物理竞赛专题训练热学.doc

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1、 初中物理竞赛专题训练热学 一、选择题（ 每题10分共计120分 ）1.液体温度计是利用液体热胀冷缩的性质制成的。用两种不同的液体做成两支温度计，刻度的方法，都按照摄氏度的方法。现在用这两支温度计分别去测量两个物体的温度，正确的说法是 ( )A 只要两支温度计的读数相等，被测两物体的实际温度就相等B 如果两支温度计读数相等，被测两物体实际温度肯定不等C 最少存在两个温度值，读数如相等，被测两物体的实际温度也相等D 最多只存在一个温度值，读数如相等，被测两物体的实际温度也相等2.某刻度均匀但读数不准的温度计，用它测量冰水混合物的温度时，示数是4C，当冰熔化后，水温度升高到某一数值时，发现它的示数

2、恰好与真实温度相等，让水温再增加10C，而温度计的示数只增加了9C，那么，当用此温度计去测量一个标准大气压下的沸水温度时，示数变为 （ ）A.92C B.94CC.96CD.98C3.如图所示，金属球甲和金属环乙用同种材料制成。室温环境下，甲球恰好能穿过乙环。则( )A.在同一高温环境下同时加热短暂时间后，球不能穿过环B.在同一高温环境下同时加热足够长时间后，球不能穿过环C.在同一低温环境下同时冷却短暂时间后，球不能穿过环D.在同一低温环境下同时冷却足够长时间后，球不能穿过环4.用材料甲制成的刻度尺去测量用材料乙制成的物体的长度。在15时测得的长度为l1，在30时测得的长度为l2。如果两次的测

3、量方法都正确，且l1l2。则下列说法中正确的是 ( ) A.甲、乙两种材料膨胀程度不同，且材料乙的膨胀程度大B.如果在15时取甲、乙两材料的长度均是1米，则在降低相同温度后甲的长度大于乙的长度C.如果在15时取甲、乙两种材料的长度均是1米，则在升高相同温度后，甲的长度大于乙的长度D.以上三种情况都不对5.使用冷暖空调的密闭轿车玻璃上，无论盛夏还是严冬，都有小水珠凝结。实际情况是( )A.小水珠总是凝结在窗玻璃的内表面B.小水珠总是凝结在窗玻璃的外表面C.夏天小水珠凝结在窗玻璃内表面，冬天凝结在外表面D.夏天小水珠凝结在窗玻璃外表面，冬天凝结在内表面6.如图所示，甲容器内装有水，乙试管内也装有水

4、，并通过甲容器密封盖上的孔插入甲容器的水中，且乙试管与密封盖紧密接触。现给甲容器加热，则经过一段时间后 （ ）A.甲容器内的水先沸腾B.乙试管内的水先沸腾C.甲容器、乙试管内的水同时沸腾D.甲容器内的水沸腾，乙试管内的水不会沸腾7.用混合法测定物质的比热的实验中，由于不可避免会有热量的损失(包括小铝筒容量的吸热)，那么 ( ) A测出放热物质的比热大干其真实值，测出吸热物质的比热小于其真实值 B测出放热物质的比热大于其真实值，测出吸热物质的比热大于其真实值 C测出放热物质的比热小于其真实值，测出吸热物质的比热小于其真实值 D测出放热物质的比热小于其真实值，测出吸热物质的比热大于其真实值8.人的

5、体温是由“下丘脑”中特殊神经细胞组织控制的，它对人体体温的变化很敏感，当下丘脑温度高于37时，人体散热机制（如血管舒张，出汗等）就会活跃起来。已知37时蒸发18克汗水所需要的能量为4300焦。现有一中年人漫步行走时，每秒钟体内产生的热量为35焦，而此时人体通过传导、辐射等方式（不包括出汗）产生的散热功率只有33瓦，因此还要通过出汗的方式才能保持37的体温不变。那么此人漫步行走1小时出汗约（ ）A.20克 B.30克 C.40克 D.50克9.将一杯热水倒入容器内的冷水中，冷水温度升高10，又向容器内倒入同样一杯热水，冷水温度又升高6，若再向容器内倒入同样一杯热水，则冷水温度将再升高(不计热损失

6、) （ ） A.45 B.4 C.35 D.310.将质量为m、温度为O的雪（可看成是冰水混合物）投入装有热水的容器中，热水的质量为M，平衡后水温下降了t；向容器中再投入质量为2m上述同样性质的雪，平衡后容器中的水温恰好又下降了t。则m:M为 ( )A. 1:2 B.1:3 C.1:4 D.1:511.两种金属的密度分别为l、2，且l：2=2:1，它们的比热分别为cl、c2，且 cl：c2=1:2。现用这两种金属制成体积相等的两实心球甲、乙。甲球中两种金属的体积相等，乙球中两种金属的质量相等，则甲、乙两金属球的比热c甲、c乙的比值关系是 （ ）。A.8:9 B.9:8 C. 10:9 D9:1

7、012.质量相等的甲、乙两金属块，其材质不同。将它们放入沸水中，一段时间后温度均达到100，然后将它们按不同的方式投入一杯冷水中，使冷水升温。第一种方式：先从沸水中取出甲，将其投入冷水，当达到热平衡后将甲从杯中取出，测得水温升高10；然后将乙从沸水中取出投入这杯水中，再次达到热平衡，测得水温又升高了10。第二种方式：从沸水中同时取出甲、乙投入冷水中，使之达到热平衡。则在第二种方式下，这杯冷水温度的变化是 （ ）A.升高不足20 B.升高超过20 C.恰好升高了20 D.条件不足，无法判断内能、比热及热传递计算复习巩固提高练习【例1】 已知1g甲液体温度升高1需要2.1J的热量，1g乙液体温度升

8、高1需要4.2J的热量，1g丙液体温度升高1需要2.8J的热量分别取甲、乙两种液体各60g，以相同的热源加热，其温度与加热时间的关系如图所示若取90g的丙液体，以相同的热源加热，则其温度与加热时间的关系图像 （ ）A落在区 B落在区 C与甲重叠 D与乙重叠分析 根据已知条件可以分别确定三种液体的比热容：， 结合题意和图像可知，用相同的热源加热相同的时间，即甲、丙吸收相同的热量，它们升高的温度关系由，得 所以 类似可找出乙和丙升温的关系： 所以 ，即丙液体与乙液体升高的温度相同答案 D【例2】 （湖南长沙）有质量相同、比热容不同、温度不同的甲、乙、丙三种液体，甲的温度是44，乙的温度是32，丙的

9、温度是24如将甲和乙混合后，温度为36；如将乙和丙混合后，温度为30问甲、丙混合后，温度将变为多少？分析 本题中一共进行了三次热交换，可写出三次热交换的热平衡方程式，由于甲、乙、丙质量相等，可找出甲、乙、丙的热容关系，通过解方程组即可求得甲、丙混合后的温度当甲、乙混合达到热平衡时，有，即得解得当乙、丙混合达到热平衡时，有，即得，解得设甲、丙混合后的最终温度为t，有，将和代入式得解得t=36【例3】 已知金属铜与铁的比热容，将质量和初温均相等的铁球和铜球放到冷水中，当它们放出相等的热量后再靠在一起，则热量会怎样传递？分析 根据，即，我们可以得到，越大，则越大（降低的温度小），则大的球将会传热给小

10、的球，即铁球将会传热给铜球注意：是因为放热，用；传递的是热不是温度，直到它们的温度相同为止【例4】 有一堆潮湿的石子，它的比热容为，干燥砂石的比热容为，求：（1）砂石中水的含量（2）这堆砂石的密度（）分析 （1）设这堆砂石的质量为M，其中水的质量为m，当吸热，温度变化时，有：，（2）质量为M的砂石的体积，注意：砂石体积并不因有水而变大，所以密度只会变大不会变小【例5】 （武汉）现有20的凉水和80的热水可供任意选用，若某人需要50的温水洗澡该怎样办？若在配水的过程中没有热损失，且希望得到50kg这样的温水，请你通过计算说明确切的配水方法分析 （1）当热水和凉水混合时，由于有温度差，因而会发生传

11、热现象，热水的温度会降低，凉 水的温度会升高取适当的凉水和热水混合，可得到50的温水（2）取热水和凉水混合时，容器会吸热，同时也会向空气中散热，这些都称为热损失题目中假定没有热损失，即意味着在混合过程中热水放出的热量全部被凉水吸收，有，设所需热水的质量为，热水的初温80；所需凉水的质量为，凉水20，热水与凉水的混合质量为，混合温度50由及质量关系可得 ， 由式得结合式得即热水和凉水各取25kg可得50kg、50的温水【例6】 现有70的热水50kg，10的冷水50kg，要配置成温度为36的温水，问最多能配置多少千克？分析 把这两种温度的水混合在一起后，热平衡温度在1070之间，如果都混在一起，

12、质量是100kg，但温度不一定在36，所以应先确定36水中两种温度水的质量比，然后判断出哪种温度的水用得多设需要热水，需要冷水，则：，由上式知道冷水用得多，所以：，最多配置36的水的质量为：【例7】 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，又向容器内倒入同样的一杯热水，冷水的温度又升高了6，如果再向容器内倒入同样一杯热水，则冷水的温度可再升高多少度？分析 三次热平衡的过程，根据热平衡公式可以列出这三个热平衡公式，综合三式即可以解出：设容器内冷水的质量为，初温度为，每杯热水的质量为，初温度为，则第一次把热水倒入冷水中有：第二次把热水倒入冷水中有：有式和式解得：，第三次再把热水倒

13、入冷水中：把式代入上式得：再升高的温度为：【例8】 在一个密闭的容器中，若有3个分子在运动，则下列叙述正确的是( )A3个分子没有机械能 B3个分子组成的物质具有内能C3个分子组成的物质没有内能 D以上说法均不正确解析 因为分子在运动，所以有机械能，故A错物质内能是指大量分子的无规则运动，3个分子不是大量分子，所以它们的运动不是内能，故C正确本题应选C【例9】 液体蒸发的快慢是由液体的温度、液体的表面积和液面空气流动的快慢来决定的，如何用分子运动和内能的有关知识来解释?解析 液体蒸发，实质上是液体内部速度较大的分子摆脱其他液体分子的吸引飞离液面的一种现象如果液体温度越高，内能就越大，速度大的分

14、子就越多，飞离液面的分子就越多，蒸发就越快如果液体的表面积越大，在液面的分子就越多，飞离液面的分子就越多，蒸发就越快跑出液面的分子若在液面附近运动，其中一部分又会回到液体中，如果液面上方空气流动越快，从液面跑出的分子就越快地被吹走，液面附近的蒸发出来的分子就越少，返回液体的分子就越少，离开液面分子比返回液体的分子就越多，蒸发就越快【例10】 对一个物体做功，这个物体的内能一定增加，对吗?解析 做功可以改变一个物体的内能，那么怎样确定一个物体的内能是否改变呢?让一个铁块从外界吸热，即从外界得到内能，会测出铁块的温度变化了所以一个物体的温度变化了，说明它的内能变化了让一块的冰从外界吸热，即从外界得

15、到内能，会看到冰熔化成的水，虽然温度没有变化，但这些的水比原来的冰的内能要大所以一个物体的物态变化了，说明它的内能变化了由内能的定义知：内能是指物体内部所有分子做规则运动的分子动能和分子势能的总和如果一个物体的质量减少了，它内部分子的数目也减少了，那么它内部分子动能和分子势能的总和，即内能也随着减少了所以一个物体的质量变化了，说明它的内能也变化了综上所述，可以通过一个物体的温度、状态、质量来确定它的内能是否改变对题中的问题来说，拿一段铁丝来回弯几下，用手摸弯折处，感觉温度比原来高了，说明弯折处的内能增加如果要是把这一段铁丝从某一处慢慢提到一定高度，虽然外界对铁丝做了功，但铁丝的温度、状态、质量

16、都没有发生变化，说明它的内能也没有变化可见题中的说法是错误的【例11】 夏天开啤酒瓶盖时，会听到“嘭”的一声，瓶口有一股“白气”，这是为什么？解析 打开啤酒瓶的一瞬间，瓶口上方气体膨胀对外做功，内能减少，温度降低，瓶口周围空气中的水蒸气因遇冷而液化成小水滴，这就是我们所看到的“白气”【例12】 用打气筒给自行车的车胎打气，过一会儿筒壁会热起来，解释此现象时，甲同学说：“这是由于活塞上下移动和筒壁摩擦，由于摩擦生热使筒壁温度升高引起的”乙同学说：“这是由于活塞压缩筒内空气做功，使空气的内能增加，温度升高，又由于热传递筒壁也热起来”他们俩谁说得对呢?解析 筒壁热了，说明筒壁的温度升高，内能增加了

17、改变物体的内能有两种方式：做功和热传递 把一个物体放在比它的温度高的环境中，这个物体从外界吸热，它的内能就增加；把一个物体放在比它的温度低的环境中，这个物体就向外界放热，它的内能就减少所以说热传递改变内能的本质是内能从一个物体转移到另一个物体外界消耗某种形式的能对物体做功，如果把某种形式的能转化为内能，这个物体的内能就增加；物体对外界做功，如果是把物体的内能转化为别的形式的能，这个物体的内能就减少所以说做功改变内能的本质是内能和其他形式能的相互转化用打气筒打气时，活塞与筒壁摩擦可以生热；活塞压缩空气做功也可以生热实际当中用手摸气筒时，感觉气筒的最下端热，活塞一般压不到这个位置活塞跟气筒上下的摩

18、擦次数是一样的，而气筒上下不一样热，说明由于摩擦使气筒发热不是主要原因那么主要原因是活塞越往下压，对气筒内空气做功越多，消耗的机械能也越多，转化的内能也越多，气筒内空气温度就越高，由于热传递，气筒下部的温度也越高所以乙同学的讲法是对的【例13】 如图所示，两个相同的球，甲用不传热的细线悬挂，乙放在不传热的水平面上，若使它们吸收相等的热量（且设它们都不向空间散热），那么，两球内能的增加量是（ ）A甲球多些 B乙球多些 C一样多 D无法比较解析 如果忽略其他因素，两球吸收热量后，温度升高，它们的内能增加是相同的但吸热后两球将发生热膨胀，它们的体积增大，对于乙球来讲，它的重心要升高，也就是说它的总势

19、能要增大，即乙球的机械能增大，而它机械能的增大必须由其他的能量转化而来，那么它只能是消耗其内能，转化为机械能由此可见，乙球内能增加量要小于甲球答案 A热学训练题1、用煤气灶既方便又环保，一般的煤气灶正常工作时。15min可使质量为4Kg、温度为23的水沸腾，该城市水的沸点为93，求：水吸收的热量；若煤气灶放出的热量70%被水吸收，煤气灶实际放出的热量为多少2、小红家里原来用液化石油气烧水，每天用60的热水100kg。她参加“探究性学习”活动后，在老师和同学的帮助下，制造了一台简易的太阳能热水器。（1）若用这台热水器每天可将100kg的水从20加热到60，这些水吸收的热量是多少？（2）若液化石油

20、气燃烧放出的热量有70%被水吸收，她家改用太阳能热水器后平均每天可节约液化石油气多少kg？（液化石油气的热值是8.0107J/kg）（3）请你说出太阳能热水器的优点。（至少说出一条） 3、随着国民经济的发展，汽车已走进家庭。一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗汽油10L。若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为4.6107 J/kg，密度为0.7103kg/m3，求：(1)这些汽油完全燃烧放出的热量；(2)这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。4、某辆小轿车油箱内装有32kg汽油，司机小李驾车沿高速公路到某地旅游，路程为300km假设轿车是

21、匀速行驶，且受到的阻力为920N已知汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能，汽油的热值为4.6107J/kg求：（1）汽车到达目的地牵引力所做的功；（2）通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油5、太阳能是一种清洁能源某太阳能热水器每天能使500kg的水温度升高30，那么这些水吸收的热量是多少？，这些热量相当于完全燃烧多少的天然气放出的热量天然气的热值取7107J/m3，水的比热容c=4.2103J(kg)6、泰安五岳专用汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地。该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的平均阻力是3.0103N，消耗燃油1.5103m3（

22、假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度0.8103kg/m3，热值q4107J/kg，求： （1）专用车牵引力所做的功。（2）燃油放出的热量 （3）该专用车的热机效率是多少？ （4）汽车的轮胎上有凹凸不平的花纹，这样做的好处是什么？7、质量为0.5kg的铝壶里装着5kg温度为20的水。将铝壶放在煤炉上加热，炉子的效率为20%，问燃烧多少kg的无烟煤才能将水烧开？（外界气压为1个标准大气压，8. 2010年上海世博会通过大面积推广应用太阳能等以低能耗、低污染、低排放为特点的绿色环保技术，来体现“城市，让生活更美好”的主题。如图21所示的太阳能热水器，它的水箱容量为120L，热水器上的集热器对太阳能的利

23、用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P=1400W。如果将整箱水的温度从20加热到70，需要阳光照射5h，那么：（1）一箱水需要吸收的热量是多少？（2）热水器上集热器的面积至少要多大？水的比热容是：4.2103J/(kg)9. 如图为泸州市某风景区山中的一段盘山公路照片。以汽油为燃料的观光汽车沿该盘山公路（盘山公路近似处理为斜面）以36Km/h的速度匀速行驶，经过15min从山脚到达山顶；汽车上山时沿路面获得的牵引力恒为9.2103N。已知汽油完全燃烧释放的热量转化为汽车牵引力做功的效率为30%，汽油热值q=4.6107J/Kg，求：（1）汽车上山时牵引力发挥

24、的功率为多大。（2）汽车从山脚到山顶消耗了多少千克的汽油。10如图所示，在青海玉树抗震救灾中，解放军部队某战士用150kW的铲车清理废墟。若铲车用5s匀速推进了3m，然后将1.5t的建筑废料举高3m装车运走，整个过程是连续的。若柴油发电机的热效率为34.5%。（）求：（1）在推土过程，铲车受到的阻力。 （2）在举高过程，铲车所做的功。（3）整个过程消耗柴油多少千克？11、图为汽油机做功冲程的示意图。若某型号单缸四冲程汽油机的活塞直径为60mm（面积近似取S3.0103m2），活塞冲程长度为L0.06m，某种工作状态下做功冲程燃气的平均压强为p1.0106Pa，活塞以n1380次/分钟作往复运动

25、，汽油机往复运动两次，对外做功一次。（1）汽油机在此工作状态下的功率是多少？（2）如果此工作状态下每分钟消耗20g汽油，那么汽油机把内能转化为机械能的效率是多少？（q汽4.6107J/kg、不计摩擦）12、如图，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中。设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间相互作用，则被淹没的金属筒在缓慢下降过程中，筒内空气体积减小。以下说法正确的是( ) A 从外界吸热 B 内能增大 C 向外界放热 D 内能减小参考答案：C13、夏天，如果将自行车内胎充气过足，又放在阳光下受暴晒，车胎极易爆裂关于这一现象有以下描述（暴晒过程中内胎容积几乎不变）车胎爆裂，是车胎内气体温

26、度升高，气体分子间斥力急剧增大的结果在爆裂前的过程中，气体温度升高，分子无规则热运动加剧，气体压强增大在爆裂前的过程中，气体吸热，内能增加在车胎突然爆裂的瞬间，气体内能减少描述正确的是（ ）A BC D参考答案：B14、一密闭容器中，盛有高温的油，放在温度保持不变的环境中慢慢冷却。小明每隔30分钟记录一次容器内的油温，共记录七次，具体数据如下表：冷却时间t（min）0306090120150180油温T（C）148845236282422内外温差DT（C）1286416842根据表中数据可知在冷却时间为60 min时，内外温度之差为_C，油温T与冷却时间t的关系式为_。参考答案：32；T=20

27、+128/(2*(t/30)15、大刚家自制了一个太阳能热水器，其主要装置是一个晒水箱经多次观察和实验知道，该晒水箱的效率在夏天可达到50%查表可知，在地球表面，晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射为1.26103J/（m2s）如果晒水箱内有45kg的水，晒水箱接收阳光垂直照射的面积始终是2.0m2，试问：要使水温从25升高到55需要多长时间？参考答案：1.25h16、家用电热淋浴器分储水式和无水箱式两种。无水箱式淋浴器是使冷水流过电热器就达到需要的温度，立即从喷头喷出热水供淋浴。现在自来水的温度为16，淋浴需要热水的温度为38左右，淋浴所需热水流量为110-3米3/分，水的比热容c为4.21

28、03焦/(千克)。则该淋浴器的电热器电功率为_瓦；它的工作电流大小为_安(不计加热过程中的能量损失及水的密度变化)。17、费米根据侦探小说得知，一具尸体大约需要半天的时间才能从体温37摄氏度降至25摄氏度。另外它通过实验室数据还了解到：体重约60千克的正常热的比热容与水相当，约为4200焦/（千克摄氏度），每千克葡萄糖完全分解释放的热量为1.6107焦，此外，尸体的散热量大约为正常人在相同时间内散热量的60%。根据这些数据估算出一个正常人体每天必须补充的葡萄糖为多少？参考答案：630g18、A、B两个杯里，装有质量相等的同种液体，今取A杯中的一半倒入B杯，在B杯混合后，返取一半倒回A杯再次混合

29、，已知A杯中液体的最初温度为15，最后温度为25，求B杯中液体的最初温度(忽略热量散失)。参考答案：4019、国产165型单缸四冲程汽油机的气缸直径为65mm,活塞冲程长55mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.58105帕,飞轮转速是1500R/min.求这种汽油机满负荷工作时的功率(不计摩擦损失).如满负荷工作时每分钟消耗15克汽油,这种汽油机把内能转化为机械能的效率是多少?(汽油的燃烧值4.6107焦/千克)参考答案：2.2KW 0.1920、汽车发动机的功率为40马力，发动机的功率为20，如果汽车以36千米/时的速度行驶，发动机内还剩有汽油20L，则这些汽油还可供汽车行驶多远？

30、已知汽油的燃烧值为4.7107焦/千克，汽油的密度为0.8103千克/米3。（提示：发动机的功率为20，就是说完全燃烧20L汽油所放出的热有20用来做功。计算过程为Q放W发动机ts.）参考答案：5.1104米21、如图所示,A、B各有一个可以自由移动的轻活塞,活塞下是水,上为空气,大气压恒定.A、B底部由带有阀门K的管道相连,整个装置与外界绝热.原先A中水面比B中高,打开阀门,使A中的水逐渐向B中流,最后达到平衡.在这个过程中()A大气压力对水做功,水的内能增加B水克服大气压力做功,水的内能减少C大气压力对水不做功,水的内能不变D大气压力对水不做功,水的内能增加参考答案：D22、随着“西气东输

31、”工程的实施，目前扬州正在人工煤气向天然气改造工程，一份宣传材料上提供了如下的数据，燃料种类市场价格单位发热量折合成单位人工煤气价格人工煤气0.95元/m33.5107/ m30.95元/m3 天然气2.2元/m38.6107/ m30.90 元/m3（1）请你在表格中填入天然气折合成以前使用的人工煤气单位价格，并考虑一下改造后长期使用天燃气 （填：是/否）划算。（保留两位小数，不要求计算过程）（2）小明家煮饭、烧水使用的是管道天然气，已知完全燃烧放出的热量有50被有效利用，现要将质量为4kg，初温为14的水加热到100，需要完全燃烧多少立方米的天然气？ 参考答案：是；3.3610-2立方米23、人的体温是由下丘脑中特殊神经细胞监察和控制的，它们对人体血液温度很敏感，当下丘脑温度高于37时，人体散热机制（如血管舒张、出汗等）就活跃起来，已知37蒸发18g汗水所需能量E=4300J。现有一中年人慢步行走时肌体新陈代谢功率为35W，而此时人体通过传导辐射等方式（不包括出汗）产生散热功率只有33W，因此人体要通过出汗来保持散热和代谢的平衡，即保持体温为37，那么此人慢步行走1h出汗约为多少克？参考答案：30.14g