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8.某中学锅炉房每天要将2000kg水从20℃加热到100℃.求：
(1)这些水吸收的热量为多少？[水的比热容为$4.2×10^3J/(kg·℃)$]
(2)用煤气作为燃料来烧水，设煤气完全燃烧释放热量的80%被水吸收，煤气完全燃烧要放出多少热量？
(3)学校每天因烧水要消耗煤气的质量是多少？(煤气的热值$q_{煤气}=4.2×10^7J/kg)$
(1)这些水吸收的热量为多少？[水的比热容为$4.2×10^3J/(kg·℃)$]
(2)用煤气作为燃料来烧水，设煤气完全燃烧释放热量的80%被水吸收，煤气完全燃烧要放出多少热量？
(3)学校每天因烧水要消耗煤气的质量是多少？(煤气的热值$q_{煤气}=4.2×10^7J/kg)$
答案
8. 解:(1)水吸收的热量 $Q_{吸}=cm(t-t_0)=4.2×10^3J/(kg·℃)×2000kg×(100℃-20℃)=6.72×10^8J.$
(2)由 $\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}×100\%$可知,煤气完全燃烧放出的热量
$Q_{放}=\frac{Q_{吸}}{\eta}=\frac{6.72×10^8J}{80\%}=8.4×10^8J.$
(3)由$Q_{放}=mq$可知,学校每天因烧水要消耗煤气的质量
$m=\frac{Q_{放}}{q_{煤气}}=\frac{8.4×10^8J}{4.2×10^7J/kg}=20kg.$
(2)由 $\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}×100\%$可知,煤气完全燃烧放出的热量
$Q_{放}=\frac{Q_{吸}}{\eta}=\frac{6.72×10^8J}{80\%}=8.4×10^8J.$
(3)由$Q_{放}=mq$可知,学校每天因烧水要消耗煤气的质量
$m=\frac{Q_{放}}{q_{煤气}}=\frac{8.4×10^8J}{4.2×10^7J/kg}=20kg.$
解析
【分析】
本题是热学热量计算的基础题，分三步求解：①计算水吸收的热量，需利用比热容的吸热公式，先确定水的质量、比热容、温度变化量（末温与初温的差值）；②利用热效率公式，结合水吸收的热量和效率，求出煤气完全燃烧释放的总热量；③利用热值公式，结合煤气释放的总热量和煤气的热值，求出消耗煤气的质量。每一步需准确对应公式，代入已知量计算。
【解析】
解：(1) 根据吸热公式 $ Q_{吸}=cm(t-t_0) $，代入数据计算水吸收的热量：
$ Q_{吸}=4.2×10^3J/(kg·℃)×2000kg×(100℃-20℃)=6.72×10^8J $；
(2) 由热效率公式 $ \eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}×100\% $，变形得煤气完全燃烧放出的热量：
$ Q_{放}=\frac{Q_{吸}}{\eta}=\frac{6.72×10^8J}{80\%}=8.4×10^8J $；
(3) 根据热值公式 $ Q_{放}=mq $，变形得消耗煤气的质量：
$ m=\frac{Q_{放}}{q_{煤气}}=\frac{8.4×10^8J}{4.2×10^7J/kg}=20kg $。
【答案】
(1) $ 6.72×10^8J $；(2) $ 8.4×10^8J $；(3) $ 20kg $
【知识点】
热量计算、热效率、热值计算
【点评】
本题考查热学核心公式的应用，属于基础计算题，解题关键是熟练掌握吸热公式、热效率公式、热值公式，准确提取题目中的已知量代入计算，难度适中，是学生需掌握的常规题型。
【难度系数】
0.6
本题是热学热量计算的基础题，分三步求解：①计算水吸收的热量，需利用比热容的吸热公式，先确定水的质量、比热容、温度变化量（末温与初温的差值）；②利用热效率公式，结合水吸收的热量和效率，求出煤气完全燃烧释放的总热量；③利用热值公式，结合煤气释放的总热量和煤气的热值，求出消耗煤气的质量。每一步需准确对应公式，代入已知量计算。
【解析】
解：(1) 根据吸热公式 $ Q_{吸}=cm(t-t_0) $，代入数据计算水吸收的热量：
$ Q_{吸}=4.2×10^3J/(kg·℃)×2000kg×(100℃-20℃)=6.72×10^8J $；
(2) 由热效率公式 $ \eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}×100\% $，变形得煤气完全燃烧放出的热量：
$ Q_{放}=\frac{Q_{吸}}{\eta}=\frac{6.72×10^8J}{80\%}=8.4×10^8J $；
(3) 根据热值公式 $ Q_{放}=mq $，变形得消耗煤气的质量：
$ m=\frac{Q_{放}}{q_{煤气}}=\frac{8.4×10^8J}{4.2×10^7J/kg}=20kg $。
【答案】
(1) $ 6.72×10^8J $；(2) $ 8.4×10^8J $；(3) $ 20kg $
【知识点】
热量计算、热效率、热值计算
【点评】
本题考查热学核心公式的应用，属于基础计算题，解题关键是熟练掌握吸热公式、热效率公式、热值公式，准确提取题目中的已知量代入计算，难度适中，是学生需掌握的常规题型。
【难度系数】
0.6
9.如图所示是一个会跳的卡片.将卡片反扣在桌面上,用力往下压平卡片,使橡皮筋伸长,迅速松手后卡片弹起一定高度,这个现象说明:发生弹性形变的橡皮筋能对卡片
做功
.卡片向上弹起来的过程中,橡皮筋的弹性势
能会转化为卡片的动
能,使卡片能向上运动.答案
9. 做功 弹性势 动
解析
【分析】
首先，判断力是否做功的依据是：物体在力的方向上移动了距离，力就对物体做了功。其次，发生弹性形变的物体具有弹性势能，当弹性形变恢复时，弹性势能会转化为其他形式的能。本题中，橡皮筋被拉长发生弹性形变，松手后橡皮筋要恢复原状，对卡片施加力，使卡片向上运动，因此橡皮筋对卡片做功；过程中橡皮筋的弹性形变减小，弹性势能减少，卡片由静止开始运动，动能增加，所以是弹性势能转化为卡片的动能。
【解析】
1. 功的判断：橡皮筋发生弹性形变后，松手时对卡片施加力，卡片在该力的方向上移动了距离，因此橡皮筋对卡片做功。
2. 能量转化：发生弹性形变的橡皮筋具有弹性势能，松手后，橡皮筋的弹性形变逐渐减小，弹性势能减少；卡片由静止变为运动，动能增加，所以橡皮筋的弹性势能转化为卡片的动能，使卡片向上运动。
【答案】
做功 弹性势 动
【知识点】
弹性势能、能量转化、力做功
【点评】
本题结合生活中的小实验，考查功的概念和弹性势能与动能的转化，属于初中物理基础知识点的应用，贴近生活，易于理解，是对基础知识的巩固。
【难度系数】
0.6
首先，判断力是否做功的依据是：物体在力的方向上移动了距离，力就对物体做了功。其次，发生弹性形变的物体具有弹性势能，当弹性形变恢复时，弹性势能会转化为其他形式的能。本题中，橡皮筋被拉长发生弹性形变，松手后橡皮筋要恢复原状，对卡片施加力，使卡片向上运动，因此橡皮筋对卡片做功；过程中橡皮筋的弹性形变减小，弹性势能减少，卡片由静止开始运动，动能增加，所以是弹性势能转化为卡片的动能。
【解析】
1. 功的判断：橡皮筋发生弹性形变后，松手时对卡片施加力，卡片在该力的方向上移动了距离，因此橡皮筋对卡片做功。
2. 能量转化：发生弹性形变的橡皮筋具有弹性势能，松手后，橡皮筋的弹性形变逐渐减小，弹性势能减少；卡片由静止变为运动，动能增加，所以橡皮筋的弹性势能转化为卡片的动能，使卡片向上运动。
【答案】
做功 弹性势 动
【知识点】
弹性势能、能量转化、力做功
【点评】
本题结合生活中的小实验，考查功的概念和弹性势能与动能的转化，属于初中物理基础知识点的应用，贴近生活，易于理解，是对基础知识的巩固。
【难度系数】
0.6
10.(2024·沛县期中)如图是“天宫一号”飞行器运行轨道的示意图，若“天宫一号”飞行器沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒，则它从近地点向远地点运行的过程中动能
减小
，势能增大
(以上两空均填“增大”或“减小”)，在远地点时它的速度最小
(填“大”或“小”).答案
10. 减小 增大 小
解析
【分析】
要解决这道题，需结合机械能守恒定律分析动能和重力势能的转化：首先明确近地点是飞行器距离地球最近的点，远地点是距离地球最远的点；当飞行器从近地点向远地点运行时，距离地球的高度会升高，重力势能会发生变化，再根据机械能守恒（动能与重力势能之和不变）判断动能的变化，最后结合动能与速度的关系确定远地点的速度大小。
【解析】
“天宫一号”沿椭圆轨道运行时机械能守恒，即动能和重力势能的总和保持不变。当它从近地点向远地点运行时，距离地球的高度逐渐增大，因此重力势能增大；由于机械能守恒，动能会转化为重力势能，所以动能减小；动能的大小与物体质量和速度有关，在质量不变时，动能越小则速度越小，因此在远地点时它的速度最小。
【答案】减小 增大 小
【知识点】机械能守恒、动能与势能转化
【点评】本题考查天体运行中机械能的转化，核心是利用机械能守恒判断动能和重力势能的变化，属于基础应用类题目，难度较低。
【难度系数】0.3
要解决这道题，需结合机械能守恒定律分析动能和重力势能的转化：首先明确近地点是飞行器距离地球最近的点，远地点是距离地球最远的点；当飞行器从近地点向远地点运行时，距离地球的高度会升高，重力势能会发生变化，再根据机械能守恒（动能与重力势能之和不变）判断动能的变化，最后结合动能与速度的关系确定远地点的速度大小。
【解析】
“天宫一号”沿椭圆轨道运行时机械能守恒，即动能和重力势能的总和保持不变。当它从近地点向远地点运行时，距离地球的高度逐渐增大，因此重力势能增大；由于机械能守恒，动能会转化为重力势能，所以动能减小；动能的大小与物体质量和速度有关，在质量不变时，动能越小则速度越小，因此在远地点时它的速度最小。
【答案】减小 增大 小
【知识点】机械能守恒、动能与势能转化
【点评】本题考查天体运行中机械能的转化，核心是利用机械能守恒判断动能和重力势能的变化，属于基础应用类题目，难度较低。
【难度系数】0.3
11. 如图所示,质量为500g的某液体的比热容是$c=4.0×10^{3}J/(kg·℃)$,在均匀放热的条件下凝固成固态物质,且质量不变,则第20min的内能
小于
(填“大于”“小于”或“等于”)第10min的内能;凝固过程中该物质放出的热量为$8×10^4$
J;该物质固态时的比热容是$2×10^3$
J/(kg·℃).答案
11. 小于 $8×10^4$ $2×10^3$
解析
【分析】
要解决本题，需结合晶体凝固的特点、均匀放热的规律以及热量计算公式分析：
1. 内能变化：物质凝固时持续放热，内能随放热过程减小，时间越长放热越多，内能越小，据此比较不同时间的内能；
2. 凝固放热计算：利用均匀放热的特性，先通过液态降温阶段的放热算出单位时间放热量，再结合凝固阶段的时长求凝固总放热量；
3. 固态比热容计算：根据固态降温阶段的放热、质量和温度变化，结合放热公式推导固态比热容。
【解析】
1. 内能比较：该物质凝固过程持续放热，内能不断减少，第20min比第10min经历的时间更长，放出热量更多，因此第20min的内能小于第10min的内能；
2. 凝固过程放热：
液态降温阶段（A→B）：时间$t_1=5\mathrm{min}$，温度变化$\Delta t_1=10°\mathrm{C}$，质量$m=500\mathrm{g}=0.5\mathrm{kg}$，液态比热容$c_{\mathrm{液}}=4.0×10^3\mathrm{J/(kg·℃)}$，此阶段放热$Q_1=c_{\mathrm{液}}m\Delta t_1=4.0×10^3×0.5×10=2×10^4\mathrm{J}$；
均匀放热，单位时间放热量$q=\frac{Q_1}{t_1}=\frac{2×10^4\mathrm{J}}{5\mathrm{min}}=4×10^3\mathrm{J/min}$；
凝固阶段（B→C）：时间$t_2=25\mathrm{min}-5\mathrm{min}=20\mathrm{min}$，放出热量$Q_{\mathrm{放}}=q× t_2=4×10^3\mathrm{J/min}×20\mathrm{min}=8×10^4\mathrm{J}$；
3. 固态比热容：
固态降温阶段（C→D）：时间$t_3=30\mathrm{min}-25\mathrm{min}=5\mathrm{min}$，温度变化$\Delta t_2=0°\mathrm{C}-(-20°\mathrm{C})=20°\mathrm{C}$，此阶段放热$Q_2=q× t_3=4×10^3\mathrm{J/min}×5\mathrm{min}=2×10^4\mathrm{J}$；
由$Q_2=c_{\mathrm{固}}m\Delta t_2$，得$c_{\mathrm{固}}=\frac{Q_2}{m\Delta t_2}=\frac{2×10^4\mathrm{J}}{0.5\mathrm{kg}×20°\mathrm{C}}=2×10^3\mathrm{J/(kg·℃)}$。
【答案】
小于；$8×10^4$；$2×10^3$
【知识点】
内能与热量、比热容计算、晶体凝固特点
【点评】
本题结合温度-时间图像考查内能变化、热量计算及比热容，核心是利用均匀放热的特性确定单位时间放热量，需注意晶体凝固时温度不变但持续放热，内能减小，整体考查基础公式的应用和图像分析能力。
【难度系数】
0.4
要解决本题，需结合晶体凝固的特点、均匀放热的规律以及热量计算公式分析：
1. 内能变化：物质凝固时持续放热，内能随放热过程减小，时间越长放热越多，内能越小，据此比较不同时间的内能；
2. 凝固放热计算：利用均匀放热的特性，先通过液态降温阶段的放热算出单位时间放热量，再结合凝固阶段的时长求凝固总放热量；
3. 固态比热容计算：根据固态降温阶段的放热、质量和温度变化，结合放热公式推导固态比热容。
【解析】
1. 内能比较：该物质凝固过程持续放热，内能不断减少，第20min比第10min经历的时间更长，放出热量更多，因此第20min的内能小于第10min的内能；
2. 凝固过程放热：
液态降温阶段（A→B）：时间$t_1=5\mathrm{min}$，温度变化$\Delta t_1=10°\mathrm{C}$，质量$m=500\mathrm{g}=0.5\mathrm{kg}$，液态比热容$c_{\mathrm{液}}=4.0×10^3\mathrm{J/(kg·℃)}$，此阶段放热$Q_1=c_{\mathrm{液}}m\Delta t_1=4.0×10^3×0.5×10=2×10^4\mathrm{J}$；
均匀放热，单位时间放热量$q=\frac{Q_1}{t_1}=\frac{2×10^4\mathrm{J}}{5\mathrm{min}}=4×10^3\mathrm{J/min}$；
凝固阶段（B→C）：时间$t_2=25\mathrm{min}-5\mathrm{min}=20\mathrm{min}$，放出热量$Q_{\mathrm{放}}=q× t_2=4×10^3\mathrm{J/min}×20\mathrm{min}=8×10^4\mathrm{J}$；
3. 固态比热容：
固态降温阶段（C→D）：时间$t_3=30\mathrm{min}-25\mathrm{min}=5\mathrm{min}$，温度变化$\Delta t_2=0°\mathrm{C}-(-20°\mathrm{C})=20°\mathrm{C}$，此阶段放热$Q_2=q× t_3=4×10^3\mathrm{J/min}×5\mathrm{min}=2×10^4\mathrm{J}$；
由$Q_2=c_{\mathrm{固}}m\Delta t_2$，得$c_{\mathrm{固}}=\frac{Q_2}{m\Delta t_2}=\frac{2×10^4\mathrm{J}}{0.5\mathrm{kg}×20°\mathrm{C}}=2×10^3\mathrm{J/(kg·℃)}$。
【答案】
小于；$8×10^4$；$2×10^3$
【知识点】
内能与热量、比热容计算、晶体凝固特点
【点评】
本题结合温度-时间图像考查内能变化、热量计算及比热容，核心是利用均匀放热的特性确定单位时间放热量，需注意晶体凝固时温度不变但持续放热，内能减小，整体考查基础公式的应用和图像分析能力。
【难度系数】
0.4
12.将一个石块竖直向上抛出，运动到最高点并下落.A、B是石块运动轨迹中的两个点，石块在这两点的动能和重力势能如表所示，则石块在B点处的运动方向可能的情况是 （
A.下降
B.上升
C.上升或下降
D.在最高点
B
）A.下降
B.上升
C.上升或下降
D.在最高点
答案
12. B
解析
【分析】要判断石块在B点的运动方向，需结合竖直上抛运动中动能与重力势能的变化规律：上升过程中，动能转化为重力势能，动能减小、重力势能增大；下落过程中，重力势能转化为动能，动能增大、重力势能减小。同时，重力势能与高度相关，质量不变时，重力势能越大，物体所处高度越高。
【解析】1. 比较A、B两点的重力势能：A点重力势能为6J，B点为5J，说明A点高度高于B点。
2. 分析能量变化：从B点到A点，动能从9J减小到7J，重力势能从5J增大到6J，符合上升过程的能量转化特点（动能转化为重力势能），因此石块从B点向A点运动，即B点的运动方向是上升。
【答案】B
【知识点】动能与势能的转化、竖直上抛运动
【点评】本题结合竖直上抛运动考查动能与重力势能的转化，核心是通过重力势能判断高度关系，再结合动能变化确定运动方向，需准确理解能量转化与运动过程的对应关系。
【难度系数】0.5
【解析】1. 比较A、B两点的重力势能：A点重力势能为6J，B点为5J，说明A点高度高于B点。
2. 分析能量变化：从B点到A点，动能从9J减小到7J，重力势能从5J增大到6J，符合上升过程的能量转化特点（动能转化为重力势能），因此石块从B点向A点运动，即B点的运动方向是上升。
【答案】B
【知识点】动能与势能的转化、竖直上抛运动
【点评】本题结合竖直上抛运动考查动能与重力势能的转化，核心是通过重力势能判断高度关系，再结合动能变化确定运动方向，需准确理解能量转化与运动过程的对应关系。
【难度系数】0.5
