物理—热学问题求解方法的综合压轴题专题复习含答案解析

一、初中物理热学问题求解方法
1．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 ．12
2
t t t +=
B ．12
2
t t t +<
C ．12
2
t t t +>
D ．21
2
t t t -=
【答案】B 【解析】 【详解】
冷水吸收的热量：
11
Q 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：
1221
m t t
m 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12
2
t t t +＜；故B 项正确、ACD 项错误；
2．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。

3．用体温计分别测甲、乙、丙三人的体温，先测得甲的体温正常。

用酒精消毒后，忘了拿着体温计用力向下甩，就直接依次去测乙和丙的体温，已知乙的体温是37.6℃，丙的体温为38.4℃，那么用此方法测得乙和丙的体温分别为( )
A．37℃、38.4℃B．37℃、37.6℃
C．37.6℃、38.4℃D．38.4℃、38.4℃
【答案】C
【解析】
【详解】
因为甲的体温正常，所以用体温计测完甲后，体温计的示数应该是37℃左右，不会是37.6℃，用酒精消毒后，忘了拿着体温计用力向下甩，那么液泡会收缩，液柱不会下降，还是37℃左右，依次去测乙和丙的体温时，乙的体温是37.6℃，这说明液柱上升了，乙的真实体温是37.6℃，丙的体温为38.4℃，这也说明液柱也上升了，丙的真实体温是
38.4℃，所以用此方法测得乙和丙的体温分别为37.6℃、38.4℃，故选C。

4．如图所示的装置是我国古代劳动人民发明的提物工具——“差动滑轮”，俗称“神仙葫芦”。

它的上半部分是由固定在一起的半径分别为r和R的两个齿轮组成，能绕中心轴O 转动，下半部分是一个动滑轮。

封闭的链条绕过滑轮，动滑轮下面悬挂着质量为M 的重物，已知r:R=1:4。

悬挂动滑轮的链条处于竖直状态，滑轮与链条的重力及轴O 处的摩擦均忽略不计。

现用大小为F的拉力以速率v 匀速拉动链条。

则错误的判断是（）
A．悬挂动滑轮的链条每根弹力大小都为1
2 Mg
B ．拉力F 的大小为
1
3Mg C ．重物上升的速率为3
v D ．拉力F 的功率为1
4
Mgv 【答案】D 【解析】 【详解】
A ．由于有两条链条悬挂动滑轮，滑轮与链条的重力及轴O 处的摩擦均忽略不计，重物的重力为Mg ，那么链条每根弹力大小都为
1
2
Mg ，A 正确，不合题意； B ．可知拉力F 做的功转化为重物的重力势能，物体上升h ，那么力F 的作用端移动的距离为3h ，可以知道拉力做的功为F 3W F h =⋅，重物增加的重力势能为Mgh ，即
3F h Mgh ⋅=
拉力1
3
F Mg =
，B 正确，不合题意； C ．以速率 v 匀速拉动链条，那么重物上升的速度为13
v ，C 正确，不合题意； D ．拉力F 的功率
1
3
P Fv Mg v ==⋅
D 错误，符合题意。

5．如图所示，某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为S cm 2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是L mm ，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p Pa ，飞轮转速为N r/min ，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），汽油机的功率为_____________W ；若1h 消耗的汽油为V L ，汽油的热值为q J/m 3，则汽油机的效率为_____________%。

【答案】
95106
pSLN -⨯ 0.3pSLN
Vq 【解析】 【分析】
知道燃气的平均压强和活塞的面积，可利用公式F pS =计算出平均压力的大小；知道活塞在气缸中移动的距离，可利用公式W Fs =计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功；飞轮（曲轴）每转两圈对外做功一次，计算出飞轮转动N 周对外做功的次数，已经计算出一
个做功冲程燃气对活塞做的功，从而可以计算出燃气对活塞做的总功，又知道做功的时间，可利用公式W
P t
=
计算出汽油机的功率；根据W Pt =求出汽油机的总功，根据
Q Vq =求出燃料放出的热量，根据效率公式求出效率。

【详解】
[1]根据题意知道，燃气对活塞的平均压力
424Pa 10m 10N F pS p S pS --==⨯⨯=⨯
一个做功冲程中燃气对活塞做的功
43710N 10m 10J W Fs pS L pSL ---==⨯⨯⨯=⨯
飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮转动N 周，要对外做功2
N
次，燃气对活塞做的总功
7810J 510J 22
N N
W W pSL pSLN --=⨯
=⨯⨯=⨯⨯总 汽油机的功率
89510J 510W 60s 6
W pSLN pSLN
P t --⨯⨯⨯===总
[2]汽油机1h 做的功
96J 510W 3600s 3106
pSLN
W Pt pSLN --⨯''==⨯=⨯
汽油机的效率
6333
3100.3100%100%J m J %10/m W pSLN pSLN Q V q Vq
η--'⨯⨯⨯=⨯=⨯=
6．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 A
B 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 ．
7．国家“学生饮用奶计划”交流会在福建省福州市召开，如所示是一种学生饮用奶，它的净含量为200 mL ，若它的密度为1.25×103 kg/m 3，比热容为4.0×103 J/（kg·
℃），冬天饮用时把它从10 ℃加热到40 ℃需要吸收_____J 的热量；在加热过程中，温度升高，内能_____（选填“增加”或“降低”）。

【答案】3×104 增加 【解析】 【分析】 【详解】 [1]牛奶的体积为
-43=200mL=210m V ⨯
牛奶的质量为
333-4=210m =0.25kg 1.2510kg/m m V ρ=⨯⨯⨯
牛奶吸收的热量
()()34=410J/kg 0.25kg =310J 40 -10 Q cm t =∆⨯⋅⨯⨯⨯吸℃℃℃
则牛奶吸收的热量为3×104J 。

[2]在加热牛奶的过程中，牛奶因为吸收热量，所以内能增加。

8．如图是某款有加热和保温功能的电热饮水机电路原理图，机内有温控开关S 0。

该饮水机的部分参数已知：额定电压为220V ，加热时的总功率为880W ，保温时的功率为40W ，R 1、R 2为加热电阻丝（不考虑温度对电阻丝阻值的影响）。

求：
(1)当S 和S 0闭合时，电路中的总电流；
(2)加热时效率为80%，将0.5kg 的水从30℃加热到100℃需要多少时间？ (3)电阻丝R 2的阻值。

【答案】(1)4A ；(2)208.8s ；(3)1210Ω 【解析】 【分析】
(1)由电路图可知，当S 和S 0闭合时，R 1与R 2并联，电路中的总电阻最小，根据2
U P R
=
可知电路总功率最大，据此判断饮水机所处的状态，根据P UI =求出此时电路中的总电流。

(2)知道水的质量和初温、末温以及比热容，根据()0Q cm t t =-吸求出水吸收的热量，根据吸Q W
η=
求出消耗的电能，利用W P t =求出需要的加热时间。

(3)由电路图可知，开关S 闭合、S 0断开时，电路为R 2的简单电路，电路中的总电阻最大，
根据2U P R =可知电路总功率最小，据此判断饮水机所处的状态，根据2
U P R
=求出电阻
R 2的阻值。

【详解】
(1)由电路图可知，当S 和S 0闭合时，R 1与R 2并联，电路中的总电阻最小，由2
U P R
=可
知，电路总功率最大，饮水机处于加热状态；由P UI =可得，此时电路中的总电流
880W
4A 220V
P I U =
==加热 (2)水吸收的热量
()()354.210J/kg 0.5kg 10030 1.4710J Q cm t =∆=⨯⋅⨯⨯-=⨯吸℃℃℃
由吸
Q W
η=
可得，消耗的电能 551.4710J
1.837510J 80%
Q W η⨯===⨯吸
由W
P t
=
可得，需要的加热时间
51.837510J 208.8s 880W
W t P ⨯'==≈加热
(3)由电路图可知，开关S 闭合、S 0断开时，电路为R 2的简单电路，电路中的总电阻最大，
电路总功率最小，饮水机处于保温状态，保温时的功率为40W ；由2
U P R
=可得，电阻R 2
的阻值
()2
2
2220V 1210Ω40W
U R P ===加热
答：(1)当S 和S 0闭合时，电路中的总电流为4A ；(2)加热时效率为80%，将0.5kg 的水从30℃加热到100℃需要208.8s ；(3)电阻丝R 2的阻值为1210Ω。

【点睛】
重点是电功率的相关计算，牢记公式2
U P R
=，另外要读懂电路图，知道两个开关都闭合
时为高温档，闭合一个开关时为低温档。

9．如图甲所示为超市一款电饭煲，在额定电压为220V 的电路中能正常工作，工作原理如图乙所示，R 2=160Ω，其加热功率与保温功率之间的关系为P 加热=5P 保温，试求：
(1)电阻R 1的阻值；
(2)用电高峰时段，电源电压变为200V ，此时电饭煲的保温功率为多少；
(3)电源电压为200V 时，标准气压下将3L 的汤从20℃加热至100℃，需要20min ，电饭煲
的加热效率是多少。

（3
1.010ρ=⨯汤kg/m 3，34.010c =⨯汤J/（kg ·℃））
【答案】(1)40Ω；(2)200W ；(3)80% 【解析】 【分析】 【详解】
(1)由图乙可知，当闭合S 、1S 拨至2时，电路为1R 的简单电路，当闭合S 、1S 拨至1时，
电阻1R 与2R 串联，根据P =2
U R
可知，电阻越小，功率越大，可知当闭合S 、1S 拨至2
时，是加热档位，当闭合S 、1S 拨至1时，是保温档位，由P ＝UI 、I ＝
U R
得 P 加热＝21U R ，P 保温＝2
12
U R R +
则加热功率与保温功率之比为
P P 加热保温＝121R R R +＝51
电阻R 1的阻值
R 1＝
14R 2＝1
4
×160Ω＝40Ω (2)电源电压变为200V ，此时电饭煲的保温功率为
P '保温＝
212U R R +＝()2200V 40Ω160Ω
+＝200W (3)加热功率
P '加热＝21U R ＝()2
200V 40Ω
＝1000W 由P ＝
W
t
得，20min 电饭煲消耗的电能 W 电＝P '加热t ＝1000W ×20×60s ＝1.2×106J 由ρ＝
m
V
得水的质量 m ＝ρV ＝1.0×103kg/m 3×3×10-3m 3＝3 kg
水吸收的热量
Q 吸＝cm (t -t 0)＝4.0×103J/(kg ℃)⨯3kg (⨯100-℃20℃)＝9.6×105J
电饭煲的加热效率
η＝Q W 吸电＝569.610J 1.210J
⨯⨯＝80% 答：(1)电阻R 1的阻值为40Ω。

(2)电饭煲的保温功率为200W 。

(3)电饭煲的加热效率为80%。

10．李明有一只温度计，虽然它的玻璃管的内径和刻度都是均匀的，但标度却不准确，它在冰水混合物中的读数是﹣7℃，在沸水中的读数是103℃。

（1）这只温度计1格表示的温度是是多少？(保留一位小数） （2）当它指示温度是15℃时，实际温度是多少？ （3）当它实际气温是45℃时指示温度是多少？
【答案】(1)0.9℃；(2)20℃；(3)42.5℃ 【解析】 【详解】
(1)该温度计的分度值1t 是：
11000.9103-0-(-7)
t =
=℃℃
℃℃℃
(2)当它指示温度是15℃时，实际温度t 实是：
10
-(-7)=]=[011
125t ⨯
实℃℃℃℃ (3)当它实际气温是45℃时，指示温度t 时，则有：
10
=
[t -(-7)45]11
⨯℃℃℃℃ 解得=42.5t ℃
答：(1)这只温度计1格表示的温度是0.9℃ (2)当它指示温度是15℃时，实际温度是20℃ (3)当它实际气温是45℃时指示温度是42.5℃
11．如图甲是一款便携式电火锅，图乙是其简化电路图。

R 1、R 2均为电热丝，电火锅有加热和保温两个档，加热功率为440W ，保温功率为110 W 。

求：
(1)加热档工作时，电路中的电流是多少？ (2)电热丝R 2的阻值是多少？
(3)若不计热量损失，该电火锅正常工作，把质量为0.55 kg 、初温为20℃的水加热到100℃，需要多少秒？[()3
4.210J/kg c ⋅=⨯水℃]
【答案】(1)2A ；(2)330Ω；(3)420s 【解析】 【分析】 【详解】
(1)根据2
U P R
=可知，当电阻较小时，电功率较大，这是加热档，从图乙可以看到，开关
连接1，电路中的电流是
440W 2A 220V
P I U ===加热加热
(2)根据2
U P R
=可知，电热丝R 1阻值大小是
()2
2
1220V 110Ω440W
U R P =
=
=加热
当开关连接2时，R 1、R 2串联接在电路，这是保温档，根据2
U P R
=可知，电路中的总电
阻是
()2
2
220V 440Ω110W
U R P ===总保温
可知电热丝R 2的阻值是
21-440Ω-110Ω330ΩR R R ===总
(3)根据Q cm Δt =可知，水吸收的热量是
()()354.210J/kg 0.55kg 100-20 1.84810J Q c m t =∆=⨯⋅⨯⨯=⨯吸水℃℃℃
不计热量损失，那么Q Q =吸放，该电火锅正常工作需要的时间是
51.84810J 420s 440W
Q t P ⨯=
==放加热
答：(1)加热档工作时，电路中的电流是2A ；(2)电热丝R 2的阻值是330Ω；(3)若不计热量损失，该电火锅正常工作，把质量为0.55 kg 、初温为20℃的水加热到100℃，需要时间是
420s 。

12．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=
8
1
3
1.067210J
53.3610m
W
s
⨯
=
⨯
=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=W Fs
t t
==Fv，
汽车匀速行驶的速度
v=
4
610W
2000N
P
F
⨯
==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。

13．在探究热现象的实验中，小明用烧杯、试管、温度计、圆底烧瓶等器材进行了如下实验．
（1）小明用图甲所示的装置“探究冰熔化时温度的变化规律”，根据实验数据绘制了温度随时间变化的图象，如图乙所示，比较图乙中BC段与CD段可知，该物质在BC段处于
__________(选填“固态”“液态”或“固液共存”)状态，此过程中物质的温度______(选填“增加”“减少”或“不变”)
（2）在“观察水的沸腾”的实验中：
①装如图丙的实验装置时，对M、N两个铁圈高度的定位，_______（选填：需要/不需要）点燃酒精灯，先固定铁圈_________（选填M或N），再固定另一铁圈的高度；
②你指出图丙中实验操作错误之处是___________，改正错误后，继续实验.当水温升高到
90℃时，每隔1min记录一次水的温度，直到水沸腾后再持续几分钟为止．数据记录如表：
③第3min温度计示数如图丁所示，此时水的温度是_____℃；上面戊图中的______（填“a”或“b”）是水在沸腾时的情况；
④在沸腾过程中，温度将_______(填“升高”、“降低”或“不变”)，有同学认为为了方便读出温度计的示数，将温度计从沸水中拿出来进行观察读数，则会导致所测温度偏
________(填“高”或“低”)；
（3）生活中使用的电烙铁的烙铁头是一种合金．所谓合金就是不同金属(也包括一些非金属)在熔化过程中形成的一种融合物或冷却后的固态．如表列出了几种金属的熔点和沸点(在标准大气压下)，其中难以与表中其他金属形成合金的是__________________．
【答案】固液共存不变需要 N 温度计的玻璃泡碰到了容器底部 96 a 不变低锌
【解析】
【详解】
(1)[1]该物质在BC段处于固液共存状态，是熔化过程；
[2]晶体熔化过程中，继续吸热，但温度不变，内能增加；
(2)①[3] [4]因要使酒精灯的外焰正好能给烧杯加热，所以需要先点燃酒精灯，组装实验仪器时，应根据酒精灯及其火焰的高度先固定铁圈N，再固定铁圈N上面的部分，这样可以避免重复调整；
②[5]由图知，温度计的玻璃泡接触了烧杯的底部，会导致测量结果偏高；
③[6]温度计的分度值是1℃，此时是零上，液柱上表面对准了90℃上面第6个小格处，读作96℃；
[7]a中气泡在上升过程中，体积逐渐增大，是因为水沸腾时上下温度一致，气泡在深度大的水中受到的压强比在深度小的水中受到的压强大造成的，所以是沸腾时的现象，b中气泡在上升过程中体积逐渐减小，是因为下面的水比上面的水温度高，热胀冷缩的缘故，所以是沸腾前的现象．
④[8]液体沸腾时，不断吸收热量，温度保持不变；
[9]温度计从水中取出读数，由于空气温度低于液体温度，所以示数会下降，导致所测温度偏低；
(3)[10]由于金属锌的沸点低，小于其它金属的熔点，因此锌和其它金属无法完成液态时混合．
14．为了比较水和沙子吸热本领的大小，小明在两个相同的烧杯中分别装入水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热。

(1)在实验前要控制水和沙子的____和____相同；
(2)比较水和沙子吸热升温快慢的方法有两种：
方法一：加热时间相同比较它们各自升高的温度；
方法二：______________；
(3)用两个相同的酒精灯对其加热的目的是____；
(4)如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，____（填“沙子”或“水”）升高的温度更高；
(5)实验中有些同学发现：刚开始加热时，情况与(4)结论不符，可能的原因是____；
(6)小丽家住市中心，奶奶嫌城市夏天太热不住她家，这激发了她探究城乡温差原因的兴趣。

她利用双休日时间和同学们一起在中午同一时刻测量了各个测试点的气温，并以此绘制出如图所示的“区域—温度”坐标图。

(a)从图中你发现____的温度比较高，这种现象我们称为“城市热岛效应”；
(b)请结合图中数据以及你的经验，找出一个造成热岛效应的原因：____；
(c)如何减少城市环境的热污染，请你提出一条合理化建议：____。

【答案】质量初温升高相同的温度比较它们的加热时间使水和沙子在相同的时间内吸收的热量相同沙子沙子受热不均匀市中心水泥、混凝土的比热容小多植树、建人工湖
【解析】
【分析】
，物体吸收热量的多少与物体的质量和升高的温度有关，所以实验过程(1)根据Q cmΔt
中需控制沙子和水的质量和初温度相等；
(2)比较物体吸热本领的方法：吸收相同的热量，比较升高的温度；升高相同的温度，比较吸收的热量；
(3)实验中需控制水和沙子的受热情况相同，所以要选择两个相同的酒精灯；
(4)质量相同，加热相同的时间，根据Q cmΔt
=，沙子比热容小，升温就高；
(5)水可以进行对流，水的导热性较好；
(6)对于产生“城市热岛效应”原因可以从城市和农村的不同来分析，包括建筑物和道路；减少热污染要植树造林，多建绿地。

【详解】
(1)[1][2]实验前要控制水和沙子的质量和初温相同；
(2)[3]比较水和沙子升温的速度，可使水和沙子升高相同的温度，比较加热时间；也可给水和沙子加热相同的时间，比较升高的温度；
(3)[4]相同的酒精灯在相同的时间内放出的热量是相同的，为保证水和沙子在相等的时间内吸收的热量相同，需使用两个相同的酒精灯；
(4)[5]相同质量的水和沙子加热相同时间，说明吸收的热量相等，根据Q cmΔt
=，沙子比热容小，升温就高些；
(5)[6]由于水的导热性能比沙子的导热性能好，所以刚开始加热时，水升温快；
(6)[7](a)由统计数据可以看出，城市的温度较高；
[8](b)“城市热岛效应”主要是城市建筑多为砖瓦建筑，道路多为水泥路面，水泥道路和建筑物，它们的比热小，升温高；另外，城市汽车排放尾气多，尾气的热量也对空气升温起了作用；
[9](c)要解决“城市热岛效应”就要在城市中心多植树、建人工湖。

15．为了比较“沙子和水的吸热本领的大小”，小明做了如图所示的实验：在两个相同的烧杯中分别装好沙子和水，并在上方盖好玻璃片，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下表所示：
质量/g 温度升高10℃
所需的时间/s
温度升高20℃
所需的时间/s
温度升高30℃
所需的时间/s
沙子306489124水3096163220
(1)在此实验中，用加热时间的长短来表示物质_________________；
(2)实验过程中要不断的用玻璃棒搅拌，目的是______________________；
(3)分析表中的实验数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水吸收的热量
__________（选填“大于”或“小于”）沙子吸收的热量；
(4)如果加热相同的时间，对于质量相同的水和沙子，__________（选填“沙子”或“水”）升高的温度更高；
(5)实验过程中，观察到装水的烧杯上方的玻璃片上有水珠出现，_______（选填“沙子”或“水”）上方的玻璃片温度更高，原因是______________；
(6)实验中有些同学发现，刚开始加热时，出现了沙子的温度反而比较低的情况，你认为可能的原因是：______________。

【答案】吸收热量的多少物质受热均匀大于沙子水水蒸气液化放热水的导热性能比沙子的导热性能好
【解析】
【分析】
(1)我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转化法；
(2)为使受热均匀，实验过程中要不断的用玻璃棒搅拌；
(3)由表中数据分析回答；
(4)由(3)推理回答；
(5)分析装水烧杯上方的玻璃片内侧水珠的形成原因，利用液化放热的原理进行解释；
(6)从水和沙子导热性能不同分析。

【详解】
(1)[1]根据转换法，在此实验中，用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少；
(2)[2]实验过程中要不断的用玻璃棒搅拌，目的是物质受热均匀；
(3)[3]分析表中的实验数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水加热的时间长，根据转换法，即水吸收的热量大于沙子吸收的热量；
(4)[4]由(3)的结论：质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水加热的时间长，推理有：如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，沙子升高的温度更高；
(5)[5][6]装水烧杯上方的玻璃片内侧的小水珠是由于水蒸发形成的水蒸气遇冷液化形成的，而液化时要放热，所以烧杯上方的玻璃片温度比较高；
(6[7])实验中有些同学发现，刚开始加热时，出现了沙子的温度反而比较低的情况，可能的原因是：由于水的导热性能比沙子的导热性能好，所以刚开始加热时，水升温快。

二、初中物理浮力类问题
50cm的圆柱形容器置于水平桌面上。

在容16．如图甲所示。

重5N、高40cm、底面积为2
20cm、高为15cm的圆柱形物块，物块底部的中心通过一段细线器内放入一个底面积为2
与容器底部相连。

向容器内缓慢注入水直至将其注满，如图乙所示。

已知在注入水的过程中细线对物块的拉力F随水深度h的变化关系图象如图丙所示，下列说法正确的是
（）
A ．物体的密度为30.6g /cm
B ．绳子的最大拉力为1N
C ．杯中注有400g 的水时，杯底对水平桌面的压强为4800Pa
D ．杯中注满水后，若再将细线剪断，当物块静止时，液体对容器底部的压强为2090Pa 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A ．由图丙可知，当水深为30cm 以后，绳子的拉力不再发生变化，则h =30cm 时，圆柱体恰好完全浸没，所以，绳子的长度
L =h -h 圆柱体=30cm-15cm=15cm
由图丙可知，当h ′=25cm 时，圆柱体处于临界状态，受到的浮力和自身的重力相等，此时圆柱体下表面所处的深度
h 1=h ′-L =25cm-15cm=10cm
圆柱体排开水的体积
V 排=S 圆柱体h 1=20cm 2×10cm=200cm 3=2×10-4m 3
则圆柱体的重力
33431.010kg /m 10N /kg 210m 2N G F gV ρ-===⨯⨯⨯⨯=浮圆柱体水排
由G =mg 可得，圆柱体的质量
2N
0.2kg 10N /kg
G m g =
==圆柱体圆柱体 圆柱体的体积
V 圆柱体=S 圆柱体h 圆柱体=20cm 2×15cm=300cm 3=3×10-4m 3
圆柱体的密度
3343
0.2kg 0.36710kg /m m
10m V ρ-⨯=
=≈⨯圆柱体圆柱体圆柱体 故A 错误；
B ．当物体浸没时绳子的拉力最大，此时圆柱体受到的浮力
33431.010kg /m 10N /kg 3103N m F gV ρ-'==⨯⨯⨯⨯=浮水圆柱体
绳子的最大拉力
3N 2N 1N F G F =-'=-=浮拉力
故B 正确；
C ．杯中注有400g 的水时，总重力为
G 总=m 水g +G 容+G 圆柱体=0.4kg×10N/kg+5N+2N=11N
则对桌面压力等于重力为11N ，故可求对桌面压强为
33311N 2.210Pa 510m
F p S -=
==⨯⨯压桌容 故C 错误；
D ．杯中注满水后，若再将细线剪断，当物块静止时，水和木块浸入水中的总体积
V =V 容-V 物+V 排=2×10-3m 3-1×10-4m 3+2×10-4m 3=1.9×10-3m 3
容器内水的深度
332
3
m 0.38m 51019m .10V h S --===⨯⨯深容器
液体对容器底部的压强
331.010kg /m 10N /kg 0.38m 3800Pa p gh ρ'==⨯⨯⨯=水深度
故D 错误。

故选B 。

17．如图所示，弹簧测力计下端挂有高为 12.5cm 、横截面积为 100cm 2 的柱形 物块，将物块放入底面积为 500cm 2，质量忽略不计的圆柱形容器中。

当物块 浸入水中深度为 2cm ，弹簧测力计的示数为 8N ，水对容器底部的压强为1.2×103Pa 。

现向容器中加水至弹簧测力计的示数为 5N 时停止加水，已知弹 簧的伸长与所受拉力成正比，当拉力为 1N 时弹簧伸长 1cm 。

则下列说法中正 确的是（ ）
A ．柱形物块所受重力大小为 8N
B ．停止加水时水的深度为 15cm
C ．在此过程中向容器中加入水的质量为 2.7kg
D ．加水过程中水对容器底部增加的压力等于柱形物块变化的浮力 【答案】C 【解析】 【详解】
A ．圆柱体浸在水中的深度是2cm ，横截面积是100cm 2，受到竖直向上的浮力为
F 浮=ρ水gV 排=103kg/m 3×10N/kg ×2×100×10-6m 3=2N
圆柱体受到竖直向上8N的拉力．圆柱体受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力和浮力是平衡力，所以
G=F浮+F拉=2N+8N=10N
故A错误；
B．注入水的质量为m，圆柱体受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力和拉力是平衡力，此时拉力是5N，重力是10N，受到的浮力
F=G-F拉'=10N-5N=5N
倒水之前弹簧测力计对圆柱体的拉力是8N，倒水之后弹簧测力计的对圆柱体的拉力是
5N，弹簧缩短3cm，圆柱体被向上拉动3cm，此时圆柱体已经距离原本水面高1cm处，并且物块还有5cm浸在水中，因此水面上升了6cm，原来水对容器底部的压强为
1.2×103Pa，则原来的水深
h=
p
g
ρ
水
=
3
33
1.210Pa
10kg/m10N/kg
⨯
⨯
=0.12m=12cm
停止加水时水的深度为
12cm +6cm=18cm
故B错误；
C．倒入水之后水深增加6cm，圆柱体的排开水的深度增加了
5cm-2cm=3cm
所以增加水的体积为
V=500cm2×6cm-100cm2×3cm=2700cm3
所以增加水的质量为
m=ρ水V=1g/cm3×2700cm3=2700g=2.7kg
故C正确；
D．加水过程中水对容器底部增加的压强为
△p=ρ水g△h=103kg/m3×10N/kg⨯0.06m=600Pa
水对容器底部增加的压力
△F=△p⨯S=600Pa⨯2×100×10-4m2=12N
柱形物块变化的浮力
△F浮=5N-2N=3N
故加水过程中水对容器底部增加的压力大于柱形物块变化的浮力，故D错误。

故选C。

18．在三个完全相同的杯子中均盛满某种液体后，将一木块放在乙杯中后，木块漂浮在液体中，将另一个完全相同的木块浸没在丙杯中，并用细线将其系在丙杯的杯底，如图所示，此时三个杯子对桌面的压力分别为F甲、F乙、F丙，液体对杯子底部的压强分别为
p 甲、p
乙
、p丙，则( )。