物理知识点过关培优训练∶热学问题求解方法及详细答案

个做功冲程燃气对活塞做的功，从而可以计算出燃气对活塞做的总功，又知道做功的时
间，可利用公式 P
W t
计算出汽油机的功率；根据W
Pt 求出汽油机的总功，根据
Q Vq 求出燃料放出的热量，根据效率公式求出效率。
【详解】 [1]根据题意知道，燃气对活塞的平均压力
F pS pPa S 104 m2 pS 104 N
一个做功冲程中燃气对活塞做的功
W Fs pS 104 N L 103 m pSL 107 J
飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮转动 N 周，要对外做功 N 次，燃气对活塞做的总 2
【详解】
由图象可知：用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，水温度升高 60℃需要
20min，甲物质加热 10min 吸收的热量与水加热 10min 吸收的热量的热量相同，且水 10min
所吸收热量为 20min 吸收热量的一半，即
Q甲
=Q水
=
1 2
c水m水t水
=
1 2
4.2
103
J/
kg
℃
1.5kg
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℃ 【答案】C 【解析】
B． 8℃
C． 6℃
D． 5℃
【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：
t=90℃．综上分析故选 D．
4．用两个相同的电热水器给质量同为 1.5kg 的甲物体和水加热，他们的温度随加热时间的 变化关系如图所示，据此判断甲物体 10 min 吸收的热量为（ ）
A．0.63×105J
B．0.9×105J
C．1.89×105J
D．3.78析】
【答案】 5109 pSLN 6
【解析】
【分析】
0.3 pSLN Vq
知道燃气的平均压强和活塞的面积，可利用公式 F pS 计算出平均压力的大小；知道活
塞在气缸中移动的距离，可利用公式W Fs 计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功；飞
轮（曲轴）每转两圈对外做功一次，计算出飞轮转动 N 周对外做功的次数，已经计算出一
60℃=1.89
105
J
故选 C。
5．柴油机和汽油机在一个工作循环中的四个冲程完全相同的冲程是（ ）
A．吸气、压缩
B．压缩、排气
C．吸气、压缩、排气
D．排气
【答案】D
【解析】
【详解】
吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合气体，柴油机吸入的只有空气，所以吸气
冲程不同；柴油机属于压燃式点火，所以在压缩冲程中，柴油机比汽油机压缩程度高，所
【分析】
【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，则： Q 金=m 金×c 金（100℃-40℃）， Q 水=m 水×c 水（40℃-28℃）， 所以：
m 金×c 金（100℃-40℃）=m 水×c 水（40℃-28℃） 化简得：
c水m水 =5：1； c金m金
解得：
即 3 (63℃-t′)=t′-0 4
所以，冷水温度将再升高：
t′=27℃，
故 C 符合题意。
△t=t′-t=27℃-21℃=6℃。
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。
以压缩冲程不同；汽油机气缸顶部有个火花塞，柴油机气缸顶部有个喷油嘴，柴油机采用
压燃式点火，汽油机采用点燃式点火，所以做功冲程不同；排气冲程只是将废气排出，所
以柴油机和汽油机在一个工作循环中的四个冲程完全相同的冲程是排气冲程；通过以上分
析可知，故选 D。
6．如图所示，某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为 Scm2，一个冲程活塞在气缸中移动 的距离是 L mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为 p Pa，飞轮转速为 N r/min，当 汽油机满负荷工作时（不计摩擦），汽油机的功率为_____________W；若 1h 消耗的汽油 为 V L，汽油的热值为 q J/m3，则汽油机的效率为_____________%。
3．质量相等的 28℃、100℃的水分别装在甲、乙两容器中,现将一个温度为 100℃的金属球
放入甲容器中,达到温度相同时,甲容器中水温升高到 40℃,然后迅速取出金属球放入乙容器
中,再次达到温度相同时,乙容器中水温是(设不计热量损失和水的质量损失)( )
A．60℃
B．70℃
C．88℃
D．90℃
【答案】D 【解析】
解得：
c 1 m△t 热=cm△t 冷， 2
△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 3 杯热水， 4
则：
c 3 m（t 热-t′）=cm（t′-t 冷） 4
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，设两者共同的温度为 t℃， 则：
Q 水=m 水×c 水（100℃-t℃）， Q 金=m 金×c 金（t℃-40℃）， 即：
m 水×c 水（100℃-t℃）=m 金×c 金（t℃-40℃），