2020-2021备战中考物理 热学问题求解方法综合试题附答案
一、初中物理热学问题求解方法1.在两个相同的杯子内盛有质量相等的热水和冷水,将一半热水倒入冷水杯内,冷水杯内的温度升高21℃,若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内,冷水杯内的水温会升高()A.9℃B. 8℃C. 6℃D. 5℃【答案】C【解析】【详解】设一杯水的质量为m,热水的初温为t热,冷水的初温t冷,将一半的热水倒入容器中后共同的温度为t,因不计热损失,所以,由Q=cm△t可得:Q放=Q吸,即:c 12m△t热=cm△t冷,解得:△t热=2△t冷=2×21℃=42℃,据此可设t冷=0℃,则t=21℃,t热=21℃+42℃=63℃,若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内时,相当于同时向冷水中倒34杯热水,则:c 34m(t热-t′)=cm(t′-t冷)即34(63℃-t′)=t′-0解得:t′=27℃,所以,冷水温度将再升高:△t=t′-t=27℃-21℃=6℃。
故C符合题意。
2.当水烧开时,我们会看到水蒸气将壶盖项起,从能量转化的角度看,这与四冲程汽油机的_________冲程的能量转化相同,若某单缸四冲程汽油机飞轮的转速为1200r/min,则此汽油机每秒钟对外做功____________次。
【答案】做功 10【解析】【详解】[1]水蒸气将壶盖项起,从能量转化的角度看,这是水蒸气内能转化为壶盖的机械能,四冲程汽油机的做功冲程也是把内能转化为机械能。
[2]由题意可知,飞轮的转速为1200r 1200r20r/s 1min 60s== 即每秒钟飞轮转数是20r ,飞轮转两转,汽油机经历一个工作循环,对外做功1次,那么此汽油机每秒钟对外做功次数是10次。
3.国家“学生饮用奶计划”交流会在福建省福州市召开,如所示是一种学生饮用奶,它的净含量为200 mL ,若它的密度为1.25×103 kg/m 3,比热容为4.0×103 J/(kg·℃),冬天饮用时把它从10 ℃加热到40 ℃需要吸收_____J 的热量;在加热过程中,温度升高,内能_____(选填“增加”或“降低”)。
【答案】3×104 增加 【解析】 【分析】 【详解】 [1]牛奶的体积为-43=200mL=210m V ⨯牛奶的质量为333-4=210m =0.25kg 1.2510kg/m m V ρ=⨯⨯⨯牛奶吸收的热量()()34=410J/kg 0.25kg =310J 40 -10 Q cm t =∆⨯⋅⨯⨯⨯吸℃℃℃则牛奶吸收的热量为3×104J 。
[2]在加热牛奶的过程中,牛奶因为吸收热量,所以内能增加。
4.有一只不准的温度计,它的刻度是均匀的,但放在冰水混合物中,显示为2℃,放在1标准大气压下的沸水中,显示为98℃,把它放在某液体中显示为30℃,则实际的温度是多少?(计算结果保留一位小数) 【答案】29.2℃ 【解析】 【详解】由题意可知温度计每一刻度表示的温度是0100-02598-224t ==℃℃℃℃℃当温度计显示的温度是30℃时,实际的温度是()2530-2029.224⨯+≈℃℃℃℃℃ 答:把它放在某液体中显示为30℃,则实际的温度约是29.2℃。
5.我国研制的大客机C919于2017年5月5日首飞成功,发动机巡航推力为3.6×104N ,巡航速度为920 km/h 。
(1)飞机水平匀速巡航时,受到的阻力是多少?(2)若飞机以巡航速度飞行0.5 h 的过程中,耗油1800 kg ,求此过程中发动机的机械效率。
(燃油热值q 取4.6×10 7J/kg ) 【答案】(1)3.6×104N ;(2)20% 【解析】 【分析】(1)物体处于静止或匀速直线运动状态,受到的力是平衡力,根据平衡力判断出受到的阻力。
(2)根据Q mq =算出燃料完全燃烧放出的热量,根据s vt =算出移动的距离,根据W Fs = 算出发动机传递给飞机的推进功,根据100%W Q η=⨯推力放算出发动机的机械效率。
【详解】(1)飞机水平匀速巡航时,处于平衡状态,受到平衡力的作用,发动机巡航推力与受到的阻力平衡力,大小相等,则受到的阻力43.610N f F ==⨯(2)燃料完全燃烧放出的热量7101800kg 4.610J/kg 8.2810J Q mq ==⨯⨯=⨯放发动机巡航的距离为920km/h 0.5h 460km 460000m s vt ==⨯==飞机的推进功(推力所做的功)4103.610N 460000m 1.65610J W Fs ==⨯⨯=⨯推力发动机的推进效率10101.65610J 100%100%20%8.2810JW Q η⨯=⨯=⨯=⨯推力放 答:(1)飞机水平匀速巡航时,受到的阻力是3.6×104N ;(2)若飞机以巡航速度飞行0.5h 的过程中,耗油1800kg ,此过程中发动机的机械效率20%。
【点睛】本题考查了平衡力的应用、热量、速度、功、效率的计算等知识,是一道综合题,有一定的难度,难点是效率的计算。
6.某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为S m 2,一个冲程活塞在气缸中移动的距离是L m ,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为P kPa ,飞轮1s 转动N 周,当汽油机满负荷工作时(不计摩擦与机器散热),1h 消耗汽油V L(汽油密度为ρkg/m 3,汽油热值为q J/kg)求: (1)汽油机的功率; (2)汽油机的效率.【答案】(1) 500pSLN W ;(2)91.810100%pSLNVqρ⨯⨯. 【解析】 【详解】(1)燃气对活塞的平均压力F =p ×103Pa ×S m 2=pS ×103 N ,一个做功冲程中燃气对活塞做的功W =FL =pSL ×103 J ,飞轮每转两圈对外做功一次,所以1s 内飞轮转N 周,对外做功2N次,所以1s 内,燃气对活塞做的总功W 总=W ×2N = pSL ×103×2NJ= 500pSLN J , 汽油机的功率P =500J1sW pSLN t =总=500pSLN W ; (2)消耗V L 汽油放出的热量Q 放=m 汽油q 汽油=ρ汽油V 汽油q 汽油=ρVq ×10-3J ,汽油机1h 做的功W 总1=P ×3600s=1.8×106pSLN J ,汽油机的效率η=69131.810J 1.810=100%=100%10J W pSLN pSLNQ Vq Vqρρ-⨯⨯⨯⨯⨯总放. 答:(1)汽油机的功率是500pSLN W ;(2)汽油机的效率是91.810100%pSLNVqρ⨯⨯.7.如图是一辆警车。
空车质量为2.72t 。
某次执行任务时警车以108 km/h 的速度沿水平路面匀速直线行驶时的输出功率为60kW (g 取10 N/kg )。
求:(1)车上警察的总质量为280 kg ,轮胎与路面接触的总面积为1 000 cm 2,车静止时对水平路面的压强是多少?(2)警车以108 km/h 的速度水平匀速直线行驶时,所受阻力是多少?(3)若警车发动机的效率为40%,警车以60 kW 的输出功率行驶 10 min ,消耗多少千克的柴油?(柴油的热值取4.0×107 J/kg ) 【答案】(1) 3×105Pa ;(2) 2×103N ;(3)2.25kg 【解析】 【详解】 (1)警车的总质量是280kg 2720kg 3000kg m =+=车静止时对水平路面的压力是43000kg 10N/kg 310N F G mg ===⨯=⨯轮胎与路面接触的总面积为221000cm 0.1m S ==车静止时对水平路面的压强是452310N 310Pa 0.1mF p S ⨯===⨯ (2)警车的速度108km/h 30m/s v ==警车以这个速度水平匀速直线行驶时,所受阻力是43610W210N 30m/sP f F v ⨯====⨯动(3)警车以60 kW 的输出功率行驶 10 min ,所做的有用功是376010W 1060s 3.610J W =⨯⨯⨯=⨯有根据热机的效率公式可得773.610J910J 40%W Q η⨯===⨯有这些柴油的质量是77910J 2.25kg 4.010J/kgQ m q ⨯===⨯ 答:(1)车静止时对水平路面的压强是5310Pa ⨯;(2)警车以108 km/h 的速度水平匀速直线行驶时,所受阻力是3210N ⨯;(3)若警车发动机的效率为40%,警车以60 kW 的输出功率行驶 10 min ,消耗柴油的质量是2.25kg 。
8.为检测某汽车发动机的工作性能,现使汽车在平直公路上从静止开始做直线运动,保持发动机输出功率恒定为6×104W ,汽车行驶过程中所受阻力大小不变,其v -t 图像如图所示,在第10s 末开始匀速行驶,经测试,消耗5.8kg 的汽油可以使汽车匀速行驶53.36km ,汽油完全燃烧放出的热量40%用来驱动汽车行驶,(汽油的热值为4.6×107J/kg ),在检测过程中。
(1)前10s发动机做多少功?(2)汽车受到的阻力多大?(3)汽车匀速行驶的速度多大?【答案】(1) 6×105J;(2) 2000N;(3) 30m/s。
【解析】【详解】(1)前10s发动机做的功W=Pt=6×104W× 10s=6×105J;(2)5.8kg的汽油完全燃烧放出的热量Q=mq=5.8kg×4.6×107J/kg=2.668×108J,牵引力做的功W1=Qη=2.668×108J×40%=1.0672×108J,牵引力F=8131.067210J53.3610mWs⨯=⨯=2000N,汽车在该平直的公路上匀速行驶时,汽车受到的阻力与牵引力是一对平衡力,大小相等,阻力f=F=2000N;(3)汽车的功率P=W Fst t==Fv,汽车匀速行驶的速度v=4610W2000NPF⨯==30m/s。
答:(1)前10s发动机做功6×105J;(2)汽车受到的阻力是2000N;(3)汽车匀速行驶的速度30m/s。
9.下表为现在家庭、宾馆常用的无线电水壶(一种在倒水时导线脱离,用电加热的方便水壶)的铭牌,某同学用这种电水壶烧开水,他将水放至最大容量,测得水的初温是20C︒,通电6分钟后水恰好沸腾(在一个标准大气压下),试通过计算,回答下列问题:(1)该电水壶是利用电流的_____效应工作的; (2)该电水壶正常工作时的电流及电热丝的电阻;(3)这段时间水吸收的热量;[水的比热容34.210J /(kg C)c =⨯⋅︒](4)现测得电源电压为200V ,求此时电水壶的工作效率。
2020-2021备战中考物理热学问题综合题及答案
一、初中物理热学问题求解方法1.如图是某款有加热和保温功能的电热饮水机电路原理图,机内有温控开关S 0。
该饮水机的部分参数已知:额定电压为220V ,加热时的总功率为880W ,保温时的功率为40W ,R 1、R 2为加热电阻丝(不考虑温度对电阻丝阻值的影响)。
求:(1)当S 和S 0闭合时,电路中的总电流;(2)加热时效率为80%,将0.5kg 的水从30℃加热到100℃需要多少时间? (3)电阻丝R 2的阻值。
【答案】(1)4A ;(2)208.8s ;(3)1210Ω 【解析】 【分析】(1)由电路图可知,当S 和S 0闭合时,R 1与R 2并联,电路中的总电阻最小,根据2U P R=可知电路总功率最大,据此判断饮水机所处的状态,根据P UI =求出此时电路中的总电流。
(2)知道水的质量和初温、末温以及比热容,根据()0Q cm t t =-吸求出水吸收的热量,根据吸Q Wη=求出消耗的电能,利用W P t =求出需要的加热时间。
(3)由电路图可知,开关S 闭合、S 0断开时,电路为R 2的简单电路,电路中的总电阻最大,根据2U P R =可知电路总功率最小,据此判断饮水机所处的状态,根据2U P R=求出电阻R 2的阻值。
【详解】(1)由电路图可知,当S 和S 0闭合时,R 1与R 2并联,电路中的总电阻最小,由2U P R=可知,电路总功率最大,饮水机处于加热状态;由P UI =可得,此时电路中的总电流880W4A 220VP I U ===加热 (2)水吸收的热量()()354.210J/kg 0.5kg 10030 1.4710J Q cm t =∆=⨯⋅⨯⨯-=⨯吸℃℃℃由吸Q Wη=可得,消耗的电能 551.4710J1.837510J 80%Q W η⨯===⨯吸由WP t=可得,需要的加热时间 51.837510J 208.8s 880WW t P ⨯'==≈加热(3)由电路图可知,开关S 闭合、S 0断开时,电路为R 2的简单电路,电路中的总电阻最大,电路总功率最小,饮水机处于保温状态,保温时的功率为40W ;由2U P R=可得,电阻R 2的阻值()222220V 1210Ω40WU R P ===加热答:(1)当S 和S 0闭合时,电路中的总电流为4A ;(2)加热时效率为80%,将0.5kg 的水从30℃加热到100℃需要208.8s ;(3)电阻丝R 2的阻值为1210Ω。
2020-2021全国各地备战中考物理分类:热学问题求解方法综合题汇编含详细答案
一、初中物理热学问题求解方法1.小明猜想水中加入别的物质后,一定会对水的凝固点产生影响,为了验证这一猜想,他将一些盐放入水中,并把盐水用容器盛好放入冰箱,研究盐水的凝固过程。
每隔一定时间,小明就观察盐水状态、测出温度,并将凝固过程记录的温度数据画成了凝固图像,如图甲。
如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中如图乙,则下列说法正确的是A.由甲图可知,盐水的凝固点为2℃B.由甲图可知,盐水的凝固过程用时20minC.乙图中,试管中冰水混合物中的冰会变少D.乙图中,烧杯中盐冰水混合物中水会变多【答案】D【解析】【详解】A.由甲图可知,温度保持不变的温度是-2℃,故该盐水的凝固点是-2℃,故A错误;B.由甲图可知,盐水的凝固过程用时20min-10min=10min故B错误;CD.冰水混合物的温度是0℃,而盐冰水混合物的温度是-2℃,所以冰水混合物会向盐冰水混合物放热,冰水混合物中的水会达到凝固结冰的条件,故冰水混合物中的冰会变多,而盐冰水混合物吸收热量熔化,烧杯中盐冰水混合物中水会变多,故C错误,D正确。
2.用相同热源、相同的加热装置,对质量相等的甲、乙两种固态物质加热时,得到的温度随时间变化的图像。
根据图像分析,下列说法中正确的是()A.甲、乙两种物质可能是松香和萘B.甲物质在a、b两点时,温度和内能都相同C.甲、乙两种物质在熔化时乙吸收的热量比甲多D.甲、乙两种物质在固态时,甲的比热容小于乙的比热容【答案】D【解析】【分析】【详解】A.从图象可以看出,甲、乙两种物质在熔化过程中温度保持不变,所以均为晶体。
松香是非晶体,萘是晶体,所以甲、乙不可能是松香,故A错误;B.甲物质在a点开始熔化,b点熔化完成,在熔化过程中温度保持不变,但是继续吸热,所以b点的内能大于a点的内能,故B错误;C.读图可知,甲熔化持续的时间为20min−10min=10min乙熔化持续的时间为27min−17min=10min二者时间相同,说明吸收热量相同,故C错误;D.甲、乙两种物质在固态时,同样加热10min,吸收相同的热量,甲的温度高于乙的温度,根据Qcm t=∆吸,在吸收热量和质量相等时,比热容和温度成反比,所以甲的比热容小于乙的比热容,故D正确。
2020-2021备战中考物理 热学问题综合试题含答案解析
一、初中物理热学问题求解方法1.某小型汽油发电机外形如图所示,其实质是利用一个汽油机带动一个发电机来发电.该发种电机铭牌部分数据如下表所示,根据表中的数据求: 发动机(汽油机) 发电机型号 XGQF5.0型号XGQF5.0额定功率8.3kW 额定输出功率5kW 噪声73db 额定输出电压220V 连续运行时间8h 额定频率 50Hz强制水冷四冲程自动电压保护(1)在允许的连续运行时间内,发电机以额定功率输出,能够提供的电能是多少度? (2)已知汽油的热值是q =4.6×l07J/kg ,密度是0.71×103kg/m 3,设该汽油机的效率为35%,则该汽油发电机油箱的容积至少需要多大? (3)汽油发电机将内能转化为电能的效率是多少? 【答案】(1)40(2)20.9L (3)21.1% 【解析】 【分析】(1)已知发电机的额定功率和连续工作时间,根据公式WP t=的变式,可求发电机能够提供的电能;(2)已知汽油的热值和效率,根据公式100%100%P t W Q Vqηρ=⨯=⨯机有用放可求消耗的汽油体积;(3)先计算出1小时产生的电能,已知产生的电能和机械能,二者之比就是汽油发电机将内能转化为电能的效率。
【详解】(1)发电机能够提供的电能5kW8h40kW h40W P t==⨯=⋅=电电度故能够提供的电能是40度。
(2)根据WPt=,mVρ=,Q mq=放得,汽油机的效率100%100%P tWQ Vqηρ=⨯=⨯机有用放则油箱的最小容积:333378.310W83600s0.0209m20.9L0.7110kg/m35% 4.610J/kgP tVqρη⨯⨯⨯====⨯⨯⨯⨯机故油箱的最小容积为20.9L。
(3)汽油发电机将内能转化为电能的效率-33337100%100%5000W83600s100%20.910m0.7110kg/m 4.610J/kg21.1%WQP tVqηρ=⨯=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=电放电则汽油发电机将内能转化为电能的效率为21.1%。
2020-2021备战中考物理专题复习热学问题求解方法的综合题及详细答案
一、初中物理热学问题求解方法1.假设我们手里现有一支刻度均匀,但读数不准的温度计,标准大气压下,在冰水混合物中的示数为4℃,在沸水中的示数为96℃,用此温度计测得某液体的温度是27℃,则所测液体的实际温度应该是( ) A .24℃ B .25℃C .26℃D .27℃【答案】B 【解析】 【详解】由题意可知,不准的温度计上一个小格表示的实际温度为:10025=96-423℃℃℃;用此温度计测得液体的温度是27℃,则这种液体的实际温度为:()272523425t =⨯-=℃℃℃。
故ACD 错误,B 正确。
2.甲、乙两容器中装有质量相等的水,水温分别为20℃和70℃,现将一温度为80℃的金属球放入甲容器中,热平衡后水温升高到40℃,然后迅速取出金属球并放入乙容器中,热平衡后以容器中水温为(不计热量散失和水的质量的变化): A .65℃ B .60℃C .55℃D .50℃【答案】B 【解析】 【详解】当将金属球放入甲容器中时,金属球放出的热量与水吸收的热量相等,即:Q 金=Q 水设金属球的质量为m 金、比热容为c 金、水的质量为m 水、水的比热容为c 水,则:Q 金=c 金m 金(80℃-40℃) Q 水=c 水m 水(40℃-20℃)因为Q 金=Q 水,所以c 金m 金(80℃-40℃)=c 水m 水(40℃-20℃)化简得:2=1c m c m 水水金金; 当将金属球放入乙容器中时,乙容器中的水放出的热量与金属球吸收的热量相等,即:Q 水′=Q 金′由于甲乙容器中的水的质量相等,又是同一个金属球,所以仍设金属球的质量为m 金、比热容为c 金、水的质量为m 水、水的比热容为c 水,此时两者共同的温度为t ℃,则:Q 水′=m 水c 水(70℃-t ℃) Q 金′=m 金c 金(t ℃-40℃)因为:Q 水′=Q 金′所以m 水c 水(70℃-t ℃)=m 金c 金(t ℃-40℃)由于:2=1c m c m 水水金金 可得:2(70℃-t ℃)=t ℃-40℃解得t =60℃,故选B .3.用体温计分别测甲、乙、丙三人的体温,先测得甲的体温正常。
2020-2021备战中考物理 热学问题求解方法 综合题含答案
一、初中物理热学问题求解方法1.假设我们手里现有一支刻度均匀,但读数不准的温度计,标准大气压下,在冰水混合物中的示数为4℃,在沸水中的示数为96℃,用此温度计测得某液体的温度是27℃,则所测液体的实际温度应该是( ) A .24℃ B .25℃C .26℃D .27℃【答案】B 【解析】 【详解】由题意可知,不准的温度计上一个小格表示的实际温度为:10025=96-423℃℃℃;用此温度计测得液体的温度是27℃,则这种液体的实际温度为:()272523425t =⨯-=℃℃℃。
故ACD 错误,B 正确。
2.甲、乙两容器中装有质量相等的水,水温分别为20℃和70℃,现将一温度为80℃的金属球放入甲容器中,热平衡后水温升高到40℃,然后迅速取出金属球并放入乙容器中,热平衡后以容器中水温为(不计热量散失和水的质量的变化): A .65℃ B .60℃C .55℃D .50℃【答案】B 【解析】 【详解】当将金属球放入甲容器中时,金属球放出的热量与水吸收的热量相等,即:Q 金=Q 水设金属球的质量为m 金、比热容为c 金、水的质量为m 水、水的比热容为c 水,则:Q 金=c 金m 金(80℃-40℃) Q 水=c 水m 水(40℃-20℃)因为Q 金=Q 水,所以c 金m 金(80℃-40℃)=c 水m 水(40℃-20℃)化简得:2=1c m c m 水水金金; 当将金属球放入乙容器中时,乙容器中的水放出的热量与金属球吸收的热量相等,即:Q 水′=Q 金′由于甲乙容器中的水的质量相等,又是同一个金属球,所以仍设金属球的质量为m 金、比热容为c 金、水的质量为m 水、水的比热容为c 水,此时两者共同的温度为t ℃,则:Q 水′=m 水c 水(70℃-t ℃) Q 金′=m 金c 金(t ℃-40℃)因为:Q 水′=Q 金′所以m 水c 水(70℃-t ℃)=m 金c 金(t ℃-40℃)由于:2=1c m c m 水水金金 可得:2(70℃-t ℃)=t ℃-40℃解得t =60℃,故选B .3.有一支刻度不准的温度计,放在冰水混合物中,稳定后示数为﹣4℃,放在一标准气压下的沸水中,示数为92℃,把它放在某教室时温度计示数为28℃,教室的实际温度是________。
2020-2021备战中考物理压轴题专题复习—热学问题求解方法的综合含详细答案
一、初中物理热学问题求解方法1.小明猜想水中加入别的物质后,一定会对水的凝固点产生影响,为了验证这一猜想,他将一些盐放入水中,并把盐水用容器盛好放入冰箱,研究盐水的凝固过程。
每隔一定时间,小明就观察盐水状态、测出温度,并将凝固过程记录的温度数据画成了凝固图像,如图甲。
如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中如图乙,则下列说法正确的是A.由甲图可知,盐水的凝固点为2℃B.由甲图可知,盐水的凝固过程用时20minC.乙图中,试管中冰水混合物中的冰会变少D.乙图中,烧杯中盐冰水混合物中水会变多【答案】D【解析】【详解】A.由甲图可知,温度保持不变的温度是-2℃,故该盐水的凝固点是-2℃,故A错误;B.由甲图可知,盐水的凝固过程用时20min-10min=10min故B错误;CD.冰水混合物的温度是0℃,而盐冰水混合物的温度是-2℃,所以冰水混合物会向盐冰水混合物放热,冰水混合物中的水会达到凝固结冰的条件,故冰水混合物中的冰会变多,而盐冰水混合物吸收热量熔化,烧杯中盐冰水混合物中水会变多,故C错误,D正确。
2.在“探究水沸腾时温度变化特点”的实验中,分别观察到如图所示的情景。
下列说法正确的是()A.沸腾是只发生在液体表面的剧烈汽化现象B.“白气”是液态小水滴,它是水汽化形成的C.甲图是水沸腾前的情景,乙图是水沸腾时的情景D.乙图中气泡变小,是气泡中的水蒸气液化导致的【答案】D【解析】【详解】A.沸腾是一定温度下,在液体的表面和内部同时发生的剧烈汽化现象,不只是在液体表面,A错误;B.“白气”是液态小水滴,它是由水蒸气液化形成的,B错误;C.水沸腾前,温度不均匀,下面的水温度较高,上面的水温度较低,温度较高的气泡从水底往上升时,遇冷会液化为水,气泡会变小,所以乙图是水沸腾前的情景;而水沸腾时,下面的水和上面的水温度都一样,气泡从水底往上升时,水的压强变小,气泡会变大,所以甲图是水沸腾时的情景;C错误;D.由上述可知,乙图中气泡变小,是气泡中的水蒸气遇冷液化导致的,D正确。
2020-2021备战中考物理专题《热学问题》综合检测试卷及答案解析
一、初中物理热学问题求解方法1.物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时,选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g 的沙子和水加热。
他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示。
已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),问:(1)图a 、b 中,哪个是沙子吸热升温的图像? (2)加热2min ,水吸收了多少热量? (3)试求出沙子的比热容。
【答案】(1)图a ;(1)4.2×104J ;(1)0.9×103J/(kg·℃)。
【解析】 【分析】(1)用两只完全相同的酒精灯,分别给水和沙子加热,这样做的目的是使水和沙子在相同时间吸收相同的热量,再利用公式Qt cm∆=进行分析;(2)从图像可知,加热满2min ,水的温度从20℃上升到70℃,从而可知和水的温度变化,已知水的质量和比热容,可利用公式Q cm t =∆吸计算水吸收的热量;(3)相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量,所以2min 水和沙子吸收的热量也相同,由图a 得出沙子温度的变化量,再根据Qc m t=∆计算沙子的比热容。
【详解】(1)由题知,沙子和水的质量相等,且沙子的比热容比水小,吸收相同热量时(加热相同时间),由公式Qt cm∆=可知,沙子升高的温度多,所以图a 表示的是沙子吸热升温的过程;(2)由b 图像可知,加热满2min 时,水的温度从20℃上升到70℃,则加热满2min 时水吸收的热量:()()344.210J/kg 0.2kg 7020 4.210J Q c m t =∆=⨯⋅⨯⨯-=⨯水吸水水水℃℃℃;(3)相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量,在2分钟的时间内,沙子吸收的热量:44.210J Q Q ==⨯沙吸水吸,因加热2min ,沙子的温度从20℃上升到250℃,由Q cm t =∆吸可得,沙子的比热容:()()434.210J 0.910J/kg 0.2kg 25020Q c m t ⨯==≈⨯⋅∆⨯-沙吸沙℃℃℃。
2020-2021备战中考物理—热学问题求解方法的综合压轴题专题复习附答案
一、初中物理热学问题求解方法 1.下列说法中正确的是A .蒸发和沸腾都需要吸收热量,且都发生在液体表面B .液体凝固时,不断放出热量,但温度可能保持不变C .把一块-10℃的冰放到0℃的房间里,冰会慢慢地熔化D .利用干冰汽化吸热,可以使长途运输中的食品降温保鲜 【答案】B 【解析】 【详解】A .沸腾是在一定条件下,发生在液体表面和内部同时进行的一种剧烈的汽化现象,需要吸收热量;蒸发是发生在液体表面的一种缓慢的汽化现象,同样需要吸收热量,故A 项错误;B .液体处于凝固成晶体过程中时,持续放出热量,温度不变,故B 项正确;C .熔化需要达到熔点和持续吸收热量,冰的熔点是0°C ,当-10°C 的冰在0°C 的房间里温度升温与房间温度一致时,冰吸收不到热量,不能熔化,故C 项错误;D .干冰(固态CO 2)在常温下会直接变成气态的CO 2,发生升华现象,故D 项错误;2.甲、乙两个相同的杯子中盛有质量和初温都相同的水,另有A 、B 两个金属球,其质量和初温也都相同,且都比水的温度高.现将A 、B 两球分别放入甲、乙两杯水中,热平衡后,甲杯水温升高了15℃,乙杯水温升高了8℃,则( ) A .A 球比热容大于B 球比热容 B .A 球比热容小于B 球比热容 C .A 球降低的温度更多些 D .A 球放出的热量更少些 【答案】A 【解析】 【详解】甲、乙两个杯子中水的质量m 相同,两球放入水中后,水吸收热量温度升高,甲杯的水温升高15℃,乙杯中水温升高8℃,即:t t ∆∆甲乙>,水的比热容相同,不计热量损失,由Q cm Δt =可知,Q Q ∆∆甲吸乙吸>,由于Q Q ∆=∆甲吸A 放,Q Q ∆=∆乙吸B 放,所以A B Q Q ∆∆放放>;A 球放出的热量更多些;甲、乙水的初温t 相同,t t ∆∆甲乙>,所以两杯水的末温t t 甲乙>,所以两个球的末温A B t t >,又由于球的初温t 初相同,所以:A B t t t t --初初<质量相同、初温t 初相同的两球A 和B ,对于A 有:A A A A Q c m t t ∆=-放初()① 对于B 有:B B B B Q c m t t ∆=-放初()② 又因为A B Q Q ∆∆放放>,A B m m =,①除以②得:1A B Q Q 放放>所以:A A AB B B c m t t c m t t --初初()>()又A B t t t t --初初<,则有A B c c >. 故A 项符合题意、BCD 项不符合题意;3.向一大桶温度为1t 的冷水中倒入一小桶温度为2t 的热水,混合后的温度为t ,下面关于温度的关系式中正确的是( )A .122t t t +=B .122t t t +<C .122t t t +>D .212t t t -=【答案】B 【解析】 【详解】冷水吸收的热量:11Q cm t t =-吸() 热水放出的热量:22Q cm t t =-放()由题意知,Q Q =吸放;则有:1122cm t t cm t t -=-()()解得:1221m t tm t t --= 因为冷水是一大桶,热水是一小桶,所以12m m >,即21t t t t -->,所以122t t t +<;故B 项正确、ACD 项错误;4.关于物体的内能,热量和温度,下列说法正确的是 A .一个物体从外界吸收了热量,温度一定升高 B .一个物体温度升高,它的内能一定增加C .只要物体的温度不变,它的内能就一定不变D .温度高的物体比温度低的物体含有的热量多 【答案】B 【解析】【详解】A.一个物体从外界吸收了热量,温度不一定升高,比如晶体的熔化以及液体的沸腾,都在吸收热量,但温度没有改变,故A项错误;B.一个物体温度升高,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,所以内能一定增大,故B项正确;C.物体的温度不变,有可能正在吸收或者放出热量,内能改变;也有可能外界对物体做功,物体的内能增加,或者物体对外界做功时,物体的内能减小,故C项错误;D.热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,只能说物体吸收或者放出多少热量,故D项错误。
2020-2021备战中考物理压轴题专题热学问题求解方法的经典综合题及详细答案
一、初中物理热学问题求解方法1.关于物体的内能,热量和温度,下列说法正确的是A .一个物体从外界吸收了热量,温度一定升高B .一个物体温度升高,它的内能一定增加C .只要物体的温度不变,它的内能就一定不变D .温度高的物体比温度低的物体含有的热量多【答案】B【解析】【详解】A .一个物体从外界吸收了热量,温度不一定升高,比如晶体的熔化以及液体的沸腾,都在吸收热量,但温度没有改变,故A 项错误;B .一个物体温度升高,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,所以内能一定增大,故B 项正确;C .物体的温度不变,有可能正在吸收或者放出热量,内能改变;也有可能外界对物体做功,物体的内能增加,或者物体对外界做功时,物体的内能减小,故C 项错误;D .热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,只能说物体吸收或者放出多少热量,故D 项错误。
2.甲、乙两容器中装有质量相等的水,水温分别为20℃和70℃,现将一温度为80℃的金属球放入甲容器中,热平衡后水温升高到40℃,然后迅速取出金属球并放入乙容器中,热平衡后以容器中水温为(不计热量散失和水的质量的变化):A .65℃B .60℃C .55℃D .50℃【答案】B【解析】【详解】当将金属球放入甲容器中时,金属球放出的热量与水吸收的热量相等,即:Q 金=Q 水设金属球的质量为m 金、比热容为c 金、水的质量为m 水、水的比热容为c 水,则:Q 金=c 金m 金(80℃-40℃)Q 水=c 水m 水(40℃-20℃)因为Q 金=Q 水,所以c 金m 金(80℃-40℃)=c 水m 水(40℃-20℃)化简得: 2=1c m c m 水水金金; 当将金属球放入乙容器中时,乙容器中的水放出的热量与金属球吸收的热量相等,即:Q 水′=Q 金′由于甲乙容器中的水的质量相等,又是同一个金属球,所以仍设金属球的质量为m 金、比热容为c 金、水的质量为m 水、水的比热容为c 水,此时两者共同的温度为t ℃,则:Q 水′=m 水c 水(70℃-t ℃)Q 金′=m 金c 金(t ℃-40℃)因为:Q 水′=Q 金′所以m 水c 水(70℃-t ℃)=m 金c 金(t ℃-40℃)由于:2=1c m c m 水水金金 可得:2(70℃-t ℃)=t ℃-40℃解得t =60℃,故选B .3.有一支刻度不准的温度计,放在冰水混合物中,稳定后示数为﹣4℃,放在一标准气压下的沸水中,示数为92℃,把它放在某教室时温度计示数为28℃,教室的实际温度是________。
2020-2021备战中考物理热学问题求解方法综合题汇编及详细答案
一、初中物理热学问题求解方法1.小明猜想水中加入别的物质后,一定会对水的凝固点产生影响,为了验证这一猜想,他将一些盐放入水中,并把盐水用容器盛好放入冰箱,研究盐水的凝固过程。
每隔一定时间,小明就观察盐水状态、测出温度,并将凝固过程记录的温度数据画成了凝固图像,如图甲。
如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中如图乙,则下列说法正确的是A.由甲图可知,盐水的凝固点为2℃B.由甲图可知,盐水的凝固过程用时20minC.乙图中,试管中冰水混合物中的冰会变少D.乙图中,烧杯中盐冰水混合物中水会变多【答案】D【解析】【详解】A.由甲图可知,温度保持不变的温度是-2℃,故该盐水的凝固点是-2℃,故A错误;B.由甲图可知,盐水的凝固过程用时20min-10min=10min故B错误;CD.冰水混合物的温度是0℃,而盐冰水混合物的温度是-2℃,所以冰水混合物会向盐冰水混合物放热,冰水混合物中的水会达到凝固结冰的条件,故冰水混合物中的冰会变多,而盐冰水混合物吸收热量熔化,烧杯中盐冰水混合物中水会变多,故C错误,D正确。
2.戴眼镜的人从室外进入温暖的室内,镜片上会出现“水雾”,下列现象中的物态变化与“水雾”的形成相同的是()A.饮料中的冰块逐渐变小B.北方冬天植物上的雾淞C.蒸锅上方生成的“白气”D.寒冬,室外冰冻的衣服逐渐变干【答案】C【解析】【分析】【详解】戴眼镜的人从室外进入温暖的室内,镜片上会出现“水雾”,这是眼镜温度较低,而室内水蒸气温度较高,水蒸气接触到眼镜时,会放出热量降温,液化成小水珠,附在眼镜上。
A .饮料中的冰块逐渐变小,这是冰块吸热熔化成水,A 项不合题意; B .雾淞是由于空气中的水蒸气凝华形成的固态小冰晶,B 项不合题意; C .蒸锅上方生成的“白气”,这是水蒸气液化形成的小水珠,选项C 符合题意; D .寒冬,室外冰冻的衣服逐渐变干,这是衣服上的固态冰升华成水蒸气,D 项不合题意。
