2020-2021备战中考物理易错题精选-热学问题练习题附答案
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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.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 … 4 5 6 7 8
温度/℃ … 90 91 93 97 98
时间/min 9 10 11 12 13 …
温度/℃ 98 101 98 98 98 … (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.
3.某小组的同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验,他们使用了如图所示的装置. (1)在设计实验方案时,需要确定以下控制的变量,你认为其中多余的是____________. A.采用完全相同的加热方式 B.酒精灯里所加酒精量相同
C.取相同质量的水和另一种液体 D.盛放水和另一种液体的容器相同
(2)加热到一定时刻,水开始沸腾,此时的温度如图丙所示,则水的沸点是____________℃,这表明实验时的大气压强____________(选填“大于”、“小于”或“等于”)
一个标准大气压. (3)实验中,____________表示液体吸收热量的多少,加热水至沸腾时继续加热,水的温度不变,水的内能___________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。 (4)而另一种液体相应时刻并没有沸腾,但是温度计的示数比水温要高的多.请你就此现象进行分析,本实验的初步结论为:不同物质的吸热能力____________(选填“相同”或“不同”),未知液体的吸热能力____________(选填“大于”或“小于”)水的吸热能力. 【答案】B 98 小于 加热时间(长短) 增大 不同 小于
【解析】 【详解】 (1)[1]在设计实验方案时,需要控制相关物理量不变,需要保证吸收的热量相同、质量也相
同、加热时间和方式相同,但并不需要酒精灯里所加酒精量相同,故选B; (2)[2][3]水的沸点就是这刻的温度,由图可以看到它的沸点是98℃;这个沸点低于1标准
大气压时的沸点,所以实验时的大气压强小于一个标准大气压; (3)[4][5]实验过程,加热时间的长短表示液体吸收热量的多少;加热水至沸腾时继续加热,
水的温度不变,但是水还在继续吸热,它的内能应该继续增大; (4)[6][7]加热相同的时间,吸收的热量相同,但是另一种液体温度计的示数比水温要高得
多,这说明了不同物质的吸热能力不同,未知液体的吸热能力比较小。
4.为了比较水和食用油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图所示的实验,实验数据记录如下:
(1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(甲图中):先调整固定______的位
置,再调整固定另一个的位置(选填“A”或“B”); (2)为保证实验结论的可靠,关于实验时“应控制两套装置中相同的量”的说法中,不必要
的是______ A.食用油和水的质量相等 B.两套装置中的烧杯相同
C.两酒精灯的火焰大小相同 D.两酒精灯内酒精的质量相等
(3)实验中食用油和水从20℃升温至45℃,______(水/食用油)所需时间较长,_____
(水/食用油)吸收的热量较多,由此可见, _____(水/食用油)吸热能力较强. (4)实验中,加热相同的时间,水吸收的热量______(大于/小于/等于)食用油吸收的热量,______(水/食用油)升高的温度较多,______(水/食用油)吸热能力较强. 【答案】B D 水 水 水 等于 食用油 水
【解析】 (1)在安装、调整如图(甲)的实验器材时,应先固定B,再调整固定A,因为底部的距离
应是固定的,而上部可以根据下部的情况进行灵活调节;(2)为保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中相同的量有:酒精灯中火焰的大小、水和食用油(ρ水>ρ食用油)的质量和初温度、烧杯等,酒精灯中的酒精多少不一定相同,D错误;(3)食用油和水从20℃升温至45℃,水所需时间较长,说明水吸收的热量较多,由此可见,水吸热能力较
强.(4)加热相同的时间,水吸收的热量等于食用油吸收的热量,食用油升高的温度较多,说明水吸热能力较强.
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.阅读图文,回答问题。 与伟大同行