备战中考物理专题复习热学问题题含答案

一、初中物理热学问题求解方法1．小明给爷爷网购了一台电热足浴器，其铭牌的部分参数如图甲所示，足浴器某次正常工作时，加热功率为控制面板上发光指示灯所对应的功率，控制面板显示如图乙所示，求：(1)足浴器装入最大容量初温为21℃的水，将其加热到控制面板上显示的温度时，水所吸收的热量是多少？[c水＝4.2×103J/(kg·℃)](2)上述加热过程用时15min，该足浴器的热效率是多少？(3)整个加热过程中，水温降至40℃时，足浴器自动加热至45℃，水温随时间变化的图像如图丙所示，当水温第一次加热至45℃时，小芳开始给爷爷足浴30min，求这次足浴给水加热消耗的电能是多少？(4)小明想了解家里电路的实际电压，于是将家里其他用电器都关闭，他观察到该足浴器在高档工作时，家里标有“2000r/（kW·h）”的电能表转盘在10min内转了216r，则他家电路的实际电压是多少？【答案】(1)；(2)；(3)；(4)【解析】【分析】【详解】(1)由题意可知，足浴器装入最大容量的水后，质量是水吸收的热量是水吸收的热量是。(2)由题意可知，该足浴器做的总功是那么该足浴器的热效率是该足浴器的热效率是。(3)由上述可知，水温从21℃加热到45℃时，温度的变化量是24℃，需要的加热时间是15min，则水温从40℃加热到45℃时，温度的变化量是5℃，需要的加热时间是由图丙可知，足浴时一个加热循环的时间是足浴30min内加热循环的个数是即30min内2个循环后剩余3.75min，剩余的3.75min不需要加热，需要加热的时间是所以这次足浴给水加热的总时间是那么这次足浴给水加热消耗的电能是(4)由可得，足浴器的电阻是足浴器在高档工作时，电能表转盘在10min内转了216r，那么足浴器消耗的电能是实际功率是同理由可得，电路的实际电压是答：(1)水所吸收的热量是；(2)该足浴器的热效率是；(3)这次足浴给水加热消耗的电能是；(4)他家电路的实际电压是。2．如图甲是“探究海波熔化时温度的变化规律”的实验装置。（1）如图乙所示温度计的示数为_________℃；（2）如图丙所示是根据实验数据描绘出的海波温度随时间变化的图像。海波熔化过程对应图像中的__________段（选填“AB”或“BC”），其熔点为_______℃；（3）用质量为m1的海波做实验，绘制出海波的温度随时间变化的图像如图丁中的a所示。若用相同的热源，用质量为m2(m2>m1)的海波做这个实验，得到的图像可能是图丁中的_______（选填“b”“c”或“d”）；（4）利用上述实验中的器材来“探究水的沸腾”，还需要一个中间有孔的硬纸板，它的作用是_________。若正确操作实验，根据实验数据绘出水的温度随时间变化的图像如图戊所示。分析图像可获得的信息是_________________________（写出一条即可）。【答案】46BC48c减少热量的散失水的沸点是98℃【解析】【分析】【详解】(1)[1]从图乙可以看到，该温度计的分度值是1℃，它的读数是46℃。(2)[2][3]海波是晶体，熔化过程温度不变，所以熔化过程对应图像中的BC段，其熔点是48℃。(3)[4]海波的质量变大，但是熔点是不变的，从图丁可看到，得到的图像可能是图丁中的c。(4)[5]这个硬纸板，它的作用是减少热量的散失。[6]从图戊可看到，水在第4min开始温度保持不变，可知水的沸点是98℃；并且知道水沸腾时，温度是不变的。3．在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，实验装置如图所示。（1）实验中应量取质量_____的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中。（2）实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯和_____。（3）用相同规格的电加热器加热甲和乙两种液体，使它们升高相同的温度，通过_____来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。（4）实验记录的数据如下表所示，分析实验数据可知_____（选填“甲”或“乙”）物质的吸热能力强。（5）下列事实能用上述实验数据得出的结论解释的是_____。A．沿海地区昼夜温差会比内陆地区小B．用盐水腌蛋，一段时间后蛋会变咸C．长期堆放煤的水泥地面变成黑色D．夏大给教室洒水，感觉凉爽【答案】相同电加热器加热时间甲A【解析】【分析】（1）根据控制变量法分析甲、乙两种液体质量的关系；（2）根据温度计的使用方法分析温度计的玻璃泡不要碰到哪些地方；（3）使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转化法；（4）使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强；（5）水的比热容较大，与其它物质相比，吸收相同的热量，升高的温度较低。【详解】(1)[1]根实验中应量取质量相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中；(2)[2]实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯和电加热器；(3)[3]用相同规格的电加热器加热甲和乙两种液体，使它们升高相同的温度，通过加热时间来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少；(4)[4]由实验数据可知，加热相同的时间，甲升高的温度比乙升高的温度要低一些，甲物质的吸热能力强；(5)A．沿海地区昼夜温差会比内陆地区小，是因为水的比热容较大，故A符合题意；B．用盐水腌蛋，一段时间后蛋会变咸，属于扩散现象，故B不符合题意；C．长期堆放煤的水泥地面变成黑色，属于扩散现象，故C不符合题意；D．夏天给教室洒水，感觉凉爽，是因为蒸发吸热，故D不符合题意。故选A。4．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。5．在“探究晶体熔化和凝固规律”的实验中，绘制出了如图2所示的图象。（1）图1中所示温度计的示数是________℃；（2）海波从开始熔化到完全熔化持续了________min；（3）图2中，海波的熔化过程是________段（用图中字母表示），此过程中海波________热（选填“吸”或“放”）；（4）图2中，海波在点是________态，在点是________态（均选填“固”或“液”）。【答案】3吸液固【解析】【分析】【详解】(1)[1]图1可知温度为零下，其示数为；(2)[2]图2可知海波从开始熔化，到熔化结束，持续了；(3)[3]海波是晶体，熔化时有一定的熔化温度。图2中，海波的熔化过程是段；[4]熔化需要吸收热量；(4)[5]图2中是液态，所以海波在点是液态；[6]图2中段是凝固后的固态，所以点是固态。6．在探究热现象的实验中，小明用烧杯、试管、温度计、圆底烧瓶等器材进行了如下实验．（1）小明用图甲所示的装置“探究冰熔化时温度的变化规律”，根据实验数据绘制了温度随时间变化的图象，如图乙所示，比较图乙中BC段与CD段可知，该物质在BC段处于__________(选填“固态”“液态”或“固液共存”)状态，此过程中物质的温度______(选填“增加”“减少”或“不变”)（2）在“观察水的沸腾”的实验中：①装如图丙的实验装置时，对M、N两个铁圈高度的定位，_______（选填：需要/不需要）点燃酒精灯，先固定铁圈_________（选填M或N），再固定另一铁圈的高度；②你指出图丙中实验操作错误之处是___________，改正错误后，继续实验.当水温升高到90℃时，每隔1min记录一次水的温度，直到水沸腾后再持续几分钟为止．数据记录如表：时间/min012345678温度/℃9092949898989898③第3min温度计示数如图丁所示，此时水的温度是_____℃；上面戊图中的______（填“a”或“b”）是水在沸腾时的情况；④在沸腾过程中，温度将_______(填“升高”、“降低”或“不变”)，有同学认为为了方便读出温度计的示数，将温度计从沸水中拿出来进行观察读数，则会导致所测温度偏________(填“高”或“低”)；（3）生活中使用的电烙铁的烙铁头是一种合金．所谓合金就是不同金属(也包括一些非金属)在熔化过程中形成的一种融合物或冷却后的固态．如表列出了几种金属的熔点和沸点(在标准大气压下)，其中难以与表中其他金属形成合金的是__________________．金属铁铜锌银金熔点/59621064沸点/℃2750256790722122807【答案】固液共存不变需要N温度计的玻璃泡碰到了容器底部96a不变低锌【解析】【详解】(1)[1]该物质在BC段处于固液共存状态，是熔化过程；[2]晶体熔化过程中，继续吸热，但温度不变，内能增加；(2)①[3][4]因要使酒精灯的外焰正好能给烧杯加热，所以需要先点燃酒精灯，组装实验仪器时，应根据酒精灯及其火焰的高度先固定铁圈N，再固定铁圈N上面的部分，这样可以避免重复调整；②[5]由图知，温度计的玻璃泡接触了烧杯的底部，会导致测量结果偏高；③[6]温度计的分度值是1℃，此时是零上，液柱上表面对准了90℃上面第6个小格处，读作96℃；[7]a中气泡在上升过程中，体积逐渐增大，是因为水沸腾时上下温度一致，气泡在深度大的水中受到的压强比在深度小的水中受到的压强大造成的，所以是沸腾时的现象，b中气泡在上升过程中体积逐渐减小，是因为下面的水比上面的水温度高，热胀冷缩的缘故，所以是沸腾前的现象．④[8]液体沸腾时，不断吸收热量，温度保持不变；[9]温度计从水中取出读数，由于空气温度低于液体温度，所以示数会下降，导致所测温度偏低；(3)[10]由于金属锌的沸点低，小于其它金属的熔点，因此锌和其它金属无法完成液态时混合．7．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，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：额定电压额定功率最大容量(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](4)现测得电源电压为，求此时电水壶的工作效率。（计算结果保留两位有效数字）【答案】(1)热；(2)5.5A，40Ω；(3)；(4)93%【解析】【详解】解：(1)电水壶是利用电流通过导体时，使导体产生热量来工作的，是电流的热效应。(2)根据可得，此电水壶正常工作时的电流由可得，电热水壶的电阻(3)水的质量水在1个标准大气压下的沸点，烧开时吸收的热量(4)当电压时，消耗的电能此时电水壶工作的效率答：(2)该电水壶正常工作时的电流为5.5A，电热丝的电阻为40Ω；(3)这段时间水吸收的热量；(4)此时电水壶的工作效率93%。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==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==Fv，汽车匀速行驶的速度v==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．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．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。11．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。12．将一杯热水倒入盛有一些冷水的容器中，冷水的温度升高了10℃，这是通过______的方式改变了冷水的内能。又向容器内倒入同样一杯热水，冷水的温度又升高了6℃。如果再向容器内倒入同样三杯热水，则冷水温度可再升高______℃（不计热量损失）。【答案】热传递9【解析】【分析】【详解】[1]热水倒入冷水中，热水放出热量，冷水吸收热量，冷水温度升高，是通过热传递的方式改变冷水的内能。[2]热水倒入冷水中，热水放出的热量等于冷水吸收的热量，设一杯的热水质量为m，初温为t，冷水的质量为m0，由热平衡方程可得第一次加入热水时第二次加入热水时两式相减得，代入解得。若再加入同样三杯热水，设升高的温度为，则解得。13．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。14．如图所示，某单缸四冲程汽油机工作状态如图所示，此时的能量转化是__________；若飞轮的转速为，该汽油机每秒共经历了______________个冲程；汽油机工作时利用水循环将热量从高温的发动机自发转移到低温的水，这一现象说明_____________。【答案】机械能转化为内能60能量的转移具有方向性【解析】【分析】【详解】[1]从图中可看到，进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，这是压缩冲程，能量转化是机械能转化为内能。[2]由题意可知，飞轮每秒转数是飞轮转两转，汽油机经历一个工作循环，即经历4个冲程，1s内转30r，经历的冲程数量是[3]热量能够从高温的物体转移到低温的物体，汽油机工作时利用水循环将热量从高温的发动机自发转移到低温的水，这一现象说明能量的转移具有方向性。15．一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。16．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10min吸收的热量为（）A．0.63×105J B．0.9×105JC．1.89×105J D．3.78×105J【答案】C【解析】【分析】【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，即故选C。17．下列关于内能说法正确的是（）A．0℃的物体内能为零 B．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递C．温度高的物体比温度低的物体内能大 D．物体内能增大，温度可能不变【答案】D【解析】【详解】A．一切物体，不论温度高低，都具有内能，所以0℃的物体内能不为零，A错误；B．热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，内能大的物体温度可能较低，那么热量就可能是从内能小的物体向内能大的物体传递，B错误；C．温度高的物体内能不一定大，内能还和质量、状态有关，C错误；D