中考物理压轴题之热学问题突破提升含答案.docx
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中考物理压轴题之热学问题突破提升含答案
一、初中物理热学问题求解方法
1．将一杯热水倒入盛有一些冷水的容器中，冷水的温度升高了10℃，这是通过______的方式改变了冷水的内能。
又向容器内倒入同样一杯热水，冷水的温度又升高了6℃。
如果再向容器内倒入同样三杯热水，则冷水温度可再升高______℃（不计热量损失）。
【答案】热传递9
【解析】
【分析】
【详解】
[1]热水倒入冷水中，热水放出热量，冷水吸收热量，冷水温度升高，是通过热传递的方式改变冷水的内能。
[2]热水倒入冷水中，热水放出的热量等于冷水吸收的热量，设一杯的热水质量为m，初温为t，冷水的质量为m0，由热平衡方程可得第一次加入热水时
第二次加入热水时
两式相减得
，代入解得
。
若再加入同样三杯热水，设升高的温度为
，则
解得
。
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．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。
4．小明在探究某种物质在熔化前后其温度随加热时间变化的规律时，得到如下表的实验记录。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
温度/℃
60
67
73
80
80
80
80
80
80
80
84
88
93
（1）请按上述实验数据在坐标格中作出温度随时间变化的图像____________。
（2）2.5min时该物质是________态。
6min时该物质是________态。
（3）熔化过程进行的时间大约是________min。
（4）根据上述数据，可以归纳出该物质在熔化过程中的特点是________。
（5）该物质的熔点是________。
【答案】
固固、液混合5吸热但温度不变80℃
【解析】
【分析】
（1）按表中数据在坐标格中先画点，再描线。
（2）晶体在熔化前为固态，熔化时为固液共存态，熔化完为液态。
（3）熔化过程是指物质开始熔化到完全熔化完，据此判断熔化时间。
（4）分析数据及图像得出物质在熔化过程中的特点：
不断吸热，但温度保持不变。
（5）物质在熔化过程中的温度，叫做熔点。
【详解】
（1）[1]根据表格中的实验数据，在坐标格中以横坐标为时间，纵坐标为温度，然后通过描点法在坐标格中描出对应时间的温度，最后将各点用平滑曲线连接起来，得到温度随时间的变化的图像：
；
（2）[2]由图像知，该物质在2.5min时，还没有开始熔化，所以为固态。
[3]在第6min时，处于熔化过程当中，所以为固、液混合态。
（3）[4]由表格中数据及图像可知，该物质从第5min开始熔化，到第10min完全熔化完，所以熔化过程经历了
10min-5min=5min
（4）[5]由图像及数据知，该物质在熔化过程不断吸热，但温度保持不变。
（5）[6]由数据知，该物质在熔化过程温度保持80℃不变，是晶体，所以熔点为80℃。
5．小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”，同时又探究了“不同燃料燃烧的放热能力”，他设计了两组实验装置如图所示：
（1）你认为研究不同燃料燃烧放热能力应选用_______组器材（选填“甲”、“乙”）。
（2）甲组实验是通过________来反映物质吸收热量的多少。
（3）甲组实验中，正确操作后收集到如下实验数据，在图丙中画出水的温度随时间变化的图像____________。
加热时间/min
0
1
2
3
4
温度/℃
沙子
20
25
29
34
39
水
20
21
22
23
24
（4）甲实验中，需要控制某些变量，以下做法多余的是________
A．采用完全相同的加热方式
B．采用酒精灯加热时，酒精灯里所加的酒精量相同
C．取相同质量的水和沙子
D．盛放水和沙子的容器相同
（5）乙组实验中，将质量相等的两种燃料A和B放入燃烧皿中，点燃后对质量相等、初温相同的水加热，燃烧相同的时间后发现B加热的水升温多，此时________（“能”或“不能”）说明B燃料的热值大。
【答案】乙加热时间的多少见解析所示B不能。
【解析】
【分析】
（1）研究不同燃料燃烧放热能力，应选用不同的燃料。
（2）加热时间的长短反映物质吸收热量的多少。
（3）根据表中实验数据在坐标系内描出对应的点，然后作出图像。
（4）在“比较水与沙子吸收热量时温度升高的快慢”实验中，影响水和沙子升温快慢的因素有质量、物质的种类、加热的热源等，同时要求实验时的容器等也应该相同，据此做出判断。
（5）根据A、B的燃烧情况分析。
【详解】
（1）[1]研究不同燃料燃烧放热能力应用不同的燃料，加热相同的物质，因此选乙组器材。
（2）[2]甲组实验，相同的加热装置，可以通过加热时间的多少来反映物质吸收热量的多少。
（3）[3]根据表中实验数据在坐标系内描出对应的点，然后作出图像，如图所示：
（4）[4]A．实验中，应采用完全相同的加热方式，保证在相同的时间内提供相同的热量，则有必要，故A不符合题意；
B．实验中，酒精灯里所加的酒精量对升温的快慢不会造成影响，属多余的量，故B符合题意；
C．实验中，必须取相同质量的水和沙子，符合控制变量法的要求，则有必要，故C不符合题意；
D．实验中，盛放水和沙子的容器也会影响其吸热与升温的情况，故应使容器保持相同，则有必要，故D不符合题意。
故选B。
（5）[5]将质量相等的两种燃料A和B放入燃烧皿中点燃后，由于不清楚两种燃料的燃烧情况和燃烧的质量，发现B加热的水升温多，可能是火焰大造成的，故无法判定热值的大小。
【点睛】
研究比热容和热值的实验，要知道两实验都采用了控制变量法和转换法，两种方法都是初中物理常用的研究方法，注意理解体会两种实验方法的精髓所在。
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．如图是一辆警车。
空车质量为2.72t。
某次执行任务时警车以108km/h的速度沿水平路面匀速直线行驶时的输出功率为60kW（g取10N/kg）。
求：
（1）车上警察的总质量为280kg，轮胎与路面接触的总面积为1000cm2，车静止时对水平路面的压强是多少？
（2）警车以108km/h的速度水平匀速直线行驶时，所受阻力是多少？
（3）若警车发动机的效率为40%，警车以60kW的输出功率行驶10min，消耗多少千克的柴油？
（柴油的热值取4.0×107J/kg）
【答案】
（1）3×105Pa；
（2）2×103N；（3）2.25kg
【解析】
【详解】
（1）警车的总质量是
车静止时对水平路面的压力是
轮胎与路面接触的总面积为
车静止时对水平路面的压强是
（2）警车的速度
警车以这个速度水平匀速直线行驶时，所受阻力是
（3）警车以60kW的输出功率行驶10min，所做的有用功是
根据热机的效率公式可得
这些柴油的质量是
答：
（1）车静止时对水平路面的压强是
；
（2）警车以108km/h的速度水平匀速直线行驶时，所受阻力是
；（3）若警车发动机的效率为40%，警车以60kW的输出功率行驶10min，消耗柴油的质量是
。
8．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.
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．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】
【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。
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．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。
14．下列关于内能说法正确的是（）
A．0℃的物体内能为零B．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
C．温度高的物体比温度低的物体内能大D．物体内能增大，温度可能不变
【答案】D
【解析】
【详解】
A．一切物体，不论温度高低，都具有内能，所以0℃的物体内能不为零，A错误；
B．热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，内能大的物体温度可能较低，那么热量就可能是从内能小的物体向内能大的物体传递，B错误；
C．温度高的物体内能不一定大，内能还和质量、状态有关，C错误；
D．物体内能增大，温度可能不变，比如说0℃的冰熔化为0℃的水后，质量不变，温度不变，但是吸收了热量，内能变大，D正确。
15．关于物体的内能，热量和温度，下列说法正确的是
A．一个物体从外界吸收了热量，温度一定升高B．一个物体温度升高，它的内能一定增加
C．只要物体的温度不变，它的内能就一定不变D．温度高的物体比温度低的物体含有的热量多
【答案】B
【解析】
【详解】
A．一个物体从外界吸收了热量，温度不一定升高，比如晶体的熔化以及液体的沸腾，都在吸收热量，但温度没有改变，故A项错误；
B．一个物体温度升高，可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，所以内能一定增大，故B项正确；
C．物体的温度不变，有可能正在吸收或者放出热量，内能改变；也有可能外界对物体做功，物体的内能增加，或者物体对外界做功时，物体的内能减小，故C项错误；
D．热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，只能说物体吸收或者放出多少热量，故D项错误。
16．假设我们手里现有一支刻度均匀，但读数不准的温度计，标准大气压下，在冰水混合物中的示数为4℃，在沸水中的示数为96℃，用此温度计测得某液体的温度是27℃，则所测液体的实际温度应该是（ ）
A．24℃B．25℃C．26℃D．27℃
【答案】B
【解析】
【详解】
由题意可知,不准的温度计上一个小格表示的实际温度为：
；
用此温度计测得液体的温度是27℃,则这种液体的实际温度为：
。
故ACD错误，B正确。
17．水是人类生存环境的重要组成部分。
水的三种状态分别是冰、水和水蒸气。
以下关于水的说法错误的是（）
A．相同质量0℃水的体积大于0℃冰的体积
B．相同质量0℃水的内能大于0℃冰的内能
C．水蒸气很容易被压缩，说明气体分子之间的距离很远，几乎没有作用力
D．今年12月11日我县第一次出现霜林尽染的美景，说明气温已经低于0℃
【答案】A
【解析】
【详解】
A．根据
和
得质量相同的0℃水的体积小于0℃冰的体积，故A错误，符合题意；
B．0℃水放热凝固成相同质量的0℃冰，所以相同质量0℃水的内能大于0℃冰的内能，故B正确，不符合题意；
C．水蒸气很容易被压缩，说明气体分子之间的距离很远，几乎没有作用力，故C正确，不符合题意；
D．霜是水蒸气遇冷凝华而成的，在标准大气压下水的凝固点是0℃，而霜的形成需要的温度更低，所以霜的形成，说明气温已经低于0℃，故D正确，不符合题意。
18．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。
19．小明猜想水中加入别的物质后，一定会对水的凝固点产生影响，为了验证这一猜想，他将一些盐放入水中，并把盐水用容器盛好放入冰箱，研究盐水的凝固过程。
每隔一定时间，小明就观察盐水状态、测出温度，并将凝固过程记录的温度数据画成了凝固图像，如图甲。
如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中如图乙，则下列说法正确的是
A．由甲图可知，盐水的凝固点为2℃
B．由甲图可知，盐水的凝固过程用时20min
C．乙图中，试管中冰水混合物中的冰会变少
D．乙图中，烧杯中盐冰水混合物中水会变多
【答案】D
【解析】
【详解】
A．由甲图可知，温度保持不变的温度是-2℃，故该盐水的凝固点是-2℃，故A错误；
B．由甲图可知，盐水的凝固过程用时
20min-10min=10min
故B错误；
CD．冰水混合物的温度是0℃，而盐冰水混合物的温度是-2℃，所以冰水混合物会向盐冰水混合物放热，冰水混合物中的水会达到凝固结冰的
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