中考物理声现象综合经典题附详细答案

一、初中物理声现象问题求解方法

1．在演示声音是由物体的振动发生的实验中，将正在发声的音叉紧靠悬线下的泡沫塑料球，球被多次弹开。在此实验中，泡沫塑料球的作用是（）

A．使音叉的振动尽快停下来

B．使音叉的振动时间延长

C．将音叉的微小振动放大，便于观察

D．使声波多次反射，形成回声

【答案】C

【解析】

【分析】

声音是由物体振动产生的，但这种振动往往不易观察，需要将实验效果进行“放大”；“转换法”是中学物理中一种重要的研究方法，可以借助某些物体的特性来研究看不到或不易观察到物质，形象直观，据此判断。

【详解】

正在发声的音叉与不发声的音叉的区别在于：正在发声的音叉在振动，而不发声的音叉没有振动；由于音叉振动的幅度过小，人眼无法直接观察和区分，所以用“转换法”将这个实验效果进行放大；当把悬挂的泡沫塑料球紧靠在正在发声的音叉上时，音叉的振动将泡沫塑料球弹开，即把音叉的微小振动放大成泡沫塑料球的振动，以便于观察和进一步的研究；故选C。

2．下列与声现象有关的说法中正确的是（）

A．城市道路旁的隔音板是在入耳处减弱噪声

B．B超是利用了声音可以传递信息

C．我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音是因为响度太小

D．声音在空气的速度一定是340m/s

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A．城市路旁安装隔音板是在传播过程中减弱噪声，选项说法错误，不符合题意；

B．B超是利用了声音可以传递信息，选项说法正确，符合题意；

C．因为蝴蝶翅膀振动发出的声音频率小于20赫兹，是次声波，人耳听不到，选项说法错误，不符合题意；

D．声音在空气中不同温度时传播的速度是不同的，在15℃空气中声速约为340m/s，选项说法错误，不符合题意；

故选B．

3．己知声音在空气中传播的速度为v1，在钢轨中的传播速度为v2，有人用锤子敲了一下

钢轨的一端，另一人在另一端听到两次声音的时间间隔为t ，下列说法正确的是（v 2>v 1）（ ） A ．钢轨的长为

12

21

v v t v v - B ．声音沿钢轨从一端传到另一端所用时间为121

v t

v v -

C ．钢轨的长为

21

v v t

- D ．声音沿钢轨从一端传到另一端所用时间为t 【答案】AB 【解析】 【详解】

AC ．设钢轨的长度为L ，由s

v t

=

知道，在空气中传播的时间是： 11L t v =

， 在钢轨中传播的时间是：

22

L t v =

， 时间间隔是：

1212

=

t t t L L v v --=， 故解得钢管的长度是：

12

21

v v L t v v =

-， 故A 正确，C 错误；

BD ．声音沿钢轨从一端传到另一端所用时间是：

12

2121

2221v v t

v v

v v L t v v v t

--===， 故B 正确，D 错误。

4．下列关于声音的说法错误的是（ ） A ．振动的物体都会发出声音 B ．空气中声速跟音调有关 C ．物体振动的次数叫频率 D ．“低声细语”的低指的是音调低 【答案】BCD

【解析】

【分析】

声音是物体振动产生的，一切发声的物体都在振动；发声体1s振动的次数叫频率，单位是Hz；声音的传播需要介质，传播速度与介质种类和温度有关；声音的强弱叫响度，声音的高低叫音调。

【详解】

A．声音是物体振动产生的，所以振动的物体都能发出声音，故A正确，不符合题意；B．声速与介质种类及介质温度有关，与声音音调高低无关，故B错误，符合题意；C．物体在1s内振动的次数叫频率，故C错误，符合题意；

D．“低声细语”中的“低”，指声音的响度小，故D错误，符合题意。

故选BCD。

【点睛】

此题考查了声音的产生、声速影响因素及声音的特性，正确理解概念是解答的基础。

5．阅读《从传声筒到移动通信》，回答问题。

从传声筒到移动通信

电话完全进入了我们的生活，我们每天都离不开它，你知道科学家们发明电话是受什么启发吗?是传声筒。让我们去参观中国科技馆二层探索与发现主题展B厅——声音之韵展，观察、研究一下传声筒，直观地去体验传声筒传递声音的过程吧。

装置简介:两个非常粗的传输声音的金属管在空中盘成螺旋状，布置在展区的两个不同位置，相距大约十几米长，图1左上角就是其螺旋状的管路之一。两个传输声音的金属管分别为听筒管路和话筒管路，两个传输声音的金属管端口分别是听筒和话筒，如图2所示。就像人打电话一样，用话筒说话，用听筒听声音，如图3所示。

声音是由物体振动所产生。在振动介质（空气、液体或固体）中某一质点在平衡位置附近来回发生振动，并带动周围的质点也发生振动，逐渐向各方向扩展，这就是声波。声波前进的过程是相邻空气粒子之间的接力赛，它们把波动形式向前传递，它们自己仍旧在原地振荡，也就是说空气粒子并不跟着声波前进!如图4所示，连续振动的音叉，使周围的空气分子形成疏密相间的连续波形。

声波是一种振动的机械波，它的基本参数是频率f 、波长λ和波速v 。通过示波器可观测到可视化波形如图5所示。频率是声源（或某一质点） 1秒内来回振动的次数（单位为赫兹Hz ）,而声源完成一次全振动经过的时间为一个周期T ,其单位为秒。显然,1

f T

=

。频率与人耳主观感觉声音的音调有关。频率越高，音调也越高。振幅与声音的强度有关。波长是声波在一个周期内传播的距离，也是波形图中相邻波峰（或波谷）的距离。这三者的关系是v f λ=。

人耳能感觉到的声波频率范围在20~20000Hz ，称为音频波。在这个频率范围以外的振动波，就其物理特性而言与声波相似，但在人类不引起声音感觉。声速亦称音速，是声波通过介质传播的速度，它和介质的性质与状态（如温度）等因素有关。在空气中声速为334. 8m/s （22°C 时）， 水中声速为1440m/s ，在钢铁中声速为5000m/s 。

现实世界中充斥着各种各样的声波，但因为声波的能量随扩展的距离逐渐消耗，最后声音消失，一旦声源远离接受者就无法准确获得信息。早在十八世纪欧洲已有“电话”一词，用来指用线串成的话筒（以线串起杯子）。电话的出现要归功于贝尔，早期电话机的原理为:说话声音为空气里的复合振动，可传输到固体上，通过电脉冲于导电金属上传递。 随着现代移动通信技术的快速发展，声音信号的传递借助电磁波传送。电磁波能够在真空中传播，不但传播速度快，而且频率范围广，但它在水中会被吸收而急剧衰减。和我们关系最密切的就是手机这种移动通信工具，它兼具发射和接收这两种功能，在同步地球卫星的协助下能使通信范围几乎覆盖地球上的每个角落。 请根据上述材料和你学过的物理知识，回答下列问题:

（1）“传声筒”的展示项目，形象地向观众展示了:当一名观众在管路一侧发声，管路中的_________产生振荡，另一侧的观众能够听到传输的声音，两人可进行对话。 （2）以下应用或工具利用“传声筒”原理的是（___________） A ．超声波医学检查 B ．水瓶琴

C ．天坛回音壁

D ．医生给病人看病用的听诊器 （3）下列说法中正确的是（_____________）

A ．声音的传播速度一定是340 m/s

B ．空气粒子并不跟着声波前进

C ．声和电磁波都能在真空中传播

D ．潜入水中的潜艇通信使用电磁波 （4）一列声波从空气中传入水中，以下说法正确的是（___________） A ．波速变大，波长变长 B ．波速变小，频率不变 C ．波速变大，频率增大 D ．波速变小，波长变长

【答案】空气 D B A

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]声音是由物体的振动产生的，声音的传播需要介质，空气可以传声，当一名观众在管路一侧发声，管路中的空气产生振荡，把声音往另一侧的观众传播；

(2)[2]“传声筒”的声音在管道内传播，使声音更加集中，声音的响度会更高，这样能够收到更清晰的声音信息；

A．超声波医学检查，只要是利用声音传递信息，A项不合题意；

B．水瓶琴强调液体振动可以发出声音，B项不合题意；

C．天坛回音壁只要是利用声音的反射，出现回声现象，C项不合题意；

D．医生给病人看病用的听诊器只要是利用声音在听诊器管道内传播，使声音更加集中，声音的响度会更高，这样能够收到更清晰的声音信息，这与“传声筒”原理一样，选项D符合题意；

(3)[3]A．从材料中可以看到，在空气中声速为334. 8m/s（22°C时），水中声速为

1440m/s，在钢铁中声速为5000m/s，声音的传播速度在不同介质中是不同的，所以说声音的传播速度不一定是340 m/s，A错误；

B．从材料中可以看到，声波前进的过程是相邻空气粒子之间的接力赛，它们把波动形式向前传递，它们自己仍旧在原地振荡，也就是说空气粒子并不跟着声波前进，B正确；C．声音不能在真空中传播，但电磁波可以在真空中传播，C错误；

D．潜入水中的潜艇通信不是使用电磁波，因为电磁波在水中会被吸收而急剧衰减，D错误；

(4)[4]一列声波从空气中传入水中，声速会变大，但是其频率不变，根据v fλ

=可知，波长会变长，故选A。

6．一列动车长200m，以一定的速度沿直线匀速行驶，在进入七扇岩隧道前800m处鸣笛，司机在鸣笛4s后听到隧道口处山崖反射的回声已知声音在空气中的传播速度为

340m/s．求：

（1）当司机听到反射的回声时，动车行驶了多少米？

（2）该动车行驶的速度是多少m/s？

（3）若该列动车以这个速度匀速通过一个长820m的隧道，则动车完全穿过隧道的时间为多少？

【答案】(1) 240；(2) 60(3) 17s．

【解析】

【分析】

【详解】

(1) 根据v=s

t

得声音传播的距离：

s声=v声t=340m/s×4s=1360m；动车和声音的运动示意图如下：

由图知，司机听到反射的回声时，他离隧道口的距离：

s=s声?s0=1360m?800m=560m；由题意知，动车行驶的距离为：

s车=s0?s=800m?560m=240m；

(2)动车的速度：

v车=s

t

车

车

=

240m

4s

=60m/s．

(3) 动车完全通过隧道的时间是：

t'=s

v

'

车

=

200m820m

60m/s

+

=17s．

答：(1)当司机听到反射的回声时，他离隧道口的距离是240m；

(2)动车行驶的速度是216km/h．

(3)动车完全穿过隧道的时间为17s．

7．在人与山崖间有一条铁路穿过，一列火车在人与山之间拉响汽笛，人看见火车冒出烟1s后听到汽笛声，又经过2s后听到山崖反射回来的声音，则人与山距离多远？

【答案】680m

【解析】

【详解】

根据题意，如图所示，声音从鸣笛处→人，传播用时1s；声音从鸣笛处→山崖→人，传播用时：

(1+2)s＝3s

设人到山崖的距离为s，则：

2s＝340m/s×1s+340m/s×3s

得出：

s＝680m

答：人与山崖之间的距离是680m

8．材料一：人耳朵能分辨两次声音的最短时间间隔是0.1s；材料二：一人在空心钢管的一端敲击一下，一个人在另一端听到两次声音。一次是通过钢管传播的声音，第二次是通过

空气传播的声音，因为声音在不同介质中传播速度不同；材料三：声音在铁(钢管就是铁)中的传播速度为5200m/s ；在空气中声音的传播速度为340m/s 。若敲打钢管听到两次声音的时间间隔为2s ，求钢管的长度？(保留一位小数) 【答案】727.6m 。 【解析】 【详解】

声音在空气中2s 传播的路程：

111340m s 2s=680m s v t ==?；

声音在钢中传播比空气中传播快：

=5200m s-340m =4860m s v ?；

声音在钢中传播的时间：

1680m 34==s 4860m s 243

s t v =

?； 钢管的长度：

34

5200m s 727.6m 243

s vt ==?

≈。 答：钢管的长度727.6m 。

9．一辆轿车正匀速驶向一座高山，司机鸣笛后6s 听到回声，若汽车行驶时的速度是20m/s ，则汽车司机听到回声时距离高山有多远？（空气中声速为340m/s ） 【答案】960m 【解析】 【详解】 由速度公式s

v t

=

得汽车的行驶路程为： =20m/s 6s 120m s v t =?=车车

声音得传播路程为：

=340m/s 6s 2040m s v t =?=声声

则鸣笛时汽车到高山得距离为：

0+2040m 120m

=

1080m 2

2

s s s +=

=声车

所以汽车司机听到回声时到高山距离为：

0=1080m 120m 960m s s s =--=车

答：汽车司机听到回声时距离高山960m 。

10．我国一艘潜艇在执行任务时在水面下某处静止不动，声呐系统发现在正前方3.8 km 处有一艘不明潜艇匀速驶来。声呐系统立刻再次发出超声波，经过5.0s 后接收到反射回来的

声波。声呐系统接收到声波后立刻向不明潜艇发射直线运动的鱼雷，已知超声波在海水中的传播速度是1500 m/s，鱼雷的平均速度是80 m/s。求：

(1)不明潜艇行驶的速度；

(2)鱼雷命中不明潜艇的时间。

【答案】(1)20m/s；(2)37s

【解析】

【分析】

【详解】

(1)不明潜艇第二次接收到超声波时据我方潜艇的距离为

111

5s

1500 m/s=3750m

2

s v t

==?不明潜艇行驶的速度为

1

3800m3750m

==20m/s

5s

2

s v

t -

=不明潜艇

不明潜艇

不明潜艇行驶的速度20m/s。

(2)鱼雷与不明潜艇相向而行，其相对速度为

20m/s+80m/s=100m/s

从第二次超声波接触到不明潜艇，至第二次超声波返回我方潜艇，不明潜艇前进的距离为

2220m/s 2.5s=50m

s v t

==?

不明潜艇

发射鱼雷时两艇的相对距离为

3750m-50m=3700m 鱼雷命中不明潜艇的时间为

3 3

3

3700m

==37s 100m/s

s

t

v

=

鱼雷命中不明潜艇的时间为37s。

答：(1)不明潜艇行驶的速度20m/s；

(2)鱼雷命中不明潜艇的时间为37s。

11．学习吉他演奏的过程中，小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的，他决定对此进行研究。经过和同学们讨论，提出了以下猜想：

猜想一：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关。

猜想二：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关。

猜想三：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关。

为了验证上述猜想是否正确，他们找到了下表所列9种规格的琴弦进行实验。

（1）为了验证猜想一，应选用编号为_______________的琴弦进行实验。

（2）为了验证猜想二，应选用编号为_______________的琴弦进行实验。

（3）表中有的材料规格还没填全，为了验证猜想三，必须知道该项内容。请在表中填上所缺数据_____,___。

（4）随着实验的进行，小华又觉得琴弦音调的高低，可能还与琴弦的松紧程度有关，为了验证这一猜想他还需进行操作是__________________。

【答案】ABC ADF 80 1.02 选定某一根琴弦，调节它的松紧程度，比较音调是否变化【解析】

【详解】

(1)[1]为了验证猜想一，即要保证材料和长度相同，横截面积不同，观察编号A、B、C的数据，它们的材料都是铜，长度都是60cm，横截面积不同，这三种规格的琴弦符合要求；(2)[2]为了验证猜想二，即要保证材料和横截面积相同，长度不铜，观察编号A、D、F的数据，它们的材料都是铜，横截面积都是0.76 mm2，长度不铜，这三种规格的琴弦符合要求；

(3)[3][4]为了验证猜想三，即要保证长度和横截面积相同，材料不同，观察G、H可知，它们长度都是80cm，横截面积都是1.02 mm2，一个是钢材料，另一个是尼龙材料，此时编号E材料是铜，只要长度也是80cm，横截面积也是1.02 mm2即可验证猜想三；

(4)[5]为了验证这一猜想，他需要选定某一根琴弦，调节它的松紧程度，比较音调是否变化。

12．阅读下面一段短文后，认真思考并回答以下问题．如图 1 所示，小明和小刚用细棉线连接两个纸杯制成了一个“土电话”．

（1）他们用土电话能实现 10m 间的通话，说明了_____．

（2）相距同样远，讲话者以相同的响度讲话，如果改用细金属丝连接“土电话”，则听到的声音就大些，这一实验表明：_____．

（3）如果在用土电话时，棉线没有拉直而处于松驰状态，则听的一方通过棉线_____（选填“能”或“不能”）听到对方的讲话声．

（4）某研究小组利用以上两个纸杯和一些长短、粗细不同的琴弦，又进行了探究“音调和哪些因素有关”的活动．他们选用的琴弦长度、材料在图 2 中已标出（其中琴弦的直径关系：a=c=d＜b），并且每根琴弦固定在“音箱”上的松紧程度一致．

①若他们想研究“音调的高低与琴弦长度”的关系应选择琴弦_____（选填符号 a、b、c或d）．

②若选择琴弦 a 和 b，则是为了研究_____．

③若有同学选择 c 和 d 进行研究，并推理得出：琴弦长度越长，振动越慢，音调就越低的结论．该同学探究过程中存在什么问题？_____

④两位同学还可以选择琴弦_____（选填符号 a、b、c 或 d），研究“琴弦音调高低与材料的关系”．

【答案】固体能传播声音金属丝的传声效果更好不能 ad 音调的高低与琴弦粗细的关系因为琴弦的材料、长度都不相同，没有控制变量 ac

【解析】

【分析】

【详解】

（1）土电话通过细绳连接，所以能说明固体能够传声.

（2）改用细金属丝连接“土电话”，则听到的声音就大些，这一实验表明金属丝的传声效果更好.

（3）棉线没有拉直而处于松驰状态时，声音就不能传到听者耳朵里.

（4）研究“音调的高低与琴弦长度”的关系时，应选择只有长度不同的两根线，所以选ad.琴弦 a 和 b只有粗细不同，所以研究的是音调的高低与琴弦粗细的关系.

选择 c 和 d 进行研究时，因为琴弦的材料、长度都不相同，无法控制变量.

研究“琴弦音调高低与材料的关系”可以选择琴弦ac.

13．小明在吉他演奏中发现，琴弦发出的音调与弦线的长度、粗细和张力有关．于是他想

（1）利用弦音计做研究，如图所示，其中a、b、c、d四根弦线的张力相同．

①若他选择b、d两弦线做实验，则研究的目的是探究音调与弦线_____的关系．

②若他要研究音调与弦线粗细的关系，则应选择_____和_____两弦线做实验．

③小明研究后得出结论：在其他条件相同的情况下，弦线越长，发出的音调越低；弦线越粗，发出的音调越低．

（2）请你据如图判断，在张力相同的情况下，分别按住A点、B点、C点后拨动琴弦，发出的音调最高的是按住_____点，最低的是按住_____点．

【答案】长度 a b A B

【解析】

【分析】

【详解】

(1)弦乐器的音调与弦的长短粗细和张力有关，在研究弦乐器的音调与哪些因素有关时，用到的实验方法为控制变量法，若他选择b、d两弦线做实验，两者的粗细和张力相同，所以研究的目的是探究音调与弦线长度的关系．若他要研究音调与弦线粗细的关系，应该控制他们的长度和张力相同，满足该条件的是a和b两弦线．

(2)按住AC两点比较，按住A点时弦较短，所以发出的音调较高的是按住A，发出的音调较低的是按住C按住BC两点比较，按住B点时弦较粗，所以发出的音调较高的是按住C，发出的音调较低的是按住B，所以分别按住A点、B点、C点后拨动琴弦，发出的音调最高的是按住A点，最低的是按住B点．

14．考场内翻阅试卷的声音是由纸张的_______产生的；“不敢高声语，恐惊天上人”中的“高”是指声音的_______（响度/音调/音色）；中考期间考场周围常常设有禁止鸣笛的标志，这是从_______减弱噪声的。

【答案】振动响度声源处

【解析】

【分析】

【详解】

[1]声音是由物体的振动产生的，所以考场内翻阅试卷的声音是由纸张的振动产生的。

[2]“不敢高声语，恐惊天上人”中的“高”是指声音的大小，即指声音的响度。

[3]中考期间考场周围常常设有禁止鸣笛的标志，这是指车辆禁止鸣笛，这是从声源处减弱噪声的。

15．在音乐会上，女高音轻声伴唱，男低音放声高歌，其中音调高的是________歌者，响度大的是________歌者（选填男、女）.

【答案】女男

【解析】

【详解】

[1]我们所说的“男低音、女高音”，都是指声音的高低，即指的是音调的高低；音调高的是女高音；

[2]我们所说的“放声高歌、轻声伴唱”，都是指声音的大小，即指发出声音的响度，故响度大的是男低音。

二、初中物理热学问题求解方法

16．实验室有一只读数不准确的温度计，在测冰水混合物的温度时，其读数为20℃，在测一标准大气压下沸水的温度时，其读数为80℃，下面分别是温度计示数为41℃时对应的实际温度和实际温度为60℃时温度计的示数，其中正确的是（）

A．41℃，60℃B．21℃，40℃

C．35℃，56℃D．35℃，36℃

【答案】C

【解析】

【分析】

我们知道在一标准大气压下冰水混合物的温度是0℃，沸水的温度是100℃．所以这支温度计上的示数20℃所对应的实际温度是0℃，示数80℃对应的实际温度是100℃；由于20℃到80℃之间有60个格，那么用实际的100℃除以60格就是这支温度计一个小格表示的温

度值了，即100

60

℃；那么当示数为41℃时，从20℃到41℃之间有21个格，用

21×100

60

℃算出的就是实际的温度；实际温度为60℃时对应的温度根据上述原理同样可

求。

【详解】

当温度为41℃时，实际温度：

1

4120

100

()

6

3

5

t=?=

﹣℃℃，当实际温度为60℃时，对应的温度：

60 60

1002056

t=+

?=

℃℃℃；

故选C。

17．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）：

A．65℃B．60℃C．55℃D．50℃

【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：

2=1

c m c m 水水

金金； 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℃-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：

2=1

c m c m 水水

金金 可得：

2(70℃-t ℃）=t ℃-40℃

解得t =60℃，故选B ．

18．质量相等的28℃、100℃的水分别装在甲、乙两容器中,现将一个温度为100℃的金属球放入甲容器中,达到温度相同时,甲容器中水温升高到 40℃,然后迅速取出金属球放入乙容器中,再次达到温度相同时,乙容器中水温是(设不计热量损失和水的质量损失)( ) A ．60℃ B ．70℃

C ．88℃

D ．90℃

【答案】D 【解析】 【分析】 【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，则： Q 金=m 金×c 金（100℃-40℃）， Q 水=m 水×c 水（40℃-28℃）， 所以：

m 金×c 金（100℃-40℃）=m 水×c 水（40℃-28℃） 化简得：

c m c m 水水金金

=5：1；

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，设两者共同的温度为t ℃， 则：

Q 水=m 水×c 水（100℃-t ℃）， Q 金=m 金×c 金（t ℃-40℃）， 即：

m 水×c 水（100℃-t ℃）=m 金×c 金（t ℃-40℃）， t=90℃．综上分析故选D ．

19．一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

24cm 4cm 16cm 4cm

1000t

--=-℃℃

可解得60t =℃；

[2]如果实际温度为40℃，温度计水银柱长

24cm 4cm 4cm

100040l --=-℃℃℃

可解得12cm l =。

20．如图甲是一款便携式电火锅，图乙是其简化电路图。R 1、R 2均为电热丝，电火锅有加热和保温两个档，加热功率为440W ，保温功率为110 W 。求：

(1)加热档工作时，电路中的电流是多少？ (2)电热丝R 2的阻值是多少？

(3)若不计热量损失，该电火锅正常工作，把质量为0.55 kg 、初温为20℃的水加热到100℃，需要多少秒？[()3

4.210J/kg c ?=?水℃]

【答案】(1)2A ；(2)330Ω；(3)420s 【解析】 【分析】 【详解】

(1)根据2

U P R

=可知，当电阻较小时，电功率较大，这是加热档，从图乙可以看到，开关

连接1，电路中的电流是

440W

2A 220V

P I U =

==加热加热 (2)根据2

U P R

=可知，电热丝R 1阻值大小是

()2

2

1220V 110Ω440W

U R P ===加热

当开关连接2时，R 1、R 2串联接在电路，这是保温档，根据2

U P R

=可知，电路中的总电

阻是

()2

2

220V 440Ω110W

U R P ===总保温

可知电热丝R 2的阻值是

21-440Ω-110Ω330ΩR R R ===总

(3)根据Q cm Δt =可知，水吸收的热量是

()()354.210J/kg 0.55kg 100-20 1.84810J Q c m t =?=????=?吸水℃℃℃

不计热量损失，那么Q Q =吸放，该电火锅正常工作需要的时间是

51.84810J 420s 440W

Q t P ?=

==放加热

答：(1)加热档工作时，电路中的电流是2A ；(2)电热丝R 2的阻值是330Ω；(3)若不计热量损失，该电火锅正常工作，把质量为0.55 kg 、初温为20℃的水加热到100℃，需要时间是

420s 。

21．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＝3×107J/kg ，c 水＝4.2×103J/(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)1.512×106J ；(2)0.18kg ；(3)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100%Q Q η=?吸

放

可得煤完全燃烧放出的热量；已知煤的热值，利用Q mq =放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：

()()361 4.210J/kg 4.5kg 10020 1.51210J Q c m t =?=????-=?吸水水℃℃℃；

(2)普通煤炉的烧水效率为28%，由100%Q Q η=

?吸

放

可得煤完全燃烧放出的热量： Q 放＝Q η吸

＝61.51210J

28%

?＝5.4×106J ，

由Q mq =放可得需要完全燃烧煤的质量：

m 煤＝Q q 放

＝67

5.410J 310J

??＝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：

()()2354.210J/kg 10kg 40208.410J Q c m t ''=?=????-=?吸

水水℃℃℃， 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：

656

1.51210J8.410J

2.35210J

Q Q Q'

=+=?+?=?

吸吸

吸总

，

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：

η′＝Q

Q

吸总

放

＝

6

6

2.35210J

5.410J

?

?

×100%≈43.56%。

答：(1)如果烧开壶中的水，需要吸收1.512×106J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%。

22．为检测某汽车发动机的工作性能，现使汽车在平直公路上从静止开始做直线运动，保持发动机输出功率恒定为6×104W，汽车行驶过程中所受阻力大小不变，其v-t图像如图所示，在第10s末开始匀速行驶，经测试，消耗5.8kg的汽油可以使汽车匀速行驶53.36km，汽油完全燃烧放出的热量40%用来驱动汽车行驶，（汽油的热值为4.6×107J/kg），在检测过程中。

（1）前10s发动机做多少功？

（2）汽车受到的阻力多大？

（3）汽车匀速行驶的速度多大？

【答案】(1) 6×105J；(2) 2000N；(3) 30m/s。

【解析】

【详解】

(1)前10s发动机做的功

W=Pt=6×104W× 10s=6×105J；

(2)5.8kg的汽油完全燃烧放出的热量

Q=mq=5.8kg×4.6×107J/kg=2.668×108J，

牵引力做的功

W1=Qη=2.668×108J×40%=1.0672×108J，

牵引力

F=

8

1

3

1.067210J

53.3610m

W

s

?

=

?

=2000N，

汽车在该平直的公路上匀速行驶时，汽车受到的阻力与牵引力是一对平衡力，大小相等，阻力

f=F=2000N；

(3)汽车的功率

P=W Fs

t t

==Fv，

汽车匀速行驶的速度

v=

4

610W

2000N

P

F

?

==30m/s。

答：(1)前10s发动机做功6×105J；

(2)汽车受到的阻力是2000N；

(3)汽车匀速行驶的速度30m/s。

23．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______________________；

(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)[5][6]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；

(6[7])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。