中考物理综合题专题复习【热学问题】及答案

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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。

(2)此时轿车的实际功率为4×104W。

(3)那么当轿车以最大功率行驶10min消耗汽油的质量为6kg。

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)。

【答案】-4 先变小,后变大不准确当浓度是22%、23%时,其凝固点又是多少,这个不确定固态适当浓度盐水结成的冰【解析】【分析】【详解】(1)[1]从图中可以看到,小明所测盐水的图像在第3min到第8min,温度保持不变,温度大小是-4℃,即小明所测盐水的凝固点是-4℃。

(2)[2]从表中数据可以看到,当盐水浓度增大时,其凝固点是先变小,后变大的。

(3)[3][4]这个判断不准确;因为当浓度是22%、23%时,其凝固点又是多少,这个不确定。

(4)[5]从图中可以看到,盐水温度是-28℃,而浓度为21%的盐水凝固点是-18℃,这个温度比凝固点还要低,说明盐水已经完全凝固了,是固态。

(5)[6]药品要在0℃以下存放,要求所选的物质熔点在0℃以下,冰的熔点是0℃,盐冰的熔点是低于0℃,所以冷藏盒中应选用盐水冰块。

3.为了比较水和沙子吸热本领的大小,小明在两个相同的烧杯中分别装入水和沙子,用两个相同的酒精灯对其加热。

(1)在实验前要控制水和沙子的____和____相同;(2)比较水和沙子吸热升温快慢的方法有两种:方法一:加热时间相同比较它们各自升高的温度;方法二:______________;(3)用两个相同的酒精灯对其加热的目的是____;(4)如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子,____(填“沙子”或“水”)升高的温度更高;(5)实验中有些同学发现:刚开始加热时,情况与(4)结论不符,可能的原因是____;(6)小丽家住市中心,奶奶嫌城市夏天太热不住她家,这激发了她探究城乡温差原因的兴趣。

她利用双休日时间和同学们一起在中午同一时刻测量了各个测试点的气温,并以此绘制出如图所示的“区域—温度”坐标图。

(a)从图中你发现____的温度比较高,这种现象我们称为“城市热岛效应”;(b)请结合图中数据以及你的经验,找出一个造成热岛效应的原因:____;(c)如何减少城市环境的热污染,请你提出一条合理化建议:____。

【答案】质量初温升高相同的温度比较它们的加热时间使水和沙子在相同的时间内吸收的热量相同沙子沙子受热不均匀市中心水泥、混凝土的比热容小多植树、建人工湖【解析】【分析】,物体吸收热量的多少与物体的质量和升高的温度有关,所以实验过程(1)根据Q cmΔt中需控制沙子和水的质量和初温度相等;(2)比较物体吸热本领的方法:吸收相同的热量,比较升高的温度;升高相同的温度,比较吸收的热量;(3)实验中需控制水和沙子的受热情况相同,所以要选择两个相同的酒精灯;=,沙子比热容小,升温就高;(4)质量相同,加热相同的时间,根据Q cmΔt(5)水可以进行对流,水的导热性较好;(6)对于产生“城市热岛效应”原因可以从城市和农村的不同来分析,包括建筑物和道路;减少热污染要植树造林,多建绿地。

【详解】(1)[1][2]实验前要控制水和沙子的质量和初温相同;(2)[3]比较水和沙子升温的速度,可使水和沙子升高相同的温度,比较加热时间;也可给水和沙子加热相同的时间,比较升高的温度;(3)[4]相同的酒精灯在相同的时间内放出的热量是相同的,为保证水和沙子在相等的时间内吸收的热量相同,需使用两个相同的酒精灯;=,沙子比(4)[5]相同质量的水和沙子加热相同时间,说明吸收的热量相等,根据Q cmΔt热容小,升温就高些;(5)[6]由于水的导热性能比沙子的导热性能好,所以刚开始加热时,水升温快;(6)[7](a)由统计数据可以看出,城市的温度较高;[8](b)“城市热岛效应”主要是城市建筑多为砖瓦建筑,道路多为水泥路面,水泥道路和建筑物,它们的比热小,升温高;另外,城市汽车排放尾气多,尾气的热量也对空气升温起了作用;[9](c)要解决“城市热岛效应”就要在城市中心多植树、建人工湖。

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.如图甲所示是小敏同学在做“探究水的沸腾”实验时的装置,从85℃开始,每隔1 min记录一次温度计的示数,直到水沸腾一段时间为止。

(1)实验中小敏发现温度计示数上升较慢,为了使温度计示数上升得快些,她应_________。

(2)如图乙所示是3 min时小敏小组的温度计示数,则此时烧杯中水的温度为____℃。

(3)小敏的其他实验记录数据如下表:时间01234567891011 /min温度/℃8586879193959799101101101分析表中数据可知,水的沸点为_____℃,可以推测水面上方的气压_____于标准大气压。

(4)根据表中数据在图中作出水的温度随时间变化图像。

(____________)(5)小敏在实验过程中发现如图所示的两种现象,则图 ________是水在沸腾前的情况,图________是水在沸腾时的情况。

(6)通过实验可得:水在加热过程中,吸收热量,温度________;沸腾时,吸收热量,温度________。

(选填“升高”“降低”或“不变”)【答案】减小水的质量89 101 大 b a 升高不变【解析】【详解】(1)[1]实验中小敏发现温度计示数上升较慢,这是水的质量太大了,为了使温度计示数上升得快些,她应减小水的质量;(2)[2]从图乙中可以看到,此时烧杯中水的温度为89℃;(3)[3]从表中数据可以看到,从第9min到第11min,水的温度保持不变,这说明水在沸腾,水的沸点是101℃;[4]一标准大气压下水的沸点是100℃,由于水的沸点是101℃,根据水的沸点与大气压关系可知,大气压越高,沸点越高,所以可以推测水面上方的气压大于标准大气压;(4)[5]根据表中的数据,描出对应的点,如下图所示;(5)[6]水在沸腾前,水温不均匀,下面温度较高,上面温度较低,下面的气泡上升时,遇上温度较低的水,那么会液化成水,气泡会变小,所以图b是水在沸腾前的情况;[7]水在沸腾时,温度均匀,下面的气泡上升时,水的压强越来越小,气泡会变大,所以图a是水在沸腾时的情况;(6)[8][9]通过实验可得:水在加热过程中,吸收热量,温度升高,沸腾时,吸收热量,温度不变。