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。
3．2019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==⨯⨯=⨯8.710kg10N/kg8.710NG mg＜，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。
故选D 。
4．向一大桶温度为1t 的冷水中倒入一小桶温度为2t 的热水，混合后的温度为t ，下面关于温度的关系式中正确的是（ ）A ．122t t t +=B ．122t t t +<C ．122t t t +>D ．212t t t -=【答案】B 【解析】 【详解】冷水吸收的热量：11Q cm t t =-吸（） 热水放出的热量：22Q cm t t =-放（）由题意知，Q Q =吸放；则有：1122cm t t cm t t -=-（）（）解得：1221m t tm t t --＝ 因为冷水是一大桶，热水是一小桶，所以12m m ＞，即21t t t t --＞，所以122t t t +＜；故B 项正确、ACD 项错误；5．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。
6．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。
7．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。
8．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()31.410J/kg ⨯⋅℃， 则200g 的石墨烯温度升高10℃，吸收的热量是__________J 。
【答案】8310⨯ 反射 是 有 32.810⨯【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8310m/s ⨯。
[2][3]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10℃，吸收的热量是()331.410J/kg 0.2kg 10 2.810J Q cm t =∆=⨯⋅⨯⨯=⨯℃℃9．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198V U ===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 。
