一、初中物理热学问题求解方法
1.如图所示,在大玻璃瓶与小玻璃瓶内各装入适量的水,将小瓶瓶口向下放入大瓶,使小瓶恰好悬浮。塞紧大瓶瓶塞,用气筒向大瓶内打气,小瓶会_____(选填“下沉”、“上浮” 或“继续悬浮”);继续打气直到瓶塞跳起,此过程中的能量转化与四冲程汽油机的________冲程相同。
【答案】下沉做功
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由题意可知,小瓶相当于一个“浮沉子”,其原理为:用气筒向大瓶内打气,大瓶内水面上方气压增大,将压强传递给水,水被压入小瓶中,将小瓶中的空气压缩,这时小瓶里进入一些水,其重力增加,大于它受到的浮力,就向下沉。
[2]当瓶塞跳起时,此过程大瓶上方的气体对瓶塞做功,大瓶内气体的内能减少,瓶塞的机械能增大,即内能转化为机械能,又因为汽油机的做功冲程的能量转化也是内能转化为机械能,所以此过程中的能量转化与四冲程汽油机的做功冲程相同。
2.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 3
J 2.810/kg ?(℃) 【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,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:
4.5min 3
3min 2
Q Q =
=水吸油吸
则由Q cm Δt =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:
3
2
c Q c Q =
=水水吸油
油吸
解得:
332J 2
4.210/kg 2.810/kg 3
J 3c c ??===??油水(℃)(℃)
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.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℃。5.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=cm△t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.
6.小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”,同时又探究了“不同燃料燃烧的放热能力”,他设计了两组实验装置如图所示:
(1)你认为研究不同燃料燃烧放热能力应选用_______组器材(选填“甲”、“乙”)。
(2)甲组实验是通过________来反映物质吸收热量的多少。
(3)甲组实验中,正确操作后收集到如下实验数据,在图丙中画出水的温度随时间变化的图像____________。
加热时间/min01234
沙子2025293439
温度/℃
水2021222324
(4)甲实验中,需要控制某些变量,以下做法多余的是________
A.采用完全相同的加热方式
B.采用酒精灯加热时,酒精灯里所加的酒精量相同
C.取相同质量的水和沙子
D.盛放水和沙子的容器相同
(5)乙组实验中,将质量相等的两种燃料A和B放入燃烧皿中,点燃后对质量相等、初温相同的水加热,燃烧相同的时间后发现B加热的水升温多,此时________(“能”或“不
能”)说明B燃料的热值大。
【答案】乙加热时间的多少见解析所示 B 不能。
【解析】
【分析】
(1)研究不同燃料燃烧放热能力,应选用不同的燃料。
(2)加热时间的长短反映物质吸收热量的多少。
(3)根据表中实验数据在坐标系内描出对应的点,然后作出图像。
(4)在“比较水与沙子吸收热量时温度升高的快慢”实验中,影响水和沙子升温快慢的因素有质量、物质的种类、加热的热源等,同时要求实验时的容器等也应该相同,据此做出判断。
(5)根据A、B的燃烧情况分析。
【详解】
(1)[1]研究不同燃料燃烧放热能力应用不同的燃料,加热相同的物质,因此选乙组器材。
(2)[2]甲组实验,相同的加热装置,可以通过加热时间的多少来反映物质吸收热量的多少。
(3)[3]根据表中实验数据在坐标系内描出对应的点,然后作出图像,如图所示:
(4)[4]A.实验中,应采用完全相同的加热方式,保证在相同的时间内提供相同的热量,则有必要,故A不符合题意;
B.实验中,酒精灯里所加的酒精量对升温的快慢不会造成影响,属多余的量,故B符合题意;
C.实验中,必须取相同质量的水和沙子,符合控制变量法的要求,则有必要,故C不符合题意;
D.实验中,盛放水和沙子的容器也会影响其吸热与升温的情况,故应使容器保持相同,则有必要,故D不符合题意。
故选B。
(5)[5]将质量相等的两种燃料A和B放入燃烧皿中点燃后,由于不清楚两种燃料的燃烧情况和燃烧的质量,发现B加热的水升温多,可能是火焰大造成的,故无法判定热值的大小。【点睛】
研究比热容和热值的实验,要知道两实验都采用了控制变量法和转换法,两种方法都是初中物理常用的研究方法,注意理解体会两种实验方法的精髓所在。
7.如图甲是一款便携式电火锅,图乙是其简化电路图。R 1、R 2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R 2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?[()3
4.210J/kg c ?=?水℃]
【答案】(1)2A ;(2)330Ω;(3)420s 【解析】 【分析】 【详解】
(1)根据2
U P R
=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
440W
2A 220V
P I U =
==加热加热 (2)根据2
U P R
=可知,电热丝R 1阻值大小是
()2
2
1220V 110Ω440W
U R P ===加热
当开关连接2时,R 1、R 2串联接在电路,这是保温档,根据2
U P R
=可知,电路中的总电
阻是
()2
2
220V 440Ω110W
U R P ===总保温
可知电热丝R 2的阻值是
21-440Ω-110Ω330ΩR R R ===总
(3)根据Q cm Δt =可知,水吸收的热量是
()()354.210J/kg 0.55kg 100-20 1.84810J Q c m t =?=????=?吸水℃℃℃
不计热量损失,那么Q Q =吸放,该电火锅正常工作需要的时间是
51.84810J 420s 440W
Q t P ?=
==放加热
答:(1)加热档工作时,电路中的电流是2A ;(2)电热丝R 2的阻值是330Ω;(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
420s 。
8.如图所示,是最新一款无人驾驶四轮小汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器,以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车质量3
12g 10.k ?,每个轮胎与地面接触面积为222.510m -?,当小车以20m/s 的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km 时,消耗的汽油为1.5L 。假设燃油完全燃烧,汽油机的效率为30%,那么,求:
(1)该汽车静止在水平地面上时对地面的压强;
(2)在这段运动过程中,该汽车发动机做的有用功是多少?
(3)在这段运动过程中,该汽车的输出功率为多少?发动机提供的牵引力多大? (已知:汽油的密度为3
3
0.810kg /m ?,汽油的热值为7
4.510J /kg ?) 【答案】(1)51.210Pa ?;(2)71.6210J ?;(3) 4.05×104W ;2025N 【解析】 【详解】
(1)该汽车静止在水平地面上时对地面的压力
341.210kg 10N/kg 1.210N F G mg ===??=?
受力面积
2224 2.510m 0.1m S -=??=
根据压强公式的对地面的压强
452
1.210N 1.210Pa 0.1m
S p F ?==?= 对地面的压强是51.210Pa ?。 (2)消耗汽油的体积
3331.5L 1.5dm 1.510m V -===?
由m
V
ρ=
可得,消耗汽油的质量 33330.810kg/m 1.510m 1.2kg m V ρ-'==???=
汽油完全燃烧放出的热量
771.2kg 4.510J/kg 5.410J Q m q ='=??=?放
由100%W
Q η=
?放
得 7730% 5.410J 1.6210J W Q η==??=?放
该汽车发动机做的有用功1.62×107J 。 (3)由s
v t
=
可得,汽车运动的时间 8000m =400s 20m/s
s t v =
= 在这段运动过程中,该汽车的输出功率
741.6210J 4.0510W 400s
W P t ?===?
由W Fs =可得
71.6210J 2025N 8000m
W F s ?'===
该汽车的输出功率2025N 。
答:(1)该汽车静止在水平地面上时对地面的压强为1.2×105Pa 。 (2)在这段运动过程中,该汽车发动机做的有用功是1.62×107J 。
(3)在这段运动过程中,该汽车的输出功率为4.05×104W ,发动机提供的牵引力为2025N 。
9.探究水沸腾时温度变化的特点:
(1)如图甲、乙所示,是小明同学在实验中,用数码相机拍摄的水沸腾前和沸腾时的两张照片,其中_____是水沸腾时的情况;
(2)实验前,向烧杯中倒入热水而不是冷水,这样做是为了_____;
(3)由实验数据绘制出温度随时间变化的图像,如图丙所示。根据记录的数据,水的沸点是_____℃;可得出水沸腾时温度变化的特点:不断吸热,温度_____。 【答案】甲 缩短实验加热时间 98 不变 【解析】 【分析】
【详解】
(1)[1]水沸腾时,烧杯中水的温度是均匀的,气泡上升时,受到水的压强越来越小,那么气泡体积会变大,从甲、乙两图可以看到,甲是水沸腾时的情况。
(2)[2]实验前,向烧杯中倒入热水而不是冷水,因为冷水加热,需要更长时间才能达到想要的温度,用热水会缩短实验加热时间。
(3)[3]从图丙可以看到,第4min开始,水的温度保持在98℃不变,可以推测水的沸点是98℃。
[4]可得出水沸腾时温度变化的特点:不断吸热,但是温度保持不变。
10.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?[ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2× 103J](kg?℃),天然气的热值为4×107J/m3]
【答案】(1) 1.5×l05kg;(2) 2.52×1010J;(3)700m3
【解析】
【详解】
(1)每小时流出水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×150m3=1.5×l05kg;
(2)水放出的热量
Q水放=cmΔt=4.2×103J/(kg?℃)×1.5×105kg×(90℃-50℃)=2.52×1010J;
(3)这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热,则
Q有用=Q水放=2.52×1010J,
天然气需要放出的热量
Q放=
10
2.5210J
90%
Q
η
?
=
有用=2.8×1010J,
天然气的体积
V=
10
73
2.810J
410J/m
Q
q
?
=
?
放=700m3.
答:(1)每小时流出的水是1.5×l05kg;
(2)每小时流出的地热水温度降低到50℃所放出的热量为2.52×1010J;
(3)利用地热能供暖一小时可以节约700m3的天然气。
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20min
C .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。
12.一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
24cm 4cm 16cm 4cm
1000t
--=-℃℃
可解得60t =℃;
[2]如果实际温度为40℃,温度计水银柱长
24cm 4cm 4cm
100040l --=-℃℃℃
可解得12cm l =。
13.甲、乙是两个质量相等的空心球,它们的空心部分体积完全相同,甲球恰好能在水中
悬浮,33310kg/m ρ?甲=,33
210kg/m ρ=?乙,则甲、乙两球的体积之比为____。当把
乙球放入水中时,乙球露出水面的体积占乙球体积的____。 【答案】6:7 17
【解析】 【详解】
[1]设两个球空心部分的体积为0V ,已知甲乙两个球质量相等,由m
V
ρ=
得: 00V V V V ρρ-=-甲甲乙乙()()
把33310kg/m ρ?甲=,33
210kg/m ρ=?乙代入,并化简得:
0032V V V V -=-甲乙()()①
由于甲球在水中悬浮,所以重力与浮力相等:
=F G 甲浮甲
即:
0g g V V V ρρ=-甲甲甲水()
所以:
03V V V =-甲甲()②
由①②解得:03
2V V =甲,074
V V =乙。所以甲、乙两球的体积之比为:
00677
=3
24
V V V V =甲乙 [2]已知甲乙两球质量相同,甲球悬浮,乙球密度小于甲球,所以乙球漂浮。所以乙球受到的浮力等于重力:
=F G 乙浮乙
即:
0g g V V V V ρρ-=-乙乙乙露水()()
解得014V V =
露。又因为07
4
V V =乙,所以: 01141
==4477
V V V V ?=乙乙露
所以乙球露出水面的体积占乙球体积的
1
7
。
14.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10 min 吸收的热量为( )
A .0.63×105J
B .0.9×105J
C .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
()3511
=== 4.210J/kg 1.5kg 60=1.8910J 22
Q Q c m t ???????甲水水水水℃℃
故选C 。
15.甲、乙两容器中装有质量相等的水,水温分别为20℃和70℃,现将一温度为80℃的金属球放入甲容器中,热平衡后水温升高到40℃,然后迅速取出金属球并放入乙容器中,热平衡后以容器中水温为(不计热量散失和水的质量的变化): A .65℃ B .60℃
C .55℃
D .50℃
【答案】B 【解析】 【详解】
当将金属球放入甲容器中时,金属球放出的热量与水吸收的热量相等,即:
Q 金=Q 水
设金属球的质量为m 金、比热容为c 金、水的质量为m 水、水的比热容为c 水,则:
Q 金=c 金m 金(80℃-40℃) Q 水=c 水m 水(40℃-20℃)
因为Q 金=Q 水,所以
c 金m 金(80℃-40℃)=c 水m 水(40℃-20℃)
化简得:
2=1
c m c m 水水
金金; 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,所以仍设金属球的质量为m 金、比热容为c 金、水的质量为m 水、水的比热容为c 水,此时两者共同的温度为t ℃,则:
Q 水′=m 水c 水(70℃-t ℃) Q 金′=m 金c 金(t ℃-40℃)
因为:Q 水′=Q 金′所以
m 水c 水(70℃-t ℃)=m 金c 金(t ℃-40℃)
由于:
2=1
c m c m 水水
金金 可得:
2(70℃-t ℃)=t ℃-40℃
解得t =60℃,故选B .
16.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。
17.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( ) A .24℃ B .25℃
C .26℃
D .27℃
【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:
10025
=96-423
℃℃℃;
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:
()2725
23
425t =
?-=℃℃℃。 故ACD 错误,B 正确。
18.用相同热源、相同的加热装置,对质量相等的甲、乙两种固态物质加热时,得到的温度随时间变化的图像。根据图像分析,下列说法中正确的是( )
A .甲、乙两种物质可能是松香和萘
B .甲物质在a 、b 两点时,温度和内能都相同
C .甲、乙两种物质在熔化时乙吸收的热量比甲多
D .甲、乙两种物质在固态时,甲的比热容小于乙的比热容 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A .从图象可以看出,甲、乙两种物质在熔化过程中温度保持不变,所以均为晶体。松香是非晶体,萘是晶体,所以甲、乙不可能是松香,故A 错误;
B .甲物质在a 点开始熔化,b 点熔化完成,在熔化过程中温度保持不变,但是继续吸热,所以b 点的内能大于a 点的内能,故B 错误;
C .读图可知,甲熔化持续的时间为
20min?10min =10min
乙熔化持续的时间为
27min?17min =10min
二者时间相同,说明吸收热量相同,故C 错误;
D .甲、乙两种物质在固态时,同样加热10min ,吸收相同的热量,甲的温度高于乙的温度,根据Q c m t
=
?吸
,在吸收热量和质量相等时,比热容和温度成反比,所以甲的比热容
小于乙的比热容,故D 正确。 故选D 。
19.戴眼镜的人从室外进入温暖的室内,镜片上会出现“水雾”,下列现象中的物态变化与“水雾”的形成相同的是( ) A .饮料中的冰块逐渐变小 B .北方冬天植物上的雾淞 C .蒸锅上方生成的“白气” D .寒冬,室外冰冻的衣服逐渐变干 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
戴眼镜的人从室外进入温暖的室内,镜片上会出现“水雾”,这是眼镜温度较低,而室内水蒸气温度较高,水蒸气接触到眼镜时,会放出热量降温,液化成小水珠,附在眼镜上。 A .饮料中的冰块逐渐变小,这是冰块吸热熔化成水,A 项不合题意; B .雾淞是由于空气中的水蒸气凝华形成的固态小冰晶,B 项不合题意; C .蒸锅上方生成的“白气”,这是水蒸气液化形成的小水珠,选项C 符合题意; D .寒冬,室外冰冻的衣服逐渐变干,这是衣服上的固态冰升华成水蒸气,D 项不合题意。 故选C 。
20.某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为S m 2,一个冲程活塞在气缸中移动的距离是L m ,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为P kPa ,飞轮1s 转动N 周,当汽油机满负荷工作时(不计摩擦与机器散热),1h 消耗汽油V L(汽油密度为ρkg/m 3,汽油热值为q J/kg)求: (1)汽油机的功率; (2)汽油机的效率.
【答案】(1) 500pSLN W ;(2)
91.810100%pSLN
Vq
ρ??. 【解析】 【详解】
(1)燃气对活塞的平均压力
F =p ×103Pa ×S m 2=pS ×103 N ,
一个做功冲程中燃气对活塞做的功
W =FL =pSL ×103 J ,
飞轮每转两圈对外做功一次,所以1s 内飞轮转N 周,对外做功2
N
次,所以1s 内,燃气对活塞做的总功
W 总=W ×
2N = pSL ×103×2
N
J= 500pSLN J ,
汽油机的功率
P=
500J
1s
W pSLN
t
=
总=500pSLN W;
(2)消耗V L汽油放出的热量
Q放=m汽油q汽油=ρ汽油V汽油q汽油=ρVq×10-3J,汽油机1h做的功
W总1=P×3600s=1.8×106pSLN J,
汽油机的效率
η=
69
1
3
1.810J 1.810
=100%=100%
10J
W pSLN pSLN
Q Vq Vq
ρρ
-
??
??
?
总
放
.
答:(1)汽油机的功率是500pSLN W;
(2)汽油机的效率是
9
1.810
100%
pSLN
Vq
ρ
?
?.