4.（2025·南京）如图所示是一台四冲程汽油机的某个冲程，在此冲程中能转化为能；若飞轮转速为1 800 r/min，则该汽油机每秒钟完成个工作循环；在一段时间内消耗了500 g汽油，若这些汽油完全燃烧，则放出的热量是J。（$q_{汽油}=4.6×10^7 J/kg$）

4.内 机械 15 $2.3×10^7$

【分析】
要解决这道题，需分三步思考：1. 判断汽油机的冲程：观察气门状态、火花塞是否点火、活塞运动方向，确定冲程类型后明确能量转化；2. 飞轮转速与工作循环的关系：先将飞轮转速单位换算为r/s，再根据四冲程汽油机每完成1个工作循环飞轮转2圈，计算每秒的工作循环数；3. 汽油完全燃烧放热的计算：利用热值公式$Q_{放}=mq$，注意单位换算（质量单位从g转换为kg）。
【解析】
1. 冲程判断与能量转化：图中汽油机的两个气门均关闭，火花塞点火，活塞向下运动，因此是做功冲程，此冲程中燃料燃烧释放的内能转化为机械能；
2. 工作循环数计算：飞轮转速为$1800\ \mathrm{r/min}=30\ \mathrm{r/s}$，四冲程汽油机每完成1个工作循环，飞轮转动2圈，故每秒完成的工作循环数为$30÷2=15$个；
3. 热量计算：消耗汽油的质量$m=500\ \mathrm{g}=0.5\ \mathrm{kg}$，根据热值公式，汽油完全燃烧放出的热量$Q_{放}=mq=0.5\ \mathrm{kg}×4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}=2.3×10^7\ \mathrm{J}$。
【答案】
内；机械；15；$2.3×10^7$
【知识点】
汽油机四冲程、热机能量转化、热值计算
【点评】
本题考查热学中汽油机的相关基础知识点，涵盖冲程判断、转速与工作循环的关系、热值计算，题型常规，注重基础应用，是热学部分的常考题型。
【难度系数】
0.3

5.（2025·黑龙江）下列实例中与水的比热容有关的是（）

A.北方冬天气温较低，户外的水管容易冻裂
B.沿海地区的昼夜气温差比内陆地区小
C.天热时在地面上洒水降低室内温度
D.刚洗的衣服放在通风的环境中会干得快些

5.B

【分析】
要解决这道题，需明确各选项对应的物理原理，结合水的比热容的特点判断：水的比热容较大，相同质量的水和其他物质相比，吸收或放出相同热量时，温度变化更小。逐一分析每个选项，排除与比热容无关的选项，确定正确答案。
【解析】
逐一分析各选项：
A. 北方冬天户外水管冻裂，是因为水结冰时体积膨胀导致水管破裂，该现象与水的比热容无关，故A错误；
B. 沿海地区多水，内陆多砂石，水的比热容比砂石大。相同质量的水和砂石吸收或放出相同热量时，水的温度变化更小，因此沿海地区昼夜气温差比内陆小，这一实例与水的比热容有关，故B正确；
C. 天热时地面洒水降温，是利用水蒸发（汽化）吸热降低周围温度，与水的比热容无关，故C错误；
D. 通风处衣服干得快，是因为空气流速加快使蒸发速度变快，与水的比热容无关，故D错误。
综上，答案为B。
【答案】
B
【知识点】
水的比热容的应用、汽化现象、影响蒸发快慢的因素
【点评】
本题考查比热容的实际应用，属于基础题，解题关键是区分比热容与蒸发等热现象的原理，需准确掌握各物理现象对应的知识点，避免混淆。
【难度系数】
0.6

6.（2025·阿坝州）某学校物理兴趣小组用控制变量的方法比较a、b两种液体的比热容$c_a$和$c_b$。他们在实验室让质量相同的a、b两种液体吸收相同的热量后，液体a的温度从20 ℃升高到50 ℃，液体b的温度从10 ℃升高到70 ℃，a、b两种液体均未沸腾。由此可知（）

A.$c_a ＞ c_b$
B.$c_a ＜ c_b$
C.$c_a = c_b$
D.$c_a = 3c_b$

6.A 【解析】液体a升高的温度 $\Delta t_a = 50 ℃ -20 ℃= 30 ℃$,液体b升高的温度 $\Delta t_b = 70 ℃ -10 ℃=60 ℃$,液体a、b质量相同,吸收的热量相同,由$Q = cm\Delta t$可知比热容c与温度变化量$\Delta t$成反比,因为$\Delta t_b＞\Delta t_a$,所以$c_a＞c_b$,A正确,B、C错误。比热容c与温度变化量$\Delta t$成反比,则有$\frac{c_a}{c_b}=\frac{\Delta t_b}{\Delta t_a}=\frac{60 ℃}{30 ℃}=2$,即$c_a = 2c_b$,D错误。

【分析】
要比较a、b两种液体的比热容，已知它们质量相同、吸收的热量相同，根据比热容公式$Q=cm\Delta t$，当Q和m一定时，比热容c与温度变化量$\Delta t$成反比。因此需先计算两种液体升高的温度，再通过公式推导得出$c_a$与$c_b$的关系，进而判断选项。
【解析】
1. 计算两种液体升高的温度：
液体a升高的温度$\Delta t_a = 50℃ - 20℃ = 30℃$；
液体b升高的温度$\Delta t_b = 70℃ - 10℃ = 60℃$；
2. 根据热量公式$Q=cm\Delta t$，变形得$c=\frac{Q}{m\Delta t}$。由于两种液体质量m相同、吸收热量Q相同，因此比热容c与温度变化量$\Delta t$成反比，即$\frac{c_a}{c_b}=\frac{\Delta t_b}{\Delta t_a}=\frac{60℃}{30℃}=2$，故$c_a=2c_b$，即$c_a＞c_b$，选项A正确，B、C、D错误。
【答案】
A
【知识点】
比热容、热量的计算
【点评】
本题考查比热容公式的应用，利用控制变量法分析物理量间的关系，属于基础题型，侧重考查学生对公式的理解与运用能力。
【难度系数】
0.7

7. (2025·无锡)取5.6 g酒精和5.6 g花生米，点燃后分别对80 g的水加热，直至充分燃烧。酒精和花生米放出的热量全部被各自加热的水吸收，数据记录在表中，可见质量相等的酒精和花生米充分燃烧所放出的热量（选填“相等”或“不相等”），所测的花生米的热值为J/kg。酒精和花生米中，的热值大。[$c_{水}=4.2× 10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$]

7.不相等 $1.8×10^6$ 酒精
【解析】分析表格中的数据可知,酒精完全燃烧放出的热量使水温升高48 ℃,花生米完全燃烧放出的热量使水温升高30 ℃,可知酒精燃烧放出的热量比花生米燃烧放出的热量多。由$q=\frac{Q}{m}$,知酒精的热值大。花生米充分燃烧提供给80 g水的热量$Q_{吸}= c_{水} m_{水} \Delta t = 4.2×10^3 J/(kg· ℃ ) × 8×10^{-2} kg × (52 ℃ -22 ℃ )= 1.008×10^4 J$,花生米完全燃烧放出的热量$Q = Q_{吸}= 1.008×10^4 J$,花生米的热值$q=\frac{Q}{m_米}=\frac{1.008×10^4 J}{5.6×10^{-3} kg}=1.8×10^6 J/kg$。

【分析】要判断质量相等的酒精和花生米充分燃烧放出的热量是否相等，需利用“燃料放出的热量全部被水吸收”的条件，通过水升高的温度间接比较燃料放热多少：水的质量和比热容相同，根据$Q_{吸}=cm\Delta t$，水升高的温度不同，说明吸收的热量不同，即燃料放出的热量不同。计算热值时，先通过水吸热公式算出花生米燃烧放出的热量，再结合热值公式$q=\frac{Q}{m}$计算，最后比较两者热值大小。
【解析】
1. 计算水升高的温度：
酒精燃烧时水升高的温度$\Delta t_{酒}=70° C - 22° C=48° C$；
花生米燃烧时水升高的温度$\Delta t_{米}=52° C - 22° C=30° C$。
2. 判断放热是否相等：
水的质量$m_{水}=80g=0.08kg$，水吸收的热量$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t$，因$\Delta t_{酒}≠\Delta t_{米}$，故$Q_{吸酒}≠ Q_{吸米}$；又燃料放热全部被水吸收（$Q_{放}=Q_{吸}$），所以质量相等的酒精和花生米充分燃烧放出的热量不相等。
3. 计算花生米的热值：
花生米燃烧放出的热量$Q_{放米}=Q_{吸米}=c_{水}m_{水}\Delta t_{米}=4.2×10^3J/(kg·° C)×0.08kg×30° C=1.008×10^4J$；
花生米的质量$m_{米}=5.6g=0.0056kg$；
根据热值公式$q=\frac{Q}{m}$，花生米的热值$q_{米}=\frac{Q_{放米}}{m_{米}}=\frac{1.008×10^4J}{0.0056kg}=1.8×10^6J/kg$。
4. 比较热值大小：
同理，酒精的热值$q_{酒}=\frac{Q_{放酒}}{m_{酒}}=\frac{4.2×10^3J/(kg·° C)×0.08kg×48° C}{0.0056kg}=2.88×10^6J/kg$，因$q_{酒}＞q_{米}$，故酒精的热值大。
【答案】不相等 $1.8×10^6$ 酒精
【知识点】热值、热量计算
【点评】本题通过实验数据考查热值的计算，利用转换法比较燃料放热多少，需注意单位换算，是热学基础题型，难度适中。
【难度系数】0.6

8.（2025·烟台）汽油机是燃油汽车的动力来源之一。如图所示是某台汽油机工作时的能量数据，图中横线处应填写的内容是：①，②。若汽油的热值为$4.6×10^7$J/kg，则该工作过程中消耗的汽油质量为kg。
损失的能量为$1.2×10^5$J

8.$1.61×10^5$ 机械 0.003 5
【解析】汽油机工作时,把燃料中的化学能转化为内能,然后部分内能转化为机械能。由题图可知,损失的能量$Q_{损}= 1.2×10^5 J$,获得的有用的机械能$W= 4.1×10^4 J$,那么燃料完全燃烧释放的能量$Q_{放}= Q_{损} +W= 1.2×10^5 J+4.1×10^4 J = 1.61×10^5 J$,由$Q_{放}= mq$可知该工作过程中消耗的汽油质量$m=\frac{Q_{放}}{q_{汽油}}=\frac{1.61×10^5 J}{4.6×10^7 J/kg}=0.003 5 kg$。

【分析】
本题考查汽油机的能量转化与热值相关计算，解题思路如下：首先明确汽油机的能量流向，燃料完全燃烧释放的总能量等于有用能量与损失能量之和；其次，汽油机工作时将部分内能转化为机械能，因此有用能量为机械能；最后利用热值公式变形计算消耗汽油的质量。
【解析】
1. 计算燃料完全燃烧释放的总能量（①处）：燃料完全燃烧释放的总能量等于有用能量与损失能量之和，已知有用能量为$4.1×10^4\ \mathrm{J}$，损失能量为$1.2×10^5\ \mathrm{J}$，则$Q_{\mathrm{放}}=4.1×10^4\ \mathrm{J}+1.2×10^5\ \mathrm{J}=1.61×10^5\ \mathrm{J}$，故①处填$1.61×10^5$。
2. 确定有用能量的形式（②处）：汽油机工作时，将燃料的化学能先转化为内能，再将部分内能转化为机械能，因此有用的能量为机械能，故②处填“机械”。
3. 计算消耗汽油的质量：根据热值公式$Q_{\mathrm{放}}=mq$，变形得$m=\frac{Q_{\mathrm{放}}}{q}$，代入$Q_{\mathrm{放}}=1.61×10^5\ \mathrm{J}$，汽油热值$q=4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}$，则$m=\frac{1.61×10^5\ \mathrm{J}}{4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}}=0.0035\ \mathrm{kg}$。
【答案】
$1.61×10^5$；机械；$0.0035$
【知识点】
汽油机能量转化、热值计算
【点评】
本题结合汽油机的实际工作场景，考查能量守恒的应用和热值公式的计算，属于基础应用类题目，需要学生理解能量流向并掌握热值公式的变形应用。
【难度系数】
0.5

9. (2025·广安)“五·一”假期,小莉一家出去旅游。汽车通过一条长2 400 m的隧道,用时120 s,消耗0.1 kg的汽油,汽车通过隧道牵引力做的有用功为$1.38×10^6$ J（汽油的热值$q=4.6×10^7$ J/kg）。求：
(1)汽车通过隧道的平均速度；
(2)完全燃烧0.1 kg汽油放出的热量；
(3)汽车通过隧道发动机的效率η。

9.解:(1)汽车通过隧道的平均速度$v = \frac{s}{t} = \frac{2400 m}{120 s} = 20 m/s$。
(2)完全燃烧0.1 kg汽油放出的热量
$Q_{放}= mq = 0.1 kg ×4.6×10^7 J/kg = 4.6×10^6 J$。
(3)汽车通过隧道发动机的效率
$\eta=\frac{W_{有}}{Q}×100\% =\frac{1.38×10^6 J}{4.6×10^6 J}×100\% =30\%$。

【分析】
本题是结合运动学与热学的基础计算题，需分三步求解：
1. 求平均速度：利用平均速度公式$v=\frac{s}{t}$，代入隧道长度和通过时间即可计算；
2. 求汽油完全燃烧放出的热量：利用燃料放热公式$Q_{放}=mq$，代入汽油质量和热值计算；
3. 求发动机效率：效率为有用功与总放热的比值，公式为$\eta=\frac{W_{有}}{Q_{放}}×100\%$，代入前两步结果计算即可。
【解析】
(1) 汽车通过隧道的平均速度：
$v = \frac{s}{t} = \frac{2400\ m}{120\ s} = 20\ m/s$；
(2) 完全燃烧0.1 kg汽油放出的热量：
$Q_{放}= mq = 0.1\ kg × 4.6×10^7\ J/kg = 4.6×10^6\ J$；
(3) 汽车通过隧道发动机的效率：
$\eta=\frac{W_{有}}{Q_{放}}×100\% =\frac{1.38×10^6\ J}{4.6×10^6\ J}×100\% =30\%$。
【答案】
(1) 20 m/s；(2) $4.6×10^6\ J$；(3) 30%
【知识点】
平均速度计算、燃料热值计算、热机效率计算
【点评】
本题为常规基础计算题，考查学生对运动学、热学基本公式的掌握与应用，步骤清晰，难度较低，适合巩固相关知识点。
【难度系数】
0.8