中考物理专题题库∶热学问题题含答案

一、初中物理热学问题求解方法1．旅游时，小华用“小米8”手机与同学联络，通话时声音信息在空中的传播速度是_______m/s ；同学帮小华拍了一张照片，小华在水中的“倒影”清晰可见，拍照时水中的“倒影”是由于光的_________形成的， 照片中小华的倒影部分____________（选填“是”或“不是”）实际光线进入手机镜头形成的；“小米8”手机的散热材料是石墨烯晶体，石墨烯________（选填“有”或“没有”）固定的熔点；石墨烯的比热容为()31.410J/kg ⨯⋅℃， 则200g 的石墨烯温度升高10℃，吸收的热量是__________J 。

【答案】8310⨯ 反射 是 有 32.810⨯【解析】 【分析】 【详解】[1]通话时声音信息是通过电磁波传播的，不是声波，所以它的传播速度是8310m/s ⨯。

[2][3]拍照时水中的“倒影”是由于光的反射形成的；照片中小华的倒影部分是由水面反射的光线进入手机镜头形成的，这是实际光线。

[4]石墨烯晶体是晶体，有固定的熔点。

[5]根据热量的计算公式可知，200g 的石墨烯温度升高10℃，吸收的热量是()331.410J/kg 0.2kg 10 2.810J Q cm t =∆=⨯⋅⨯⨯=⨯℃℃2．如图所示是“比较水和沙子吸热升温的属性”的实验装置．（1）除了图示的器材外，本实验要用到的测量工具还有_____；加热过程中，用搅棒搅动的目的是_____：水和沙子吸热的多少可以通过_____来反映的（选填“温度计示数的升高值”或“加热时间”）（2）在本实验中，可用来比较水和沙子吸热升温本领的方法是：若加热时间相同，比较_____；若温度计示数的升高值相同，比较_____．（3）关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是_____（填字母）． A ．采用相同的加热方法（如酒精灯火焰的大小，与易拉罐底的距离等） B ．易拉罐中分别装入相同体积的水和沙 C ．使用相同的易拉罐．【答案】天平 使物体受热均匀 加热时间 温度升高的读数 加热时间 B 【解析】【分析】 【详解】（1）根据吸热公式Q =cm △t 可知，实验还需要称质量的天平，用搅棒搅动的目的是为了让沙子和水受热均匀；放热设备相同，只能通过加热时间来控制水和沙子吸热，所以还需钟表．（2）在本实验中，可用来比较水和沙子吸热升温本领的方法是：若加热时间相同，比较温度计的示数升高值的多少；若温度计示数的升高值相同，比较加热时间；沿海地区昼夜气温变化比内陆地区气温变化小的原因是：水的比热容比泥土和沙子的比热容大．（3）该实验的变量控制，需要控制相同的加热方法（如酒精灯火焰的大小，与易拉罐底的距离等）、使用相同的易拉罐、水和沙子的质量；如果体积相等，他们的质量一定不同，所以不正确的是B ．3．下表为现在家庭、宾馆常用的无线电水壶（一种在倒水时导线脱离，用电加热的方便水壶）的铭牌，某同学用这种电水壶烧开水，他将水放至最大容量，测得水的初温是20C ︒，通电6分钟后水恰好沸腾（在一个标准大气压下），试通过计算，回答下列问题：(1)该电水壶是利用电流的_____效应工作的； (2)该电水壶正常工作时的电流及电热丝的电阻；(3)这段时间水吸收的热量；[水的比热容34.210J /(kg C)c =⨯⋅︒](4)现测得电源电压为200V ，求此时电水壶的工作效率。

（计算结果保留两位有效数字） 【答案】(1)热；(2)5.5A ，40Ω；(3)53.3610J ⨯；(4) 93% 【解析】 【详解】解：(1)电水壶是利用电流通过导体时，使导体产生热量来工作的，是电流的热效应。

(2)根据P UI =可得，此电水壶正常工作时的电流1210W 5.5A 220VP I U === 由2U P R=可得，电热水壶的电阻22(220V)401210WU R P ===Ω(3)水的质量3333110kg /m 110m 1kg 水水水m V ρ-==⨯⨯⨯=水在1个标准大气压下的沸点100t =℃，烧开时吸收的热量()350 4.210J /(kg C)1kg (100C 20C) 3.3610J 吸水水Q c m t t =-=⨯⋅︒⨯⨯︒-︒=⨯(4)当电压200V U '=时，消耗的电能225(200V)360s 3.610J 40W t R U ==⨯Ω'=⨯此时电水壶工作的效率533.3610J100%100%93%2.641J0吸Q W η⨯=⨯=⨯=⨯答：(2)该电水壶正常工作时的电流为5.5A ，电热丝的电阻为40Ω； (3)这段时间水吸收的热量53.3610J ⨯； (4)此时电水壶的工作效率93%。

4．如图是一辆警车。

空车质量为2.72t 。

某次执行任务时警车以108 km/h 的速度沿水平路面匀速直线行驶时的输出功率为60kW （g 取10 N/kg ）。

求：(1)车上警察的总质量为280 kg ，轮胎与路面接触的总面积为1 000 cm 2，车静止时对水平路面的压强是多少？(2)警车以108 km/h 的速度水平匀速直线行驶时，所受阻力是多少？(3)若警车发动机的效率为40%，警车以60 kW 的输出功率行驶 10 min ，消耗多少千克的柴油？（柴油的热值取4.0×107 J/kg ） 【答案】(1) 3×105Pa ；(2) 2×103N ；(3)2.25kg 【解析】 【详解】 (1)警车的总质量是280kg 2720kg 3000kg m =+=车静止时对水平路面的压力是43000kg 10N/kg 310N F G mg ===⨯=⨯轮胎与路面接触的总面积为221000cm 0.1m S ==车静止时对水平路面的压强是452310N 310Pa 0.1mF p S ⨯===⨯ (2)警车的速度108km/h 30m/s v ==警车以这个速度水平匀速直线行驶时，所受阻力是43610W210N 30m/sP f F v ⨯====⨯动(3)警车以60 kW 的输出功率行驶 10 min ，所做的有用功是376010W 1060s 3.610J W =⨯⨯⨯=⨯有根据热机的效率公式可得773.610J910J 40%W Q η⨯===⨯有这些柴油的质量是77910J 2.25kg 4.010J/kgQ m q ⨯===⨯ 答：(1)车静止时对水平路面的压强是5310Pa ⨯；(2)警车以108 km/h 的速度水平匀速直线行驶时，所受阻力是3210N ⨯；(3)若警车发动机的效率为40%，警车以60 kW 的输出功率行驶 10 min ，消耗柴油的质量是2.25kg 。

5．某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为S m 2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是L m ，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为P kPa ，飞轮1s 转动N 周，当汽油机满负荷工作时(不计摩擦与机器散热)，1h 消耗汽油V L(汽油密度为ρkg/m 3，汽油热值为q J/kg)求： (1)汽油机的功率； (2)汽油机的效率．【答案】(1) 500pSLN W ；(2)91.810100%pSLNVqρ⨯⨯． 【解析】 【详解】(1)燃气对活塞的平均压力F =p ×103Pa ×S m 2=pS ×103 N ，一个做功冲程中燃气对活塞做的功W =FL =pSL ×103 J ，飞轮每转两圈对外做功一次，所以1s 内飞轮转N 周，对外做功2N次，所以1s 内，燃气对活塞做的总功W 总=W ×2N = pSL ×103×2NJ= 500pSLN J ， 汽油机的功率P =500J1sW pSLN t =总=500pSLN W ； (2)消耗V L 汽油放出的热量Q 放=m 汽油q 汽油=ρ汽油V 汽油q 汽油=ρVq ×10-3J ，汽油机1h 做的功W 总1=P ×3600s=1.8×106pSLN J ，汽油机的效率η=69131.810J 1.810=100%=100%10J W pSLN pSLNQ Vq Vqρρ-⨯⨯⨯⨯⨯总放． 答：(1)汽油机的功率是500pSLN W ；(2)汽油机的效率是91.810100%pSLNVqρ⨯⨯．6．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。

（31.010ρ=⨯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 =2U 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＝212U 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＝14×160Ω＝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 ＝()2200V 40Ω＝1000W 由P ＝Wt得，20min 电饭煲消耗的电能 W 电＝P '加热t ＝1000W ×20×60s ＝1.2×106J由ρ＝mV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%。

7．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。