《2025年拔尖特训九年级物理上册苏科版》

典例3 ★关于温度、热量和内能,下列说法中正确的是 ( )

A.0℃的冰块的内能为0
B.温度高的物体含有的热量多
C.汽油机在做功冲程中,汽缸内燃气的内能增加
D.两个发生热传递的物体之间一定存在温度差

答案： D　解析:一切物体都具有内能，温度为0℃的冰块也有内能，A错误；热量是一个过程量，不能说含有或具有热量，B错误；汽油机在做功冲程中把内能转化为机械能，使燃气的内能减小，温度降低，C错误；存在温度差的两个物体接触并发生热传递时，热量总是从高温物体传到低温物体，D正确。

3.(2023.郴州)下列关于物体的温度和内能的
说法,正确的是 ( )

A.温度越高的物体,内能越大
B.摩擦生热是通过做功的方式改变物体的内能的
C.物体运动的速度越快,内能越大
D.-20℃的冰块没有内能

答案： B

典例4 阅读短文,回答问题。
牛顿冷却定律
当一个物体表面温度比周围环境高时,就会向周围环境散热,散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出:物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现,在温度差不太大的情况下(小于15℃),这个结论符合实际散热规律,称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用q表示,那么牛顿冷却定律可以表示为q= k(t物一t环),其中k是散热系数,与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关,和物质种类无关,如果上述因素相同,不同物质的散热系数就相同,由于不同物质的比热容不同,即使散热快慢相同,它们降低相同温度需要的时间也不同,根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系,从而可以进行比热容的测量。
(1)物体向周围环境散热,内能减少,这种改变内能的方式叫作______。
(2)下列概念中,和散热快慢q物理意义最接近
的是______(多选,填字母)。
A.速度 B.密度
C.功率 D.效率
(3)一个物体的温度为30℃,周围环境温度保
持20℃不变,此时物体的散热快慢为α。当物
体的温度降低到29℃时,散热快慢为______。
(4)如图甲所示,两个同样的保温杯分别装满
30℃的水和盐水,周围环境温度保持20℃不
变。保温杯敞口放置,水和盐水的温度随时间变
化的图像如图乙所示。水的比热容为4.2×
103J/(kg.℃),盐水的密度为1.1×10)3kg/m3,
则盐水的比热容为______J/(kg.℃)。

答案： （1）热传递　（2）AC （3）$\frac{9}{10}$q　（4）3.5×10³ 解析:
(1)物体向周围环境散热，物体的内能转移到周围环境中温度较低的物体上，内能减小，这种改变内能的方式为热传递。
(2)q是表示散热快慢的物理量，速度是表示物体运动快慢的物理量，功率是表示做功快慢的物理量，这三者的物理意义最接近。
(3)当物体的温度为30℃，周围环境温度为20℃时，根据牛顿冷却定律q=k(t物 - t环)可得物体的散热系数k=$\frac{q}{t_{物}-t_{环}}$=$\frac{q}{30℃ - 20℃}$=$\frac{q}{10℃}$，当物体的温度降低到29℃时，散热快慢q'=k(t'物 - t环)=$\frac{q}{10℃}$×(29℃ - 20℃)=$\frac{9}{10}$q。
(4)水从30℃降到25℃时，放出的热量Q放=c水m水(t₀水 - t水)=c水ρ水V水×(30℃ - 25℃)=4.2×10³J/(kg·℃)×1.0×10³kg/m³×V水×5℃，盐水从30℃降到25℃放出的热量Q'放=c盐水m盐水(t₀盐水 - t盐水)=c盐水ρ盐水V盐水×(30℃ - 25℃)=c盐水×1.1×10³kg/m³×V盐水×5℃；由题图乙可知，水和盐水的降温时间分别为24min和22min，V水=V盐水，故它们放出的热量之比$\frac{Q_{放}}{Q'_{放}}$=$\frac{24}{22}$，可求得盐水的比热容c盐水=3.5×10³J/(kg·℃)。

4.阅读短文,回答问题。
制动液
汽车制动液俗称刹车油。汽车刹车时,
驾驶员踩踏板通过刹车管线内的制动液把
压力传递到刹车块,刹车块和车轮上的鼓轮
摩擦,制止车轮转动。制动时,因摩擦产生
的热量会使制动液的温度升高。如果温度
过高,达到沸点,制动液就会产生大量气体,
造成制动失灵。制动液的沸点在受潮吸水
后会下降,因此国家规定制动液的沸点不得
低于140℃。
要测量制动液的沸点,可以取适量制动
液和一个质量为m的铜块放入加热容器,加热至沸腾后,把铜块取出并立即放入一个装有水的保温杯中,保温杯中水的质量为m2、温度为t1,等铜块和水的温度相同后,再测出水温t2。若从取出铜块到测出水温过程中散失的热量为Q,铜的比热容为c1,水的比热容为C2,就可以计算得到制动液的沸点。
如表所示为某种制动液的含水量和对应的沸点。
含水量/%01 23456
沸点/C210180158142132124120

(1)刹车时制动液的温度会升高,这是通过______的方式增加了制动液的内能。
(2)制动液沸点的表达式为t= ______
______。
(3)利用表格中给出的数据,在下图坐标系中作出该制动液沸点与含水量的关系图像。


(4)当含水量减小到______时,这种制动液就必须更换。

答案：

(1)热传递
(2)$\frac{c_{2}m_{2}(t_{2}-t_{1})+Q}{c_{1}m_{1}}$+t₂　（3）如图所示　（4）3.2%（3.1%和3.3%之间均可） 解析:
(1)刹车制动时，刹车块和车轮上的鼓轮摩擦，摩擦生热，这是通过做功的方式改变了物体的内能。将热量传给制动液后，制动液的温度升高，内能增大，这是通过热传递的方式改变了物体的内能。
(2)由题得，水吸收的热量Q吸=c₂m₂(t₂ - t₁)，铜块放出的热量Q放=c₁m₁(t - t₂)，Q放=Q吸+Q，c₂m₂(t₂ - t₁)+Q=c₁m₁·(t - t₂)，铜块的初温即制动液的沸点t=$\frac{c_{2}m_{2}(t_{2}-t_{1})+Q}{c_{1}m_{1}}$+t₂。
(3)根据表中数据在坐标系中描出相应的坐标点，用平滑的曲线连接即得沸点与含水量的关系图像。
(4)观察图像可知，含水量大约为3.2%（3.1%和3.3%之间）时，制动液的沸点达到140℃，这种制动液就必须更换。