备战中考物理热学问题综合练习题含答案

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/m3，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故能够提供的电能是40度。(2)根据，，得，汽油机的效率则油箱的最小容积：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则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)该汽油发电机油箱的容积至少需要20.9L；(3)汽油发电机将内能转化为电能的效率是21.1%。2．某综合实践活动小组在制作一个医用冷藏盒时，不知道给药品降温用冰好，还是盐水结成的冰好？他们动手测量了盐水的凝固点。（1）小明和小红分别通过实验得到了盐水的凝固图像如图所示，则小明所测盐水的凝固点是_______℃；（2）他们同时发现所测得盐水凝固点并不相同，于是对比了双方实验过程，发现烧杯中装水都是200mL，小明加了1汤匙的盐，而小红加了3汤匙的盐，由此作出猜想：盐水的凝固点与盐水的浓度有关。接着多次实验得出不同浓度盐水的凝固点，数据记录如下表：盐水浓度(%)03691215182124273036凝固点(℃)0-2-4-6-8-11-15-18-17-1.8-0.40分析表格中数据可知，当盐水浓度增大时，其凝固点__________；（3）小明由表格数据得到盐水浓度为21%时凝固点最低，其值为﹣18℃，你认为他的判断准确吗？_____（选填“准确”或“不准确”），你判断的理由是__________；（4）在测量浓度为21%的盐水凝固点时，某一时刻测得盐水温度如图所示，则此时该盐水处于______态；（5）你认为给冷藏盒中药品降温最好选用_____（选填冰或适当浓度盐水结成的冰）。【答案】-4先变小，后变大不准确当浓度是22%、23%时，其凝固点又是多少，这个不确定固态适当浓度盐水结成的冰【解析】【分析】【详解】(1)[1]从图中可以看到，小明所测盐水的图像在第3min到第8min，温度保持不变，温度大小是-4℃，即小明所测盐水的凝固点是-4℃。(2)[2]从表中数据可以看到，当盐水浓度增大时，其凝固点是先变小，后变大的。(3)[3][4]这个判断不准确；因为当浓度是22%、23%时，其凝固点又是多少，这个不确定。(4)[5]从图中可以看到，盐水温度是-28℃，而浓度为21%的盐水凝固点是-18℃，这个温度比凝固点还要低，说明盐水已经完全凝固了，是固态。(5)[6]药品要在0℃以下存放，要求所选的物质熔点在0℃以下，冰的熔点是0℃，盐冰的熔点是低于0℃，所以冷藏盒中应选用盐水冰块。3．实验小组探究影响蒸发快慢的因素，提出以下的几种猜想：（1）蒸发的快慢与液体的温度有关；（2）蒸发的快慢与液体的表面积有关；（3）蒸发的快慢与液体面积的空气流动有关；（4）蒸发的快慢与液体的质量有关。a．实验过程采用的科学探究方法是_____。b．验证猜想（3）应选择_____。（填对应的字母即可）c．取A和C比较，可以验证猜想_____。（填对应的序号即可）d．实验小组想利用E图中甲、乙研究蒸发的快慢与液体的质量是否有关，你认为是否可行并简述理由________【答案】控制变量法；AD；(1)；该验证过程是错误的，因为从设计的环节看他没控制水的表面积相同；因为只有在液体上方空气流动速度、液体温度，液体表面积相同时，质量不同时，先蒸发完的蒸发的才快。【解析】【分析】【详解】[1]由给出的猜想可知，液体蒸发快慢可能与四个因素有关，所以，在实验过程中控制了三个量相同，只有要探究的量发生了变化，用到的是控制变量法；[2]验证猜想(3)蒸发的快慢与液体面积的空气流动有关；根据控制变量法的思想，应控制液体温度和表面积相同，改变液体上方空气流动速度，由此可知应选择AD两图；[3]取A和C比较，液体表面积和液体上方空气流动速度相同，液体温度不同，可以验证猜想(1)蒸发的快慢与液体的温度有关；[4]该验证过程是错误的，因为从设计的环节看他没控制水的表面积相同；因为只有在液体上方空气流动速度、液体温度，液体表面积相同时，质量不同时，先蒸发完的蒸发的才快。4．图甲是小强在标准大气压下用50g冰做“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验装置，图乙是他根据记录的数据绘制的温度随时间变化规律的图像。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]（1）实验中，冰熔化的时间为___________min。（2）由图乙可知，冰在熔化过程中吸收热量，温度不变，内能____（选填“增大”、“减小”或“不变”），冰在熔化过程吸收的热量为_________J。（3）试管中的冰完全熔化后，若持续加热，当烧杯中的水沸腾时，试管中的液体_________选填“会”或“不会”）沸腾。【答案】4增大3.15×103不会【解析】【分析】【详解】(1)[1]由图象可知，实验中冰从2min开始熔化，6min熔化完毕，故冰熔化的时间是4min。(2)[2]由图象可知，冰在熔化过程中吸收热量，温度不变，因继续吸热，所以内能增大。[3]50g冰熔化成水，因为质量是不变的，所以水的质量也是50g，在6∼10min内，水的温度升高了15℃，则在6∼10min内水吸收的热量为由题知物质在相同的时间内吸收的热量是相同的，而冰的熔化过程用时也是4min，所以冰熔化过程中吸收的热量为(3)[4]当烧杯中的水沸腾后，尽管不断吸热，但烧杯中的水温度不再升高，保持水的沸点温度不变；试管中的水从大烧杯中吸热，温度达到水的沸点后，就和烧杯中的水的温度一样，就不能从烧杯中继续吸热，这时虽然达到了沸点，但不能继续吸收热量，所以试管中的水不会沸腾。5．做“观察水的沸腾”的实验时，某实验小组在我市做“观察水的沸腾”的实验，在实验时，有下列温度计可供选择：A．体温计B．水银温度计（量程为-10℃～110℃）C．家用寒暑表（量程为-20℃～60℃）D．酒精温度计（量程为-80℃～50℃）（1）根据这个实验的要求,应选用哪支温度计？答：_______（2）在试验中，观察到水沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同，如图a、b所示.小组记录的实验数据如表：时间/min…45678温度/℃…9091939798时间/min910111213…温度/℃98101989898…（3）如图_______是水在沸腾时的情况.（4）从记录的数据可得出的实验结论是：水沸腾过程中继续对它加热，水的温度将会_______；该实验的数据纪录中明显错误的是_______min时刻．试分析引起这个明显误差的可能的原因：_______．（5）在实验中他们也发现了一个问题，水从开始加热到沸腾的这段时间过长，造成这种现象的原因可能是_______．（给出一种原因即可）（6）酒精灯拿走后，杯中水又沸腾了一小会是因为_______．（7）烧杯上加一个有孔硬纸板的作用是_______．【答案】Ba不变10读数错误水的质量大石棉网有余热，温度高于水的沸点，水继续吸热减少散热损失【解析】【详解】(1)[1]水沸腾时，在1标准大气压下，它的温度为100℃，测量它的温度，体温计不合适，家用寒暑表不合适，因为它的最高温度只能达到60℃，酒精温度计不合适，因为它的最高温度只能达到50℃，水银温度计合适，它的最高温度能达到110℃，故选B；(3)[2]水在沸腾时，它的温度均匀，气泡从底端升到水面的过程中，液体的压强越来越小，那么气泡越来越大，那么a图应该是水在沸腾时的情况；(4)[3]从数据可以看到，第8、9、11、12、13min时，它的水温保持不变，也就是水沸腾过程中继续对它加热，水的温度将会不变；[4]第10min时，它的温度是101℃，和第9min、11min时的温度不一样，这是很明显的错误；[5]引起这个明显误差的可能的原因是读数读错了；(5)[6]造成这种现象的原因可能是水太多了，水的质量大，需要更长的时间升温，也有可能是水的初温太低，升温需要更长时间；(6)[7]酒精灯拿走后，杯中水又沸腾了一小会是因为石棉网有余热，温度高于水的沸点,热量从石棉网传递到水，水又继续沸腾；(7)[8]烧杯上加一个有孔硬纸板的作用是减少热量传递到空气，导致热量损失．6．某小组的同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验，他们使用了如图所示的装置．（1）在设计实验方案时，需要确定以下控制的变量，你认为其中多余的是____________．A．采用完全相同的加热方式B．酒精灯里所加酒精量相同C．取相同质量的水和另一种液体D．盛放水和另一种液体的容器相同（2）加热到一定时刻，水开始沸腾，此时的温度如图丙所示，则水的沸点是____________℃，这表明实验时的大气压强____________（选填“大于”、“小于”或“等于”）一个标准大气压．（3）实验中，____________表示液体吸收热量的多少，加热水至沸腾时继续加热，水的温度不变，水的内能___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。（4）而另一种液体相应时刻并没有沸腾，但是温度计的示数比水温要高的多．请你就此现象进行分析，本实验的初步结论为：不同物质的吸热能力____________（选填“相同”或“不同”），未知液体的吸热能力____________（选填“大于”或“小于”）水的吸热能力．【答案】B98小于加热时间（长短）增大不同小于【解析】【详解】(1)[1]在设计实验方案时，需要控制相关物理量不变，需要保证吸收的热量相同、质量也相同、加热时间和方式相同，但并不需要酒精灯里所加酒精量相同，故选B；(2)[2][3]水的沸点就是这刻的温度，由图可以看到它的沸点是98℃；这个沸点低于1标准大气压时的沸点，所以实验时的大气压强小于一个标准大气压；(3)[4][5]实验过程，加热时间的长短表示液体吸收热量的多少；加热水至沸腾时继续加热，水的温度不变，但是水还在继续吸热，它的内能应该继续增大；(4)[6][7]加热相同的时间，吸收的热量相同，但是另一种液体温度计的示数比水温要高得多，这说明了不同物质的吸热能力不同，未知液体的吸热能力比较小。7．为了比较水和沙子吸热本领的大小，小明在两个相同的烧杯中分别装入水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热。(1)在实验前要控制水和沙子的____和____相同；(2)比较水和沙子吸热升温快慢的方法有两种：方法一：加热时间相同比较它们各自升高的温度；方法二：______________；(3)用两个相同的酒精灯对其加热的目的是____；(4)如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，____（填“沙子”或“水”）升高的温度更高；(5)实验中有些同学发现：刚开始加热时，情况与(4)结论不符，可能的原因是____；(6)小丽家住市中心，奶奶嫌城市夏天太热不住她家，这激发了她探究城乡温差原因的兴趣。她利用双休日时间和同学们一起在中午同一时刻测量了各个测试点的气温，并以此绘制出如图所示的“区域—温度”坐标图。(a)从图中你发现____的温度比较高，这种现象我们称为“城市热岛效应”；(b)请结合图中数据以及你的经验，找出一个造成热岛效应的原因：____；(c)如何减少城市环境的热污染，请你提出一条合理化建议：____。【答案】质量初温升高相同的温度比较它们的加热时间使水和沙子在相同的时间内吸收的热量相同沙子沙子受热不均匀市中心水泥、混凝土的比热容小多植树、建人工湖【解析】【分析】(1)根据，物体吸收热量的多少与物体的质量和升高的温度有关，所以实验过程中需控制沙子和水的质量和初温度相等；(2)比较物体吸热本领的方法：吸收相同的热量，比较升高的温度；升高相同的温度，比较吸收的热量；(3)实验中需控制水和沙子的受热情况相同，所以要选择两个相同的酒精灯；(4)质量相同，加热相同的时间，根据，沙子比热容小，升温就高；(5)水可以进行对流，水的导热性较好；(6)对于产生“城市热岛效应”原因可以从城市和农村的不同来分析，包括建筑物和道路；减少热污染要植树造林，多建绿地。【详解】(1)[1][2]实验前要控制水和沙子的质量和初温相同；(2)[3]比较水和沙子升温的速度，可使水和沙子升高相同的温度，比较加热时间；也可给水和沙子加热相同的时间，比较升高的温度；(3)[4]相同的酒精灯在相同的时间内放出的热量是相同的，为保证水和沙子在相等的时间内吸收的热量相同，需使用两个相同的酒精灯；(4)[5]相同质量的水和沙子加热相同时间，说明吸收的热量相等，根据，沙子比热容小，升温就高些；(5)[6]由于水的导热性能比沙子的导热性能好，所以刚开始加热时，水升温快；(6)[7](a)由统计数据可以看出，城市的温度较高；[8](b)“城市热岛效应”主要是城市建筑多为砖瓦建筑，道路多为水泥路面，水泥道路和建筑物，它们的比热小，升温高；另外，城市汽车排放尾气多，尾气的热量也对空气升温起了作用；[9](c)要解决“城市热岛效应”就要在城市中心多植树、建人工湖。8．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/℃60677380808080808080848893(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。(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________。【答案】固固、液混合5吸热但温度不变80℃【解析】【分析】(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：；(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。(3)[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。(5)[6]由数据知，该物质在熔化过程温度保持80℃不变，是晶体，所以熔点为80℃。9．图是小明和小华在观察“水的沸腾”实验中的情景，对水加热了很长时间后水才沸腾，他们记录的数据如下时间/min…01234567891011水温/℃…909192939495969798989898（1）在组装器材时，是按照由________到______的顺序。（2）请指出他们在实验中操作错误之处：_____________。（答一点即可）（3）在纠正错误后他们继续实验，观察到水沸腾时的现象如上图中的______（甲/乙）图，水沸腾时吸收热量，温度___（升高/不变/降低）。（4）本次实验中水沸腾时的温度为_________℃。（5）根据记录在图中画出水的沸腾图像。（_________）（6）水沸腾时，杯口附近出现大量“白气”，“白气”是杯中的水蒸气_______（填物态变化名称）形成的，该过程要_____（吸热/放热）（7）实验中发现，水从开始加热到沸腾的这段时间过长，造成这种现象的原因可能是：_______。（给出一种原因即可）【答案】下上温度计接触容器底（或视线未与温度计中液面相平）乙不变98液化放热水的初始温度太低或质量太大【解析】【详解】(1)[1][2]在组装器材时应该由下到上的顺序组装；(2)[3]由图可知有一处错误是温度计读数时视线没有与液面的最低处相平；(3)[4][5]水沸腾时气泡越来越大，最后到达液面破裂，故水沸腾时的现象为图乙所示。由记录的实验表格可知水在沸腾时吸收热量温度不变;(4)[6]由记录的实验表格可知水额沸点为98℃;(5)[7]根据表格数据描点连线得水沸腾时的图像如图所示：；(6)[8][9]杯口附近出现大量“白气”，“白气”是杯中的水蒸气遇冷液化而成的。液化需要放热；(7)[10]水从开始加热到沸腾的这段时间过长，造成这种现象的原因可能是水的初始温度太低或水的质量太大。10．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S0。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，R1、R2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S0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R2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S0闭合时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，根据可知电路总功率最大，据此判断饮水机所处的状态，根据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，根据求出水吸收的热量，根据求出消耗的电能，利用求出需要的加热时间。(3)由电路图可知，开关S闭合、S0断开时，电路为R2的简单电路，电路中的总电阻最大，根据可知电路总功率最小，据此判断饮水机所处的状态，根据求出电阻R2的阻值。【详解】(1)由电路图可知，当S和S0闭合时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，由可知，电路总功率最大，饮水机处于加热状态；由可得，此时电路中的总电流(2)水吸收的热量由可得，消耗的电能由可得，需要的加热时间(3)由电路图可知，开关S闭合、S0断开时，电路为R2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；由可得，电阻R2的阻值答：(1)当S和S0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R2的阻值为1210Ω。【点睛】重点是电功率的相关计算，牢记公式，另外要读懂电路图，知道两个开关都闭合时为高温档，闭合一个开关时为低温档。11．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。12．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】【解析】【详解】由题意可知温度计每一刻度表示的温度是当温度计显示的温度是30℃时，实际的温度是答：把它放在某液体中显示为30℃，则实际的温度约是。13．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20℃，则乙物体的温度升高了______℃。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，则两物体吸收热量之比为______。【答案】8012:1【解析】【分析】【详解】[1]∵Q吸=cmΔt，甲、乙两物体吸收相同的热量c甲m甲Δt甲=c乙m乙Δt乙Δt甲:Δt乙=c乙m乙:c甲m甲==(1×1):(2×2)=1:4∵Δt甲=20℃，∴Δt乙=80℃。[2]∵Q吸=cmΔt，且丙、丁两物体由同种材料做成c丙=c乙，m丙:m丁=4:1，Δt丙:Δt丁=3:1∴两物体吸收热量Q丙:Q丁=c丙m丙Δt丙:c丁m丁Δt丁=12:114．小明打开装有一定量“干冰”的月饼包装盒，发现空气中出现了“白雾”，这是因为干冰在升华过程中需___________热量，使空气中的水蒸气遇冷液化形成的。气体在液化过程中要___________热量，所以被100℃的水蒸气烫伤比被100℃的水烫伤要严重。【答案】吸收放出【解析】【分析】【详解】[1]这是因为干冰在升华过程中需吸收热量，使空气中的水蒸气遇冷液化形成的。[2]气体在液化过程中要放出热量，所以被100℃的水蒸气烫伤比被100℃的水烫伤要严重。15．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200mL，若它的密度为1.25×103kg/m3，比热容为4.0×103J/（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]牛奶的体积为牛奶的质量为牛奶吸收的热量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。16．一支刻好刻度的温度计，插入冰水混合物中时，水银柱长为4cm；插入1标准大气压的沸水中时，水银柱长为24cm，当温度计的水银柱长为16cm时，它所测量的实际温度是_________℃；如果实际温度为40℃，温度计水银柱长_________cm。【答案】6012【解析】【详解】[1]插入冰水混合物中时，水银柱顶端的位置代表0℃；插入1标准大气压的沸水中时，水银柱顶端的位置代表100℃，当温度计的水银柱长为16cm时，它所测量的实际温度可解得；[2]如果实际温度为40℃，温度计水银柱长可解得。17．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________。【答案】33【解析】【分析】【详解】摄氏温度的规定是：标准大气压下水的沸点为100，冰点为0，100和0之间有100等份，每一份代表1，而该温度计的96个小格表示