《2026年江苏13大市中考名卷优选38套物理》

3. (2022 徐州）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 $° C$），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，则牛顿冷却定律可以表示为 $q = k(t_{ 物} - t_{ 环})$，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) 物体向周围散热，内能减少，这种改变内能方式叫作热传递.
(2) 散热快慢 $q$ 和下列概念中物理意义最接近的是C.
A. 速度
B. 密度
C. 功率
D. 效率
(3) 一个物体温度为 30 $° C$，周围环境温度 20 $° C$ 不变，此时物体的散热快慢为 $q$. 当物体温度从 100 $° C$ 变化到 99 $° C$ 时，下列说法正确的是（C）
A. 散热快慢是 $q$ 的一半
B. 散热快慢小于 $q$ 的一半
C. 散热快慢大于 $q$ 的一半
(4) 如图甲所示，用两个同样的保温杯分别装满水和盐水，水和盐水的温度都是 30 $° C$，周围环境温度保持 20 $° C$ 不变，保温杯散开口，水和盐水温度随时间变化的图像如图乙所示，已知水的比热容为 $4.2 × 10^3 J/(kg · ° C)$，盐水的密度为 $1.1 × 110^3 kg/m^3$，则盐水的比热容为$3.5×10^3$ $J/(kg · ° C)$.

答案： 3
(1) 热传递
(2) C
(3)$\frac{9}{10}q$
(4)$3.5×10^{3}$
解析：
(1) 物体向周围散热，物体的内能转移到周围温度较低的物体上，内能减小，这种方式叫热传递.
(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，这三者的物理意义接近，速度单位$m/s$.功率单位与散热快慢单位都是$J/s$.因此C符合题意，A、B、D不符合题意.
(3) 当物体温度为30$^{\circ}C$，周围环境温度为20$^{\circ}C$时，根据牛顿冷却定律$q = k(t_{物}-t_{环})$可得物体的散热系数$k=\frac{q}{t_{物}-t_{环}}=\frac{q}{30^{\circ}C - 20^{\circ}C}=\frac{q}{10^{\circ}C}$，当物体温度降低到29$^{\circ}C$时，散热快慢为$k(t_{物}'-t_{环})=\frac{q}{10^{\circ}C}×(29^{\circ}C - 20^{\circ}C)=\frac{9}{10}q$.
(4) 由图乙可知，水从30$^{\circ}C$降到25$^{\circ}C$放出的热量为$Q_{放}=c_{水}m_{水}(t_{0水}-t_{盐水})=c_{水}m_{盐水}×(30^{\circ}C - 25^{\circ}C)=c_{水}×1.0×10^{3}kg/m^{3}× V_{水}×5^{\circ}C$，盐水从30$^{\circ}C$降到25$^{\circ}C$放出的热量为$Q_{放}'=c_{盐水}m_{盐水}(t_{0盐水}-t_{盐水})=c_{盐水}m_{盐水}×(30^{\circ}C - 25^{\circ}C)=c_{盐水}×1.1×10^{3}kg/m^{3}× V_{盐水}×5^{\circ}C$，其中水和盐水降温时间分别为24min和22min，盐水和水的体积相同，所以放出的热量之比为$\frac{Q_{放}}{Q_{放}'}=\frac{4.2×10^{3}J/(kg·^{\circ}C)×1.0×10^{3}kg/m^{3}}{c_{盐水}×1.1×10^{3}kg/m^{3}}=\frac{24}{22}$可求得盐水的比热容为$3.5×10^{3}J/(kg·^{\circ}C)$