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，则水雾是水蒸气_（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。东北地区寒冷的冬天，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；这是因为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东北地区寒冷的冬天，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
2、，凝华形成的，这是附着在玻璃窗内侧。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
3、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
4、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
5、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（1）如图甲是探究“冰在熔化时温度变化规律”实验，图乙是根据实验数据画出的图象。由图乙可知，冰在熔化过程持续吸热，温度_（选填“升高”、“不变”或“降低”），冰是_（选填“晶体”或“非晶体”）；第6分钟时冰处于_（选填“固态”、“液态”或“固液共存态”）。（2）小云用如
6、图所示装置探究水的沸腾。组装实验器材时，应按照_的顺序（选填“自上而下”或“自下而上”）；实验室现有：A水银温度计（20120）；B酒精温度计（8060）；C体温计；D寒暑表等不同种类的温度计，本实验应选用的温度计是_（选填“A”、“B”、“C”或“D”）；实验中小云观察到水在沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同，如图甲、乙所示。表示沸腾前气泡上升情况的是图_（选填“甲”或“乙”）。【答案】不变 晶体 固液共存 自下而上 A 甲 【解析】【详解】(1)12从图乙可以看到冰在熔化过程，从第2min到第8min，温度保持不变，由此可以知道冰是晶体；3第6min时，冰的温度还是不变，此时有一部分冰已
7、经熔化成水，但没有全部熔化，应该处于固液共存态；(2)4组装实验器材时，应按照自下而上的顺序组装，因为不能确定温度计的具体高度是多少；5本实验应选用的温度计是水银温度计，因为水沸腾时，温度能达到100，酒精温度计最高温度只能是60，体温计、寒暑表这两个量程也不够大；6水沸腾前，温度不均匀，烧杯上面的水温度较低，下面的水温度较高，下面的热气泡上升遇上低温的水时，一部分会液化成水，那么气泡会变小，故表示沸腾前气泡上升情况的是图甲。4为了比较“沙子和水的吸热本领的大小”，小明做了如图所示的实验：在两个相同的烧杯中分别装好沙子和水，并在上方盖好玻璃片，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下表所示
8、：质量/g温度升高10所需的时间/s温度升高20所需的时间/s温度升高30所需的时间/s沙子306489124水3096163220(1)在此实验中，用加热时间的长短来表示物质_；(2)实验过程中要不断的用玻璃棒搅拌，目的是_；(3)分析表中的实验数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水吸收的热量_（选填“大于”或“小于”）沙子吸收的热量；(4)如果加热相同的时间，对于质量相同的水和沙子，_（选填“沙子”或“水”）升高的温度更高；(5)实验过程中，观察到装水的烧杯上方的玻璃片上有水珠出现，_（选填“沙子”或“水”）上方的玻璃片温度更高，原因是_；(6)实验中有些同学发现，刚开始加热时
9、，出现了沙子的温度反而比较低的情况，你认为可能的原因是：_。【答案】吸收热量的多少 物质受热均匀 大于 沙子 水 水蒸气液化放热 水的导热性能比沙子的导热性能好 【解析】【分析】(1)我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转化法；(2)为使受热均匀，实验过程中要不断的用玻璃棒搅拌；(3)由表中数据分析回答；(4)由(3)推理回答；(5)分析装水烧杯上方的玻璃片内侧水珠的形成原因，利用液化放热的原理进行解释；(6)从水和沙子导热性能不同分析。【详解】(1)1根据转换法，在此实验中，用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少；(2)2实验过程中要不断的用玻璃棒搅拌，目的是物
10、质受热均匀；(3)3分析表中的实验数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水加热的时间长，根据转换法，即水吸收的热量大于沙子吸收的热量；(4)4由(3)的结论：质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水加热的时间长，推理有：如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，沙子升高的温度更高；(5)56装水烧杯上方的玻璃片内侧的小水珠是由于水蒸发形成的水蒸气遇冷液化形成的，而液化时要放热，所以烧杯上方的玻璃片温度比较高；(67)实验中有些同学发现，刚开始加热时，出现了沙子的温度反而比较低的情况，可能的原因是：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。5如图甲所示，是“探究物质
11、的熔化规律”的实验装置。实验时先将固体物质和温度计分别放入试管内，再放入大烧杯的水中，观察固体的熔化过程。（1）固体熔化图象如图丙所示，物质在熔化过程中，温度_，此时温度如图乙所示，读数方法正确的是_（填“A”“B”或“C”），该物质是_（填“晶体”或“非晶体”）。（2）实验时若温度计的玻璃泡碰到试管底部，则测得试管内物质的温度值偏_。【答案】保持不变 B 晶体 高 【解析】【详解】(1)123由图乙知，A 俯视，读数会偏大，C 仰视，读数会偏小，B 读数方式正确；由于该物质在熔化过程中，温度保持不变，所以是晶体；(2)4实验时若温度计的玻璃泡碰到试管底部，温度计的示数会受烧杯底部的影响，则测
12、得试管内物质的温度值偏高。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： 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； 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
13、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/9092949898989898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；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
14、)，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/1535108341959621064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 96 a 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)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；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；6温度计的分度值是
15、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；7a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，
16、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
17、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B8我国研制的大客机C919于2017年5月5日首飞成功，发动机巡航推力为3.6104N，巡航速度为920 km/
18、h。(1)飞机水平匀速巡航时，受到的阻力是多少？(2)若飞机以巡航速度飞行0.5 h的过程中，耗油1800 kg，求此过程中发动机的机械效率。（燃油热值q取4.610 7J/kg）【答案】(1)3.6104N；(2)20%【解析】【分析】(1)物体处于静止或匀速直线运动状态，受到的力是平衡力，根据平衡力判断出受到的阻力。(2)根据算出燃料完全燃烧放出的热量，根据算出移动的距离，根据 算出发动机传递给飞机的推进功，根据算出发动机的机械效率。【详解】(1)飞机水平匀速巡航时，处于平衡状态，受到平衡力的作用，发动机巡航推力与受到的阻力平衡力，大小相等，则受到的阻力(2)燃料完全燃烧放出的热量发动机巡
19、航的距离为飞机的推进功（推力所做的功）发动机的推进效率答：(1)飞机水平匀速巡航时，受到的阻力是3.6104N；(2)若飞机以巡航速度飞行0.5h的过程中，耗油1800kg，此过程中发动机的机械效率20%。【点睛】本题考查了平衡力的应用、热量、速度、功、效率的计算等知识，是一道综合题，有一定的难度，难点是效率的计算。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. 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
20、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
21、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cAcB13柴油机和汽油机在一个工作循环中的四个冲程完全相同的冲程是（）A吸气、压缩B压缩、排气C吸气、压缩、排气D排气【答案】D【解析】【详解】吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合气体，柴油机吸入的只有空气，所以吸气冲程不同；
22、柴油机属于压燃式点火，所以在压缩冲程中，柴油机比汽油机压缩程度高，所以压缩冲程不同；汽油机气缸顶部有个火花塞，柴油机气缸顶部有个喷油嘴，柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火，所以做功冲程不同；排气冲程只是将废气排出，所以柴油机和汽油机在一个工作循环中的四个冲程完全相同的冲程是排气冲程；通过以上分析可知，故选D。14下列关于内能说法正确的是（ ）A0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
23、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物体内能增大，温度可能不变，比如说0的冰熔化为0的水后，质量不变，温度不变，但是吸收了热量，内能变大，D正确。15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，
24、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C16小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量相等的水和另一种液体进行对比实验，并用图象对实验数据进行了处理，如图所示实验中，水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图像可以得（已知）A乙物质是水B另一种液体的比热容为8.4103J/（kg）C甲的放热能力比乙强D乙比甲更适合作汽车发动机的冷却液【答案】C【解析】【详解】A由题意可知，在相同时间内水和另一种液体
25、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60，放热15分钟后甲液体的末温是40，乙液体的末温是20，则水放出的热量：；乙放出的热量：；而水和乙液体的质量相同，即；在相同时间内水和另一种液体放出的热量相等，则有：；解得，；故B项不符合题意；C由于甲液体的比热容大，所以甲的放热能力比乙强，故C项符合题意；D由于水的比热容比较大，所以水比较适合用作发动机的冷却液；即甲比乙更适合作汽车发
26、动机的冷却液；故D项不符合题意。17下表列出了部分金属的熔点和沸点（在标准大气压下），根据表中的数据，下列说法中正确的是（ ）物质水银金铜钢钨熔点（）-391064108315153410沸点（）3572500236027505900A金块在“钢水”中不会熔化B在-40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因为钨的沸点比较高，所以白炽灯里的灯丝是用钨制成的【答案】B【解析】【详解】A“钢水”的温度达到1515，金块的熔点只是1064，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-39时凝固，在-40时，已经是固态，所以这种情
27、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357，357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钨制成，这是因为钨的熔点高，长时间通电温度很高，钨都不会熔化，D错误。18受新型冠状病毒的影响，一“罩”难求。一般医用口罩至少要有三层，外层需要阻挡外界空气中的灰层、细菌、唾沫等飞溅物，中间层经过静电处理，可以阻挡细菌等微小颗粒（潮湿环境中会失去静电），内层要吸收佩戴者呼出的水汽、飞沫等。某口罩的构造如图所示。下列说法正确的是（）A口罩潮湿后防护能力降低B佩戴口罩时应该使白色吸水无纺布朝外C口罩的中
28、间层静电熔喷布能吸引小磁针D佩戴口罩后内层潮湿是呼出的水蒸气升华形成【答案】A【解析】【分析】【详解】A潮湿环境中会失去静电，口罩潮湿后，会失去静电，中间层不可以阻挡细菌等微小颗粒, 口罩防护能力降低，A正确；B由题意可知，内层要吸收佩戴者呼出的水汽、飞沫等，那么白色吸水无纺布应该是内层，有吸水能力，佩戴口罩时应该使白色吸水无纺布朝内，B错误；C带电体能吸引轻小物体，所以中间层静电熔喷布能吸引细菌等微小颗粒，但它不是磁体，不能吸引小磁针，C错误；D佩戴口罩后内层潮湿是呼出的水蒸气液化形成的，D错误。故选A。19向一大桶温度为的冷水中倒入一小桶温度为的热水，混合后的温度为t，下面关于温度的关系式
29、中正确的是（ ）ABCD【答案】B【解析】【详解】冷水吸收的热量：热水放出的热量：由题意知，；则有：解得：因为冷水是一大桶，热水是一小桶，所以，即，所以；故B项正确、ACD项错误；20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4.2103 J/(kg)(2)上述加热过程用时15 min，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
30、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“2 000 r/（kWh）”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15 min，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。
