1、一、初中物理热学问题求解方法1甲、乙两物质比热容之比是21，质量之比是21，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41，升高温度之比是31，则两物体吸收热量之比为_。【答案】80 12:1 【解析】【分析】【详解】1Q吸=cmt，甲、乙两物体吸收相同的热量c甲m甲t甲=c乙m乙t乙t甲:t乙= c乙m乙: c甲m甲=(11):(22)=1:4t甲=20，t乙=80。2Q吸=cmt，且丙、丁两物体由同种材料做成c丙=c乙，m丙:m丁=4:1，t丙:t丁=3:1两物体吸收热量Q丙:Q丁= c丙m丙t丙:c丁m丁t丁=
2、12:12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=4.2103J/（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 3.1510 3 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
3、。(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。350g冰熔化成水，因为质量是不变的，所以水的质量也是50g，在610min内，水的温度升高了15，则在610min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。3小明在探究某种物质在熔化前后其
4、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
5、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
6、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。4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)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
7、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，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300
8、g，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，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
9、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。5如图甲是一款便携式电火锅，图乙是其简化电路图。R1、R2均为电热丝，电火锅有加热和保温两个档，加热功率为440W，保温功率为110 W。求：(1)加热档工作时，电路中的电流是多少？(2)电热丝R2的阻值是多少？(3)若不计热量损失，该电火锅正常工作，把质量为0.55 kg、初温为20的水加热到100，需要多少秒？【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【分析】【详解】(1)根据可知，当电阻较小时，电功率较大，这是加热档，从图乙可以看到，开关连接1，电路中的电流是(2)根据可知，电热丝R1阻值大小是当开
10、关连接2时，R1、R2串联接在电路，这是保温档，根据可知，电路中的总电阻是可知电热丝R2的阻值是(3)根据可知，水吸收的热量是不计热量损失，那么，该电火锅正常工作需要的时间是答：(1)加热档工作时，电路中的电流是；(2)电热丝R2的阻值是；(3)若不计热量损失，该电火锅正常工作，把质量为0.55 kg、初温为20的水加热到100，需要时间是。6煤、石油、天然气的过量开采使人类面临能源危机某县在冬季利用地热能为用户取暖县内有一口自喷状态地热井，出水温度为90，出水流量为150m3/h（1）每小时流出的水是多少kg?（2）求每小时流出的地热水温度降低到50，所放出的热量（3）这些热量如果用天然气蒸
11、汽锅炉供热，且天然气蒸汽锅炉的热效率为90%，则利用上述地热能供暖一小时可以节约多少天然气?水=1.0103kg/m3，c水=4.2 103J(kg)，天然气的热值为4107J/m3【答案】(1) 1.5l05kg；(2) 2.521010J；(3)700m3【解析】【详解】(1)每小时流出水的质量m=V=1.0103kg/m3150m3=1.5l05kg；(2)水放出的热量Q水放=cmt=4.2103J/（kg）1.5105kg（90-50）=2.521010J；(3)这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，则Q有用=Q水放=2.521010J，天然气需要放出的热量Q放=2.81010J，天然气的
12、体积V=700m3.答：(1)每小时流出的水是1.5l05kg；(2)每小时流出的地热水温度降低到50所放出的热量为2.521010J；(3)利用地热能供暖一小时可以节约700m3的天然气。7假期爸爸妈妈带着丽丽开车旅行，已知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4107J/kg）求：(1)若轮胎与地面的总接触面积为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)若汽油机的效率为30%，那么当轿车以最大功
13、率行驶10min消耗汽油的质量为多少？【答案】(1)1105Pa；(2)4104W；(3)6kg【解析】【详解】(1)轿车的总重力轿车静止时对水平地面的压力则轿车静止时对水平地面的压强(2)由题意可知，轿车匀速行驶时所受阻力因为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；轿车在5min内牵引力做的功；则轿车的实际功率。(3)该车以最大输出功率行驶10min，做的有用功，由得，汽油完全燃烧放出的热量，由得，需要完全燃烧汽油的质量答：(1)静止时轿车对水平地面的压强为1105Pa。(2)此时轿车的实际功率为4104W。(3)那么当轿车以最大功率行驶10min消耗汽油的质量为
14、6kg。8某款电磁炉广告称该款电磁炉的热效率可达65以上，具有节能、高效的特点。在一次综合实践活动中，“好奇”小组想测量该款电磁炉的加热效率以验证其广告的准确性，于是他们找来一台全新的电磁炉，包装盒中产品参数数据如下表所示：(1)若电磁炉正常工作20min，刚好将锅内5kg、20的水，加热到80，求此电磁炉烧水时的效率已知c水4.2103J/(kg)；(2)小明家装有如图乙所示的电能表，某个时间段，仅有此电磁炉工作，在3min内电能表表盘转了210圈，求此时电磁炉的实际功率。【答案】(1)70%；(2)1400W【解析】【分析】(1)知道水的质量、水的比热容、水温度的变化，利用吸热公式求水吸收
15、的热量；已知电磁炉正常工作时的功率和通电时间，利用计算消耗的电能；水吸热为有用的能量，电流消耗的电能为总的能量，据此求电磁炉的效率。(2)若仅有此电磁炉工作时观察电能表，在3min内电能表表盘要转了210圈，利用电能表的参数“3000r/(kWh)”求电磁炉工作3min消耗的电能；利用求电磁炉的实际功率。【详解】(1)水吸收的热量电磁炉正常工作20min，消耗的电能则此电磁炉烧水时的效率(2)3min内电路中消耗的电能电磁炉的实际功率答：(1)此电磁炉烧水时的效率是70%；(2)此时电磁炉的功率为1400W。9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
16、；（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
17、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。10某工厂科研人员研制生产的四冲程汽车专用柴油发动机，采用了很多新技术，
18、这种柴油发动机有8个气缸，活塞面积为12000mm2，活塞行程为135mm，当转速为2500r/min时，发动机功率为220kW，最低油耗可达260g/（kWh），（1kWh3.6106J），柴油的热值为4.3107J/kg。请回答下列问题：(1)该柴油发动机的效率最高可达多少？(2)在做功冲程中气缸内的平均压强是多少？【答案】(1)32.2%；(2)8.15105Pa。【解析】【详解】(1)每1kWh耗油260g，完全燃烧释放热量为：Q放=mq=0.26kg4.3107J/kg=1.118107JW=1kWh=3.6106J故柴油发动机的效率最高可达：(2)单缸四冲程柴油机一个工作循环包括四
19、个冲程，飞轮转两周，对外做功一次，由于转速为2500r/min，合，则一个气缸每秒做功次数为：则该柴油机每秒做功次数为：该柴油机的功率：所以，做功冲程中的平均压强为：答：(1)柴油发动机的效率最高可达32.2%；(2)在做功冲程中气缸内的平均压强是8.15105Pa。11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
20、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。12旅游时，小华用“小米8”手机与同学联络，通话时声音信息在空中的传播速度是_m/s；同学帮小华拍了一张照片，小华在水中的“倒影”清晰可见，拍照时水中的“倒影”是由于光
21、的_形成的， 照片中小华的倒影部分_（选填“是”或“不是”）实际光线进入手机镜头形成的；“小米8”手机的散热材料是石墨烯晶体，石墨烯_（选填“有”或“没有”）固定的熔点；石墨烯的比热容为， 则200g的石墨烯温度升高，吸收的热量是_J。【答案】 反射 是 有 【解析】【分析】【详解】1通话时声音信息是通过电磁波传播的，不是声波，所以它的传播速度是。23拍照时水中的“倒影”是由于光的反射形成的；照片中小华的倒影部分是由水面反射的光线进入手机镜头形成的，这是实际光线。4石墨烯晶体是晶体，有固定的熔点。5根据热量的计算公式可知，200g的石墨烯温度升高，吸收的热量是13如图所示，某单缸四冲程汽油机的
22、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_%。【答案】 【解析】【分析】知道燃气的平均压强和活塞的面积，可利用公式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
23、计算出汽油机的功率；根据求出汽油机的总功，根据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一个做功冲程中燃气对活塞做的功飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮转动N周，要对外做功次，燃气对活塞做的总功汽油机的功率2汽油机1h做的功汽油机的效率14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)( )A60B70C88D90【答案】D【解析】【分析】【详解】当将金属球放入甲容器
24、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：=5：1；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），t=90综上分析故选D15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
25、示已知， ，加热的效率都为90%，油的末温没有达到它的沸点，下列说法正确的是（）加热时间（min）03水的温度（）1828油的温度（）1843A因为这种油升温比较快，所以它的比热容比水大B这种油的比热容为C这种油的比热容为D加热效率没有达到100%，是因为有一部分 能量消失了【答案】B【解析】【详解】ABC取两种液体都加热了3分钟为研究对象，因为是用的两个相同的电加热器，且加热效率都为90%，所以，设它们的体积为V，则水的质量：油的质量：根据有：代入数据：解得：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
26、到别的物体；在转化和转移过程中其总量不变故D项错误16如图所示，在大烧杯中装有大量的碎冰块，把装有少量碎冰块的试管插在大烧杯的冰块中，在烧杯底部用酒精灯加热下列说法正确的是A大烧杯和小试管中的冰同时熔化B小试管中的冰先熔化，大烧杯中的冰后熔化C大烧杯中的冰完全熔化后，小试管中冰才开始熔化D小试管中冰始终不能熔化【答案】C【解析】冰是晶体，若给烧杯中的冰加热时，烧杯中的冰会熔化，但完全熔化前温度保持不变，所以试管中的冰达到熔点，但由于温度相同没有热传递，则不能从烧杯中继续吸热，所以不能熔化；若烧杯中的冰完全熔化后，继续吸热，温度将升高，所以试管中的冰达到熔点，继续吸热，所以能熔化故C正确故选C1
27、7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
28、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。18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4，在沸水中的示数为96，用此温度计测得某液体的温度是27，则所测液体的实际温度应该是（）A24B25C26D27【答案】B【解析】【详解】由题意可知,不准的温度计上一个小格表示的实际温度为：；用此温度计测得液体的温度是27,则这种液体的实际温度为：。故ACD错误，B正确。19下列说法中正确的是A蒸发和沸腾都需要吸收热量，且都发生在液体表面B液体凝固时，不断放出热量，但温度可能保持不变C把一块-10的冰放到0的房间里，冰会慢慢地熔化D
29、利用干冰汽化吸热，可以使长途运输中的食品降温保鲜【答案】B【解析】【详解】A沸腾是在一定条件下，发生在液体表面和内部同时进行的一种剧烈的汽化现象，需要吸收热量；蒸发是发生在液体表面的一种缓慢的汽化现象，同样需要吸收热量，故A项错误；B液体处于凝固成晶体过程中时，持续放出热量，温度不变，故B项正确；C熔化需要达到熔点和持续吸收热量，冰的熔点是0C，当-10C的冰在0C的房间里温度升温与房间温度一致时，冰吸收不到热量，不能熔化，故C项错误；D干冰（固态CO2）在常温下会直接变成气态的CO2，发生升华现象，故D项错误；20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
30、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)1210【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
31、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1210。【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。
