一、初中物理热学问题求解方法1.实验室有一只读数不准确的温度计,在测冰水混合物的温度时,其读数为20℃,在测一标准大气压下沸水的温度时,其读数为80℃,下面分别是温度计示数为41℃时对应的实际温度和实际温度为60℃时温度计的示数,其中正确的是()A.41℃,60℃B.21℃,40℃C.35℃,56℃D.35℃,36℃【答案】C【解析】【分析】我们知道在一标准大气压下冰水混合物的温度是0℃,沸水的温度是100℃.所以这支温度计上的示数20℃所对应的实际温度是0℃,示数80℃对应的实际温度是100℃;由于20℃到80℃之间有60个格,那么用实际的100℃除以60格就是这支温度计一个小格表示的温度值了,即10060℃;那么当示数为41℃时,从20℃到41℃之间有21个格,用21×10060℃算出的就是实际的温度;实际温度为60℃时对应的温度根据上述原理同样可求。
【详解】当温度为41℃时,实际温度:14120100()635t=⨯=﹣℃℃,当实际温度为60℃时,对应的温度:60 601002056t=+⨯=℃℃℃;故选C。
2.受新型冠状病毒的影响,一“罩”难求。
一般医用口罩至少要有三层,外层需要阻挡外界空气中的灰层、细菌、唾沫等飞溅物,中间层经过静电处理,可以阻挡细菌等微小颗粒(潮湿环境中会失去静电),内层要吸收佩戴者呼出的水汽、飞沫等。
某口罩的构造如图所示。
下列说法正确的是()A.口罩潮湿后防护能力降低B.佩戴口罩时应该使白色吸水无纺布朝外C.口罩的中间层静电熔喷布能吸引小磁针D.佩戴口罩后内层潮湿是呼出的水蒸气升华形成【答案】A【解析】【分析】【详解】A.潮湿环境中会失去静电,口罩潮湿后,会失去静电,中间层不可以阻挡细菌等微小颗粒, 口罩防护能力降低,A正确;B.由题意可知,内层要吸收佩戴者呼出的水汽、飞沫等,那么白色吸水无纺布应该是内层,有吸水能力,佩戴口罩时应该使白色吸水无纺布朝内,B错误;C.带电体能吸引轻小物体,所以中间层静电熔喷布能吸引细菌等微小颗粒,但它不是磁体,不能吸引小磁针,C错误;D.佩戴口罩后内层潮湿是呼出的水蒸气液化形成的,D错误。
故选A。
3.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()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水银温度计测量温度,B正确;C.表中所列出的金属,除了水银,沸点都大于357℃,357℃是水银的沸点,这些温度都已经超过了水银的沸点,所以说不可以用水银温度计测量,C错误;D.白炽灯里的灯丝是用钨制成,这是因为钨的熔点高,长时间通电温度很高,钨都不会熔化,D错误。
4.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Qcm 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。
5.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。
6.如图所示,在大烧杯中装有大量的碎冰块,把装有少量碎冰块的试管插在大烧杯的冰块中,在烧杯底部用酒精灯加热.下列说法正确的是A.大烧杯和小试管中的冰同时熔化B.小试管中的冰先熔化,大烧杯中的冰后熔化C.大烧杯中的冰完全熔化后,小试管中冰才开始熔化D.小试管中冰始终不能熔化【答案】C【解析】冰是晶体,若给烧杯中的冰加热时,烧杯中的冰会熔化,但完全熔化前温度保持不变,所以试管中的冰达到熔点,但由于温度相同没有热传递,则不能从烧杯中继续吸热,所以不能熔化;若烧杯中的冰完全熔化后,继续吸热,温度将升高,所以试管中的冰达到熔点,继续吸热,所以能熔化.故C正确.故选C.7.某款电磁炉广告称该款电磁炉的热效率可达65%以上,具有节能、高效的特点。
在一次综合实践活动中,“好奇”小组想测量该款电磁炉的加热效率以验证其广告的准确性,于是他们找来一台全新的电磁炉,包装盒中产品参数数据如下表所示:(1)若电磁炉正常工作20min ,刚好将锅内5kg 、20℃的水,加热到80℃,求此电磁炉烧水时的效率[已知c 水=4.2×103J/(kg·℃)];(2)小明家装有如图乙所示的电能表,某个时间段,仅有此电磁炉工作,在3min 内电能表表盘转了210圈,求此时电磁炉的实际功率。
【答案】(1)70%;(2)1400W 【解析】 【分析】(1)知道水的质量、水的比热容、水温度的变化,利用吸热公式求水吸收的热量;已知电磁炉正常工作时的功率和通电时间,利用WPt =计算消耗的电能;水吸热为有用的能量,电流消耗的电能为总的能量,据此求电磁炉的效率。
(2)若仅有此电磁炉工作时观察电能表,在3min 内电能表表盘要转了210圈,利用电能表的参数“3000r/(kW ·h)”求电磁炉工作3min 消耗的电能;利用WP t=求电磁炉的实际功率。
【详解】 (1)水吸收的热量360(4.210J/kg 5kg 80201J ((.2)10))6Q cm t t =-=⨯⋅⨯⨯-=⨯吸℃℃℃电磁炉正常工作20min ,消耗的电能61500W 2060s 1.810J W Pt ==⨯⨯=⨯则此电磁炉烧水时的效率661.2610J 100%100%70%1.810JQ W η⨯=⨯=⨯=⨯吸 (2)3min 内电路中消耗的电能210r0.07kW h 3000r/(kW h)W '==⋅⋅电磁炉的实际功率0.07kW h1.4kW 1400W3h 60W P t '⋅===='实 答:(1)此电磁炉烧水时的效率是70%;(2)此时电磁炉的功率为1400W 。
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m A 。
(2) 物体B 对水平地面的压力F B 。
(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:m A =ρA V A =4×103kg/m 3×(0.1m)3=4kg ;(2)物体B 对水平地面的压力F B 等于物体重力大小:F B =G B =m B g =10kg ×9.8N/kg=98N ;(3)A 物体的底面积:S A =(0.1m)2=0.01m 2,B 物体的底面积:S B =(0.2m)2=0.04m 2,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 =FS,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:A A G mg S - =B BG mgS - , 即:A B G mg G mg -- =ABS S ,整理后有:A B m m m m -- =ABS S ,代入已知量:4kg 10kg m m -- =220.01m 0.04m ,故切去的质量:△m =2kg.答:(1)物体A 的质量m A 为4kg (2)物体B 对水平地面的压力F B 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.如图甲所示为大家常见的普通煤炉,通过燃烧煤将壶中的水进行加热。
为提高煤炉效率,某大学创意小组设计了双加热煤炉,如图乙所示,在炉壁的夹层中也加入水,在给壶中水加热的同时,也给炉壁夹层中的水加热。
现在1标准大气压下,壶中装有质量为4.5kg 温度为20℃的水,己知q 煤=3×107J/kg ,c 水=4.2×103J/(kg•℃),求:(1)如果烧开壶中的水,需要吸收多少热量?(2)已知甲图煤炉烧水效率为28%,若用甲图煤炉烧开壶中的水,需要完全燃烧煤的质量是多少?(3)在乙图煤炉加热过程中,在消耗等量煤的情况下,除烧开壶中的水外,还可把炉壁夹层中10kg 的水从20℃加热至40℃,则改进后乙图煤炉的烧水效率是多大? 【答案】(1)1.512×106J ;(2)0.18kg ;(3)43.56%。
【解析】 【分析】(1)知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容,利用吸热公式求水吸收的热量;(2)知道普通煤炉的烧水效率,利用100%Q Q η=⨯吸放可得煤完全燃烧放出的热量;已知煤的热值,利用Q mq =放可得普通煤炉完全燃烧煤的质量;(3)由题知,双加热煤炉还可额外把炉壁间10kg 水从20℃加热至40℃,根据吸热公式求出炉壁间水吸收的热量;由题意可知,壶内水吸收热量不变,则可求出双加热煤炉中水吸收的总热量(有用能量);由题意可知,双加热煤炉中煤完全燃烧放出的热量不变,再利用效率公式求出改进后乙图煤炉的烧水效率。