文档内容
专题 01 《内能》压轴培优题型训练【十大题型】
一．分子的热运动（共3小题）
二．扩散现象（共2小题）
三．分子间作用力的现象（共3小题）
四．热传递的方向与条件（共2小题）
五．做功改变物体的内能（共5小题）
六．温度、内能、热量的关系（共2小题）
七．比较不同物质吸热的情况（共6小题）
八．水的比热容特点及实际应用（共3小题）
九．利用比热容的公式计算热量（共10小题）
十．热平衡方程及其应用（共6小题）
一．分子的热运动（共3小题）
1．大理蝴蝶泉面积50多平方米，为方形泉潭。泉水清澈如镜，有泉底冒出，泉边弄荫如
盖，一高大古树，横卧泉上，这就是“蝴蝶树”。每年春夏天之交，特别是 4月15日，
蝴蝶树芬芳引蝴蝶。大批蝴蝶聚于泉边，满天飞舞。最奇的是万千彩蝴蝶，交尾相随，
倒挂蝴蝶树上，形成无数串，垂及水面，蔚为壮观。下列说法不正确的是（ ）
A．蝴蝶满天飞舞，表明蝴蝶分子运动很快
B．蝴蝶泉边花香四溢，是因为分子不停地做无规则运动
C．温度越高，分子运动越快
D．蝴蝶树吸引蝴蝶，是扩散现象的一种表现
2．验证“气体分子做无规则运动”实验时，小华用一个玻璃瓶装有空气，另一个相同大小
玻璃瓶装有红棕色二氧化氮气体（已知 ＞ ），口对口对接，中间用玻璃片隔开
氮 空
（图）。抽去玻璃片后，红棕色二氧化氮会逐渐向下与空气混合。小李认为二氧化氮分
ρ ρ
子可以自发进入空气中，就验证了气体分子做无规则运动。（1）你同意小李的意见吗？ （选填“同意”、“不同意”）；理由是
。
（2）若要求只利用现有器材，通过实验证明“气体分子做无规则运动”。请你写出：
①主要实验操作： ；
②相应实验现象： 。
3．2016年12月28日，东湖绿道正式建成开放。东湖绿道全长约28公里，宽6米，根据
原规划，武汉东湖绿道将被打造成世界级绿道，具备举办国际环湖自行车赛的能力。
（ 1 ） 春 天 到 了 ， 绿 道 上 充 满 了 鸟 语 花 香 ， 能 闻 到 花 香 说 明 分 子
；
（2）某自行车运动员，持续骑行通过东湖绿道全程。他通过绿道前半程平均速度约为
6m/s，通过绿道后半程平均速度约为4m/s，那么该运动员通过绿岛全程的平均速度为
m/s；
（3）如果自行车运动员的质量为40kg，所骑自行车的质量为10kg，骑自行车时与地面
接触的总面积为20cm2，忽略空气的影响。则该自行车运动员骑车行驶时，车对地面的
压力为 N，车对地面的压强为 Pa。
二．扩散现象（共2小题）
4．液体表面部分分子挣脱其它分子的束缚，逃逸到空气中，这是蒸发的微观本质；同样，
固体表面分子也可以逃逸到空气中，这是升华的微观本质；把糖块放进水中，糖分子会
跑到水分子的间隙中去，这是溶解的微观本质。由此看来，上述三种现象有着相同的微
观本质，因此可以用一个更具概括性的名词来表示这一类现象，即三者同属 扩散 现
象。通过上述三种人眼可以观察到的宏观现象，我们可以推断出微观世界的分子的运动
状态是 。（请把正确选项的代号填在此横线上）
A．静止的 B．运动的
C．做加速运动 D．一切物体的分子都在永不停息地作无规则的运动。
5．请完成下列实验设计中的空白内容
实验课题 研究水分子热运动
器材 两个烧杯、 、墨水、滴管
方法与步骤 1． ；
2． ；
3．现象比较，记录表格、分析得出结论。实验中为研究水分子的热运动情况而采取以上的实验措施，这是采用了
方法。
记录表格 实验对象 墨水扩散速度
结论 温度越高，水分子热运动越剧烈。
三．分子间作用力的现象（共3小题）
6．（1）如图所示，将两个表面光滑的铅块相互压紧，松手后，它们会粘在一起，它们粘
在一起，说明分子间有 力。
（2）小明要将水和硫酸铜溶液装入量筒中做“液体扩散”的实验，已知水的密度小于
硫酸铜溶液的密度，装好液体后，处于量筒底部的液体是 ，装好液体
的量筒所处的环境温度越高，液体颜色变均匀所用的时间越短，这说明温度越高，液体
扩散得越 。
7．如图所示，将两个半径约为1cm的铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，
两个铅柱就像被粘在了一起，下面吊上5kg的重物都不能把它们拉开。
（1）两个铅柱没有被重物拉开是因为铅柱的分子之间存在 。
（2）小红是一个爱思考的学生，她认为与铅柱底面接触的大气会对铅柱有向上托的力，
这个力足以保证两个铅柱不被重物拉开。你是否同意小红的观点？请通过估算该力的大
小来证明。（大气压p 取1×105Pa）
0
（3）请设计一个实验并自选器材来验证小红的猜想。
8．请阅读《不辱使命的天宫一号》并回答32题。
不辱使命的天宫一号
天宫一号是中国首个目标飞行器和空间实验室，属载人航天器，于2011年9月29日21
时16分3秒在酒泉卫星发射中心发射，天宫一号的发射标志着中国迈入中国航天“三
步走“战略的第二步第二阶段（即掌握空间交会对接技术及建立空间实验室）；同时也
是中国空间站的起点，标志着中国已经拥有建立初步空间站，即短期无人照料的空间站
的能力。
天宫一号的运行轨道高度在与飞船交会对接时大约距离大气层340公里，无人期间则会适当调高，约370公里，以减小轨道衰减速度，更节约能源。天宫一号绕地球一圈的运
行时间约为90分钟。天宫一号在运行轨道上飞行时，可以近似看成是圆周运动。在天
宫一号实验舱内，所有跟重力有关的物理现象都消失不见了，这种现象被称为“完全失
重状态”。如图1所示为天宫一号在轨道上飞行的示意图。
2011年11月，天宫一号与神舟八号飞船成功对接，中国也由此成为世界上第三个自主
掌握空间交会对接技术的国家。2012年6月18日，神舟九号飞船与天宫一号目标飞行
器成功实现自动交会对接，中国3位航天员首次进入在轨飞行器。2013年6月20日10
时14分，航天员聂海胜、张晓光和王亚平在天宫一号的实验舱内开始了太空授课活动，
带领着全国观众体验了神奇的太空课堂。如图2所示为王亚平太空授课过程中很轻易地
制造出的一个“巨大”的水球。
2016年3月16日，天宫一号目标飞行器正式终止数据服务，全面完成了历史使命，进
入轨道衰减期。
2018年4月2日8时15分左右，天宫一号目标飞行器再次入大气层，落入区位于南太
平洋中部区域，绝大部分器件在入大气层过程中烧蚀销毁，结束了它辉煌的一生。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）根据文中内容，以下说法中正确的是 （只有一个选项正确）
A．天宫一号在运行轨道上飞行时没有惯性
B．天宫一号在运行轨道上飞行时运动状态不变
C．可以在天宫一号的实验舱内用天平称量物体的质量
D．可以在天宫一号的实验舱内用弹簧测力计测量拉力
（2）对于王亚平在天宫一号实验舱内制造的“巨大”的水球，以下说法中正确的是
（多选题）
A．这个水球形成的原因是水分子之间存在引力作用
B．这个水球形成的原因是水分子之间存在斥力作用
C．在地面上很难制造出如此巨大的水球，说明在地球上水分子之间没有引力作用
D．如果向这个水球内注入一滴红墨水，经过一段时间整个水球都将变成红色
四．热传递的方向与条件（共2小题）
9．如图中甲图所示，将装有热奶的奶瓶放入水中冷却；根据测得的数据，作出热奶和水的
温度随时间的变化图象，如图乙所示。根据图象回答下列问题：（1）表示热奶的温度随时间变化的曲线是图乙中的 ；
（2）温度随时间变化比较缓慢的曲线是图乙中的 ；
（3）水的初温是 ℃；热奶的末温是 ℃。
（4）热奶和水会发生热传递，是因为它们具有不同的 。
10．阅读短文，回答问题。
冰糕不化
炎热的夏天，小明为了消暑买了一支冰糕，可没过多长时间，冰糕就化了。他看了看街
边卖冰糕的人用棉被将冰糕箱捂得非常严实，心想：这不是让冰糕化得更快吗？怎样才
能使冰糕化得慢些呢？他猜想：一种是像所看到的那样用棉被捂着化得慢，另一种是放
在铝制饭盒内再盖紧盒盖。他做了实验进行对比：同时将两支冰糕分别放在铝饭盒和棉
被里，结果饭盒里的冰糕10min就化成水了，放在棉被里的冰糕20min才化成水。
（1）小明得出的结论是什么？
（2）为什么冬天穿着棉衣暖和？
（3）小明探究出的这个结论在日常生活中还有什么应用？请举一例。
（4）在这次探究过程中，小明运用的主要科学探究方法是 。
五．做功改变物体的内能（共5小题）
11．如图所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，用力把活塞迅
速下压，棉花就会立即燃烧。根据该实验现象，下列结论错误的是（ ）
A．玻璃筒里的气体容易被压缩，是因为气体分子间距离较大
B．活塞下压过程中，玻璃筒里的气体的内能增大
C．棉花燃烧过程是化学能转化为内能
D．活塞下压过程的能量转化形式与热机做功冲程能量转化相同
12．如图所示，在试管中装一些水，用软木塞塞紧，对试管加热使水沸腾，会看到蒸气把软木塞“砰”的一声顶开。“蒸气顶开软木塞”是一个 转化 的过程。
13．将一个底部封闭的薄壁金属管固定在支架上，管中装一些酒精，然后用塞子塞紧管口
把一根橡皮条缠在管子上并迅速来回拉动，很快会观察到塞子被酒精蒸汽顶出（如图所
示）。回答下列问题：
（1）问题：采用 方式使金属管壁的温度升高，内能 。
（2）从能量转化的角度分析：是将 转化为 。
14．阅读短文，回答文后的问题。
焦耳热功当量实验
大家都知道：“摩擦生热”。那摩擦做功与生热之间存在怎样的关系？
焦耳等科学家运用多种方法、不同实验，测出做功（W）和做功产生的热（Q）两者之
间的比值关系。其中最经典的是1847年焦耳设计的桨叶轮实验。如图甲，在一个装满
水的绝热桶里放入铜制的翼轮，多次用下落的重物带动翼轮上的叶片转动，转动的叶片
与水摩擦，产生的热使水的温度升高。焦耳通过测量所挂重物的重力和重物下落的距离，
计算出重物做的功，即翼轮克服水的摩擦所做的功（W）；测量绝热桶中水升高的温度，
从而计算出水吸收的热（Q）。
（1）焦耳做这个实验的目的是 。
（2）小柯利用刻度尺、温度计、天平、双层真空平底圆柱体保温杯、水等器材，粗略
测量做功和做功产生的热之间的比值关系。具体方案是：
①用刻度尺测量空保温杯内部高度，记为h杯 。
②用天平称量一定质量的水，记为m水 ，水的比热容，记为c水 ，用温度计测出水的温
度，记为t 。
1③将水倒入保温杯中，测量杯中水的高度，记为h水 ．计算出h杯 ﹣h水 ，这也就是杯中
水下落的 。
④在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1℃的温度计（连接处密闭绝热），盖紧保温杯，
如图乙。
⑤将保温杯慢慢上、下翻转多次（n次），计算出水的重力所做的功（W）。
⑥测出杯中水的温度，记为t ，计算出水吸收的热（Q）。
2
⑦根据⑤、⑥数据，得出W、Q两者的比值关系。
（3）用方案中测得的数据得到的W、Q两者比值的关系式是 。
15．内能不仅可以解释很多自然现象，而且人们还用内能做其他有益的事情。请分析下面
两例：
（1）当太阳烤暖大地时，使得下层的气团温度升高，密度减小，因而上升，如图所示，
上升的气团膨胀，推挤周围的空气对外 ，因此内能 ，温度 。所以
越高的地方，空气的温度越 。
（2）飞机在万米高空飞行的时候，舱外气温往往在﹣50℃以下，由于高空的大气压比
舱内气压低，要使舱内获得新鲜空气必须使用空气压缩机把空气从舱外压进来。在这个
过程中，空气压缩机对气体 ，使空气的内能 ，温度 ，舱内总是温暖
如春。
六．温度、内能、热量的关系（共2小题）
16．（多选）关于温度，热传递和热量，下列说法中正确的是（ ）
A．温度高的物体具有的热量多
B．热量总是从热量多的物体传递到热量少的物体
C．热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体
D．冰箱、空调能够将热量从低温物体传递到高温物体
17．（多选）在环境温度为0℃的条件下，当冰水混合物达到热平衡时，以下说法中最合
理的是（ ）
A．冰的熔化和水的凝固不再发生
B．冰和水的质量比不再发生变化
C．混合物的热能[内能]等于零
D．混合物中分子热运动已经停止
七．比较不同物质吸热的情况（共6小题）
18．（多选）在“比较不同物质的吸热能力”的实验探究中，用相同的酒精灯对四种液体
加热，得到如表所示的数据，如果四次实验中，在相同时间内，水、甲、乙、丙吸收的热量相等，已知水的比热容为c水 ＝4.2×103J/（kg•℃），则由上述条件可得（ ）
次数 液体 质量/g 升高的温度/℃ 加热时间/min
1 水 200 10 7
2 甲 200 20 10
3 乙 400 20 14
4 丙 400 15 14
A．第1次实验中，水吸收的热量等于酒精燃烧放出的热量
B．第1、2次实验中，甲液体吸收的热量多
C．乙液体的比热容为4.2×103J/（kg•℃）
D．丙液体的比热容大于乙液体的比热容
19．小明用如图所示装置探究两种液体吸热能力，两烧瓶中的电阻丝相同。
（1）实验中，必须取 （填“质量”或“体积”）相等的甲、乙两种液体；
（2）实验中，用 间接反映液体吸收热量的多少；（选“通电时间”
或“温度计示数的变化”）
（3）如表是某次的实验数据，分析可知， （填“甲”或“乙”）液体的吸热能
力较强；
（4）若在甲、乙两瓶中，液体是质量相同的同种液体，电阻丝的阻值不同，则该装置
可用来探究电流产生的热量与 的关系。
物理量 质量（g） 初始温度（℃） 加热时间（min） 最终温度（℃）
物质
液体甲 150 20 3 45
液体乙 150 20 3 68
20．在一节物理校本研究课中，小明同学与小芳同学要比较甲、乙两种比热容的大小，他
们准备了两只相同的烧杯，分别装了初温和质量相同的甲、乙液体。
（1）在设计实验方案时，加热的方式选择下列的 （填字母代号）更科学。
A．用两只相同的酒精灯分别给甲、乙液体的烧杯加热B．用两只功率相同的电加热器分别浸没在甲、乙液体中加热
（2）在两种液体都不沸腾的前提下，小明认为要把甲、乙两种液体都加热到相同的温
度然后进行比较；小芳认为要加热到相同的时间然后进行比较，你认为方法可行的是
（选填“仅小明可行”、“仅小芳可行”或“两人都可行”）
（3）根据你第（2）问做出的选择，说出应该怎样判断得出甲、乙两种液体比热容的大
小。
21．为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置
做了如图所示的实验。实验步骤如下：
A．在两个同样的烧杯中，分别装入等体积的水和煤油；
B．用两支温度计分别测出水和煤油的初温；
C．分别用同样的酒精灯，加热时间相同；
D．用温度计分别测出水和煤油的末温。
你认为：（1）步骤A存在的错误是： ，应
改为 ；
（2）步骤C，加热时间相同是为了使水和煤油 ，
（3）步骤B和D是为了得出水和煤油的 。
实验数据记录如下。
物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃
水 60 20 6 45
食用油 60 20 6 68
（4）从表中数据可知，加热结束时，食用油的温度比水温度 （选填“高”或
“低”）。
（5）在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，
此时，水吸收的热量 （选填“大于”或“小于”或“等于”）食用油吸收的热
量。
（6）实验表明， （选填“水”或“食用油”）吸热的能力更强。
22．如图甲，在探究“不同物质吸热能力”的实验中：（1）某同学在两个相同的烧杯中加入初温相同、液面等高的水和煤油如图甲所示（
水
＞ ）．同组的同学立即指出了其中的问题，你认为问题的所在是
煤油 ρ
。
ρ
实验中选用相同电加热器的目的是：使水和煤油在相同时间内 。
（2）纠正错误后进行实验得出了水和煤油温度随时间变化如图乙所示。
①根据图乙可判断出a物质是 。
②根据图乙可判断出 吸热能力强，则冬季取暖应选用物质 （都选填a或
b）。
（3）给质量同为100g的液体甲和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图丙所示，
据此判断液体甲的比热容为 。
A．2.1×103J/（kg•℃）
B．4.2×103J/（kg•℃）
C．2.52×103J/（kg•℃）
D．条件不足，不能计算
23．小明在学习“物质的比热容”时，取相同质量的水和沙子，用相同的酒精灯加热，测
得它们升高的温度如表，并在图中作出沙子升高的温度随时间变化的图线。
加热时间/min 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
升高的温度/℃ 水 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
沙子 4.3 7.9 15.2 18.4 21.5
（1）实验中选用相同的酒精灯加热，可以认为相同时间内水和沙子 相
同。
（2）请利用表中数据在图中作出表示水升高的温度随时间变化规律的图线。
（ 3 ） 沙 子 在 1.0 ～ 1.5min 内 升 高 的 温 度 有 明 显 异 常 ， 其 主 要 原 因 是
。
（4）小明再用50g水和100g水做实验，以吸收的热量Q为纵坐标，升高的温度Δt为横
坐标，分别画出50g水和100g水的Q﹣Δt图象。它们都是过原点的直线，即Q＝kΔt．
进一步分析，发现这两条直线的k值之比与对应水的 之比相等。八．水的比热容特点及实际应用（共3小题）
24．阅读短文，回答问题。
汽车防冻液
汽车在行驶时，发动机的温度会升得很高。为了确保安全，可用水循环进行冷却。实际
上，水中往往还要加入不易挥发的防冻液（原液），加入防冻液后的混合液冬天不容易
凝固，长时间开车也不容易沸腾。
有关资料表明，防冻液与水按不同的比例混合，混合液的凝固点、沸点不同，具体数值
参见下表（表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比）。
防冻液含量/% 30 40 50 60 70 80 90
混合液的凝固点/℃ ﹣17 ﹣28 ﹣37 ﹣49 ﹣48 ﹣46 ﹣28
混合液的沸点/℃ 103 104 107 111 117 124 141
在给汽车水箱中加防冻液时，宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10～15℃．考
虑到混合液比热容的减小会影响散热效果，因此，混合液中防冻液的含量不宜过高。
（1）汽车发动机用水来冷却，这是因为水的 较大。
（2）在混合液中，如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%，则混合液凝固点的变化情
况是 。A．逐渐升高 B．逐渐降低
C．先升高后降低 D．先降低后升高
（3）若某地常年最低气温为﹣15℃，对该地区汽车来说，在下列不同防冻液含量的混
合液中，宜选 。
A．30% B．40% C．60% D．90%
（4）请在图2中作出混合液沸点与防冻液含量的关系图象；由图象可以推知，防冻液
的含量达到75%时，混合液的沸点大约是 ℃。
（5）长时间使用后，汽车水箱中的混合液会减少。与原来相比，混合液的沸点
（ 选 填 “ 升 高 ” 、 “ 降 低 ” 或 “ 不 变 ” ） ， 其 原 因 是
。
25．请仔细阅读下文，按要求回答问题。
气候与热污染
夏季的海边，海风轻拂，昼夜温差小，气候宜人。而沙漠的夏季，白天气温可达60℃，
夜晚能降到10℃．这是因为水的比热容比沙石的大，水和沙石上升相同的温度，水能吸
收更多的热量。因而，在同样受热的情况下，水的温度变化比沙石小得多，水起到了很
好的调节气温的作用。气温不仅受自然环境的影响，还受人造环境的影响。城市的工业、
交通和生活，每天都消耗大量燃料。燃料燃烧产生的内能，只有一部分做了有用功，大
部分散失在周围空间，成为环境热源。电力、冶金、石油、化工、造纸等行业，它们通
过冷却水和烟筒向环境散热，造成工业热污染；汽车、空调、冰箱等现代化家庭设备工
作时，都向环境散发热量；城市里过多的人口散发的热量也很可观大城市散发的热量可
以达到所接收的太阳能的2/5，从而使城市的温度升高，这就是常说的热岛效应…
（1）在同样受热情况下，沙子的升温 ，水的升温 。（选填“快”与
“慢”）
（2）在升高的温度相同时，沙子吸收的热量 ，水吸收的热量 。（选填
“多”与“少”）
（3）如何减少环境的热污染，请你提出一条合理化建议：答：
。
26．阅读《热岛效应》，回答。
热 岛 效 应
热岛效应，指由于人为原因，改变了城市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素，进
而引起的城市小气候变化现象。该现象属于城市气候最明显的特征之一。由于城市化的
速度加快，城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率
和更小的比热容，使得相同的日照情况下，城市地区升温较快，并向四周和大气中大量
辐射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的城区处于低温的郊区
包围之中，如同汪洋大海中的岛屿，人们把这种现象称之为城市“热岛效应”。
在“热岛效应”的作用下，城市中每个地方的温度并不一样，而是呈现出一个个闭合的
高温中心。在这些高温区内，空气密度小，气压低，容易产生气旋式上升气流，使得周
围各种废气和化学有害气体不断对高温区进行补充。在这些有害气体作用下，高温区的居民极易患上呼吸系统或神经系统疾病。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）在相同的日照情况下，城市地区比郊区升温较快，其主要原因是城市建筑群密集、
柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和 。
（2）减弱热岛效应的措施之一：保护并增大城区的绿地、水体面积，多植树。城区的
水体、绿地对减弱夏季城市热岛效应起着十分可观的作用。这是主要是利用了水的
的特性。
（3）减弱热岛效应的措施之二：人工蒸发补偿。解决城市大气热污染的首要办法是增
大蒸发量，受城市安装条件的限制，采用喷雾系统是一种高效且经济的办法。这是利用
了水蒸发有 的作用。
（4）减弱热岛效应的措施之三：绿色出行。只要是能降低出行中的能耗和污染，就叫
做绿色出行。如：少开私家车，尽量多乘坐汽车、地铁等公共交通工具，或者
等。
九．利用比热容的公式计算热量（共10小题）
27．如图所示，规格相同的甲、乙两容器中分别装有3kg和2kg的纯净水，并用不同加热
器加热，不计热损失，得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图，则下列说法正确的
是（ ）
A．甲杯水中每分钟吸收的热量为2.52×105J
B．甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比为3：2
C．加热相同的时间，甲、乙两杯水升高的温度之比3：2
D．将甲、乙两容器中的液体从20℃加热至沸腾所需要的时间之比为4：9
28．使20g冰的温度从﹣10℃升高到0℃，但未熔化成水，需要吸收多少热量？如果这些
热量是由温度从5℃降低到0℃的水来供给的，需要多少克5℃的水？[冰的比热容是
2.1×103J/（kg•℃） 水的比热熔4.2×103J/（kg•℃）]。
29．小华家使用的天然热水器铭牌标明它的热效率为82%，某次洗衣他用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的体积到40L时洗衣机便自动停止注水。已知自来水的温度是
15℃，热水器输出热水的温度为40℃，注水前天然气表的示数是2365.89m3，天然气的
热值为3.2×107J/m3．请你根据小华测量的数据计算出
（1）热水吸收的热量；
（2）小华这次洗衣后天然气表的示数将变为多少？
30．西气东输工程让滨州市民用上了物美价廉的天然气。用天然气灶把 2kg、初温为30℃
的水烧到80℃，消耗了20g天然气，已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），天然气的
热值为4.2×107J/kg，则：
（1）水吸收的热量为多少J？
（2）天然气完全燃烧放出的热量为多少J？
（3）天然气灶烧水的效率为多少？
31．如图给出了一些物质的比热容[J/（kg•℃）]。
（1）在1标准大气压下，若用质量为0.5kg的铜壶将初温为20℃，质量为5kg的一壶水
烧开，铜壶和水的内能共增加了多少？
（2）若天然气完全燃烧释放热量的80%被铜壶和水吸收，烧开上述同样一壶水需要消
耗多少体积的天然气？（天然气的热值为q＝4×107J/m3）
（3）从节能的角度考虑，烧开水时用质量相等的铝壶、不锈钢壶、铜壶哪个更好？说
明理由。
32．由于天气寒冷，吃早饭时妈妈要用热水给小明加热 250g瓶装牛奶，如图所示，要使这
瓶牛奶的温度由10℃最终升高到50℃，（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），牛奶的比热容为2.1×103J/（kg•℃）不计热量损失
（1）牛奶需要吸收多少热量？
（2）妈妈至少要用60℃的热水多少？
33．已知物体的动能表达式为E ＝ mv2，其中m为物体的质量，v为物体的运动速度如
K
图所示，质量m ＝8kg的平顶小车静止在光滑的水平轨道上，车顶与左侧光滑平台等高，
1
平台上放置质量m ＝2kg的小物块，小物块以5m/s的初速度向右运动，滑上小车。最
2
终小物块静止在小车上，并以1m/s的速度一起向右运动。若此过程中机械能全部转化
为内能，且全部被小物块吸收，则能使小物块的温度升高多少摄氏度？[小物块的比热
容为2×103J/（kg•℃）
34．某中学锅炉房每天要将3吨水从20℃加热到100℃问：
（1）这些水要吸收多少热量？
（2）“西气东输”实现后，可用天然气作为燃料来烧水，设天然气完全燃烧释放热量
的75%被水吸收，学校每天因烧水要消耗天然气多少千克？（q天然气 ＝8.4×107J/kg．）
（3）请分别从热学角度和环保角度说说天然气与煤相比，天然气的两大突出优点。
35．2017年6月10日，作为中国大陆核电的发源地﹣﹣秦山核电基地安全运行 100堆年
（一座核反应堆运行一年为一堆年）。从被誉为“国之光荣”的秦山核电站 1991年12月15日投入运行开始，秦山核电基地一直保持安全稳定运行，目前每分钟的安全发电
量相当于少消耗烟煤13.0t，减排二氧化碳约40.6t，二氧化硫约0.2t，氮氧化物约0.8t。
秦山核电基地目前共有9台运行机组，年发电量约500亿千瓦时，是目前我国核电机组
数量最多、堆型品种最丰富、装机容量最大的核电基地。[下列（1）（2）题答案用科
学记数法表示]
（1）13.0t烟煤如果完全燃烧，放出的热量为多少J（烟煤的热值为2.9×107J/kg）。
（2）假设13.0t烟煤在煤炉中完全燃烧，放出的热量部分被水吸收，可以使4×105kg的
水从20℃升高到100℃，求水吸收的热量为多少J。[c水 ＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）求煤炉加热水的热效率。[第（3）题结果保留两位有效数字]
36．在标准大气压下，完全燃烧了6L的天然气加热质量为500g，初温为5℃的水，若天然
气放出的热量60%被水吸收。水的比热容是 4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值约为
3.15×107J/m3．试求：
（1）10L的天然气完全燃烧放出的热量是多少J？
（2）水的温度升高了多少℃？
十．热平衡方程及其应用（共6小题）
37．将一杯热水倒入容器内的冷水中，冷水温度升高 10℃，又向容器内倒入同样一杯热水，
冷水温度又升高6℃，若再向容器内倒入同样一杯热水，则冷水温度将再升高（不计热
损失）（ ）
A．10℃ B．6℃ C．6℃以上 D．6℃以下
38．初三的你体育锻炼完回到教室，用两个相同的杯子从饮水机分别接了部分热水和部分
冷水，准备用两杯水混合来得到温度适宜的饮用水。已知热水有 100g，且初温为
93℃，你先将冷水杯内一半的冷水倒入热水杯内，摇匀且稳定后，热水杯内水的温度降
低到63℃；你再将冷水杯内剩余冷水的一半倒入热水杯内，摇匀且稳定后，热水杯内的
水温降低到57℃；你最后将冷水杯内剩余的冷水全部倒入热水杯内，摇匀且稳定，终于
温度适中。（整个过程水没有溢出杯子，不计水的质量变化、状态变化和热量损失）则
混合前，冷水的质量和最终混合后水的温度为（ ）
A．25g 21℃ B．50g 21℃ C．100g 53℃ D．200g 53℃
39．将500g温度为80℃的水兑入2.5kg温度为20℃的水中，假设没有热量的损失，那么平
衡后的水温为多少？40．在野外施工中，需要把质量为4.2千克的铝合金构件温度从10℃升高到63℃或以上。
现只有保温瓶中1.2千克温度为90℃的热水可以利用，不计热损失，请设计一个加热构
件的方案。同学甲设计的方案和运算如下：将铝合金构件直接放入90℃热水中，在不考
虑热损失的前提下，热水放出的热量等于构件吸收的热量。根据热量计算公式：Q放 ＝
cm
1
（t
l
﹣t）、Q吸 ＝cm
2
（t﹣t
2
），将数值代入计算，得出构件与热水在达到热平衡时
的温度t＝56.2℃．显然，这种方案不能使构件达到规定的温度。同学乙设计的方案是把
90℃的热水分成等质量的两份，让构件先放入第一份90℃的热水中，达到热平衡后取出，
再放入第二份90℃的热水中，再使构件与热水达到热平衡。通过计算表明，这一方案可
使构件的最后温度达到61.7℃．问：
（1）怎样才能让构件达到63℃呢？请写出你的设计方案。
（2）若采用最佳加热方案，构件最后的温度可达 69.5℃．这一结果启示我们，工业上
也可以用这一方法用冷水来冷却某些构件，请简要说明这种最佳冷却方案。
41．鲁能巴蜀中学初2014级物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，
选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热，他们绘制出沙子
与水的温度随加热时间变化的图象如图所示。已知酒精的热值是3×107J/kg，加热时酒
精灯平均每分钟消耗1g酒精。那么请问：
（1）经分析：图 a 是沙子吸热升温的图象。
（2）加热满2min时，水吸收了多少热量？
（3）加热满2min时酒精完全燃烧过程中热量的利用率是多少？
（4）试求出沙子的比热容。
42．质量为100g的铁块，放在炉子上加热相当长的时间后取出立即投入质量为 250g、温
度为20℃的水中，水的温度最后升高到60℃，（此过程中不计热损失）求炉子的温度。[c铁 ＝0.46×103J/（kg•℃）]。
