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4. 小丽用图甲装置进行实验，两个完全相同的试管各装入20 g甘油和水，用水浴法加热。它们的温度随时间变化图像如图乙，温度上升时单位时间内试管里甘油与水吸收的热量相等。水的比热容为$4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$，甘油的沸点为$290\ ℃$，气压为1个标准大气压。下列说法正确的是 （
A.加热时间越长，甘油温度越高
B.0～6 min 甘油吸收的热量为$2.4×10^3\ \mathrm{J}$
C.6～10.5 min 甘油吸收的热量等于试管内水吸收的热量
D.甘油末温和水的末温相同，所以它们吸热能力一样
B
）A.加热时间越长，甘油温度越高
B.0～6 min 甘油吸收的热量为$2.4×10^3\ \mathrm{J}$
C.6～10.5 min 甘油吸收的热量等于试管内水吸收的热量
D.甘油末温和水的末温相同，所以它们吸热能力一样
答案
4. B
解析
【分析】
要解决本题，需结合比热容、热量计算的知识，先明确题目条件：两试管内甘油和水的质量均为20g，单位时间内两者吸收的热量相等，标准大气压下水的沸点为100℃，甘油沸点为290℃。需结合图像和热量公式，逐个分析选项的正误。
【解析】
首先统一单位：甘油和水的质量$ m = 20\ \mathrm{g} = 0.02\ \mathrm{kg} $。
已知温度上升时，单位时间内两物质吸收的热量相等，设单位时间吸热为$ q $。
对水分析：0~10.5min内，水的温度从$ 50℃ $升至$ 100℃ $，温度变化$ \Delta t_{\mathrm{水}} = 100℃ - 50℃ = 50℃ $，水吸收的热量$ Q_{\mathrm{水}} = c_{\mathrm{水}}m\Delta t_{\mathrm{水}} = 4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 0.02\ \mathrm{kg} × 50℃ = 4200\ \mathrm{J} $。
由$ Q_{\mathrm{水}} = q · t_{\mathrm{水}} $，得单位时间吸热$ q = \frac{Q_{\mathrm{水}}}{t_{\mathrm{水}}} = \frac{4200\ \mathrm{J}}{10.5\ \mathrm{min}} = 400\ \mathrm{J/min} $。
选项分析：
A. 由图乙可知，甘油在6min时温度达到$ 100℃ $，之后温度保持不变（甘油沸点为$ 290℃ $，标准大气压下此时处于沸腾状态，温度不变），因此加热时间超过6min时，甘油温度不再升高，A错误。
B. 0~6min甘油处于温度上升阶段，吸收的热量$ Q_{\mathrm{甘油}} = q · t_{\mathrm{甘油}} = 400\ \mathrm{J/min} × 6\ \mathrm{min} = 2400\ \mathrm{J} = 2.4×10^3\ \mathrm{J} $，B正确。
C. 6~10.5min，甘油温度保持$ 100℃ $不变（沸腾状态），此时甘油吸收的热量用于汽化，且题目仅说明“温度上升时单位时间内吸热相等”，该时间段内甘油的吸热规律与温度上升时不同，因此甘油吸收的热量不等于水吸收的热量，C错误。
D. 吸热能力由比热容决定，质量相同的物质，升高相同温度，吸收热量越少，比热容越小（吸热能力越弱）。甘油和水升高相同温度（$ 50℃ $），甘油用时6min，水用时10.5min，甘油吸热更少，比热容更小，吸热能力更弱，D错误。
【答案】
B
【知识点】
比热容、热量计算
【点评】
本题结合图像考查比热容与热量计算，关键是理解“温度上升时单位时间吸热相等”的条件，以及沸腾时温度不变的特点，需仔细分析图像和选项描述，避免概念混淆。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需结合比热容、热量计算的知识，先明确题目条件：两试管内甘油和水的质量均为20g，单位时间内两者吸收的热量相等，标准大气压下水的沸点为100℃，甘油沸点为290℃。需结合图像和热量公式，逐个分析选项的正误。
【解析】
首先统一单位：甘油和水的质量$ m = 20\ \mathrm{g} = 0.02\ \mathrm{kg} $。
已知温度上升时，单位时间内两物质吸收的热量相等，设单位时间吸热为$ q $。
对水分析：0~10.5min内，水的温度从$ 50℃ $升至$ 100℃ $，温度变化$ \Delta t_{\mathrm{水}} = 100℃ - 50℃ = 50℃ $，水吸收的热量$ Q_{\mathrm{水}} = c_{\mathrm{水}}m\Delta t_{\mathrm{水}} = 4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 0.02\ \mathrm{kg} × 50℃ = 4200\ \mathrm{J} $。
由$ Q_{\mathrm{水}} = q · t_{\mathrm{水}} $，得单位时间吸热$ q = \frac{Q_{\mathrm{水}}}{t_{\mathrm{水}}} = \frac{4200\ \mathrm{J}}{10.5\ \mathrm{min}} = 400\ \mathrm{J/min} $。
选项分析：
A. 由图乙可知，甘油在6min时温度达到$ 100℃ $，之后温度保持不变（甘油沸点为$ 290℃ $，标准大气压下此时处于沸腾状态，温度不变），因此加热时间超过6min时，甘油温度不再升高，A错误。
B. 0~6min甘油处于温度上升阶段，吸收的热量$ Q_{\mathrm{甘油}} = q · t_{\mathrm{甘油}} = 400\ \mathrm{J/min} × 6\ \mathrm{min} = 2400\ \mathrm{J} = 2.4×10^3\ \mathrm{J} $，B正确。
C. 6~10.5min，甘油温度保持$ 100℃ $不变（沸腾状态），此时甘油吸收的热量用于汽化，且题目仅说明“温度上升时单位时间内吸热相等”，该时间段内甘油的吸热规律与温度上升时不同，因此甘油吸收的热量不等于水吸收的热量，C错误。
D. 吸热能力由比热容决定，质量相同的物质，升高相同温度，吸收热量越少，比热容越小（吸热能力越弱）。甘油和水升高相同温度（$ 50℃ $），甘油用时6min，水用时10.5min，甘油吸热更少，比热容更小，吸热能力更弱，D错误。
【答案】
B
【知识点】
比热容、热量计算
【点评】
本题结合图像考查比热容与热量计算，关键是理解“温度上升时单位时间吸热相等”的条件，以及沸腾时温度不变的特点，需仔细分析图像和选项描述，避免概念混淆。
【难度系数】
0.5
5.为比较A、B两保温杯的保温性能,小红在两个保温杯中分别倒入0.1 kg相同温度的热水,用温度计测其初温为$t_0$,示数如图1所示,$t_0=\_\_\_\_\_\_°C$。绘制水温随时间的变化图像如图2所示,A杯中水放出的热量为
$2.1×10^4$
J,保温性能更好的是A
(选填“A”或“B”)杯。[水的比热容为$4.2× 10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$]答案
5. 80 2.1×10⁴ A
解析
【分析】
首先读取温度计示数：观察图1的温度计，确定其分度值后读出初温；接着利用放热公式计算A杯热水放出的热量，需明确初温、末温及水的质量、比热容；最后对比图2中A、B的温度变化曲线，判断保温性能，温度下降越慢，保温越好。
【解析】
1. 温度计读数：图1中温度计的分度值为1℃，液柱上表面与80℃刻度线对齐，因此初温$t_0=80°\mathrm{C}$。
2. 计算A杯放出的热量：由图2可知，A杯热水的末温为$30°\mathrm{C}$，温度变化量$\Delta t=80°\mathrm{C}-30°\mathrm{C}=50°\mathrm{C}$。根据放热公式$Q_{\mathrm{放}}=cm\Delta t$，代入数据得：$Q_{\mathrm{放}}=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg·℃}) ×0.1\ \mathrm{kg} ×50°\mathrm{C}=2.1×10^4\ \mathrm{J}$。
3. 判断保温性能：对比图2的温度变化曲线，相同时间内A杯水温下降比B杯慢，说明A杯保温性能更好。
【答案】
80；$2.1×10^4$；A
【知识点】
温度计读数、热量计算、图像分析
【点评】
本题结合温度计读数、放热公式应用和图像分析，考查热学基础知识点的实际应用，需准确读取示数、熟练运用公式，同时能从图像中提取信息判断保温性能，属于基础题型。
【难度系数】
0.6
首先读取温度计示数：观察图1的温度计，确定其分度值后读出初温；接着利用放热公式计算A杯热水放出的热量，需明确初温、末温及水的质量、比热容；最后对比图2中A、B的温度变化曲线，判断保温性能，温度下降越慢，保温越好。
【解析】
1. 温度计读数：图1中温度计的分度值为1℃，液柱上表面与80℃刻度线对齐，因此初温$t_0=80°\mathrm{C}$。
2. 计算A杯放出的热量：由图2可知，A杯热水的末温为$30°\mathrm{C}$，温度变化量$\Delta t=80°\mathrm{C}-30°\mathrm{C}=50°\mathrm{C}$。根据放热公式$Q_{\mathrm{放}}=cm\Delta t$，代入数据得：$Q_{\mathrm{放}}=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg·℃}) ×0.1\ \mathrm{kg} ×50°\mathrm{C}=2.1×10^4\ \mathrm{J}$。
3. 判断保温性能：对比图2的温度变化曲线，相同时间内A杯水温下降比B杯慢，说明A杯保温性能更好。
【答案】
80；$2.1×10^4$；A
【知识点】
温度计读数、热量计算、图像分析
【点评】
本题结合温度计读数、放热公式应用和图像分析，考查热学基础知识点的实际应用，需准确读取示数、熟练运用公式，同时能从图像中提取信息判断保温性能，属于基础题型。
【难度系数】
0.6
6.热量的单位有两种，一种是国际单位焦耳，简称“焦”；另一种是“卡路里”，简称“卡”，这个单位被广泛使用在营养计量和健身手册上。
“卡”是这样规定的:在1个标准大气压下，将1 g水温度升高1 ℃所需要吸收的热量。水的比热容为$4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$。
(1)1卡合多少焦耳？
(2)茗茗每天健步走消耗的能量约$5.46×10^{5}\ \mathrm{J}$，相当于消耗能量多少卡？
(3)若运动员在长跑训练中汗水蒸发吸收热量，使质量为60 kg的运动员体温下降0.1 ℃，求汗水蒸发吸收的热量。(人体主要成分是水)
“卡”是这样规定的:在1个标准大气压下，将1 g水温度升高1 ℃所需要吸收的热量。水的比热容为$4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$。
(1)1卡合多少焦耳？
(2)茗茗每天健步走消耗的能量约$5.46×10^{5}\ \mathrm{J}$，相当于消耗能量多少卡？
(3)若运动员在长跑训练中汗水蒸发吸收热量，使质量为60 kg的运动员体温下降0.1 ℃，求汗水蒸发吸收的热量。(人体主要成分是水)
答案
6. (1)4.2 J (2)1.3×10⁵ 卡 (3)2.52×10⁴ J
解析
【分析】
本题需利用比热容公式$Q=cm\Delta t$解决热量单位换算和热量计算问题。思路如下：
1. 第(1)问：根据“1卡是1g水温度升高1℃吸收的热量”，代入比热容公式计算该热量，即可得到1卡对应的焦耳数；
2. 第(2)问：已知总能量（焦耳），用总能量除以1卡对应的焦耳数，即可换算为卡；
3. 第(3)问：人体主要成分是水，利用比热容公式$Q=cm\Delta t$，代入质量、温度变化量计算汗水蒸发吸收的热量，注意质量单位需换算为kg（与比热容单位匹配）。
【解析】
解：
(1) 1g水温度升高1℃吸收的热量即为1卡对应的焦耳数，根据$Q=cm\Delta t$：
$m=1g=0.001kg$，$\Delta t=1℃$，$c=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$
$Q=cm\Delta t=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C}) ×0.001kg ×1℃=4.2J$
故1卡合4.2J。
(2) 已知消耗能量为$5.46×10^5\ \mathrm{J}$，换算为卡：
能量（卡）$=$总能量$÷1$卡对应的焦耳数$=5.46×10^5\ \mathrm{J} ÷4.2\ \mathrm{J}/$卡$=1.3×10^5$卡
(3) 汗水蒸发吸收的热量等于人体体温下降释放的热量，根据$Q=cm\Delta t$：
$m=60kg$，$\Delta t=0.1℃$，$c=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$
$Q=cm\Delta t=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C}) ×60kg ×0.1℃=2.52×10^4\ \mathrm{J}$
【答案】
(1)4.2 J (2)1.3×10⁵ 卡 (3)2.52×10⁴ J
【知识点】
热量单位换算、比热容公式应用
【点评】
本题考查热量单位换算及比热容公式的基本应用，解题关键是统一单位（如质量单位换算为kg），熟练运用$Q=cm\Delta t$公式，整体难度适中，适合基础阶段学生练习。
【难度系数】
0.6
本题需利用比热容公式$Q=cm\Delta t$解决热量单位换算和热量计算问题。思路如下：
1. 第(1)问：根据“1卡是1g水温度升高1℃吸收的热量”，代入比热容公式计算该热量，即可得到1卡对应的焦耳数；
2. 第(2)问：已知总能量（焦耳），用总能量除以1卡对应的焦耳数，即可换算为卡；
3. 第(3)问：人体主要成分是水，利用比热容公式$Q=cm\Delta t$，代入质量、温度变化量计算汗水蒸发吸收的热量，注意质量单位需换算为kg（与比热容单位匹配）。
【解析】
解：
(1) 1g水温度升高1℃吸收的热量即为1卡对应的焦耳数，根据$Q=cm\Delta t$：
$m=1g=0.001kg$，$\Delta t=1℃$，$c=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$
$Q=cm\Delta t=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C}) ×0.001kg ×1℃=4.2J$
故1卡合4.2J。
(2) 已知消耗能量为$5.46×10^5\ \mathrm{J}$，换算为卡：
能量（卡）$=$总能量$÷1$卡对应的焦耳数$=5.46×10^5\ \mathrm{J} ÷4.2\ \mathrm{J}/$卡$=1.3×10^5$卡
(3) 汗水蒸发吸收的热量等于人体体温下降释放的热量，根据$Q=cm\Delta t$：
$m=60kg$，$\Delta t=0.1℃$，$c=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$
$Q=cm\Delta t=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C}) ×60kg ×0.1℃=2.52×10^4\ \mathrm{J}$
【答案】
(1)4.2 J (2)1.3×10⁵ 卡 (3)2.52×10⁴ J
【知识点】
热量单位换算、比热容公式应用
【点评】
本题考查热量单位换算及比热容公式的基本应用，解题关键是统一单位（如质量单位换算为kg），熟练运用$Q=cm\Delta t$公式，整体难度适中，适合基础阶段学生练习。
【难度系数】
0.6
知识点三 内燃机的工作原理
[例3]（2026日照莒县期中）我国古人曾发明一种点火器，以牛角为套筒，把艾绒黏附在木质推杆前端，其结构如图所示。取火时一只手握住套筒，另一只手向内猛推推杆，推杆前端的艾绒就会被点燃，拔出推杆后，吹吹艾绒就有火苗产生。四冲程汽油机的冲程与这一过程相似的是 （
[例3]（2026日照莒县期中）我国古人曾发明一种点火器，以牛角为套筒，把艾绒黏附在木质推杆前端，其结构如图所示。取火时一只手握住套筒，另一只手向内猛推推杆，推杆前端的艾绒就会被点燃，拔出推杆后，吹吹艾绒就有火苗产生。四冲程汽油机的冲程与这一过程相似的是 （
B
）答案
例3 B
解析
【分析】
首先理解点火器的工作原理：向内猛推推杆时，压缩套筒内的空气，对空气做功，使空气内能增大、温度升高，达到艾绒着火点从而点燃艾绒，该过程是机械能转化为内能，对应内燃机的压缩冲程。接下来回忆四冲程汽油机各冲程的判断方法：根据气门开闭情况和活塞运动方向区分，压缩冲程的特点是两个气门都关闭，活塞向上运动，能量转化为机械能→内能。最后逐一分析选项，找出符合压缩冲程的即可。
【解析】
猛推推杆的过程，是对套筒内空气做功，将机械能转化为空气的内能，使空气温度升高点燃艾绒，与四冲程汽油机的压缩冲程特点、能量转化一致。
对各选项分析：
A：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，不符合；
B：两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，符合；
C：两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，不符合；
D：排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程，不符合。
【答案】
B
【知识点】
内燃机的冲程、内能的改变
【点评】
本题结合古代点火器原理，考查四冲程汽油机冲程的判断，需掌握各冲程的气门状态、活塞运动方向及能量转化，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.5
首先理解点火器的工作原理：向内猛推推杆时，压缩套筒内的空气，对空气做功，使空气内能增大、温度升高，达到艾绒着火点从而点燃艾绒，该过程是机械能转化为内能，对应内燃机的压缩冲程。接下来回忆四冲程汽油机各冲程的判断方法：根据气门开闭情况和活塞运动方向区分，压缩冲程的特点是两个气门都关闭，活塞向上运动，能量转化为机械能→内能。最后逐一分析选项，找出符合压缩冲程的即可。
【解析】
猛推推杆的过程，是对套筒内空气做功，将机械能转化为空气的内能，使空气温度升高点燃艾绒，与四冲程汽油机的压缩冲程特点、能量转化一致。
对各选项分析：
A：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，不符合；
B：两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，符合；
C：两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，不符合；
D：排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程，不符合。
【答案】
B
【知识点】
内燃机的冲程、内能的改变
【点评】
本题结合古代点火器原理，考查四冲程汽油机冲程的判断，需掌握各冲程的气门状态、活塞运动方向及能量转化，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.5
7.(2026涟源一模)如图,把火柴头掰下来用锡纸包好,放在铁丝做的支架上,用蜡烛的火焰加热火柴头所在的位置,锡纸就如火箭一般飞出去了,内燃机冲程中能量转化与“锡纸飞出去”类似的是 (
A.吸气冲程
B.压缩冲程
C.做功冲程
D.排气冲程
C
)A.吸气冲程
B.压缩冲程
C.做功冲程
D.排气冲程
答案
7. C
解析
【分析】首先分析实验过程的能量转化：加热锡纸包内的火柴头，火柴头燃烧使内部气体内能增加、压强增大，最终推动锡纸飞出，该过程是内能转化为机械能。再结合内燃机各冲程的能量转化，找到与实验能量转化一致的冲程。
【解析】实验中，加热火柴头时，火柴头的化学能转化为内能，使锡纸包内气体内能增大、压强升高，气体推动锡纸飞出，将内能转化为机械能。内燃机的四个冲程中：吸气冲程和排气冲程无能量转化；压缩冲程是机械能转化为内能；做功冲程是高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，与实验的能量转化一致，因此对应做功冲程。
【答案】C
【知识点】内能的转化、内燃机的冲程
【点评】本题结合生活小实验考查内燃机冲程的能量转化，需准确掌握内燃机各冲程的能量变化，同时能分析实验的能量转化，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.7
【解析】实验中，加热火柴头时，火柴头的化学能转化为内能，使锡纸包内气体内能增大、压强升高，气体推动锡纸飞出，将内能转化为机械能。内燃机的四个冲程中：吸气冲程和排气冲程无能量转化；压缩冲程是机械能转化为内能；做功冲程是高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，与实验的能量转化一致，因此对应做功冲程。
【答案】C
【知识点】内能的转化、内燃机的冲程
【点评】本题结合生活小实验考查内燃机冲程的能量转化，需准确掌握内燃机各冲程的能量变化，同时能分析实验的能量转化，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.7
