备战中考物理 热学问题求解方法 培优练习(含答案)及详细答案
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一、初中物理热学问题求解方法1.实验室有一只读数不准确的温度计,在测冰水混合物的温度时,其读数为20℃,在测一标准大气压下沸水的温度时,其读数为80℃,下面分别是温度计示数为41℃时对应的实际温度和实际温度为60℃时温度计的示数,其中正确的是()A.41℃,60℃B.21℃,40℃C.35℃,56℃D.35℃,36℃【答案】C【解析】【分析】我们知道在一标准大气压下冰水混合物的温度是0℃,沸水的温度是100℃.所以这支温度计上的示数20℃所对应的实际温度是0℃,示数80℃对应的实际温度是100℃;由于20℃到80℃之间有60个格,那么用实际的100℃除以60格就是这支温度计一个小格表示的温度值了,即10060℃;那么当示数为41℃时,从20℃到41℃之间有21个格,用21×10060℃算出的就是实际的温度;实际温度为60℃时对应的温度根据上述原理同样可求。
【详解】当温度为41℃时,实际温度:14120100()635t=⨯=﹣℃℃,当实际温度为60℃时,对应的温度:60 601002056t=+⨯=℃℃℃;故选C。
2.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Qcm 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。
一、初中物理热学问题求解方法1.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。
2.水是人类生存环境的重要组成部分。
水的三种状态分别是冰、水和水蒸气。
以下关于水的说法错误..的是()A.相同质量0℃水的体积大于0℃冰的体积B.相同质量0℃水的内能大于0℃冰的内能C.水蒸气很容易被压缩,说明气体分子之间的距离很远,几乎没有作用力D.今年12月11日我县第一次出现霜林尽染的美景,说明气温已经低于0℃【答案】A【解析】【详解】A.根据mVρ=和ρρ>水冰得质量相同的0℃水的体积小于0℃冰的体积,故A错误,符合题意;B.0℃水放热凝固成相同质量的0℃冰,所以相同质量0℃水的内能大于0℃冰的内能,故B正确,不符合题意;C.水蒸气很容易被压缩,说明气体分子之间的距离很远,几乎没有作用力,故C正确,不符合题意;D.霜是水蒸气遇冷凝华而成的,在标准大气压下水的凝固点是0℃,而霜的形成需要的温度更低,所以霜的形成,说明气温已经低于0℃,故D正确,不符合题意。
3.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。
一、初中物理热学问题求解方法1.当水烧开时,我们会看到水蒸气将壶盖项起,从能量转化的角度看,这与四冲程汽油机的_________冲程的能量转化相同,若某单缸四冲程汽油机飞轮的转速为1200r/min,则此汽油机每秒钟对外做功____________次。
【答案】做功 10【解析】【详解】[1]水蒸气将壶盖项起,从能量转化的角度看,这是水蒸气内能转化为壶盖的机械能,四冲程汽油机的做功冲程也是把内能转化为机械能。
[2]由题意可知,飞轮的转速为1200r1200r==20r/s1min60s即每秒钟飞轮转数是20r,飞轮转两转,汽油机经历一个工作循环,对外做功1次,那么此汽油机每秒钟对外做功次数是10次。
2.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=4.2×103J/(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 3.15×10 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。
(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。
[3]50g冰熔化成水,因为质量是不变的,所以水的质量也是50g,在6∼10min内,水的温度升高了15℃,则在6∼10min内水吸收的热量为33==(℃)℃=Q cm t⨯⨯⨯⨯4.210J/kg0.05kg15 3.1510J水吸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3Q Q⨯10J==3.15冰吸水吸(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。
一、初中物理热学问题求解方法1.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 。
2.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示.已知331.010kg /m ρ=⨯水, ()34.210J /kg C c ︒=⨯⋅水,330.810kg /m ρ=⨯油,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( )A .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()32.110J /kg C ︒⨯⋅ C .这种油的比热容为()31.6810J /kg C ︒⨯⋅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】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Q Q =水油,设它们的体积为V ,则水的质量:m V ρ=水水油的质量:m V ρ=油油根据0=Q cm t t -()有:00c V t t c V t t ρρ-=-水水水油油油()()代入数据:333334.210J/kg 1.010kg/m 28180.810kg/m 4318c ⨯•⨯⨯⨯-=⨯⨯⨯-油(℃)(℃℃)(℃℃)解得:32.110J/kg c =⨯•油(℃)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到别的物体;在转化和转移过程中其总量不变.故D 项错误.3.用体温计分别测甲、乙、丙三人的体温,先测得甲的体温正常。
一、初中物理热学问题求解方法1.水是人类生存环境的重要组成部分。
水的三种状态分别是冰、水和水蒸气。
以下关于水的说法错误..的是( ) A .相同质量0℃水的体积大于0℃冰的体积 B .相同质量0℃水的内能大于0℃冰的内能C .水蒸气很容易被压缩,说明气体分子之间的距离很远,几乎没有作用力D .今年12月11日我县第一次出现霜林尽染的美景,说明气温已经低于0℃ 【答案】A 【解析】 【详解】 A .根据mVρ=和ρρ>水冰得质量相同的0℃水的体积小于0℃冰的体积,故A 错误,符合题意;B .0℃水放热凝固成相同质量的0℃冰,所以相同质量0℃水的内能大于0℃冰的内能,故B 正确,不符合题意;C .水蒸气很容易被压缩,说明气体分子之间的距离很远,几乎没有作用力,故C 正确,不符合题意;D .霜是水蒸气遇冷凝华而成的,在标准大气压下水的凝固点是0℃,而霜的形成需要的温度更低,所以霜的形成,说明气温已经低于0℃,故D 正确,不符合题意。
2.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示.已知331.010kg /m ρ=⨯水, ()34.210J /kg C c ︒=⨯⋅水,330.810kg /m ρ=⨯油,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( )A .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()32.110J /kg C ︒⨯⋅ C .这种油的比热容为()31.6810J /kg C ︒⨯⋅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Q Q =水油,设它们的体积为V ,则水的质量:m V ρ=水水油的质量:m V ρ=油油根据0=Q cm t t -()有:00c V t t c V t t ρρ-=-水水水油油油()()代入数据:333334.210J/kg 1.010kg/m 28180.810kg/m 4318c ⨯•⨯⨯⨯-=⨯⨯⨯-油(℃)(℃℃)(℃℃)解得:32.110J/kg c =⨯•油(℃)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到别的物体;在转化和转移过程中其总量不变.故D 项错误.3.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;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 。
一、初中物理热学问题求解方法1.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1800r/min ,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1800r 1800r30r/s 1min 60s== 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304602n ⨯== [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。
2.某综合实践活动小组在制作一个医用冷藏盒时,不知道给药品降温用冰好,还是盐水结成的冰好?他们动手测量了盐水的凝固点。
(1)小明和小红分别通过实验得到了盐水的凝固图像如图所示,则小明所测盐水的凝固点是_______℃;(2)他们同时发现所测得盐水凝固点并不相同,于是对比了双方实验过程,发现烧杯中装水都是200mL,小明加了1汤匙的盐,而小红加了3汤匙的盐,由此作出猜想:盐水的凝固点与盐水的浓度有关。
接着多次实验得出不同浓度盐水的凝固点,数据记录如下表:盐水浓03691215182124273036度(%)凝固点0-2-4-6-8-11-15-18-17-1.8-0.40 (℃)分析表格中数据可知,当盐水浓度增大时,其凝固点__________;(3)小明由表格数据得到盐水浓度为21%时凝固点最低,其值为﹣18℃,你认为他的判断准确吗?_____(选填“准确”或“不准确”),你判断的理由是__________;(4)在测量浓度为21%的盐水凝固点时,某一时刻测得盐水温度如图所示,则此时该盐水处于______态;(5)你认为给冷藏盒中药品降温最好选用_____(选填冰或适当浓度盐水结成的冰)。
一、初中物理热学问题求解方法1.用体温计分别测甲、乙、丙三人的体温,先测得甲的体温正常。
用酒精消毒后,忘了拿着体温计用力向下甩,就直接依次去测乙和丙的体温,已知乙的体温是37.6℃,丙的体温为38.4℃,那么用此方法测得乙和丙的体温分别为( )A .37℃、38.4℃B .37℃、37.6℃C .37.6℃、38.4℃D .38.4℃、38.4℃【答案】C【解析】【详解】因为甲的体温正常,所以用体温计测完甲后,体温计的示数应该是37℃左右,不会是37.6℃,用酒精消毒后,忘了拿着体温计用力向下甩,那么液泡会收缩,液柱不会下降,还是37℃左右,依次去测乙和丙的体温时,乙的体温是37.6℃,这说明液柱上升了,乙的真实体温是37.6℃,丙的体温为38.4℃,这也说明液柱也上升了,丙的真实体温是38.4℃,所以用此方法测得乙和丙的体温分别为37.6℃、38.4℃,故选C 。
2.如图所示,某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为S cm 2,一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/m 3,则汽油机的效率为_____________%。
【答案】95106pSLN -⨯ 0.3pSLN Vq 【解析】【分析】知道燃气的平均压强和活塞的面积,可利用公式F pS =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W Fs =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W P t =计算出汽油机的功率;根据W Pt =求出汽油机的总功,根据Q Vq =求出燃料放出的热量,根据效率公式求出效率。
一、初中物理热学问题求解方法1.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。
2.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)( ) A .60℃ B .70℃C .88℃D .90℃【答案】D 【解析】 【分析】 【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,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:c m c m 水水金金=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D .3.如图所示的装置是我国古代劳动人民发明的提物工具——“差动滑轮”,俗称“神仙葫芦”。
一、初中物理热学问题求解方法1.实验室有一只读数不准确的温度计,在测冰水混合物的温度时,其读数为20℃,在测一标准大气压下沸水的温度时,其读数为80℃,下面分别是温度计示数为41℃时对应的实际温度和实际温度为60℃时温度计的示数,其中正确的是()A.41℃,60℃B.21℃,40℃C.35℃,56℃D.35℃,36℃【答案】C【解析】【分析】我们知道在一标准大气压下冰水混合物的温度是0℃,沸水的温度是100℃.所以这支温度计上的示数20℃所对应的实际温度是0℃,示数80℃对应的实际温度是100℃;由于20℃到80℃之间有60个格,那么用实际的100℃除以60格就是这支温度计一个小格表示的温度值了,即10060℃;那么当示数为41℃时,从20℃到41℃之间有21个格,用21×10060℃算出的就是实际的温度;实际温度为60℃时对应的温度根据上述原理同样可求。
【详解】当温度为41℃时,实际温度:14120100()635t=⨯=﹣℃℃,当实际温度为60℃时,对应的温度:60 601002056t=+⨯=℃℃℃;故选C。
2.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()A.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。
一、初中物理热学问题求解方法1.水是人类生存环境的重要组成部分。
水的三种状态分别是冰、水和水蒸气。
以下关于水的说法错误..的是( ) A .相同质量0℃水的体积大于0℃冰的体积 B .相同质量0℃水的内能大于0℃冰的内能C .水蒸气很容易被压缩,说明气体分子之间的距离很远,几乎没有作用力D .今年12月11日我县第一次出现霜林尽染的美景,说明气温已经低于0℃ 【答案】A 【解析】 【详解】 A .根据mVρ=和ρρ>水冰得质量相同的0℃水的体积小于0℃冰的体积,故A 错误,符合题意;B .0℃水放热凝固成相同质量的0℃冰,所以相同质量0℃水的内能大于0℃冰的内能,故B 正确,不符合题意;C .水蒸气很容易被压缩,说明气体分子之间的距离很远,几乎没有作用力,故C 正确,不符合题意;D .霜是水蒸气遇冷凝华而成的,在标准大气压下水的凝固点是0℃,而霜的形成需要的温度更低,所以霜的形成,说明气温已经低于0℃,故D 正确,不符合题意。
2.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( ) A .A 球比热容大于B 球比热容 B .A 球比热容小于B 球比热容 C .A 球降低的温度更多些 D .A 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:t t ∆∆甲乙>,水的比热容相同,不计热量损失,由Q cm Δt =可知,Q Q ∆∆甲吸乙吸>,由于Q Q ∆=∆甲吸A 放,Q Q ∆=∆乙吸B 放,所以A B Q Q ∆∆放放>;A 球放出的热量更多些;甲、乙水的初温t 相同,t t ∆∆甲乙>,所以两杯水的末温t t 甲乙>,所以两个球的末温A B t t >,又由于球的初温t 初相同,所以:A B t t t t --初初<质量相同、初温t 初相同的两球A 和B ,对于A 有:A A A A Q c m t t ∆=-放初()① 对于B 有:B B B B Q c m t t ∆=-放初()② 又因为A B Q Q ∆∆放放>,A B m m =,①除以②得:1A B Q Q 放放>所以:A A AB B B c m t t c m t t --初初()>()又A B t t t t --初初<,则有A B c c >. 故A 项符合题意、BCD 项不符合题意;3.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:()272523425t =⨯-=℃℃℃。
一、初中物理热学问题求解方法 1.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 .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0°C ,当-10°C 的冰在0°C 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CO 2)在常温下会直接变成气态的CO 2,发生升华现象,故D 项错误;2.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( ) A .A 球比热容大于B 球比热容 B .A 球比热容小于B 球比热容 C .A 球降低的温度更多些 D .A 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:t t ∆∆甲乙>,水的比热容相同,不计热量损失,由Q cm Δt =可知,Q Q ∆∆甲吸乙吸>,由于Q Q ∆=∆甲吸A 放,Q Q ∆=∆乙吸B 放,所以A B Q Q ∆∆放放>;A 球放出的热量更多些;甲、乙水的初温t 相同,t t ∆∆甲乙>,所以两杯水的末温t t 甲乙>,所以两个球的末温A B t t >,又由于球的初温t 初相同,所以:A B t t t t --初初<质量相同、初温t 初相同的两球A 和B ,对于A 有:A A A A Q c m t t ∆=-放初()① 对于B 有:B B B BQ c m t t∆=-放初()②又因为A BQ Q∆∆放放>,A Bm m=,①除以②得:1ABQQ放放>所以:A A AB B Bc m t t c m t t--初初()>()又A Bt t t t--初初<,则有A Bc c>.故A项符合题意、BCD项不符合题意;3.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。
一、初中物理热学问题求解方法1.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4×107J/kg )求:(1)若轮胎与地面的总接触面积为0.2m 2,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率行驶10min 消耗汽油的质量为多少? 【答案】(1)1×105Pa ;(2)4×104W ;(3)6kg 【解析】 【详解】 (1)轿车的总重力34210kg 10N /kg 210N G mg ==⨯⨯=⨯轿车静止时对水平地面的压力4210N F G ==⨯则轿车静止时对水平地面的压强452210N =110Pa 0.2mF p S ⨯==⨯ (2)由题意可知,轿车匀速行驶时所受阻力430.20.2210410N N f G ==⨯⨯=⨯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34N 10F f ==⨯牵;轿车在5min 内牵引力做的功374103000m 1.1N J 20W F s ==⨯⨯=⨯牵;则轿车的实际功率74J 1.210410560sW W P t ⨯===⨯⨯。
(3)该车以最大输出功率行驶10min ,做的有用功37W 120101060s 7.21J 0W P t '==⨯⨯⨯=⨯有用最大,由100%W Q η=⨯有用放得,汽油完全燃烧放出的热量787.210 2.410J 0%J3W Q η⨯===⨯有用放,由Q mq =放得,需要完全燃烧汽油的质量872.4106kg 410/kgJ J Q m q ⨯===⨯汽汽放油油答:(1)静止时轿车对水平地面的压强为1×105Pa。
一、初中物理热学问题求解方法1.在两个相同的杯子内盛有质量相等的热水和冷水,将一半热水倒入冷水杯内,冷水杯内的温度升高21℃,若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内,冷水杯内的水温会升高()A.9℃B. 8℃C. 6℃D. 5℃【答案】C【解析】【详解】设一杯水的质量为m,热水的初温为t热,冷水的初温t冷,将一半的热水倒入容器中后共同的温度为t,因不计热损失,所以,由Q=cm△t可得:Q放=Q吸,即:c 12m△t热=cm△t冷,解得:△t热=2△t冷=2×21℃=42℃,据此可设t冷=0℃,则t=21℃,t热=21℃+42℃=63℃,若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内时,相当于同时向冷水中倒34杯热水,则:c 34m(t热-t′)=cm(t′-t冷)即34(63℃-t′)=t′-0解得:t′=27℃,所以,冷水温度将再升高:△t=t′-t=27℃-21℃=6℃。
故C符合题意。
2.2019年12月27日晚,“长征五号遥三”运载火箭成功发射,如图所示。
该火箭的起飞质量约为870t,起飞升力约为1.05×107N,关于该火箭,下列说法正确的是()A.火箭利用“流体中流速小的位置压强大”的原理获得升力B.火箭尾部喷气口热得发红,是通过做功改变了火箭尾部的内能C.火箭发射时腾起的“白气”是液态水吸热汽化形成的D.火箭起飞时受到向上的合力约为1.8×106 N(g取10 N/kg)【答案】D【解析】【分析】【详解】A.火箭发射是利用物体间力的作用是相互的原理来升空的,与流速小压强大没有关系,故A错误;B.火箭尾部喷气口热得发红,是通过热传递的方式改变了火箭尾部的内能,故B错误;C.图中火箭尾部产生大量的“白气”,是因为尾气中的水蒸气遇冷发生了液化现象,故C 错误;D.火箭的起飞质量约为870t,重力56==⨯⨯=⨯G mg8.710kg10N/kg8.710N<,所以二力的合力方向向上,大小为由于G竖直向下,起飞升力F竖直向上,且G F766=-=⨯-⨯=⨯1.0510N8.710N 1.810NF F G合故D正确。
一、初中物理热学问题求解方法1.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。
2.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。
一、初中物理热学问题求解方法1.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。
2.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。
3.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.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。
一、初中物理热学问题求解方法1.在两个相同的杯子内盛有质量相等的热水和冷水,将一半热水倒入冷水杯内,冷水杯内的温度升高21℃,若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内,冷水杯内的水温会升高()A.9℃B. 8℃C. 6℃D. 5℃【答案】C【解析】【详解】设一杯水的质量为m,热水的初温为t热,冷水的初温t冷,将一半的热水倒入容器中后共同的温度为t,因不计热损失,所以,由Q=cm△t可得:Q放=Q吸,即:c 12m△t热=cm△t冷,解得:△t热=2△t冷=2×21℃=42℃,据此可设t冷=0℃,则t=21℃,t热=21℃+42℃=63℃,若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内时,相当于同时向冷水中倒34杯热水,则:c 34m(t热-t′)=cm(t′-t冷)即34(63℃-t′)=t′-0解得:t′=27℃,所以,冷水温度将再升高:△t=t′-t=27℃-21℃=6℃。
故C符合题意。
2.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。
3.水是人类生存环境的重要组成部分。
一、初中物理热学问题求解方法1.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3.6×104N ,巡航速度为920 km/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4.6×10 7J/kg ) 【答案】(1)3.6×104N ;(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Q mq =算出燃料完全燃烧放出的热量,根据s vt =算出移动的距离,根据W Fs = 算出发动机传递给飞机的推进功,根据100%W Q η=⨯推力放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43.610N f F ==⨯(2)燃料完全燃烧放出的热量7101800kg 4.610J/kg 8.2810J Q mq ==⨯⨯=⨯放发动机巡航的距离为920km/h 0.5h 460km 460000m s vt ==⨯==飞机的推进功(推力所做的功)4103.610N 460000m 1.65610J W Fs ==⨯⨯=⨯推力发动机的推进效率10101.65610J 100%100%20%8.2810JW Q η⨯=⨯=⨯=⨯推力放 答:(1)飞机水平匀速巡航时,受到的阻力是3.6×104N ;(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。
2.小明探究水沸腾时的特点,实验装置如图所示。
(1)加热一定时间后,温度计的示数如图所示,此时水的温度为________℃;(2)当观察到如图中的_______图时,说明水已沸腾;b图中气泡上升的过程逐渐变小,发生的物态变化是_______;(3)水在沸腾过程中虽然温度不再升高,但酒精灯要持续加热,这说明液体在沸腾过程中要______;(4)如图所示中能正确表示实验过程中水温度变化的图象是______________。
一、初中物理热学问题求解方法1.随着人们生活水平的提高,轿车已逐步进入普通家庭.若某轿车以20kW 的功率在平直公路上以20m/s 的速度匀速行驶1000s ,消耗汽油2L .[已知ρ油=0.7×103kg/m 3、q 油=4.6×107J/kg ,c 水=()34.210J/kg ⨯⋅℃].求:(1)轿车做的功;(2)汽油机的效率;(保留一位小数)(3)如果汽油完全燃烧产生的热量中有4.2%被水箱中的质量为7kg 初温为20℃的水吸收,能使水的温度大约升高多少℃(1个标准大气压)? 【答案】(1)7210J ⨯;(2)31.1%;(3)80℃ 【解析】 【详解】(1)由题意可知,轿车做的功为720kW 1000s 210J W Pt ==⨯=⨯(2)消耗汽油的质量为33-330.710kg/210m 1.4k m g m V ρ==⨯=⨯⨯油油油消耗汽油2L 放出的热量为774.610J/kg 1.4kg 6.4410J Q q m ==⨯⨯=⨯油油放汽油机的效率为77210J 100%100%31.1%6.4410JW Q η⨯=⨯=⨯≈⨯放(3)设能使水的温度大约升高t ∆,由题意可知4.2%Q c m t =∆水水放可求得()734.2% 4.2% 6.4410J924.210J/kg 7kgQ t c m ⨯⨯∆===⨯⋅⨯放水水℃℃ 由于这是在1个标准大气压下,水的最高温度为100℃,所以能使水的温度大约升高100-2080=℃℃℃答:(1)轿车做的功为7210J ⨯;(2)汽油机的效率为31.1%;(3)如果汽油完全燃烧产生的热量中有4.2%被水箱中的质量为7kg 初温为20℃的水吸收,能使水的温度大约升高80℃.2.(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”)。
一、初中物理热学问题求解方法1.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( ) A .A 球比热容大于B 球比热容 B .A 球比热容小于B 球比热容 C .A 球降低的温度更多些 D .A 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:t t ∆∆甲乙>,水的比热容相同,不计热量损失,由Q cm Δt =可知,Q Q ∆∆甲吸乙吸>,由于Q Q ∆=∆甲吸A 放,Q Q ∆=∆乙吸B 放,所以A B Q Q ∆∆放放>;A 球放出的热量更多些;甲、乙水的初温t 相同,t t ∆∆甲乙>,所以两杯水的末温t t 甲乙>,所以两个球的末温A B t t >,又由于球的初温t 初相同,所以:A B t t t t --初初<质量相同、初温t 初相同的两球A 和B ,对于A 有:A A A A Q c m t t ∆=-放初()① 对于B 有:B B B B Q c m t t ∆=-放初()② 又因为A B Q Q ∆∆放放>,A B m m =,①除以②得:1A B Q Q 放放>所以:A A AB B B c m t t c m t t --初初()>()又A B t t t t --初初<,则有A B c c >. 故A 项符合题意、BCD 项不符合题意;2.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:()272523425t =⨯-=℃℃℃。
一、初中物理热学问题求解方法1.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)( ) A .60℃ B .70℃C .88℃D .90℃【答案】D 【解析】 【分析】 【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,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:c m c m 水水金金=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D .2.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=,33210kg/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mVρ=得: 00V V V V ρρ-=-甲甲乙乙()()把33310kg/m ρ⨯甲=,33210kg/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:032V V =甲,074V V =乙。
所以甲、乙两球的体积之比为:00677=324V 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074V V =乙,所以: 01141==4477V V V V ⨯=乙乙露所以乙球露出水面的体积占乙球体积的17。
3.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200 mL ,若它的密度为1.25×103 kg/m 3,比热容为4.0×103 J/(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-43=200mL=210m V ⨯牛奶的质量为333-4=210m =0.25kg 1.2510kg/m m V ρ=⨯⨯⨯牛奶吸收的热量()()34=410J/kg 0.25kg =310J 40 -10 Q cm t =∆⨯⋅⨯⨯⨯吸℃℃℃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。
4.小明打开装有一定量“干冰”的月饼包装盒,发现空气中出现了“白雾”,这是因为干冰在升华过程中需___________热量,使空气中的水蒸气遇冷液化形成的。
气体在液化过程中要___________热量,所以被100℃的水蒸气烫伤比被100℃的水烫伤要严重。
【答案】吸收 放出 【解析】 【分析】 【详解】[1]这是因为干冰在升华过程中需吸收热量,使空气中的水蒸气遇冷液化形成的。
[2]气体在液化过程中要放出热量,所以被100℃的水蒸气烫伤比被100℃的水烫伤要严重。
5.甲、乙两物质比热容之比是2∶1,质量之比是2∶1,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4∶1,升高温度之比是3∶1,则两物体吸收热量之比为______。
【答案】80 12:1 【解析】 【分析】 【详解】[1]∵Q 吸=cm Δt ,甲、乙两物体吸收相同的热量c 甲m 甲Δt 甲=c 乙m 乙Δt 乙Δt 甲:Δt 乙= c 乙m 乙: c 甲m 甲==(1×1):(2×2)=1:4∵Δt 甲=20℃,∴Δt 乙=80℃。
[2]∵Q 吸=cm Δt ,且丙、丁两物体由同种材料做成c 丙=c 乙,m 丙:m 丁=4:1,Δt 丙:Δt 丁=3:1∴两物体吸收热量Q 丙:Q 丁= c 丙m 丙Δt 丙:c 丁m 丁Δt 丁=12:16.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,这种柴油发动机有8个气缸,活塞面积为12000mm 2,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/(kW ·h ),(1kW ·h =3.6×106J ),柴油的热值为4.3×107J/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)8.15×105Pa 。
【解析】 【详解】(1)每1kW·h 耗油260g ,完全燃烧释放热量为:Q 放=mq =0.26kg×4.3×107J/kg=1.118×107JW =1kW·h=3.6×106J 故柴油发动机的效率最高可达:673.6101.1181J100%0100%32.2%JW Q η=⨯≈⨯=⨯⨯ (2)单缸四冲程柴油机一个工作循环包括四个冲程,飞轮转两周,对外做功一次,由于转速为2500r/min ,合125r /s 3,则一个气缸每秒做功次数为: 1125125236⨯= 则该柴油机每秒做功次数为:125500863n =⨯=该柴油机的功率:W npLS P t t==总所以,做功冲程中的平均压强为:5522.210W 1s8.1510Pa5000.135m 0.012m 3Pt p nLS ⨯⨯==≈⨯⨯⨯ 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8.15×105Pa 。
7.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=4.2×103 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/(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)55.0410J ⨯;(2)70%;(3)61.0210J ⨯;(4)198V 【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33-331.010kg/m 510m 5kg m V ρ==⨯⨯⨯=水水水水吸收的热量是()()()350- 4.210J/kg 5kg 45-21 5.0410J Q c m t t ==⨯⋅⨯⨯=⨯水水℃℃℃水吸收的热量是55.0410J ⨯。
(2)由题意可知,该足浴器做的总功是5800W 1560s 7.210J W Pt ==⨯⨯=⨯总那么该足浴器的热效率是555.0410J 100%100%70%7.210JQ W η⨯=⨯=⨯=⨯总 该足浴器的热效率是70%。
(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1515min 3.125min 24t =⨯=℃℃由图丙可知,足浴时一个加热循环的时间是10min 3.125min 13.125min +=足浴30min 内加热循环的个数是30min 2.313.125minn =≈ 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22 3.125min 6.25min t =⨯=所以这次足浴给水加热的总时间是15min 6.25min 21.25min 1275s t =+==总那么这次足浴给水加热消耗的电能是6800W 1275s 1.0210J W Pt ==⨯=⨯总(4)由2U P R=可得,足浴器的电阻是()22220V 60.5Ω800WU R P === 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65216r0.108kW h 0.108 3.610J 3.88810J 2000r/kW hW ==⋅=⨯⨯=⨯⋅实实际功率是5' 3.88810J648W 1060sW P t ⨯===⨯实实同理由2U P R=可得,电路的实际电压是648W 60.5Ω198V U P R ==⨯=实实答:(1)水所吸收的热量是55.0410J ⨯;(2)该足浴器的热效率是70%;(3)这次足浴给水加热消耗的电能是61.0210J ⨯;(4)他家电路的实际电压是198V 。
8.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q =4.6×l07J/kg ,密度是0.71×103kg/m 3,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WP t=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100%100%P t W Q Vqηρ=⨯=⨯机有用放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。