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易错专练5：热和能
易错点一：不能正确区分细小物体的机械运动和分子的运动
典例1：（2019秋?府谷县月考）盐城四季分明，景色各异，下列景观中，由于分子热运动形成的是（　　）
A．春天，聚龙湖畔柳絮飞扬 B．夏天，公园瀑布水雾飞洒
C．秋天，古城射阳菊花飘香 D．冬天，全市梧桐落叶飘零
【错解】选B或A或D，理由：柳絮、水雾、梧桐叶是分子，柳絮飞扬、水雾飞洒、桐落叶飘零是
分子的热运动.
【析错】要解答本题需掌握：扩散现象是分子运动，以及机械运动和分子运动的区别。分子是看不见的。
【正解】选C，理由：A、春天，聚龙湖畔柳絮飞扬，是宏观物体的机械运动，不是分子运动，故A错误； B、夏天，公园瀑布水雾飞洒，是宏观物体的机械运动，不是分子运动，故B错误； C、秋天，古城射阳菊花飘香，是香味分子在空气中发生扩散现象，说明分子在不停的做无规则运动，故C正确； D、冬天，全市梧桐落叶飘零，是宏观物体的机械运动，不是分子运动，故D错误。故选：C。
针对训练1：（2019?怀化）下列有关分子热运动的说法不正确的是（　　）
A．压紧的铅块能结合在一起。表明分子间有引力
B．墨水在热水中扩散的快，表明温度越高，分子运动越剧烈
C．固体很难被压缩，表明固体分子间只存在斥力
D．桂花飘香。表明分子在不停地做无规则运动
【解析】A、分子之间存在引力，所以压紧的铅块能结合在一起。故A正确； B、墨水滴在热水中比在冷水中扩散得快，这是因为温度越高，分子运动越剧烈。故B正确； C、固体很难被压缩，表明固体分子间存在斥力；同时固体也难以被拉伸，说明分子之间存在引力。故C错误； D、桂花飘香属于扩散现象，扩散现象表明分子在不停地做无规则运动。故D正确。故选：C。
【答案】C
易错点二：不能正确理解温度、内能、热量之间的区别和联系。
典例2：（2019秋?邓州市期末）关于热量、温度、内能之间的关系，下列说法正确的是（　　）
A．温度为0oC的物体没有内能 B．物体温度升高，一定是吸收了热量
C．物体内能减少时，一定对外做功 D．物体吸收了热量，温度可能不变
【错解】选B或C，理由：热传递和做功改变物体的内能。
【析错】（1）物体吸收或放出热量时，温度可能不改变，例如冰在熔化（水在凝固）时，吸收（放出）热量，但温度都不变，但内能在发生改变；（2）内能大小与物体的运动状态无关；（3）做功和热传递都能改变内能；（4）一切物体在任何温度下都有内能；
【正解】选D，理由：A、一切物体都有内能，温度为0℃的物体也有内能，故A错误； B、物体温度升高，可能是吸收了热量，也可能是外界物体对它做了功，故B错误； C、物体内能减少时，可能是对外做功，也可能向外传递了热量，故C错误； D、晶体熔化过程中，吸热但温度不变，故D正确。故选：D。
针对训练2：（2019?连云港）关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（　　）
A．0℃的冰块内能为零
B．温度高的物体含有的热量多
C．汽油机压缩冲程中，机械能转化为内能
D．反复弯折铁丝，铁丝温度升高，这是通过热传递的方式增加了铁丝的内能
【解析】A、一切物体都具有内能，温度为0℃的冰块也有内能，故A错误； B、热量是一个过程量，不能说含有或具有热量，故B错误； C、汽油机在压缩冲程中把机械能转化为内能，使燃气的内能增加，温度升高，故C正确； D、用手快速弯折铁丝，铁丝温度升高，这是通过做功的方式增加了铁丝的内能，故D错误。故选：C。
【答案】C
易错点三：误认为内燃机飞轮转一圈对外做功一次。
典例3：（2019秋?全椒县期中）如图所示是四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在 冲程，若此台汽油机飞轮转速为2400r/min，则每秒钟对外做功 次。
【错解】40，理由：内燃机转一圈对外做功一次，该飞轮每秒钟转40圈做了40次功。
【析错】（1）汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气；根据气门的关闭情况和活塞的运行方向判断什么冲程；（2）四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次。
【正解】做功；20，理由：（1）从图中可以看出，火花塞点火和活塞向下移动的特点，可以判断这个冲程是做功冲程；（2）飞轮的转速是2400r/min，所以每秒转动的圈数为40r，因为飞轮转动一圈完成两个冲程，所以1s可以完成80个冲程；因为完成四个冲程，对外做功一次，所以1s可以做功20次。故答案为：做功；20。
针对训练3：（2019秋?工业园区期中）汽油机在压缩冲程中，气体的温度升高，这是活塞将 能转化为燃气的内能。该冲程对应的是图中的 （A/B/C/D）为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这是通过 的方式减少汽缸内能。用水来冷却汽缸是因为水的 较大。若该汽油机飞轮转速为2400r/min，则该汽油机每分钟对外做功 次。
【解析】（1）在压缩冲程中，活塞由下向上压缩气缸内的空气，即对空气做功，机械能转化为内能，使得空气的内能增加，温度升高；
A、排气门都关闭，进气门打开，活塞向下运动时，是吸气冲程，故A不符合题意；
B、两气门都关闭，活塞向上运动，汽缸中的气体被压缩，是压缩冲程，故B符合题意；
C、两气门都关闭，活塞向下运动，汽缸中的燃气对外做功，是做功冲程，故C不符合题意；
D、进气门都关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，故D不符合题意；
（2）为了避免汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，即通过水吸收热量而使得气缸温度降低，这是通过热传递的方式改变内能的；（3）在这里我们之所以选择用水作为冷却剂，源于水的比热容最大，即相同质量的水和其他的液体相比较时，若都是升高1℃时，水能吸收的热量最多，故用水冷却效果最好；（4）在四冲程内燃机的一个工作循环中，完成4个冲程，并对外做功1次，飞轮转2圈；若该汽油机飞轮转速为2400r/min，则该汽油机飞轮每分钟转2400圈，对外做功的次数为
1
2
×2400=1200（次）。
【答案】机械；B；热传递；比热容；1200。
探究不同物质的吸热能力
1．教材实验原理图
//
2．实验结论
不同物质，在质量相等、升高 的温度相同时，吸收的热量不同，吸收热量多的吸热能力强。
3．实验拓展
(1)拓展：电加热器每秒放出的热量是一定的，当它浸没在液体中时，可认为液体每秒吸收的热量相同，可用加热时间表示吸热多少，应用了转换法。
(2拓展：取不同物质，质量相等、升高的温度相同时，比较吸热多少，用了控制变量法。
典例4：（2019?斗门区一模）为了比较水和沙子的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验。
（1）在两烧杯中分别装入初温相同且 相等的沙子和水。
（2）用相同的酒精灯加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔相同的时间记录一次温度，．根据实验数据绘制成温度与时间的关系图象，如图丙所示。实验中，通过比较 来间接反映沙子和水所吸收的热量。
（3）分析图象可知，对于质量相等的沙子和水，升温较快的是 ；若使两者升高相同的温度，则 吸收的热量较多。由此可见 的比热容较大。
（4）小明通过以上实验发现的规律，在生活中有许多应用，试举出一例。 。
（5）该同学在本次实验中用到的研究方法是 和 。
【解析】（1）为了研究水与沙子比热的大小，实验时，要控制水与沙子的初始温度、质量相等。（2）实验中，是通过比较加热时间来间接反映沙子和水吸收热量的多少；（3）分析表中数据可知，对于质量相等的沙子和水：吸收相等热量，升温较快的是沙子；若使两者升高相同的温度，水加热时间较长，说明吸收的热量较多；由此可见水的比热容较大。（4）在生活中的应用：热水袋内装有水，汽车用水来冷却；（5）物体吸收热量的多少与物质的种类、质量和升高的温度有关，该同学在本次实验中用到的是控制变量法；用加热时间来表示物质吸热的多少，采用的是转换法。
【答案】 （1）质量；（2）加热时间；（3）沙子；水；水；（4）汽车用水来冷却；（5）控制变量法；转换法。
强化训练
1．（2019?怀化）下列有关分子热运动的说法不正确的是（　　）
A．压紧的铅块能结合在一起。表明分子间有引力
B．墨水在热水中扩散的快，表明温度越高，分子运动越剧烈
C．固体很难被压缩，表明固体分子间只存在斥力
D．桂花飘香。表明分子在不停地做无规则运动
2．（2019?长清区一模）下列现象中用物理知识解释正确的是（　　）
A．雪花飞舞是分子无规则运动的结果 B．墨水在热水中比在冷水中扩散快与温度高低有关
C．破镜难重圆是因为分子间有斥力 D．用冰块冷却食物，因为冰块含有的热量少
3．（2019秋?开远市期末）如图，下面四个实验现象中，能够说明分子在不停地运动的是（　　）
/
A．图甲用力把两铅块紧压，它们会结合起来
B．图乙抽离玻璃板，一段时间后两瓶气体颜色变均匀
C．图丙用力向下压活塞，蘸了乙醚的棉花会燃烧
D．用丁力才能把与水面接触的玻璃拉离水面
4．（2019秋?潮南区期末）下列关于热现象的一些说法，错误的是（　　）
A．冰熔化成水时，温度不变，内能增大
B．沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小，原因之一是水的比热容比砂石的比热容大
C．雨水顺着沙粒缝隙渗入土壤属于扩散现象
D．刚炒出来的菜散发出浓浓的香味，是因为温度越高，分子热运动越剧烈
5．（2019秋?山西期末）“秋叶未尽，寒意初起。”太原市在11月1日开始冬季供暖。供暖系统中采用水作介质利用了水的（　　）
A．比热容大 B．热值大 C．热量多 D．内能多
6．（2019秋?朝阳区期末）下列实例中，通过做功的方式改变内能的是（　　）
A．炭火烤肉 B．把菜炒熟 C．饮料加冰 D．搓手取暖
7．（2019秋?道里区期末）单缸四冲程汽油机的四个冲程的示意图如图所示，下列关于这种汽油机一个工作循环中四个冲程说法不正确的是（　　）
A．甲是做功冲程，将内能转化为机械能
B．乙是吸气冲程，只将空气吸入气缸
C．丙是排气冲程，靠飞轮的动能来完成
D．丁是压缩冲程，气缸内气体的内能增加
8．（2019?南充一模）有些固体物质受热时，分子的无规则运动就会急剧　 　（选填“加快”或“减慢”）。达到一定程度时分子的有规律排列被打破，分子间距离变得很大，分子间作用力几乎为零，分子就会自由运动变成气态，这种物态变化是　 　（选填物态变化的名称）。
9．（2019?安徽模拟）央视“3?15晚会”曝出某款汽车的一种车型，使用了劣质防腐蜡，车内有异味，当打开车内的暖风时，刺鼻的气味更加严重。从分子动理论分析，开暖风时，刺鼻气味更加严重是因为　 　。
10．（2019?赣州一模）创建文明城市赣州市采取了多种措施。禁止在居民区附近摆设烧烤摊，食物、油在烧烤过程中会产生刺激性气味，这说明温度越高，分子的　 　越剧烈。道路两旁更换了许多太阳能路灯，如图所示，太阳能属于　 　（选填“可再生”或“不可再生”）能源。
11．（2019?武威二模）夏天，放入水中的冰很快就融化了，冰在熔化过程中，冰的内能　 　（填增大，减小，或不变）；放入冰块将使水分子的运动更　 　（选填“剧烈”或“缓慢”）。
12．（2019春?庐江县期末）2018年3月以来，中美贸易战越打越激烈，据报道，美国只对中国稀土不加征关税。原来稀土是制造F﹣35隐形飞机不可缺少的物质。美国人在高温环境下将稀土“渗透”到飞机的金属部件中，是因为温度越高　 　；铁棒不易拉长，也不易压缩。这说明了分子间既存在相互作用的　 　力，又同时存在相互作用的　 　力。
13．（2019?鄂尔多斯）小玲在探究水的沸腾实验中，用酒灯给初温20℃，质量100g的水加热7min，共消耗了4×10﹣3kg酒精，此过程是通过　 　的方式改变水的内能。若这些酒精完全燃烧放出热量的30%被水吸收（假设水质量保持不变），则水的末温为　 　℃；实验后小玲感叹到：“70%的热量都被浪费了，还污染环境!”为提高加热效率，请提出一条建议　 　。（q酒精＝3.0×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg?℃），标准大气压环境）
14．（2019?恩施州）氢燃料是一种绿色能源，氢燃料电池工作原理如图所示。工作时，向氢电极供应氢气，同时向氧电极供应氧气，在氢电极上由于催化剂的作用氢气变为氢离子向氧电极移动，最后在氧电极上聚集，电子则留在氢电极上，如果将两电极用灯泡连接，则会在灯泡上形成　 　（选填“向左”或“向右”）的电流。如果已知某氢燃料电池车输出功率为40千瓦，以80km/h的速度行驶100km，则需要消耗氢气　 　kg（已知燃料电池车能量转化效率为60%，每千克氢气能释放的能量为1.5×108J），这些氢气的总能量大约相当于　 　kg汽油完全燃烧放出的热量（结果保留一位小数，已知汽油的热值为4.5×107J/kg）。
15．（2019?平谷区一模）实验桌上有两个完全相同的玻璃杯，分别装有质量相等、温度不同的冷水和热水，小明分别在两杯水中滴入一滴相同的红墨水，如图所示，观察两杯水变色快慢。小明探究的问题是：水分子运动的快慢与　 　是否有关。
16．（2019?莱芜区）在“探究物质的吸热能力”的实验中，实验装置如图所示：
/
（1）实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯底部、侧壁和　 　；
（2）实验中必须要选取初温相同且　 　（选填“质量”或“体积”）相等的甲、乙两种液体；选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热，这样做的目的是在相同时间内甲和乙两种液体　 　相同；
（3）根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图象，如图丙所示，则　 　的吸热能力更强；
（4）若甲液体的比热容为2.1×103J（kg?℃），则乙液体的比热容为　 　J/（kg?℃）。
17．（2019秋?张店区期末）一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量约为8.4×106J，这些能量相当于完全燃烧0.7kg的干木柴才能得到将这些干木材放在煤炉中用来烧水，可以使8kg的水温度升高50℃，求：
（1）干木材的热值。
（2）此煤炉烧水时的效率。
/
1．（2019秋?桐梓县期中）如图所示为四冲程汽油机未按工作循环顺序排列的各冲程示意图，工作时，将大量内能转化为机械能的冲程是（　　）
A．/ B．/ C．/ D．/
2．（2019?常德）前不久，据河南南阳炒作很热的“水氢发动机”的宣传说，“水氢发动机”可以利用水来制取氢气，从而为发动机提供高能燃料。中央电视台对此作了专题报道，认为目前的技术尚不成熟，所谓的“水氢发动机”要真正投入实用还有很长的路要走。对此，下列分析不正确的是（　　）
A．氢气燃烧无污染是“水氢发动机”备受关注的原因之一
B．氢气是发动机的一种理想燃料，是因为氢气的热值大
C．“水氢发动机”是利用内能做功的机械
D．目前利用水制取氢气耗能高，因此“水氢发动机”的效率很高
3．（2019?莱芜区）如图是汽油机工作循环中的一个冲程，下列说法正确的是（　　）
A．该冲程是汽油机的压缩冲程，将机械能转化为内能
B．该冲程是汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能
C．该汽油机工作时冒黑烟，说明汽油燃烧不充分，其热值变小
D．该汽油机的效率越高，在做相同功的情况下消耗的能量越多
4．（2019?呼伦贝尔）下列现象中，能说明分子在不停地做无规则运动的是（　　）
A．大雪纷飞 B．桂花飘香 C．灰尘飞舞 D．烟花绽放
5．（2019?上海）质量相同的两金属块，吸收相同的热量，升高的温度不同，则（　　）
A．升高温度较大的金属块比热容一定大 B．升高温度较大的金属块比热容一定小
C．温度高的金属块比热容一定大 D．温度高的金属块比热容一定小
6．（2019?锦州）在烹饪美食的过程中，所包含的物理知识正确的是（　　）
A．炒鸡蛋时，是通过做功的方式使鸡蛋的内能增加
B．炖排骨汤时，在汤沸腾后把炖汤的火调小，是为了降低汤的温度
C．蒸饺子时，刚出锅的饺子冒“白气”是汽化现象
D．煮粽子时，粽叶飘香说明了分子在不停地做无规则运动
7．（2019?常州）2019年5月，无人货运飞船“龙一2”号升空前，工程师使用液态异丙醇清洗电路板上夹杂金属粉末的污垢。升空并与国际空间站对接后，站内宇航员很快闻到异丙醇刺鼻的气味。用液态异丙醇清洗电路板、宇航员闻到异丙醇气味，表明（　　）
A．异丙醇绝缘性好、其分子间有空隙 B．异丙醇绝缘性好、其分子做无规则运动
C．异丙醇导电性好、其分子间有空隙 D．丙醇导电性好、其分子做无规则运动
8．（2019?沈阳）打开放有樟脑丸的衣柜，就会闻到樟脑的气味，天气越热樟脑味越浓。樟脑丸放置时间长了会变小，甚至消失。关于这些现象，下列说法中正确的是（　　）
A．樟脑丸变小与放在饮料里的冰块变小是相同的物态变化
B．樟脑丸消失与放在空气中的干冰消失一样都要放出热量
C．闻到樟脑的气味表明气体分子在不停地做无规则运动
D．天气越热樟脑味越浓表明温度越高分子热运动越缓慢
9．（2019?盘锦）“可燃冰”是　 　（填“一次”或“二次”）能源。1dm3的可燃冰完全燃烧放出的热量为6.72×106J，这些热量全部被水吸收，可以使　 　kg的水从20℃加热至沸腾。[气压为1标准大气压，c水＝4.2×103J/（kg?℃）]
10．（2019?西宁）中国的历史有多长。中国的茶就有多香。茶文化中有许多的物理知识。例如：用沸水才能很快泡出茶香，这是因为温度越高，　 　现象越明显；如图所示茶壶的壶嘴和壶身构成一个　 　。
11．（2019?铁岭）如图所示为正在工作的电热蚊香器。蚊香器工作时将电能转化为　 　，工作一段时间后我们会闻到香味，这是一种　 　现象。三个插座间的连接方式属于　 　（填“串联”或“并联”）。
12．（2019?大连）行驶在公路上的汽车，通过汽油机的　 　冲程将内能转化为机械能来工作；以汽车为参照物驾驶汽车的司机是　 　（填“运动”或“静止”）的。
13．（2019?盘锦）高铁列车车体采用铝合金制造，是利用铝合金密度　 　的特性；列车长时间高速行驶时，车轮温度会升高，这是通过　 　方式改变车轮的内能；如果行驶中的列车受到的力全部消失，列车将会保持　 　状态。
14．（2019?青海）北方楼房中的“暖气”用水作为介质，是因为水的　 　。质量为1t的热水放出2.1×108J热量后温度降低　 　℃．暖气能使室内温度升高内能增加，这是通过　 　的方式实现的。【4.2×103J/（kg?℃）】
15．（2019?镇江）表面光滑的两铅块紧压后会粘在一起，说明分子间有　 　。如图所示，排尽轻质吸盘内空气使之与水平固定的玻璃板完全贴合，贴合面积为0.9cm2，将质量均为423g的两铅块压紧后用细线悬挂在吸盘下方，此时吸盘恰好不脱落且两铅块也未分离，则细线中的拉力为　 　N，此时大气压强为　 　Pa．g取10N/kg，不考虑吸盘与玻璃板间的分子相互作用。
16．（2019?怀化）云南省罗富县有一长达27km的连续下坡山区公路，有经验的老司机在下坡前往往先在汽车的各个轮胎上浇水，防止在下坡时因连续刹车使轮胎和刹车片过热。容易造成交通事故。用水作冷却剂是利用了水的　 　大的特点，汽车在连续刹车过程中产生的内能部分被轮胎上的水吸收。水的温度将　 　（选填“升高”、“不变”或“降低”）。
17．（2019?丹东）小明同学为了比较不同物质的吸热情况，在两个相同的烧杯中分别装有质量相同的牛奶、豆浆，用相同的酒精灯和相同的温度计同时进行了如图所示的实验。
（1）本实验中，通过比较　 　的多少来反映物质吸收热量的多少。
（2）本实验中，使牛奶、豆浆　 　的温度，比较吸收热量多少。分析表格数据可知，牛奶吸收的热量　 　（填“大于”“小于”或“等于”）豆浆吸收的热量，这表明　 　的吸热能力强。
（3）为了比较不同物质的吸热能力，物理学中引入　 　来表示不同物质在这种性质上的差异。
名称
质量/g
温度升高10℃加热时间
温度升高20℃加热时间
温度升高30℃加热时间
牛奶
350
260
520
650
豆浆
350
220
330
550
18．（2019?大连）某实验小组猜想水吸收的热量与水的质量和升高的温度有关，在探究“水吸收的热量与水的质量是否有关”的实验中，所用的实验器材有托盘天平、秒表各一个，相同规格的电加热器、温度计、烧杯和铁架台各三个，足量的水。
（1）请设计记录实验数据的表格，表中要有必要的信息涉及的物理量用字母表示即可。
（2）实验台上三个温度计的示数均相等如图所示，示数为　 　℃。
（3）制订好实验计划后，小组内同学按自己的预设，使用相同的实验器材先后实验，进行实验和收集证据后发现：甲、乙两位同学预设的水的质量和升高的温度都相同，只是甲同学实验的水温从30℃升高到40℃，乙同学实验的水温从40℃升高到50℃，但乙同学所用加热时间总是比甲同学多。他们分析后认为，乙同学在加热过程中，水散失的热量比较多。请说出他们做出该分析的两点理由：
①　 　；②　 　。
19．（2019?南通）铁板文蛤是南通的特色佳肴，由文蛤、佐料放在经加热发烫的铁板上制作而成，在体积相同的条件下，餐馆会尽量选择热容量大的炊具。热容量的定义是：物体的温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量。查阅资料知道：物体的热容量与物体的质量和物质的比热容有关，由此同学们对相同体积物体的热容量作如下猜想：
猜想1：物体的质量越大则物体的热容量越大；
猜想2：物质的比热容越大则物体的热容量越大。
同学们先用图甲所示装置，将体积相同的四个不同金属块浸没在烧杯内的水中，将水加热至沸腾，用温度计测出水的温度，示数如图乙；将四个金属块同时从水中取出，快速放入四个相同的保温杯中，杯中盛有质量和初温（约20℃）均相同的水，过一段时间后分别测出保温杯内水的末温，收集记录的数据如下表。
金属块
质量m/g
比热容c/J（kg?℃）﹣1
末温（℃）
铅
565
0.13×103
34.3
铜
445
0.39×103
47.2
铁
395
0.46×103
48.1
铝
135
0.88×103
40.9
（1）安装装置时应先固定线夹　 　（选填“A”或“B”）；图乙温度计示数为　 　℃。
（2）由表中数据可知：若金属块放出的热量完全被水吸收，则吸收热量最多的是放入了金属　 　的杯中的水；热容量最大的是　 　金属块。
（3）分析数据可判断：猜想1、猜想2都是　 　的。请选择猜想1或猜想2，说出你对该猜想作出上述判断的理由：　 　。
（4）请用热容量这个物理量，给比热容下定义：　 　。
20．（2019秋?山西月考）阅读材料，回答问题。
汽车发动机
发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在气缸中往复运动，一个工作循环经历吸气压缩、做功和排气四个冲程，汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在气缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度）。实际的汽车发动机都有多个汽缸，每个汽缸都相同，所有汽缸排量之和称为发动机排量。
如图所示为四缸发动机结构原理图：发动机通过连杆把四个汽缸的活塞连在同一根曲轴上，并使各汽缸的做功冲程的时间相互错开，在曲轴转动的每半周内，都有一个汽缸处在做功冲程，其他三个汽缸分别处在吸气、压缩和排气冲程这样既能保证发动机有足够的输出功率还能让发动机的动力连续平稳输出，减小发动机工作时带来的振动，从而提高乘坐汽车的舒适性。一辆四缸的家用小客车其主要技术指标参数如下表。
排量
2.4L
输出功率
150kW
发动机转速
6000r/min
请解答下列问题：
（1）该家用小客车的单缸排量为　 　L；
（2）使用多缸发动机的优点是什么？　 　。（答出一点即可）。
（3）有一种汽油机采用“六冲程引擎”，这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，相当于四冲程内燃机的　 　冲程，为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。这种汽油机这样设计的目的是为了提高　 　。
21．（2019?徐州）阅读短文，回答文后的问题。
热阻
当物体或物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递。传导是热传递的一种方式，物体对热量的传导有阻碍作用，称为热阻，用R表示。物体的热阻与物体在热传导方向上的长度l成正比、与横截面积S成反比，还与物体的材料有关，关系式为R＝/，式中λ称为材料的导热系数，不同材料的导热系数一般不同。房屋的墙壁为了保温，往往使用导热系数较小的材料。如果墙壁一侧是高温环境，温度始终为t1；另一侧是低温环境，温度始终为t2，墙壁中形成稳定的热量流动，则单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比，与墙壁的热阻成反比。
（1）热量传导过程和电流相似，温度差相当于电路中　 　。
A．电流 B．电压 C．电阻 D．电功率
（2）铜汤勺放在热汤中，把手很快就会烫手，而塑料把手的汤勺不会烫手。由此可知铜和塑料的导热系数大小：λ铜　 　λ塑料（填“＞”“＜”或“＝”）。
（3）如图甲所示，热量在墙壁中传导，虚线标出的墙壁正中间处的温度为　 　。
/
（4）如图乙所示，热量在墙壁中传导，在传导方向上的长度为L1，横截面积为S，导热系数为λ1；在墙壁一侧紧贴一层保温层，保温层与墙壁面积相同，在热传导方向上的长度为L2，导热系数为λ2，则单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q＝　 　。
22．（2019秋?青羊区期末）2019年5月6日，首批30辆氢燃料新能源公交车投放使用。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源，（c水＝4.2×103J/（kg?℃），q氢＝1.4×108J/kg）求：
（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量。
（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，则水升高的温度。
23．（2019秋?吉州区校级月考）如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图。该款车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离，消耗汽油1kg。汽油机的效率为30%，汽油的热值为4.5×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg?℃），那么，在这段运动过程中，求：
（1）汽油完全燃烧放出的热量是多少J？
（2）假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，在1标准大气压下，这些废气带走的能量全部被质量为100kg，初温为60℃的水吸收，水升高的温度是多少？
（3）如果汽油机的效率提高到40%，其他条件都不变，那么汽车在这段路程消耗的汽油是多少kg？
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参考答案与试题解析
1．【解答】A、分子之间存在引力，所以压紧的铅块能结合在一起。故A正确；
B、墨水滴在热水中比在冷水中扩散得快，这是因为温度越高，分子运动越剧烈。故B正确；
C、固体很难被压缩，表明固体分子间存在斥力；同时固体也难以被拉伸，说明分子之间存在引力。故C错误；
D、桂花飘香属于扩散现象，扩散现象表明分子在不停地做无规则运动。故D正确。故选：C。
2．【解答】A、雪花是固体冰晶，是由无数的分子组成的，雪花飞舞属于机械运动，不是分子在运动。故A错误；
B、扩散的快慢和温度有关，温度越高扩散越快，所以热水中扩散快，冷水中扩散慢。故B正确；
C、“破镜难重圆”是因为分子间的间隙太大，已经失去了相互作用力。故C错误；
D、用冰块冷却食物，是冰块温度低，食物温度高，热量可以从食物传递到冰块，但冰块本身不含有热量。故D错误。故选：B。
3．【解答】A、两铅块紧密接触后，因分子间的引力而吸在一起，只有用力才能分开，故A错误；
B、抽出玻璃后，二氧化氮和空气之间发生扩散现象，说明分子不停地做无规则运动，故B正确；
C、用力压缩空气，对空气做功，空气温度升高，达到棉花的燃点后棉花燃烧起来，故C错误；
D、分子间存在引力，用力才能把与水面接触的玻璃拉离水面，故D错误。故选：B。
4．【解答】A、冰是晶体，0℃的冰熔化成0℃水，吸收热量，内能增加，但温度不变，故A正确；
B、沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小，原因是沿海地区多水，内陆地区多砂石，水的比热容比砂石的比热容大，同样受冷和受热时温度变化小，故B正确；
C、雨水顺着沙粒缝隙渗入土壤，是水的运动，属于机械运动，不是扩散现象，故C错误；
D、分子在永不停息的做无规则运动，且温度越高，分子热运动越剧烈故刚炒出来的菜散发出浓浓的香味，故D正确。故选：C。
5．【解答】因为水的比热容大，和质量相同的其它物质相比，降低相同的温度时，水放出的热量多；冬天取暖用水作介质就是利用水的这个特性；故A正确。故选：A。
6．【解答】A、炭火烤肉，内能发生了转移，属于通过热传递的方式改变物体的内能，故A不符合题意； B、把菜炒熟，内能发生了转移，属于通过热传递的方式改变物体的内能，故B不符合题意； C、饮料加冰，内能发生了转移，属于通过热传递的方式改变物体的内能，故C不符合题意；
D、搓手取暖时，克服摩擦做功，摩擦生热，属于通过做功的方式改变物体内能，故D符合题意。
故选：D。
7．【解答】A、甲图中两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，故A正确； B、乙图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，将汽油和空气的混合物吸入气缸，故B错误； C、丙图中排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程，靠飞轮的动能来完成，故C正确； D、丁图中两个气门都关闭，此时活塞向上运动，是压缩冲程，气缸内气体的内能增加，故D正确。故选：B。
8．【解答】有些固体物质受热时，分子无规则运动急剧加快，导致分子间距离增大，相互作用力消失，分子就会自由运动变成气态，这种变化是由固态直接变为气态叫做升华。
故答案为：加快；升华。
9．【解答】由于该车型使用了劣质防腐蜡，有异味，当打开暖风时，气味变得刺鼻，前后相差最主要的因素为温度，故从分子动理论来解释，是由于温度升高，分子的不规则运动加剧所导致的。
故答案为：温度越高，分子无规则运动越剧烈。
10．【解答】物质是由分子组成的，分子永不停息地做无规则运动，温度越高，分子无规则运动越剧烈。所以食物、油在烧烤过程中会产生刺激性气味；
太阳能可从自然界不断获得，属可再生能源。故答案为：无规则运动；可再生。
11．【解答】水的温度比冰的温度高，所以热量会从水转移到冰上，冰的内能增大，温度升高，很快就会熔化；
水的内能同时也会减小，温度降低，所以水分子的运动就会更缓慢。故答案为：增大；缓慢。
12．【解答】（1）温度越高，分子无规则运动越剧烈，所以美国人在高温环境下可以将稀土“渗透”到飞机的金属部件中；
（2）铁棒不易拉长，说明分子间存在引力；铁棒不易被压缩，说明分子间存在斥力。
故答案为：分子无规则运动越剧烈；引；斥。
13．【解答】（1）酒精燃烧给水加热，水的温度升高，是通过热传递改变水的内能的；
（2）酒精完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝4×10﹣3kg×3×107J/kg＝1.2×105J；
已知这些酒精完全燃烧放出热量的30%被水吸收，
则由Q吸＝cm△t可得：
30%×1.2×105J＝4.2×103J/（kg?℃）×0.1kg×△t，
解得△t＝85.7℃，
则t＝△t+20℃＝85.7℃+20℃＝105.7℃，因为在标准大气压下水的沸点为100℃，所以水的末温为100℃；
（3）提高加热效率的方法有：保证足够的空气；加大燃料燃烧的面积；减少炉体热损失；减少烟气带走的热量等。
故答案为：热传递；100；保证足够的空气或加大燃料燃烧的面积等（合理即可）。
14．【解答】（1）由题知，氢离子向氧电极移动，最后在氧电极上聚集，电子则留在氢电极上，可以得出氧电极为电源的正极，则氢电极为电源的负极，因为在电源外部，电流的方向是从正极经用电器回到负极；故灯泡中的电流方向向左。
（2）以80km/h的速度行驶100km，则行驶的时间为：t＝/＝/＝1.25h＝4500s；
氢燃料电池做的有用功为：W＝Pt＝4×104W×4500s＝1.8×108J；
已知燃料电池车能量转化效率为60%，
故需要氢气提供的能量为：Q＝/＝/＝3×108J；
则需要氢气的质量为：m＝/＝/＝2kg；
若氢气的总能量由汽油完全燃烧放出的热量提供，
则需要汽油的质量为：m汽油＝/＝/≈6.7kg；故答案为：向左；2；6.7。
15．【解答】分别在热水和冷水中滴入相同的红墨水，热水瓶中的水温度较高，墨水扩散的快，小明探究的问题是：水分子运动的快慢与温度有关。故答案为：温度。
16．【解答】（1）实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯底部、侧壁和电加热丝；
（2）根据比较不同物质吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，故实验中必须要选取初温相同且质量相等的甲、乙两种液体；选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热，根据转换法，这样做的目的是在相同时间内甲和乙两种液体吸收的热量相同；
（3）根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图象，由图知，加热5分钟，甲升高的温度为：60℃﹣20℃＝40℃；
乙升高的温度为：
40℃﹣20℃＝20℃；即乙升温小，故乙的吸热能力更强；
（4）根据c＝/，在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度成反比，结合（3），故乙液体的比热容为：
c＝/×2.1×103J/（kg?℃）＝4.2×103J/（kg?℃）。
故答案为：（1）电加热丝；（2）质量；吸收热量；（3）乙；（4））4.2×103。
17．【解答】（1）由题意可知干木柴完全燃烧放出的热量Q放＝8.4×106J，
由Q放＝mq可得干木材的热值：
q＝/＝/＝1.2×107J/kg；
（2）8kg的水温度升高50℃所吸收的热量：
Q吸＝cm′△t＝4.2×l03 J/（kg?℃）×8kg×50℃＝1.68×106J。
煤炉烧水时的效率：
η＝/×100%＝/×100%＝20%。
答：（1）干木材的热值是1.2×107J/kg；
（2）此煤炉烧水时的效率是20%。
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参考答案与试题解析
1．【解答】A、图中的进气门关闭，排气门打开，活塞上行，所以是排气冲程，故A不符合题意；
B、图中的两个气门都关闭，活塞上行，所以是压缩冲程，压缩冲程是将机械能转化为内能的过程，故B不符合题意；
C、图中的进气门打开，排气门关闭，活塞下行，所以是吸气冲程，故C不符合题意；
D、图中的两个气门都关闭，活塞下行，所以是做功冲程，做功冲程是将内能转化为机械能的过程，故D符合题意。故选：D。
2．【解答】A、氢气燃烧生成水，其燃烧无污染是最大的优点，因此也是“水氢发动机”备受关注的原因之一，故A正确；
B、因为氢气的热值高、密度小，所以氢气是发动机的一种理想燃料，故B正确；
C、“水氢发动机”是利用氢气燃烧释放的内能来对外做功，从而推动机器运转，故C正确；
D、利用水制取氢气耗能高，即消耗其他形式的能量多于氢气燃烧释放的内能，且内能不可能全部转化为机械能，所以“水氢发动机”的效率较低，这也是它没有真正投入使用的重要原因，故D错误。故选：D。
3．【解答】AB、由图可知，汽油机的两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，所以是做功冲程，该冲程是燃料燃烧推动活塞做功，将内能转化为机械能，故A错误，B正确。
C、热值是燃料的一种特性，与它是否完全燃烧没有关系，排气管冒黑烟，汽油燃烧不充分，其热值不变，故C错误；
D、热机效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出内能的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的能量越少（或消耗的燃料较少），故D错误。故选：B。
4．【解答】A、大雪纷飞是固体小颗粒的运动，不是分子的运动，分子是看不见的，故A不符合题意； B、桂花飘香是香气分子不停地做无规则运动的结果，故B符合题意；
C、灰尘飞舞是固体小颗粒的运动，不是分子的运动，分子是看不见的，故C不符合题意；
D、烟花绽放是宏观物体的机械运动，不是分子运动，分子是看不见的，故D不符合题意。
故选：B。
5．【解答】根据Q＝cm△t知，相同质量的不同物质，吸收相同的热量，比热容大的温度升高小，比热容小的温度升高大，所以升高温度较大的金属块，其比热容一定小；故B正确。故选：B。
6．【解答】解： A、炒鸡蛋时，鸡蛋从锅中吸收热量温度升高，是通过热传递的方式使鸡蛋的内能增加，故A错误； B、炖排骨汤时，在汤沸腾后把炖汤的火调小，此时汤继续沸腾，汤的温度不会降低，故B错误； C、刚蒸熟的饺子冒“白气”是水蒸气遇冷液化形成的，故C错误；
D、煮粽子时，粽叶飘香是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故D正确。故选：D。
7．【解答】液态异丙醇清洗电路板上夹杂金属粉末的污垢时，要防止电路板出现短路，用液态异丙醇清洗电路板说明异丙醇绝缘性好；
用液态异丙醇清洗电路板时，宇航员闻到异丙醇气味是扩散现象，说明异丙醇分子不停的做无规则运动，故B正确，ACD错误。故选：B。
8．【解答】A、衣柜里的樟脑丸变小是升华，饮料里的冰块变小是熔化，故A错误； B、放在衣橱里的樟脑丸，时间久了会变小，这是它由固态直接变成了气态，发生了升华现象，升华吸热，故B错误； C、能闻到樟脑的气味，这是扩散现象，说明了分子在不停地做无规则运动，故C正确； D、天气越热樟脑味越浓表明温度越高分子热运动越剧烈，故D错误。故选：C。
9．【解答】（1）可燃冰可以从自然界直接获取，属于一次能源；
（2）在标准大气压下，水的沸点是100℃，
已知可燃冰完全燃烧放出的热量全部被水吸收，
由Q＝cm△t可得：
m水＝/＝/＝/＝20kg。故答案为：一次；20。
10．【解答】（1）用沸水才能很快泡出茶香，这是因为温度越高，分子运动越剧烈，扩散现象越明显；（2）茶壶的壶嘴与壶身上端开口，底部相连通，构成一个连通器。故答案为：扩散；连通器。
11．【解答】电热蚊香器工作时是将电能转化为内能；在房间里我们会闻到香味，是分子运动的结果，属于扩散现象；插座是为经常更换位置的用电器供电的，各用电器工作时互不影响，所以各插座间需要并联。故答案为：内能；扩散；并联。
12．【解答】发动机工作时，在做功冲程中将内能转化为机械能；在汽车行驶过程中，以汽车为参照物，司机相对于汽车的位置没有发生了变化，所以是静止的。故答案为：做功；静止。
13．【解答】车体采用强度高、密度小的铝合金等材料制造，使整车质量减小，有利于列车高速运行，因此这是利用了其密度小的特点；列车在行驶的过程中，车轮不断克服与轨道的摩擦而做功，将机械能转化为内能，导致车轮的温度升高，这是通过做功的方式改变车轮的内能；如果行驶的列车受到的力全部消失，由于惯性，列车会保持原来的运动状态做匀速直线运动。故答案为：小；做功；匀速直线运动。
14．【解答】（1）因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，取暖效果好，所以暖气装置中用水来供热；
（2）由Q放＝cm△t得，水降低的温度为：
△t＝/＝/＝50℃；
（3）供热时，在暖气片和空气之间发生了热传递，使室内的内能增加、温度升高，是通过热传递的方式改变的。故答案为：比热容大；50；热传递。
15．【解答】（1）把两块表面干净的铅块紧压在一起，两块铅块就结合在一起，这说明分子间存在相互作用的引力。（2）细线受到的拉力为F＝G＝mg＝2×0.423kg×10N/kg＝8.46N；
（3）铅块对吸盘的拉力和大气对吸盘的压力是一对平衡力，由此得出大气对吸盘产生的压力为8.46N；大气压为p＝/＝/＝9.4×104Pa。故答案为：引力；8.46；9.4×104。
16．【解答】（1）水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少，因此，用水作为冷却剂，这是利用了水的比热容较大的性质；
（2）汽车在连续刹车过程中产生的内能部分被轮胎上的水吸收，所以水的温度将升高。
故答案为：比热容；升高。
17．【解答】（1）根据转换法，本实验中，通过比较加热时间的多少来反映物质吸收热量的多少。
（2）由表中数据知，使牛奶、豆浆升高相同的温度，比较吸收热量多少。分析表格数据可知，升高相同的温度，牛奶的加热时间长，则牛奶吸收的热量大于豆浆吸收的热量，这表明牛奶的吸热能力强；（3）为了比较不同物质的吸热能力，物理学中引入比热容来表示不同物质在这种性质上的差异。故答案为：（1）加热时间；（2）升高相同；大于；牛奶；（3）比热容。
18．【解答】（1）研究水吸收的热量与水的质量是否有关，要控制初温和末温及水的质量相同，只改变水的质量，比较吸收的热量，即比较加热时间，如下表所示：
数
质量
加热时间
吸收热量
初温t0/℃
末温t/℃
升高的温度△t/℃
1
相同
相同
相同
2
3
（2）温度计分度值为0.1°C，读数为26°C；
（3）①乙同学实验水的初温高，末温也高，与周围空气的温度温度差大，向空气中散失的热量多；
②水的表面积和水面的空气流速相同时，水温越高，水蒸发得越快，散失的热量越多。
故答案为：（1）如上表所示；（2）26；（3）①乙同学实验水的初温高，末温也高，与周围空气的温度温度差大，向空气中散失的热量多；
②水的表面积和水面的空气流速相同时，水温越高，水蒸发得越快，散失的热量越多。
19．【解答】（1）为了确保用酒精灯的外焰加热，应由下向上组装，即应先固定线夹；
图中温度计的分度值为1℃，此时温度计的示数为99℃；
（2）若金属块放出的热量完全被水吸收，根据Q＝cm△t知，质量相同的水温度升高的越多，水吸收的热量越多，则金属块放出的热量越多，由表格数据可知放入了铁块的杯子中的水温度升高的最多，即这杯水吸收的热量最多，也就是铁块放出的热量最多；
开始时金属块的初温都为99℃，最后的末温是铁块最高，则铁块的温度减少的最小，由于铁块放出的热量最多，温度却降低的最小，所以结合热容量的定义可知，铁块的热容量最大；
（3）根据表格数据可知猜想1、猜想2都是错误的，以猜想1为例：铁的热容量最大，但是铁的质量不是很大；或者以猜想2为例：铁的热容量最大，但是铁的比热容不是很大；
（4）因为热容量是物体的温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量，而比热容是单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量，所以比热容是物体的热容量与质量之比。
故答案为：（1）B；99；（2）铁； 铁；（3）错误； 猜想1：铁的热容量最大，但是铁的质量不是很大，铁的比热容不是最大；（4）物体的热容量与质量之比。
20．【解答】（1）该家用小客车的排量为2.0L，即该发动机中四个汽缸工作容积的总和为2.4L，则单缸排量为/＝0.6L；
（2）根据题意知：四缸发动机通过连杆把四个汽缸的活塞连在同一根曲轴上，并使各汽缸的做功冲程的时间相互错开，在曲轴转动的每半周内，都有一个汽缸处在做功冲程，其他三个汽缸分别处在吸气、压缩和排气冲程这样既能保证发动机有足够的输出功率还能让发动机的动力连续平稳输出，减小发动机工作时带来的振动，从而提高乘坐汽车的舒适性；
（3）六冲程引擎中的第五冲程，是水变为水蒸气推动活塞做功，从而为汽车提供动力，所以相当于四冲程内燃机的做功冲程。
第五冲程不用燃烧燃料做功，所以节约能源，防止燃气带走大量的热，提高了效率。
故答案为：（1）0.6；（2）有足够的输出功率（或发动机的动力连续平稳输出，减小发动机工作时带来的振动，乘坐汽车的舒适性高）；（3）做功；效率。
21．【解答】（1）热传递的条件是温度差，电压是形成电流的原因，热量传导过程和电流相似，温度差相当于电路中电压，故B正确；
（2）铜汤勺放在热汤中，把手很快就会烫手，而塑料把手的汤勺不会烫手，说明塑料的传热性能差，根据题意知：导热系数越小，热阻越大，导热能力越差，所以铜导热系数大于塑料的导热系数，即λ铜＞λ塑料；
（3）墙壁中形成稳定的热量流动，相同时间内，温度的减少相同，所以墙壁正中间处的温度为：/；
（4）根据“单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比，与墙壁的热阻成反比”知
单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q＝/。
故答案为：（1）B；（2）＞；（3）/；（4）/。
22．【解答】（1）0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量：
Q放＝m氢q氢＝0.3kg×1.4×108J/kg＝4.2×107J；
（2）由题知，水吸收的热量：Q吸＝Q放＝4.2×107J，
由Q吸＝cm△t得水升高的温度：
△t＝/＝/＝50℃；
答：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出4.2×107J热量；
（2）水升高的温度为50℃。
23．【解答】（1）汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝1kg×4.5×107J/kg＝4.5×107J，
（2）由题意可知，水吸收的热量为：
Q吸＝ηQ放＝42%×4.5×107J＝1.89×107J；
由Q吸＝cm△t得水升高的温度：
△t＝/＝/＝45℃；
由于水的初温为60℃，标准大气压下水的沸点为100℃，
所以水实际升高的温度：△t′＝100℃﹣60℃＝40℃；
（3）如果汽油机的效率提高到40%，其他条件都不变，即汽车所做的功不变，
根据热机效率公式η＝/可得W＝η1Q1＝η2Q2，
即：30%mq＝40%m′q，
所以汽车在这段路程消耗汽油的质量：m′＝/＝0.75kg。
答：（1）汽油完全燃烧放出的热量为4.5×107J；
（2）假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的 热量的42%，这些废气的能量全部被质量100kg初温为60℃的水吸收，水升高的温度为40℃；
（3）如果汽油机的效率提高到40%，其他条件都不变，那么汽车在这段路程消耗的汽油为0.75kg。
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