（物理）物理热学问题的专项培优练习题(含答案)及答案.doc

1、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q4.6l07J/kg，密度是0.71103kg/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

2、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

3、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牛顿说自己是站在巨人的肩膀上，其实每一个育华学子都是如此。我们学习的每一个物理概念，背后都由科学家们辛勤探究而来，比如功和热量、电热等。在没有认识热的本质以前，热量、功、能量的关系并不清楚，所以它们用不同的单位来表示。热量的单位用卡路里，简称卡。焦耳认为热量和功应当有一定的当量关系，即热量的单位卡和功的单位焦耳间有一定的数量关系。他从1840年开始，到1878年近40年的时间内，利用电热量热法进行了大量的实验，最终找出了热和功之间的当量关系。如果用表示电功，用表示这

4、一切所对应的热量，则功和热量之间的关系可写成，即为热功当量。利用如图1所示的装置，我们可以一起来重现历史，经历焦耳的探究过程测量热功当量：（1）除了图中所示器材，为完成实验，还需要的器材是_。（2）往量热器内筒倒入质量为的水，按图连接好电路。闭合开关前滑动变阻滑片位于最_端（选填“左或右”）（3）记录温度计初始读数，闭合开关，调节滑片得到合适的电流电压，并记录为、。通电，并用搅拌器搅拌加速导热，一段时间后断电，记录通电时间和末温。（4）计算出热功当量_（用题中所给字母表示，水比热容用表示）热功当量的测量，彻底否定了“热质说，为能量守恒和转化奠定了基础。012345水202530364045煤油

5、203040506071（5）这套装置还可以用来做“比较水和煤油比热容的大小”实验，应当选择图2的_（选填“A或B”）装置中的电阻与图1装置中的电阻_（选填“串联或并联”）。（6）进行实验后，测得数据如表格所示。本实验中水和煤油吸收热量的多少是用_（选填“温度计示数的变化或加热时间”）来反映的。（7）由表格数据求得煤油的比热容为_。【答案】秒表 右 A 串联 温度计示数的变化 【解析】【分析】【详解】(1)1图中所示器材有电压表，电流表，温度计，为完成实验，需要求出电功，根据W=UIt还需要的器材是秒表。(2)2往量热器内筒倒入质量为的水，按图连接好电路。闭合开关前滑动变阻应位于阻值最大处，即

6、滑片位于最右端。(4)3根据，则热功当量(5)45这套装置还可以用来做“比较水和煤油比热容的大小”实验，为了控制变量相同，所以电阻丝阻值应该相同，即应当选择图2的A装置中的电阻与图1装置中的电阻串联。(6)6根据转换法，实验中水和煤油吸热的多少是通过温度计示数的变化来反映的。(7)7由表格数据可知，1min内，水的温度变化了25-20=5煤油的温度变化了30-20=10相同时间内，电阻丝产生的热量相同，则代入数据可得3如图所示是“比较不同物质吸热情况”的实验装置。实验中需加热质量相同的水和食用油，使它们升高相同的温度，比较它们吸收热量的多少，看看这两种物质的吸热情况是否存在差异。（1）实验中除

7、了图中所给的器材，还需要的测量工具有：天平和_。（2）实验中通过比较_来比较不同物质吸收热量的多少。（3）根据实验数据，小明作出了水和食用油的温度随时间变化的图象，由图象可知食用油的比热容为_。【答案】秒表 加热时间 【解析】【分析】【详解】(1)1在“比较不同物质吸热情况”实验中需要测量加热时间和质量，则需要秒表和天平；(2)2由于相同加热器加热相同时间表示液体吸收热量相同，故通过比较加热时间来比较不同物质吸收热量多少；(3)3当水和食用油均由10加热到30时，变化温度相同，图中加热时间为3min和4.5min，由于水的比热容大于食用油，升高相同温度吸收热量更多，加热时间更长，则a图线为水，

8、b图线为食用油，又由于相同加热器加热相同时间表示液体吸收热量相同，则：则由可得当液体质量与升高温度相同时，比热容之比等于吸收热量之比，故食用油的比热容为：解得：4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(m2m1)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

9、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】46 BC 48 c 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)23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

10、98；并且知道水沸腾时，温度是不变的。5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，

11、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】B 98 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)23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)45实验过程，加热时间的长短表示液体吸收热量的多少；加热

12、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)67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。6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

13、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

14、.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。7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（

15、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。8为了探究液体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关，某同学做了如下实验：在四个相同的烧杯中分别盛有水和煤油，用同样的加热器加热。下表是所有的实验记录，根据实验记录回答下列问题。(1)

16、分析比较_烧杯的实验记录(选填烧杯号)，可得出的初步结论是：在质量和升高的温度都相同时，不同物质吸收的热量不同。(2)分析比较两烧杯的实验记录，可得出的初步结论是：_；分析比较两烧杯的实验记录，可得出的初步结论是：_。(3)结合(1)(2)中的结论，然后综合归纳可得出，物体温度升高时吸收热量的多少与_、_、_有关系。【答案】 同种物质升高相同的温度时，质量不同吸收的热量不同 同种物质质量相同时，升高的温度不同吸收的热量不同 物质的种类 质量 升高的温度 【解析】【分析】（1）探究物质吸收的热量与种类有关，保持质量和升高的温度相同，物质的种类不同，分析比较哪两个烧杯；（2）比较两烧杯，同种物质，

17、质量不同，升高的温度相同，吸收的热量不同，分析吸收的热量与哪个因素有关；比较两烧杯，同种物质，质量相同，升高的温度不同，吸收的热量不同，分析比较吸收的热量与哪个因素有关；（3）根据（1）（2）中的结论，综合归纳可得出，物体温度升高时吸收热量的多少与什么有关系。【详解】(1)1杯的质量是300g，升高10用的时间是12min，杯的质量是300g，升高10用的时间是6min，而每分钟吸收的热量是相等的，说明在质量和升高的温度都相同时，不同物质吸收的热量不同；(2)2两烧杯，同种物质，质量不同，升高的温度相同，吸收的热量不同，说明同种物质升高相同的温度时，质量不同吸收的热量不同；3两烧杯，同种物质，

18、质量相同，升高的温度不同，吸收的热量不同，说明同种物质质量相同时，升高的温度不同吸收的热量不同；(3)456综合上述结论，物体温度升高时吸收的热量的多少与物质的种类、物体的质量、升高的温度都有关系。【点睛】本题考查比热容的概念，需要知道控制变量法就是在研究和解决问题的过程中，对影响事物变化规律的因素和条件加以人为控制，只改变某个变量的大小，而保证其它的变量不变，最终解决所研究的问题。9为了比较甲乙两种液体的吸热能力，某同学设计了以下实验：a. 在两个同样的烧杯中，分别装入等体积的甲乙两种液体b. 用温度计分别测出甲乙两种液体的初温c. 在两个烧杯中分别装入功率相同的电热器，且加热时间相同d.

19、用温度计分别测出甲乙两种液体的末温（1）在上述a、b、c、d四个实验步骤中， 步骤a存在错误，该步骤中错误的内容应改为_；（2）步骤c中“加热时间相同”是为了使甲乙两种液体_；（3）更正步骤a中的错误后得到如图所示的甲乙两种液体的温度随时间变化的关系图象若将液体甲和液体乙加热相同的时间，则液体_温度升高得快，甲乙两种液体比热容的大小关系是_【答案】装入等质量的甲乙两种液体 吸收的热量相同 甲 ”“”或“=”)【答案】 【解析】【详解】1当甲、乙两杯水的温度不再升高时，达到热平衡，金属块的末温等于水的末温，因为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

20、升高，甲杯水的温度低于乙杯水的温度，则甲杯水升高的温度小，而两杯水的质量相同，由Q吸=cmt可知甲杯里的水比乙杯里的水吸收的热量少，即Q甲Q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）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tAtB，tA-t水初tB-t水初，故cA（t-tA）cB（t-tB），由于t-tAt-tB，所以cAcB16一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16 cm时，它所测量的实

21、际温度是_；如果实际温度为40，温度计水银柱长_cm。【答案】60 12 【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16 cm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9

22、6个小格表示100，设温度计示数为28时的实际温度为t，则：解得t3318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（ ）AA球比热容大于B球比热容BA球比热容小于B球比热容CA球降低的温度更多些DA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：，水的比热容相同，不计热量损失，由可知，由于，所以；A球放出的热量更多些；甲、乙水的初温t相

23、同，所以两杯水的末温，所以两个球的末温，又由于球的初温相同，所以：质量相同、初温相同的两球A和B，对于A有：对于B有：又因为，除以得： 所以：又，则有故A项符合题意、BCD项不符合题意；19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

24、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。20如图所示是“比较水和沙子吸热升温的属性”的实验装置（1）除了图示的器材外，本实验要用到的测量工具还有_；加热过程中，用搅棒搅动的目的是_：水和沙子吸热的多少可以通过_来反映的（选填“温度计示数的升高值”或“加热时间”）（2）在本实验中，可用来比较

25、水和沙子吸热升温本领的方法是：若加热时间相同，比较_；若温度计示数的升高值相同，比较_（3）关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是_（填字母）A采用相同的加热方法（如酒精灯火焰的大小，与易拉罐底的距离等）B易拉罐中分别装入相同体积的水和沙C使用相同的易拉罐【答案】天平 使物体受热均匀 加热时间 温度升高的读数 加热时间 B 【解析】【分析】【详解】（1）根据吸热公式Q=cmt可知，实验还需要称质量的天平，用搅棒搅动的目的是为了让沙子和水受热均匀；放热设备相同，只能通过加热时间来控制水和沙子吸热，所以还需钟表（2）在本实验中，可用来比较水和沙子吸热升温本领的方法是：若加热时间相同，比较温度计的示数升高值的多少；若温度计示数的升高值相同，比较加热时间；沿海地区昼夜气温变化比内陆地区气温变化小的原因是：水的比热容比泥土和沙子的比热容大（3）该实验的变量控制，需要控制相同的加热方法（如酒精灯火焰的大小，与易拉罐底的距离等）、使用相同的易拉罐、水和沙子的质量；如果体积相等，他们的质量一定不同，所以不正确的是B