1、中考物理热学问题经典压轴题及答案一、初中物理热学问题求解方法1一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。2牛顿说自己是站在巨人的肩膀上，其实每一个育华学子都是如此。我们学习的每一个物理概念，背
2、后都由科学家们辛勤探究而来，比如功和热量、电热等。在没有认识热的本质以前，热量、功、能量的关系并不清楚，所以它们用不同的单位来表示。热量的单位用卡路里，简称卡。焦耳认为热量和功应当有一定的当量关系，即热量的单位卡和功的单位焦耳间有一定的数量关系。他从1840年开始，到1878年近40年的时间内，利用电热量热法进行了大量的实验，最终找出了热和功之间的当量关系。如果用表示电功，用表示这一切所对应的热量，则功和热量之间的关系可写成，即为热功当量。利用如图1所示的装置，我们可以一起来重现历史，经历焦耳的探究过程测量热功当量：（1）除了图中所示器材，为完成实验，还需要的器材是_。（2）往量热器内筒倒入质
3、量为的水，按图连接好电路。闭合开关前滑动变阻滑片位于最_端（选填“左或右”）（3）记录温度计初始读数，闭合开关，调节滑片得到合适的电流电压，并记录为、。通电，并用搅拌器搅拌加速导热，一段时间后断电，记录通电时间和末温。（4）计算出热功当量_（用题中所给字母表示，水比热容用表示）热功当量的测量，彻底否定了“热质说，为能量守恒和转化奠定了基础。012345水202530364045煤油203040506071（5）这套装置还可以用来做“比较水和煤油比热容的大小”实验，应当选择图2的_（选填“A或B”）装置中的电阻与图1装置中的电阻_（选填“串联或并联”）。（6）进行实验后，测得数据如表格所示。本实
4、验中水和煤油吸收热量的多少是用_（选填“温度计示数的变化或加热时间”）来反映的。（7）由表格数据求得煤油的比热容为_。【答案】秒表 右 A 串联 温度计示数的变化 【解析】【分析】【详解】(1)1图中所示器材有电压表，电流表，温度计，为完成实验，需要求出电功，根据W=UIt还需要的器材是秒表。(2)2往量热器内筒倒入质量为的水，按图连接好电路。闭合开关前滑动变阻应位于阻值最大处，即滑片位于最右端。(4)3根据，则热功当量(5)45这套装置还可以用来做“比较水和煤油比热容的大小”实验，为了控制变量相同，所以电阻丝阻值应该相同，即应当选择图2的A装置中的电阻与图1装置中的电阻串联。(6)6根据转换
5、法，实验中水和煤油吸热的多少是通过温度计示数的变化来反映的。(7)7由表格数据可知，1min内，水的温度变化了25-20=5煤油的温度变化了30-20=10相同时间内，电阻丝产生的热量相同，则代入数据可得3为了比较“沙子和水的吸热本领的大小”，小明做了如图所示的实验：在两个相同的烧杯中分别装好沙子和水，并在上方盖好玻璃片，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下表所示：质量/g温度升高10所需的时间/s温度升高20所需的时间/s温度升高30所需的时间/s沙子306489124水3096163220(1)在此实验中，用加热时间的长短来表示物质_；(2)实验过程中要不断的用玻璃棒搅拌，目的是_
6、；(3)分析表中的实验数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水吸收的热量_（选填“大于”或“小于”）沙子吸收的热量；(4)如果加热相同的时间，对于质量相同的水和沙子，_（选填“沙子”或“水”）升高的温度更高；(5)实验过程中，观察到装水的烧杯上方的玻璃片上有水珠出现，_（选填“沙子”或“水”）上方的玻璃片温度更高，原因是_；(6)实验中有些同学发现，刚开始加热时，出现了沙子的温度反而比较低的情况，你认为可能的原因是：_。【答案】吸收热量的多少 物质受热均匀 大于 沙子 水 水蒸气液化放热 水的导热性能比沙子的导热性能好 【解析】【分析】(1)我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比
7、较吸热多少，这种方法叫转化法；(2)为使受热均匀，实验过程中要不断的用玻璃棒搅拌；(3)由表中数据分析回答；(4)由(3)推理回答；(5)分析装水烧杯上方的玻璃片内侧水珠的形成原因，利用液化放热的原理进行解释；(6)从水和沙子导热性能不同分析。【详解】(1)1根据转换法，在此实验中，用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少；(2)2实验过程中要不断的用玻璃棒搅拌，目的是物质受热均匀；(3)3分析表中的实验数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水加热的时间长，根据转换法，即水吸收的热量大于沙子吸收的热量；(4)4由(3)的结论：质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水加热的时间长，推理
8、有：如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，沙子升高的温度更高；(5)56装水烧杯上方的玻璃片内侧的小水珠是由于水蒸发形成的水蒸气遇冷液化形成的，而液化时要放热，所以烧杯上方的玻璃片温度比较高；(67)实验中有些同学发现，刚开始加热时，出现了沙子的温度反而比较低的情况，可能的原因是：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。4在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，实验装置如图所示。（1）实验中应量取质量_的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中。（2）实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯和_。（3）用相同规格的电加热器加热甲和乙两种液体，使它们升高相同的温度，通过_来比
9、较甲和乙两种液体吸收热量的多少。（4）实验记录的数据如下表所示，分析实验数据可知_（选填“甲”或“乙”）物质的吸热能力强。（5）下列事实能用上述实验数据得出的结论解释的是_。A沿海地区昼夜温差会比内陆地区小B用盐水腌蛋，一段时间后蛋会变咸C长期堆放煤的水泥地面变成黑色D夏大给教室洒水，感觉凉爽【答案】相同 电加热器 加热时间 甲 A 【解析】【分析】（1）根据控制变量法分析甲、乙两种液体质量的关系；（2）根据温度计的使用方法分析温度计的玻璃泡不要碰到哪些地方；（3）使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转化法；（4）使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比
10、较加热时间），吸收热量多的吸热能力强；（5）水的比热容较大，与其它物质相比，吸收相同的热量，升高的温度较低。【详解】(1)1根实验中应量取质量相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中；(2)2实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯和电加热器；(3)3用相同规格的电加热器加热甲和乙两种液体，使它们升高相同的温度，通过加热时间来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少；(4)4由实验数据可知，加热相同的时间，甲升高的温度比乙升高的温度要低一些，甲物质的吸热能力强；(5)A沿海地区昼夜温差会比内陆地区小，是因为水的比热容较大，故A符合题意；B用盐水腌蛋，一段时间后蛋会变咸，属于扩散现象，故B不符合题意；C长
11、期堆放煤的水泥地面变成黑色，属于扩散现象，故C不符合题意；D夏天给教室洒水，感觉凉爽，是因为蒸发吸热，故D不符合题意。故选A。5小明在探究某种物质在熔化前后其温度随加热时间变化的规律时，得到如下表的实验记录。时间/min0123456789101112温度/60677380808080808080848893(1)请按上述实验数据在坐标格中作出温度随时间变化的图像_。(2)2.5min时该物质是_态。6min时该物质是_态。(3)熔化过程进行的时间大约是_min。(4)根据上述数据，可以归纳出该物质在熔化过程中的特点是_。(5)该物质的熔点是_。【答案】 固 固、液混合 5 吸热但温度不变 8
12、0 【解析】【分析】(1)按表中数据在坐标格中先画点，再描线。(2)晶体在熔化前为固态，熔化时为固液共存态，熔化完为液态。(3)熔化过程是指物质开始熔化到完全熔化完，据此判断熔化时间。(4)分析数据及图像得出物质在熔化过程中的特点：不断吸热，但温度保持不变。(5)物质在熔化过程中的温度，叫做熔点。【详解】(1)1根据表格中的实验数据，在坐标格中以横坐标为时间，纵坐标为温度，然后通过描点法在坐标格中描出对应时间的温度，最后将各点用平滑曲线连接起来，得到温度随时间的变化的图像：；(2)2由图像知，该物质在2.5min时，还没有开始熔化，所以为固态。3在第6min时，处于熔化过程当中，所以为固、液混
13、合态。(3)4由表格中数据及图像可知，该物质从第5min开始熔化，到第10min完全熔化完，所以熔化过程经历了10min-5min=5min(4)5由图像及数据知，该物质在熔化过程不断吸热，但温度保持不变。(5)6由数据知，该物质在熔化过程温度保持80不变，是晶体，所以熔点为80。6如图所示是“比较水和沙子吸热升温的属性”的实验装置（1）除了图示的器材外，本实验要用到的测量工具还有_；加热过程中，用搅棒搅动的目的是_：水和沙子吸热的多少可以通过_来反映的（选填“温度计示数的升高值”或“加热时间”）（2）在本实验中，可用来比较水和沙子吸热升温本领的方法是：若加热时间相同，比较_；若温度计示数的升
14、高值相同，比较_（3）关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是_（填字母）A采用相同的加热方法（如酒精灯火焰的大小，与易拉罐底的距离等）B易拉罐中分别装入相同体积的水和沙C使用相同的易拉罐【答案】天平 使物体受热均匀 加热时间 温度升高的读数 加热时间 B 【解析】【分析】【详解】（1）根据吸热公式Q=cmt可知，实验还需要称质量的天平，用搅棒搅动的目的是为了让沙子和水受热均匀；放热设备相同，只能通过加热时间来控制水和沙子吸热，所以还需钟表（2）在本实验中，可用来比较水和沙子吸热升温本领的方法是：若加热时间相同，比较温度计的示数升高值的多少；若温度计示数的升高值相同，比较加热时间；沿海地区昼
15、夜气温变化比内陆地区气温变化小的原因是：水的比热容比泥土和沙子的比热容大（3）该实验的变量控制，需要控制相同的加热方法（如酒精灯火焰的大小，与易拉罐底的距离等）、使用相同的易拉罐、水和沙子的质量；如果体积相等，他们的质量一定不同，所以不正确的是B7如图所示，放置在水平地面上的两个均匀实心正方体A和B，物体A、B的边长分别为0.1米和0.2米。物体A的密度为4103千克/米3，物体B的质量为10千克。求：（1) 物体A的质量mA。（2) 物体B对水平地面的压力FB。 （3) 在保持物体A、B原有放置方式不变的情况下，现将物体A、B各自沿水平方向在上部切去质量为m的一部分，使剩余部分对水平地面的压
16、强相等，求切去的质量m。【答案】(1)4千克(2)98牛(3)2千克【解析】【详解】(1)物体A的质量：mA=AVA=4103kg/m3(0.1m)3=4kg；(2)物体B对水平地面的压力FB等于物体重力大小：FB=GB=mBg=10kg9.8N/kg=98N；(3)A物体的底面积：SA=(0.1m)2=0.01m2，B物体的底面积：SB=(0.2m)2=0.04m2，将物体A. B各自沿水平方向在上部切去质量为m的一部分，根据p=，由于物体对水平地面的压力等于剩余部分的重力，因剩余部分对水平地面的压强相等，故有： = ，即: =，整理后有： =，代入已知量： =，故切去的质量：m=2kg.答
17、：(1)物体A的质量mA为4kg(2)物体B对水平地面的压力FB为98N；(3)在保持物体A. B原有放置方式不变的情况下，现将物体A. B各自沿水平方向在上部切去质量为m的一部分，使剩余部分对水平地面的压强相等，切去的质量m=2kg.8甲、乙两物质比热容之比是21，质量之比是21，甲、乙两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
18、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=12:19为了比较甲乙两种液体的吸热能力，某同学设计了以下实验：a. 在两个同样的烧杯中，分别装入等体积的甲乙两种液体b. 用温度计分别测出甲乙两种液体的初温c. 在两个烧杯中分别装入功率相同的电热器，且加热时间相同d. 用温度计分别测出甲乙两种液体的末温（1）在上述a、b、c、d四个实验步骤中， 步骤a存在错误，该步骤中错误的内容应改为_；（2）步骤c中“加热时间相同”是为了使甲乙两种液
19、体_；（3）更正步骤a中的错误后得到如图所示的甲乙两种液体的温度随时间变化的关系图象若将液体甲和液体乙加热相同的时间，则液体_温度升高得快，甲乙两种液体比热容的大小关系是_【答案】装入等质量的甲乙两种液体 吸收的热量相同 甲 【解析】【详解】(1)1依题意，比较甲乙两种液体的吸热能力，根据吸收热量的公式Q=cmt可知，实验需要采用控制变量法，控制甲乙的质量，故在两个同样的烧杯中，分别装入等体积的甲乙两种液体是不合理的，应当装入等质量的甲乙液体；(2)2吸收热量的多少可以用加热时间的长短来体现出来，相同的热源在相同的时间内放出的热量相等，为了比较两种液体的吸热能力，应当控制加热时间，所以步骤c加
20、热时间相同是为了使两种液体吸收相等的热量；(3)3甲、乙两种液体质量和初温都相同，观察图象可知：在相同时间内温度变化较大的是甲；4因使用的是相同的“电热器”加热，所以在相同时间内甲、乙两种液体吸收的热量相同；根据可知，在两种液体质量相等，吸收的热量相同时，当升高温度越大，它的比热容就越小，所以c甲c乙。10如图所示，在大玻璃瓶与小玻璃瓶内各装入适量的水，将小瓶瓶口向下放入大瓶，使 小瓶恰好悬浮。塞紧大瓶瓶塞，用气筒向大瓶内打气，小瓶会_（选填“下沉”、“上浮” 或“继续悬浮”）；继续打气直到瓶塞跳起，此过程中的能量转化与四冲程汽油机的_冲程相同。【答案】下沉 做功 【解析】【分析】【详解】1由
21、题意可知，小瓶相当于一个“浮沉子”，其原理为：用气筒向大瓶内打气，大瓶内水面上方气压增大，将压强传递给水，水被压入小瓶中，将小瓶中的空气压缩，这时小瓶里进入一些水，其重力增加，大于它受到的浮力，就向下沉。2当瓶塞跳起时，此过程大瓶上方的气体对瓶塞做功，大瓶内气体的内能减少，瓶塞的机械能增大，即内能转化为机械能，又因为汽油机的做功冲程的能量转化也是内能转化为机械能，所以此过程中的能量转化与四冲程汽油机的做功冲程相同。11在两个相同的杯子内盛有质量相等的热水和冷水，将一半热水倒入冷水杯内，冷水杯内的温度升高21，若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内，冷水杯内的水温会升高（ ）A9 B 8
22、C 6 D 5【答案】C【解析】【详解】设一杯水的质量为m，热水的初温为t热，冷水的初温t冷，将一半的热水倒入容器中后共同的温度为t，因不计热损失，所以，由Q=cmt可得：Q放=Q吸，即：cmt热=cmt冷，解得：t热=2t冷=221=42，据此可设t冷=0，则t=21，t热=21+42=63，若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内时，相当于同时向冷水中倒杯热水，则：cm（t热-t）=cm（t-t冷） 即(63-t)=t-0解得：t=27，所以，冷水温度将再升高：t=t-t=27-21=6。故C符合题意。12用两个相同的电热水器给质量同为1.5kg 的甲物体和水加热，他们的温度随加热时间
23、的变化关系如图所示，据此判断甲物体10 min吸收的热量为（ ）A0.63105J B0.9105JC1.89105J D3.78105J【答案】C【解析】【分析】【详解】由图象可知：用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，水温度升高60需要20min，甲物质加热10min吸收的热量与水加热10min吸收的热量的热量相同，且水10min所吸收热量为20min吸收热量的一半，即故选C。13甲、乙两容器中装有质量相等的水，水温分别为20和70，现将一温度为80的金属球放入甲容器中，热平衡后水温升高到40，然后迅速取出金属球并放入乙容器中，热平衡后以容器中水温为（不计热量散失和水的质量的变化）
24、：A65 B60 C55 D50【答案】B【解析】【详解】当将金属球放入甲容器中时，金属球放出的热量与水吸收的热量相等，即：Q金=Q水设金属球的质量为m金、比热容为c金、水的质量为m水、水的比热容为c水，则：Q金=c金m金（80-40）Q水=c水m水（40-20）因为Q金=Q水，所以c金m金（80-40）=c水m水（40-20）化简得：；当将金属球放入乙容器中时，乙容器中的水放出的热量与金属球吸收的热量相等，即：Q水=Q金由于甲乙容器中的水的质量相等，又是同一个金属球，所以仍设金属球的质量为m金、比热容为c金、水的质量为m水、水的比热容为c水，此时两者共同的温度为t，则：Q水=m水c水（70-
25、t）Q金=m金c金（t-40）因为：Q水=Q金所以m水c水（70-t）=m金c金（t-40）由于：可得：2(70-t）=t-40解得t=60，故选B14用两只相同的电加热器，分别给相同体积的水和某种油加热，在开始和加热3min 时，分别记录的数据如下表所示已知， ，加热的效率都为90%，油的末温没有达到它的沸点，下列说法正确的是（）加热时间（min）03水的温度（）1828油的温度（）1843A因为这种油升温比较快，所以它的比热容比水大B这种油的比热容为C这种油的比热容为D加热效率没有达到100%，是因为有一部分 能量消失了【答案】B【解析】【详解】ABC取两种液体都加热了3分钟为研究对象，因
26、为是用的两个相同的电加热器，且加热效率都为90%，所以，设它们的体积为V，则水的质量：油的质量：根据有：代入数据：解得：故AC项错误、B项正确；D由能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体；在转化和转移过程中其总量不变故D项错误15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，甲的比热容小于乙的比热
27、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，所以甲的比热容小于乙的比热容，
28、故D正确。故选D。16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；17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（ ）AA球比热容大于B球比热容BA球比热容小于B球比热容CA球降低的温度更多些DA球放出的热量更少些【答案】A【解析】
