2020-2021备战中考物理培优 易错 难题(含解析)之热学问题求解方法附详细答案
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一、初中物理热学问题求解方法1.有一只不准的温度计,它的刻度是均匀的,但放在冰水混合物中,显示为2℃,放在1标准大气压下的沸水中,显示为98℃,把它放在某液体中显示为30℃,则实际的温度是多少?(计算结果保留一位小数) 【答案】29.2℃ 【解析】 【详解】由题意可知温度计每一刻度表示的温度是0100-02598-224t ==℃℃℃℃℃当温度计显示的温度是30℃时,实际的温度是()2530-2029.224⨯+≈℃℃℃℃℃ 答:把它放在某液体中显示为30℃,则实际的温度约是29.2℃。
2.探究水沸腾时温度变化的特点:(1)如图甲、乙所示,是小明同学在实验中,用数码相机拍摄的水沸腾前和沸腾时的两张照片,其中_____是水沸腾时的情况;(2)实验前,向烧杯中倒入热水而不是冷水,这样做是为了_____;(3)由实验数据绘制出温度随时间变化的图像,如图丙所示。
根据记录的数据,水的沸点是_____℃;可得出水沸腾时温度变化的特点:不断吸热,温度_____。
【答案】甲 缩短实验加热时间 98 不变 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]水沸腾时,烧杯中水的温度是均匀的,气泡上升时,受到水的压强越来越小,那么气泡体积会变大,从甲、乙两图可以看到,甲是水沸腾时的情况。
(2)[2]实验前,向烧杯中倒入热水而不是冷水,因为冷水加热,需要更长时间才能达到想要的温度,用热水会缩短实验加热时间。
(3)[3]从图丙可以看到,第4min 开始,水的温度保持在98℃不变,可以推测水的沸点是98℃。
[4]可得出水沸腾时温度变化的特点:不断吸热,但是温度保持不变。
3.做“观察水的沸腾”的实验时,某实验小组在我市做“观察水的沸腾”的实验,在实验时,有下列温度计可供选择:A.体温计 B.水银温度计(量程为-10℃~110℃)C.家用寒暑表(量程为-20℃~60℃) D.酒精温度计(量程为-80℃~50℃)(1)根据这个实验的要求,应选用哪支温度计?答:_______(2)在试验中,观察到水沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同,如图a、b所示. 小组记录的实验数据如表:时间/min (45678)温度/℃ (9091939798)时间/min910111213…温度/℃98101989898…(3)如图_______是水在沸腾时的情况.(4)从记录的数据可得出的实验结论是:水沸腾过程中继续对它加热,水的温度将会_______;该实验的数据纪录中明显错误的是_______min时刻.试分析引起这个明显误差的可能的原因:_______.(5)在实验中他们也发现了一个问题,水从开始加热到沸腾的这段时间过长,造成这种现象的原因可能是_______.(给出一种原因即可)(6)酒精灯拿走后,杯中水又沸腾了一小会是因为_______.(7)烧杯上加一个有孔硬纸板的作用是_______.【答案】B a 不变 10 读数错误水的质量大石棉网有余热,温度高于水的沸点,水继续吸热减少散热损失【解析】【详解】(1)[1]水沸腾时,在1标准大气压下,它的温度为100℃,测量它的温度,体温计不合适,家用寒暑表不合适,因为它的最高温度只能达到60℃,酒精温度计不合适,因为它的最高温度只能达到50℃,水银温度计合适,它的最高温度能达到110℃,故选B;(3)[2]水在沸腾时,它的温度均匀,气泡从底端升到水面的过程中,液体的压强越来越小,那么气泡越来越大,那么a图应该是水在沸腾时的情况;(4)[3]从数据可以看到,第8、9、11、12、13min时,它的水温保持不变,也就是水沸腾过程中继续对它加热,水的温度将会不变;[4]第10min时,它的温度是101℃,和第9min、11min时的温度不一样,这是很明显的错误;[5]引起这个明显误差的可能的原因是读数读错了;(5)[6]造成这种现象的原因可能是水太多了,水的质量大,需要更长的时间升温,也有可能是水的初温太低,升温需要更长时间;(6)[7]酒精灯拿走后,杯中水又沸腾了一小会是因为石棉网有余热,温度高于水的沸点,热量从石棉网传递到水,水又继续沸腾;(7)[8]烧杯上加一个有孔硬纸板的作用是减少热量传递到空气,导致热量损失.4.如图甲所示,是“探究物质的熔化规律”的实验装置。
一、初中物理热学问题求解方法1.甲、乙两物质比热容之比是2∶1,质量之比是2∶1,甲、乙两物体吸收相同的热量,甲物体温度升高了20℃,则乙物体的温度升高了______℃。
由同样材料组成的丙、丁两物体,它们的质量之比为4∶1,升高温度之比是3∶1,则两物体吸收热量之比为______。
【答案】80 12:1【解析】【分析】【详解】[1]∵Q吸=cmΔt,甲、乙两物体吸收相同的热量c甲m甲Δt甲=c乙m乙Δt乙Δt甲:Δt乙= c乙m乙: c甲m甲==(1×1):(2×2)=1:4∵Δt甲=20℃,∴Δt乙=80℃。
[2]∵Q吸=cmΔt,且丙、丁两物体由同种材料做成c丙=c乙,m丙:m丁=4:1,Δt丙:Δt丁=3:1∴两物体吸收热量Q丙:Q丁= c丙m丙Δt丙:c丁m丁Δt丁=12:12.牛顿说自己是站在巨人的肩膀上,其实每一个育华学子都是如此。
我们学习的每一个物理概念,背后都由科学家们辛勤探究而来,比如功和热量、电热等。
在没有认识热的本质以前,热量、功、能量的关系并不清楚,所以它们用不同的单位来表示。
热量的单位用卡路里,简称卡。
焦耳认为热量和功应当有一定的当量关系,即热量的单位卡和功的单位焦耳间有一定的数量关系。
他从1840年开始,到1878年近40年的时间内,利用电热量热法进行了大量的实验,最终找出了热和功之间的当量关系。
如果用W表示电功,用Q表示,J即为热功当量。
利用如这一切所对应的热量,则功和热量之间的关系可写成W JQ图1所示的装置,我们可以一起来重现历史,经历焦耳的探究过程——测量热功当量:(1)除了图中所示器材,为完成实验,还需要的器材是__________。
(2)往量热器内筒倒入质量为m 的水,按图连接好电路。
闭合开关前滑动变阻滑片位于最__________端(选填“左或右”)(3)记录温度计初始读数1t ,闭合开关,调节滑片得到合适的电流电压,并记录为I 、U 。
一、初中物理热学问题求解方法1.有一支刻度不准的温度计,放在冰水混合物中,稳定后示数为﹣4℃,放在一标准气压下的沸水中,示数为92℃,把它放在某教室时温度计示数为28℃,教室的实际温度是________。
【答案】33℃ 【解析】 【分析】 【详解】摄氏温度的规定是:标准大气压下水的沸点为100℃,冰点为0℃,100℃和0℃之间有100等份,每一份代表1℃,而该温度计的96个小格表示100℃,设温度计示数为28℃时的实际温度为t ,则:10000 92(4)28(4)t --=----℃℃℃℃℃℃℃ 解得t ≈33℃2.建立模型在科学研究中有着重要的作用,模型可以帮助人们认识和理解一些不能直接观察到的微观结构。
很早以前,科学家们发现了物质是由微粒(分子)组成的,从而建立了如图所示是物质三种状态的分子模型(如图所示)。
固体中分子间的束缚能力很强,分子只能在某个位置附近做小幅的振动,不能自由移动;气体分子间的束缚能力很弱,所以分子运动相对强烈,如果没有容器的限制可自由运动,尽可能占据更多的体积;液体介于三者之间(与固体更接近),大部分分子在大部分时间内只能在某一位置附近做幅度相对大的振动,某些能量较大的分子能克服液体内其他分子的束缚而“飞离”液体。
(1)由材料可知,当物质从气态变化到固态时,需__________(选项“吸热”或“放热”),使其温度__________,分子只有的能量减小,分子的活跃程度需急剧变弱。
(2)在液体的表面上,某些能量较大的分子能克服液体内其他分子的束缚而“飞离”液体表面,这就是__________;在液体内部,有一些分子由于获得足够的能量摆脱其他分子的束缚,进入液体内部的小气泡中。
从而使小气泡逐渐变大并上升到液面,气泡破裂,其中的水蒸气“飞”到空气中,这就是__________。
(以上两空选填汽化的两种方式中的一种)【答案】放热 降低 蒸发 沸腾 【解析】【详解】(1)[1][2]物质从气态变化到固态叫做凝华,凝华需要放热,使其温度降低;(2)[3]在液体的表面上,某些能量较大的分子能克服液体内其他分子的束缚而“飞离”液体表面,属缓慢的汽化现象,这就是蒸发现象;[4]在液体内部,一些分子获得足够的能量,摆脱其他分子的束缚,进入液体内部的小气泡中,从而使小气泡逐渐变大并上升到液面,气泡破裂,其中的水蒸气“飞”到空气中,整个过程较为剧烈,这就是沸腾。
一、初中物理热学问题求解方法1.如图甲是一款便携式电火锅,图乙是其简化电路图。
R 1、R 2均为电热丝,电火锅有加热和保温两个档,加热功率为440W ,保温功率为110 W 。
求:(1)加热档工作时,电路中的电流是多少? (2)电热丝R 2的阻值是多少?(3)若不计热量损失,该电火锅正常工作,把质量为0.55 kg 、初温为20℃的水加热到100℃,需要多少秒?[()34.210J/kg c ⋅=⨯水℃]【答案】(1)2A ;(2)330Ω;(3)420s 【解析】 【分析】 【详解】(1)根据2U P R=可知,当电阻较小时,电功率较大,这是加热档,从图乙可以看到,开关连接1,电路中的电流是440W2A 220VP I U ===加热加热 (2)根据2U P R=可知,电热丝R 1阻值大小是()221220V 110Ω440WU R P ===加热当开关连接2时,R 1、R 2串联接在电路,这是保温档,根据2U P R=可知,电路中的总电阻是()22220V 440Ω110WU R P ===总保温可知电热丝R 2的阻值是21-440Ω-110Ω330ΩR R R ===总(3)根据Q cm Δt =可知,水吸收的热量是()()354.210J/kg 0.55kg 100-20 1.84810J Q c m t =∆=⨯⋅⨯⨯=⨯吸水℃℃℃不计热量损失,那么Q Q =吸放,该电火锅正常工作需要的时间是51.84810J 420s 440WQ t P ⨯===放加热答:(1)加热档工作时,电路中的电流是2A ;(2)电热丝R 2的阻值是330Ω;(3)若不计热量损失,该电火锅正常工作,把质量为0.55 kg 、初温为20℃的水加热到100℃,需要时间是420s 。
2.探究水沸腾时温度变化的特点:(1)如图甲、乙所示,是小明同学在实验中,用数码相机拍摄的水沸腾前和沸腾时的两张照片,其中_____是水沸腾时的情况;(2)实验前,向烧杯中倒入热水而不是冷水,这样做是为了_____;(3)由实验数据绘制出温度随时间变化的图像,如图丙所示。
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: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℃。
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)。
一、初中物理热学问题求解方法1.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。
2.假设我们手里现有一支刻度均匀,但读数不准的温度计,标准大气压下,在冰水混合物中的示数为4℃,在沸水中的示数为96℃,用此温度计测得某液体的温度是27℃,则所测液体的实际温度应该是( ) A .24℃ B .25℃C .26℃D .27℃【答案】B 【解析】 【详解】由题意可知,不准的温度计上一个小格表示的实际温度为:10025=96-423℃℃℃;用此温度计测得液体的温度是27℃,则这种液体的实际温度为:()272523425t =⨯-=℃℃℃。
故ACD 错误,B 正确。
3.将一杯热水倒入盛有一些冷水的容器中,冷水的温度升高了10 ℃,这是通过______的方式改变了冷水的内能。
又向容器内倒入同样一杯热水,冷水的温度又升高了6℃。
如果再向容器内倒入同样三杯热水,则冷水温度可再升高______℃(不计热量损失)。
【答案】热传递 9 【解析】 【分析】 【详解】[1]热水倒入冷水中,热水放出热量,冷水吸收热量,冷水温度升高,是通过热传递的方式改变冷水的内能。
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.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.用体温计分别测甲、乙、丙三人的体温,先测得甲的体温正常。
一、初中物理热学问题求解方法1.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--'⨯⨯⨯=⨯=⨯=2.图甲是小强在标准大气压下用 50g 冰做“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验装置,图乙是他根据记录的数据绘制的温度随时间变化规律的图像。
一、初中物理热学问题求解方法1.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。
2.实验室有一只读数不准确的温度计,在测冰水混合物的温度时,其读数为20℃,在测一标准大气压下沸水的温度时,其读数为80℃,下面分别是温度计示数为41℃时对应的实际温度和实际温度为60℃时温度计的示数,其中正确的是()A.41℃,60℃B.21℃,40℃C.35℃,56℃D.35℃,36℃【答案】C【解析】【分析】我们知道在一标准大气压下冰水混合物的温度是0℃,沸水的温度是100℃.所以这支温度计上的示数20℃所对应的实际温度是0℃,示数80℃对应的实际温度是100℃;由于20℃到80℃之间有60个格,那么用实际的100℃除以60格就是这支温度计一个小格表示的温度值了,即10060℃;那么当示数为41℃时,从20℃到41℃之间有21个格,用21×10060℃算出的就是实际的温度;实际温度为60℃时对应的温度根据上述原理同样可求。
【详解】当温度为41℃时,实际温度:14120100()6305t =⨯=﹣℃℃, 当实际温度为60℃时,对应的温度:60601002056t =+⨯=℃℃℃; 故选C 。
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.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CO 2)在常温下会直接变成气态的CO 2,发生升华现象,故D 项错误;3.质量相等的28℃、100℃的水分别装在甲、乙两容器中,现将一个温度为100℃的金属球放入甲容器中,达到温度相同时,甲容器中水温升高到 40℃,然后迅速取出金属球放入乙容器中,再次达到温度相同时,乙容器中水温是(设不计热量损失和水的质量损失)( )A .60℃B .70℃C .88℃D .90℃【答案】D【解析】【分析】【详解】当将金属球放入甲容器中时,金属球放出的热量与水吸收的热量相等,即:Q 金=Q 水,则: Q 金=m 金×c 金(100℃-40℃),Q 水=m 水×c 水(40℃-28℃),所以:m 金×c 金(100℃-40℃)=m 水×c 水(40℃-28℃)化简得: c m c m 水水金金=5:1;当将金属球放入乙容器中时,乙容器中的水放出的热量与金属球吸收的热量相等,即:Q 水 =Q 金,由于甲乙容器中的水的质量相等,又是同一个金属球,设两者共同的温度为t ℃, 则:Q 水=m 水×c 水(100℃-t ℃),Q 金=m 金×c 金(t ℃-40℃),即:m 水×c 水(100℃-t ℃)=m 金×c 金(t ℃-40℃),t=90℃.综上分析故选D .4.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”。
一、初中物理热学问题求解方法1.有一支刻度不准的温度计,放在冰水混合物中,稳定后示数为﹣4℃,放在一标准气压下的沸水中,示数为92℃,把它放在某教室时温度计示数为28℃,教室的实际温度是________。
【答案】33℃ 【解析】 【分析】 【详解】摄氏温度的规定是:标准大气压下水的沸点为100℃,冰点为0℃,100℃和0℃之间有100等份,每一份代表1℃,而该温度计的96个小格表示100℃,设温度计示数为28℃时的实际温度为t ,则:10000 92(4)28(4)t --=----℃℃℃℃℃℃℃ 解得t ≈33℃2.在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图所示。
(1)实验中应量取质量_____的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中。
(2)实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯和_____。
(3)用相同规格的电加热器加热甲和乙两种液体,使它们升高相同的温度,通过_____来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。
(4)实验记录的数据如下表所示,分析实验数据可知_____(选填“甲”或“乙”)物质的吸热能力强。
(5)下列事实能用上述实验数据得出的结论解释的是_____。
A .沿海地区昼夜温差会比内陆地区小 B .用盐水腌蛋,一段时间后蛋会变咸 C .长期堆放煤的水泥地面变成黑色 D .夏大给教室洒水,感觉凉爽【答案】相同 电加热器 加热时间 甲 A 【解析】(1)根据控制变量法分析甲、乙两种液体质量的关系;(2)根据温度计的使用方法分析温度计的玻璃泡不要碰到哪些地方;(3)使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转化法;(4)使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;(5)水的比热容较大,与其它物质相比,吸收相同的热量,升高的温度较低。
【详解】(1)[1]根实验中应量取质量相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中;(2)[2]实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯和电加热器;(3)[3]用相同规格的电加热器加热甲和乙两种液体,使它们升高相同的温度,通过加热时间来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少;(4)[4]由实验数据可知,加热相同的时间,甲升高的温度比乙升高的温度要低一些,甲物质的吸热能力强;(5)A.沿海地区昼夜温差会比内陆地区小,是因为水的比热容较大,故A符合题意;B.用盐水腌蛋,一段时间后蛋会变咸,属于扩散现象,故B不符合题意;C.长期堆放煤的水泥地面变成黑色,属于扩散现象,故C不符合题意;D.夏天给教室洒水,感觉凉爽,是因为蒸发吸热,故D不符合题意。
一、初中物理热学问题求解方法1.用体温计分别测甲、乙、丙三人的体温,先测得甲的体温正常。
用酒精消毒后,忘了拿着体温计用力向下甩,就直接依次去测乙和丙的体温,已知乙的体温是37.6℃,丙的体温为38.4℃,那么用此方法测得乙和丙的体温分别为( )A .37℃、38.4℃B .37℃、37.6℃C .37.6℃、38.4℃D .38.4℃、38.4℃【答案】C【解析】【详解】因为甲的体温正常,所以用体温计测完甲后,体温计的示数应该是37℃左右,不会是37.6℃,用酒精消毒后,忘了拿着体温计用力向下甩,那么液泡会收缩,液柱不会下降,还是37℃左右,依次去测乙和丙的体温时,乙的体温是37.6℃,这说明液柱上升了,乙的真实体温是37.6℃,丙的体温为38.4℃,这也说明液柱也上升了,丙的真实体温是38.4℃,所以用此方法测得乙和丙的体温分别为37.6℃、38.4℃,故选C 。
2.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 -⨯ 0.3pSLN Vq 【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W P 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。
一、初中物理热学问题求解方法1.在两个相同的杯子内盛有质量相等的热水和冷水,将一半热水倒入冷水杯内,冷水杯内的温度升高21℃,若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内,冷水杯内的水温会升高()A.9℃B. 8℃C. 6℃D. 5℃【答案】C【解析】【详解】设一杯水的质量为m,热水的初温为t热,冷水的初温t冷,将一半的热水倒入容器中后共同的温度为t,因不计热损失,所以,由Q=cm△t可得:Q放=Q吸,即:c 12m△t热=cm△t冷,解得:△t热=2△t冷=2×21℃=42℃,据此可设t冷=0℃,则t=21℃,t热=21℃+42℃=63℃,若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内时,相当于同时向冷水中倒34杯热水,则:c 34m(t热-t′)=cm(t′-t冷)即34(63℃-t′)=t′-0解得:t′=27℃,所以,冷水温度将再升高:△t=t′-t=27℃-21℃=6℃。
故C符合题意。
2.戴眼镜的人从室外进入温暖的室内,镜片上会出现“水雾”,下列现象中的物态变化与“水雾”的形成相同的是()A.饮料中的冰块逐渐变小B.北方冬天植物上的雾淞C.蒸锅上方生成的“白气”D.寒冬,室外冰冻的衣服逐渐变干【答案】C【解析】【分析】【详解】戴眼镜的人从室外进入温暖的室内,镜片上会出现“水雾”,这是眼镜温度较低,而室内水蒸气温度较高,水蒸气接触到眼镜时,会放出热量降温,液化成小水珠,附在眼镜上。
A.饮料中的冰块逐渐变小,这是冰块吸热熔化成水,A项不合题意;B.雾淞是由于空气中的水蒸气凝华形成的固态小冰晶,B项不合题意;C.蒸锅上方生成的“白气”,这是水蒸气液化形成的小水珠,选项C符合题意;D.寒冬,室外冰冻的衣服逐渐变干,这是衣服上的固态冰升华成水蒸气,D项不合题意。
故选C。
3.受新型冠状病毒的影响,一“罩”难求。
一般医用口罩至少要有三层,外层需要阻挡外界空气中的灰层、细菌、唾沫等飞溅物,中间层经过静电处理,可以阻挡细菌等微小颗粒(潮湿环境中会失去静电),内层要吸收佩戴者呼出的水汽、飞沫等。
一、初中物理热学问题求解方法1.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。
2.实验室有一只读数不准确的温度计,在测冰水混合物的温度时,其读数为20℃,在测一标准大气压下沸水的温度时,其读数为80℃,下面分别是温度计示数为41℃时对应的实际温度和实际温度为60℃时温度计的示数,其中正确的是()A.41℃,60℃B.21℃,40℃C.35℃,56℃D.35℃,36℃【答案】C【解析】【分析】我们知道在一标准大气压下冰水混合物的温度是0℃,沸水的温度是100℃.所以这支温度计上的示数20℃所对应的实际温度是0℃,示数80℃对应的实际温度是100℃;由于20℃到80℃之间有60个格,那么用实际的100℃除以60格就是这支温度计一个小格表示的温度值了,即10060℃;那么当示数为41℃时,从20℃到41℃之间有21个格,用21×10060℃算出的就是实际的温度;实际温度为60℃时对应的温度根据上述原理同样可求。
【详解】当温度为41℃时,实际温度:14120100()6305t =⨯=﹣℃℃, 当实际温度为60℃时,对应的温度:60601002056t =+⨯=℃℃℃; 故选C 。
一、初中物理热学问题求解方法1.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;2.受新型冠状病毒的影响,一“罩”难求。
一般医用口罩至少要有三层,外层需要阻挡外界空气中的灰层、细菌、唾沫等飞溅物,中间层经过静电处理,可以阻挡细菌等微小颗粒(潮湿环境中会失去静电),内层要吸收佩戴者呼出的水汽、飞沫等。
某口罩的构造如图所示。
下列说法正确的是( )A .口罩潮湿后防护能力降低B .佩戴口罩时应该使白色吸水无纺布朝外C .口罩的中间层静电熔喷布能吸引小磁针D .佩戴口罩后内层潮湿是呼出的水蒸气升华形成 【答案】A【解析】【分析】【详解】A.潮湿环境中会失去静电,口罩潮湿后,会失去静电,中间层不可以阻挡细菌等微小颗粒, 口罩防护能力降低,A正确;B.由题意可知,内层要吸收佩戴者呼出的水汽、飞沫等,那么白色吸水无纺布应该是内层,有吸水能力,佩戴口罩时应该使白色吸水无纺布朝内,B错误;C.带电体能吸引轻小物体,所以中间层静电熔喷布能吸引细菌等微小颗粒,但它不是磁体,不能吸引小磁针,C错误;D.佩戴口罩后内层潮湿是呼出的水蒸气液化形成的,D错误。
故选A。
3.如图所示,在大烧杯中装有大量的碎冰块,把装有少量碎冰块的试管插在大烧杯的冰块中,在烧杯底部用酒精灯加热.下列说法正确的是A.大烧杯和小试管中的冰同时熔化B.小试管中的冰先熔化,大烧杯中的冰后熔化C.大烧杯中的冰完全熔化后,小试管中冰才开始熔化D.小试管中冰始终不能熔化【答案】C【解析】冰是晶体,若给烧杯中的冰加热时,烧杯中的冰会熔化,但完全熔化前温度保持不变,所以试管中的冰达到熔点,但由于温度相同没有热传递,则不能从烧杯中继续吸热,所以不能熔化;若烧杯中的冰完全熔化后,继续吸热,温度将升高,所以试管中的冰达到熔点,继续吸热,所以能熔化.故C正确.故选C.4.下列关于内能说法正确的是()A.0℃的物体内能为零B.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递C.温度高的物体比温度低的物体内能大D.物体内能增大,温度可能不变【答案】D【解析】【详解】A.一切物体,不论温度高低,都具有内能,所以0℃的物体内能不为零,A错误;B .热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递,内能大的物体温度可能较低,那么热量就可能是从内能小的物体向内能大的物体传递,B 错误;C .温度高的物体内能不一定大,内能还和质量、状态有关,C 错误;D .物体内能增大,温度可能不变,比如说0℃的冰熔化为0℃的水后,质量不变,温度不变,但是吸收了热量,内能变大,D 正确。
一、初中物理热学问题求解方法1.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。
2.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()物质水银金铜钢钨熔点(℃)-391064108315153410沸点(℃)3572500236027505900A.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。
一、初中物理热学问题求解方法1.在两个相同的杯子内盛有质量相等的热水和冷水,将一半热水倒入冷水杯内,冷水杯内的温度升高21℃,若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内,冷水杯内的水温会升高( ) A .9℃ B . 8℃C . 6℃D . 5℃【答案】C 【解析】 【详解】设一杯水的质量为m ,热水的初温为t 热,冷水的初温t 冷,将一半的热水倒入容器中后共同的温度为t ,因不计热损失,所以,由Q=cm △t 可得:Q 放=Q 吸,即:c12m △t 热=cm △t 冷, 解得:△t 热=2△t 冷=2×21℃=42℃,据此可设t 冷=0℃,则t =21℃,t 热=21℃+42℃=63℃,若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内时,相当于同时向冷水中倒34杯热水,则:c34m (t 热-t ′)=cm (t ′-t 冷) 即34(63℃-t ′)=t ′-0 解得:t ′=27℃,所以,冷水温度将再升高:△t =t ′-t =27℃-21℃=6℃。
故C 符合题意。
2.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;3.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。
一、初中物理热学问题求解方法1.受新型冠状病毒的影响,一“罩”难求。
一般医用口罩至少要有三层,外层需要阻挡外界空气中的灰层、细菌、唾沫等飞溅物,中间层经过静电处理,可以阻挡细菌等微小颗粒(潮湿环境中会失去静电),内层要吸收佩戴者呼出的水汽、飞沫等。
某口罩的构造如图所示。
下列说法正确的是()A.口罩潮湿后防护能力降低B.佩戴口罩时应该使白色吸水无纺布朝外C.口罩的中间层静电熔喷布能吸引小磁针D.佩戴口罩后内层潮湿是呼出的水蒸气升华形成【答案】A【解析】【分析】【详解】A.潮湿环境中会失去静电,口罩潮湿后,会失去静电,中间层不可以阻挡细菌等微小颗粒, 口罩防护能力降低,A正确;B.由题意可知,内层要吸收佩戴者呼出的水汽、飞沫等,那么白色吸水无纺布应该是内层,有吸水能力,佩戴口罩时应该使白色吸水无纺布朝内,B错误;C.带电体能吸引轻小物体,所以中间层静电熔喷布能吸引细菌等微小颗粒,但它不是磁体,不能吸引小磁针,C错误;D.佩戴口罩后内层潮湿是呼出的水蒸气液化形成的,D错误。
故选A。
2.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。
3.甲、乙是两个质量相等的空心球,它们的空心部分体积完全相同,甲球恰好能在水中悬浮,33310kg/m ρ⨯甲=,33210kg/m ρ=⨯乙,则甲、乙两球的体积之比为____。
一、初中物理热学问题求解方法1.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。
2.实验室有一只读数不准确的温度计,在测冰水混合物的温度时,其读数为20℃,在测一标准大气压下沸水的温度时,其读数为80℃,下面分别是温度计示数为41℃时对应的实际温度和实际温度为60℃时温度计的示数,其中正确的是()A.41℃,60℃B.21℃,40℃C.35℃,56℃D.35℃,36℃【答案】C【解析】【分析】我们知道在一标准大气压下冰水混合物的温度是0℃,沸水的温度是100℃.所以这支温度计上的示数20℃所对应的实际温度是0℃,示数80℃对应的实际温度是100℃;由于20℃到80℃之间有60个格,那么用实际的100℃除以60格就是这支温度计一个小格表示的温度值了,即10060℃;那么当示数为41℃时,从20℃到41℃之间有21个格,用21×10060℃算出的就是实际的温度;实际温度为60℃时对应的温度根据上述原理同样可求。
【详解】当温度为41℃时,实际温度:14120100()635t=⨯=﹣℃℃,当实际温度为60℃时,对应的温度:60 601002056t=+⨯=℃℃℃;故选C。
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.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( )A .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.5.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。
6.随着人们生活水平的提高,轿车已逐步进入普通家庭.若某轿车以20kW 的功率在平直公路上以20m/s 的速度匀速行驶1000s ,消耗汽油2L .[已知ρ油=0.7×103kg/m 3、q 油=4.6×107J/kg ,c 水=()34.210J/kg ⨯⋅℃].求:(1)轿车做的功;(2)汽油机的效率;(保留一位小数)(3)如果汽油完全燃烧产生的热量中有4.2%被水箱中的质量为7kg 初温为20℃的水吸收,能使水的温度大约升高多少℃(1个标准大气压)?【答案】(1)7210J ⨯;(2)31.1%;(3)80℃ 【解析】 【详解】(1)由题意可知,轿车做的功为720kW 1000s 210J W Pt ==⨯=⨯(2)消耗汽油的质量为33-330.710kg/210m 1.4k m g m V ρ==⨯=⨯⨯油油油消耗汽油2L 放出的热量为774.610J/kg 1.4kg 6.4410J Q q m ==⨯⨯=⨯油油放汽油机的效率为77210J 100%100%31.1%6.4410JW Q η⨯=⨯=⨯≈⨯放 (3)设能使水的温度大约升高t ∆,由题意可知4.2%Q c m t =∆水水放可求得()734.2% 4.2% 6.4410J924.210J/kg 7kgQ t c m ⨯⨯∆===⨯⋅⨯放水水℃℃ 由于这是在1个标准大气压下,水的最高温度为100℃,所以能使水的温度大约升高100-2080=℃℃℃答:(1)轿车做的功为7210J ⨯;(2)汽油机的效率为31.1%;(3)如果汽油完全燃烧产生的热量中有4.2%被水箱中的质量为7kg 初温为20℃的水吸收,能使水的温度大约升高80℃.7.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 。
8.如图所示,放置在水平地面上的两个均匀实心正方体A 和B ,物体A 、B 的边长分别为0.1米和0.2米。
物体A 的密度为4×103千克/米3,物体B 的质量为10千克。
求:(1) 物体A 的质量m A 。
(2) 物体B 对水平地面的压力F B 。
(3) 在保持物体A 、B 原有放置方式不变的情况下,现将物体A 、B 各自沿水平方向在上部切去质量为△m 的一部分,使剩余部分对水平地面的压强相等,求切去的质量△m 。
【答案】(1)4千克(2)98牛(3)2千克 【解析】 【详解】(1)物体A 的质量:m A =ρA V A =4×103kg/m 3×(0.1m)3=4kg ;(2)物体B 对水平地面的压力F B 等于物体重力大小:F B =G B =m B g =10kg ×9.8N/kg=98N ;(3)A 物体的底面积:S A =(0.1m)2=0.01m 2,B 物体的底面积:S B =(0.2m)2=0.04m 2,将物体A. B 各自沿水平方向在上部切去质量为△m 的一部分,根据p =FS,由于物体对水平地面的压力等于剩余部分的重力,因剩余部分对水平地面的压强相等,故有:A A G mg S - =B BG mgS - , 即:A B G mg G mg -- =ABS S ,整理后有:A B m m m m -- =ABS S ,代入已知量:4kg 10kg m m -- =220.01m 0.04m ,故切去的质量:△m =2kg.答:(1)物体A 的质量m A 为4kg (2)物体B 对水平地面的压力F B 为98N ;(3)在保持物体A. B 原有放置方式不变的情况下,现将物体A. B 各自沿水平方向在上部切去质量为△m 的一部分,使剩余部分对水平地面的压强相等,切去的质量△m =2kg.9.煤、石油、天然气的过量开采使人类面临能源危机.某县在冬季利用地热能为用户取暖.县内有一口自喷状态地热井,出水温度为90℃,出水流量为150m 3/h . (1)每小时流出的水是多少kg?(2)求每小时流出的地热水温度降低到50℃,所放出的热量.(3)这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热,且天然气蒸汽锅炉的热效率为90%,则利用上述地热能供暖一小时可以节约多少天然气?[ρ水=1.0×103kg/m 3,c 水=4.2× 103J](kg •℃),天然气的热值为4×107J/m 3]【答案】(1) 1.5×l05kg ;(2) 2.52×1010J ;(3)700m 3 【解析】 【详解】(1)每小时流出水的质量m =ρV =1.0×103kg/m 3×150m 3=1.5×l05kg ;(2)水放出的热量Q 水放=cm Δt =4.2×103J/(kg•℃)×1.5×105kg×(90℃-50℃)=2.52×1010J ; (3)这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热,则Q 有用=Q 水放=2.52×1010J ,天然气需要放出的热量Q 放=102.5210J90%Q η⨯=有用=2.8×1010J ,天然气的体积V =10732.810J 410J/mQ q ⨯=⨯放=700m 3. 答:(1)每小时流出的水是1.5×l05kg ; (2)每小时流出的地热水温度降低到50℃所放出的热量为2.52×1010J ; (3)利用地热能供暖一小时可以节约700m 3的天然气。