中考物理专题训练---热学问题题分类及答案
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一、初中物理热学问题求解方法
1.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。
2.实验小组探究影响蒸发快慢的因素,提出以下的几种猜想:
(1)蒸发的快慢与液体的温度有关;(2)蒸发的快慢与液体的表面积有关;
(3)蒸发的快慢与液体面积的空气流动有关;(4)蒸发的快慢与液体的质量有关。a.实验过程采用的科学探究方法是_____。
b.验证猜想(3)应选择_____。(填对应的字母即可)
c.取 A 和 C 比较,可以验证猜想_____。(填对应的序号即可)
d.实验小组想利用 E 图中甲、乙研究蒸发的快慢与液体的质量是否有关,你认为是否可行并简述理由________
【答案】控制变量法; AD; (1);该验证过程是错误的,因为从设计的环节看他没控制水的表面积相同;因为只有在液体上方空气流动速度、液体温度,液体表面积相同时,质量不同时,先蒸发完的蒸发的才快。
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由给出的猜想可知,液体蒸发快慢可能与四个因素有关,所以,在实验过程中控制了三个量相同,只有要探究的量发生了变化,用到的是控制变量法;
[2]验证猜想(3)蒸发的快慢与液体面积的空气流动有关;根据控制变量法的思想,应控制液体温度和表面积相同,改变液体上方空气流动速度,由此可知应选择AD两图;
[3]取A和C比较,液体表面积和液体上方空气流动速度相同,液体温度不同,可以验证猜想(1)蒸发的快慢与液体的温度有关;
[4]该验证过程是错误的,因为从设计的环节看他没控制水的表面积相同;因为只有在液体上方空气流动速度、液体温度,液体表面积相同时,质量不同时,先蒸发完的蒸发的才快。
3.如图所示是“比较不同物质吸热情况”的实验装置。实验中需加热质量相同的水和食用油,使它们升高相同的温度,比较它们吸收热量的多少,看看这两种物质的吸热情况是否存在差异。
(1)实验中除了图中所给的器材,还需要的测量工具有:天平和___________。 (2)实验中通过比较__________来比较不同物质吸收热量的多少。
(3)根据实验数据,小明作出了水和食用油的温度随时间变化的图象,由图象可知食用油的比热容为____________。
【答案】秒表 加热时间 3
J 2.810/kg ⨯(℃) 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]在“比较不同物质吸热情况”实验中需要测量加热时间和质量,则需要秒表和天平; (2)[2]由于相同加热器加热相同时间表示液体吸收热量相同,故通过比较加热时间来比较不同物质吸收热量多少;
(3)[3]当水和食用油均由10℃加热到30℃时,变化温度相同,图中加热时间为3min 和4.5min ,由于水的比热容大于食用油,升高相同温度吸收热量更多,加热时间更长,则a 图线为水,b 图线为食用油,又由于相同加热器加热相同时间表示液体吸收热量相同,则:
4.5min 3
3min 2
Q Q =
=水吸油吸
则由Q cm Δt =可得当液体质量与升高温度相同时,比热容之比等于吸收热量之比,故食
用油的比热容为:
32
c Q c Q =
=水水吸油
油吸
解得:
332J 2
4.210/kg 2.810/kg 3
J 3c c ⨯⨯===⨯⨯油水(℃)(℃)
4.在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图所示。
(1)实验中应量取质量_____的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中。 (2)实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯和_____。
(3)用相同规格的电加热器加热甲和乙两种液体,使它们升高相同的温度,通过_____来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。
(4)实验记录的数据如下表所示,分析实验数据可知_____(选填“甲”或“乙”)物质的吸热能力强。
(5)下列事实能用上述实验数据得出的结论解释的是_____。 A .沿海地区昼夜温差会比内陆地区小 B .用盐水腌蛋,一段时间后蛋会变咸 C .长期堆放煤的水泥地面变成黑色 D .夏大给教室洒水,感觉凉爽
【答案】相同 电加热器 加热时间 甲 A 【解析】 【分析】
(1)根据控制变量法分析甲、乙两种液体质量的关系;
(2)根据温度计的使用方法分析温度计的玻璃泡不要碰到哪些地方;
(3)使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转化法; (4)使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;
(5)水的比热容较大,与其它物质相比,吸收相同的热量,升高的温度较低。 【详解】
(1)[1]根实验中应量取质量相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中; (2)[2]实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯和电加热器;
(3)[3]用相同规格的电加热器加热甲和乙两种液体,使它们升高相同的温度,通过加热时间