备战中考物理专题复习热学问题求解方法的综合题附答案解析

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20minC．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．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。

3．戴眼镜的人从室外进入温暖的室内，镜片上会出现“水雾”，下列现象中的物态变化与“水雾”的形成相同的是（）A．饮料中的冰块逐渐变小B．北方冬天植物上的雾淞C．蒸锅上方生成的“白气”D．寒冬，室外冰冻的衣服逐渐变干【答案】C【解析】【分析】【详解】戴眼镜的人从室外进入温暖的室内，镜片上会出现“水雾”，这是眼镜温度较低，而室内水蒸气温度较高，水蒸气接触到眼镜时，会放出热量降温，液化成小水珠，附在眼镜上。

A．饮料中的冰块逐渐变小，这是冰块吸热熔化成水，A项不合题意；B．雾淞是由于空气中的水蒸气凝华形成的固态小冰晶，B项不合题意；C．蒸锅上方生成的“白气”，这是水蒸气液化形成的小水珠，选项C符合题意；D．寒冬，室外冰冻的衣服逐渐变干，这是衣服上的固态冰升华成水蒸气，D项不合题意。

故选C。

4．甲、乙两个相同的杯子中盛有质量和初温都相同的水，另有A、B两个金属球，其质量和初温也都相同，且都比水的温度高．现将A、B两球分别放入甲、乙两杯水中，热平衡后，甲杯水温升高了15℃，乙杯水温升高了8℃，则（）A．A球比热容大于B球比热容B．A球比热容小于B球比热容C．A球降低的温度更多些D ．A 球放出的热量更少些 【答案】A 【解析】 【详解】甲、乙两个杯子中水的质量m 相同，两球放入水中后，水吸收热量温度升高，甲杯的水温升高15℃，乙杯中水温升高8℃，即：t t ∆∆甲乙＞，水的比热容相同，不计热量损失，由Q cm Δt =可知，Q Q ∆∆甲吸乙吸＞，由于Q Q ∆=∆甲吸A 放，Q Q ∆=∆乙吸B 放，所以A B Q Q ∆∆放放＞；A 球放出的热量更多些；甲、乙水的初温t 相同，t t ∆∆甲乙＞，所以两杯水的末温t t 甲乙＞，所以两个球的末温A B t t ＞，又由于球的初温t 初相同，所以：A B t t t t --初初＜质量相同、初温t 初相同的两球A 和B ，对于A 有：A A A A Q c m t t ∆=-放初（）① 对于B 有：B B B B Q c m t t ∆=-放初（）② 又因为A B Q Q ∆∆放放＞，A B m m =，①除以②得：1A B Q Q 放放＞所以：A A AB B B c m t t c m t t --初初（）＞（）又A B t t t t --初初＜，则有A B c c ＞． 故A 项符合题意、BCD 项不符合题意；5．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 ．122t t t +=B ．122t t t +<C ．122t t t +>D ．212t t t -=【答案】B 【解析】 【详解】冷水吸收的热量：11Q 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：1221m t tm 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122t t t +＜；故B 项正确、ACD 项错误；6．质量相等的28℃、100℃的水分别装在甲、乙两容器中,现将一个温度为100℃的金属球放入甲容器中,达到温度相同时,甲容器中水温升高到 40℃,然后迅速取出金属球放入乙容器中,再次达到温度相同时,乙容器中水温是(设不计热量损失和水的质量损失)( ) A ．60℃ B ．70℃C ．88℃D ．90℃【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】当将金属球放入甲容器中时，金属球放出的热量与水吸收的热量相等，即：Q 金=Q 水，则： Q 金=m 金×c 金（100℃-40℃）， Q 水=m 水×c 水（40℃-28℃）， 所以：m 金×c 金（100℃-40℃）=m 水×c 水（40℃-28℃） 化简得：c m c m 水水金金=5：1；当将金属球放入乙容器中时，乙容器中的水放出的热量与金属球吸收的热量相等，即：Q 水 =Q 金，由于甲乙容器中的水的质量相等，又是同一个金属球，设两者共同的温度为t ℃， 则：Q 水=m 水×c 水（100℃-t ℃）， Q 金=m 金×c 金（t ℃-40℃）， 即：m 水×c 水（100℃-t ℃）=m 金×c 金（t ℃-40℃）， t=90℃．综上分析故选D ．7．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】95106pSLN -⨯ 0.3pSLNVq 【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WP 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2N次，燃气对活塞做的总功7810J 510J 22N NW W pSL pSLN --=⨯=⨯⨯=⨯⨯总 汽油机的功率89510J 510W 60s 6W pSLN pSLNP t --⨯⨯⨯===总[2]汽油机1h 做的功96J 510W 3600s 3106pSLNW Pt pSLN --⨯''==⨯=⨯汽油机的效率63333100.3100%100%J m J %10/m W pSLN pSLN Q V q Vqη--'⨯⨯⨯=⨯=⨯=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 ．9．一支刻度均匀但刻度线位置不准的温度计，把它放在标准大气压的沸水中，读数是97℃，把它放在冰水混合物中，读数是2℃，若用这支温度计去测量某物体的温度时，它的读数恰好等于物体的实际温度，则该物体的温度是_____．如下图所示，图甲的温度为_____。

【答案】40℃ -22℃ 【解析】 【详解】[1]因读数不准确的温度计的刻度是均匀的，设不准确温度计示数y 与真实温度x 之间满足方程：y=kx+b；将y=97℃时，x=100℃和y=2℃时，x=0℃分别代入方程，得：97=k×100+b；2=k×0+b；解方程组得：k=95100，b=2，故方程可变为：952100y x=+，根据题意，它的读数恰好等于物体的实际温度可知，x=y，代入方程可得解为：x=40℃；[2]由图知，温度计10℃之间分成5等份，所以一等份代表2℃，也就是分度值为2℃；“20”在“10”的下端，说明温度低于0℃，为-22℃。