2020-2021物理热学问题的专项培优练习题及答案

一、初中物理热学问题求解方法

1．一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：

952100yx，

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℃。

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”）。

（2）小云用如图所示装置探究水的沸腾。组装实验器材时，应按照_____的顺序（选填“自上而下”或“自下而上”）；实验室现有：A．水银温度计（﹣20℃～120℃）；B．酒精温度计（﹣80℃～60℃）；C．体温计；D．寒暑表等不同种类的温度计，本实验应选用的温度计是_____（选填“A”、“B”、“C”或“D”）；实验中小云观察到水在沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同，如图甲、乙所示。表示沸腾前气泡上升情况的是图_____（选填“甲”或“乙”）。

【答案】不变 晶体 固液共存 自下而上 A 甲

【解析】

【详解】

(1)[1][2]从图乙可以看到冰在熔化过程，从第2min到第8min，温度保持不变，由此可以知道冰是晶体；

[3]第6min时，冰的温度还是不变，此时有一部分冰已经熔化成水，但没有全部熔化，应该处于固液共存态；

(2)[4]组装实验器材时，应按照自下而上的顺序组装，因为不能确定温度计的具体高度是多少；

[5]本实验应选用的温度计是水银温度计，因为水沸腾时，温度能达到100℃，酒精温度计最高温度只能是60℃，体温计、寒暑表这两个量程也不够大；

[6]水沸腾前，温度不均匀，烧杯上面的水温度较低，下面的水温度较高，下面的热气泡上升遇上低温的水时，一部分会液化成水，那么气泡会变小，故表示沸腾前气泡上升情况的是图甲。

3．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：

盐水浓度(%) 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 36

凝固点(℃) 0 -2 -4 -6 -8 -11 -15 -18 -17 -1.8 -0.4 0

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。

4．如图所示是“比较不同物质吸热情况”的实验装置。实验中需加热质量相同的水和食用油，使它们升高相同的温度，比较它们吸收热量的多少，看看这两种物质的吸热情况是否存在差异。

（1）实验中除了图中所给的器材，还需要的测量工具有：天平和___________。

（2）实验中通过比较__________来比较不同物质吸收热量的多少。

（3）根据实验数据，小明作出了水和食用油的温度随时间变化的图象，由图象可知食用油的比热容为____________。

【答案】秒表 加热时间 3J2.810/kg(℃)

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]在“比较不同物质吸热情况”实验中需要测量加热时间和质量，则需要秒表和天平；

(2)[2]由于相同加热器加热相同时间表示液体吸收热量相同，故通过比较加热时间来比较不同物质吸收热量多少；

(3)[3]当水和食用油均由10℃加热到30℃时，变化温度相同，图中加热时间为3min和4.5min，由于水的比热容大于食用油，升高相同温度吸收热量更多，加热时间更长，则a图线为水，b图线为食用油，又由于相同加热器加热相同时间表示液体吸收热量相同，则：

4.5min33min2QQ水吸油吸 则由QcmΔt可得当液体质量与升高温度相同时，比热容之比等于吸收热量之比，故食用油的比热容为：

32cQcQ水水吸油油吸

解得：

332J24.210/kg2.810/kg3J3cc油水(℃)(℃)

5．在“探究晶体熔化和凝固规律”的实验中，绘制出了如图2所示的图象。

（1）图1中所示温度计的示数是________℃；

（2）海波从开始熔化到完全熔化持续了________ min；

（3）图2中，海波的熔化过程是________段（用图中字母表示），此过程中海波________热（选填“吸”或“放”）；

（4）图2中，海波在D点是________态，在G点是________态（均选填“固”或“液”）。

【答案】4－℃ 3 BC 吸 液 固

【解析】

【分析】

【详解】

(1) [1]图1可知温度为零下，其示数为4－℃；

(2)[2]图2可知海波从3min开始熔化，到6min熔化结束，持续了

=6min-3min=3mint；

(3)[3] 海波是晶体，熔化时有一定的熔化温度。图2中，海波的熔化过程是BC段；

[4] 熔化需要吸收热量；

(4)[5]图2中CD是液态，所以海波在D点是液态；

[6] 图2中FG段是凝固后的固态，所以G点是固态。

6．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。

【详解】

(1)[1]①杯的质量是300g，升高10℃用的时间是12min，③杯的质量是300g，升高10℃用的时间是6min，而每分钟吸收的热量是相等的，说明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)[2]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，说明同种物质升高相同的温度时，质量不同吸收的热量不同；

[3]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，说明同种物质质量相同时，升高的温度不同吸收的热量不同；

(3)[4][5][6]综合上述结论，物体温度升高时吸收的热量的多少与物质的种类、物体的质量、升高的温度都有关系。

【点睛】

本题考查比热容的概念，需要知道控制变量法就是在研究和解决问题的过程中，对影响事物变化规律的因素和条件加以人为控制，只改变某个变量的大小，而保证其它的变量不变，最终解决所研究的问题。

7．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