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1、一、初中物理热学问题求解方法1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4107J/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)1105Pa；(2)4104W；(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
2、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1105Pa。(2)此时轿车的实际功率为4104W。(3)那么当轿车以最大功率行驶10min消耗汽油的质量为6kg。2图甲是小强在标准大气压下用 50g 冰做“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验装置，图乙是他根据记录的数据绘制的温度随时间变化规律的图像。c 水=4.21
3、03J/（kg）（1）实验中，冰熔化的时间为_min。（2）由图乙可知，冰在熔化过程中吸收热量，温度不变，内能_（选填“增大”、“减小”或“不变”），冰在熔化过程吸收的热量为_J。（3）试管中的冰完全熔化后，若持续加热，当烧杯中的水沸腾时，试管中的液体_选填“会”或“不会”）沸腾。【答案】4 增大 3.1510 3 不会 【解析】【分析】【详解】(1)1由图象可知，实验中冰从2min开始熔化，6min熔化完毕，故冰熔化的时间是4min。(2)2由图象可知，冰在熔化过程中吸收热量，温度不变，因继续吸热，所以内能增大。350g冰熔化成水，因为质量是不变的，所以水的质量也是50g，在610min内，
4、水的温度升高了15，则在610min内水吸收的热量为由题知物质在相同的时间内吸收的热量是相同的，而冰的熔化过程用时也是4min，所以冰熔化过程中吸收的热量为(3)4当烧杯中的水沸腾后，尽管不断吸热，但烧杯中的水温度不再升高，保持水的沸点温度不变；试管中的水从大烧杯中吸热，温度达到水的沸点后，就和烧杯中的水的温度一样，就不能从烧杯中继续吸热，这时虽然达到了沸点，但不能继续吸收热量，所以试管中的水不会沸腾。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
5、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 【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
6、，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：则由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：解得：4建立模型在科学研究中有着重要的作用，模型可以帮助人们认识和理解一些不能直接观察到的微观结构。很早以前，科学家们发现了物质是由微粒（分子）组成的，从而建立了如图所示是物质三种状态的分子模型（如图所示）。固体中分子间的束缚能力很强，分子只能在某个位置附近做小幅的振动，不能自由移动；气体分子间的束缚能力很弱，所以分子运动相对强烈，如果没有容器的限制可自由运动，尽可能占据更多的体积；液体介于三者之间（与固体更接近），大部分分子在大部分时间内只能在某一位置附
7、近做幅度相对大的振动，某些能量较大的分子能克服液体内其他分子的束缚而“飞离”液体。（1）由材料可知，当物质从气态变化到固态时，需_（选项“吸热”或“放热”），使其温度_，分子只有的能量减小，分子的活跃程度需急剧变弱。（2）在液体的表面上，某些能量较大的分子能克服液体内其他分子的束缚而“飞离”液体表面，这就是_；在液体内部，有一些分子由于获得足够的能量摆脱其他分子的束缚，进入液体内部的小气泡中。从而使小气泡逐渐变大并上升到液面，气泡破裂，其中的水蒸气“飞”到空气中，这就是_。（以上两空选填汽化的两种方式中的一种）【答案】放热 降低 蒸发 沸腾 【解析】【详解】(1)12物质从气态变化到固态叫做凝
8、华，凝华需要放热，使其温度降低；(2)3在液体的表面上，某些能量较大的分子能克服液体内其他分子的束缚而“飞离”液体表面，属缓慢的汽化现象，这就是蒸发现象；4在液体内部，一些分子获得足够的能量，摆脱其他分子的束缚，进入液体内部的小气泡中，从而使小气泡逐渐变大并上升到液面，气泡破裂，其中的水蒸气“飞”到空气中，整个过程较为剧烈，这就是沸腾。5某小组的同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验，他们使用了如图所示的装置（1）在设计实验方案时，需要确定以下控制的变量，你认为其中多余的是_A采用完全相同的加热方式 B酒精灯里所加酒精量相同C取相同质量的水和另一种液体 D盛放水和另一种液体的容器相同（2）加热
9、到一定时刻，水开始沸腾，此时的温度如图丙所示，则水的沸点是_，这表明实验时的大气压强_（选填“大于”、“小于”或“等于”）一个标准大气压（3）实验中，_表示液体吸收热量的多少，加热水至沸腾时继续加热，水的温度不变，水的内能_（选填“增大”、“减小”或“不变”）。（4）而另一种液体相应时刻并没有沸腾，但是温度计的示数比水温要高的多请你就此现象进行分析，本实验的初步结论为：不同物质的吸热能力_（选填“相同”或“不同”），未知液体的吸热能力_（选填“大于”或“小于”）水的吸热能力【答案】B 98 小于 加热时间（长短） 增大 不同 小于 【解析】【详解】(1)1在设计实验方案时，需要控制相关物理量不
10、变，需要保证吸收的热量相同、质量也相同、加热时间和方式相同，但并不需要酒精灯里所加酒精量相同，故选B；(2)23水的沸点就是这刻的温度，由图可以看到它的沸点是98；这个沸点低于1标准大气压时的沸点，所以实验时的大气压强小于一个标准大气压；(3)45实验过程，加热时间的长短表示液体吸收热量的多少；加热水至沸腾时继续加热，水的温度不变，但是水还在继续吸热，它的内能应该继续增大；(4)67加热相同的时间，吸收的热量相同，但是另一种液体温度计的示数比水温要高得多，这说明了不同物质的吸热能力不同，未知液体的吸热能力比较小。6为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验，实验数据记
11、录如下：（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先调整固定_的位置，再调整固定另一个的位置（选填“A”或“B”）；（2）为保证实验结论的可靠，关于实验时“应控制两套装置中相同的量”的说法中，不必要的是_A食用油和水的质量相等 B两套装置中的烧杯相同C两酒精灯的火焰大小相同 D两酒精灯内酒精的质量相等（3）实验中食用油和水从20升温至45，_（水/食用油）所需时间较长，_（水/食用油）吸收的热量较多，由此可见， _（水/食用油）吸热能力较强（4）实验中，加热相同的时间，水吸收的热量_（大于/小于/等于）食用油吸收的热量，_（水/食用油）升高的温度较多，_（水/食用油）吸热能力较
12、强【答案】B D 水 水 水 等于 食用油 水 【解析】(1)在安装、调整如图（甲）的实验器材时，应先固定B，再调整固定A，因为底部的距离应是固定的，而上部可以根据下部的情况进行灵活调节；（2）为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有：酒精灯中火焰的大小、水和食用油（水食用油）的质量和初温度、烧杯等，酒精灯中的酒精多少不一定相同，D错误；（3）食用油和水从20升温至45，水所需时间较长，说明水吸收的热量较多，由此可见，水吸热能力较强（4）加热相同的时间，水吸收的热量等于食用油吸收的热量，食用油升高的温度较多，说明水吸热能力较强7如图甲所示为大家常见的普通煤炉，通过燃烧煤将壶中的水
13、进行加热。为提高煤炉效率，某大学创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在炉壁的夹层中也加入水，在给壶中水加热的同时，也给炉壁夹层中的水加热。现在1标准大气压下，壶中装有质量为4.5kg温度为20的水，己知q煤3107J/kg，c水4.2103J/(kg)，求：(1)如果烧开壶中的水，需要吸收多少热量？(2)已知甲图煤炉烧水效率为28%，若用甲图煤炉烧开壶中的水，需要完全燃烧煤的质量是多少？(3)在乙图煤炉加热过程中，在消耗等量煤的情况下，除烧开壶中的水外，还可把炉壁夹层中10kg的水从20加热至40，则改进后乙图煤炉的烧水效率是多大？【答案】(1)1.512106J；(2)0.18kg；(3)
14、43.56%。【解析】【分析】(1)知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式求水吸收的热量；(2)知道普通煤炉的烧水效率，利用可得煤完全燃烧放出的热量；已知煤的热值，利用可得普通煤炉完全燃烧煤的质量；(3)由题知，双加热煤炉还可额外把炉壁间10kg水从20加热至40，根据吸热公式求出炉壁间水吸收的热量；由题意可知，壶内水吸收热量不变，则可求出双加热煤炉中水吸收的总热量（有用能量）；由题意可知，双加热煤炉中煤完全燃烧放出的热量不变，再利用效率公式求出改进后乙图煤炉的烧水效率。【详解】(1)1标准大气压下水的沸点为100，把壶内20，4.5kg水烧开，水吸收的热量：；(2)普通煤炉的
15、烧水效率为28%，由可得煤完全燃烧放出的热量：Q放5.4106J，由可得需要完全燃烧煤的质量：m煤0.18kg；(3)改进后乙图双加热煤炉还可额外把炉壁间10kg水从20加热至40，则炉壁间水吸收的热量：，而壶内水的初温、末温以及质量均不变，则壶内水吸收热量不变，则双加热煤炉中水吸收的总热量：，由题意可知，双加热煤炉与普通煤炉消耗煤的质量相等，则这些煤完全燃烧放出的热量不变，则双加热煤炉的烧水效率：100%43.56%。答：(1)如果烧开壶中的水，需要吸收1.512106J热量；(2)需要完全燃烧煤的质量是0.18kg；(3)改进后乙图煤炉的烧水效率是43.56%。8某单缸四冲程汽油机的气缸活
16、塞面积为Sm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是Lm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为PkPa，飞轮1s转动N周，当汽油机满负荷工作时(不计摩擦与机器散热)，1h消耗汽油VL(汽油密度为kg/m3，汽油热值为qJ/kg)求：(1)汽油机的功率；(2)汽油机的效率【答案】(1) 500pSLN W；(2)【解析】【详解】(1)燃气对活塞的平均压力F=p103PaSm2=pS103 N，一个做功冲程中燃气对活塞做的功W=FL=pSL103 J，飞轮每转两圈对外做功一次，所以1s内飞轮转N周，对外做功次，所以1s内，燃气对活塞做的总功W总=W= pSL103J= 500pSLN J，汽油机的功率
17、P=500pSLN W；(2)消耗VL汽油放出的热量Q放=m汽油q汽油=汽油V汽油q汽油=Vq10-3J，汽油机1h做的功W总1=P3600s=1.8106pSLN J，汽油机的效率=答：(1)汽油机的功率是500pSLN W；(2)汽油机的效率是9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
18、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
19、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。10煤、石油、天然气的过量开采使人类面临能源危机某县在冬季利用地热能为用户取暖县内有一口自喷状态地热井，出水温度为90，出水流量为150m3/h（1）每小时流出的水是多少kg?（2）求每小时流出的地热水温度降低到50，所放出的热量（3）这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，且天然气蒸汽锅炉的热效率为90%，则利用上述地热能供暖一小时可以节约
20、多少天然气?水=1.0103kg/m3，c水=4.2 103J(kg)，天然气的热值为4107J/m3【答案】(1) 1.5l05kg；(2) 2.521010J；(3)700m3【解析】【详解】(1)每小时流出水的质量m=V=1.0103kg/m3150m3=1.5l05kg；(2)水放出的热量Q水放=cmt=4.2103J/（kg）1.5105kg（90-50）=2.521010J；(3)这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，则Q有用=Q水放=2.521010J，天然气需要放出的热量Q放=2.81010J，天然气的体积V=700m3.答：(1)每小时流出的水是1.5l05kg；(2)每小时流出
21、的地热水温度降低到50所放出的热量为2.521010J；(3)利用地热能供暖一小时可以节约700m3的天然气。11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
22、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。12随着人们生活水平的提高，轿车已逐步进入普通家庭若某轿车以20kW的功率在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶1000s，消耗汽油2L已知油0.7103kg/m3、q油4.6107J/kg，c水=求：（1）轿车做的功；（2）汽油机的效率；（保留一位小数）（3）如果汽油完全燃烧产生的热量中有4.2%被水箱中的质量为7kg初温为20的水吸收，能使水的温度大约升高多少（1个标准大气压）？【答案】(1)；(2)；(3)【
23、解析】【详解】(1)由题意可知，轿车做的功为(2)消耗汽油的质量为消耗汽油2L放出的热量为汽油机的效率为(3)设能使水的温度大约升高，由题意可知可求得由于这是在1个标准大气压下，水的最高温度为100，所以能使水的温度大约升高答：(1)轿车做的功为；(2)汽油机的效率为；(3)如果汽油完全燃烧产生的热量中有4.2%被水箱中的质量为7kg初温为20的水吸收，能使水的温度大约升高13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3.6104N，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 k
24、g，求此过程中发动机的机械效率。（燃油热值q取4.610 7J/kg）【答案】(1)3.6104N；(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)根据算出燃料完全燃烧放出的热量，根据算出移动的距离，根据 算出发动机传递给飞机的推进功，根据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(2)燃料完全燃烧放出的热量发动机巡航的距离为飞机的推进功（推力所做的功）发动机的推进效率答：(1)飞机水平匀速巡航时，受到的阻力是3.6104N
25、；(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。14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。15甲、乙两物质比热容之比是21，质量之比是21，甲、乙两
26、物体吸收相同的热量，甲物体温度升高了20，则乙物体的温度升高了_。由同样材料组成的丙、丁两物体，它们的质量之比为41，升高温度之比是31，则两物体吸收热量之比为_。【答案】80 12:1 【解析】【分析】【详解】1Q吸=cmt，甲、乙两物体吸收相同的热量c甲m甲t甲=c乙m乙t乙t甲:t乙= c乙m乙: c甲m甲=(11):(22)=1:4t甲=20，t乙=80。2Q吸=cmt，且丙、丁两物体由同种材料做成c丙=c乙，m丙:m丁=4:1，t丙:t丁=3:1两物体吸收热量Q丙:Q丁= c丙m丙t丙:c丁m丁t丁=12:116一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
27、气压的沸水中时，水银柱长为24cm，当温度计的水银柱长为16 cm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】60 12 【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16 cm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。17柴油机和汽油机在一个工作循环中的四个冲程完全相同的冲程是（）A吸气、压缩B压缩、排气C吸气、压缩、排气D排气【答案】D【解析】【详解】吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合气体，柴油机吸入的只有空气，所以吸气冲程不
28、同；柴油机属于压燃式点火，所以在压缩冲程中，柴油机比汽油机压缩程度高，所以压缩冲程不同；汽油机气缸顶部有个火花塞，柴油机气缸顶部有个喷油嘴，柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火，所以做功冲程不同；排气冲程只是将废气排出，所以柴油机和汽油机在一个工作循环中的四个冲程完全相同的冲程是排气冲程；通过以上分析可知，故选D。18用相同热源、相同的加热装置，对质量相等的甲、乙两种固态物质加热时，得到的温度随时间变化的图像。根据图像分析，下列说法中正确的是（ ）A甲、乙两种物质可能是松香和萘B甲物质在a、b两点时，温度和内能都相同C甲、乙两种物质在熔化时乙吸收的热量比甲多D甲、乙两种物质在固态时，甲的
29、比热容小于乙的比热容【答案】D【解析】【分析】【详解】A从图象可以看出，甲、乙两种物质在熔化过程中温度保持不变，所以均为晶体。松香是非晶体，萘是晶体，所以甲、乙不可能是松香，故A错误；B甲物质在a点开始熔化，b点熔化完成，在熔化过程中温度保持不变，但是继续吸热，所以b点的内能大于a点的内能，故B错误；C读图可知，甲熔化持续的时间为20min10min10min乙熔化持续的时间为27min17min10min二者时间相同，说明吸收热量相同，故C错误；D甲、乙两种物质在固态时，同样加热10min，吸收相同的热量，甲的温度高于乙的温度，根据 ，在吸收热量和质量相等时，比热容和温度成反比，所以甲的比热
30、容小于乙的比热容，故D正确。故选D。192019年12月27日晚，“长征五号遥三”运载火箭成功发射，如图所示。该火箭的起飞质量约为870t，起飞升力约为1.05107N，关于该火箭，下列说法正确的是（ ）A火箭利用“流体中流速小的位置压强大”的原理获得升力B火箭尾部喷气口热得发红，是通过做功改变了火箭尾部的内能C火箭发射时腾起的“白气”是液态水吸热汽化形成的D火箭起飞时受到向上的合力约为1.8106 N（g取10 N/kg）【答案】D【解析】【分析】【详解】A火箭发射是利用物体间力的作用是相互的原理来升空的，与流速小压强大没有关系，故A错误；B火箭尾部喷气口热得发红，是通过热传递的方式改变了火
31、箭尾部的内能，故B错误；C图中火箭尾部产生大量的“白气”，是因为尾气中的水蒸气遇冷发生了液化现象，故C错误；D火箭的起飞质量约为870t，重力由于G竖直向下，起飞升力F竖直向上，且，所以二力的合力方向向上，大小为故D正确。故选D。20李明有一只温度计，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，它在冰水混合物中的读数是7，在沸水中的读数是103。（1）这只温度计1格表示的温度是是多少？(保留一位小数）（2）当它指示温度是15时，实际温度是多少？（3）当它实际气温是45时指示温度是多少？【答案】(1)0.9；(2)20；(3)42.5【解析】【详解】(1)该温度计的分度值是：(2)当它指示温度是15时，实际温度是：(3)当它实际气温是45时，指示温度时，则有：解得 答：(1)这只温度计1格表示的温度是0.9(2)当它指示温度是15时，实际温度是20(3)当它实际气温是45时指示温度是42.5
