(物理)物理热学问题的专项培优练习题(含答案)及答案.doc
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- 物理 热学 问题 专项 练习题 答案
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1、一、初中物理热学问题求解方法1某小型汽油发电机外形如图所示,其实质是利用一个汽油机带动一个发电机来发电该发种电机铭牌部分数据如下表所示,根据表中的数据求:发动机(汽油机) 发电机 型号XGQF5.0 型号XGQF5.0 额定功率8.3kW额定输出功率5kW噪声73db 额定输出电压220V连续运行时间8h额定频率50Hz 强制水冷四冲程自动电压保护(1)在允许的连续运行时间内,发电机以额定功率输出,能够提供的电能是多少度?(2)已知汽油的热值是q4.6l07J/kg,密度是0.71103kg/m3,设该汽油机的效率为35%,则该汽油发电机油箱的容积至少需要多大?(3)汽油发电机将内能转化为电能
2、的效率是多少?【答案】(1)40(2)20.9L(3)21.1%【解析】【分析】(1)已知发电机的额定功率和连续工作时间,根据公式的变式,可求发电机能够提供的电能;(2)已知汽油的热值和效率,根据公式可求消耗的汽油体积;(3)先计算出1小时产生的电能,已知产生的电能和机械能,二者之比就是汽油发电机将内能转化为电能的效率。【详解】(1)发电机能够提供的电能故能够提供的电能是40度。(2)根据, ,得,汽油机的效率则油箱的最小容积:故油箱的最小容积为20.9L。(3)汽油发电机将内能转化为电能的效率则汽油发电机将内能转化为电能的效率为21.1%。答:(1)在允许的连续运行时间内,发电机以额定功率输
3、出,能够提供的电能是40度;(2)该汽油发电机油箱的容积至少需要20.9L;(3)汽油发电机将内能转化为电能的效率是21.1%。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。如果用表示电功,用表示这
4、一切所对应的热量,则功和热量之间的关系可写成,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,闭合开关,调节滑片得到合适的电流电压,并记录为、。通电,并用搅拌器搅拌加速导热,一段时间后断电,记录通电时间和末温。(4)计算出热功当量_(用题中所给字母表示,水比热容用表示)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。012345水202530364045煤油
5、203040506071(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 A 串联 温度计示数的变化 【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
6、滑片位于最右端。(4)3根据,则热功当量(5)45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,则代入数据可得3如图所示是“比较不同物质吸热情况”的实验装置。实验中需加热质量相同的水和食用油,使它们升高相同的温度,比较它们吸收热量的多少,看看这两种物质的吸热情况是否存在差异。(1)实验中除
7、了图中所给的器材,还需要的测量工具有:天平和_。(2)实验中通过比较_来比较不同物质吸收热量的多少。(3)根据实验数据,小明作出了水和食用油的温度随时间变化的图象,由图象可知食用油的比热容为_。【答案】秒表 加热时间 【解析】【分析】【详解】(1)1在“比较不同物质吸热情况”实验中需要测量加热时间和质量,则需要秒表和天平;(2)2由于相同加热器加热相同时间表示液体吸收热量相同,故通过比较加热时间来比较不同物质吸收热量多少;(3)3当水和食用油均由10加热到30时,变化温度相同,图中加热时间为3min和4.5min,由于水的比热容大于食用油,升高相同温度吸收热量更多,加热时间更长,则a图线为水,
8、b图线为食用油,又由于相同加热器加热相同时间表示液体吸收热量相同,则:则由可得当液体质量与升高温度相同时,比热容之比等于吸收热量之比,故食用油的比热容为:解得:4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(m2m1)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
9、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】46 BC 48 c 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)23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
10、98;并且知道水沸腾时,温度是不变的。5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,
11、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)23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)45实验过程,加热时间的长短表示液体吸收热量的多少;加热
12、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)67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。6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/min0123456789101112温度/60677380808080808080848893(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
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