物理复习《热学问题求解方法》专项综合练习含详细答案

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CO2）在常温下会直接变成气态的CO2，发生升华现象，故D项错误；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。

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 。

4．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c c >水液体）A ．乙物质是水B ．另一种液体的比热容为8.4×103J/（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Q cm t =∆放可知，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：34.210J/kg 6040Q c m m t ==⨯⋅⨯∆⨯-水水水水水放（℃）（℃℃）；乙放出的热量：6020t Q c m c m ==-∆⨯⨯乙乙乙乙乙放乙（℃℃）；而水和乙液体的质量相同，即m m =乙水；在相同时间内水和另一种液体放出的热量相等，则有：34.210J/kg 60406020m c m ⨯⋅⨯⨯-=⨯⨯-乙乙水（℃）（℃℃）（℃℃）；解得，32.110J/kg c =⨯⋅乙（℃）；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动机的冷却液；故D 项不符合题意。

5．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 。

6．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 -⨯ 0.3pSLNVq 【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WP 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。

【详解】[1]根据题意知道，燃气对活塞的平均压力424Pa 10m 10N F pS p S pS --==⨯⨯=⨯一个做功冲程中燃气对活塞做的功43710N 10m 10J W Fs pS L pSL ---==⨯⨯⨯=⨯飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮转动N 周，要对外做功2N次，燃气对活塞做的总功7810J 510J 22N NW W pSL pSLN --=⨯=⨯⨯=⨯⨯总 汽油机的功率89510J 510W 60s 6W pSLN pSLNP t --⨯⨯⨯===总[2]汽油机1h 做的功96J 510W 3600s 3106pSLNW Pt pSLN --⨯''==⨯=⨯汽油机的效率63333100.3100%100%J m J %10/m W pSLN pSLN Q V q Vqη--'⨯⨯⨯=⨯=⨯=7．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1200r 1200r20r/s 1min 60s== 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。

8．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。

9．一支刻度均匀但刻度线位置不准的温度计，把它放在标准大气压的沸水中，读数是97℃，把它放在冰水混合物中，读数是2℃，若用这支温度计去测量某物体的温度时，它的读数恰好等于物体的实际温度，则该物体的温度是_____．如下图所示，图甲的温度为_____。

【答案】40℃ -22℃【解析】【详解】[1]因读数不准确的温度计的刻度是均匀的，设不准确温度计示数y与真实温度x之间满足方程：y=kx+b；将y=97℃时，x=100℃和y=2℃时，x=0℃分别代入方程，得：97=k×100+b；2=k×0+b；解方程组得：k=95100，b=2，故方程可变为：952100y x=+，根据题意，它的读数恰好等于物体的实际温度可知，x=y，代入方程可得解为：x=40℃；[2]由图知，温度计10℃之间分成5等份，所以一等份代表2℃，也就是分度值为2℃；“20”在“10”的下端，说明温度低于0℃，为-22℃。

10．如图甲所示为大家常见的普通煤炉，通过燃烧煤将壶中的水进行加热。

为提高煤炉效率，某大学创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在炉壁的夹层中也加入水，在给壶中水加热的同时，也给炉壁夹层中的水加热。

现在1标准大气压下，壶中装有质量为4.5kg 温度为20℃的水，己知q煤＝3×107J/kg，c水＝4.2×103J/(kg•℃)，求：(1)如果烧开壶中的水，需要吸收多少热量？(2)已知甲图煤炉烧水效率为28%，若用甲图煤炉烧开壶中的水，需要完全燃烧煤的质量是多少？(3)在乙图煤炉加热过程中，在消耗等量煤的情况下，除烧开壶中的水外，还可把炉壁夹层中10kg 的水从20℃加热至40℃，则改进后乙图煤炉的烧水效率是多大？ 【答案】(1)1.512×106J ；(2)0.18kg ；(3)43.56%。