【物理】物理热学问题求解方法的专项培优-易错-难题练习题(含答案)含详细答案

一、初中物理热学问题求解方法1．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。2．向一大桶温度为的冷水中倒入一小桶温度为的热水，混合后的温度为t，下面关于温度的关系式中正确的是（）A． B． C． D．【答案】B【解析】【详解】冷水吸收的热量：热水放出的热量：由题意知，；则有：解得：因为冷水是一大桶，热水是一小桶，所以，即，所以；故B项正确、ACD项错误；3．假设我们手里现有一支刻度均匀，但读数不准的温度计，标准大气压下，在冰水混合物中的示数为4℃，在沸水中的示数为96℃，用此温度计测得某液体的温度是27℃，则所测液体的实际温度应该是（）A．24℃ B．25℃ C．26℃ D．27℃【答案】B【解析】【详解】由题意可知,不准的温度计上一个小格表示的实际温度为：；用此温度计测得液体的温度是27℃,则这种液体的实际温度为：。故ACD错误，B正确。4．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。5．下列关于内能说法正确的是（）A．0℃的物体内能为零 B．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递C．温度高的物体比温度低的物体内能大 D．物体内能增大，温度可能不变【答案】D【解析】【详解】A．一切物体，不论温度高低，都具有内能，所以0℃的物体内能不为零，A错误；B．热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，内能大的物体温度可能较低，那么热量就可能是从内能小的物体向内能大的物体传递，B错误；C．温度高的物体内能不一定大，内能还和质量、状态有关，C错误；D．物体内能增大，温度可能不变，比如说0℃的冰熔化为0℃的水后，质量不变，温度不变，但是吸收了热量，内能变大，D正确。6．有一支刻度不准的温度计，放在冰水混合物中，稳定后示数为﹣4，放在一标准气压下的沸水中，示数为92，把它放在某教室时温度计示数为28，教室的实际温度是________。【答案】33【解析】【分析】【详解】摄氏温度的规定是：标准大气压下水的沸点为100，冰点为0，100和0之间有100等份，每一份代表1，而该温度计的96个小格表示100，设温度计示数为28时的实际温度为t，则：解得t≈337．一支刻好刻度的温度计，插入冰水混合物中时，水银柱长为4cm；插入1标准大气压的沸水中时，水银柱长为24cm，当温度计的水银柱长为16cm时，它所测量的实际温度是_________℃；如果实际温度为40℃，温度计水银柱长_________cm。【答案】6012【解析】【详解】[1]插入冰水混合物中时，水银柱顶端的位置代表0℃；插入1标准大气压的沸水中时，水银柱顶端的位置代表100℃，当温度计的水银柱长为16cm时，它所测量的实际温度可解得；[2]如果实际温度为40℃，温度计水银柱长可解得。8．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，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[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。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=，b=2，故方程可变为：，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℃。10．小明打开装有一定量“干冰”的月饼包装盒，发现空气中出现了“白雾”，这是因为干冰在升华过程中需___________热量，使空气中的水蒸气遇冷液化形成的。气体在液化过程中要___________热量，所以被100℃的水蒸气烫伤比被100℃的水烫伤要严重。【答案】吸收放出【解析】【分析】【详解】[1]这是因为干冰在升华过程中需吸收热量，使空气中的水蒸气遇冷液化形成的。[2]气体在液化过程中要放出热量，所以被100℃的水蒸气烫伤比被100℃的水烫伤要严重。11．有一只不准的温度计，它的刻度是均匀的，但放在冰水混合物中，显示为2℃，放在1标准大气压下的沸水中，显示为98℃，把它放在某液体中显示为30℃，则实际的温度是多少？（计算结果保留一位小数）【答案】【解析】【详解】由题意可知温度计每一刻度表示的温度是当温度计显示的温度是30℃时，实际的温度是答：把它放在某液体中显示为30℃，则实际的温度约是。12．假期爸爸妈妈带着丽丽开车旅行，已知小轿车的总质量约为2t，最大功率为120kW，小轿车在牵引力的作用下沿水平公路做匀速直线运动，行驶时所受阻力为车总重的0.2倍。（g=10N/kg，汽油的热值取4×107J/kg）求：(1)若轮胎与地面的总接触面积为0.2m2，静止时轿车对水平地面的压强为多少？(2)轿车在5min内匀速行驶了3km，此时轿车的实际功率为多少？(3)若汽油机的效率为30%，那么当轿车以最大功率行驶10min消耗汽油的质量为多少？【答案】(1)1×105Pa；(2)4×104W；(3)6kg【解析】【详解】(1)轿车的总重力轿车静止时对水平地面的压力则轿车静止时对水平地面的压强(2)由题意可知，轿车匀速行驶时所受阻力因为轿车沿平直公路匀速行驶，所以轿车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，即；轿车在5min内牵引力做的功；则轿车的实际功率。(3)该车以最大输出功率行驶10min，做的有用功，由得，汽油完全燃烧放出的热量，由得，需要完全燃烧汽油的质量答：(1)静止时轿车对水平地面的压强为1×105Pa。(2)此时轿车的实际功率为4×104W。(3)那么当轿车以最大功率行驶10min消耗汽油的质量为6kg。13．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】(1)根据，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；(4)质量相同，加热相同的时间，根据，沙子比热容小，升温就高；(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；(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，沙子比热容小，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。14．如图甲所示，是“探究物质的熔化规律”的实验装置。实验时先将固体物质和温度计分别放入试管内，再放入大烧杯的水中，观察固体的熔化过程。（1）固体熔化图象如图丙所示，物质在熔化过程中，温度_____，此时温度如图乙所示，读数方法正确的是_____（填“A”“B”或“C”），该物质是_____（填“晶体”或“非晶体”）。（2）实验时若温度计的玻璃泡碰到试管底部，则测得试管内物质的温度值偏_____。【答案】保持不变B晶体高【解析】【详解】(1)[1][2][3]由图乙知，A俯视，读数会偏大，C仰视，读数会偏小，B读数方式正确；由于该物质在熔化过程中，温度保持不变，所以是晶体；(2)[4]实验时若温度计的玻璃泡碰到试管底部，温度计的示数会受烧杯底部的影响，则测得试管内物质的温度值偏高。15．图是小明和小华在观察“水的沸腾”实验中的情景，对水加热了很长时间后水才沸腾，他们记录的数据如下时间/min…01234567891011水温/℃…909192939495969798989898（1）在组装器材时，是按照由________到______的顺序。（2）请指出他们在实验中操作错误之处：_____________。（答一点即可）（3）在纠正错误后他们继续实验，观察到水沸腾时的现象如上图中的______（甲/乙）图，水沸腾时吸收热量，温度___（升高/不变/降低）。（4）本次实验中水沸腾时的温度为_________℃。（5）根据记录在图中画出水的沸腾图像。（_________）（6）水沸腾时，杯口附近出现大量“白气”，“白气”是杯中的水蒸气_______（填物态变化名称）形成的，该过程要_____（吸热/放热）（7）实验中发现，水从开始加热到沸腾的这段时间过长，造成这种现象的原因可能是：_______。（给出一种原因即可）【答案】下上温度计接触容器底（或视线未与温度计中液面相平）乙不变98液化放热水的初始温度太低或质量太大【解析】【详解】(1)[1][2]在组装器材时应该由下到上的顺序组装；(2)[3]由图可知有一处错误是温度计读数时视线没有与液面的最低处相平；(3)[4][5]水沸腾时气泡越来越大，最后到达液面破裂，故水沸腾时的现象为图乙所示。由记录的实验表格可知水在沸腾时吸收热量温度不变;(4)[6]由记录的实验表格可知水额沸点为98℃;(5)[7]根据表格数据描点连线得水沸腾时的图像如图所示：；(6)[8][9]杯口附近出现大量“白气”，“白气”是杯中的水蒸气遇冷液化而成的。液化需要放热；(7)[10]水从开始加热到沸腾的这段时间过长，造成这种现象的原因可能是水的初始温度太低或水的质量太大。二、初中物理浮力类问题16．质量相等的甲、乙两实心小球，密度之比ρ甲:ρ乙＝3:2，将它们分别放入水中静止时，两球所受的浮力之比F甲:F乙＝4：5，设水的密度为ρ水。则甲球的密度为（）A．ρ水 B．ρ水 C．ρ水 D．ρ水【答案】B【解析】【分析】【详解】由于甲、乙两球质量相同，则由G=mg可知两球重力相等，又由可知，两球体积之比等于密度的反比，即V甲:V乙=ρ乙:ρ甲＝2:3若两球均漂浮，由漂浮浮力等于重力可知，浮力应相等，与题目浮力比例冲突，则两球不都漂浮；若两球均浸没，排开液体体积等于物体体积，则由可知，在液体密度相同的情况下，浮力之比等于排开液体体积之比，即F甲:F乙＝V甲:V乙=2:3与题目浮力比例不符，则综合可知，两球一个漂浮，一个浸没，根据浮沉条件可知，密度较小的漂浮，密度较大的浸没，即甲球浸没，乙球漂浮；设甲、乙重力均为G，由于乙球漂浮，则乙球所受浮力等于重力，根据甲、乙浮力之比可求甲球所受浮力为根据可得整理可得故选B。17．底面积为的平底圆柱形容器内装有适量的水，放置于水平桌面上.现将体积为500cm3、重为3N的木块A轻放入容器内的水中，静止时如图甲所示.若将一重为6N的物体B用细绳系于A的下方，使A恰好浸没在水中（水未溢出），如图乙所示，不计绳的重力及其体积.则（）A．物体B的密度为1.5×103kg/m3 B．物体B的体积为150cm3C．容器对桌面的压强增加800Pa D．绳子受到的拉力为4N【答案】A【解析】【分析】本题综合考查压强，浮力综合应用能力，选取合适的研究对象分析受力，结合浮力、压强有关知识求解。【详解】AB．如图乙所示，A恰好浸没在水中是，物体AB悬浮，物体AB所受浮力等于重力，即排开水的总体积为又因为物体A的体积为，所以物体B的体积为物体B的质量为物体B的密度为故A项符合题意，B项不符合题；C．放上B物体后，桌面对容器的压力增大了容器对桌面的压强增加故C项不符合题；D．以B物体为研究对象，B物体受到向上的浮力和绳子对它的拉力作用，受到向下的重力作用，即又因为B物体所受浮力为则绳子对B物体的拉力为绳子对B物体的拉力与B物体对绳子的拉力是一对相互作用力则绳子受到的拉力为2N，故D选项不符合题意。故选A。18．如图（1）所示，边长为10cm的立方体木块A通过细线与圆柱形容器底部相连，容器中液面与A上表面齐平。从打开容器底部的抽液机匀速向外排液开始计时，细线中拉力F随时间t的变化图像如图（2）所示。木块密度ρ=0.5×103kg/m3，容器底部面积为200cm2，g=10N/kg。下列说法中正确的是（）A．随着液体的排出，木块受到的浮力不断减小B．容器中的液体是酒精C．抽液机每秒钟排出液体的质量是10gD．第30s时，木块露出液面的高度是2cm【答案】C【解析】【分析】【详解】A．随着液体的排出，液面下降，浮力减小，绳子的拉力减小，但减小到0以后，再随着液体的排出，木块所受到的浮力就不变了，故A错误；B．当t=0时，A与液面的上表面相平，此时A受到重力、绳子的拉力及液体对它的浮力的作用，故存在平衡关系F因为木块的重力G=mg故木块受到的浮力F由F浮ρ这种液体是水，故B错误；C．当绳子的拉力为0时，木块漂浮F由F浮V木块浸入液体中的深度为h=故排出液体的质量m排出液体的时间为50s，故每秒钟排出液体的质量10g，故C正确；D．第30s时，抽出水的质量为m故露出液面的高度为h=故D错误。故选C。【点睛】二力平衡、浮力及阿基米德原理的综合计算。19．体积相同的铜、铁、铝和木四个小球，放入水中静止时如图，已知这四个小球的密度关系是，则下列判断正确的是：()A．铝球、木球一定是实心的，铜球和铁球一定是空心的B．四个小球所受的浮力关系是：C．四个小球的重力关系是：D．四个小球的质量关系是：【答案】C【解析】【分析】【详解】A．由图可知铜球漂浮、铁球悬浮，二者一定是空心的；铝球下沉、木块漂浮，可能实心、也可能是空心，故A错误；B．由，而且得，受到的浮力故B错误；C．由题意可知铜球、木球漂浮，铁球悬浮，铝球沉底，根据物体的浮沉条件知所以故C正确；D．由G=mg可知，故D错误。故选C。20．如图所示，试管A漂浮在水面上，试管B悬浮在水中，试管A与试管B都封闭有一定量的空气，以下说法正确的是：()A．将试管A上提一微小距离放手后试管A不会回到原来位置B．将试管A下压一微小距离，放手后试管A会回到原来位置C．将试管B上提一微小距离，放手后试管B会回到原来位置D．将试管B下压一微小距离，放手后试管B会回到原来位置【答案】B【解析】【分析】【详解】AB．A试管：设试管中空气的压强为p，大气压强为p0，试管中水面到容器中水面的距离为h，试管重为G，顶部的面积为S，则试管受到内部空气对它向上的压力，其大小为，大气对它向下的压力为试管静止时即解得所以p不变，由于，可知h不变，则不变，试管所受浮力不变，不管上提、下压，放手后，试管还会回到原来位置，A错B对；CD．B试管：上提时，试管内空气柱的下表面受到水的压强减小，气体体积增大，即增大，所受到的浮力增大，所以放手后会上浮；下压时，相反会下沉，CD错误。故选B。21．桌面上容器内盛有水，在一试管里面放一小球后，浮在水面上。如图所示，现将小球取出，放入水中，下沉容器底部，试管仍浮在水面上，则（）A．液面下降 B．液面上升C．容器底受到水的压强不变 D．桌面受到的压强变小【答案】A【解析】【分析】【详解】AB．当小球在试管中时，试管处于漂