中考物理综合题专练热学问题附答案.docx
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中考物理综合题专练热学问题附答案
一、初中物理热学问题求解方法
1．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。
2．
（1）如图甲是探究“冰在熔化时温度变化规律”实验，图乙是根据实验数据画出的图象。
由图乙可知，冰在熔化过程持续吸热，温度_____（选填“升高”、“不变”或“降低”），冰是_____（选填“晶体”或“非晶体”）；第6分钟时冰处于_____（选填“固态”、“液态”或“固液共存态”）。
（2）小云用如图所示装置探究水的沸腾。
组装实验器材时，应按照_____的顺序（选填“自上而下”或“自下而上”）；实验室现有：
A．水银温度计（﹣20℃～120℃）；B．酒精温度计（﹣80℃～60℃）；C．体温计；D．寒暑表等不同种类的温度计，本实验应选用的温度计是_____（选填“A”、“B”、“C”或“D”）；实验中小云观察到水在沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同，如图甲、乙所示。
表示沸腾前气泡上升情况的是图_____（选填“甲”或“乙”）。
【答案】不变晶体固液共存自下而上A甲
【解析】
【详解】
（1）[1][2]从图乙可以看到冰在熔化过程，从第2min到第8min，温度保持不变，由此可以知道冰是晶体；
[3]第6min时，冰的温度还是不变，此时有一部分冰已经熔化成水，但没有全部熔化，应该处于固液共存态；
（2）[4]组装实验器材时，应按照自下而上的顺序组装，因为不能确定温度计的具体高度是多少；
[5]本实验应选用的温度计是水银温度计，因为水沸腾时，温度能达到100℃，酒精温度计最高温度只能是60℃，体温计、寒暑表这两个量程也不够大；
[6]水沸腾前，温度不均匀，烧杯上面的水温度较低，下面的水温度较高，下面的热气泡上升遇上低温的水时，一部分会液化成水，那么气泡会变小，故表示沸腾前气泡上升情况的是图甲。
3．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。
4．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．
5．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。
6．为检测某汽车发动机的工作性能，现使汽车在平直公路上从静止开始做直线运动，保持发动机输出功率恒定为6×104W，汽车行驶过程中所受阻力大小不变，其v-t图像如图所示，在第10s末开始匀速行驶，经测试，消耗5.8kg的汽油可以使汽车匀速行驶53.36km，汽油完全燃烧放出的热量40%用来驱动汽车行驶，（汽油的热值为4.6×107J/kg），在检测过程中。
（1）前10s发动机做多少功？
（2）汽车受到的阻力多大？
（3）汽车匀速行驶的速度多大？
【答案】
（1）6×105J；
（2）2000N；（3）30m/s。
【解析】
【详解】
（1）前10s发动机做的功
W=Pt=6×104W×10s=6×105J；
（2）5.8kg的汽油完全燃烧放出的热量
Q=mq=5.8kg×4.6×107J/kg=2.668×108J，
牵引力做的功
W1=Qη=2.668×108J×40%=1.0672×108J，
牵引力
F=
=2000N，
汽车在该平直的公路上匀速行驶时，汽车受到的阻力与牵引力是一对平衡力，大小相等，阻力
f=F=2000N；
（3）汽车的功率
P=
=Fv，
汽车匀速行驶的速度
v=
=30m/s。
答：
（1）前10s发动机做功6×105J；
（2）汽车受到的阻力是2000N；
（3）汽车匀速行驶的速度30m/s。
7．李明有一只温度计，虽然它的玻璃管的内径和刻度都是均匀的，但标度却不准确，它在冰水混合物中的读数是﹣7℃，在沸水中的读数是103℃。
（1）这只温度计1格表示的温度是是多少？
（保留一位小数）
（2）当它指示温度是15℃时，实际温度是多少？
（3）当它实际气温是45℃时指示温度是多少？
【答案】
（1）0.9℃；
（2）20℃；（3）42.5℃
【解析】
【详解】
（1）该温度计的分度值
是：
（2）当它指示温度是15℃时，实际温度
是：
（3）当它实际气温是45℃时，指示温度
时，则有：
解得
答：
（1）这只温度计1格表示的温度是0.9℃
（2）当它指示温度是15℃时，实际温度是20℃
（3）当它实际气温是45℃时指示温度是42.5℃
8．煤、石油、天然气的过量开采使人类面临能源危机．某县在冬季利用地热能为用户取暖．县内有一口自喷状态地热井，出水温度为90℃，出水流量为150m3/h．
（1）每小时流出的水是多少kg?
（2）求每小时流出的地热水温度降低到50℃，所放出的热量．
（3）这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，且天然气蒸汽锅炉的热效率为90%，则利用上述地热能供暖一小时可以节约多少天然气?
[ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J]（kg•℃），天然气的热值为4×107J/m3]
【答案】
（1）1.5×l05kg；
（2）2.52×1010J；（3）700m3
【解析】
【详解】
（1）每小时流出水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×150m3=1.5×l05kg；
（2）水放出的热量
Q水放=cmΔt=4.2×103J/（kg•℃）×1.5×105kg×（90℃-50℃）=2.52×1010J；
（3）这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，则
Q有用=Q水放=2.52×1010J，
天然气需要放出的热量
Q放=
=2.8×1010J，
天然气的体积
V=
=700m3.
答：
（1）每小时流出的水是1.5×l05kg；
（2）每小时流出的地热水温度降低到50℃所放出的热量为2.52×1010J；
（3）利用地热能供暖一小时可以节约700m3的天然气。
9．为了比较甲乙两种液体的吸热能力，某同学设计了以下实验：
a.在两个同样的烧杯中，分别装入等体积的甲乙两种液体
b.用温度计分别测出甲乙两种液体的初温
c.在两个烧杯中分别装入功率相同的电热器，且加热时间相同
d.用温度计分别测出甲乙两种液体的末温
（1）在上述a、b、c、d四个实验步骤中，步骤a存在错误，该步骤中错误的内容应改为_____；
（2）步骤c中“加热时间相同”是为了使甲乙两种液体__________；
（3）更正步骤a中的错误后．得到如图所示的甲乙两种液体的温度随时间变化的关系图象．若将液体甲和液体乙加热相同的时间，则液体__________温度升高得快，甲乙两种液体比热容的大小关系是
__________
．
【答案】装入等质量的甲乙两种液体吸收的热量相同甲<
【解析】
【详解】
（1）[1]依题意，比较甲乙两种液体的吸热能力，根据吸收热量的公式Q=cm△t可知，实验需要采用控制变量法，控制甲乙的质量，故在两个同样的烧杯中，分别装入等体积的甲乙两种液体是不合理的，应当装入等质量的甲乙液体；
（2）[2]吸收热量的多少可以用加热时间的长短来体现出来，相同的热源在相同的时间内放出的热量相等，为了比较两种液体的吸热能力，应当控制加热时间，所以步骤c加热时间相同是为了使两种液体吸收相等的热量；
（3）[3]甲、乙两种液体质量和初温都相同，观察图象可知：
在相同时间内温度变化较大的是甲；
[4]因使用的是相同的“电热器”加热，所以在相同时间内甲、乙两种液体吸收的热量相同；根据
可知，在两种液体质量相等，吸收的热量相同时，当升高温度越大，它的比热容就越小，所以c甲＜c乙。
10．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，据此判断饮水机所处的状态，根据
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
可知，电路总功率最大，饮水机处于加热状态；由
可得，此时电路中的总电流
（2）水吸收的热量
由
可得，消耗的电能
由
可得，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，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
可得，电阻R2的阻值
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
，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。
11．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（）
A．9℃B．8℃C．6℃D．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=cm△t可得：
Q放=Q吸，即：
c
m△t热=cm△t冷，
解得：
△t热=2△t冷=2×21℃=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：
c
m（t热-t′）=cm（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。
12．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
13．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。
14．当水烧开时，我们会看到水蒸气将壶盖项起，从能量转化的角度看，这与四冲程汽油机的_________冲程的能量转化相同，若某单缸四冲程汽油机飞轮的转速为
，则此汽油机每秒钟对外做功____________次。
【答案】做功10
【解析】
【详解】
[1]水蒸气将壶盖项起，从能量转化的角度看，这是水蒸气内能转化为壶盖的机械能，四冲程汽油机的做功冲程也是把内能转化为机械能。
[2]由题意可知，飞轮的转速为
即每秒钟飞轮转数是20r，飞轮转两转，汽油机经历一个工作循环，对外做功1次，那么此汽油机每秒钟对外做功次数是10次。
15．柴油机和汽油机在一个工作循环中的四个冲程完全相同的冲程是（ ）
A．吸气、压缩B．压缩、排气
C．吸气、压缩、排气D．排气
【答案】D
【解析】
【详解】
吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合气体，柴油机吸入的只有空气，所以吸气冲程不同；柴油机属于压燃式点火，所以在压缩冲程中，柴油机比汽油机压缩程度高，所以压缩冲程不同；汽油机气缸顶部有个火花塞，柴油机气缸顶部有个喷油嘴，柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火，所以做功冲程不同；排气冲程只是将废气排出，所以柴油机和汽油机在一个工作循环中的四个冲程完全相同的冲程是排气冲程；通过以上分析可知，故选D。
16．用两个相同的电热水器给质量同为1.5kg的甲物体和水加热，他们的温度随加热时间的变化关系如图所示，据此判断甲物体10min吸收的热量为（）
A．0.63×105JB．0.9×105J
C．1.89×105JD．3.78×105J
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
由图象可知：
用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，水温度升高60℃需要20min，甲物质加热10min吸收的热量与水加热10min吸收的热量的热量相同，且水10min所吸收热量为20min吸收热量的一半，即
故选C。
17．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）（）
A．60℃B．70℃C．88℃D．90℃
【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（100℃-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D．
18．下表列出了部分金属的熔点和沸点（在标准大气压下），根据表中的数据，下列说法中正确的是（）
物质
水银
金
铜
钢
钨
熔点（℃）
-39
1064
1083
1515
3410
沸点（℃）
357
2500
2360
2750
5900
A．金块在“钢水”中不会熔化
B．在-40℃时，不能使用水银温度计测量温度
C．表中所列出的金属，沸点都可以用水银温度计测量
D．因为钨的沸点比较高，所以白炽灯里的灯丝是用钨制成的
【答案】B
【解析】
【详解】
A．“钢水”的温度达到1515℃，金块的熔点只是1064℃，低于“钢水”的温度，金块会熔化，A错误；
B．水银的熔点和凝固点是相同的，它在-39℃时
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