物理競賽專題訓練(熱學)

1、 初中物理競賽專題訓練熱學 一、選擇題（ 每題10分共計120分 ）1.液體溫度計是利用液體熱脹冷縮的性質制成的。用兩種不同的液體做成兩支溫度計，刻度的方法，都按照攝氏度的方法?，F(xiàn)在用這兩支溫度計分別去測量兩個物體的溫度，正確的說法是 ( )A 只要兩支溫度計的讀數(shù)相等，被測兩物體的實際溫度就相等B 如果兩支溫度計讀數(shù)相等，被測兩物體實際溫度肯定不等C 最少存在兩個溫度值，讀數(shù)如相等，被測兩物體的實際溫度也相等D 最多只存在一個溫度值，讀數(shù)如相等，被測兩物體的實際溫度也相等2.某刻度均勻但讀數(shù)不準的溫度計，用它測量冰水混合物的溫度時，示數(shù)是4°C，當冰熔化后，水溫度升高到某一數(shù)值時，

2、發(fā)現(xiàn)它的示數(shù)恰好與真實溫度相等，讓水溫再增加10°C，而溫度計的示數(shù)只增加了9°C，那么，當用此溫度計去測量一個標準大氣壓下的沸水溫度時，示數(shù)變?yōu)?（ ）A.92°C B.94°CC.96°CD.98°C3.如圖所示，金屬球甲和金屬環(huán)乙用同種材料制成。室溫環(huán)境下，甲球恰好能穿過乙環(huán)。則( )A.在同一高溫環(huán)境下同時加熱短暫時間后，球不能穿過環(huán)B.在同一高溫環(huán)境下同時加熱足夠長時間后，球不能穿過環(huán)C.在同一低溫環(huán)境下同時冷卻短暫時間后，球不能穿過環(huán)D.在同一低溫環(huán)境下同時冷卻足夠長時間后，球不能穿過環(huán)4.用材料甲制成的刻度尺去測量用材料

3、乙制成的物體的長度。在15時測得的長度為l1，在30時測得的長度為l2。如果兩次的測量方法都正確，且l1>l2。則下列說法中正確的是 ( ) A.甲、乙兩種材料膨脹程度不同，且材料乙的膨脹程度大B.如果在15時取甲、乙兩材料的長度均是1米，則在降低相同溫度后甲的長度大于乙的長度C.如果在15時取甲、乙兩種材料的長度均是1米，則在升高相同溫度后，甲的長度大于乙的長度D.以上三種情況都不對5.使用冷暖空調的密閉轎車玻璃上，無論盛夏還是嚴冬，都有小水珠凝結。實際情況是( )A.小水珠總是凝結在窗玻璃的內表面B.小水珠總是凝結在窗玻璃的外表面C.夏天小水珠凝結在窗玻璃內表面，冬天凝結在外表面D.

4、夏天小水珠凝結在窗玻璃外表面，冬天凝結在內表面6.如圖所示，甲容器內裝有水，乙試管內也裝有水，并通過甲容器密封蓋上的孔插入甲容器的水中，且乙試管與密封蓋緊密接觸?，F(xiàn)給甲容器加熱，則經過一段時間后 （ ）A.甲容器內的水先沸騰B.乙試管內的水先沸騰C.甲容器、乙試管內的水同時沸騰D.甲容器內的水沸騰，乙試管內的水不會沸騰7.用混合法測定物質的比熱的實驗中，由于不可避免會有熱量的損失(包括小鋁筒容量的吸熱)，那么 ( ) A測出放熱物質的比熱大干其真實值，測出吸熱物質的比熱小于其真實值 B測出放熱物質的比熱大于其真實值，測出吸熱物質的比熱大于其真實值 C測出放熱物質的比熱小于其真實值，測出吸熱物質

5、的比熱小于其真實值 D測出放熱物質的比熱小于其真實值，測出吸熱物質的比熱大于其真實值8.人的體溫是由“下丘腦”中特殊神經細胞組織控制的，它對人體體溫的變化很敏感，當下丘腦溫度高于37時，人體散熱機制（如血管舒張，出汗等）就會活躍起來。已知37時蒸發(fā)18克汗水所需要的能量為4300焦。現(xiàn)有一中年人漫步行走時，每秒鐘體內產生的熱量為35焦，而此時人體通過傳導、輻射等方式（不包括出汗）產生的散熱功率只有33瓦，因此還要通過出汗的方式才能保持37的體溫不變。那么此人漫步行走1小時出汗約（ ）A.20克 B.30克 C.40克 D.50克9.將一杯熱水倒入容器內的冷水中，冷水溫度升高10，又向容器內倒入

6、同樣一杯熱水，冷水溫度又升高6，若再向容器內倒入同樣一杯熱水，則冷水溫度將再升高(不計熱損失) （ ） A.45 B.4 C.35 D.310.將質量為m、溫度為O的雪（可看成是冰水混合物）投入裝有熱水的容器中，熱水的質量為M，平衡后水溫下降了t；向容器中再投入質量為2m上述同樣性質的雪，平衡后容器中的水溫恰好又下降了t。則m:M為 ( )A. 1:2 B.1:3 C.1:4 D.1:511.兩種金屬的密度分別為l、2，且l：2=2:1，它們的比熱分別為cl、c2，且 cl：c2=1:2?，F(xiàn)用這兩種金屬制成體積相等的兩實心球甲、乙。甲球中兩種金屬的體積相等，乙球中兩種金屬的質量相等，則甲、乙兩

7、金屬球的比熱c甲、c乙的比值關系是 （ ）。A.8:9 B.9:8 C. 10:9 D9:1012.質量相等的甲、乙兩金屬塊，其材質不同。將它們放入沸水中，一段時間后溫度均達到100，然后將它們按不同的方式投入一杯冷水中，使冷水升溫。第一種方式：先從沸水中取出甲，將其投入冷水，當達到熱平衡后將甲從杯中取出，測得水溫升高10；然后將乙從沸水中取出投入這杯水中，再次達到熱平衡，測得水溫又升高了10。第二種方式：從沸水中同時取出甲、乙投入冷水中，使之達到熱平衡。則在第二種方式下，這杯冷水溫度的變化是 （ ）A.升高不足20 B.升高超過20 C.恰好升高了20 D.條件不足，無法判斷內能、比熱及熱傳

8、遞計算復習鞏固提高練習【例1】 已知1g甲液體溫度升高1需要2.1J的熱量，1g乙液體溫度升高1需要4.2J的熱量，1g丙液體溫度升高1需要2.8J的熱量分別取甲、乙兩種液體各60g，以相同的熱源加熱，其溫度與加熱時間的關系如圖所示若取90g的丙液體，以相同的熱源加熱，則其溫度與加熱時間的關系圖像 （ ）A落在區(qū) B落在區(qū) C與甲重疊 D與乙重疊分析 根據已知條件可以分別確定三種液體的比熱容：， 結合題意和圖像可知，用相同的熱源加熱相同的時間，即甲、丙吸收相同的熱量，它們升高的溫度關系由，得 所以 類似可找出乙和丙升溫的關系： 所以 ，即丙液體與乙液體升高的溫度相同答案 D【例2】 （湖南長沙

9、）有質量相同、比熱容不同、溫度不同的甲、乙、丙三種液體，甲的溫度是44，乙的溫度是32，丙的溫度是24如將甲和乙混合后，溫度為36；如將乙和丙混合后，溫度為30問甲、丙混合后，溫度將變?yōu)槎嗌?？分?本題中一共進行了三次熱交換，可寫出三次熱交換的熱平衡方程式，由于甲、乙、丙質量相等，可找出甲、乙、丙的熱容關系，通過解方程組即可求得甲、丙混合后的溫度當甲、乙混合達到熱平衡時，有，即得解得當乙、丙混合達到熱平衡時，有，即得，解得設甲、丙混合后的最終溫度為t，有，將和代入式得解得t=36【例3】 已知金屬銅與鐵的比熱容，將質量和初溫均相等的鐵球和銅球放到冷水中，當它們放出相等的熱量后再靠在一起，則熱量

10、會怎樣傳遞？分析 根據，即，我們可以得到，越大，則越大（降低的溫度?。?，則大的球將會傳熱給小的球，即鐵球將會傳熱給銅球注意：是因為放熱，用；傳遞的是熱不是溫度，直到它們的溫度相同為止【例4】 有一堆潮濕的石子，它的比熱容為，干燥砂石的比熱容為，求：（1）砂石中水的含量（2）這堆砂石的密度（）分析 （1）設這堆砂石的質量為M，其中水的質量為m，當吸熱，溫度變化時，有：，（2）質量為M的砂石的體積，注意：砂石體積并不因有水而變大，所以密度只會變大不會變小【例5】 （武漢）現(xiàn)有20的涼水和80的熱水可供任意選用，若某人需要50的溫水洗澡該怎樣辦？若在配水的過程中沒有熱損失，且希望得到50kg這樣的溫

11、水，請你通過計算說明確切的配水方法分析 （1）當熱水和涼水混合時，由于有溫度差，因而會發(fā)生傳熱現(xiàn)象，熱水的溫度會降低，涼 水的溫度會升高取適當?shù)臎鏊蜔崴旌希傻玫?0的溫水（2）取熱水和涼水混合時，容器會吸熱，同時也會向空氣中散熱，這些都稱為熱損失題目中假定沒有熱損失，即意味著在混合過程中熱水放出的熱量全部被涼水吸收，有，設所需熱水的質量為，熱水的初溫80；所需涼水的質量為，涼水20，熱水與涼水的混合質量為，混合溫度50由及質量關系可得 ， 由式得結合式得即熱水和涼水各取25kg可得50kg、50的溫水【例6】 現(xiàn)有70的熱水50kg，10的冷水50kg，要配置成溫度為36的溫水，問最多能

12、配置多少千克？分析 把這兩種溫度的水混合在一起后，熱平衡溫度在1070之間，如果都混在一起，質量是100kg，但溫度不一定在36，所以應先確定36水中兩種溫度水的質量比，然后判斷出哪種溫度的水用得多設需要熱水，需要冷水，則：，由上式知道冷水用得多，所以：，最多配置36的水的質量為：【例7】 將一杯熱水倒入盛有一些冷水的容器中，冷水的溫度升高了10，又向容器內倒入同樣的一杯熱水，冷水的溫度又升高了6，如果再向容器內倒入同樣一杯熱水，則冷水的溫度可再升高多少度？分析 三次熱平衡的過程，根據熱平衡公式可以列出這三個熱平衡公式，綜合三式即可以解出：設容器內冷水的質量為，初溫度為，每杯熱水的質量為，初溫

13、度為，則第一次把熱水倒入冷水中有：第二次把熱水倒入冷水中有：有式和式解得：，第三次再把熱水倒入冷水中：把式代入上式得：再升高的溫度為：【例8】 在一個密閉的容器中，若有3個分子在運動，則下列敘述正確的是( )A3個分子沒有機械能 B3個分子組成的物質具有內能C3個分子組成的物質沒有內能 D以上說法均不正確解析 因為分子在運動，所以有機械能，故A錯物質內能是指大量分子的無規(guī)則運動，3個分子不是大量分子，所以它們的運動不是內能，故C正確本題應選C【例9】 液體蒸發(fā)的快慢是由液體的溫度、液體的表面積和液面空氣流動的快慢來決定的，如何用分子運動和內能的有關知識來解釋?解析 液體蒸發(fā)，實質上是液體內部速

14、度較大的分子擺脫其他液體分子的吸引飛離液面的一種現(xiàn)象如果液體溫度越高，內能就越大，速度大的分子就越多，飛離液面的分子就越多，蒸發(fā)就越快如果液體的表面積越大，在液面的分子就越多，飛離液面的分子就越多，蒸發(fā)就越快跑出液面的分子若在液面附近運動，其中一部分又會回到液體中，如果液面上方空氣流動越快，從液面跑出的分子就越快地被吹走，液面附近的蒸發(fā)出來的分子就越少，返回液體的分子就越少，離開液面分子比返回液體的分子就越多，蒸發(fā)就越快【例10】 對一個物體做功，這個物體的內能一定增加，對嗎?解析 做功可以改變一個物體的內能，那么怎樣確定一個物體的內能是否改變呢?讓一個鐵塊從外界吸熱，即從外界得到內能，會測出

15、鐵塊的溫度變化了所以一個物體的溫度變化了，說明它的內能變化了讓一塊的冰從外界吸熱，即從外界得到內能，會看到冰熔化成的水，雖然溫度沒有變化，但這些的水比原來的冰的內能要大所以一個物體的物態(tài)變化了，說明它的內能變化了由內能的定義知：內能是指物體內部所有分子做規(guī)則運動的分子動能和分子勢能的總和如果一個物體的質量減少了，它內部分子的數(shù)目也減少了，那么它內部分子動能和分子勢能的總和，即內能也隨著減少了所以一個物體的質量變化了，說明它的內能也變化了綜上所述，可以通過一個物體的溫度、狀態(tài)、質量來確定它的內能是否改變對題中的問題來說，拿一段鐵絲來回彎幾下，用手摸彎折處，感覺溫度比原來高了，說明彎折處的內能增加

16、如果要是把這一段鐵絲從某一處慢慢提到一定高度，雖然外界對鐵絲做了功，但鐵絲的溫度、狀態(tài)、質量都沒有發(fā)生變化，說明它的內能也沒有變化可見題中的說法是錯誤的【例11】 夏天開啤酒瓶蓋時，會聽到“嘭”的一聲，瓶口有一股“白氣”，這是為什么？解析 打開啤酒瓶的一瞬間，瓶口上方氣體膨脹對外做功，內能減少，溫度降低，瓶口周圍空氣中的水蒸氣因遇冷而液化成小水滴，這就是我們所看到的“白氣”【例12】 用打氣筒給自行車的車胎打氣，過一會兒筒壁會熱起來，解釋此現(xiàn)象時，甲同學說：“這是由于活塞上下移動和筒壁摩擦，由于摩擦生熱使筒壁溫度升高引起的”乙同學說：“這是由于活塞壓縮筒內空氣做功，使空氣的內能增加，溫度升高，

17、又由于熱傳遞筒壁也熱起來”他們倆誰說得對呢?解析 筒壁熱了，說明筒壁的溫度升高，內能增加了 改變物體的內能有兩種方式：做功和熱傳遞 把一個物體放在比它的溫度高的環(huán)境中，這個物體從外界吸熱，它的內能就增加；把一個物體放在比它的溫度低的環(huán)境中，這個物體就向外界放熱，它的內能就減少所以說熱傳遞改變內能的本質是內能從一個物體轉移到另一個物體外界消耗某種形式的能對物體做功，如果把某種形式的能轉化為內能，這個物體的內能就增加；物體對外界做功，如果是把物體的內能轉化為別的形式的能，這個物體的內能就減少所以說做功改變內能的本質是內能和其他形式能的相互轉化用打氣筒打氣時，活塞與筒壁摩擦可以生熱；活塞壓縮空氣做功

18、也可以生熱實際當中用手摸氣筒時，感覺氣筒的最下端熱，活塞一般壓不到這個位置活塞跟氣筒上下的摩擦次數(shù)是一樣的，而氣筒上下不一樣熱，說明由于摩擦使氣筒發(fā)熱不是主要原因那么主要原因是活塞越往下壓，對氣筒內空氣做功越多，消耗的機械能也越多，轉化的內能也越多，氣筒內空氣溫度就越高，由于熱傳遞，氣筒下部的溫度也越高所以乙同學的講法是對的【例13】 如圖所示，兩個相同的球，甲用不傳熱的細線懸掛，乙放在不傳熱的水平面上，若使它們吸收相等的熱量（且設它們都不向空間散熱），那么，兩球內能的增加量是（ ）A甲球多些 B乙球多些 C一樣多 D無法比較解析 如果忽略其他因素，兩球吸收熱量后，溫度升高，它們的內能增加是相

19、同的但吸熱后兩球將發(fā)生熱膨脹，它們的體積增大，對于乙球來講，它的重心要升高，也就是說它的總勢能要增大，即乙球的機械能增大，而它機械能的增大必須由其他的能量轉化而來，那么它只能是消耗其內能，轉化為機械能由此可見，乙球內能增加量要小于甲球答案 A熱學訓練題1、用煤氣灶既方便又環(huán)保，一般的煤氣灶正常工作時。15min可使質量為4Kg、溫度為23的水沸騰，該城市水的沸點為93，求：水吸收的熱量；若煤氣灶放出的熱量70%被水吸收，煤氣灶實際放出的熱量為多少2、小紅家里原來用液化石油氣燒水，每天用60的熱水100kg。她參加“探究性學習”活動后，在老師和同學的幫助下，制造了一臺簡易的太陽能熱水器。（1）若

20、用這臺熱水器每天可將100kg的水從20加熱到60，這些水吸收的熱量是多少？（2）若液化石油氣燃燒放出的熱量有70%被水吸收，她家改用太陽能熱水器后平均每天可節(jié)約液化石油氣多少kg？（液化石油氣的熱值是8.0×107J/kg）（3）請你說出太陽能熱水器的優(yōu)點。（至少說出一條） 3、隨著國民經濟的發(fā)展，汽車已走進家庭。一輛小轎車以某一速度在平直路面上勻速行駛100km，消耗汽油10L。若這些汽油完全燃燒放出的熱量有30%用來驅動汽車做有用功，所用汽油的熱值為4.6×107 J/kg，密度為0.7×103kg/m3，求： (1)這些汽油完全燃燒放出的熱量；&

21、#160;(2)這輛轎車以該速度勻速行駛時受到的阻力。4、某輛小轎車油箱內裝有32kg汽油，司機小李駕車沿高速公路到某地旅游，路程為300km假設轎車是勻速行駛，且受到的阻力為920N已知汽油完全燃燒產生的內能有30%轉化為機械能，汽油的熱值為4.6×107J/kg求：（1）汽車到達目的地牽引力所做的功；（2）通過計算說明汽車在行駛途中是否需要加油5、太陽能是一種清潔能源某太陽能熱水器每天能使500kg的水溫度升高30，那么這些水吸收的熱量是多少？，這些熱量相當于完全燃燒多少的天然氣放出的熱量天然氣的熱值取7×107J/m3，水的比熱容c=4.2×103J(kg&

22、#183;)6、泰安五岳專用汽車有限公司是一家大型的特種專用汽車生產基地。該廠某型號專用車在車型測試中，在一段平直的公路上勻速行駛5.6km，受到的平均阻力是3.0×103N，消耗燃油1.5×103m3（假設燃油完全燃燒）。若燃油的密度0.8×103kg/m3，熱值q4×107J/kg，求： （1）專用車牽引力所做的功。（2）燃油放出的熱量 （3）該專用車的熱機效率是多少？ （4）汽車的輪胎上有凹凸不平的花紋，這樣做的好處是什么？7、質量為0.5kg的鋁壺里裝著5kg溫度為20的水。將鋁壺放在煤爐上加熱，爐子的效率為20%，問燃燒多少kg的無煙煤才能將水

23、燒開？（外界氣壓為1個標準大氣壓，8. 2010年上海世博會通過大面積推廣應用太陽能等以低能耗、低污染、低排放為特點的綠色環(huán)保技術，來體現(xiàn)“城市，讓生活更美好”的主題。如圖21所示的太陽能熱水器，它的水箱容量為120L，熱水器上的集熱器對太陽能的利用效率為40%，在與陽光垂直的地球表面上每平方米得到的太陽輻射功率約為P=1400W。如果將整箱水的溫度從20加熱到70，需要陽光照射5h，那么：（1）一箱水需要吸收的熱量是多少？（2）熱水器上集熱器的面積至少要多大？水的比熱容是：4.2×103J/(kg·)9. 如圖為瀘州市某風景區(qū)山中的一段盤山公路照片。以汽油為燃料的觀光汽車

24、沿該盤山公路（盤山公路近似處理為斜面）以36Km/h的速度勻速行駛，經過15min從山腳到達山頂；汽車上山時沿路面獲得的牽引力恒為9.2×103N。已知汽油完全燃燒釋放的熱量轉化為汽車牽引力做功的效率為30%，汽油熱值q=4.6×107J/Kg，求：（1）汽車上山時牽引力發(fā)揮的功率為多大。（2）汽車從山腳到山頂消耗了多少千克的汽油。10如圖所示，在青海玉樹抗震救災中，解放軍部隊某戰(zhàn)士用150kW的鏟車清理廢墟。若鏟車用5s勻速推進了3m，然后將1.5t的建筑廢料舉高3m裝車運走，整個過程是連續(xù)的。若柴油發(fā)電機的熱效率為34.5%。（）求：（1）在推土過程，鏟車受到的阻力。

25、（2）在舉高過程，鏟車所做的功。（3）整個過程消耗柴油多少千克？11、圖為汽油機做功沖程的示意圖。若某型號單缸四沖程汽油機的活塞直徑為60mm（面積近似取S3.0×103m2），活塞沖程長度為L0.06m，某種工作狀態(tài)下做功沖程燃氣的平均壓強為p1.0×106Pa，活塞以n1380次/分鐘作往復運動，汽油機往復運動兩次，對外做功一次。（1）汽油機在此工作狀態(tài)下的功率是多少？（2）如果此工作狀態(tài)下每分鐘消耗20g汽油，那么汽油機把內能轉化為機械能的效率是多少？（q汽4.6×107J/kg、不計摩擦）12、如圖，某同學將空的薄金屬筒開口向下壓入水中。設水溫均勻且恒定，

26、筒內空氣無泄漏，不計氣體分子間相互作用，則被淹沒的金屬筒在緩慢下降過程中，筒內空氣體積減小。以下說法正確的是(   )      A 從外界吸熱 B 內能增大        C 向外界放熱 D 內能減小參考答案：C13、夏天，如果將自行車內胎充氣過足，又放在陽光下受暴曬，車胎極易爆裂關于這一現(xiàn)象有以下描述（暴曬過程中內胎容積幾乎不變）車胎爆裂，是車胎內氣體溫度升高，氣體分子間斥力急劇增大的結果在爆裂前的過程中，氣體溫度升高，分子無規(guī)則熱運動加劇，氣體壓強增

27、大在爆裂前的過程中，氣體吸熱，內能增加在車胎突然爆裂的瞬間，氣體內能減少描述正確的是（ ）A BC D參考答案：B14、一密閉容器中，盛有高溫的油，放在溫度保持不變的環(huán)境中慢慢冷卻。小明每隔30分鐘記錄一次容器內的油溫，共記錄七次，具體數(shù)據如下表：冷卻時間t（min）0306090120150180油溫T（°C）148845236282422內外溫差DT（°C）1286416842根據表中數(shù)據可知在冷卻時間為60 min時，內外溫度之差為_°C，油溫T與冷卻時間t的關系式為_。參考答案：32；T=20+128/(2*(t/30)15、大剛家自制了一個太陽能熱水器，

28、其主要裝置是一個曬水箱經多次觀察和實驗知道，該曬水箱的效率在夏天可達到50%查表可知，在地球表面，晴天時垂直于陽光的表面接收到的熱輻射為1.26×103J/（m2·s）如果曬水箱內有45kg的水，曬水箱接收陽光垂直照射的面積始終是2.0m2，試問：要使水溫從25升高到55需要多長時間？參考答案：1.25h16、家用電熱淋浴器分儲水式和無水箱式兩種。無水箱式淋浴器是使冷水流過電熱器就達到需要的溫度，立即從噴頭噴出熱水供淋浴?，F(xiàn)在自來水的溫度為16，淋浴需要熱水的溫度為38左右，淋浴所需熱水流量為1×10-3米3/分，水的比熱容c為4.2×103焦/(千克&

29、#183;)。則該淋浴器的電熱器電功率為_瓦；它的工作電流大小為_安(不計加熱過程中的能量損失及水的密度變化)。17、費米根據偵探小說得知，一具尸體大約需要半天的時間才能從體溫37攝氏度降至25攝氏度。另外它通過實驗室數(shù)據還了解到：體重約60千克的正常熱的比熱容與水相當，約為4200焦/（千克攝氏度），每千克葡萄糖完全分解釋放的熱量為1.6×107焦，此外，尸體的散熱量大約為正常人在相同時間內散熱量的60%。根據這些數(shù)據估算出一個正常人體每天必須補充的葡萄糖為多少？參考答案：630g18、A、B兩個杯里，裝有質量相等的同種液體，今取A杯中的一半倒入B杯，在B杯混合后，返取一半倒回A杯再次混合，已知A杯中液體的最初溫度為15，最后溫度為25，求B杯中液體的最初溫度(忽略熱量散失)。參考答案：4019、國產165型單缸四沖程汽油機的氣缸直徑為65mm,活塞沖程長55mm,滿負荷工作時做功沖程燃氣的平均壓強為9.58×105帕,飛輪轉速是1500R/min.求這種汽油機滿負荷工作時的功率(不計摩擦損失).如滿負荷工作時每分鐘消耗15克汽油,這種汽油機把內