2020-2021【物理】物理二模试题分类汇编——热学问题求解方法综合及答案
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一、初中物理热学问题求解方法
1.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条件,故冰水混合物中的冰会变多,而盐冰水混合物吸收热量熔化,烧杯中盐冰水混合物中水会变多,故C错误,D正确。
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()
物质水银金铜钢钨
熔点(℃)-391064108315153410
沸点(℃)3572500236027505900
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.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。
4.如图所示,某单缸四冲程汽油机工作状态如图所示,此时的能量转化是__________;若飞轮的转速为1800r/min,该汽油机每秒共经历了______________个冲程;汽油机工作时利用水循环将热量从高温的发动机自发转移到低温的水,这一现象说明_____________。
【答案】机械能转化为内能 60 能量的转移具有方向性 【解析】 【分析】 【详解】
[1]从图中可看到,进气门、排气门都关闭,活塞向上运动,这是压缩冲程,能量转化是机械能转化为内能。
[2]由题意可知,飞轮每秒转数是
1800r 1800r
30r/s 1min 60s
== 飞轮转两转,汽油机经历一个工作循环,即经历4个冲程,1s 内转30r ,经历的冲程数量是
304
602
n ⨯=
= [3]热量能够从高温的物体转移到低温的物体,汽油机工作时利用水循环将热量从高温的发动机自发转移到低温的水,这一现象说明能量的转移具有方向性。
5.甲、乙两物质比热容之比是2∶1,质量之比是2∶1,甲、乙两物体吸收相同的热量,甲物体温度升高了20℃,则乙物体的温度升高了______℃。
由同样材料组成的丙、丁两物体,它们的质量之比为4∶1,升高温度之比是3∶1,则两物体吸收热量之比为______。
【答案】80 12:1 【解析】 【分析】 【详解】
[1]∵Q 吸=cm Δt ,甲、乙两物体吸收相同的热量
c 甲m 甲Δt 甲=c 乙m 乙Δt 乙
Δt 甲:Δt 乙= c 乙m 乙: c 甲m 甲==(1×1):(2×2)=1:4
∵Δt 甲=20℃,∴Δt 乙=80℃。
[2]∵Q 吸=cm Δt ,且丙、丁两物体由同种材料做成
c 丙=c 乙,m 丙:m 丁=4:1,Δt 丙:Δt 丁=3:1
∴两物体吸收热量
Q 丙:Q 丁= c 丙m 丙Δt 丙:c 丁m 丁Δt 丁=12:1
6.我国研制的大客机C919于2017年5月5日首飞成功,发动机巡航推力为3.6×104N ,巡航速度为920 km/h 。
(1)飞机水平匀速巡航时,受到的阻力是多少?
(2)若飞机以巡航速度飞行0.5 h 的过程中,耗油1800 kg ,求此过程中发动机的机械效率。
(燃油热值q 取4.6×10 7J/kg ) 【答案】(1)3.6×104N ;(2)20% 【解析】 【分析】
(1)物体处于静止或匀速直线运动状态,受到的力是平衡力,根据平衡力判断出受到的阻力。
(2)根据Q mq =算出燃料完全燃烧放出的热量,根据s vt =算出移动的距离,根据W Fs = 算出发动机传递给飞机的推进功,根据100%W Q η=⨯推力放
算出发动机的机械效率。
【详解】
(1)飞机水平匀速巡航时,处于平衡状态,受到平衡力的作用,发动机巡航推力与受到的阻力平衡力,大小相等,则受到的阻力
43.610N f F ==⨯
(2)燃料完全燃烧放出的热量
7101800kg 4.610J/kg 8.2810J Q mq ==⨯⨯=⨯放
发动机巡航的距离为
920km/h 0.5h 460km 460000m s vt ==⨯==
飞机的推进功(推力所做的功)
4103.610N 460000m 1.65610J W Fs ==⨯⨯=⨯推力
发动机的推进效率
1010
1.65610J 100%100%20%8.2810J
W Q η⨯=⨯=⨯=⨯推力放 答:(1)飞机水平匀速巡航时,受到的阻力是3.6×104N ;(2)若飞机以巡航速度飞行0.5h 的过程中,耗油1800kg ,此过程中发动机的机械效率20%。
【点睛】
本题考查了平衡力的应用、热量、速度、功、效率的计算等知识,是一道综合题,有一定的难度,难点是效率的计算。
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W Pt
=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
W
P
t
=求电磁炉的实际功率。
【详解】
(1)水吸收的热量
36
(
4.210J/kg5kg80201J
((.2
)10
))6
Q cm t t
=-=⨯⋅⨯⨯-=⨯
吸
℃℃℃
电磁炉正常工作20min,消耗的电能
6
1500W2060s 1.810J
W Pt
==⨯⨯=⨯
则此电磁炉烧水时的效率
6
6
1.2610J
100%100%70%
1.810J
Q
W
η
⨯
=⨯=⨯=
⨯
吸
(2)3min内电路中消耗的电能
210r
0.07kW h
3000r/(kW h)
W'==⋅
⋅
电磁炉的实际功率
0.07kW h
1.4kW1400W
3
h
60
W
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。
【详解】
(1)1标准大气压下水的沸点为100℃,把壶内20℃,4.5kg 水烧开,水吸收的热量:
()()361 4.210J/kg 4.5kg 10020 1.51210J Q c m t =∆=⨯⋅⨯⨯-=⨯吸水水℃℃℃;
(2)普通煤炉的烧水效率为28%,由100%Q Q η=
⨯吸
放
可得煤完全燃烧放出的热量: Q 放=Q η吸
=61.51210J
28%
⨯=5.4×106J ,
由Q mq =放可得需要完全燃烧煤的质量:
m 煤=Q q 放
=67
5.410J 310J
⨯⨯=0.18kg ;
(3)改进后乙图双加热煤炉还可额外把炉壁间10kg 水从20℃加热至40℃,则炉壁间水吸收的热量:
()()2354.210J/kg 10kg 40208.410J Q c m t ''=∆=⨯⋅⨯⨯-=⨯吸
水水℃℃℃, 而壶内水的初温、末温以及质量均不变,则壶内水吸收热量不变,则双加热煤炉中水吸收的总热量:
6561.51210J 8.410J 2.35210J Q Q Q '=+=⨯+⨯=⨯吸吸
吸总, 由题意可知,双加热煤炉与普通煤炉消耗煤的质量相等,则这些煤完全燃烧放出的热量不变,则双加热煤炉的烧水效率:
η′=Q Q 吸总放=
662.35210J
5.410J
⨯⨯×100%≈43.56%。
答:(1)如果烧开壶中的水,需要吸收1.512×106J 热量;(2)需要完全燃烧煤的质量是0.18kg ;(3)改进后乙图煤炉的烧水效率是43.56%。
9.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
W 1= 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。
10.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/min01234
温度/℃
沙子2025293439
水2021222324
(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。
11.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;
=,沙子比热容小,升温就高;
(4)质量相同,加热相同的时间,根据Q cmΔt
(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;
=,沙子比(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
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。
12.为了比较水和食用油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图所示的实验,实验数据记录如下:
(1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(甲图中):先调整固定______的位置,再调整固定另一个的位置(选填“A”或“B”);
(2)为保证实验结论的可靠,关于实验时“应控制两套装置中相同的量”的说法中,不必要的是______
A.食用油和水的质量相等 B.两套装置中的烧杯相同
C.两酒精灯的火焰大小相同 D.两酒精灯内酒精的质量相等
(3)实验中食用油和水从20℃升温至45℃,______(水/食用油)所需时间较长,_____(水/食用油)吸收的热量较多,由此可见, _____(水/食用油)吸热能力较强.
(4)实验中,加热相同的时间,水吸收的热量______(大于/小于/等于)食用油吸收的热量,______(水/食用油)升高的温度较多,______(水/食用油)吸热能力较强.
【答案】B D水水水等于食用油水
【解析】
(1)在安装、调整如图(甲)的实验器材时,应先固定B,再调整固定A,因为底部的距离应是固定的,而上部可以根据下部的情况进行灵活调节;(2)为保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中相同的量有:酒精灯中火焰的大小、水和食用油(ρ水>ρ食用油)的质量和初温度、烧杯等,酒精灯中的酒精多少不一定相同,D错误;(3)食用油和水从20℃升温至45℃,水所需时间较长,说明水吸收的热量较多,由此可见,水吸热能力较强.(4)加热相同的时间,水吸收的热量等于食用油吸收的热量,食用油升高的温度较多,说明水吸热能力较强.
13.建立模型在科学研究中有着重要的作用,模型可以帮助人们认识和理解一些不能直接观察到的微观结构。
很早以前,科学家们发现了物质是由微粒(分子)组成的,从而建立了如图所示是物质三种状态的分子模型(如图所示)。
固体中分子间的束缚能力很强,分子只能在某个位置附近做小幅的振动,不能自由移动;气体分子间的束缚能力很弱,所以分子运动相对强烈,如果没有容器的限制可自由运动,尽可能占据更多的体积;液体介于三者之间(与固体更接近),大部分分子在大部分时间内只能在某一位置附近做幅度相对大的振动,某些能量较大的分子能克服液体内其他分子的束缚而“飞离”液体。
(1)由材料可知,当物质从气态变化到固态时,需__________(选项“吸热”或“放热”),使其温度__________,分子只有的能量减小,分子的活跃程度需急剧变弱。
(2)在液体的表面上,某些能量较大的分子能克服液体内其他分子的束缚而“飞离”液体表面,这就是__________;在液体内部,有一些分子由于获得足够的能量摆脱其他分子的束缚,进入液体内部的小气泡中。
从而使小气泡逐渐变大并上升到液面,气泡破裂,其中的水蒸气“飞”到空气中,这就是__________。
(以上两空选填汽化的两种方式中的一种)
【答案】放热降低蒸发沸腾
【解析】
【详解】
(1)[1][2]物质从气态变化到固态叫做凝华,凝华需要放热,使其温度降低;
(2)[3]在液体的表面上,某些能量较大的分子能克服液体内其他分子的束缚而“飞离”液体表面,属缓慢的汽化现象,这就是蒸发现象;
[4]在液体内部,一些分子获得足够的能量,摆脱其他分子的束缚,进入液体内部的小气泡中,从而使小气泡逐渐变大并上升到液面,气泡破裂,其中的水蒸气“飞”到空气中,整个过程较为剧烈,这就是沸腾。
14.探究水沸腾时温度变化的特点:
(1)如图甲、乙所示,是小明同学在实验中,用数码相机拍摄的水沸腾前和沸腾时的两张照片,其中_____是水沸腾时的情况;
(2)实验前,向烧杯中倒入热水而不是冷水,这样做是为了_____;
(3)由实验数据绘制出温度随时间变化的图像,如图丙所示。
根据记录的数据,水的沸点是_____℃;可得出水沸腾时温度变化的特点:不断吸热,温度_____。
【答案】甲缩短实验加热时间 98 不变
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]水沸腾时,烧杯中水的温度是均匀的,气泡上升时,受到水的压强越来越小,那么气泡体积会变大,从甲、乙两图可以看到,甲是水沸腾时的情况。
(2)[2]实验前,向烧杯中倒入热水而不是冷水,因为冷水加热,需要更长时间才能达到想要的温度,用热水会缩短实验加热时间。
(3)[3]从图丙可以看到,第4min开始,水的温度保持在98℃不变,可以推测水的沸点是98℃。
[4]可得出水沸腾时温度变化的特点:不断吸热,但是温度保持不变。
15.(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。
二、初中物理浮力类问题
16.如图所示,台秤的托盘上放一个装有水的平底烧杯,一个不吸水的木块用细线系在烧杯底浸没在水中,剪掉木块以后,木块上浮至静止,下列说法正确的是()
A.剪断细线前,木块所受的浮力等于木块的重力
B.剪断细线前,托盘受到的压力等于烧杯与水的重力之和
C.整个过程,水对杯底的压力变化量等于木块浮力的变化量
D.整个过程,托盘受到压力的变化量等于木块浮力的变化量
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.木块被用细线吊着浸没在水中,木块受到竖直向下的重力和拉力,以及竖直向上的浮
力,浮力等于木块的重力加上绳子对它的拉力,故A错误;
B.根据力的平衡的条件可知,托盘受到的压力等于水杯的重力+水的重力+木块的重力,故B错误;
C.木块浸入水中,此时木块受到的浮力是大于重力的,当绳子剪断后,木块上浮,最终漂浮在水面上,此时浮力等于重力,同时烧杯内水位会下降,下降的这部分水的重力等于木块漂浮在水面上时减少的排开水的重力,即减小的浮力,因为力的作用是相互的,所以水对杯底的压力变化量等于木块浮力的变化量,故C正确;
D.把烧杯、水和木块作为一个整体,整个过程中托盘受到的压力始终等于烧杯、水和木块的重力之和,托盘受到压力的不变;而木块剪断细线之后,排开水的体积变小,浮力变小,所以浮力变小,因此整个过程,托盘受到压力的变化量不等于木块浮力的变化量,故D错误。
故选C。
17.如图所示,水平桌面上放有甲、乙、丙、丁四个完全相同的圆柱形容器。
其中甲容器内只有水;乙容器内有木块漂浮在水面上;丙容器内有一个装有铝块的平底塑料盒漂浮在水面上,塑料盒底始终与容器底平行,且塑料盒的底面积等于圆柱形容器底面积的一半;丁容器中用细线悬吊着一个实心的铝球浸没在水中。
已知四个容器中的水面一样高,ρ木=0.6×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3,ρ铝=2.7×103kg/m3,对于这一情景,有如下一些说法:
①各容器对水平桌面的压强相同;
②向乙容器中倒入酒精后,木块底部受到的压强将增大;
③将塑料盒内的铝块取出放到水平桌面上,塑料盒底距容器底的距离的增大值等于水面下降的高度值;
④将悬吊铝球的细线剪断后,丁容器对水平桌面压力的增大值等于铝球所受重力的大小。
上述说法中正确的一组是()
A.①②B.②③C.③④D.①③
【答案】D
【解析】
【分析】
①综合分析四个容器的受力情况,利用P=F
S
可比较它们对桌面的压强大小;②利用物体
漂浮时受到浮力不变,底部受到液体压力不变分析;③利用物体从水中出来的体积等于水在容器中下降的体积可解得;④将悬吊铝球的细线剪断后,丁容器对水平桌面压力的增大值等于铝球所受细线拉力值的大小来判断。
【详解】。