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2020-2021中考物理专题复习热学问题题附答案解析

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一、初中物理热学问题求解方法 1．如图是某款有加热和保温功能的电热饮水机电路原理图，机内有温控开关S0。该饮水机的部分参数已知：额定电压为220V，加热时的总功率为880W，保温时的功率为40W，R1、R2为加热电阻丝（不考虑温度对电阻丝阻值的影响）。求：

(1)当S和S0闭合时，电路中的总电流； (2)加热时效率为80%，将0.5kg的水从30℃加热到100℃需要多少时间？

(3)电阻丝R2的阻值。

【答案】(1)4A；(2)208.8s；(3)1210Ω 【解析】 【分析】

(1)由电路图可知，当S和S0闭合时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，根据

2U

P

R

可知电路总功率最大，据此判断饮水机所处的状态，根据PUI求出此时电路中的总电流。

(2)知道水的质量和初温、末温以及比热容，根据0Qcmtt吸求出水吸收的热量，根

据吸QW求出消耗的电能，利用WPt求出需要的加热时间。 (3)由电路图可知，开关S闭合、S0断开时，电路为R2的简单电路，电路中的总电阻最大，

根据2UPR可知电路总功率最小，据此判断饮水机所处的状态，根据2UPR求出电阻R2的阻值。

【详解】

(1)由电路图可知，当S和S0闭合时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，由2UPR可

知，电路总功率最大，饮水机处于加热状态；由PUI可得，此时电路中的总电流 880W4A220VPIU加热

(2)水吸收的热量 354.210J/kg0.5kg100301.4710JQcmt吸℃℃℃ 由吸QW可得，消耗的电能 551.4710J1.837510J80%QW

吸

由WPt可得，需要的加热时间 51.837510J208.8s880WWtP



加热 (3)由电路图可知，开关S闭合、S0断开时，电路为R2的简单电路，电路中的总电阻最大，

电路总功率最小，饮水机处于保温状态，保温时的功率为40W；由2UPR可得，电阻R2

的阻值 22

2220V

1210Ω40WURP

加热 答：(1)当S和S0闭合时，电路中的总电流为4A；(2)加热时效率为80%，将0.5kg的水从30℃加热到100℃需要208.8s；(3)电阻丝R2的阻值为1210Ω。

【点睛】

重点是电功率的相关计算，牢记公式2UPR，另外要读懂电路图，知道两个开关都闭合时为高温档，闭合一个开关时为低温档。

2．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表示这一切所对应的热量，则功和热量之间的关系可写成WJQ，J即为热功当量。利用如图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。通电，并用搅拌器搅拌加速导热，一段时间后断电，记录通电时间t和末温2t。

（4）计算出热功当量J__________（用题中所给字母表示，水比热容用c表示）热功当量的测量，彻底否定了“热质说，为能量守恒和转化奠定了基础。

/mint 0 1 2 3 4 5

水 20℃ 25℃ 30℃ 36℃ 40℃ 45℃ 煤油 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 71℃

（5）这套装置还可以用来做“比较水和煤油比热容的大小”实验，应当选择图2的__________（选填“A或B”）装置中的电阻与图1装置中的电阻__________（选填“串

联或并联”）。 （6）进行实验后，测得数据如表格所示。本实验中水和煤油吸收热量的多少是用__________（选填“温度计示数的变化或加热时间”）来反映的。

（7）由表格数据求得煤油的比热容为____________________。

【答案】秒表 右 21UIttcmt A 串联 温度计示数的变化 32.110J/kgC 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]图中所示器材有电压表，电流表，温度计，为完成实验，需要求出电功，根据W=UIt还需要的器材是秒表。 (2)[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应位于阻值

最大处，即滑片位于最右端。 (4)[3]根据WUIt，21Qcmtcmtt，WJQ，则热功当量

21

WUItJQtcmt

(5)[4][5]这套装置还可以用来做“比较水和煤油比热容的大小”实验，为了控制变量相同，所

以电阻丝阻值应该相同，即应当选择图2的A装置中的电阻与图1装置中的电阻串联。 (6)[6]根据转换法，实验中水和煤油吸热的多少是通过温度计示数的变化来反映的。

(7)[7]由表格数据可知，1min内，水的温度变化了

25℃-20℃=5℃

煤油的温度变化了 30℃-20℃=10℃

相同时间内，电阻丝产生的热量相同，则 QcmtQcmt水水水煤油煤油煤油

代入数据可得 32.110J/kgCc

煤油

3．小明探究水沸腾时的特点，实验装置如图所示。

（1）加热一定时间后，温度计的示数如图所示，此时水的温度为________℃； （2）当观察到如图中的_______图时，说明水已沸腾；b图中气泡上升的过程逐渐变小，发生的物态变化是_______；

（3）水在沸腾过程中虽然温度不再升高，但酒精灯要持续加热，这说明液体在沸腾过程中要______； （4）如图所示中能正确表示实验过程中水温度变化的图象是______________。 A． B． C． D． 【答案】89； a； 液化； 吸热； A。

【解析】 【分析】 本题考查探究水沸腾实验的仪器、实验现象及图象处理。 【详解】 (1)[1]由图可知，温度计的读数是89℃

；

(2)[2]水沸腾时，水泡上升变大，到水面破裂开，由此可知a图时，水已沸腾；

[3]b图中，气泡在上升过程中，变小，最后消失了，是气泡中的气体在上升过程中遇到的

水温度比较低，气体遇冷液化变成了液体，故是液化过程； (3)[4]水在沸腾时，虽然温度保持不变，但要继续吸热；

(4)[5]水在沸腾前，吸热温度升高，沸腾时，吸热温度保持不变，直到水全部汽化，满足这

些描述的是A。

4．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】 【分析】 （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。

故选A。

5．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。

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2020-2021中考物理复习热学问题专项综合练附答案解析

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一、初中物理热学问题求解方法1．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1200r1200r==20r/s1min60s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。

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。

[c 水=4.2×103J/（kg·℃）]（1）实验中，冰熔化的时间为___________min。

（2）由图乙可知，冰在熔化过程中吸收热量，温度不变，内能____（选填“增大”、“减小”或“不变”），冰在熔化过程吸收的热量为_________J。

（3）试管中的冰完全熔化后，若持续加热，当烧杯中的水沸腾时，试管中的液体_________选填“会”或“不会”）沸腾。

【答案】4 增大 3.15×10 3不会【解析】【分析】【详解】(1)[1]由图象可知，实验中冰从2min开始熔化，6min熔化完毕，故冰熔化的时间是4min。

(2)[2]由图象可知，冰在熔化过程中吸收热量，温度不变，因继续吸热，所以内能增大。

[3]50g冰熔化成水，因为质量是不变的，所以水的质量也是50g，在6∼10min内，水的温度升高了15℃，则在6∼10min内水吸收的热量为33＝＝（℃）℃＝4.210J/kg0.05kg15 3.1510JQ cm t⨯⨯⨯⨯水吸由题知物质在相同的时间内吸收的热量是相同的，而冰的熔化过程用时也是4min，所以冰熔化过程中吸收的热量为3＝＝3.1510JQ Q⨯冰吸水吸(3)[4]当烧杯中的水沸腾后，尽管不断吸热，但烧杯中的水温度不再升高，保持水的沸点温度不变；试管中的水从大烧杯中吸热，温度达到水的沸点后，就和烧杯中的水的温度一样，就不能从烧杯中继续吸热，这时虽然达到了沸点，但不能继续吸收热量，所以试管中的水不会沸腾。

2020-2021中考物理专题复习热学问题题附答案

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∴两物体吸收热量
Q丙:Q丁=c丙m丙Δt丙:c丁m丁Δt丁=12:1
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“固液共存态”）。
[4]熔化需要吸收热量；
(4)[5]图2中 是液态，所以海波在 点是液态；
[6]图2中 段是凝固后的固态，所以 点是固态。
8．物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热。他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示。已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，问：
【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；
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由给出的猜想可知，液体蒸发快慢可能与四个因素有关，所以，在实验过程中控制了三个量相同，只有要探究的量发生了变化，用到的是控制变量法；
[2]验证猜想(3)蒸发的快慢与液体面积的空气流动有关；根据控制变量法的思想，应控制液体温度和表面积相同，改变液体上方空气流动速度，由此可知应选择AD两图；
(6)从水和沙子导热性能不同分析。
【详解】
(1)[1]根据转换法，在此实验中，用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少；
2020-2021中考物理培优专题复习热学问题练习题及答案解析

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一、初中物理热学问题求解方法1．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。

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。

[c 水=4.2×103J/（kg·℃）]（1）实验中，冰熔化的时间为___________min。

（2）由图乙可知，冰在熔化过程中吸收热量，温度不变，内能____（选填“增大”、“减小”或“不变”），冰在熔化过程吸收的热量为_________J。

（3）试管中的冰完全熔化后，若持续加热，当烧杯中的水沸腾时，试管中的液体_________选填“会”或“不会”）沸腾。

【答案】4 增大 3.15×10 3不会【解析】【分析】【详解】(1)[1]由图象可知，实验中冰从2min开始熔化，6min熔化完毕，故冰熔化的时间是4min。

(2)[2]由图象可知，冰在熔化过程中吸收热量，温度不变，因继续吸热，所以内能增大。

[3]50g冰熔化成水，因为质量是不变的，所以水的质量也是50g，在6∼10min内，水的温度升高了15℃，则在6∼10min内水吸收的热量为33Q cm t⨯⨯⨯⨯＝＝（℃）℃＝4.210J/kg0.05kg15 3.1510J水吸由题知物质在相同的时间内吸收的热量是相同的，而冰的熔化过程用时也是4min，所以冰熔化过程中吸收的热量为3＝＝3.1510JQ Q⨯冰吸水吸(3)[4]当烧杯中的水沸腾后，尽管不断吸热，但烧杯中的水温度不再升高，保持水的沸点温度不变；试管中的水从大烧杯中吸热，温度达到水的沸点后，就和烧杯中的水的温度一样，就不能从烧杯中继续吸热，这时虽然达到了沸点，但不能继续吸收热量，所以试管中的水不会沸腾。

2020-2021中考物理专题复习热学问题题及答案解析

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一、初中物理热学问题求解方法1．某工厂科研人员研制生产的四冲程汽车专用柴油发动机，采用了很多新技术，这种柴油发动机有8个气缸，活塞面积为12000mm 2，活塞行程为135mm ，当转速为2500r/min 时，发动机功率为220kW ，最低油耗可达260g/（kW ·h ），（1kW ·h ＝3.6×106J ），柴油的热值为4.3×107J/kg 。

请回答下列问题：(1)该柴油发动机的效率最高可达多少？(2)在做功冲程中气缸内的平均压强是多少？【答案】(1)32.2%；(2)8.15×105Pa 。

【解析】【详解】(1)每1kW·h 耗油260g ，完全燃烧释放热量为：Q 放=mq =0.26kg×4.3×107J/kg=1.118×107JW =1kW·h=3.6×106J 故柴油发动机的效率最高可达：673.6101.1181J 100%0100%32.2%JW Q η=⨯≈⨯=⨯⨯ (2)单缸四冲程柴油机一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两周，对外做功一次，由于转速为2500r/min ，合125r /s 3，则一个气缸每秒做功次数为： 1125125236⨯= 则该柴油机每秒做功次数为：125500863n =⨯= 该柴油机的功率：W npLS P t t==总 所以，做功冲程中的平均压强为： 5522.210W 1s 8.1510Pa 5000.135m 0.012m 3Pt p nLS ⨯⨯==≈⨯⨯⨯ 答：(1)柴油发动机的效率最高可达32.2%；(2)在做功冲程中气缸内的平均压强是8.15×105Pa 。

2．实验小组探究影响蒸发快慢的因素，提出以下的几种猜想：（1）蒸发的快慢与液体的温度有关；（2）蒸发的快慢与液体的表面积有关；（3）蒸发的快慢与液体面积的空气流动有关；（4）蒸发的快慢与液体的质量有关。