东莞备战中考物理知识点过关培优 易错 难题训练热学问题.docx
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东莞备战中考物理知识点过关培优易错难题训练热学问题
一、初中物理热学问题求解方法
1．小明给爷爷网购了一台电热足浴器，其铭牌的部分参数如图甲所示，足浴器某次正常工作时，加热功率为控制面板上发光指示灯所对应的功率，控制面板显示如图乙所示，求：
（1）足浴器装入最大容量初温为21℃的水，将其加热到控制面板上显示的温度时，水所吸收的热量是多少？
[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]
（2）上述加热过程用时15min，该足浴器的热效率是多少？
（3）整个加热过程中，水温降至40℃时，足浴器自动加热至45℃，水温随时间变化的图像如图丙所示，当水温第一次加热至45℃时，小芳开始给爷爷足浴30min，求这次足浴给水加热消耗的电能是多少？
（4）小明想了解家里电路的实际电压，于是将家里其他用电器都关闭，他观察到该足浴器在高档工作时，家里标有“2000r/（kW·h）”的电能表转盘在10min内转了216r，则他家电路的实际电压是多少？
【答案】
（1）
；
（2）
；（3）
；（4）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由题意可知，足浴器装入最大容量的水后，质量是
水吸收的热量是
水吸收的热量是
。
（2）由题意可知，该足浴器做的总功是
那么该足浴器的热效率是
该足浴器的热效率是
。
（3）由上述可知，水温从21℃加热到45℃时，温度的变化量是24℃，需要的加热时间是15min，则水温从40℃加热到45℃时，温度的变化量是5℃，需要的加热时间是
由图丙可知，足浴时一个加热循环的时间是
足浴30min内加热循环的个数是
即30min内2个循环后剩余3.75min，剩余的3.75min不需要加热，需要加热的时间是
所以这次足浴给水加热的总时间是
那么这次足浴给水加热消耗的电能是
（4）由
可得，足浴器的电阻是
足浴器在高档工作时，电能表转盘在10min内转了216r，那么足浴器消耗的电能是
实际功率是
同理由
可得，电路的实际电压是
答：
（1）水所吸收的热量是
；
（2）该足浴器的热效率是
；（3）这次足浴给水加热消耗的电能是
；（4）他家电路的实际电压是
。
2．探究水沸腾时温度变化的特点：
（1）如图甲、乙所示，是小明同学在实验中，用数码相机拍摄的水沸腾前和沸腾时的两张照片，其中_____是水沸腾时的情况；
（2）实验前，向烧杯中倒入热水而不是冷水，这样做是为了_____；
（3）由实验数据绘制出温度随时间变化的图像，如图丙所示。
根据记录的数据，水的沸点是_____℃；可得出水沸腾时温度变化的特点：
不断吸热，温度_____。
【答案】甲缩短实验加热时间98不变
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]水沸腾时，烧杯中水的温度是均匀的，气泡上升时，受到水的压强越来越小，那么气泡体积会变大，从甲、乙两图可以看到，甲是水沸腾时的情况。
（2）[2]实验前，向烧杯中倒入热水而不是冷水，因为冷水加热，需要更长时间才能达到想要的温度，用热水会缩短实验加热时间。
（3）[3]从图丙可以看到，第4min开始，水的温度保持在98℃不变，可以推测水的沸点是98℃。
[4]可得出水沸腾时温度变化的特点：
不断吸热，但是温度保持不变。
3．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。
4．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，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：
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．在探究热现象的实验中，小明用烧杯、试管、温度计、圆底烧瓶等器材进行了如下实验．
（1）小明用图甲所示的装置“探究冰熔化时温度的变化规律”，根据实验数据绘制了温度随时间变化的图象，如图乙所示，比较图乙中BC段与CD段可知，该物质在BC段处于__________（选填“固态”“液态”或“固液共存”）状态，此过程中物质的温度______（选填“增加”“减少”或“不变”）
（2）在“观察水的沸腾”的实验中：
①装如图丙的实验装置时，对M、N两个铁圈高度的定位，_______（选填：
需要/不需要）点燃酒精灯，先固定铁圈_________（选填M或N），再固定另一铁圈的高度；
②你指出图丙中实验操作错误之处是___________，改正错误后，继续实验.当水温升高到90℃时，每隔1min记录一次水的温度，直到水沸腾后再持续几分钟为止．数据记录如表：
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/℃
90
92
94
98
98
98
98
98
③第3min温度计示数如图丁所示，此时水的温度是_____℃；上面戊图中的______（填“a”或“b”）是水在沸腾时的情况；
④在沸腾过程中，温度将_______（填“升高”、“降低”或“不变”），有同学认为为了方便读出温度计的示数，将温度计从沸水中拿出来进行观察读数，则会导致所测温度偏________（填“高”或“低”）；
（3）生活中使用的电烙铁的烙铁头是一种合金．所谓合金就是不同金属（也包括一些非金属）在熔化过程中形成的一种融合物或冷却后的固态．如表列出了几种金属的熔点和沸点（在标准大气压下），其中难以与表中其他金属形成合金的是__________________．
金属
铁
铜
锌
银
金
熔点/℃
1535
1083
419．5
962
1064
沸点/℃
2750
2567
907
2212
2807
【答案】固液共存不变需要N温度计的玻璃泡碰到了容器底部96a不变低锌
【解析】
【详解】
（1）[1]该物质在BC段处于固液共存状态，是熔化过程；
[2]晶体熔化过程中，继续吸热，但温度不变，内能增加；
（2）①[3][4]因要使酒精灯的外焰正好能给烧杯加热，所以需要先点燃酒精灯，组装实验仪器时，应根据酒精灯及其火焰的高度先固定铁圈N，再固定铁圈N上面的部分，这样可以避免重复调整；
②[5]由图知，温度计的玻璃泡接触了烧杯的底部，会导致测量结果偏高；
③[6]温度计的分度值是1℃，此时是零上，液柱上表面对准了90℃上面第6个小格处，读作96℃；
[7]a中气泡在上升过程中，体积逐渐增大，是因为水沸腾时上下温度一致，气泡在深度大的水中受到的压强比在深度小的水中受到的压强大造成的，所以是沸腾时的现象，b中气泡在上升过程中体积逐渐减小，是因为下面的水比上面的水温度高，热胀冷缩的缘故，所以是沸腾前的现象．
④[8]液体沸腾时，不断吸收热量，温度保持不变；
[9]温度计从水中取出读数，由于空气温度低于液体温度，所以示数会下降，导致所测温度偏低；
（3）[10]由于金属锌的沸点低，小于其它金属的熔点，因此锌和其它金属无法完成液态时混合．
7．如图所示，放置在水平地面上的两个均匀实心正方体A和B，物体A、B的边长分别为0.1米和0.2米。
物体A的密度为4×103千克/米3，物体B的质量为10千克。
求：
（1）物体A的质量mA。
（2）物体B对水平地面的压力FB。
（3）在保持物体A、B原有放置方式不变的情况下，现将物体A、B各自沿水平方向在上部切去质量为△m的一部分，使剩余部分对水平地面的压强相等，求切去的质量△m。
【答案】
（1）4千克
（2）98牛（3）2千克
【解析】
【详解】
（1）物体A的质量：
mA=ρAVA=4×103kg/m3×（0.1m）3=4kg；
（2）物体B对水平地面的压力FB等于物体重力大小：
FB=GB=mBg=10kg×9.8N/kg=98N；
（3）A物体的底面积：
SA=（0.1m）2=0.01m2，
B物体的底面积：
SB=（0.2m）2=0.04m2，
将物体A.B各自沿水平方向在上部切去质量为△m的一部分，
根据p=
，由于物体对水平地面的压力等于剩余部分的重力，因剩余部分对水平地面的压强相等，故有：
=
，
即:
=
，
整理后有：
=
，
代入已知量：
=
，
故切去的质量：
△m=2kg.
答：
（1）物体A的质量mA为4kg
（2）物体B对水平地面的压力FB为98N；
（3）在保持物体A.B原有放置方式不变的情况下，现将物体A.B各自沿水平方向在上部切去质量为△m的一部分，使剩余部分对水平地面的压强相等，切去的质量△m=2kg.
8．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·℃）。
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．有一只不准的温度计，它的刻度是均匀的，但放在冰水混合物中，显示为2℃，放在1标准大气压下的沸水中，显示为98℃，把它放在某液体中显示为30℃，则实际的温度是多少？
（计算结果保留一位小数）
【答案】
【解析】
【详解】
由题意可知温度计每一刻度表示的温度是
当温度计显示的温度是30℃时，实际的温度是
答：
把它放在某液体中显示为30℃，则实际的温度约是
。
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．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．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．
14．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
43
A．因为这种油升温比较快，所以它的比热容比水大
B．这种油的比热容为
C．这种油的比热容为
D．加热效率没有达到100%，是因为有一部分能量消失了
【答案】B
【解析】
【详解】
ABC．取两种液体都加热了3分钟为研究对象，因为是用的两个相同的电加热器，且加热效率都为90%，所以
，
设它们的体积为V，则水的质量：
油的质量：
根据
有：
代入数据：
解得：
故AC项错误、B项正确；
D．由能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体；在转化和转移过程中其总量不变．故D项错误．
15．小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量相等的水和另一种液体进行对比实验，并用图象对实验数据进行了处理，如图所示实验中，水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图像可以得（已知
）
A．乙物质是水B．另一种液体的比热容为8.4×103J/（kg·℃）
C．甲的放热能力比乙强D．乙比甲更适合作汽车发动机的冷却液
【答案】C
【解析】
【详解】
A．由题意可知，在相同时间内水和另一种液体放出的热量相等，由题中的图象可以看出，乙液体的温度降低的快，甲液体温度降低慢；根据热量的计算公式
可知，在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下，温度降低得多的比热容小；所以甲液体的比热容大，所以甲液体是水；故A项不符合题意；
B．由题图可知：
甲乙两种液体的初温是60℃，放热15分钟后甲液体的末温是40℃，乙液体的末温是20℃，则水放出的热量：
；
乙放出的热量：
；
而水和乙液体的质量相同，即
；在相同时间内水和另一种液体放出的热量相等，则有：
；
解得，
；故B项不符合题意；
C．由于甲液体的比热容大，所以甲的放热能力比乙强，故C项符合题意；
D．由于水的比热容比较大，所以水比较适合用作发动机的冷却液；即甲比乙更适合作汽车发动机的冷却液；故D项不符合题意。
16．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℃时凝固，在-40℃时，已经是固态，所以这种情况下不能使用
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