一、初中物理热学问题求解方法1.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 12m△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34杯热水,则:c 34m(t热-t′)=cm(t′-t冷)即34(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。
2.戴眼镜的人从室外进入温暖的室内,镜片上会出现“水雾”,下列现象中的物态变化与“水雾”的形成相同的是()A.饮料中的冰块逐渐变小B.北方冬天植物上的雾淞C.蒸锅上方生成的“白气”D.寒冬,室外冰冻的衣服逐渐变干【答案】C【解析】【分析】【详解】戴眼镜的人从室外进入温暖的室内,镜片上会出现“水雾”,这是眼镜温度较低,而室内水蒸气温度较高,水蒸气接触到眼镜时,会放出热量降温,液化成小水珠,附在眼镜上。
A .饮料中的冰块逐渐变小,这是冰块吸热熔化成水,A 项不合题意; B .雾淞是由于空气中的水蒸气凝华形成的固态小冰晶,B 项不合题意; C .蒸锅上方生成的“白气”,这是水蒸气液化形成的小水珠,选项C 符合题意; D .寒冬,室外冰冻的衣服逐渐变干,这是衣服上的固态冰升华成水蒸气,D 项不合题意。
故选C 。
3.甲、乙两个相同的杯子中盛有质量和初温都相同的水,另有A 、B 两个金属球,其质量和初温也都相同,且都比水的温度高.现将A 、B 两球分别放入甲、乙两杯水中,热平衡后,甲杯水温升高了15℃,乙杯水温升高了8℃,则( ) A .A 球比热容大于B 球比热容 B .A 球比热容小于B 球比热容 C .A 球降低的温度更多些 D .A 球放出的热量更少些 【答案】A 【解析】 【详解】甲、乙两个杯子中水的质量m 相同,两球放入水中后,水吸收热量温度升高,甲杯的水温升高15℃,乙杯中水温升高8℃,即:t t ∆∆甲乙>,水的比热容相同,不计热量损失,由Q cm Δt =可知,Q Q ∆∆甲吸乙吸>,由于Q Q ∆=∆甲吸A 放,Q Q ∆=∆乙吸B 放,所以A B Q Q ∆∆放放>;A 球放出的热量更多些;甲、乙水的初温t 相同,t t ∆∆甲乙>,所以两杯水的末温t t 甲乙>,所以两个球的末温A B t t >,又由于球的初温t 初相同,所以:A B t t t t --初初<质量相同、初温t 初相同的两球A 和B ,对于A 有:A A A A Q c m t t ∆=-放初()① 对于B 有:B B B B Q c m t t ∆=-放初()② 又因为A B Q Q ∆∆放放>,A B m m =,①除以②得:1A B Q Q 放放>所以:A A AB B B c m t t c m t t --初初()>()又A B t t t t --初初<,则有A B c c >. 故A 项符合题意、BCD 项不符合题意;4.向一大桶温度为1t 的冷水中倒入一小桶温度为2t 的热水,混合后的温度为t ,下面关于温度的关系式中正确的是( )A .122t t t +=B .122t t t +<C .122t t t +>D .212t t t -=【答案】B 【解析】 【详解】冷水吸收的热量:11Q cm t t =-吸() 热水放出的热量:22Q cm t t =-放()由题意知,Q Q =吸放;则有:1122cm t t cm t t -=-()()解得:1221m t tm t t --= 因为冷水是一大桶,热水是一小桶,所以12m m >,即21t t t t -->,所以122t t t +<;故B 项正确、ACD 项错误;5.用相同热源、相同的加热装置,对质量相等的甲、乙两种固态物质加热时,得到的温度随时间变化的图像。
根据图像分析,下列说法中正确的是( )A .甲、乙两种物质可能是松香和萘B .甲物质在a 、b 两点时,温度和内能都相同C .甲、乙两种物质在熔化时乙吸收的热量比甲多D .甲、乙两种物质在固态时,甲的比热容小于乙的比热容【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A .从图象可以看出,甲、乙两种物质在熔化过程中温度保持不变,所以均为晶体。
松香是非晶体,萘是晶体,所以甲、乙不可能是松香,故A 错误;B .甲物质在a 点开始熔化,b 点熔化完成,在熔化过程中温度保持不变,但是继续吸热,所以b 点的内能大于a 点的内能,故B 错误;C .读图可知,甲熔化持续的时间为20min−10min =10min乙熔化持续的时间为27min−17min =10min二者时间相同,说明吸收热量相同,故C 错误;D .甲、乙两种物质在固态时,同样加热10min ,吸收相同的热量,甲的温度高于乙的温度,根据Q c m t=∆吸,在吸收热量和质量相等时,比热容和温度成反比,所以甲的比热容小于乙的比热容,故D 正确。
故选D 。
6.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331.010kg /m ρ=⨯水, ()34.210J /kg C c ︒=⨯⋅水,330.810kg /m ρ=⨯油,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( )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()32.110J /kg C ︒⨯⋅ C .这种油的比热容为()31.6810J /kg C ︒⨯⋅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Q Q =水油,设它们的体积为V ,则水的质量:m V ρ=水水油的质量:m V ρ=油油根据0=Q cm t t -()有:00c V t t c V t t ρρ-=-水水水油油油()()代入数据:333334.210J/kg 1.010kg/m 28180.810kg/m 4318c ⨯•⨯⨯⨯-=⨯⨯⨯-油(℃)(℃℃)(℃℃)解得:32.110J/kg c =⨯•油(℃)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.7.甲、乙两容器中装有质量相等的水,水温分别为20℃和70℃,现将一温度为80℃的金属球放入甲容器中,热平衡后水温升高到40℃,然后迅速取出金属球并放入乙容器中,热平衡后以容器中水温为(不计热量散失和水的质量的变化): A .65℃ B .60℃C .55℃D .50℃【答案】B 【解析】 【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 水设金属球的质量为m 金、比热容为c 金、水的质量为m 水、水的比热容为c 水,则:Q 金=c 金m 金(80℃-40℃) Q 水=c 水m 水(40℃-20℃)因为Q 金=Q 水,所以c 金m 金(80℃-40℃)=c 水m 水(40℃-20℃)化简得:2=1c m c m 水水金金; 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,所以仍设金属球的质量为m 金、比热容为c 金、水的质量为m 水、水的比热容为c 水,此时两者共同的温度为t ℃,则:Q 水′=m 水c 水(70℃-t ℃) Q 金′=m 金c 金(t ℃-40℃)因为:Q 水′=Q 金′所以m 水c 水(70℃-t ℃)=m 金c 金(t ℃-40℃)由于:2=1c m c m 水水金金 可得:2(70℃-t ℃)=t ℃-40℃解得t =60℃,故选B .8.甲、乙是两个质量相等的空心球,它们的空心部分体积完全相同,甲球恰好能在水中悬浮,33310kg/m ρ⨯甲=,33210kg/m ρ=⨯乙,则甲、乙两球的体积之比为____。
当把乙球放入水中时,乙球露出水面的体积占乙球体积的____。
【答案】6:7 17【解析】 【详解】[1]设两个球空心部分的体积为0V ,已知甲乙两个球质量相等,由mVρ=得: 00V V V V ρρ-=-甲甲乙乙()()把33310kg/m ρ⨯甲=,33210kg/m ρ=⨯乙代入,并化简得:0032V V V V -=-甲乙()()①由于甲球在水中悬浮,所以重力与浮力相等:=F G 甲浮甲即:0g g V V V ρρ=-甲甲甲水()所以:03V V V =-甲甲()②由①②解得:032V V =甲,074V V =乙。
所以甲、乙两球的体积之比为:00677=324V V V V =甲乙[2]已知甲乙两球质量相同,甲球悬浮,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 乙浮乙即:0g g V V V V ρρ-=-乙乙乙露水()()解得014V V =露。
又因为074V V =乙,所以: 01141==4477V V V V ⨯=乙乙露所以乙球露出水面的体积占乙球体积的17。
9.有一支刻度不准的温度计,放在冰水混合物中,稳定后示数为﹣4℃,放在一标准气压下的沸水中,示数为92℃,把它放在某教室时温度计示数为28℃,教室的实际温度是________。
【答案】33℃ 【解析】 【分析】 【详解】摄氏温度的规定是:标准大气压下水的沸点为100℃,冰点为0℃,100℃和0℃之间有100等份,每一份代表1℃,而该温度计的96个小格表示100℃,设温度计示数为28℃时的实际温度为t ,则:10000 92(4)28(4)t --=----℃℃℃℃℃℃℃ 解得t ≈33℃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。