中考物理热学问题求解方法-经典压轴题含答案
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一、初中物理热学问题求解方法
1．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．
2．质量相等的两金属块A和B长时间放在沸水中，将它们从沸水中取出后，立刻分别投入甲、乙两杯质量和温度都相同的冷水中．不计热量损失，当甲、乙两杯水的温度不再升高时，发现甲杯水的温度低于乙杯水的温度，两杯水吸收的热量Q甲____Q乙，两金属块比热容cA____cB(均选填“>”“<”或“=”)
【答案】< <
【解析】
【详解】
[1]当甲、乙两杯水的温度不再升高时，达到热平衡，金属块的末温等于水的末温，因为此时甲杯水的温度低于乙杯水的温度，所以金属块A的末温比金属块B的末温低；两金属块使水温升高，甲杯水的温度低于乙杯水的温度，则甲杯水升高的温度小，而两杯水的质量相同，由Q吸=cmΔt可知甲杯里的水比乙杯里的水吸收的热量少，即
Q甲＜Q乙；
[2]两金属块都从沸水中取出、初温t相同，对于金属块A来说有：
cAmA（t-tA）=c水m水（tA-t水初）…①
对于金属块B来说有：
cBmB（t-tB）=c水m水（tB-t水初）…②
因水的质量相同，由①②得到
AAABBB()=()ttcttctttt水初水初
tA＜tB，
tA-t水初＜tB-t水初，
故
cA（t-tA）＜cB（t-tB），
由于
t-tA＞t-tB，
所以
cA＜cB．
3．小明打开装有一定量“干冰”的月饼包装盒，发现空气中出现了“白雾”，这是因为干冰在升华过程中需___________热量，使空气中的水蒸气遇冷液化形成的。气体在液化过程中要___________热量，所以被100℃的水蒸气烫伤比被100℃的水烫伤要严重。
【答案】吸收 放出
【解析】
【分析】
【详解】
[1]这是因为干冰在升华过程中需吸收热量，使空气中的水蒸气遇冷液化形成的。
[2]气体在液化过程中要放出热量，所以被100℃的水蒸气烫伤比被100℃的水烫伤要严重。
4．我国研制的大客机C919于2017年5月5日首飞成功，发动机巡航推力为3.6×104N，巡航速度为920 km/h。
(1)飞机水平匀速巡航时，受到的阻力是多少？
(2)若飞机以巡航速度飞行0.5 h的过程中，耗油1800 kg，求此过程中发动机的机械效率。（燃油热值q取4.6×10 7J/kg）
【答案】(1)3.6×104N；(2)20%
【解析】
【分析】
(1)物体处于静止或匀速直线运动状态，受到的力是平衡力，根据平衡力判断出受到的阻力。
(2)根据Qmq算出燃料完全燃烧放出的热量，根据svt算出移动的距离，根据WFs
算出发动机传递给飞机的推进功，根据100%WQ推力放算出发动机的机械效率。
【详解】
(1)飞机水平匀速巡航时，处于平衡状态，受到平衡力的作用，发动机巡航推力与受到的阻
力平衡力，大小相等，则受到的阻力
43.610NfF
(2)燃料完全燃烧放出的热量
7101800kg4.610J/kg8.2810JQmq放
发动机巡航的距离为
920km/h0.5h460km460000msvt
飞机的推进功（推力所做的功）
4103.610N460000m1.65610JWFs推力
发动机的推进效率
10101.65610J100%100%20%8.2810JWQ推力放
答：(1)飞机水平匀速巡航时，受到的阻力是3.6×104N；(2)若飞机以巡航速度飞行0.5h的过程中，耗油1800kg，此过程中发动机的机械效率20%。
【点睛】
本题考查了平衡力的应用、热量、速度、功、效率的计算等知识，是一道综合题，有一定的难度，难点是效率的计算。
5．如图甲是一款便携式电火锅，图乙是其简化电路图。R1、R2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R2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/kgc水℃]
【答案】(1)2A；(2)330Ω；(3)420s
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据2UPR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
440W2A220VPIU加热加热
(2)根据2UPR可知，电热丝R1阻值大小是
221220V110Ω440WURP加热
当开关连接2时，R1、R2串联接在电路，这是保温档，根据2UPR可知，电路中的总电阻是
22220V440Ω110WURP总保温
可知电热丝R2的阻值是
21-440Ω-110Ω330ΩRRR总
(3)根据QcmΔt可知，水吸收的热量是
354.210J/kg0.55kg100-201.84810JQcmt吸水℃℃℃
不计热量损失，那么QQ吸放，该电火锅正常工作需要的时间是
51.84810J420s440WQtP放加热
答：(1)加热档工作时，电路中的电流是2A；(2)电热丝R2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。
6．下表为现在家庭、宾馆常用的无线电水壶（一种在倒水时导线脱离，用电加热的方便水壶）的铭牌，某同学用这种电水壶烧开水，他将水放至最大容量，测得水的初温是20C，通电6分钟后水恰好沸腾（在一个标准大气压下），试通过计算，回答下列问题：
额定电压 220V
额定功率 1210W
最大容量 1L
(1)该电水壶是利用电流的_____效应工作的；
(2)该电水壶正常工作时的电流及电热丝的电阻；
(3)这段时间水吸收的热量；[水的比热容34.210J/(kgC)c]
(4)现测得电源电压为200V，求此时电水壶的工作效率。（计算结果保留两位有效数字）
【答案】(1)热；(2)5.5A，40Ω；(3)53.3610J；(4) 93%
【解析】
【详解】
解：(1)电水壶是利用电流通过导体时，使导体产生热量来工作的，是电流的热效应。
(2)根据PUI可得，此电水壶正常工作时的电流
1210W5.5A220VPIU
由2UPR可得，电热水壶的电阻
22(220V)401210WURP
(3)水的质量
3333110kg/m110m1kg水水水mV
水在1个标准大气压下的沸点100t℃，烧开时吸收的热量
3504.210J/(kgC)1kg(100C20C)3.3610J吸水水Qcmtt
(4)当电压200VU时，消耗的电能
225(200V)360s3.610J40WtRU
此时电水壶工作的效率
533.3610J100%100%93%2.641J0吸QW
答：(2)该电水壶正常工作时的电流为5.5A，电热丝的电阻为40Ω；
(3)这段时间水吸收的热量53.3610J；
(4)此时电水壶的工作效率93%。
7．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/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
温度/℃ 85 86 87 91 93 95 97 99 101 101 101
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。
8．小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”，同时又探究了“不同燃料燃烧的放热能力”，他设计了两组实验装置如图所示：
