培优易错试卷热学问题求解方法辅导专题训练附答案
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一、初中物理热学问题求解方法1．2019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568.710kg 10N/kg 8.710N G mg ==⨯⨯=⨯由于G 竖直向下，起飞升力F 竖直向上，且G F ＜，所以二力的合力方向向上，大小为7661.0510N 8.710N 1.810N F F G =-=⨯-⨯=⨯合故D 正确。
故选D 。
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（ ） 加热时间（min ） 0 3 水的温度（℃） 18 28 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()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．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”。
它的上半部分是由固定在一起的半径分别为r 和R 的两个齿轮组成， 能绕中心轴 O 转动，下半部分是一个动滑轮。
封闭的链条绕过滑轮，动滑轮下面悬挂着质量为 M 的重物，已知 r :R =1:4。
悬挂动滑轮的链条处于竖直状态，滑轮与链条的重力及轴 O 处的摩擦均忽略不计。
现用大小为 F 的拉力以速率 v 匀速拉动链条。
则错误的判断是（ ）A ．悬挂动滑轮的链条每根弹力大小都为12Mg B ．拉力F 的大小为13Mg C ．重物上升的速率为3v D ．拉力F 的功率为14Mgv 【答案】D 【解析】 【详解】A ．由于有两条链条悬挂动滑轮，滑轮与链条的重力及轴O 处的摩擦均忽略不计，重物的重力为Mg ，那么链条每根弹力大小都为12Mg ，A 正确，不合题意； B ．可知拉力F 做的功转化为重物的重力势能，物体上升h ，那么力F 的作用端移动的距离为3h ，可以知道拉力做的功为F 3W F h =⋅，重物增加的重力势能为Mgh ，即3F h Mgh ⋅=拉力13F Mg =，B 正确，不合题意； C ．以速率 v 匀速拉动链条，那么重物上升的速度为13v ，C 正确，不合题意； D ．拉力F 的功率13P Fv Mg v ==⋅D 错误，符合题意。
4．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。
5．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＝4.2×103J/(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的热量；已知电磁炉正常工作时的功率和通电时间，利用WPt =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/(kW ·h)”求电磁炉工作3min 消耗的电能；利用WP t=求电磁炉的实际功率。
【详解】 (1)水吸收的热量360(4.210J/kg 5kg 80201J ((.2)10))6Q cm t t =-=⨯⋅⨯⨯-=⨯吸℃℃℃电磁炉正常工作20min，消耗的电能61500W2060s 1.810JW Pt==⨯⨯=⨯则此电磁炉烧水时的效率661.2610J100%100%70%1.810JQWη⨯=⨯=⨯=⨯吸(2)3min内电路中消耗的电能210r0.07kW h3000r/(kW h)W'==⋅⋅电磁炉的实际功率0.07kW h1.4kW1400W3h60WPt'⋅===='实答：(1)此电磁炉烧水时的效率是70%；(2)此时电磁炉的功率为1400W。
6．物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热。
他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示。
已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，问：(1)图a、b中，哪个是沙子吸热升温的图像？(2)加热2min，水吸收了多少热量？(3)试求出沙子的比热容。
【答案】(1)图a；(1)4.2×104J；(1)0.9×103J/(kg·℃)。
【解析】【分析】(1)用两只完全相同的酒精灯，分别给水和沙子加热，这样做的目的是使水和沙子在相同时间吸收相同的热量，再利用公式Qtcm∆=进行分析；(2)从图像可知，加热满2min，水的温度从20℃上升到70℃，从而可知和水的温度变化，已知水的质量和比热容，可利用公式Q cm t=∆吸计算水吸收的热量；(3)相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，所以2min水和沙子吸收的热量也相同，由图a 得出沙子温度的变化量，再根据Qcm t=∆计算沙子的比热容。
【详解】(1)由题知，沙子和水的质量相等，且沙子的比热容比水小，吸收相同热量时（加热相同时间），由公式Qt cm∆=可知，沙子升高的温度多，所以图a 表示的是沙子吸热升温的过程；(2)由b 图像可知，加热满2min 时，水的温度从20℃上升到70℃，则加热满2min 时水吸收的热量：()()344.210J/kg 0.2kg 7020 4.210J Q c m t =∆=⨯⋅⨯⨯-=⨯水吸水水水℃℃℃；(3)相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，在2分钟的时间内,沙子吸收的热量：44.210J Q Q ==⨯沙吸水吸，因加热2min ，沙子的温度从20℃上升到250℃，由Q cm t =∆吸可得，沙子的比热容：()()434.210J 0.910J/kg 0.2kg 25020Q c m t ⨯==≈⨯⋅∆⨯-沙吸沙℃℃℃。
答：(1)图a 是沙子吸热升温的图像；(2)加热2min 时，水吸收了4.2×104J 热量；(3)沙子的比热容为0.9×103J/(kg·℃)。
7．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①②两烧杯的实验记录，可得出的初步结论是：_____________________；分析比较③④两烧杯的实验记录，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】①③ 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①②两烧杯，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③④两烧杯，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。
