效率、环境保护几方面知识，其中考查的重点是：对比热容的理解，热量的有关计算，热机的工作特点等，近年来有关环保问题考查的也比较多，值得同学们注意．出题主要形式有：填空题、选择题、计算题、创新探究题、联系实际的简答题等．
解题方法技巧：分析法和综合法
在解决问题时，我们的思路一般有两条，一条是分析题给的已知条件，考虑根据这些条件能求得什么，再思考根据这些已知的和求得的考虑还能求得什么，就这样逐步推导，直到推出题目要求的物理量，完成题目的求解．像这样从已知推演到未知的科学思维方式叫做综合法，综合法的思维过程可以用这样的流程图来表示：
已知量→中间待求量→待求量
另一条思路就是分析题目要求的问题，考虑的是要求解这些问题，需要哪些物理量，要得到这些物理量，又需要求得什么，就这样逐步向前推导，直到最后我们需要的物理量就是题给的条件，再将刚才的推导过程反过来写出，就完成了问题的求解．像这样将未知推演还原为已知的科学思维方法叫做分析法，分析法的思维过程可以用这样的流程图来表示：待求量→中间待求量→已知量
例(2004·大连课改区)某中学为学生供应开水，用锅炉将200 kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤．[水的比热容是 4.2×103J/(kg·℃)，无烟煤的热值是3.4X107J/kg]试求：
(1)锅炉内200 kg的水吸收的热量是多少?
(2)6 kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少?
(3)此锅炉的效率是多少?
解析：水吸收的热量可由Q吸＝Cm(t-t0)代入数值解得；无烟煤完全燃烧放出的热量可根据公式Q＝qm求出；锅炉的效率可由η＝Q有用/Q完全求出，具体过程如下：
(1)Q吸＝Cm(t一t0)＝4.2 × 103J/(kg·℃) ×200 kg×(100℃-25℃)＝6.3×107J
(2)Q＝qrn＝3.4×107J/kg×6 kg＝2.04×108J
(3)η＝Q有用/Q完全＝30．9％
答案：(1) 6.3×107J (2) 2.04×108J (3)30．9％
热点试题祥解
1．答案：A
解析：A选项表明分子永不停息地做无规则的运动；B用力才能把与水面接触的玻璃拉离水面是由于分子引力的缘故；C说明对物体做功，物体的内能会增加；D表明分子
间有相互作用的引力．
2．答案：A
解析：香水分子在不停地运动，所以我们能够闻到香味，A正确；液体不易压缩是由于分子间存在斥力，故B错；海绵被压缩并不是分子之间的距离变小了，故不能说
明分子之间有间隙，因此C错；铅笔芯变短是由于摩擦的原因，不能说明分子间
有斥力，故D错，正确的答案为A．
3．答案：B ，
解析：分子动理论的内容：物质是由大量分予组成的，分子间是有间隙的，分子在永不停息地做无规则运动，分子间存在相互作用力．A是动能的转移，C是重力势能转
化为动能，D是物体的运动，不是分子的运动，B是由于分子在不停息地做无规则
运动，发生了扩散现象；故选项B正确．
4．答案：C
解析：解答本题时，首先应认识到分子很小，不能用眼睛直接观察到，我们只能凭观察到的现象来判定分子的运动．因此，凡是我们能够用肉眼直接观察到的运动现象，
一定不是分子的运动．沙尘暴起不是分子的运动，它的运动属于机械运动．5．答案：B
解析：A、C中雨滴和灰尘均是固体小颗粒，不属于分子的运动，D中铁块生锈属于化学变化，不揭属于分子运动，故正确的选项为B．
6．答案：A
解析：两滴水银的自动结合是由于分子有引力，故正确的答案为A．
7．答案：B
解析：分子很小，用肉眼不能直接看到，柳枝、落叶、瑞雪都不是分子，故A、C、D选项都不能描述分子的热运动，夏天荷花飘香，是香味分子在不停地做无规则运动．8．答案：D
解析：尘土是固体小颗粒，不是单个的分子，尘土飞扬不能说明分子的无规则运动；气体容易被压缩说明气体分子间距离较大；蜡烛“流泪”是一种固体熔化现象；美
酒飘香说明酒精分子在做无规则运动．
9．答案：扩散分于间有引力
解析：空气清新剂的香味散发到室内的各个地方，是扩散现象，这说明了分子在不停地做无规则运动；用胶粘东西是利用分子间的引力．
10.答案：扩散加快
解析：闻到臭豆腐的气味，这是由于分子在不停地做无规则运动的结果，是扩散现象，温度升高，分子运动会加快
11.答案：间隙引力
12.答案：慢慢变红运动
解析：由于分子在永不停息地做着无规则运动，将红墨水滴入水中后，墨水分子不断运动进入水中，因此整杯水会慢慢变红．
13.答案：热传递剧烈
解析：改变物体内能的方式有做功和热传递两种，给物体加热是通过热传递的方式改变物体的内能．物体的分子都在不停地做无规则运动，分子运动的剧烈程度与温度
有关，温度越高，分子无规则运动越剧烈．
14.答案：D
解析：改变物体内能的方式有两种：做功和热传递．A、B、C选项都是通过做功的方式来改变物体的内能的，只有D选项是通过热传递的方式来改变物体的内能．
15.答案：D
解析：改变物体内能的方式有两种：做功和热传递．其中A、B、C都是通过热传递改变物体的内能，只有D是利用电流做功使物体内能增加
16.答案：B
解析：物体的内能大小与温度有关，温度升高，物体的内能会增大，但物体的内能增大，
温度不一定升高，如液体在沸腾过程中，吸收热量，内能增大，但温度却不升高，
故A错；温度是表征分子运动快慢的物理量，物体的温度升高，分子运动一定加
快，故B正确；分子间的引力与斥力是同时存在、同时消失的，故C错；由于内
能是分子内部所有分子动能与分子势能的总和，分子在永不停息地运动，故物体
在任何情况下内能都不为零．
17.答案：D
解析：改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。

做功是能量的转化过程，热传递是能量的转移过程，从题图中可以看出，A、B、C是利用热传递的方式来改变物体
的内能的，D是用做功的方式来改变物体的内能的．
18.答案：C
解析：改变物体内能的途径有两种：做功和热传递，它们在改变物体内能上是等效的，故A的说法错误；机械能与物体的机械运动情况有关，而内能与物体的温度有关，
两者有本质的不同，故B的说法是错误的；内能可以用来做功，将内能转化为机
械能，同样内能也可以用来加热物体，使内能从温度高的物体转移到温度低的温
度，即内能的转化方向是由高温物体向低温物体传递．
19.答案：C
解析：做功是将内能与其他形式能之间的转化。

C中钻木取火是将机械能转化为内能，故C是通过做功改变物体内能的；热传递是能量之间的转移，在转移过程中能量
的种类没有变化，发生热传递的条件是存在温度差，如A、B、C均属于用热传递
的方式束改变物体的内能．
20.答案：C
解析：能量从—个物体转移到另一个物体叫能量的传递，能量从一种形式转化为另一种形式叫能量的转化．植物的光合作用把光能转化为化学能；水蒸气把壶盖顶起是
内能转化为机械能；冬天用手摸户外金属，内能由手传递给金属；电灯发光，电
能转化为光能和热能．
21.答案：热传递增加
解析：改变物体内能的方式有两种：做功和热传递．将液化气钢瓶放在烈日下曝晒，热从太阳光传递给钢瓶，使钢瓶的内能增加，改变内能的方式是热传递．
22.答案：做功热传递
解析：做功的实质是能量的转化，是一种形式的能转化为另一种形式的能，“钻木取火”
是将机械能转化为内能，是通过做功的方式来改变物体的内能；热传递是由于温
度差导致的能量的转移，太阳能热水器是通过热传递的方式来改变水的内能．23.答案：增加减小·
解析：做功改变物体内能的实质是能量的转化过程．是一种形式的能转化为另一种形式的能的过程，对物体做功，物体的内能会增加；物体对外做功，物体的内能会减
小．
24.答案：做功增大
解析：用力将鞭炮甩向地面，鞭炮与地面发生碰撞，将机械能转化为内能，温度增加，火药点燃发生爆响，这是通过做功的方式增大物体的内能。

25.答案：感觉发烫(热)，产生此现象的原因是人对铁丝做功，铁丝内能增大，温度升高．
解析：做功可以改变物体的内能，对铁丝快速的弯折，是对铁丝做功，对铁丝做功后，铁丝的内能增加，温度升高，当用手指接触铁丝时，由于热传递，所以手感觉发
烫．
26.答案：(1)分子的势能 (2)分子的动能 (3)分子的动能和分子的势能
解析：(1)慢慢压缩针筒里的气体，气体的体积变小，分子间的距离变小，故分子的势能要发生变化；(2)加热针筒里的气体，气体的温度升高，分子的动能发生变化．(3)
金属块在受热膨胀时，温度和体积都发生了变化，故分子的动能和分子的势能都
要发生变化．
27.答案：因为对物体做功，使物体的内能增加(或机械能转化为内能；或用做功的方式，使
物体内能增加；或摩擦生热使物体内能增加)．
解析：用锯锯木头，木头与锯条互相摩擦，机械能转化为内能，使锯条的内能增加，温度升高，所以锯条会发热．
28.答案：功内能
29.答案：D
解析：比热容是物质的一种特性，也就是说同一种物质在相同的状态下，比热容是某一固定的值，不随物体的质量、吸放热的多少以及温度的改变而变化；它表示的是
单位质量的某种物质温度升高10℃吸收热量这一性质，因此A、B、C选项都是错
误的．
30.答案：A
解析：根据公式Q＝cm△t分析，热量Q、比热容c相同的情况下，m甲>m乙，则△t甲 <△t乙，又知初温相同，所以甲放热后温度降低得少，末温高，因此在接触时，热
量从甲传到乙．
31.答案：A
解析：为了尽快散热，要求选作散热片的材料与其他材料相比，在降低相同温度的情况下能放出更多的热量．由放热公式Q放=crn△t，在质量和降低温度相同的条件下，
物质的比热容越大，放出的热量越多，从表中数据可以看出，铝的比热容较大，
故应选用铝作散热片的材料．
32.答案：内陆城市比沿海城市昼夜温差大沿海地区是海洋性气候，海水的比热容较大，
在相同情况下，沿海地区温度变化较小
解析：本题是文字信息题，解答本题的关键是认真研读图中所附文字，找出内陆城市和沿海地区气温的不同之处，通过分析、概括，应用所学物理知识进行解释．
33.答案：大 8.4×1010
解析：根据比热容意义可知，在吸收或放出相等的热量时，比热容大的水的温度变化小，同时由于水的蒸发吸热还可以降低周围环境的温度，水吸收的热量可根据公式Q
吸＝cm (t-t0)来计算．
34.答案：温度计相同的
解析：在探究“比较不同物质的吸热能力”的实验中，要求两种液体的质量、所用的加热器均相同，加热器相同的目的是加热相同时间，它们放出的热量相等，在实验
过程中，要对两种物质加热相同的时间．让其吸收相同的热量，来观察他们分别
升高的温度或让它们升高相同的温度，来观察加热的时间．从题意来看，该实验
是让两种物质加热相同的时间，吸收相同的热量，比较升高的温度的高低，故还
需用到温度计．
35.答案：4.2
解析：水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，1 g水温度升高1℃所吸收的热量Q吸 =crn
△t＝4. 2×103J/(kg·℃)×1×10-6kg×l℃=4.2 J．
36.答案：比热容小(不明显)
解析：人工湖内水的比热容大，在吸收相同的热量时，其温度上升得慢，且水蒸发吸热，有利于调节周围环境的温度．
37.答案：小比热容
解析：因为水的比热容比较大，由△t＝Q/ crn知，在吸收一定热量的情况下，水的温度变化比较小．
38.答案：方法：用湿毛巾擦席子或在地板、地坝上洒一些水．道理：水的比热容大，升
高相同的温度吸收的热量多；水在蒸发的过程中要吸热，有致冷作用．解析：可利用水的比热容大、蒸发吸热等方法设计．
39.答案：乙乙
解析：如图14—17所示，取相同的横坐标Q，甲对应的温度变化量为△t1，乙对应的温度变化量为△t2，由公式△t＝Q/ crn知，乙液体的比热容大．选择冷却液时，液
体的比热容越大越好。

图14—17
40.答案：(1)天平 (2)质量相同 (3)加热时间相同
解析：要比较不同物质的吸热能力，要采用控制变量的思想，根据吸热多少Q吸＝cm△t 可知，要判断吸热能力，可保持两种物质的质量相同，使其升高相同的温度，比
较加热时间的长短，或对质量相同的两种物质，加热相同的时间让其吸收相同的
热量，比较温度升高的多少．根据题目中给出的器材，还需用天平称量质量，使
水和食用油的质量相同．
41.答案：(1)吸收的热量(的多少) (2)大于 (3)沙子
(4)水的导热性能好(或沙子中的温度计玻璃泡插入比较浅，或没有用搅拌棒搅动)
解析：此实验采用了控制变量法，使用相同的加热器来加热是为了使其加热相同时间，水和沙子吸收的热量相同，通过实验所记录的数据分析可知，使质量相同的水和
沙子升高相同的温度，对水的加热时间长，说明水吸收的热量多，反过来考虑可
以得出让水和沙子吸收相同的热量，沙子升高的温度高；刚开始加热时与结论不
符的原因可能是水的导热性能好、沙子中温度计玻璃泡插入比较浅或没有用搅拌
棒搅拌，也可能沙子不干燥，内部含有水分(水蒸发吸热)等．
42.答案：(1)相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量是相同的；
(2)相同质量的不同种物质；升高相同的温度，吸收的热量是不同的；
(3)相同质量的同种物质，温度升高得越高，吸收的热量越多；
(4)不同物质，吸收相同热量，比热容大的温度变化小，比热容小的温度变化大；
(5)同种物质，吸收的热量与质量和升高温度乘积的比值为定值．
解析：相同的煤油灯，说明加热相同时间，水和煤油吸收的热量相等，从所给的实验记
录数据可以看出，质量相等的水和煤油吸收相等的热量，煤油升高的温度比水的
高，同样从另一方面考虑，让质量相等的水和煤油升高相同的温度，煤油吸收的
热量大于水吸收的热量；对于同一种物质而言，加热时间越长，吸收的热量越多，
温度升高得越高，同样可得出类似的结论．
43.答案：C
解析：热值是表示燃料燃烧放热本领大小的物理量，相同质量的不同燃料完全燃烧放出的热量不同，煤中掺入石头后，在燃烧过程中放出的热量会大大减少，故可通过
热值来辨别．
44.答案：A
解析：燃烧焦炭所放出的热量为Q放＝q焦炭m＝3.0×107J/kg×42X10-3kg＝1.26×106J；则水吸收的热量为吸Q吸＝ηQ放=50％×1.26×106J＝6.3×105J；这些热量可使2 kg
水温度升高△t＝Q/ crn＝75℃
因原来水的温度为30℃，当温度升高70℃时，水的温度达到100℃，水开始沸腾．在
沸腾过程中，虽然不断吸热但水的温度保持不变，故最终水的末温为100℃，故
水温可升高70℃．
45.答案：B
解析：根据物体的吸放热公式Q＝cm△t可知，一杯水的质量与比热一定，而水由80℃降到20℃时△t＝60℃；水由30℃升高到70℃时，△t＝40℃，故根据公式可得
到Q1>Q2，答案为B．
46.答案：D
解析：氢的热值较大，放出相同的热量，所用氢的质量少，用氢作燃料造出的火箭质量小，利于升空．
47.答案：3.36×1012
解析：这些水放出的热量：Q＝cm△t＝4.2×103J/(kg·℃) ×2.0×107kg×(92℃一52℃)＝3.36×1012J．
48.答案：2.94×105
解析：热水放出热量：Q＝cm(t—to)＝4.2×103J/(kg·℃) ×l kg×(90℃一20℃)＝2.94×105J．
49.答案：7.1×107
解析：根据热值的定义可知，每立方米天然气完全燃烧时放出的热量为7.1×107J．50.答案：1.68×107 0.4
解析：根据放热公式Q放＝cm(t0一t)可得Q放=4.2×103J/(kg·℃)×100 kg×(60℃一20℃)＝1.68×107J，如果这些热量由煤气燃烧来放出，则需要煤气的质量为m＝Q
放 /q = 0.4 kg．
51.答案：大于
解析：物体吸收的热量Q吸＝cm△t，故吸收一定的热量物体升高的温度△t＝Q吸/ cm，由于砂石的比热容小于水的比热容，因此在质量相等，吸收热量相同的情况下，
砂石升高的温度大于水升高的温度．
52.答案：2.4×107 12
解析：根据燃料完全燃烧时放出热量的计算公式Q放=mq=2kg×l.2×107J/kg=2.4×107J． Q吸＝21％Q放＝21％× 2.4× 107J＝5.04×106J．
根据热量公式Q吸＝cm△t得：△t＝Q吸/ cm＝12℃．
53.答案：(1)水的质量m＝ρv＝1 g/cm3X 5 000cm3＝5000 g＝5 kg
Q吸＝cm(t一t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×5 kg×(100℃一20℃)＝1.68×106J 天然气炉具放出的热量Q放=4.0×107J/m3× (134.871 m3一134.731 m3)＝5.6×106J 天然气炉具的效率η＝Q吸/Q放＝1.68×106J/5.6×106J＝30％
(2)消耗的电能W＝Pt=1 kW×0.5 h＝0.5 kW·h
花费的电费为0.5度×0.5元/度＝0.25元．
(3)建议使用电磁炉(若选天然气，理由合理也可以)
电磁炉的效率η＝Q吸/W＝1.68×106J/1.8×106J=0.93＝93％>30％
天然气费用(134.871 m3—134.731 m3) ×2.2元/m3=0.31元>0.25元
使用天然气会放出二氧化碳等气体，使用电能比较清洁．
解析：水吸收的热量与天然气完全燃烧放出热量的比值为天然气炉具的效率；在比较优缺点可从安全、实用、经济、环保等方面考虑，只要分析合理即可．
54.答案：0.03 m3．
解析：Q吸＝cm(t一t0)＝1.26×106J
由Q吸＝Q放×50％得Q放＝2.52×106J
又由Q放＝qv得v＝0.03 m3
55.答案：(1)因为燃气灶的热效率η1为25％，
所以天然气燃烧释的热量：
Q放＝Q吸/η1＝8×106J/25%＝3.2×107J
所需天然气的体积
V= Q放/q=3.2×107J/8×107J/m3 =0.4 m3
(2)因为电磁炉的热效率η2为90％，
所以W电＝Q吸/η2=8×106J/90%≈8.9×106J≈ 2.5 kW·h
(3)使用燃气灶较为经济(省钱)，但热效率太低且对环境有污染；使用电磁炉价格
相对较贵，但节能(热效率高)、环保且卫生．
解析：要求需要燃烧的天然气，根据Q放＝qv可知，需要知道天然气燃烧放出的热量，已知做饭、烧水所需的热量，根据燃气灶的热效率可计算出放出的热量．同理，
已知电磁炉的热效率，可求出电磁炉所消耗的电能．第三问具有开放性，只要回
答合理即可．
56.答案：Q放=cm (t0—t)＝4.2×103J/(kg·℃)×2kgX(95℃一45℃)＝4.2×105J．
解析：物体放出热量的多少可用公式Q放=cm (t0—t)来计算．
57.答案：8.4×105J
解析：水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×105J/(kg·℃)×4tg×50℃＝8.4X105J
58.答案：(1)因为v＝s/t，所以需要的时间t＝s/v＝6km/36km/h=0.25 h．
(2)摩托车做的功W＝Pt＝6 kW×0.25 h＝6 000 W×0.25× 3 600 s＝5.4×106J
因为不计能量损失，所以Q＝W＝5.4×106J
消耗汽油的质量m=0.12kg．
(3)因为ρ＝m/v，所以汽油的体积v＝m/ρ＝0.12kg/0.7×103kg/m3=1.7×
104m3=0.17L
需要的油费为0.17 L×4.70元/L＝0.8元．
解析：由题意可知，已知路程与速度，根据公式v＝s/t可求得时间；通过公式W＝Pt 可求出摩托车从家到学校所做的功即消耗的能量，即W=Q＝mq，从而求出所消耗
的汽油的质量；根据表中的汽油的价格可求出所需要的油费．
59.答案：(1)Q吸＝cm(t-t0)＝4.2×103J/(kg·℃) ×5 kg×(100℃一20℃)＝1.68×106J．
(2)由公式Q放＝mq，η＝Q吸/Q放，得 m＝Q吸/ηq＝0.2 kg．
(3)由公式η＝Q吸/Q放＝25％．
解析：水吸收的热量可由吸热公式Q吸＝cm(t-t0)求得；(2)根据题意可知燃气灶的热效率为η＝Q吸/Q放，其Q放＝mq，从而得出Q放＝Q吸/η，即m＝Q吸/ηq；(3)只有Q
放发生了改变，Q吸没有发生改变．
60.答案：C
解析：内燃机的四个冲程中有两个能量转化，一个是将内能转化为机械能，即做功冲程，另一个是将机械能转化为内能，即压缩冲程，故答案为C．
61.答案：B
解析：做功冲程是汽油在气缸内燃烧后的高温、高压的燃气推动活塞做功，此过程中两气门关闭，活塞在燃气推力的作用下向下运动，故正确的答案为B．
62.答案：C
解析：水沸腾后将软木塞冲开，把内能转化为机械能．在内燃机的做功冲程中，燃料剧烈燃烧，产生高温高压气体，这些气体体积膨胀，推动活塞运动，也是把内能转
化为机械能．
63.答案：做功液化节约燃料(或节约能源；提高效率等)
解析：第五冲程水蒸气推动活塞运动，即对活塞做功，将内能转化为机械能，相当于内燃机的做功冲程；第六冲程中水蒸气由气态变成了液态，属于液化现象；本题第
三空具有开放性，只要合理正确即可．
64.答案：机械内
解析：内燃机是一种热机，它是把内能转化为机械能的机器；燃料燃烧释放出的内能不可能全部转化为有用的机械能，其中有很大一部分内能随尾气等散失掉了，所以
内燃机效率较低．
65.答案：做功机械推广使用电动机
解析：汽油机在做功冲程中两气门都关闭，火花塞打火，汽油剧烈燃烧，产生高温、高压气体，这些气体推动活塞运动，把内能转化为机械能．
66.答案：压缩
解析：要判断汽油机的各个冲程，关键是看两气门的开闭情况和活塞的运动情况．从图中可以看出，此时两气门都关闭，活塞向上运动，这是压缩冲程．。