备战中考物理复习《热学问题》专项综合练习附答案.docx
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备战中考物理复习《热学问题》专项综合练习附答案
一、初中物理热学问题求解方法
1.旅游时,小华用“小米8”手机与同学联络,通话时声音信息在空中的传播速度是_______m/s;同学帮小华拍了一张照片,小华在水中的“倒影”清晰可见,拍照时水中的“倒影”是由于光的_________形成的,照片中小华的倒影部分____________(选填“是”或“不是”)实际光线进入手机镜头形成的;“小米8”手机的散热材料是石墨烯晶体,石墨烯________(选填“有”或“没有”)固定的熔点;石墨烯的比热容为
,则200g的石墨烯温度升高
,吸收的热量是__________J。
【答案】
反射是有
【解析】
【分析】
【详解】
[1]通话时声音信息是通过电磁波传播的,不是声波,所以它的传播速度是
。
[2][3]拍照时水中的“倒影”是由于光的反射形成的;照片中小华的倒影部分是由水面反射的光线进入手机镜头形成的,这是实际光线。
[4]石墨烯晶体是晶体,有固定的熔点。
[5]根据热量的计算公式可知,200g的石墨烯温度升高
,吸收的热量是
2.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。
3.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。
4.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℃。
5.为了探究液体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关,某同学做了如下实验:
在四个相同的烧杯中分别盛有水和煤油,用同样的加热器加热。
下表是所有的实验记录,根据实验记录回答下列问题。
(1)分析比较_____________烧杯的实验记录(选填烧杯号),可得出的初步结论是:
在质量和升高的温度都相同时,不同物质吸收的热量不同。
(2)分析比较①②两烧杯的实验记录,可得出的初步结论是:
_____________________;分析比较③④两烧杯的实验记录,可得出的初步结论是:
_________________________。
(3)结合
(1)
(2)中的结论,然后综合归纳可得出,物体温度升高时吸收热量的多少与_______、______、_______有关系。
【答案】①③同种物质升高相同的温度时,质量不同吸收的热量不同同种物质质量相同时,升高的温度不同吸收的热量不同物质的种类质量升高的温度
【解析】
【分析】
(1)探究物质吸收的热量与种类有关,保持质量和升高的温度相同,物质的种类不同,分析比较哪两个烧杯;
(2)比较①②两烧杯,同种物质,质量不同,升高的温度相同,吸收的热量不同,分析吸收的热量与哪个因素有关;比较③④两烧杯,同种物质,质量相同,升高的温度不同,吸收的热量不同,分析比较吸收的热量与哪个因素有关;
(3)根据
(1)
(2)中的结论,综合归纳可得出,物体温度升高时吸收热量的多少与什么有关系。
【详解】
(1)[1]①杯的质量是300g,升高10℃用的时间是12min,③杯的质量是300g,升高10℃用的时间是6min,而每分钟吸收的热量是相等的,说明在质量和升高的温度都相同时,不同物质吸收的热量不同;
(2)[2]①②两烧杯,同种物质,质量不同,升高的温度相同,吸收的热量不同,说明同种物质升高相同的温度时,质量不同吸收的热量不同;
[3]③④两烧杯,同种物质,质量相同,升高的温度不同,吸收的热量不同,说明同种物质质量相同时,升高的温度不同吸收的热量不同;
(3)[4][5][6]综合上述结论,物体温度升高时吸收的热量的多少与物质的种类、物体的质量、升高的温度都有关系。
【点睛】
本题考查比热容的概念,需要知道控制变量法就是在研究和解决问题的过程中,对影响事物变化规律的因素和条件加以人为控制,只改变某个变量的大小,而保证其它的变量不变,最终解决所研究的问题。
6.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。
7.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:
(1)你认为研究不同燃料燃烧放热能力应选用_______组器材(选填“甲”、“乙”)。
(2)甲组实验是通过________来反映物质吸收热量的多少。
(3)甲组实验中,正确操作后收集到如下实验数据,在图丙中画出水的温度随时间变化的图像____________。
加热时间/min
0
1
2
3
4
温度/℃
沙子
20
25
29
34
39
水
20
21
22
23
24
(4)甲实验中,需要控制某些变量,以下做法多余的是________
A.采用完全相同的加热方式
B.采用酒精灯加热时,酒精灯里所加的酒精量相同
C.取相同质量的水和沙子
D.盛放水和沙子的容器相同
(5)乙组实验中,将质量相等的两种燃料A和B放入燃烧皿中,点燃后对质量相等、初温相同的水加热,燃烧相同的时间后发现B加热的水升温多,此时________(“能”或“不能”)说明B燃料的热值大。
【答案】乙加热时间的多少见解析所示B不能。
【解析】
【分析】
(1)研究不同燃料燃烧放热能力,应选用不同的燃料。
(2)加热时间的长短反映物质吸收热量的多少。
(3)根据表中实验数据在坐标系内描出对应的点,然后作出图像。
(4)在“比较水与沙子吸收热量时温度升高的快慢”实验中,影响水和沙子升温快慢的因素有质量、物质的种类、加热的热源等,同时要求实验时的容器等也应该相同,据此做出判断。
(5)根据A、B的燃烧情况分析。
【详解】
(1)[1]研究不同燃料燃烧放热能力应用不同的燃料,加热相同的物质,因此选乙组器材。
(2)[2]甲组实验,相同的加热装置,可以通过加热时间的多少来反映物质吸收热量的多少。
(3)[3]根据表中实验数据在坐标系内描出对应的点,然后作出图像,如图所示:
(4)[4]A.实验中,应采用完全相同的加热方式,保证在相同的时间内提供相同的热量,则有必要,故A不符合题意;
B.实验中,酒精灯里所加的酒精量对升温的快慢不会造成影响,属多余的量,故B符合题意;
C.实验中,必须取相同质量的水和沙子,符合控制变量法的要求,则有必要,故C不符合题意;
D.实验中,盛放水和沙子的容器也会影响其吸热与升温的情况,故应使容器保持相同,则有必要,故D不符合题意。
故选B。
(5)[5]将质量相等的两种燃料A和B放入燃烧皿中点燃后,由于不清楚两种燃料的燃烧情况和燃烧的质量,发现B加热的水升温多,可能是火焰大造成的,故无法判定热值的大小。
【点睛】
研究比热容和热值的实验,要知道两实验都采用了控制变量法和转换法,两种方法都是初中物理常用的研究方法,注意理解体会两种实验方法的精髓所在。
8.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1min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3min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89101大
ba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。
9.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。
a.实验过程采用的科学探究方法是_____。
b.验证猜想(3)应选择_____。
(填对应的字母即可)
c.取A和C比较,可以验证猜想_____。
(填对应的序号即可)
d.实验小组想利用E图中甲、乙研究蒸发的快慢与液体的质量是否有关,你认为是否可行并简述理由________
【答案】控制变量法;AD;
(1);该验证过程是错误的,因为从设计的环节看他没控制水的表面积相同;因为只有在液体上方空气流动速度、液体温度,液体表面积相同时,质量不同时,先蒸发完的蒸发的才快。
【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;
[3]取A和C比较,液体表面积和液体上方空气流动速度相同,液体温度不同,可以验证猜想
(1)蒸发的快慢与液体的温度有关;
[4]该验证过程是错误的,因为从设计的环节看他没控制水的表面积相同;因为只有在液体上方空气流动速度、液体温度,液体表面积相同时,质量不同时,先蒸发完的蒸发的才快。
10.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920km/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0.5h的过程中,耗油1800kg,求此过程中发动机的机械效率。
(燃油热值q取4.6×107J/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
算出燃料完全燃烧放出的热量,根据
算出移动的距离,根据
算出发动机传递给飞机的推进功,根据
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
(2)燃料完全燃烧放出的热量
发动机巡航的距离为
飞机的推进功(推力所做的功)
发动机的推进效率
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。
11.甲、乙两个相同的杯子中盛有质量和初温都相同的水,另有A、B两个金属球,其质量和初温也都相同,且都比水的温度高.现将A、B两球分别放入甲、乙两杯水中,热平衡后,甲杯水温升高了15℃,乙杯水温升高了8℃,则()
A.A球比热容大于B球比热容
B.A球比热容小于B球比热容
C.A球降低的温度更多些
D.A球放出的热量更少些
【答案】A
【解析】
【详解】
甲、乙两个杯子中水的质量m相同,两球放入水中后,水吸收热量温度升高,甲杯的水温升高15℃,乙杯中水温升高8℃,即:
,水的比热容相同,不计热量损失,由
可知,
,由于
,
,所以
;A球放出的热量更多些;甲、乙水的初温t相同,
,所以两杯水的末温
,所以两个球的末温
,又由于球的初温
相同,所以:
质量相同、初温
相同的两球A和B,对于A有:
①
对于B有:
②
又因为
,
,①除以②得:
所以:
又
,则有
.
故A项符合题意、BCD项不符合题意;
12.国家“学生饮用奶计划”交流会在福建省福州市召开,如所示是一种学生饮用奶,它的净含量为200mL,若它的密度为1.25×103kg/m3,比热容为4.0×103J/(kg·℃),冬天饮用时把它从10℃加热到40℃需要吸收_____J的热量;在加热过程中,温度升高,内能_____(选填“增加”或“降低”)。
【答案】3×104增加
【解析】
【分析】
【详解】
[1]牛奶的体积为
牛奶的质量为
牛奶吸收的热量
则牛奶吸收的热量为3×104J。
[2]在加热牛奶的过程中,牛奶因为吸收热量,所以内能增加。
13.炎热的夏天,开了空调的房间窗户玻璃上常常会结一层水雾,则水雾是水蒸气_____(填物态变化)成小水珠附着在玻璃窗____侧,使玻璃变模糊,水蒸气变成水珠会____热量。
东北地区寒冷的冬天,房间窗户上会结一层美丽的冰花,这是水蒸气______(填物态变化)形成的小冰晶附着在玻璃窗_____侧。
【答案】液化外放出凝华内
【解析】
【详解】
[1][2][3]水雾是水蒸气液化成小水珠附着在玻璃窗的;这是因为玻璃窗外侧的水蒸气遇上冰冷的玻璃窗,液化成小水珠,是附着在玻璃窗外侧的;水蒸气变成水珠会放出热量;
[4][5]东北地区寒冷的冬天,房间窗户上会结一层美丽的冰花,这是水蒸气凝华形成的;这是房间内温度较高的水蒸气遇上冰冷的窗,凝华形成的,这是附着在玻璃窗内侧。
14.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
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.
15.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:
解得
t≈33
16.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
,
,
,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(℃)
18
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