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7.(2024·潍坊)(双选)如图所示,用气缸、固定隔板和活塞密闭甲、乙两部分气体,气缸和活塞均不导热,隔板导热良好。迅速将活塞向左推至图中虚线位置并固定,静置一段时间。下列说法正确的是 (
A.与推动活塞前相比,甲、乙内能均变大
B.与推动活塞前相比,甲内能不变、乙内能变大
C.乙内能改变的方式只有做功
D.乙内能改变的方式既有做功又有热传递
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)A.与推动活塞前相比,甲、乙内能均变大
B.与推动活塞前相比,甲内能不变、乙内能变大
C.乙内能改变的方式只有做功
D.乙内能改变的方式既有做功又有热传递
答案
7. AD
解析
【分析】
首先明确装置特性：气缸和活塞均不导热，隔板导热良好。迅速向左推活塞时，活塞压缩乙气体，外界对乙做功，乙的内能会增加，温度升高；由于隔板导热，温度升高的乙会与甲发生热传递，热量从乙传到甲，使甲的内能也增加。接下来逐一分析选项，判断甲、乙内能变化及乙内能改变的方式。
【解析】
1. 推活塞阶段：活塞压缩乙气体，外界对乙做功，乙的体积减小，根据做功改变内能的规律，乙的内能增大，温度升高；
2. 热传递阶段：隔板导热良好，温度升高的乙与甲存在温度差，热量从乙传递到甲，甲吸收热量，内能增大；
3. 选项分析：
A选项：甲、乙的内能均因外界做功或热传递变大，符合分析，正确；
B选项：甲的内能因吸收热量变大，并非不变，错误；
C选项：乙的内能改变不仅有外界对它做功，还因向甲放热，包含两种方式，错误；
D选项：外界对乙做功，同时乙向甲放热，乙内能改变的方式既有做功又有热传递，正确。
综上，答案为AD。
【答案】
AD
【知识点】
气体内能变化、做功改变内能、热传递改变内能
【点评】
本题考查气体内能的改变方式，需结合装置的导热性，分别分析做功和热传递对甲、乙气体内能的影响，易错点是忽略乙与甲之间的热传递，需明确每个气体内能变化的具体原因。
【难度系数】
0.5
首先明确装置特性：气缸和活塞均不导热，隔板导热良好。迅速向左推活塞时，活塞压缩乙气体，外界对乙做功，乙的内能会增加，温度升高；由于隔板导热，温度升高的乙会与甲发生热传递，热量从乙传到甲，使甲的内能也增加。接下来逐一分析选项，判断甲、乙内能变化及乙内能改变的方式。
【解析】
1. 推活塞阶段：活塞压缩乙气体，外界对乙做功，乙的体积减小，根据做功改变内能的规律，乙的内能增大，温度升高；
2. 热传递阶段：隔板导热良好，温度升高的乙与甲存在温度差，热量从乙传递到甲，甲吸收热量，内能增大；
3. 选项分析：
A选项：甲、乙的内能均因外界做功或热传递变大，符合分析，正确；
B选项：甲的内能因吸收热量变大，并非不变，错误；
C选项：乙的内能改变不仅有外界对它做功，还因向甲放热，包含两种方式，错误；
D选项：外界对乙做功，同时乙向甲放热，乙内能改变的方式既有做功又有热传递，正确。
综上，答案为AD。
【答案】
AD
【知识点】
气体内能变化、做功改变内能、热传递改变内能
【点评】
本题考查气体内能的改变方式，需结合装置的导热性，分别分析做功和热传递对甲、乙气体内能的影响，易错点是忽略乙与甲之间的热传递，需明确每个气体内能变化的具体原因。
【难度系数】
0.5
8.(2024·齐齐哈尔)小姜利用如图甲所示的装置“比较不同物质吸热的情况”。
(1)器材:相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个,以及
(2)选取两个相同规格的电加热器进行实验,是为了通过比较
(3)实验中选取初温不同、
(4)如图乙所示,小姜正确使用温度计测量液体的温度,按照图中
(5)部分实验数据如下表所示,分析数据可得出结论:
加热时间/min 0 1 2 3 4 … 10
水的温度/℃ 30 34 38 42 46 … 70
煤油温度/℃ 10 18 26 34 42 … 90
(1)器材:相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个,以及
秒表
(填测量工具)、托盘天平(含砝码)、水和煤油。(2)选取两个相同规格的电加热器进行实验,是为了通过比较
加热时间
来比较物质吸收热量的多少。(3)实验中选取初温不同、
质量
相同的水和煤油,分别倒入烧杯中,用电加热器加热,当它们吸收相同的热量时,通过比较升高的温度
来比较不同物质吸热能力的强弱。(4)如图乙所示,小姜正确使用温度计测量液体的温度,按照图中
B
(填“A”“B”或“C”)方法读数是正确的;实验中某时刻温度计示数如图丙所示,为66
℃。(5)部分实验数据如下表所示,分析数据可得出结论:
水
(填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。加热时间/min 0 1 2 3 4 … 10
水的温度/℃ 30 34 38 42 46 … 70
煤油温度/℃ 10 18 26 34 42 … 90
答案
8.(1)秒表 (2)加热时间 (3)质量 升高的温度 (4)B 66 (5)水
解析
【分析】
本题是探究“比较不同物质吸热的情况”的实验题，解题需结合实验核心方法（控制变量法、转换法）逐一分析各小问：
1. 实验需记录加热时间，因此需要测量时间的工具；
2. 相同规格电加热器相同时间放热相同，可通过加热时间反映物质吸热多少；
3. 比较吸热能力需控制质量相同，吸收相同热量时比较升高的温度；
4. 温度计读数视线需与液柱上表面相平，据此判断正确方法并读取示数；
5. 吸收相同热量时，升温越少的物质吸热能力越强，结合表格数据推导结论。
【解析】
(1) 实验中需要测量加热的时间，因此还需要的测量工具是秒表；
(2) 相同规格的电加热器在相同时间内放出的热量相等，所以实验中通过比较加热时间来间接反映物质吸收热量的多少；
(3) 根据控制变量法，实验中应选取初温不同、质量相同的水和煤油；当它们吸收相同的热量时，通过比较升高的温度来判断不同物质吸热能力的强弱；
(4) 温度计读数时，视线要与温度计内液柱的上表面相平，因此B方法正确；图丙中温度计的分度值为1℃，示数为66℃；
(5) 由表格数据可知，加热相同时间（水和煤油吸收相同热量）时，水升高的温度比煤油小，说明水的吸热能力更强。
【答案】
(1)秒表 (2)加热时间 (3)质量；升高的温度 (4)B；66 (5)水
【知识点】
比较不同物质吸热的情况、控制变量法、温度计的使用
【点评】
本题为热学基础实验题，考查实验器材、实验方法、温度计读数及实验结论，紧扣实验核心原理，难度适中，侧重考查学生基础实验探究能力。
【难度系数】
0.6
本题是探究“比较不同物质吸热的情况”的实验题，解题需结合实验核心方法（控制变量法、转换法）逐一分析各小问：
1. 实验需记录加热时间，因此需要测量时间的工具；
2. 相同规格电加热器相同时间放热相同，可通过加热时间反映物质吸热多少；
3. 比较吸热能力需控制质量相同，吸收相同热量时比较升高的温度；
4. 温度计读数视线需与液柱上表面相平，据此判断正确方法并读取示数；
5. 吸收相同热量时，升温越少的物质吸热能力越强，结合表格数据推导结论。
【解析】
(1) 实验中需要测量加热的时间，因此还需要的测量工具是秒表；
(2) 相同规格的电加热器在相同时间内放出的热量相等，所以实验中通过比较加热时间来间接反映物质吸收热量的多少；
(3) 根据控制变量法，实验中应选取初温不同、质量相同的水和煤油；当它们吸收相同的热量时，通过比较升高的温度来判断不同物质吸热能力的强弱；
(4) 温度计读数时，视线要与温度计内液柱的上表面相平，因此B方法正确；图丙中温度计的分度值为1℃，示数为66℃；
(5) 由表格数据可知，加热相同时间（水和煤油吸收相同热量）时，水升高的温度比煤油小，说明水的吸热能力更强。
【答案】
(1)秒表 (2)加热时间 (3)质量；升高的温度 (4)B；66 (5)水
【知识点】
比较不同物质吸热的情况、控制变量法、温度计的使用
【点评】
本题为热学基础实验题，考查实验器材、实验方法、温度计读数及实验结论，紧扣实验核心原理，难度适中，侧重考查学生基础实验探究能力。
【难度系数】
0.6
9.(2024·常州)中国工程师利用焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳,合成液态燃料,作为第19届亚洲运动会主火炬的燃料。工程师在科普馆用如图所示的装置为同学们演示模拟实验,测量该燃料的热值。
①在空酒精灯内加入适量该液态燃料,得到“燃料灯”。
②在空烧杯内加入1 kg水,测得水的初温为31 ℃,点燃“燃料灯”开始加热。
③当水恰好沸腾时,立即熄灭“燃料灯”,测得“燃料灯”消耗燃料30 g。
已知实验时气压为1标准大气压,$c_{水}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$,用该装置加热水的效率为42%。求:
(1)此过程中,烧杯内水吸收的热量。
(2)该液态燃料的热值。
①在空酒精灯内加入适量该液态燃料,得到“燃料灯”。
②在空烧杯内加入1 kg水,测得水的初温为31 ℃,点燃“燃料灯”开始加热。
③当水恰好沸腾时,立即熄灭“燃料灯”,测得“燃料灯”消耗燃料30 g。
已知实验时气压为1标准大气压,$c_{水}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$,用该装置加热水的效率为42%。求:
(1)此过程中,烧杯内水吸收的热量。
(2)该液态燃料的热值。
答案
9.(1)水吸收的热量：
$Q_{\mathrm{吸}}=c_{\mathrm{水}}m(t-t_0)=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×1\ \mathrm{kg}×(100\ ℃-31\ ℃)=2.898×10^5\ \mathrm{J}$
(2)液态燃料燃烧放出的热量：
$Q_{\mathrm{放}}=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{\eta}=\frac{2.898×10^5\ \mathrm{J}}{42\%}=6.9×10^5\ \mathrm{J}$
$q_{\mathrm{液}}=\frac{Q_{\mathrm{放}}}{m_{\mathrm{液}}}=\frac{6.9×10^5\ \mathrm{J}}{0.03\ \mathrm{kg}}=2.3×10^7\ \mathrm{J/kg}$
$Q_{\mathrm{吸}}=c_{\mathrm{水}}m(t-t_0)=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×1\ \mathrm{kg}×(100\ ℃-31\ ℃)=2.898×10^5\ \mathrm{J}$
(2)液态燃料燃烧放出的热量：
$Q_{\mathrm{放}}=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{\eta}=\frac{2.898×10^5\ \mathrm{J}}{42\%}=6.9×10^5\ \mathrm{J}$
$q_{\mathrm{液}}=\frac{Q_{\mathrm{放}}}{m_{\mathrm{液}}}=\frac{6.9×10^5\ \mathrm{J}}{0.03\ \mathrm{kg}}=2.3×10^7\ \mathrm{J/kg}$
解析
【分析】
解决本题需分两步：①计算水吸收的热量，利用水的比热容、质量和温度变化，结合标准大气压下水的沸点确定末温；②根据加热效率求出燃料燃烧放出的总热量，再利用热值公式计算液态燃料的热值，注意单位换算。
【解析】
(1) 1标准大气压下，水的沸点为100℃，水升高的温度：$\Delta t = t - t_0 = 100℃ - 31℃ = 69℃$。
根据热量计算公式，水吸收的热量：
$Q_{\mathrm{吸}} = c_{\mathrm{水}}m(t - t_0) = 4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 1\ \mathrm{kg} × 69℃ = 2.898×10^5\ \mathrm{J}$。
(2) 已知加热效率$\eta=42\%$，由$\eta=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{Q_{\mathrm{放}}}$可得，燃料完全燃烧放出的热量：
$Q_{\mathrm{放}} = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{\eta} = \frac{2.898×10^5\ \mathrm{J}}{42\%} = 6.9×10^5\ \mathrm{J}$。
消耗燃料的质量：$m_{\mathrm{液}} = 30\ \mathrm{g} = 0.03\ \mathrm{kg}$，
根据热值公式$q = \frac{Q_{\mathrm{放}}}{m}$，可得液态燃料的热值：
$q_{\mathrm{液}} = \frac{Q_{\mathrm{放}}}{m_{\mathrm{液}}} = \frac{6.9×10^5\ \mathrm{J}}{0.03\ \mathrm{kg}} = 2.3×10^7\ \mathrm{J/kg}$。
【答案】
(1) 水吸收的热量为$2.898×10^5\ \mathrm{J}$；
(2) 该液态燃料的热值为$2.3×10^7\ \mathrm{J/kg}$。
【知识点】
热量计算、热值、热效率
【点评】
本题是结合实际应用的热量与热值计算基础题，关键在于明确标准大气压下水的沸点、加热效率与热量的关系，以及单位的正确换算，难度适中，适合学生巩固相关知识点。
【难度系数】
0.6
解决本题需分两步：①计算水吸收的热量，利用水的比热容、质量和温度变化，结合标准大气压下水的沸点确定末温；②根据加热效率求出燃料燃烧放出的总热量，再利用热值公式计算液态燃料的热值，注意单位换算。
【解析】
(1) 1标准大气压下，水的沸点为100℃，水升高的温度：$\Delta t = t - t_0 = 100℃ - 31℃ = 69℃$。
根据热量计算公式，水吸收的热量：
$Q_{\mathrm{吸}} = c_{\mathrm{水}}m(t - t_0) = 4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 1\ \mathrm{kg} × 69℃ = 2.898×10^5\ \mathrm{J}$。
(2) 已知加热效率$\eta=42\%$，由$\eta=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{Q_{\mathrm{放}}}$可得，燃料完全燃烧放出的热量：
$Q_{\mathrm{放}} = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{\eta} = \frac{2.898×10^5\ \mathrm{J}}{42\%} = 6.9×10^5\ \mathrm{J}$。
消耗燃料的质量：$m_{\mathrm{液}} = 30\ \mathrm{g} = 0.03\ \mathrm{kg}$，
根据热值公式$q = \frac{Q_{\mathrm{放}}}{m}$，可得液态燃料的热值：
$q_{\mathrm{液}} = \frac{Q_{\mathrm{放}}}{m_{\mathrm{液}}} = \frac{6.9×10^5\ \mathrm{J}}{0.03\ \mathrm{kg}} = 2.3×10^7\ \mathrm{J/kg}$。
【答案】
(1) 水吸收的热量为$2.898×10^5\ \mathrm{J}$；
(2) 该液态燃料的热值为$2.3×10^7\ \mathrm{J/kg}$。
【知识点】
热量计算、热值、热效率
【点评】
本题是结合实际应用的热量与热值计算基础题，关键在于明确标准大气压下水的沸点、加热效率与热量的关系，以及单位的正确换算，难度适中，适合学生巩固相关知识点。
【难度系数】
0.6
