9年级-11-热学综合（解析版）-全国初中物理竞赛试题编选

试卷第=page1515页，共=sectionpages1616页试卷第=page1616页，共=sectionpages1616页热学综合全国初中物理竞赛试题精编一、单选题1．将盛水的烧瓶加热，水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开，并迅速塞上瓶塞，再把烧瓶倒置后向瓶底浇上冷水，如图所示。关于烧瓶内的水，下列分析正确的是（）A．一直沸腾，浇上冷水时，水面气压增大，水会停止沸腾B．先停止沸腾，浇上冷水时，水面气压增大，水会再次沸腾C．因没有继续加热，浇上冷水时，水的温度降低，不会沸腾D．先停止沸腾，浇上冷水时，水面气压减小，水会再次沸腾【答案】D【详解】盛有水的烧瓶放在火焰上加热，达到沸点，继续吸热，水沸腾，沸腾后把烧瓶从火焰上拿开，瞬间水的温度还保持在沸点，但无法继续吸收热量，此时停止沸腾；迅速塞上瓶塞，烧瓶内封住了大量的水蒸气；再把烧瓶倒置后向瓶底浇上冷水，烧瓶内的水蒸气遇冷的烧瓶壁而液化，烧瓶内的气压减小，沸点降低，同时烧瓶内的水温度降低，放出热量，放出的热量用来完成水在低沸点时的沸腾，水会再次沸腾。故选D。2．小牛同学用一个功率为1000W的电加热器给lkg冰加热，研究不同状态的水的吸热能力。图中，甲乙丙三条图线中的一条，是他依据实验数据绘制而成。若相同时间内水和冰吸收的热量相同。已知c水=4.2×103J/（kg℃），c冰＜c水下列说法正确的是（）A．小牛绘制的是甲图线B．冰熔化过程中加热器消耗的电能为2000JC．0~1min冰吸收的热量是6×104JD．3~5nin时间内，电加热器的热效率为35%【答案】D【详解】A．由图像可知，甲乙丙三条图线中，甲的温度变化比熔化前快，乙的温度变化跟冰未熔化时相同，丙的温度变化比冰熔化前慢，因此丙的比热容大，冰化成水比热容变大了，因此丙是正确图像，故A错误；B．冰熔化过程用时2min=120s，消耗的电能为故B错误；C．由图像可知，冰从-10℃升高到0℃用时1min，熔化后从0℃升高10℃用时2min，因此冰的比热容为水的比热容的一半，为2.1×103J/（kg℃）。0~1min冰吸收的热量是故C错误；D．3~5min时间为2min=120s，水吸收的热量为消耗的电能为电加热器的热效率为故D正确。故选D。3．下列事实中，能说明物质吸收热量的本领跟物质的种类有关的是（

）．A．体积相等的两瓶水，温度都升高了10℃，它们吸收的热量相等B．质量不同的两块铁，温度都升高了10℃，它们吸收的热量不相等C．体积相等的水和酒精，温度都升高了10℃，它们吸收的热量不相等D．质量相等的水和酒精，温度都升高了10℃，它们吸收的热量不相等【答案】D【详解】由公示可知：物体放出热量的多少与物体质量、比热容以及温度变化量有关，要想说明物质吸收热量的本领跟物质的种类有关，必须让质量相等的不同种类的物质升高相等的温度，再比较它们吸收的热量．二、多选题4．有一支温度计，刻度均匀但读数不准，将它放在1标准大气压下的冰水混合物中，示数为4℃；将它放在1标准大气压下的沸水中，示数为94℃，下列说法正确的是（）A．将其放在1标准大气压下的沸水中，实际温度应为100℃B．将它放在某房间内，其示数为22℃，该房间的实际温度应为20℃C．在40℃附近，该温度计读数最准确D．在温度大于50℃时，该温度计显示的温度比实际温度要大【答案】ABC【详解】A．1标准大气压下的沸水温度，是100℃，将其放在1标准大气压下的沸水中，实际温度应为100℃，A正确；B．把这温度计放在1标准大气压下的冰水混合物中，示数是4℃，实际温度是0℃，把它放在1标准大气压下的沸水中，示数是94℃，实际温度是100℃，在4℃到94℃之间分成90等份，每一等份代表的实际温度是；将它放在某房间内，其示数为22℃，从示数4℃到22℃，这温度计共上升了18等份，该房间的实际温度该房间的实际温度是20℃，B正确；C．在实际温度40℃附近，该温度计上升的等份该温度计从4℃开始上升36等份，该温度计读数是40℃，与实际温度相符合，在40℃附近，该温度计读数最准确，C正确；D．在温度大于50℃时，假设为，该温度计上升的等份，可得到该温度计读数是等于49.9℃，小于真实温度51℃，这情况下该温度计的示数小于实际温度，D错误。故选ABC。5．小明在探究“水蒸发快慢与水上方空气流速、水与空气的接触面积和水的温度是否有关”实验中。他在一个桌面上放三块相同的玻璃板，在玻璃板上分别滴上质量和温度都相同的水，看到的现象如图所示。过一段时间后，发现C玻璃板上的水先干，其次是B，最后是A。以下分析正确的是（）A．通过比较蒸发相同质量的水所用时间，判断蒸发快慢B．得出结论是水蒸发快慢与水与空气的接触面积有关C．得出结论是水的温度、水上方空气流速一定，水蒸发快慢与水与空气的接触面积有关D．得出结论是水的温度、水上方空气流速一定，水与空气的接触面积越大，水蒸发越快【答案】CD【详解】A．本题中是控制水的质量和温度相同，水上方空气流速相等的情况下进行探究实验的，选项中没有体现控制变量。故A错误；B．根据是实验条件和实验最终现象，得出的结论是水的温度、水上方空气流速一定，水蒸发快慢与水与空气的接触面积有关。故B错误；C．最终的现象是等质量、等温度的液体，空气上方流速一定时，液体表面积最大的C最先蒸发，其次是液体表面积居中的B，最后蒸发完的是液体表面积最小的A。从这一现象就可得出结论是水的温度、水上方空气流速一定，水蒸发快慢与水与空气的接触面积有关。故C正确；D．根据实验现象，可以得出水的温度、水上方空气流速一定，水与空气的接触面积越大，水蒸发越快。故D正确。故选CD。6．根据下表提供的信息得出的几个结论中，正确的是（

）物质铁铝铜煤油密度[kg/m3]7.9×1032.7×1038.9×1030.8×103比热容[J/(kg·℃)]0.46×1030.88×1030.39×1032.1×103长1m横截面积1mm2的导线在20℃时的电阻值[Ω]0.0960.0270.017A．用同样的电加热器给等质量的水和煤油加热，加热时间与升高温度的关系图像如图，则b是水B．将质量相等的铝块和铜块，做成横截面积相同的铝丝和铜丝，串联接入电路，则铝丝两端的电压大C．煤油和水的体积之比为2︰1，吸收热量之比为12︰5，则升高的温度之比为3︰1D．将质量相同的铁块和铝块，做成横截面积相同的铁丝和铝丝，并联在同一电路中，其消耗的电功率之比为96︰79【答案】BC【详解】A．用同样的电加热器给等质量的水和煤油加热，加热时间相同时，电热器放出的热量相同，即水和煤油吸收的热量相等，由表格数据可知，煤油的比热容小于水的比热容，根据可知，水的温度变化小，所以加热时间与升高温度的关系图象a是水，b是煤油，故A错误；B．由表格数据可知，长1m横截面积1mm2的导线在20℃时，铝线的电阻值大；同样由表格数据可知，铜的密度大于铝的密度，由的变形式可知，质量相等的铝块和铜块中，铝块的体积大，所以做成横截面积相同的铝丝和铜丝时，铝丝的长度更长，其电阻较大，铝丝和铜丝串联接入电路时通过的电流相等，根据U=IR可知，铝丝两端的电压大，故B正确；C．由表格数据可知，煤油的密度为0.8×103kg/m3，煤油的比热容为2.1×103J/（kg·℃），我们已知水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），且煤油和水的体积之比为2：1，吸收热量之比为12︰5，由Q吸＝cmt和可得，升高的温度之比故C正确；D．由表格数据可知，铁的密度为7.9×103kg/m3，铝的密度为2.7×103kg/m3，由m＝ρV＝ρLS可得，将质量相同的铁块和铝块，做成横截面积相同的铁丝和铝丝时的长度之比由表格数据可知，长1m横截面积1mm2的导线在20℃时的电阻值，铝导线的是0.027Ω，铁导线的是0.096Ω，因其它条件相同时，导体的电阻与长度成正比，所以，铁丝和铝丝的阻值之比并联在同一电路中它们两端电压相等，则消耗的电功率之比故D错误。故选BC。三、计算题7．如图甲所示是某种升降电梯的简化模型，它由轿厢、配重、电动机、钢丝绳、定滑轮等部件组成，其中轿厢的质量为780kg。电梯某次搭载一位质量为70kg的乘客上楼，轿厢启动上升的路程与时间关系如图乙所示，电动机的输出功率与时间关系如图丙所示，电动机的工作效率为80%，不计钢丝绳的重力和摩擦。（g取10N/kg）求：（1）当该乘客站立在静止的轿厢内时，双脚与轿厢地面的接触面积为500cm2，乘客对轿厢的压强；（2）电梯启动上升12s，电动机消耗的电能。（已知电动机对轿厢所做的功等于其P-t图像中，功率与时间轴所围成的阴影部分面积大小）；（3）通过计算说明电梯设置配重的重要性。【答案】（1）1.4×104Pa；（2）58750J；（3）见解析【详解】解：（1）人站在水平的电梯地板上，对电梯的压力等于人的重力。人对电梯的压强为（2）由图丙可知，电动机在前2s做的功为电动机后10s做的功则电动机12s内做的功已知电动机的工作效率为80%，电动机消耗的电能为（3）轿厢和乘客的总重力为由图乙知，后10s运行的路程为后10s的速度为由P=Fv可得，电动机对轿厢的拉力及与人和轿厢总重的关系为即电动机能提供的拉力远小于轿厢和乘客的总重力，所以必须加配重来辅助轿厢上升；如果不加配重，则需要加大电动机拉力、增大电动机的输出功率，所以配重可以有效减小电动机的输出功率，达到节能的目的，因此电梯设置配重非常重要。答：（1）乘客对电梯的压强为1.4×104Pa；（2）电动机消耗的电能为58750J；（3）见解析。8．如表所示是东风牌单缸四冲程汽油机的铭牌，如图是汽缸示意图。不计摩擦，该汽油机满负荷工作时，1min消耗汽油8g。（汽油的热值q＝4.6×107J/kg）东风牌汽油机DF050活塞面积30cm2冲程长度5cm燃气平均压强9.0×105Pa转速1800r/min求：（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力；（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功；（3）该汽油机的功率；（4）该汽油机的效率。（百分数中保留一位小数）【答案】（1）2700N；（2）135J；（3）2025W；（4）33.0%【详解】解：（1）由图表格数据可知，活塞面积S＝30cm2＝3×10﹣3m2由可知，做功冲程中燃气对活塞的平均压力F＝pS＝9.0×105Pa×3×10﹣3m2＝2700N（2）一个做功冲程燃气对活塞做的功W＝FL＝2700N×5×10﹣2m＝135J（3）因飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮1min转动1800周，做功900次，则燃气对活塞做的总功为W总＝W×900＝135J×900＝1.215×105J该汽油机的功率（4）1min消耗汽油的质量m＝8g＝8×10﹣3kg汽油完全燃烧释放的热量为Q放＝mq＝8×10﹣3kg×4.6×107J/kg＝3.68×105J则汽油机的效率为答：（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2700N；（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功为135J；（3）该汽油机的功率为2025W；（4）该汽油机的效率为33.0%。9．一支刻度均匀但示数不准确的温度计，在一个标准大气压下，放入冰水混合物中，它的示数为10℃，放入沸水中，它的示数为90℃，求：(1)该温度计的示数为25℃时，实际温度是多少摄氏度？(2)当实际温度为25℃时，此温度计的示数为多少摄氏度？(3)若测某一液体温度时，温度计的示数恰好与实际温度相同，此时温度是多少摄氏度？【答案】(1)18.75℃；(2)30℃；(3)50℃【详解】解：(1)当温度计的示数为时，实际温度(2)当实际温度时，该温度计的示数(3)设液体的实际温度为t，则答：(1)当温度计的示数为时，实际温度是；(2)当实际温度时，该温度计的示数是；(3)此时温度是。四、填空题10．小明有一只温度计，虽然它的玻璃管的内径和刻度都是均匀的，但标度却不准确。将它放在1标准大气压下的冰水混合物中的读数是﹣0.2℃，放在1标准大气压下沸水中的读数是102.8℃，则当它指示的气温是10℃时，实际的温度是℃；在某房间内，该房间的实际温度是20℃，则温度计指示的示数是℃，它在℃附近该温度计读数最准确。【答案】9.920.46.7【详解】[1]实际情况下，1标准大气压下的冰水混合物的温度为0℃，1标准大气压下沸水的温度为100℃。设实际温度为，该温度计的标度为，则它们的关系如下当时，实际温度[2]当实际温度时，温度计指示的度数[3]令，即计算得。故该温度计在实际温度6.7℃附近读数最准确。11．一支没有刻好刻度的温度计，把它插在一个标准大气压的冰水混合物中水银柱的高度为5厘米，把它插到标准大气压的沸水中时，水银柱的高度为25厘米。当把该温度计插入某种液体中时，水银柱的长度是10厘米，则该液体的温度℃【答案】25【详解】将该温度计放在冰水混合物中，水银柱长度为5cm，将其放在一标准大气压下的沸水中，水银柱长为25cm。即当所测温度差别为100℃时，液柱长度差别为当将温度计放入某种液体中时，液柱长度为10cm。与0℃时的液柱相比，液柱长度增加为设液体的温度比0℃高t，有解得t=25℃12．小明有一只温度计，虽然它的玻璃管的内径和刻度都是均匀的，标度却不准确。它在标准大气压下冰水混合物中的读数是-6℃，在标准大气压下沸水中的读数是104℃。（1）当它指示的温度是27℃时，实际的温度是℃；（2）它在温度为℃时，示数可以当作刻度正确的温度。【答案】3060【详解】[1]温度计上一个小格表示的实际温度为温度计测量某种液体的温度为27℃时，这种液体的实际温度为当它指示的气温是27℃时，实际的温度是30℃。[2]可以当作刻度正确的温度计使用时，设此时的刻度值为，则满足以下关系解得它在温度为60℃时，可以当作刻度正确的温度计使用。13．实验室常用温度计是根据液体的规律制成的，如图所示温度计的示数是；某支温度计刻度均匀，但读数不准确，在测量标准大气压下沸水的温度时，示数是90℃，在测一杯热水温度时，其示数与热水的真实温度60℃恰好相等，若用此温度计去测量冰水混合物的温度时，示数是℃。【答案】热胀冷缩28℃15【详解】[1]测量温度用了转换法，将物体温度的变化转换为人们可以观测的体积的变化，常用温度计是利用温度计里面的液体热胀冷缩的原理制成的。[2]此温度计的分度值为1℃，示数在20℃与30℃之间，读数应为28℃。[3]设此温度计测量冰水混合物的温度为n℃，则这个温度计将冰水混合物与一标准大气压下沸水的温度分成了(90-n)份，一份相当于真正1℃的。它测得的热水的温度比它的冰水混合物温度高了(60-n)℃，而热真正的温度恰好也是60℃，即真正的热水与冰水混合物的温度差别是60℃，有n=15即这个温度计测得的冰水混合物的温度为15℃。14．实验室常用温度计是根据液体的规律制成的；在体温计和实验室温度计中，可以离开被测物体读数；如图所示温度计的示数是℃。某支温度计刻度均匀，但读数不准确，在测量标准大气压下沸水的温度时，示数是90℃，在测一杯热水温度时，其示数与热水的真实温度60℃恰好相等，若用此温度计去测量冰水混合物的温度时，示数是℃。【答案】热胀冷缩体温计3415【详解】[1]实验室常用温度计是根据液体热胀冷缩的原理制成的。[2]由于体温计的特殊结构，其在离开人体后，只要环境温度不高于人体温度，则水银柱仍会显示人体温度；而实验室温度计离开被测物体后，因受环境温度影响，示数会发生变化，所以实验室温度计不可离开被测物体读数。[3]如图所示的温度计的分度值为1℃，液柱表面对应在30℃右侧第4格处，所以其示数为34℃。[4]对于刻度均匀而示数不准确的温度计，若将其放入冰水混合物中时示数为t1，放入沸水中时示数为t2，则其分度值为用其测量实际温度时，若温度计的示数为t3，则实际温度为已知在测量标准大气压下沸水的温度时示数是90℃，则在温度计示数与热水的真实温度60℃恰好相等的情况中，我们可以列出由此解得15．在一些国家通用的温度标准为“华氏温标”，是波兰物理学家华伦海特于1724年创立的。与我们熟悉的“摄氏温标”不同的是，他把一定浓度的盐水凝固时的温度定义为0华氏度，把纯水凝固时的温度定义为32华氏度，把标准大气压下沸水的温度定义为212华氏度，中间作180等分，每一份代表1华氏度，用符号°F表示。根据以上信息，华氏温度F与摄氏温度t之间的关系式应为，且在℃时，华氏温度恰好与摄氏温度数值相同。【答案】-40【详解】[1]假设摄氏温度为t时，对应的华氏温度为F，则有将题中数据代入，因为纯水凝固时的温度定义为32华氏度，则有①沸水的温度定义为212华氏度，则有②结合①②解得，则有[2]华氏温度恰好与摄氏温度数值相同，则则有解得即当摄氏温度为-40℃时，华氏温度与摄氏温度数值相同。五、实验题16．为了探究晶体和非晶体的熔化规律，实验小组的同学将质量相同的冰和石蜡分别装在两个相同的试管中，放在一个装有水的大烧杯中进行加热，如图甲所示。装冰的试管中从2min开始出现液体到6min冰完全消失，装石蜡的试管中从5min开始出现液体到10min固态石蜡完全消失。图乙中的A和B分别是根据实验数据绘制的冰和石蜡的温度随时间变化的图像。（1）由图像可知，物质（选填“冰”或“石蜡”）是晶体；（2）在冰和石蜡熔化的过程中，如果将试管从烧杯中拿出来，冰和石蜡停止熔化。将试管放回烧杯后，冰和石蜡又继续熔化，这说明固体熔化时需要；（3）实验中不采用酒精灯直接加热，而是采用水浴法加热，除了增大受热面积、缓慢加热外，还有的好处是；（4）实验结束后要及时地清洗试管，防止石蜡导致温度计无法取出；（5）学习了汽化知识后，小明重新进行实验，两种物质全部熔化后，继续对烧杯中的水加热至沸腾并持续一段时间，发现两个试管中的液体都不会沸腾。请在水和石蜡油两者中任选一个，回答不能沸騰的原因。【答案】冰吸热使物质受热均匀凝固水，水达到沸点后不能继续吸热【详解】（1）[1]读图可知：冰的图象A表示：在熔化过程中，冰虽然吸收热量但温度保持不变，待全部熔化完毕后，温度才继续上升。故冰是晶体。（2）[2]将试管中烧杯中拿出，试管离开了热源，不能吸热；试管放在烧杯的水中，才能从外界吸热。这个实验说明熔化过程是需要吸热的。（3）[3]作为热源的温度较高的水将试管装有物质的部分包围，从各个方向对物质加热，使物质受热均匀。（4）[4]石蜡在常温下是固体，完成实验后一段时间试管中的石蜡会凝固。如果不及时将温度计取出，石蜡凝固后，温度计会固定在固体石蜡里。（5）[5]以水为例，烧杯中的水沸腾了，加热一段时间后，试管中的水也会与烧杯中的水温相同，即试管中的水也能达到沸点。但试管中的水达到沸点后，与烧杯中的水之间不存在温度差，试管中的水就不能从烧杯中的水中吸收热量。这样一来：试管中的水温刚达到沸点，却不能从外界吸热了，但沸腾是需要吸热的。所以，试管中的水是达到沸点的热水，却不能继续沸腾。17．在做“观察水沸腾”的实验时：（1）A组同学用的是如图甲所示装置，他们测出的水温将偏，图中画出实验所需的测量器材，除温度计外还需要。（2）A组同学在改正错误后，B组同学用纸板盖严烧杯口做了相同的实验，AB两组绘制的温度随时间变化的图像如图乙所示，从图像能看出，两个实验小组测得水的不同，其中图像是B组同学所绘制的。（3）AB两组同学在做完该组实验后，继续做了如图丙所示实验：大试管和小试管里都装有水，将三支大试管中的水加热，使之保持沸腾，则大试管中的水不断沸腾过程中，小试管中的水会沸腾的是图。【答案】高秒表沸点1C【详解】(1)[1]用酒精灯对烧杯底部加热，此时温度计液泡与底部接触，所以测得的温度将要偏高。[2]绘制温度-时间关系图象，还要测量时间，需要用到秒表。(2)[3][4]从图象上看，两组的水沸腾后，沸点不同。B组纸板盖住烧杯口，使杯内气压大于外部大气压，水的沸点会升高，故B组实验中水的沸点高于A组，图象1是B组同学绘制的。(3)