2025九年级物理上册第十二章内能与热机综合素质评价试卷及答案（鲁科版五四制）

这是一份2025九年级物理上册第十二章内能与热机综合素质评价试卷及答案（鲁科版五四制），共16页。
一、选择题（每题3分，共30分） 1．[［2024·佛山期中］]流感病毒具有较强的传播与复制能力，当人与人之间近距离交流时，飞沫可成为传播载体。若把流感病毒与原子、电子看成球体，流感病毒的直径在100 nm左右，原子直径的数量级为10-10m，电子半径的数量级小于10-9nm。它们与飞沬按尺度从大到小的排序是（ ） A. 流感病毒；电子；原子；飞沫 B. 飞沫；原子；流感病毒；电子 C. 原子；流感病毒；飞沫；电子 D. 飞沫；流感病毒；原子；电子 2．下列现象能说明分子做无规则运动的是（ ） A. 春风拂面，杨絮飞扬 B. 晨曦微露，雾漫山野 C. 百花齐放，花香四溢 D. 天寒地冻，大雪纷飞 3．[［2024·青海］]我们常吃的月饼是在烤箱里“烤”的，但根据南宋《武林旧事》记载，最早的月饼出自笼屉，青海就保留着用蒸笼“蒸”月饼的传统习俗。下列情境中，改变物体内能的方式与“蒸”“烤”相同的是（ ） A. B. C. D. 4．以下过程不发生物态变化。初温相同的两块金属甲、乙吸收了相同热量，甲的末温比乙的低；那么，初温相同的甲、乙放出相同热量（ ） A. 甲的末温比乙的低，但无法判断甲、乙比热容哪一个大 B. 甲的末温比乙的高，但无法判断甲、乙比热容哪一个大 C. 甲的末温比乙的高，且可以判断甲、乙比热容哪一个大 D. 无法判断甲、乙的末温哪一个高，且无法判断甲、乙比热容哪一个大 5．[［2024·广元］]1883年人类发明了汽油机。一台四冲程汽油机的一个冲程中，火花塞点火，燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体推动活塞对外做功，则该冲程（ ） A. 是压缩冲程 B. 气体对外做功，内能转化为机械能 C. 活塞依靠飞轮的惯性而运动 D. 气体对外做功，气体的内能增加 6．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（ ） （第6题） A. 小球在1位置和2位置的动能相同 B. 小球在3位置受平衡力的作用 C. 在小球的运动过程中，有一部分机械能转化成了内能 D. 此过程说明了能量守恒定律是需要建立在一定的条件之上才能成立的 7．[［2024·淄博二模］]如图甲所示，使用相同规格的电加热器和烧杯分别对水和食用油加热，得到温度随时间变化的图像如图乙所示，水的比热容c水=4.2×103 J/(kg⋅℃)，下列说法正确的是（ ） （第7题） A. 要探究物质的吸热能力，应在两个相同的烧杯中加入体积和初温均相同的水和食用油 B. 在0～2 min内，a吸收的热量比b的多 C. 吸热能力较强的是a，a是水，它更适合作冷却剂 D. 利用图乙中图像的数据，可计算出食用油的比热容为2.8×103 J/(kg⋅℃) 8．[［2024·德州阶段练习］]如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10 g，烧杯内的液体质量也相同，则（ ） A. 比较不同液体的比热容，可以选择甲、乙两图 B. 比较不同液体的比热容，可以选择乙、丙两图 C. 比较不同燃料的热值，可以选择甲、丙两图 D. 比较不同燃料的热值，可以选择甲、乙两图 9．［多选］用相同的加热装置分别对固态物质a、b、c加热，它们的温度随加热时间变化关系如图所示。不计热量损失，以下分析正确的是（ ） （第9题） A. t1～t2时间内，a、c吸收热量相同 B. t2～t3时间内，a的内能不变 C. b的比热容可能大于c的比热容 D. 若a、b是同种物质，则b的质量小于a的质量 10．［多选］如图甲所示，用同一个实验装置分别加热200 g的A、B两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化的图像如图乙所示。其中B从20 ℃加热至沸腾刚好消耗了8 g酒精。若单位时间内A吸收的热量与B吸收的热量相等，c水=4.2×103 J/(kg⋅℃)，q酒精=3×107 J/kg，则下列说法正确的是（ ） （第10题） A. B液体是水 B. 8 g酒精完全燃烧放出的热量为2.4×105 J C. 该酒精灯的加热效率为35% D. 0～4 min内A吸收的热量为5.02×104 J 二、填空题（每空2分，共22分） 11．[［2024·乐山］]麻辣烫是乐山颇受欢迎的美食，食物在麻辣烫汤锅中温度升高是通过_ _ _ _ _ _ 的方式改变其内能，麻辣烫香味扑鼻是_ _ 现象。 12．[［2024·济南二模］]水是生命之源!如图，一个成年人体重的70%左右都是水，因为水具有_ _ _ _ _ _ _ _ 的特点，可以在环境温度剧烈变化时维持人体体温的相对稳定；剧烈运动后人们出汗较多，而汗液的_ _ （填物态变化名称）可以吸收大量的热，从而避免体温过高造成不适。 （第12题） 13．燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为能。500 g酒精完全燃烧放出的热量Q= _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ J。（酒精的热值q=3.0×107 J/kg） 14．[［2024·哈尔滨］]完全燃烧0.1 m3的天然气放出的热量是_ _ _ _ _ _ _ _ J；若这些热量的20%被4 kg的液体吸收，使其温度升高50 ℃，则该液体的比热容是_ _ _ _ _ _ _ _ J/(kg⋅℃)。(q天然气=3.0×107 J/m3) 15．某汽油机工作示意图如图所示，此时正在进行的是_ _ 冲程。若汽油机的效率是25%，已知汽油的热值为4.6×107 J/kg，则完全燃烧g汽油可以得到9.2×105 J的有用功。 （第15题） 16．小阳在网上看到了一款神奇的摆件玩具，如图所示。钢珠从高处落下，经过轨道后又被弹到孔中，继而往复运动，小阳认为这是一款永动机，不需要消耗其他形式的能量就可以一直不停地运动。小荣认为小阳是错误的，他判断的依据是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 （第16题） 三、实验探究题（第17题12分，第18题8分，共20分） 17．如图甲，在探究“不同物质吸热能力”的实验中： 甲 （1） 小明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(ρ水>ρ煤油)。同组的同学立即指出了其中的问题：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。实验中选用相同电加热器的目的：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的图像如图乙所示。根据图乙可判断出_ _ _ _ （填“a”或“b”）吸热能力强。根据图乙，若不计实验过程中的热损失，煤油的比热容是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。[c水=4.2×103 J/(kg⋅℃)] 乙 （3） 小明同学想起了冰的熔化实验时根据实验数据描绘出的实验图像如图丙所示，处于B时的内能_ _ （填“小于”“等于”或“大于”）处于C时的内能，若冰刚好完全熔化后继续加热一会儿，则水温随时间变化的图线是_ _ _ _ _ _ （填“CD”“CE”或“CF”）。(c水>c冰) 丙 18．如图所示，为比较a、b两种液体的比热容及1、2两种燃料的热值，甲、乙、丙三图中的装置相同，燃料的质量均为10 g，烧杯内的液体初温相同。当燃料燃烧完时，立即读取相应温度计的示数，分别为T甲、T乙、T丙，且有T甲>T乙>T丙。 （1） 在实验中，三个烧杯中a、b液体的_ _ 必须相同。 （2） 实验液体a的比热容ca与实验液体b的比热容cb相比，ca_ _ （填“> ”“< ”或“=”）cb。 （3） 实验燃料1的热值q1与实验燃料2的热值q2相比，q1_ _ （填“> ”“< ”或“=”）q2。 （4） 在甲装置中，若燃料为酒精(q酒精=3×107 J/kg)，烧杯内的液体为水，其质量为200 g，点燃燃料直至燃料烧完，温度计的示数由20 ℃上升到70 ℃，再结合“10 g”燃料这一数据，计算出燃料的热值，通过实验算出的热值与实际相比_ _ （填“偏大”或“偏小”）。 四、综合应用题（每题14分，共28分） 19．[［2024·聊城］]随着新能源政策的引导及风力发电、并网等技术的发展，我国风力发电开发走在了世界前列，装机容量居全球第一。某地有一风力发电站，其中一台风力发电机1 s内提供的电能约为1.8×104 J，1年内提供的电能约为4.8×1011 J。求： （1） 若该风力发电机1 s内提供的电能全部转化为内能，并有70%被水吸收，可以使100 g常温下的水升高多少摄氏度？[c水=4.2×103 J/(kg⋅℃)] （2） 若该风力发电机1年内提供的电能改由火力发电机来提供，且火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约40%转化为电能，则需要完全燃烧多少千克煤炭？（煤炭的热值q 约3.0×107 J/kg） 20．某液态氢生产基地宣传称其所生产的液态氢的热值约为1.4×108 J/kg。测试人员驾驶以该基地生产的液态氢为燃料的大巴车进行测试，测试时大巴车以150 kW的恒定功率沿水平方向匀速直线行驶20 min，消耗液态氢燃料3.4 kg，已知该大巴车发动机的效率为37.5%。 （1） 求此过程中大巴车克服阻力做的功。 （2） 液态氢需要利用严格密封的液氢储罐运输，若在封储过程中由于密封不严而混入空气，则会导致其热值显著下降。请通过计算说明，该生产基地的液氢储罐是否存在密封不严的情况。（结果保留1位小数） 参考答案 一、选择题（每题3分，共30分） 1．[［2024·佛山期中］]流感病毒具有较强的传播与复制能力，当人与人之间近距离交流时，飞沫可成为传播载体。若把流感病毒与原子、电子看成球体，流感病毒的直径在100 nm左右，原子直径的数量级为10-10m，电子半径的数量级小于10-9nm。它们与飞沬按尺度从大到小的排序是（ ） A. 流感病毒；电子；原子；飞沫 B. 飞沫；原子；流感病毒；电子 C. 原子；流感病毒；飞沫；电子 D. 飞沫；流感病毒；原子；电子 【答案】D 2．下列现象能说明分子做无规则运动的是（ ） A. 春风拂面，杨絮飞扬 B. 晨曦微露，雾漫山野 C. 百花齐放，花香四溢 D. 天寒地冻，大雪纷飞 【答案】C 3．[［2024·青海］]我们常吃的月饼是在烤箱里“烤”的，但根据南宋《武林旧事》记载，最早的月饼出自笼屉，青海就保留着用蒸笼“蒸”月饼的传统习俗。下列情境中，改变物体内能的方式与“蒸”“烤”相同的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【点拨】“蒸”“烤”是通过热传递的方式改变内能。弯折铁丝时对铁丝做功，是通过做功的方式改变内能，故A不符合题意；钻木取火时克服摩擦做功，是通过做功的方式改变内能，故B不符合题意；压缩空气时活塞对空气做功，是通过做功的方式改变内能，故C不符合题意；酒精灯加热时，烧杯中的液体吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递的方式改变内能，故D符合题意。 4．以下过程不发生物态变化。初温相同的两块金属甲、乙吸收了相同热量，甲的末温比乙的低；那么，初温相同的甲、乙放出相同热量（ ） A. 甲的末温比乙的低，但无法判断甲、乙比热容哪一个大 B. 甲的末温比乙的高，但无法判断甲、乙比热容哪一个大 C. 甲的末温比乙的高，且可以判断甲、乙比热容哪一个大 D. 无法判断甲、乙的末温哪一个高，且无法判断甲、乙比热容哪一个大 【答案】B 【点拨】根据题意可知，甲、乙的初温相同，吸收相同热量后，甲的末温比乙的低，这说明甲的温度变化较小，则初温相同的甲、乙，放出相同的热量后，甲的温度变化小，所以甲的末温高；由于不知道甲、乙的质量大小关系，根据c=QmΔt可知，无法判定甲、乙比热容的大小，故B正确。 5．[［2024·广元］]1883年人类发明了汽油机。一台四冲程汽油机的一个冲程中，火花塞点火，燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体推动活塞对外做功，则该冲程（ ） A. 是压缩冲程 B. 气体对外做功，内能转化为机械能 C. 活塞依靠飞轮的惯性而运动 D. 气体对外做功，气体的内能增加 【答案】B 6．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（ ） （第6题） A. 小球在1位置和2位置的动能相同 B. 小球在3位置受平衡力的作用 C. 在小球的运动过程中，有一部分机械能转化成了内能 D. 此过程说明了能量守恒定律是需要建立在一定的条件之上才能成立的 【答案】C 【点拨】由图可知，小球在1位置的机械能大于2位置的机械能，而小球在1位置和2位置的高度相同，重力势能相等，机械能为动能和势能之和，所以小球在1位置的动能大于在2位置的动能，故A错误；小球弹跳上升到最高点3位置时，只受重力作用，受力不平衡，故B错误；小球运动的过程中，需要克服阻力做功，有一部分机械能转化成了内能，故C正确；能量守恒定律适用于所有能量转化过程，故D错误。 7．[［2024·淄博二模］]如图甲所示，使用相同规格的电加热器和烧杯分别对水和食用油加热，得到温度随时间变化的图像如图乙所示，水的比热容c水=4.2×103 J/(kg⋅℃)，下列说法正确的是（ ） （第7题） A. 要探究物质的吸热能力，应在两个相同的烧杯中加入体积和初温均相同的水和食用油 B. 在0～2 min内，a吸收的热量比b的多 C. 吸热能力较强的是a，a是水，它更适合作冷却剂 D. 利用图乙中图像的数据，可计算出食用油的比热容为2.8×103 J/(kg⋅℃) 【答案】D 【点拨】要比较不同物质吸热能力，根据控制变量法，应控制水和食用油的质量相等，而不是体积相等，故A错误；用相同的实验装置加热相同时间时，a、b吸收的热量相同，故B错误；由图乙可知，在质量相同、升高相同的温度时，b液体加热的时间长，吸收的热量多，即b液体的吸热能力强，则b是水，它更适合作冷却剂，故C错误；由图乙可知，a在第2 min和b在第3 min时，质量相同的两种液体升高的温度相同，而两种液体吸收的热量与加热时间成正比，加热3 min，水吸收的热量Q水=c水mΔt水=4.2×103 J/(kg⋅℃)×m×(40 ℃-20 ℃)，加热2 min，食用油吸收的热量Q油=c油mΔt油=c油×m×(40 ℃-20 ℃)，因为Q水Q油=32，所以4.2×103 J/(kg⋅℃)×m×20 ℃c油×m×20 ℃=32，解得：c油=2.8×103 J/(kg⋅℃)，故D正确。 8．[［2024·德州阶段练习］]如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10 g，烧杯内的液体质量也相同，则（ ） A. 比较不同液体的比热容，可以选择甲、乙两图 B. 比较不同液体的比热容，可以选择乙、丙两图 C. 比较不同燃料的热值，可以选择甲、丙两图 D. 比较不同燃料的热值，可以选择甲、乙两图 【答案】D 【点拨】为了比较不同液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量和加热时间相同，通过比较温度变化，进而判断不同液体比热容的大小关系，应选择甲和丙两图进行实验，故A、B错误；为了比较不同燃料的热值，需要用不同的燃料，加热同一种液体，让加热时间和液体的质量相同，通过温度计的示数变化得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲、乙两图进行实验，故C错误，D正确。 9．［多选］用相同的加热装置分别对固态物质a、b、c加热，它们的温度随加热时间变化关系如图所示。不计热量损失，以下分析正确的是（ ） （第9题） A. t1～t2时间内，a、c吸收热量相同 B. t2～t3时间内，a的内能不变 C. b的比热容可能大于c的比热容 D. 若a、b是同种物质，则b的质量小于a的质量 【答案】AC 【点拨】用相同的加热装置分别对固态物质a、b、c加热，故t1～t2时间内，a、c吸收热量相同，故A正确；t2～t3时间内物质a处于熔化过程，温度虽然不变，但仍不断吸热，它的内能改变，故B错误；吸收相同的热量，b升温比c快，但b和c的质量未知，故b的比热容可能大于c的比热容，故C正确；若a、b是同种物质，由图可知，吸收相同的热量，b升温比a慢，则b的质量大于a的质量，故D错误。 10．［多选］如图甲所示，用同一个实验装置分别加热200 g的A、B两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化的图像如图乙所示。其中B从20 ℃加热至沸腾刚好消耗了8 g酒精。若单位时间内A吸收的热量与B吸收的热量相等，c水=4.2×103 J/(kg⋅℃)，q酒精=3×107 J/kg，则下列说法正确的是（ ） （第10题） A. B液体是水 B. 8 g酒精完全燃烧放出的热量为2.4×105 J C. 该酒精灯的加热效率为35% D. 0～4 min内A吸收的热量为5.02×104 J 【答案】BC 【点拨】根据图乙可知，质量相同的A和B，温度从20 ℃升高到100 ℃时，A的加热时间是B的加热时间的2倍，则A吸收的热量是B吸收热量的2倍，则A的吸热能力大于B的吸热能力，因水的比热容较大，吸热能力强，所以A为水，故A错误；根据c=QmΔt可知，A的比热容是B的比热容的2倍，B的比热容cB=12c水=12×4.2×103 J/(kg⋅℃)=2.1×103 J/(kg⋅℃)，因为单位时间内A吸收的热量与B吸收的热量相等，所以0～4 min内A吸收的热量等于B吸收的热量，即QA=QB=cBmBΔt=2.1×103 J/(kg⋅℃)×200×10-3 kg×(100 ℃-20 ℃)=3.36×104 J，8 g酒精完全燃烧放出的热量Q放=m酒精q酒精=8×10-3 kg×3×107 J/kg=2.4×105 J，B从20 ℃加热到沸腾吸收的热量Q吸=10 min4 min×3.36×104 J=8.4×104 J，酒精灯的加热效率η=Q吸Q放=8.4×104 J2.4×105 J=0.35=35%，故B、C正确，D错误。 二、填空题（每空2分，共22分） 11．[［2024·乐山］]麻辣烫是乐山颇受欢迎的美食，食物在麻辣烫汤锅中温度升高是通过_ _ _ _ _ _ 的方式改变其内能，麻辣烫香味扑鼻是_ _ 现象。 【答案】热传递； 扩散 【点拨】食物在麻辣烫汤锅中吸收热量，温度升高，是通过热传递的方式改变其内能。麻辣烫香味扑鼻为扩散现象，说明构成物质的分子在不停地做无规则运动。 12．[［2024·济南二模］]水是生命之源!如图，一个成年人体重的70%左右都是水，因为水具有_ _ _ _ _ _ _ _ 的特点，可以在环境温度剧烈变化时维持人体体温的相对稳定；剧烈运动后人们出汗较多，而汗液的_ _ （填物态变化名称）可以吸收大量的热，从而避免体温过高造成不适。 （第12题） 【答案】比热容大； 汽化 13．燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为能。500 g酒精完全燃烧放出的热量Q= _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ J。（酒精的热值q=3.0×107 J/kg） 【答案】内； 1.5×107 14．[［2024·哈尔滨］]完全燃烧0.1 m3的天然气放出的热量是_ _ _ _ _ _ _ _ J；若这些热量的20%被4 kg的液体吸收，使其温度升高50 ℃，则该液体的比热容是_ _ _ _ _ _ _ _ J/(kg⋅℃)。(q天然气=3.0×107 J/m3) 【答案】3×106； 3×103 【点拨】完全燃烧0.1 m3的天然气放出的热量Q放=Vq天然气=0.1 m3×3.0×107 J/m3=3×106 J；液体吸收的热量Q吸=ηQ放=20%×3×106 J=6×105 J，该液体的比热容c=Q吸mΔt=6×105 J4 kg×50 ℃=3×103 J/(kg⋅℃)。 15．某汽油机工作示意图如图所示，此时正在进行的是_ _ 冲程。若汽油机的效率是25%，已知汽油的热值为4.6×107 J/kg，则完全燃烧g汽油可以得到9.2×105 J的有用功。 （第15题） 【答案】做功； 80 16．小阳在网上看到了一款神奇的摆件玩具，如图所示。钢珠从高处落下，经过轨道后又被弹到孔中，继而往复运动，小阳认为这是一款永动机，不需要消耗其他形式的能量就可以一直不停地运动。小荣认为小阳是错误的，他判断的依据是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 （第16题） 【答案】永动机违背了能量守恒定律 三、实验探究题（第17题12分，第18题8分，共20分） 17．如图甲，在探究“不同物质吸热能力”的实验中： 甲 （1） 小明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(ρ水>ρ煤油)。同组的同学立即指出了其中的问题：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。实验中选用相同电加热器的目的：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的图像如图乙所示。根据图乙可判断出_ _ _ _ （填“a”或“b”）吸热能力强。根据图乙，若不计实验过程中的热损失，煤油的比热容是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。[c水=4.2×103 J/(kg⋅℃)] 乙 （3） 小明同学想起了冰的熔化实验时根据实验数据描绘出的实验图像如图丙所示，处于B时的内能_ _ （填“小于”“等于”或“大于”）处于C时的内能，若冰刚好完全熔化后继续加热一会儿，则水温随时间变化的图线是_ _ _ _ _ _ （填“CD”“CE”或“CF”）。(c水>c冰) 丙 【答案】（1） 没有控制水和煤油的质量相等；吸收相同的热量 （2） a；2.1×103 J/(kg⋅℃) （3） 小于；CF 【解析】 （1） 【点拨】实验中需控制水和煤油的质量相同，由图甲可知，水和煤油的体积相同，根据公式m=ρV可知，水的质量比煤油的质量大；采用相同的电加热器，是为了在相同的时间内水和煤油吸收相同的热量。 （2） 【点拨】由图乙可知，升高的温度均为30 ℃时，a需要的加热时间(6 min)大于b需要的加热时间(3 min)，即a吸收的热量比b的多，由Q=cmΔt可知，a的比热容比b的大，因此a的吸热能力强,a为水，b为煤油，水和煤油变化的温度均为30 ℃时，Q水=2Q油，可知c水m水Δt=2c油m油Δt，解得煤油的比热容为2.1×103 J/(kg⋅℃)。 （3） 【点拨】由图丙可知，BC段为冰的熔化过程，熔化过程中物质继续吸收热量，但温度不变，内能增大，因此处于B时的内能小于处于C时的内能；由于c水>c冰，根据公式Q=cmΔt可知，等质量的水和冰吸收相同的热量（加热时间相同），水升高的温度比冰的少，据此可知水温随时间变化的图线是CF。 18．如图所示，为比较a、b两种液体的比热容及1、2两种燃料的热值，甲、乙、丙三图中的装置相同，燃料的质量均为10 g，烧杯内的液体初温相同。当燃料燃烧完时，立即读取相应温度计的示数，分别为T甲、T乙、T丙，且有T甲>T乙>T丙。 （1） 在实验中，三个烧杯中a、b液体的_ _ 必须相同。 （2） 实验液体a的比热容ca与实验液体b的比热容cb相比，ca_ _ （填“> ”“< ”或“=”）cb。 （3） 实验燃料1的热值q1与实验燃料2的热值q2相比，q1_ _ （填“> ”“< ”或“=”）q2。 （4） 在甲装置中，若燃料为酒精(q酒精=3×107 J/kg)，烧杯内的液体为水，其质量为200 g，点燃燃料直至燃料烧完，温度计的示数由20 ℃上升到70 ℃，再结合“10 g”燃料这一数据，计算出燃料的热值，通过实验算出的热值与实际相比_ _ （填“偏大”或“偏小”）。 【答案】（1） 质量 （2） < （3） > （4） 偏小 【解析】 （1） 【点拨】根据控制变量法，在实验中，三个烧杯中a、b液体的质量必须相同。 （2） 【点拨】甲、丙两图中所用燃料种类与质量相同，则燃料完全燃烧释放的热量相等，即Q甲=Q丙，两烧杯中的液体吸收的热量相等，则Qa=Qb，甲、丙两图的烧杯中液体的初温相等，末温T甲>T丙，则Δt甲>Δt丙，即Δta>Δtb，因为Qa=Qb，ma=mb，所以由c=QmΔt可知，caT乙，则Δt甲>Δt乙，液体的种类即比热容c、质量m都相等，由Q=cmΔt可知，液体吸收的热量Q甲>Q乙，则燃料完全燃烧释放的热量Q1>Q2，由于甲、乙两图中所使用的燃料质量m相同而种类不同，由Q=mq可知，q1>q2。 （4） 【点拨】由于存在热损失，燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收，或者燃料燃烧不完全，所以测得的热值会偏小。 四、综合应用题（每题14分，共28分） 19．[［2024·聊城］]随着新能源政策的引导及风力发电、并网等技术的发展，我国风力发电开发走在了世界前列，装机容量居全球第一。某地有一风力发电站，其中一台风力发电机1 s内提供的电能约为1.8×104 J，1年内提供的电能约为4.8×1011 J。求： （1） 若该风力发电机1 s内提供的电能全部转化为内能，并有70%被水吸收，可以使100 g常温下的水升高多少摄氏度？[c水=4.2×103 J/(kg⋅℃)] （2） 若该风力发电机1年内提供的电能改由火力发电机来提供，且火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约40%转化为电能，则需要完全燃烧多少千克煤炭？（煤炭的热值q 约3.0×107 J/kg） 【答案】（1） 【解】若该风力发电机1 s内提供的电能全部转化为内能，并有70%被水吸收，水吸收的热量Q吸=ηW电=70%×1.8×104 J=1.26×104 J，升高的温度Δt=Q吸c水m=1.26×104 J4.2×103 J/(kg⋅℃)×100×10-3 kg=30 ℃。 （2） 火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约40%转化为电能，则煤炭完全燃烧释放的能量Q放=W电'η'=4.8×1011 J40%=1.2×1012 J，需要完全燃烧煤炭的质量m'=Q放q=1.2×1012 J3.0×107 J/kg=4×104 kg。 20．某液态氢生产基地宣传称其所生产的液态氢的热值约为1.4×108 J/kg。测试人员驾驶以该基地生产的液态氢为燃料的大巴车进行测试，测试时大巴车以150 kW的恒定功率沿水平方向匀速直线行驶20 min，消耗液态氢燃料3.4 kg，已知该大巴车发动机的效率为37.5%。 （1） 求此过程中大巴车克服阻力做的功。 （2） 液态氢需要利用严格密封的液氢储罐运输，若在封储过程中由于密封不严而混入空气，则会导致其热值显著下降。请通过计算说明，该生产基地的液氢储罐是否存在密封不严的情况。（结果保留1位小数） 【答案】 （1） 【解】由P=Wt得，该大巴车匀速直线行驶20 min牵引力做的功，即克服阻力做的功 W=Pt=150×103 W×20×60 s=1.8×108 J。 （2） 液态氢放出的热量 Q放=Wη=1.8×108 J37.5%=4.8×108 J， 液态氢燃料的热值q=Q放m=4.8×108 J3.4 kg≈1.4×108 J/kg， 故该生产基地的液氢储罐不存在密封不严的情况。