易错-难题热学问题求解方法辅导专题训练含答案解析.doc
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1、一、初中物理热学问题求解方法1在两个相同的杯子内盛有质量相等的热水和冷水,将一半热水倒入冷水杯内,冷水杯内的温度升高21,若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内,冷水杯内的水温会升高( )A9B 8C 6D 5【答案】C【解析】【详解】设一杯水的质量为m,热水的初温为t热,冷水的初温t冷,将一半的热水倒入容器中后共同的温度为t,因不计热损失,所以,由Q=cmt可得:Q放=Q吸,即:cmt热=cmt冷,解得:t热=2t冷=221=42,据此可设t冷=0,则t=21,t热=21+42=63,若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内时,相当于同时向冷水中倒杯热水,则:cm(t热-t)=cm
2、(t-t冷) 即(63-t)=t-0解得:t=27,所以,冷水温度将再升高:t=t-t=27-21=6。故C符合题意。2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( )AA球比热容大于B球比热容BA球比热容小于B球比热容CA球降低的温度更多些DA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,
3、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:对于B有:又因为,除以得: 所以:又,则有故A项符合题意、BCD项不符合题意;3向一大桶温度为的冷水中倒入一小桶温度为的热水,混合后的温度为t,下面关于温度的关系式中正确的是( )ABCD【答案】B【解析】【详解】冷水吸收的热量:热水放出的热量:由题意知,;则有:解得:因为冷水是一大桶,热水是一小桶,所以,即,所以;故B项正确、ACD项错误;4受新型冠状病毒的影响,一“罩”难求。一般医用口罩至少要有三层,外层需要阻挡外界空气中的灰层、细菌、唾
4、沫等飞溅物,中间层经过静电处理,可以阻挡细菌等微小颗粒(潮湿环境中会失去静电),内层要吸收佩戴者呼出的水汽、飞沫等。某口罩的构造如图所示。下列说法正确的是()A口罩潮湿后防护能力降低B佩戴口罩时应该使白色吸水无纺布朝外C口罩的中间层静电熔喷布能吸引小磁针D佩戴口罩后内层潮湿是呼出的水蒸气升华形成【答案】A【解析】【分析】【详解】A潮湿环境中会失去静电,口罩潮湿后,会失去静电,中间层不可以阻挡细菌等微小颗粒, 口罩防护能力降低,A正确;B由题意可知,内层要吸收佩戴者呼出的水汽、飞沫等,那么白色吸水无纺布应该是内层,有吸水能力,佩戴口罩时应该使白色吸水无纺布朝内,B错误;C带电体能吸引轻小物体,所
5、以中间层静电熔喷布能吸引细菌等微小颗粒,但它不是磁体,不能吸引小磁针,C错误;D佩戴口罩后内层潮湿是呼出的水蒸气液化形成的,D错误。故选A。5质量相等的28、100的水分别装在甲、乙两容器中,现将一个温度为100的金属球放入甲容器中,达到温度相同时,甲容器中水温升高到 40,然后迅速取出金属球放入乙容器中,再次达到温度相同时,乙容器中水温是(设不计热量损失和水的质量损失)( )A60B70C88D90【答案】D【解析】【分析】【详解】当将金属球放入甲容器中时,金属球放出的热量与水吸收的热量相等,即:Q金=Q水,则:Q金=m金c金(100-40),Q水=m水c水(40-28),所以:m金c金(1
6、00-40)=m水c水(40-28)化简得:=5:1;当将金属球放入乙容器中时,乙容器中的水放出的热量与金属球吸收的热量相等,即:Q水 =Q金,由于甲乙容器中的水的质量相等,又是同一个金属球,设两者共同的温度为t, 则:Q水=m水c水(100-t), Q金=m金c金(t-40),即:m水c水(100-t)=m金c金(t-40),t=90综上分析故选D6小明打开装有一定量“干冰”的月饼包装盒,发现空气中出现了“白雾”,这是因为干冰在升华过程中需_热量,使空气中的水蒸气遇冷液化形成的。气体在液化过程中要_热量,所以被100的水蒸气烫伤比被100的水烫伤要严重。【答案】吸收 放出 【解析】【分析】【
7、详解】1这是因为干冰在升华过程中需吸收热量,使空气中的水蒸气遇冷液化形成的。2气体在液化过程中要放出热量,所以被100的水蒸气烫伤比被100的水烫伤要严重。7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12000mm2,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/(kWh),(1kWh3.6106J),柴油的热值为4.3107J/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)8.15105Pa。
8、【解析】【详解】(1)每1kWh耗油260g,完全燃烧释放热量为:Q放=mq=0.26kg4.3107J/kg=1.118107JW=1kWh=3.6106J故柴油发动机的效率最高可达:(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,则一个气缸每秒做功次数为:则该柴油机每秒做功次数为:该柴油机的功率:所以,做功冲程中的平均压强为: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8.15105Pa。8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3.6104N,巡航速度为920
9、km/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0.5 h的过程中,耗油1800 kg,求此过程中发动机的机械效率。(燃油热值q取4.610 7J/kg)【答案】(1)3.6104N;(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
10、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3.6104N;(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。9某款电磁炉广告称该款电磁炉的热效率可达65以上,具有节能、高效的特点。在一次综合实践活动中,“好奇”小组想测量该款电磁炉的加热效率以验证其广告的准确性,于是他们找来一台全新的电磁炉,包装盒中产品参数数据如下表所示:(1)若电磁炉正常工作20min,刚好将锅内5kg、20的水
11、,加热到80,求此电磁炉烧水时的效率已知c水4.2103J/(kg);(2)小明家装有如图乙所示的电能表,某个时间段,仅有此电磁炉工作,在3min内电能表表盘转了210圈,求此时电磁炉的实际功率。【答案】(1)70%;(2)1400W【解析】【分析】(1)知道水的质量、水的比热容、水温度的变化,利用吸热公式求水吸收的热量;已知电磁炉正常工作时的功率和通电时间,利用计算消耗的电能;水吸热为有用的能量,电流消耗的电能为总的能量,据此求电磁炉的效率。(2)若仅有此电磁炉工作时观察电能表,在3min内电能表表盘要转了210圈,利用电能表的参数“3000r/(kWh)”求电磁炉工作3min消耗的电能;利
12、用求电磁炉的实际功率。【详解】(1)水吸收的热量电磁炉正常工作20min,消耗的电能则此电磁炉烧水时的效率(2)3min内电路中消耗的电能电磁炉的实际功率答:(1)此电磁炉烧水时的效率是70%;(2)此时电磁炉的功率为1400W。10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4.2103J/(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)4.2104J
13、;(1)0.9103J/(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;(
14、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4.2104J热量;(3)沙子的比热容为0.9103J/(kg)。11下表为现在家庭、宾馆常用的无线电水壶(一种在倒水时导线脱离,用电加热的方便水壶)的铭牌,某同学用这种电水壶烧开水,他将水放至最大容量,测得水的初温是,通电6分钟后水恰好沸腾(在一个标准大气压下),试通过计算,回答下列问题
15、:额定电压额定功率最大容量(1)该电水壶是利用电流的_效应工作的;(2)该电水壶正常工作时的电流及电热丝的电阻;(3)这段时间水吸收的热量;水的比热容(4)现测得电源电压为,求此时电水壶的工作效率。(计算结果保留两位有效数字)【答案】(1)热;(2)5.5A,40;(3);(4) 93%【解析】【详解】解:(1)电水壶是利用电流通过导体时,使导体产生热量来工作的,是电流的热效应。(2)根据可得,此电水壶正常工作时的电流由可得,电热水壶的电阻(3)水的质量水在1个标准大气压下的沸点,烧开时吸收的热量(4)当电压时,消耗的电能此时电水壶工作的效率答:(2)该电水壶正常工作时的电流为5.5A,电热丝
16、的电阻为40;(3)这段时间水吸收的热量;(4)此时电水壶的工作效率93%。12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1 min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3 min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/min01234567891011温度/8586879193959799101101101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
17、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 89 101 大 b a 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
18、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)89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。13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
19、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
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