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.下列说法中正确的是A.蒸发和沸腾都需要吸收热量,且都发生在液体表面B.液体凝固时,不断放出热量,但温度可能保持不变C.把一块-10℃的冰放到0℃的房间里,冰会慢慢地熔化D.利用干冰汽化吸热,可以使长途运输中的食品降温保鲜【答案】B【解析】【详解】A.沸腾是在一定条件下,发生在液体表面和内部同时进行的一种剧烈的汽化现象,需要吸收热量;蒸发是发生在液体表面的一种缓慢的汽化现象,同样需要吸收热量,故A项错误;B.液体处于凝固成晶体过程中时,持续放出热量,温度不变,故B项正确;C.熔化需要达到熔点和持续吸收热量,冰的熔点是0°C,当-10°C的冰在0°C的房间里温度升温与房间温度一致时,冰吸收不到热量,不能熔化,故C项错误;D.干冰(固态CO2)在常温下会直接变成气态的CO2,发生升华现象,故D项错误;3.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mVρ=和ρρ>水冰得质量相同的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。
4.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。
5.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:10025=96-423℃℃℃;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:()272523425t =⨯-=℃℃℃。
故ACD 错误,B 正确。
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.7.一支刻好刻度的温度计,插入冰水混合物中时,水银柱长为4cm ;插入1标准大气压的沸水中时,水银柱长为24cm ,当温度计的水银柱长为16 cm 时,它所测量的实际温度是_________℃;如果实际温度为40℃,温度计水银柱长_________cm 。
【答案】60 12 【解析】 【详解】[1]插入冰水混合物中时,水银柱顶端的位置代表0℃;插入1标准大气压的沸水中时,水银柱顶端的位置代表100℃,当温度计的水银柱长为16 cm 时,它所测量的实际温度24cm 4cm 16cm 4cm1000t--=-℃℃可解得60t =℃;[2]如果实际温度为40℃,温度计水银柱长24cm 4cm 4cm100040l --=-℃℃℃可解得12cm l =。
8.质量相等的两金属块A 和B 长时间放在沸水中,将它们从沸水中取出后,立刻分别投入甲、乙两杯质量和温度都相同的冷水中.不计热量损失,当甲、乙两杯水的温度不再升高时,发现甲杯水的温度低于乙杯水的温度,两杯水吸收的热量Q 甲____Q 乙,两金属块比热容c A ____c B (均选填“>”“<”或“=”) 【答案】< < 【解析】 【详解】[1]当甲、乙两杯水的温度不再升高时,达到热平衡,金属块的末温等于水的末温,因为此时甲杯水的温度低于乙杯水的温度,所以金属块A 的末温比金属块B 的末温低;两金属块使水温升高,甲杯水的温度低于乙杯水的温度,则甲杯水升高的温度小,而两杯水的质量相同,由Q 吸=cm Δt 可知甲杯里的水比乙杯里的水吸收的热量少,即Q 甲<Q 乙;[2]两金属块都从沸水中取出、初温t 相同,对于金属块A 来说有:c A m A (t -t A )=c 水m 水(t A -t 水初)…①对于金属块B 来说有:c B m B (t -t B )=c 水m 水(t B -t 水初)…②因水的质量相同,由①②得到A A AB B B ()=()t t c t t c t t t t ----水初水初t A <t B , t A -t 水初<t B -t 水初,故c A (t -t A )<c B (t -t B ),由于t -t A >t -t B ,所以c A <c B .9.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。
10.某工厂科研人员研制生产的四冲程汽车专用柴油发动机,采用了很多新技术,这种柴油发动机有8个气缸,活塞面积为12000mm 2,活塞行程为135mm ,当转速为2500r/min 时,发动机功率为220kW ,最低油耗可达260g/(kW ·h ),(1kW ·h =3.6×106J ),柴油的热值为4.3×107J/kg 。
请回答下列问题: (1)该柴油发动机的效率最高可达多少? (2)在做功冲程中气缸内的平均压强是多少? 【答案】(1)32.2%;(2)8.15×105Pa 。
【解析】 【详解】(1)每1kW·h 耗油260g ,完全燃烧释放热量为:Q 放=mq =0.26kg×4.3×107J/kg=1.118×107JW =1kW·h=3.6×106J 故柴油发动机的效率最高可达:673.6101.1181J 100%0100%32.2%JW Q η=⨯≈⨯=⨯⨯ (2)单缸四冲程柴油机一个工作循环包括四个冲程,飞轮转两周,对外做功一次,由于转速为2500r/min ,合125r /s 3,则一个气缸每秒做功次数为: 1125125236⨯= 则该柴油机每秒做功次数为:125500863n =⨯=该柴油机的功率:W npLS P t t==总所以,做功冲程中的平均压强为:5522.210W 1s8.1510Pa5000.135m 0.012m 3Pt p nLS ⨯⨯==≈⨯⨯⨯ 答:(1)柴油发动机的效率最高可达32.2%; (2)在做功冲程中气缸内的平均压强是8.15×105Pa 。
11.有一只不准的温度计,它的刻度是均匀的,但放在冰水混合物中,显示为2℃,放在1标准大气压下的沸水中,显示为98℃,把它放在某液体中显示为30℃,则实际的温度是多少?(计算结果保留一位小数) 【答案】29.2℃ 【解析】 【详解】由题意可知温度计每一刻度表示的温度是0100-02598-224t ==℃℃℃℃℃当温度计显示的温度是30℃时,实际的温度是()2530-2029.224⨯+≈℃℃℃℃℃ 答:把它放在某液体中显示为30℃,则实际的温度约是29.2℃。