杭州【物理】培优热学问题求解方法辅导专题训练

一、初中物理热学问题求解方法

1．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 A B 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；

2．炎热的夏天，开了空调的房间窗户玻璃上常常会结一层水雾，则水雾是水蒸气_____（填物态变化）成小水珠附着在玻璃窗____侧，使玻璃变模糊，水蒸气变成水珠会____热量。东北地区寒冷的冬天，房间窗户上会结一层美丽的冰花，这是水蒸气______（填物态变化）形成的小冰晶附着在玻璃窗_____侧。

【答案】液化 外 放出 凝华 内

【解析】

【详解】

[1][2][3]水雾是水蒸气液化成小水珠附着在玻璃窗的；这是因为玻璃窗外侧的水蒸气遇上冰冷的玻璃窗，液化成小水珠，是附着在玻璃窗外侧的；水蒸气变成水珠会放出热量；

[4][5]东北地区寒冷的冬天，房间窗户上会结一层美丽的冰花，这是水蒸气凝华形成的；这是房间内温度较高的水蒸气遇上冰冷的窗，凝华形成的，这是附着在玻璃窗内侧。

3．当水烧开时，我们会看到水蒸气将壶盖项起，从能量转化的角度看，这与四冲程汽油机的_________冲程的能量转化相同，若某单缸四冲程汽油机飞轮的转速为1200r/min ，则此汽油机每秒钟对外做功____________次。

【答案】做功 10

【解析】

【详解】

[1]水蒸气将壶盖项起，从能量转化的角度看，这是水蒸气内能转化为壶盖的机械能，四冲程汽油机的做功冲程也是把内能转化为机械能。

[2]由题意可知，飞轮的转速为

1200r 1200r 20r/s 1min 60s

== 即每秒钟飞轮转数是20r ，飞轮转两转，汽油机经历一个工作循环，对外做功1次，那么此汽油机每秒钟对外做功次数是10次。

4．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。

5．将一杯热水倒入盛有一些冷水的容器中，冷水的温度升高了10 ℃，这是通过______的方式改变了冷水的内能。又向容器内倒入同样一杯热水，冷水的温度又升高了6℃。如果再向容器内倒入同样三杯热水，则冷水温度可再升高______℃（不计热量损失）。

【答案】热传递 9

【解析】

【分析】

【详解】

[1]热水倒入冷水中，热水放出热量，冷水吸收热量，冷水温度升高，是通过热传递的方式改变冷水的内能。

[2]热水倒入冷水中，热水放出的热量等于冷水吸收的热量，设一杯的热水质量为m ，初温为t ，冷水的质量为m 0，由热平衡方程可得第一次加入热水时

0(10)10cm t cm -=⨯℃℃

第二次加入热水时

0(16)()6cm t c m m -=+⨯℃℃

两式相减得03m m =，代入解得40t =℃。若再加入同样三杯热水，设升高的温度为t ∆，则

03(4016)=(2)cm t c m m t --∆+∆℃℃

解得9t ∆=℃。

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 ==⨯