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一、初中物理熱學(xué)問題求解方法
1.甲、乙兩物質(zhì)比熱容之比是2:1,質(zhì)量之比是2:1,甲、乙兩物體吸收相同的熱量,
甲物體溫度升高了20℃,則乙物體的溫度升高了℃o由同樣材料組成的丙、丁兩物
體,它們的質(zhì)量之比為4:1,升高溫度之比是3:1,則兩物體吸收熱量之比為。
【答案】8012:1
【解析】
【分析】
【詳解】
[I]'.'甲、乙兩物體吸收相同的熱量
吸
cmAt■二cmAt
甲甲甲乙乙乙
△t:At=cm:cm==(1X1):(2X2)=1:4
甲乙乙乙甲甲
,「△t=20℃,=At=80℃
甲乙o
[2]-:Q,i5=cmAt,且丙、丁兩物體由同種材料做成
c=cm:m=4:1,At:At=3:1
丙乙f丙丁丙丁
兩物體吸收熱量
Q:Q=cmAt:cmAt=12:1
丙丁丙丙丙丁丁丁
2.在探究“比較不同物質(zhì)吸熱的情況”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)量取質(zhì)量____的甲、乙兩種液體,分別倒入相同的燒杯中。
(2)實(shí)驗(yàn)過程中溫度計(jì)的玻璃泡不要碰到燒杯和____o
(3)用相同規(guī)格的電加熱器加熱甲和乙兩種液體,使它們升高相同的溫度,通過來
比較甲和乙兩種液體吸收熱量的多少。
(4)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)如下表所示,分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知(選填“甲”或“乙”)物質(zhì)
的吸熱能力強(qiáng)。
加運(yùn)時(shí)佝「Ehl01234
甲的溫度/P303438424
Z?的提交,"C101S3442
(5)下列事實(shí)能用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出的結(jié)論解釋的是,
A.沿海地區(qū)晝夜溫差會(huì)比內(nèi)陸地區(qū)小
B.用鹽水腌蛋,一段時(shí)間后蛋會(huì)變咸
C.長(zhǎng)期堆放煤的水泥地面變成黑色
D.夏大給教室灑水,感覺涼爽
【答案】相同電加熱器加熱時(shí)間甲A
【解析】
【分析】
(1)根據(jù)控制變量法分析甲、乙兩種液體質(zhì)量的關(guān)系;
(2)根據(jù)溫度計(jì)的使用方法分析溫度計(jì)的玻璃泡不要碰到哪些地方;
(3)使用相同的加熱器通過加熱時(shí)間的長(zhǎng)短來比較吸熱多少,這種方法叫轉(zhuǎn)化法;
(4)使相同質(zhì)量的不同物質(zhì)升高相同的溫度,比較吸收的熱量(即比較加熱時(shí)間),吸收
熱量多的吸熱能力強(qiáng);
(5)水的比熱容較大,與其它物質(zhì)相比,吸收相同的熱量,升高的溫度較低。
【詳解】
根實(shí)驗(yàn)中應(yīng)量取質(zhì)量相同的甲、乙兩種液體,分別倒入相同的燒杯中;
(2)⑵實(shí)驗(yàn)過程中溫度計(jì)的玻璃泡不要碰到燒杯和電加熱器;
(3)[3]用相同規(guī)格的電加熱器加熱甲和乙兩種液體,使它們升高相同的溫度,通過加熱時(shí)間
來比較甲和乙兩種液體吸收熱量的多少;
⑷⑷由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,加熱相同的時(shí)間,甲升高的溫度比乙升高的溫度要低一些,甲物質(zhì)
的吸熱能力強(qiáng);
(5)A.沿海地區(qū)晝夜溫差會(huì)比內(nèi)陸地區(qū)小,是因?yàn)樗谋葻崛葺^大,故A符合題意;
B.用鹽水腌蛋,一段時(shí)間后蛋會(huì)變咸,屬于擴(kuò)散現(xiàn)象,故B不符合題意;
C.長(zhǎng)期堆放煤的水泥地面變成黑色,屬于擴(kuò)散現(xiàn)象,故C不符合題意;
D.夏天給教室灑水,感覺涼爽,是因?yàn)檎舭l(fā)吸熱,故D不符合題意。
故選Ao
3.在"探究晶體熔化和凝固規(guī)律’的實(shí)驗(yàn)中,繪制出了如圖2所示的圖象。
二七
圖1
(1)圖1中所示溫度計(jì)的示數(shù)是℃;
(2)海波從開始熔化到完全熔化持續(xù)了min;
(3)圖2中,海波的熔化過程是段(用圖中字母表示),此過程中海波________
熱(選填"吸"或"放");
(4)圖2中,海波在。點(diǎn)是態(tài),在G點(diǎn)是態(tài)(均選填"固"或"液")。
【答案】-4℃33C吸液固
【解析】
【分析】
【詳解】
(1)[1]圖1可知溫度為零下,其示數(shù)為一4℃;
⑵⑵圖2可知海波從3min開始熔化,至ij6min熔化結(jié)束,持續(xù)了
t=6min-3min=3min;
(3)[3]海波是晶體,熔化時(shí)有一定的熔化溫度。圖2中,海波的熔化過程是5c段;
⑷熔化需要吸收熱量;
⑷⑸圖2中是液態(tài),所以海波在。點(diǎn)是液態(tài);
⑹圖2中尸G段是凝固后的固態(tài),所以G點(diǎn)是固態(tài)。
4.在探究熱現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中,小明用燒杯、試管、溫度計(jì)、圓底燒瓶等器材進(jìn)行了如下實(shí)
驗(yàn).
(1)小明用圖甲所示的裝置“探究冰熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律”,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了溫度
隨時(shí)間變化的圖象,如圖乙所示,比較圖乙中BC段與C。段可知,該物質(zhì)在BC段處于
(選填“固態(tài)”"液態(tài)"或“固液共存")狀態(tài),此過程中物質(zhì)的溫度(選
填“增加”“減少”或“不變”)
(2)在“觀察水的沸騰”的實(shí)驗(yàn)中:
①裝如圖丙的實(shí)驗(yàn)裝置時(shí),對(duì)M、N兩個(gè)鐵圈高度的定位,(選填:需要/不需
要)點(diǎn)燃酒精燈,先固定鐵圈_________(選填M或N),再固定另一鐵圈的高度;
②你指出圖丙中實(shí)驗(yàn)操作錯(cuò)誤之處是,改正錯(cuò)誤后,繼續(xù)實(shí)驗(yàn).當(dāng)水溫升高到
90℃時(shí),每隔lmin記錄一次水的溫度,直到水沸騰后再持續(xù)幾分鐘為止.數(shù)據(jù)記錄如
表:
時(shí)間/min012345678
溫度/c°9092949898989898
③第3min溫度計(jì)示數(shù)如圖丁所示,此時(shí)水的溫度是℃;上面戊圖中的(填
“a”或“b”)是水在沸騰時(shí)的情況;
④在沸騰過程中,溫度將(填“升高”、“降低”或“不變”),有同學(xué)認(rèn)為為了方
便讀出溫度計(jì)的示數(shù),將溫度計(jì)從沸水中拿出來進(jìn)行觀察讀數(shù),則會(huì)導(dǎo)致所測(cè)溫度偏
(填“高”或“低”);
(3)生活中使用的電烙鐵的烙鐵頭是一種合金.所謂合金就是不同金屬(也包括一些非金
屬)在熔化過程中形成的一種融合物或冷卻后的固態(tài).如表列出了幾種金屬的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)
(在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下),其中難以與表中其他金屬形成合金的是.
金屬鐵銅鋅銀金
熔點(diǎn)/C59621064
沸點(diǎn)/c°2750256790722122807
【答案】固液共存不變需要N溫度計(jì)的玻璃泡碰到了容器底部96a不變低
鋅
【解析】
【詳解】
(1)口]該物質(zhì)在BC段處于固液共存狀態(tài),是熔化過程;
⑵晶體熔化過程中,繼續(xù)吸熱,但溫度不變,內(nèi)能增加;
(2)①[3][4]因要使酒精燈的外焰正好能給燒杯加熱,所以需要先點(diǎn)燃酒精燈,組裝實(shí)驗(yàn)儀
器時(shí),應(yīng)根據(jù)酒精燈及其火焰的高度先固定鐵圈N,再固定鐵圈N上面的部分,這樣可以
避免重復(fù)調(diào)整;
②⑸由圖知,溫度計(jì)的玻璃泡接觸了燒杯的底部,會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏高;
③⑹溫度計(jì)的分度值是:TC,此時(shí)是零上,液柱上表面對(duì)準(zhǔn)了90℃上面第6個(gè)小格處,讀
作96℃;
[7]a中氣泡在上升過程中,體積逐漸增大,是因?yàn)樗序v時(shí)上下溫度一致,氣泡在深度大
的水中受到的壓強(qiáng)比在深度小的水中受到的壓強(qiáng)大造成的,所以是沸騰時(shí)的現(xiàn)象,b中氣
泡在上升過程中體積逐漸減小,是因?yàn)橄旅娴乃壬厦娴乃疁囟雀?,熱脹冷縮的緣故,所
以是沸騰前的現(xiàn)象.
④⑻液體沸騰時(shí),不斷吸收熱量,溫度保持不變;
[9]溫度計(jì)從水中取出讀數(shù),由于空氣溫度低于液體溫度,所以示數(shù)會(huì)下降,導(dǎo)致所測(cè)溫度
偏低;
(3)口0]由于金屬鋅的沸點(diǎn)低,小于其它金屬的熔點(diǎn),因此鋅和其它金屬無法完成液態(tài)時(shí)混
合.
5.下表為現(xiàn)在家庭、賓館常用的無線電水壺(一種在倒水時(shí)導(dǎo)線脫離,用電加熱的方便水
壺)的銘牌,某同學(xué)用這種電水壺?zé)_水,他將水放至最大容量,測(cè)得水的初溫是
20C,通電6分鐘后水恰好沸騰(在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下),試通過計(jì)算,回答下列問
題:
額定電壓220V
額定功率1210W
最大容量1L
⑴該電水壺是利用電流的效應(yīng)工作的;
(2)該電水壺正常工作時(shí)的電流及電熱絲的電阻;
⑶這段時(shí)間水吸收的熱量;[水的比熱容c=4.2x103J/(kg.℃)]
⑷現(xiàn)測(cè)得電源電壓為200V,求此時(shí)電水壺的工作效率。(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
【答案】⑴熱;(2)5.5A,40Q;(3)3.36x105J;(4)93%
【解析】
【詳解】
解:⑴電水壺是利用電流通過導(dǎo)體時(shí),使導(dǎo)體產(chǎn)生熱量來工作的,是電流的熱效應(yīng)。
(2)根據(jù)P=〃可得,此電水壺正常工作時(shí)的電流
,P1210W…
I=—=----=5.5A
U220V
由P=①-可得'電熱水壺的電阻
7?=Zi=(220V)1=40Q
P1210W
⑶水的質(zhì)量
m=pV=1x103kg/m3xlxl0-3m3=lkg
水水水
水在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸點(diǎn)f=100℃,燒開時(shí)吸收的熱量
Q=cmG-r)=4.2x103J/(kg?℃)xIkgx(100℃-20℃)=3.36x10sJ
吸水水o
⑷當(dāng)電壓u'=200V時(shí),消耗的電能
(200V)2
W=-U'-2t=yfx360s=3.6x105J
R40。
此時(shí)電水壺工作的效率
T]=Sft.x100%=3-36xl°5JxlOO%=93%
W2.64x1OaJ
答:(2)該電水壺正常工作時(shí)的電流為5.5A,電熱絲的電阻為40Q;
⑶這段時(shí)間水吸收的熱量3.36x105J;
(4)此時(shí)電水壺的工作效率93%。
6.如圖所示,是最新一款無人駕駛四輪小汽車原型圖。汽車自動(dòng)駕駛時(shí)使用雷達(dá)傳感器,
以及激光測(cè)距器來了解周圍的交通狀況。該款車質(zhì)量1.2x103kg,每個(gè)輪胎與地面接觸面
積為2.5xl0—m2,當(dāng)小車以20m/s的速度在一段平直的公路上勻速行駛了8km時(shí),消耗
的汽油為1.5L。假設(shè)燃油完全燃燒,汽油機(jī)的效率為30%,那么,求:
⑴該汽車靜止在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng);
(2)在這段運(yùn)動(dòng)過程中,該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)做的有用功是多少?
⑶在這段運(yùn)動(dòng)過程中,該汽車的輸出功率為多少?發(fā)動(dòng)機(jī)提供的牽引力多大?
(已知:汽油的密度為0.8x103kg/m3,汽油的熱值為4.5x107J/kg)
【答案】(l)L2xlO5Pa;(2)1.62xlO7J;⑶4.05X104W;2025N
【解析】
【詳解】
⑴該汽車靜止在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓力
F-G-mg-1.2x103kgxlON/kg=l.ZxlO4N
受力面積
S=4x2.5xl0-2m2=0.1m2
根據(jù)壓強(qiáng)公式的對(duì)地面的壓強(qiáng)
F1.2xlO4N
p==1.2x105Pa
S0.1m2
對(duì)地面的壓強(qiáng)是1.2x105Pa。
⑵消耗汽油的體積
V=1.5L=1.5dm3=1.5xl0-3m3
m
由P=M可得,消耗汽油的質(zhì)量
m'-pV=0.8x103kg/rmxl.5xlO3m3=1.2kg
汽油完全燃燒放出的熱量
Q=m'q=1.2kgx4.5xlO?J/kg=5.4x10J
放
W
由n=5-義100%得
?放
=30%x5.4xlOJ=1.62x107J
放
該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)做的有用功1.62xl07jo
(3)由v可得,汽車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
8000m
=400s
v20m/s
在這段運(yùn)動(dòng)過程中,該汽車的輸出功率
p=W=1.62xlQ7j=405xi04W
t400s
由W=人可得
仆三轉(zhuǎn)"025N
該汽車的輸出功率2025N。
答:⑴該汽車靜止在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.2xlO5Pa?
⑵在這段運(yùn)動(dòng)過程中,該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)做的有用功是1.62X107J。
⑶在這段運(yùn)動(dòng)過程中,該汽車的輸出功率為4.05X104W,發(fā)動(dòng)機(jī)提供的牽引力為2025N。
7.如圖是一輛警車??哲囐|(zhì)量為2.72t。某次執(zhí)行任務(wù)時(shí)警車以108km/h的速度沿水平路
面勻速直線行駛時(shí)的輸出功率為60kW(g取10N/kg)。求:
⑴車上警察的總質(zhì)量為280kg,輪胎與路面接觸的總面積為1000cm2,車靜止時(shí)對(duì)水平路
面的壓強(qiáng)是多少?
⑵警車以108km/h的速度水平勻速直線行駛時(shí),所受阻力是多少?
⑶若警車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為40%,警車以60kW的輸出功率行駛10min,消耗多少千克的柴
油?(柴油的熱值取4.0x107J/kg)
【答案】(1)3X105Pa;(2)2X103N;(3)2.25kg
【解析】
【詳解】
(1)警車的總質(zhì)量是
m-280kg+2720kg=3000kg
車靜止時(shí)對(duì)水平路面的壓力是
F-G-mg=3000kgxlON/kg=3xlO4N
輪胎與路面接觸的總面積為
S=1000cm2=O.lmz
車靜止時(shí)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)是
F3xlO4N
P——=3xlO5Pa
S0.1m2
(2)警車的速度
v=108km/h=30m/s
警車以這個(gè)速度水平勻速直線行駛時(shí),所受阻力是
「P6X104WC
F=—=-----------=2xl0aN
動(dòng)v30m/s
⑶警車以60kW的輸出功率行駛10min,所做的有用功是
W=60xl03Wxl0x60s=3.6xl07j
有
根據(jù)熱機(jī)的效率公式可得
W_=^X102=9X107J
H40%
這些柴油的質(zhì)量是
9xl07j
=2.25kg
q4.0xl0?J/kg
答:(1)車靜止時(shí)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)是3xl05Pa;(2)警車以108km/h的速度水平勻速直線
行駛時(shí),所受阻力是2xlO3N;⑶若警車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為40%,警車以60kW的輸出功率
行駛10min,消耗柴油的質(zhì)量是2.25kg。
8.物理興趣小組的同學(xué)在研究“沙子和水誰的吸熱本領(lǐng)大”時(shí),選用了兩只完全相同的酒
精燈分別給質(zhì)量都是200g的沙子和水加熱。他們繪制出沙子與水的溫度隨加熱時(shí)間變化的
圖像如圖所示。已知水的比熱容是4.2X103j/(kg?℃),問:
⑴圖a、b中,哪個(gè)是沙子吸熱升溫的圖像?
(2)加熱2min,水吸收了多少熱量?
⑶試求出沙子的比熱容。
【答案】⑴圖a;(1)4.2X104J;(1)0.9X103j/(kg.℃)?
【解析】
【分析】
(1)用兩只完全相同的酒精燈,分別給水和沙子加熱,這樣做的目的是使水和沙子在相同時(shí)
間吸收相同的熱量,再利用公式4=2進(jìn)行分析;
cm
(2)從圖像可知,加熱滿2min,水的溫度從20℃上升到70C,從而可知和水的溫度變化,
已知水的質(zhì)量和比熱容,可利用公式。吸計(jì)算水吸收的熱量;
(3)相同時(shí)間內(nèi)酒精燈燃燒放出相同的熱量,所以2min水和沙子吸收的熱量也相同,由圖a
Q
得出沙子溫度的變化量,再根據(jù)。計(jì)算沙子的比熱容。
mN
【詳解】
(1)由題知,沙子和水的質(zhì)量相等,且沙子的比熱容比水小,吸收相同熱量時(shí)(加熱相同時(shí)
間),由公式&=2可知,沙子升高的溫度多,所以圖a表示的是沙子吸熱升溫的過
cm
程;
⑵由b圖像可知,加熱滿2min時(shí),水的溫度從20℃上升到70℃,則加熱滿2min時(shí)水吸
收的熱量:
Q=cmAt=4.2x1OsJ/(kg?℃)x0.2kgx(70℃-20℃)=4.2x104.
水吸水水水
(3)相同時(shí)間內(nèi)酒精燈燃燒放出相同的熱量,在2分鐘的時(shí)間內(nèi),沙子吸收的熱量:
Q=Q=4.2x100,
沙吸水吸
因加熱2min,沙子的溫度從20℃上升到250℃,由。吸=c〃?Af可得,沙子的比熱容:
4.2x104?0.9xl03j/(kg-℃)
沙mbt0.2kgx(250℃-20℃)
答:(1)圖a是沙子吸熱升溫的圖像;(2)加熱2min時(shí),水吸收了4.2X10好熱量;(3)沙子的
比熱容為0.9X103〃(kg「C).
9.牛頓說自己是站在巨人的肩膀上,其實(shí)每一個(gè)育華學(xué)子都是如此。我們學(xué)習(xí)的每一個(gè)物
理概念,背后都由科學(xué)家們辛勤探究而來,比如功和熱量、電熱等。在沒有認(rèn)識(shí)熱的本質(zhì)
以前,熱量、功、能量的關(guān)系并不清楚,所以它們用不同的單位來表示。熱量的單位用卡
路里,簡(jiǎn)稱卡。焦耳認(rèn)為熱量和功應(yīng)當(dāng)有一定的當(dāng)量關(guān)系,即熱量的單位卡和功的單位焦
耳間有一定的數(shù)量關(guān)系。他從1840年開始,到1878年近40年的時(shí)間內(nèi),利用電熱量熱
法進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn),最終找出了熱和功之間的當(dāng)量關(guān)系。如果用卬表示電功,用。表示
這一切所對(duì)應(yīng)的熱量,則功和熱量之間的關(guān)系可寫成卬=/。,J即為熱功當(dāng)量。利用如
圖1所示的裝置,我們可以一起來重現(xiàn)歷史,經(jīng)歷焦耳的探究過程一一測(cè)量熱功當(dāng)量:
(1)除了圖中所示器材,為完成實(shí)驗(yàn),還需要的器材是o
(2)往量熱器內(nèi)筒倒入質(zhì)量為機(jī)的水,按圖連接好電路。閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻滑片位于
最端(選填“左或右”)
(3)記錄溫度計(jì)初始讀數(shù)〈,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑片得到合適的電流電壓,并記錄為/、
Uo通電,并用攪拌器攪拌加速導(dǎo)熱,一段時(shí)間后斷電,記錄通電時(shí)間,和末溫o。
(4)計(jì)算出熱功當(dāng)量/=(用題中所給字母表示,水比熱容用,表示)熱功當(dāng)
量的測(cè)量,徹底否定了“熱質(zhì)說,為能量守恒和轉(zhuǎn)化奠定了基礎(chǔ)。
r/min012345
水20℃25℃30℃36℃40℃45℃
煤油20℃30℃40℃50℃60℃71℃
(5)這套裝置還可以用來做“比較水和煤油比熱容的大小”實(shí)驗(yàn),應(yīng)當(dāng)選擇圖2的
(選填"A或B”)裝置中的電阻與圖1裝置中的電阻(選填”串
聯(lián)或并聯(lián)”)。
(6)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后,測(cè)得數(shù)據(jù)如表格所示。本實(shí)驗(yàn)中水和煤油吸收熱量的多少是用
(選填”溫度計(jì)示數(shù)的變化或加熱時(shí)間”)來反映的。
(7)由表格數(shù)據(jù)求得煤油的比熱容為。
【答案】秒表右cm;"7)A串聯(lián)溫度計(jì)示數(shù)的變化2.1xl03j/(kg℃)
21
【解析】
【分析】
【詳解】
(I)⑴圖中所示器材有電壓表,電流表,溫度計(jì),為完成實(shí)驗(yàn),需要求出電功,根據(jù)W=u/t
還需要的器材是秒表。
⑵⑵往量熱器內(nèi)筒倒入質(zhì)量為機(jī)的水,按圖連接好電路。閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻應(yīng)位于阻值
最大處,即滑片位于最右端。
⑷⑶根據(jù)W=Q=cmAt=cm(t-t\WJQ,則熱功當(dāng)量
T_W_Ult
Qctn(J-1)
2I
⑸⑷⑸這套裝置還可以用來做,比較水和煤油比熱容的大小”實(shí)驗(yàn),為了控制變量相同,所
以電阻絲阻值應(yīng)該相同,即應(yīng)當(dāng)選擇圖2的A裝置中的電阻與圖1裝置中的電阻串聯(lián)。
⑹⑹根據(jù)轉(zhuǎn)換法,實(shí)驗(yàn)中水和煤油吸熱的多少是通過溫度計(jì)示數(shù)的變化來反映的。
⑺⑺由表格數(shù)據(jù)可知,Imin內(nèi),水的溫度變化了
25℃-20℃=5℃
煤油的溫度變化了
30℃-20℃=10℃
相同時(shí)間內(nèi),電阻絲產(chǎn)生的熱量相同,則
Q=cmAt=Q=cm\t
水水水煤油煤油煤油
代入數(shù)據(jù)可得
c=2.1xl03j/(kg-℃)
煤油
10.有一只不準(zhǔn)的溫度計(jì),它的刻度是均勻的,但放在冰水混合物中,顯示為2℃,放在1
標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸水中,顯示為98℃,把它放在某液體中顯示為30℃,則實(shí)際的溫度是多
少?(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))
【答案】29.2℃
【解析】
【詳解】
由題意可知溫度計(jì)每一刻度表示的溫度是
b-98℃-2℃—24
當(dāng)溫度計(jì)顯示的溫度是30℃時(shí),實(shí)際的溫度是
—℃x(30℃-2℃)+0℃x29.2℃
24
答:把它放在某液體中顯示為30℃,則實(shí)際的溫度約是29.2℃。
11.在兩個(gè)相同的杯子內(nèi)盛有質(zhì)量相等的熱水和冷水,將一半熱水倒入冷水杯內(nèi),冷水杯
內(nèi)的溫度升高21C,若再將熱水杯內(nèi)剩余熱水的一半再次倒入冷水杯內(nèi),冷水杯內(nèi)的水溫
會(huì)升高()
A.9℃B.8℃C.6℃D.5℃
【答案】C
【解析】
【詳解】
設(shè)一杯水的質(zhì)量為m,熱水的初溫為圓,冷水的初溫t-,將一半的熱水倒入容器中后共
同的溫度為t,因不計(jì)熱損失,所以,由。可得:a=Q,即:
放吸
1
c—mAt=cm^t,
2熱冷
解得:
△t=2At=2x21℃=42℃,
熱冷
據(jù)此可設(shè)t=0℃,則t=21℃,
冷
t=21℃+42℃=63℃,
熱
-3
若再將熱水杯內(nèi)剩余熱水的一半再次倒入冷水杯內(nèi)時(shí),相當(dāng)于同時(shí)向冷水中倒二杯熱水,
4
則:
3
3
即:(63℃中)=f-0
4
解得:
t'=27℃,
所以,冷水溫度將再升高:
A=tz-f=27℃-21℃=6℃o
故C符合題意。
12.國(guó)家“學(xué)生飲用奶計(jì)劃”交流會(huì)在福建省福州市召開,如所示是一種學(xué)生飲用奶,它
的凈含量為200mL,若它的密度為1.25x103kg/m3,比熱容為4.0x103J/(kg-°C),冬天飲
用時(shí)把它從10°C加熱到40°(:需要吸收J(rèn)的熱量;在加熱過程中,溫度升高,內(nèi)能
(選填“增加”或“降低”)。
【答案】3x104增加
【解析】
【分析】
【詳解】
山牛奶的體積為
V=200mL=2x10-4m3
牛奶的質(zhì)量為
m=pV=1.25xl03kg/m3x2x10-4m3=0.25kg
牛奶吸收的熱量
Q=cmAr=4x103J/(kg-℃)x0.25kgx(40℃-10℃)=3xl04j
吸
則牛奶吸收的熱量為3xl04jo
⑵在加熱牛奶的過程中,牛奶因?yàn)槲諢崃?,所以?nèi)能增加。
13.如圖所示,在大玻璃瓶與小玻璃瓶?jī)?nèi)各裝入適量的水,將小瓶瓶口向下放入大瓶,使
小瓶恰好懸浮。塞緊大瓶瓶塞,用氣筒向大瓶?jī)?nèi)打氣,小瓶會(huì)(選填“下沉”、“上
浮”或“繼續(xù)懸浮”);繼續(xù)打氣直到瓶塞跳起,此過程中的能量轉(zhuǎn)化與四沖程汽油機(jī)的
沖程相同。
【答案】下沉做功
【解析】
【分析】
【詳解】
[1]由題意可知,小瓶相當(dāng)于一個(gè)“浮沉子”,其原理為:用氣筒向大瓶?jī)?nèi)打氣,大瓶?jī)?nèi)水
面上方氣壓增大,將壓強(qiáng)傳遞給水,水被壓入小瓶中,將小瓶中的空氣壓縮,這時(shí)小瓶里
進(jìn)入一些水,其重力增加,大于它受到的浮力,就向下沉。
⑵當(dāng)瓶塞跳起時(shí),此過程大瓶上方的氣體對(duì)瓶塞做功,大瓶?jī)?nèi)氣體的內(nèi)能減少,瓶塞的機(jī)
械能增大,即內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,又因?yàn)槠蜋C(jī)的做功沖程的能量轉(zhuǎn)化也是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)
械能,所以此過程中的能量轉(zhuǎn)化與四沖程汽油機(jī)的做功沖程相同。
14.當(dāng)水燒開時(shí),我們會(huì)看到水蒸氣將壺蓋項(xiàng)起,從能量轉(zhuǎn)化的角度看,這與四沖程汽油
機(jī)的沖程的能量轉(zhuǎn)化相同,若某單缸四沖程汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為1200r/min,
則此汽油機(jī)每秒鐘對(duì)外做功___________次。
【答案】做功10
【解析】
【詳解】
口]水蒸氣將壺蓋項(xiàng)起,從能量轉(zhuǎn)化的角度看,這是水蒸氣內(nèi)能轉(zhuǎn)化為壺蓋的機(jī)械能,四沖
程汽油機(jī)的做功沖程也是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
⑵由題意可知,飛輪的轉(zhuǎn)速為
1200r1200r“,
-----=------=20r/s
Imin60s
即每秒鐘飛輪轉(zhuǎn)數(shù)是20r,飛輪轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn),汽油機(jī)經(jīng)歷一個(gè)工作循環(huán),對(duì)外做功1次,那么
此汽油機(jī)每秒鐘對(duì)外做功次數(shù)是10次。
15.甲、乙是兩個(gè)質(zhì)量相等的空心球,它們的空心部分體積完全相同,甲球恰好能在水中
懸浮,p=3xl03kg/m3,p=2xl03kg/m3,則甲、乙兩球的體積之比為。當(dāng)把
甲乙
乙球放入水中時(shí),乙球露出水面的體積占乙球體積的。
1
【答案】6:7-
【解析】
【詳解】
,m
⑴設(shè)兩個(gè)球空心部分的體積為T二,已知甲乙兩個(gè)球質(zhì)量相等,由P=M得:
p(V—v)=p(V-V)
甲甲0乙乙0
把p=3xl03kg/m3,p=2xl03kg/m3代入,并化簡(jiǎn)得:
甲乙
3(V—V)=2(V—V)①
甲o(hù)乙o
由于甲球在水中懸浮,所以重力與浮力相等:
F=G
浮甲甲
即:
PgV=Pg(V-V)
水甲甲甲0
所以:
V=3(V—V)②
甲甲o(hù)
37
由①②解得:V=-V,V=-V。所以甲、乙兩球的體積之比為:
甲2o乙4°
⑵已知甲乙兩球質(zhì)量相同,甲球懸浮,乙球密度小于甲球,所以乙球漂浮。所以乙球受到
的浮力等于重力:
F=G
浮乙乙
即:
Pg(V-v)=pg(V-v.)
乙乙0水乙露
17
解得Z=7丫。又因?yàn)閂=:丫,所以:
露4o乙4o
1141
V=_V=_x_V=-V
露4。47乙7乙
1
所以乙球露出水面的體積占乙球體積的,o
16.柴油機(jī)和汽油機(jī)在一個(gè)工作循環(huán)中的四個(gè)沖程完全相同的沖程是()
A.吸氣、壓縮B.壓縮、排氣
C.吸氣、壓縮、排氣D.排氣
【答案】D
【解析】
【詳解】
吸氣沖程中,汽油機(jī)吸入的是汽油和空氣的混合氣體,柴油機(jī)吸入的只有空氣,所以吸氣
沖程不同;柴油機(jī)屬于壓燃式點(diǎn)火,所以在壓縮沖程中,柴油機(jī)比汽油機(jī)壓縮程度高,所
以壓縮沖程不同;汽油機(jī)氣缸頂部有個(gè)火花塞,柴油機(jī)氣缸頂部有個(gè)噴油嘴,柴油機(jī)采用
壓燃式點(diǎn)火,汽油機(jī)采用點(diǎn)燃式點(diǎn)火,所以做功沖程不同;排氣沖程只是將廢氣排出,所
以柴油機(jī)和汽油機(jī)在一個(gè)工作循環(huán)中的四個(gè)沖程完全相同的沖程是排氣沖程;通過以上分
析可知,故選D。
17.用兩只相同的電加熱器,分別給相同體積的水和某種油加熱,在開始和加熱3min時(shí),
分別記錄的數(shù)據(jù)如下表所示.已知P°=L0xl03kg/m3,c=4.2x103"Qg^c),
P=0.8x103kg/m3,加熱的效率都為90%,油的末溫沒有達(dá)到它的沸點(diǎn),下列說法正
油
確的是()
加熱時(shí)間(min)03
水的溫度(℃)1828
油的溫度(°C)1843
A.因?yàn)檫@種油升溫比較快,所以它的比熱容比水大
D.加熱效率沒有達(dá)到100%,是因?yàn)橛幸徊糠帜芰肯Я?/p>
【答案】B
【解析】
【詳解】
ABC.取兩種液體都加熱了3分鐘為研究對(duì)象,因?yàn)槭怯玫膬蓚€(gè)相同的電加熱器,且加熱
效率都為90%,所以
Q水=Q油,,
設(shè)它們的體積為V,則水的質(zhì)量:
m=pV
水水
油的質(zhì)量:
m=pV
油油
根據(jù)有:
cpV(t—t)=cpV(it-t)
水水水o油油油。
代入數(shù)據(jù):
4.2xl03j/(kg>℃)xl.0xl03kg/m3x(28℃-18℃)=cx0,8x103kg/m3x(43℃-18℃)
油
解得:
c=2.1X103J/(kg*℃)
油
故AC項(xiàng)錯(cuò)誤、B項(xiàng)正確;
D.由能量守恒定律可知,能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)
化為另一種形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體;在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中其總量不變.故
D項(xiàng)錯(cuò)誤.
18.下表列出了部分金屬的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)(在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下),根據(jù)表中的數(shù)據(jù),下列說法
中正確的是()
物質(zhì)水銀金銅鋼鴇
熔點(diǎn)(℃)-391064108315153410
沸點(diǎn)(℃)3572500236027505900
A.金塊在"鋼水"中不會(huì)熔化
B.在-40℃時(shí),不能使用水銀溫度計(jì)測(cè)量溫度
C.表中所列出的金屬,沸點(diǎn)都可以用水銀溫度計(jì)測(cè)量
D.因?yàn)轼d的沸點(diǎn)比較高,所以白熾燈里的燈絲是用鴇制成的
【答案】B
【解析】
【詳解】
A."鋼水”的溫度達(dá)到1515℃,金塊的熔點(diǎn)只是1064℃,低于"鋼水”的溫度,金塊會(huì)熔
化,A錯(cuò)誤;
B.水銀的熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)是相同的,它在-39℃時(shí)凝固,在-40℃時(shí),已經(jīng)是固態(tài),所以這種
情況下不能使用水銀溫度計(jì)測(cè)量溫度,B正確;
C.表中所列出的金屬,除了水銀,沸點(diǎn)都大于357℃,357℃是水銀的沸點(diǎn),這些溫度都
已經(jīng)超過了水銀的沸點(diǎn),所以說不可以用水銀溫度計(jì)測(cè)量,C錯(cuò)誤;
D.白熾燈里的燈絲是用鴇制成,這是因?yàn)轼d的熔點(diǎn)高,長(zhǎng)時(shí)間通電溫度很高,鴇都不會(huì)
熔化,D錯(cuò)誤。
19.向一大桶溫度為[的冷水中倒入一小桶溫度為[的熱水,混合后的溫度為t,下面關(guān)于
溫度的關(guān)系式中正確的是()
/+/f+ft+ft-t
A.t=1aB.t<-t-----a-C.t>-t-----a-D.t=8-----1-
2222
【答案】B
【解析】
【詳解】
冷水吸收的熱量:
Q=cmQt-t)
吸11
熱水放出的熱量:
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