中考物理提高题专题复习热学问题练习题附答案.docx
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中考物理提高题专题复习热学问题练习题附答案
一、初中物理热学问题求解方法
1.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0.2m2,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
轿车静止时对水平地面的压力
则轿车静止时对水平地面的压强
(2)由题意可知,轿车匀速行驶时所受阻力
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
;
轿车在5min内牵引力做的功
;
则轿车的实际功率
。
(3)该车以最大输出功率行驶10min,做的有用功
,
由
得,汽油完全燃烧放出的热量
,
由
得,需要完全燃烧汽油的质量
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。
2.为了比较“沙子和水的吸热本领的大小”,小明做了如图所示的实验:
在两个相同的烧杯中分别装好沙子和水,并在上方盖好玻璃片,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录如下表所示:
质量/g
温度升高10℃所需的时间/s
温度升高20℃所需的时间/s
温度升高30℃所需的时间/s
沙子
30
64
89
124
水
30
96
163
220
(1)在此实验中,用加热时间的长短来表示物质_________________;
(2)实验过程中要不断的用玻璃棒搅拌,目的是______________________;
(3)分析表中的实验数据可知:
质量相同的水和沙子,升高相同的温度时,水吸收的热量__________(选填“大于”或“小于”)沙子吸收的热量;
(4)如果加热相同的时间,对于质量相同的水和沙子,__________(选填“沙子”或“水”)升高的温度更高;
(5)实验过程中,观察到装水的烧杯上方的玻璃片上有水珠出现,_______(选填“沙子”或“水”)上方的玻璃片温度更高,原因是______________;
(6)实验中有些同学发现,刚开始加热时,出现了沙子的温度反而比较低的情况,你认为可能的原因是:
______________。
【答案】吸收热量的多少物质受热均匀大于沙子水水蒸气液化放热水的导热性能比沙子的导热性能好
【解析】
【分析】
(1)我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转化法;
(2)为使受热均匀,实验过程中要不断的用玻璃棒搅拌;
(3)由表中数据分析回答;
(4)由(3)推理回答;
(5)分析装水烧杯上方的玻璃片内侧水珠的形成原因,利用液化放热的原理进行解释;
(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;
(2)[2]实验过程中要不断的用玻璃棒搅拌,目的是物质受热均匀;
(3)[3]分析表中的实验数据可知:
质量相同的水和沙子,升高相同的温度时,水加热的时间长,根据转换法,即水吸收的热量大于沙子吸收的热量;
(4)[4]由(3)的结论:
质量相同的水和沙子,升高相同的温度时,水加热的时间长,推理有:
如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子,沙子升高的温度更高;
(5)[5][6]装水烧杯上方的玻璃片内侧的小水珠是由于水蒸发形成的水蒸气遇冷液化形成的,而液化时要放热,所以烧杯上方的玻璃片温度比较高;
(6[7])实验中有些同学发现,刚开始加热时,出现了沙子的温度反而比较低的情况,可能的原因是:
由于水的导热性能比沙子的导热性能好,所以刚开始加热时,水升温快。
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
…
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】Ba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。
实验时先将固体物质和温度计分别放入试管内,再放入大烧杯的水中,观察固体的熔化过程。
(1)固体熔化图象如图丙所示,物质在熔化过程中,温度_____,此时温度如图乙所示,读数方法正确的是_____(填“A”“B”或“C”),该物质是_____(填“晶体”或“非晶体”)。
(2)实验时若温度计的玻璃泡碰到试管底部,则测得试管内物质的温度值偏_____。
【答案】保持不变B晶体高
【解析】
【详解】
(1)[1][2][3]由图乙知,A俯视,读数会偏大,C仰视,读数会偏小,B读数方式正确;由于该物质在熔化过程中,温度保持不变,所以是晶体;
(2)[4]实验时若温度计的玻璃泡碰到试管底部,温度计的示数会受烧杯底部的影响,则测得试管内物质的温度值偏高。
5.如图甲是“探究海波熔化时温度的变化规律”的实验装置。
(1)如图乙所示温度计的示数为_________℃;
(2)如图丙所示是根据实验数据描绘出的海波温度随时间变化的图像。
海波熔化过程对应图像中的__________段(选填“AB”或“BC”),其熔点为_______℃;
(3)用质量为m1的海波做实验,绘制出海波的温度随时间变化的图像如图丁中的a所示。
若用相同的热源,用质量为m2(m2>m1)的海波做这个实验,得到的图像可能是图丁中的_______(选填“b”“c”或“d”);
(4)利用上述实验中的器材来“探究水的沸腾”,还需要一个中间有孔的硬纸板,它的作用是_________。
若正确操作实验,根据实验数据绘出水的温度随时间变化的图像如图戊所示。
分析图像可获得的信息是_________________________(写出一条即可)。
【答案】46BC48c减少热量的散失水的沸点是98℃
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]从图乙可以看到,该温度计的分度值是1℃,它的读数是46℃。
(2)[2][3]海波是晶体,熔化过程温度不变,所以熔化过程对应图像中的BC段,其熔点是48℃。
(3)[4]海波的质量变大,但是熔点是不变的,从图丁可看到,得到的图像可能是图丁中的c。
(4)[5]这个硬纸板,它的作用是减少热量的散失。
[6]从图戊可看到,水在第4min开始温度保持不变,可知水的沸点是98℃;并且知道水沸腾时,温度是不变的。
6.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。
7.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。
(a)从图中你发现____的温度比较高,这种现象我们称为“城市热岛效应”;
(b)请结合图中数据以及你的经验,找出一个造成热岛效应的原因:
____;
(c)如何减少城市环境的热污染,请你提出一条合理化建议:
____。
【答案】质量初温升高相同的温度比较它们的加热时间使水和沙子在相同的时间内吸收的热量相同沙子沙子受热不均匀市中心水泥、混凝土的比热容小多植树、建人工湖
【解析】
【分析】
(1)根据
,物体吸收热量的多少与物体的质量和升高的温度有关,所以实验过程中需控制沙子和水的质量和初温度相等;
(2)比较物体吸热本领的方法:
吸收相同的热量,比较升高的温度;升高相同的温度,比较吸收的热量;
(3)实验中需控制水和沙子的受热情况相同,所以要选择两个相同的酒精灯;
(4)质量相同,加热相同的时间,根据
,沙子比热容小,升温就高;
(5)水可以进行对流,水的导热性较好;
(6)对于产生“城市热岛效应”原因可以从城市和农村的不同来分析,包括建筑物和道路;减少热污染要植树造林,多建绿地。
【详解】
(1)[1][2]实验前要控制水和沙子的质量和初温相同;
(2)[3]比较水和沙子升温的速度,可使水和沙子升高相同的温度,比较加热时间;也可给水和沙子加热相同的时间,比较升高的温度;
(3)[4]相同的酒精灯在相同的时间内放出的热量是相同的,为保证水和沙子在相等的时间内吸收的热量相同,需使用两个相同的酒精灯;
(4)[5]相同质量的水和沙子加热相同时间,说明吸收的热量相等,根据
,沙子比热容小,升温就高些;
(5)[6]由于水的导热性能比沙子的导热性能好,所以刚开始加热时,水升温快;
(6)[7](a)由统计数据可以看出,城市的温度较高;
[8](b)“城市热岛效应”主要是城市建筑多为砖瓦建筑,道路多为水泥路面,水泥道路和建筑物,它们的比热小,升温高;另外,城市汽车排放尾气多,尾气的热量也对空气升温起了作用;
[9](c)要解决“城市热岛效应”就要在城市中心多植树、建人工湖。
8.小明在探究某种物质在熔化前后其温度随加热时间变化的规律时,得到如下表的实验记录。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
温度/℃
60
67
73
80
80
80
80
80
80
80
84
88
93
(1)请按上述实验数据在坐标格中作出温度随时间变化的图像____________。
(2)2.5min时该物质是________态。
6min时该物质是________态。
(3)熔化过程进行的时间大约是________min。
(4)根据上述数据,可以归纳出该物质在熔化过程中的特点是________。
(5)该物质的熔点是________。
【答案】
固固、液混合5吸热但温度不变80℃
【解析】
【分析】
(1)按表中数据在坐标格中先画点,再描线。
(2)晶体在熔化前为固态,熔化时为固液共存态,熔化完为液态。
(3)熔化过程是指物质开始熔化到完全熔化完,据此判断熔化时间。
(4)分析数据及图像得出物质在熔化过程中的特点:
不断吸热,但温度保持不变。
(5)物质在熔化过程中的温度,叫做熔点。
【详解】
(1)[1]根据表格中的实验数据,在坐标格中以横坐标为时间,纵坐标为温度,然后通过描点法在坐标格中描出对应时间的温度,最后将各点用平滑曲线连接起来,得到温度随时间的变化的图像:
;
(2)[2]由图像知,该物质在2.5min时,还没有开始熔化,所以为固态。
[3]在第6min时,处于熔化过程当中,所以为固、液混合态。
(3)[4]由表格中数据及图像可知,该物质从第5min开始熔化,到第10min完全熔化完,所以熔化过程经历了
10min-5min=5min
(4)[5]由图像及数据知,该物质在熔化过程不断吸热,但温度保持不变。
(5)[6]由数据知,该物质在熔化过程温度保持80℃不变,是晶体,所以熔点为80℃。
9.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。
10.阅读图文,回答问题。
与伟大同行
这是一个著名物理学家发现一个伟大定律的实验装置!
仔细观察后回答:
(1)装置中的两个配重的重量不等,释放后大配重下降,小配重上升;通过反复对调左右两个配重,会使动叶轮不停地转动,从而导致热量计中水的温度______(填变化情况),原因是________。
(2)实验中科学家某次测得了的数据如下:
小配重G小=100N,大配重G大=520N,每升降一次配重各自移动的距离h=1m,热量计中水的质量m=500g,升降次数与水温变化的关系:
升降次数
1
2
3
4
5
6
温度变化/℃
0.2
0.39
0.59
0.78
0.98
1.18
通过分析数据,科学家得出了结论:
在上述现象中能量是守恒的!
请你帮他补出计算、判断过程_______(只需分析一次实验):
(3)本实验中的误差主要来源于________。
【答案】升高机械能转化为内能见解析,解得
,说明能量守恒克服摩擦做功,消耗一部分能量
【解析】
【分析】
(1)动叶轮不停的转动,叶轮对水做功,机械能转化成内能,水的温度升高。
(2)利用
计算消耗的机械能,
来计算转化为的内能。
(3)机械能转化为的内能,包括水的内能和摩擦生热产生的内能。
【详解】
(1)[1][2]通过反复对调左右两个配重,会使动叶轮不停地转动,从而导致热量计中水的温度升高,因为对水做功,机械能转化为内能。
(2)[3]小配重重力G小=100N,大配重重力G大=520N,合力为420N,每升降一次配重各自移动的距离为1m,即绳子一端移动的距离是1m,对水做的功为
由表格知,升降一次水温升高0.2℃,水吸收的热量是
可见:
,故机械能转化为内能的过程中,能量是守恒的。
(3)[4]机械能转化为内能时,转化为水的内能的同时,要克服摩擦消耗一部分机械能,即要摩擦生热消耗一部分能量,是实验误差的主要来源。
11.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。
12.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:
(1)图a、b中,哪个是沙子吸热升温的图像?
(2)加热2min,水吸收了多少热量?
(3)试求出沙子的比热容。
【答案】
(1)图a;
(1)4.2×104J;
(1)0.9×103J/(kg·℃)。
【解析】
【分析】
(1)用两只完全相同的酒精灯,分别给水和沙子加热,这样做的目的是使水和沙子在相同时间吸收相同的热量,再利用公式
进行分析;
(2)从图像可知,加热满2min,水的温度从20℃上升到70℃,从而可知和水的温度变化,已知水的质量和比热容,可利用公式
计算水吸收的热量;
(3)相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量,所以2min水和沙子吸收的热量也相同,由图a得出沙子温度的变化量,再根据
计算沙子的比热容。
【详解】
(1)由题知,沙子和水的质量相等,且沙子的比热容比水小,吸收相同热量时(加热相同时间),由公式
可知,沙子升高的温度多,所以图a表示的是沙子吸热升温的过程;
(2)由b图像可知,加热满2min时,水的温度从20℃上升到70℃,则加热满2min时水吸收的热量:
;
(3)相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量,在2分钟的时间内,沙子吸收的热量:
,
因加热2min,沙子的温度从20℃上升到250℃,由
可得,沙子的比热容:
。
答:
(1)图a是沙子吸热升温的图像;
(2)加热2min时,水吸收了4.2×104J热量;(3)沙子的比热容为0.9×103J/(kg·℃)。
13.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
可知电路总功率最大,据此判断饮水机所处的状态,根据
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
求出水吸收的热量,根据
求出消耗的电能,利用
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
可知电路总功率最小,据此判断饮水
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