中考物理热学问题综合题及答案

1、一、初中物理热学问题求解方法1 .炎热的夏天,开了空调的房间窗户玻璃上常常会结一层水雾,那么水雾是水蒸气(填物态变化)成小水珠附着在玻璃窗侧,使玻璃变模糊,水蒸气变成水珠会热量.东北地区严寒的冬天,房间窗户上会结一层美丽的冰花,这是水蒸气(填物态变化)形成的小冰晶附着在玻璃窗侧.【答案】液化外放出凝华内【解析】【详解】123水雾是水蒸气液化成小水珠附着在玻璃窗的；这是由于玻璃窗外侧的水蒸气遇上冰冷的玻璃窗,液化成小水珠,是附着在玻璃窗外侧的；水蒸气变成水珠会放出热量；45东北地区严寒的冬天,房间窗户上会结一层美丽的冰花,这是水蒸气凝华形成的；这是房间内温度较高的水蒸气遇上冰冷的窗,凝华形成的,

2、这是附着在玻璃窗内侧.2 .如图甲所示是小敏同学在做“探究水的沸腾实验时的装置,从85c开始,每隔1min记录一次温度计的示数,直到水沸腾一段时间为止.(1)实验中小敏发现温度计示数上升较慢,为了使温度计示数上升得快些,她应O(2)如图乙所示是3min时小敏小组的温度计示数,那么此时烧杯中水的温度为C.(3)小敏的其他实验记录数据如下表：时间/min01234567891011温度/c8586879193959799101101101分析表中数据可知,水的沸点为C,可以推测水面上方的气压于标准大气压.(4)根据表中数据在图中作出水的温度随时间变化图像.()(5)小敏在实验过程中发现如下图的两种

3、现象,那么图是水在沸腾前的情况,是水在沸腾时的情况.(6)通过实验可得：水在加热过程中,O(选填“升高“降低吸收热量,I“不变温度;沸腾时,吸收热量,温【答案】减小水的质量89101大a升高不变(1)1实验中小敏发现温度计示数上升较慢,这是水的质量太大了,为了使温度计示数上升得快些,她应减小水的质量；(2)2从图乙中可以看到,此时烧杯中水的温度为89C；3从表中数据可以看到,从第9min到第11min,水的温度保持不变,这说明水在沸腾,水的沸点是101C；4一标准大气压下水的沸点是100C,由于水的沸点是101C,根据水的沸点与大气压关系可知,大气压越高,沸点越高,所以可以推测水面上方的气压大

4、于标准大气压；(4)5根据表中的数据,描出对应的点,如以下图所示；(5)6水在沸腾前,水温不均匀,下面温度较高,上面温度较低,下面的气泡上升时,遇上温度较低的水,那么会液化成水,气泡会变小,所以图b是水在沸腾前的情况；7水在沸腾时,温度均匀,下面的气泡上升时,水的压强越来越小,气泡会变大,所以图a是水在沸腾时的情况；(6)89通过实验可得：水在加热过程中,吸收热量,温度升高,沸腾时,吸收热量,温度不变.3.如图甲所示为大家常见的普通煤炉,通过燃烧煤将壶中的水进行加热.为提升煤炉效率,某大学创意小组设计了双加热煤炉,如图乙所示,在炉壁的夹层中也参加水,在给壶中水加热的同时,也给炉壁夹层中的水加热

5、.现在1标准大气压下,壶中装有质量为4.5kg温度为20c的水,己知q煤=3X10J/kg,c水=4.2XlJ/(kg?C),求：(1)如果烧开壶中的水,需要吸收多少热量？(2)甲图煤炉烧水效率为28%,假设用甲图煤炉烧开壶中的水,需要完全燃烧煤的质量是多少？(3)在乙图煤炉加热过程中,在消耗等量煤的情况下,除烧开壶中的水外,还可把炉壁夹层中10kg的水从20c加热至40C,那么改良后乙图煤炉的烧水效率是多大？【答案】(1)1.512xJ(2)0.18kg；(3)43.56%.【解析】【分析】(1)知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容,利用吸热公式求水吸收的热量；(2)知道普通煤炉的烧水效

6、率,利用2100%可得煤完全燃烧放出的热量；煤的Q放热值,利用Q放mq可得普通煤炉完全燃烧煤的质量；(3)由题知,双加热煤炉还可额外把炉壁间10kg水从20c加热至40C,根据吸热公式求出炉壁间水吸收的热量；由题意可知,壶内水吸收热量不变,那么可求出双加热煤炉中水吸收的总热量(有用能量)；由题意可知,双加热煤炉中煤完全燃烧放出的热量不变,再利用效率公式求出改良后乙图煤炉的烧水效率.【详解】(1)1标准大气压下水的沸点为100C,把壶内20C,4.5kg水烧开,水吸收的热量：Q吸c7KmzKti4.2103J/kgC4.5kg100c20c1.512106J;(2)普通煤炉的烧水效率为28%,由

7、100%可得煤完全燃烧放出的热量:Q放m煤=q,2106J=5.4X16J28%'由mq可得需要完全燃烧煤的质量:5.4106J=0.18kg；3107J(3)改良后乙图双加热煤炉还可额外把炉壁间的热量：10kg水从20c加热至40C,那么炉壁间水吸收3.,Q吸c水m；Kt24.210J/kgC10kg40c20c8.4105J,而壶内水的初温、末温以及质量均不变,那么壶内水吸收热量不变,那么双加热煤炉中水吸收的总热量：656Ck总Q®Q吸1.51210J8.410J2.35210J,由题意可知,双加热煤炉与普通煤炉消耗煤的质量相等,那么这些煤完全燃烧放出的热量不变,那么双加

8、热煤炉的烧水效率：Q#总2.352106J5.4106JX100/43.56%答：(1)如果烧开壶中的水,需要吸收1.512X1J热量；(2)需要完全燃烧煤的质量是0.18kg；(3)改良后乙图煤炉的烧水效率是43.56%.4 .如下图,放置在水平地面上的两个均匀实心正方体A和B,物体A、B的边长分别为0.1米和0.2米.物体A的密度为4X10千克/米3,物体B的质量为10千克.求：(1)物体A的质量mA.(2)物体B对水平地面的压力Fb.(3)在保持物体A、B原有放置方式不变的情况下,现将物体A、B各自沿水平方向在上部切去质量为m的一局部,使剩余局部对水平地面的压强相等,求切去的质量m.【答

9、案】(1)4千克(2)98牛(3)2千克【解析】【详解】(1)物体A的质量：mA=paVa=4x103kg/m3x(0.1m)3=4kg;(2)物体B对水平地面的压力Fb等于物体重力大小：FB=GB=mBg=10kgx9.8N/kg=98N;(3)A物体的底面积：SA=(0.1m)2=0.01m2,B物体的底面积：SB=(0.2m)2=0.04m2,将物体A.B各自沿水平方向在上部切去质量为m的一局部,根据p=F,由于物体对水平地面的压力等于剩余局部的重力,因剩余局部对水平地面的S压强相等,故有：Ga&mgGb,mgSa=Sb'即：Gagmg=SaGbJmg二Sb,整理后有：m

10、AQm_SamBQm-Sb'代入量：4kg4m_0.01m210kg1m0.04m2'故切去的质量：m=2kg.答：(1)物体A的质量mA为4kg(2)物体B对水平地面的压力Fb为98N；(3)在保持物体A.B原有放置方式不变的情况下,现将物体A.B各自沿水平方向在上部切去质量为m的一局部,使剩余局部对水平地面的压强相等,切去的质量m=2kg.5 .假期爸爸妈妈带着丽丽开车旅行,小轿车的总质量约为2t,最大功率为120kW,小轿车在牵引力的作用下沿水平公路做匀速直线运动,行驶时所受阻力为车总重的0.2倍.(g=10N/kg,汽油的热值取4X107j/kg)求：(1)假设轮胎与地

11、面的总接触面积为0.2m2,静止时轿车对水平地面的压强为多少？(2)轿车在5min内匀速行驶了3km,此时轿车的实际功率为多少？(3)假设汽油机的效率为30%,那么当轿车以最大功率行驶10min消耗汽油的质量为多少？【答案】(1)1x15pa；(2)4x!fl/；(3)6kg【解析】【详解】轿车的总重力Gmg34210kg10N/kg210N轿车静止时对水平地面的压力G2104N那么轿车静止时对水平地面的压强_4210N0.2m2_5_=110Pa(2)由题意可知,轿车匀速行驶时所受阻力f0.2G0.22104N4103N由于轿车沿平直公路匀速行驶,所以轿车受到的牵引力和阻力是一对平衡力,即_

12、-3F牵f410N轿车在5min内牵引力做的功310N3000m1.2107J;那么轿车的实际功率WPt1.2107J4560s410W.(3)该车以最大输出功率行驶10min,Wr用做的有用功120103W1060s7.2107J,W由-100%得,汽油完全燃烧放出的热量W有用7.2107J30%2.4108J,由每mq得,需要完全燃烧汽油的质量Qm汽油q汽油2.4108J4107J/kg6kg1x10Pa.答：(1)静止时轿车对水平地面的压强为(2)此时轿车的实际功率为4X10W.(3)那么当轿车以最大功率行驶10min消耗汽油的质量为6kg.6 .某小型汽油发电机外形如下图,其实质是利用

13、一个汽油机带动一个发电机来发电.该发种电机铭牌局部数据如下表所示,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)汽油的热值是q=4.6Xl0j/kg,密度是0.71X3kg/m3,设该汽油机的效率为35%,那么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

14、)发电机的额定功率和连续工作时间,根据公式P的变式,可求发电机能够提供的电能；Wr用Pit(2)汽油的热值和效率,根据公式100%一100%可求消耗的汽油体Q放Vq积；(3)先计算出1小时产生的电能,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】发电机能够提供的电能W电嘘t5kW8h40kWh40度故能够提供的电能是40度.(2)根据PW',m,Q放mq得,汽油机的效率Wt用Pn1tVq100%,100%那么油箱的最小容积:P几tVq故油箱的最小容积为8.3103W83600s3370.7110kg/m35%4.610J/kg20.9L.-30.0209m2

15、0.9L(3)汽油发电机将内能转化为电能的效率100%100%WQ放%tVq100%5000W83600s20.910-3m30.71103kg/m34.6107J/kg21.1%那么汽油发电机将内能转化为电能的效率为21.1%.答：(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40度;(2)该汽油发电机油箱白容积至少需要20.9L；(3)汽油发电机将内能转化为电能的效率是21.1%.7.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2C,放在1标准大气压下的沸水中,显示为98C,把它放在某液体中显示为30C,那么实际的温度是多少？(计算结果保存一位小数

16、)【答案】29.2C【解析】【详解】由题意可知温度计每一刻度表示的温度是工100C-0C25nt.:-C98C-2c24当温度计显示的温度是30c时,实际的温度是25-5C30C-2c0c29.2C24答：把它放在某1体中显示为30C,那么实际的温度约是29.2C.8.甲、乙两物质比热容之比是2：1,质量之比是2：1,甲、乙两物体吸收相同的热量,甲物体温度升高了20C,那么乙物体的温度升高了C.由同样材料组成的丙、丁两物体,它们的质量之比为4：1,升高温度之比是3：1,那么两物体吸收热量之比为,【答案】8012:1【解析】【分析】【详解】1 Q吸=cmAt,甲、乙两物体吸收相同的热量c甲m甲&

17、amp;甲=c乙m乙小乙四甲：&乙=c乙m乙：c甲m甲=(1X1):(2X2)=1:4.困甲=20C,乙=80C.2 Q®Fcm困,且丙、丁两物体由同种材料做成c丙二c乙,m丙：m丁=4:1,&丙：血丁=3:1,两物体吸收热量Q丙：Q丁=c丙m丙A丙：c丁m丁四丁=12:19.小明在探究某种物质在熔化前后其温度随加热时间变化的规律时,得到如下表的实验记录.时间/min0123456789101112温度/C60677380808080808080848893(1)请按上述实验数据在坐标格中作出温度随时间变化的图像(2)2.5min时该物质是态.6min时该物质是态.(

18、3)熔化过程进行的时间大约是min.(4)根据上述数据,可以归纳出该物质在熔化过程中的特点是(5)该物质的熔点是固、液混合5吸热但温度不变80C(1)按表中数据在坐标格中先画点,再描线.(2)晶体在熔化前为固态,熔化时为固液共存态,熔化完为液态.(3)熔化过程是指物质开始熔化到完全熔化完,据此判断熔化时间.(4)分析数据及图像得出物质在熔化过程中的特点：不断吸热,但温度保持不变.(5)物质在熔化过程中的温度,叫做熔点.【详解】(1)1根据表格中的实验数据,在坐标格中以横坐标为时间,纵坐标为温度,然后通过描点法在坐标格中描出对应时间的温度,最后将各点用平滑曲线连接起来,得到温度随时间的变化的图像

19、：(2)2由图像知,该物质在2.5min时,还没有开始熔化,所以为固态.3在第6min时,处于熔化过程当中,所以为固、液混合态.4由表格中数据及图像可知,该物质从第5min开始熔化,到第10min完全熔化完,所以熔化过程经历了10min-5min=5min(4)5由图像及数据知,该物质在熔化过程不断吸热,但温度保持不变.6由数据知,该物质在熔化过程温度保持80c不变,是晶体,所以熔点为80Co10 .国家“学生饮用奶方案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200mL,假设它的密度为1.25X10kg/m3,比热容为4.0X10J/(kgC),冬天饮用时把它从10C加热

20、到40C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】3X10增加【解析】【分析】【详解】1牛奶的体积为V=200mL=210-4m3牛奶的质量为mV=1.25103kg/m3210-4m3=0.25kg牛奶吸收的热量cmt=4103J/kgC0.25kg40C-10C=3104J那么牛奶吸收的热量为3X10J.2在加热牛奶的过程中,牛奶由于吸收热量,所以内能增加.11 .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21C,假设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WjA.9CB.8CC.6CD.

21、5C【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可得：Q*Q吸,即：cmAt戈ft=cmAt冷,2解得：t热=2d冷=2X212=42C,据此可设t冷=0C,那么t=21C,t热=21C+42C=63C,3假设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一杯热水,4那么：c-mt戈rt'=cmt'-t冷3即963C-t=t-04解得：t'=27C,所以,冷水温度将再升高：t=t'-t=27C-21C=6Co故C符合题意.12 .质量相等

22、的两金属块A和B长时间放在沸水中,将它们从沸水中取出后,马上分别投入甲、乙两杯质量和温度都相同的冷水中.不计热量损失,当甲、乙两杯水的温度不再升高时,发现甲杯水的温度低于乙杯水的温度,两杯水吸收的热量Q甲Q乙,两金属块比热容cacb均选填“>"或<'="【答案】<<【解析】【详解】1当甲、乙两杯水的温度不再升高时,到达热平衡,金属块的末温等于水的末温,由于此时甲杯水的温度低于乙杯水的温度,所以金属块A的末温比金属块B的末温低；两金属块使水温升高,甲杯水的温度低于乙杯水的温度,那么甲杯水升高的温度小,而两杯水的质量相同,由Q吸=cmAt可知甲杯

23、里的水比乙杯里的水吸收的热量少,即Q甲VQ乙；2两金属块都从沸水中取出、初温t相同,对于金属块A来说有：CAmA(t-tA)=c水m水(tA-t水初),一对于金属块B来说有：CBmB(t-tB)=c水m水(tB-t水初)因水的质量相同,由得到Ca(ttA)_tA1水初CB(ttB)tB1水初tA<tB,tA-t水初VtB-t水初,故CA(t-tA)<CB(t-tB),由于t-tA>t-tB,所以CAVCB.13 .用两只相同的电加热器,分别给相同体积的水和某种油加热,在开始和加热3min时,分别记录的数据如下表所示.水1.0103kg/m3,c水4.2103J/kgC,33油

24、0.810kg/m,加热的效率都为90%,油的末温没有到达它的沸点,以下说法正确的是()加热时间(min)03水的温度(c)1828油的温度()1843A.由于这种油升温比拟快,所以它的比热容比水大3.B.这种油的比热容为2.110J/kgC3.C.这种油的比热容为1.6810J/kgCD.加热效率没有到达100%,是由于有一局部能量消失了【答案】B【解析】【详解】ABC.取两种液体都加热了效率都为90%,所以3分钟为研究对象,由于是用的两个相同的电加热器,且加热Q水Q油,设它们的体积为V,那么水的质量：m水水V油的质量：m油油V根据Q=cm(tt0)有:c水水V(t水to)代入数据:33c油

25、0.810kg/m(43C18C)3334.210J/(kg?C)1.010kg/m(28C18C)解得：c油2.1103J/(kg?C)故AC项错误、B项正确；D.由能量守恒定律可知,能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体；在转化和转移过程中其总量不变.故D项错误.14.小明在探究“物质的放热水平与哪些因素有关时,分别用质量相等的水和另一种液体进行比照实验,并用图象对实验数据进行了处理,如下图实验中,水和另一种液体在B.另一种液体的比热容为8.4X3®D.乙比甲更适合作汽车发动机的冷却液相同时间内放出的热量相等,分析图像可

26、以得(与G衩体)(kg)C.甲的放热水平比乙强【答案】CA.由题意可知,在相同时间内水和另一种液体放出的热量相等,由题中的图象可以看出,乙液体的温度降低的快,甲液体温度降低慢；根据热量的计算公式Q放cmt可知,在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下,温度降低得多的比热容小；所以甲液体的比热容大,所以甲液体是水；故A项不符合题意；B.由题图可知：甲乙两种液体的初温是60C,放热15分钟后甲液体的末温是40C,乙液体的末温是20C,那么水放出的热量：3Qk放c水mKt水4.210J/kgCm60C40C;乙放出的热量：Q乙放c乙牝乙tc乙牝60C20C；而水和乙液体的质量相同,即m水牝；在相同时

27、间内水和另一种液体放出的热量相等,那么有：4.2103J/kgCmK60C40C匕mfc60C20C；解得,c乙2.1103J/kgC；故B项不符合题意；C.由于甲液体的比热容大,所以甲的放热水平比乙强,故C项符合题意；D.由于水的比热容比拟大,所以水比拟适合用作发动机的冷却液；即甲比乙更适合作汽车发动机的冷却液；故D项不符合题意.15.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4C,在沸水中的示数为96C,用此温度计测得某液体的温度是27C,那么所测液体的实际温度应该是A.24CB.25CC.26CD.27C【答案】B【解析】【详解】由题意可知,不

28、准的温度计上一个小格表示的实际温度为：100c25-=一；96C-4c23用此温度计测得液体的温度是27C,那么这种液体的实际温度为：25t27C4c25C.23故ACD错误,B正确.16.下表列出了局部金属的熔点和沸点在标准大气压下,根据表中的数据,以下说法中正确的选项是物质水银金铜钢鸨熔点C-391064108315153410沸点C3572500236027505900A.金块在钢水中不会熔化B.在-40C时,不能使用水银温度计测量温度C.表中所列出的金属,沸点都可以用水银温度计测量D.由于鸨的沸点比拟高,所以白炽灯里的灯丝是用鸨制成的【答案】B【解析】【详解】A.钢水的温度到达1515

29、c,金块的熔点只是1064c,低于钢水的温度,金块会熔化,A错误；B.水银的熔点和凝固点是相同的,它在-39C时凝固,在-40C时,已经是固态,所以这种情况下不能使用水银温度计测量温度,B正确；C.表中所列出的金属,除了水银,沸点都大于357C,357c是水银的沸点,这些温度都已经超过了水银的沸点,所以说不可以用水银温度计测量,C错误；D.白炽灯里的灯丝是用鸨制成,这是由于鸨的熔点高,长时间通电温度很高,鸨都不会熔化,D错误.17 .向一大桶温度为ti的冷水中倒入一小桶温度为t2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选项是t1t2A. tJ-2【答案】B【解析】【详解】冷水吸收的热量:t1t2B. t-2C.ttt22t2t1D.t-12cm1(tti)热水放出的热量:cm2(t2t)由题意知,Q吸Q放；那么有:cmi(tG)cm2(t2t)解得:Jtm2tt1由于冷水是一大桶,热水是一小桶,所以m1>m2,即t2t>tt1,所以t<一t2;故B2项正确、ACD项错误;18 .2021年12月27日