10 初中物理竞赛专题十 热学
竞赛专题十热学
一、温度与温标
1、温度
温度在宏观上是表示物体的冷热程度的物理量，例如，开水的温度要比冰水的温度高。温度在微观上表示分子无规则运动的剧烈程度。物质都是由分子构成的，分子又在永不停息的做无规则运动，但是即使是同一物体内的分子，它们做无规则运动的速率也是不尽相同的，有些分子速率大一些，有些分子速率小些，所以每个分子无规则运动的动能也不尽相同，温度实际上是分子平均动能的唯一标志，温度越高，分子做无规则运动的平均动能越大。
2、温标
温度的高低仅凭人的感觉来判断是不可靠的，温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。
测量温度的工具叫温度计，日常生活中常用的温度计是液体温度计，主要构造是玻璃泡、细管、玻璃管以及测温液体（比如水银、酒精和煤油等）。温度计的测量原理是利用液体的热胀冷缩。
例1量程相同、最小刻度都是1℃的甲、乙、丙三支酒精温度计，玻璃泡的容积甲稍大一些，乙和丙相同，丙玻璃管的内径稍粗一些，甲和乙相同，由此可判断相邻两刻度线之间的距离是( )
A.甲最长
B.乙最长
C.丙最长
D.一样长
例2 一只自制温度计有81根均匀刻线，若把它插入标准大气压下正在熔化的冰水混合物中，水银柱下降到第11根刻线，当把它插入在标准大气压下的沸水中时，水银柱升高到第61根刻线。现选用摄氏温标，这个温度计的测量范围是( )
A.-5℃～110℃
B.-18℃～138℃
C.-20℃～140℃
D.-22℃～142℃
二、物态变化
例3近年来全球变暖最主要的原因是（）A．被大气吸收的太阳辐射增加B．被大气反射到太空的太阳辐射增加
C．被大气吸收的地表辐射增加D．被地表反射到太空的太阳辐射增加
例4 下列说法中正确的是( )
A．北方寒冷的冬天，室内的玻璃窗上会出现冰花，属于凝华现象
B．炎热的夏天，雪糕周围出现的“白气”是雪糕升华的水蒸气形成的
C．将-18℃的冰块放在冰箱的0℃保鲜室中，一段时间后，冰块的内能增加
D．用锯条锯木板，锯条的温度升高，是由于锯条从木板中吸收了热量
例 5 如图所示，甲容器内装有水，乙试管内也装有水，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
三、热传递与比热容
1、热传递
热传递是指热量从高温物体传到低温物体，或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。热传递是自然界中普遍存在的一种自然现象。只要物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差，就会有热传递发生，并且将一直继续到温度相同的时候为止。发生热传递的唯一条件是存在温度差，与物体的状态、物体间是否接触都无关。热传递的结果是温差消失，即物体达到相同的温度。
在热传递过程中，高温物体放出热量，温度降低，内能减少（确切地说是物体里的分子做无规则运动的平均动能减小），低温物体吸收热量，温度升高，内能增加。因此，热传递的实质就是能量从高温物体向低温物体转移的过程，这是能量转移的一种方式。热传递转移的是内能，而不是温度。
热传递有三种方式：热传导、热对流和热辐射。热传导的实质是由物质中大量的分子热运动互相撞击，而使能量从高温物体传给低温物体，或由物体的高温部分传至低温部分的过程。在热传导的过程中，物质的分子并未迁移。热对流是发生在流体（液体和气体）中的一种热传递现象，流体中温度不同的各部分之间发生相对移动时所引起的热量传递的过程；流体内各部分温度不同时，会导致各部分密度不同，一般说来温度高，则密度小，温度低，则密度大，这样密度大小不同的各部分就会产生相对位移，从而使热量发生转移。物体通过电磁波传递能量的过程称为辐射，热辐射是指物体的内能转化为电磁波的能量而进行的辐射过程。用辐射方式传递热，不需要任何介质，因此，辐射可以在真空中进行，地球上得到太阳的热就是太阳通过辐射的方式传来的。
热传递的快慢和多种因素有关，比如物体的温差、物质种类、接触面积等。
例6一厚度为d的薄金属盘悬吊在空中，其上表面受太阳直射，空气的温度保持300K不变，经过一段时间，金属盘上表面和下表面的温度分别保持为325Κ和320K。假设单位时间内金属盘每个表面散失到空气中的能量与此表面和空气的温度差以及此表面的面积成正比；单位时间内金属盘上、下表面之间传递的热量与金属盘的厚度成反比，与两表面之间的温度差和表面面积成正比。忽略金属盘侧面与空气之间的热传递。那么，在金属盘的厚度变为2d而其他条件不变的情况下，金属盘上、下表面温度稳定之后，金属盘上表面的温度将变为( )
(A)323K (B)324Κ (C)326Κ (D)327K
例7 太阳每秒辐射的能量可达P=4×1026 J ，光从太阳传到地球需要t=500s ，地球半径R=6.4×103km ，那么地球上每秒能接受多少太阳能？
2、比热容
（1）比热容的概念
比热容简称比热，指单位质量的某种物质升高单位温度所需的热量。国际单位制中的单位是J/(Kg.℃)。计算比热容的公式为t
m Q C ∆=，比热容不随物质的质量、吸收（放出）热量的多少及温度的变化而变化；只要是相同的物质，不论形状、质量、温度高低、放置地点如何，比热容一般都相同。
比热容是物质的特性之一，不同物质的比热容一般不同，它反映了不同物质吸、放热本领的强弱，利用物质的这种性质可以鉴别物质。根据Q=cm △t ，质量相同的不同物质，温度变化相同时，比热容大的物质，所需要吸收或放出的热量更多，因此比热容大的物质温度不易变化，比热容是物质热惯性的量度。
对于同一种物质，比热容的值还与物质的状态有关，同一种物质在同一状态下的比热容是一定的，但在不同状态下，比热容是不同的。
水的比热容是4.2×103J/(Kg.℃)，其物理意义是：质量为1Kg 的水温度升高（或降低）1℃时所吸收（放出）的热量为4.2×103J 。
（2）混合物的比热容
由两种或两种以上的物质组成的混合物，其比热容并不是简单的等于各组分比热容的平均值，混合物的比热容也应用t
m Q C ∆=来计算。 例8 某学生用两个相同的热源分别对质量为m 1，比热容为c 1的甲物质和
质量为m 2、比热容为c 2的乙物质加热，并根据实验测得的数据分别画出
甲、乙两物质的温度随加热时间变化的图线，如图10所示。根据图线
情况，作出如下推断，其中正确的是
(A)若m1=m2，则c1
(C)若c1=c2，则m1 例9三个相同的热源分布在一横放着的圆筒内，圆筒的侧壁和一个底部均绝热，另一个底部开口并被导热膜封住。用另两个导热膜在圆筒内隔出两个竖面，从而将三个热源互相隔开并形成A、B、C三个独立单元区域。假设周围环境的温度恒定，并且传导的热功率与温差成正比，每个独立单元区域内空气的温度均匀。A、B、 A B C C三个独立单元区域的温度与周围环境的温度差分别为 Δt A、Δt B和Δt C，则Δt A：Δt B：Δt C为（） A．3:2:1 B．6:3:2 C．5:3:1 D．6:5:3 四、热平衡方程与热平衡问题 1、热平衡方程 例10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（） A. 9℃ B. 8℃ C. 6℃ D. 5℃ 2、多个物体的热平衡方程 例11 设有N个物体，它们的比热容、质量、初温分别为（C1，m1，t1），（C2，m2，t2），（C3，m3，t3），……. （C N，m N，t N），现将这N个物体置于封闭绝热的容器中充分进行热交换，假设容器不吸热且各物体之间不发生化学反应，也无物态变化，问热平衡后，物体的温度是多少？ 3、有物态发生变化的热平衡问题 例12将50克、0℃的雪(可看成是冰水混合物)投入到装有450克、40℃水的绝热容器中，发现水温下降5℃。那么在刚才已经降温的容器中再投入100克上述同样的雪，容器中的水温将又要下降( ) (A)6℃(B)7.5℃(C)9℃(D)10℃ 4、物体的散热问题 例13如图所示的装置，可以测定每千克I00 ℃的水，在大气压下汽化成100 ℃ 的水蒸气所需吸收的热量Q。该装置的测量原理是：用加热器使水沸腾，汽化的水蒸气通过凝聚器液化后被收集在量杯中；测量加热器的发热功率及一段时间内在量杯中收集 到的水的质量，根据能量守恒关系即可求出Q的值。这个汽化装置工作时的散热功率恒定不变，但散热功率的值未知。测得加热器的功率为285.0 瓦时，在300秒时间内被冷凝和收集的液体质量为28.0克;加热器的功率为100.0 瓦时，在300秒时间内被冷凝和收集的液体质量为4.0克。根据以上数据，求每千克100℃的水在大气压下汽化成100 ℃的水蒸气所需吸收的热量Q。 专题2——滑轮 辅导目标：1、滑轮组及其相关计算。2、简单机械与浮力、压强结合的综合计算 例题精讲： 例1: 如图所示，物体重为900N，站在地上的人拉住绳子的一端，使物体匀速上升，若不计摩擦和滑轮的重力，则人的拉力为( ) A.400N B.300N C.200 N D. 150N 例2：如图所示,每个滑轮的质量为3千克,人的质量为60千克,吊篮质量为30千克,不计摩擦,g取10N/kg,若人匀速拉绳使吊篮上升1米,则人的拉力,手中绳子移动的距离分别是( ) A.930N、1m、 B.310N、1m、310J C .310N、2m、 D. 310N、3m、 例3：在如图所示装置中，甲物重G甲=10 N，乙物重G乙是动滑轮重G轮的8倍，物体乙跟地面的接触面积为1.5×10-2m2。轻杆AB可以绕O点转动，且OA：OB =2：1，不计轴摩擦，装置如图所示处于平衡状态时，乙对水平地面的压强p=2×103Pa。求：此时动滑轮对物体乙的拉力F拉；若在物体甲下面再加挂物体丙，恰使物体乙对地面的压强为零，求：丙的物重G丙。 习题精练 1、如图所示，物体M重为50 N，不计摩擦、绳及滑轮的自重，当滑轮在恒力F 作用下以1m／s的速度匀速上升，则物体M的速度及拉力F大小为( ) A.0.5m/s，50N B.1m／s，100N C.4m/s，25N D.2m /s，100N 2、如图所示,物体A,B都处于静止状态,它们所受的重力分别是6N和14N,关于它们的受力情况,下面说法正确的是( ) A.物体A受到的合力是14N B.物体A受到的合力是零 C.物体B受到重力与拉力的合力是8N D.物体B受到拉力与地面支持力的合力是14N 3、某人到健身房进行健身活动。用如图18所示的牵引装置来锻炼腿部和手部肌肉功能。使用时，若绳A处固定不动，手在B处用力F B拉绳，使重物G匀速上升；若绳B处固定不动，腿在A处用力F A拉绳，使重物G匀速上升。下列说法正确的是（）. A B 竞赛辅导-热学练习 1、贝贝同学家新安装了一台太阳能热水器(部分参数如下表),加满水后,经过4h阳光的照射,水温由原来的20℃升高到40℃.问: (1)在这4h内水吸收了多少热量? (2)若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供,则需要燃烧多少千克焦炭?(焦炭的热值是 q=3×107J/kg) 2、安全、清洁、方便的太阳能越来越受到人们的重视和广泛利用.如图所示，一太阳能热水器内装有质量为250kg，温度为20℃的水，在阳光照射一段时间后，水温升高到80℃.［c水=4.2×103J/(kg?℃)］ （1）水吸收的太阳能是多少? （2）这些能量相当于完全燃烧多少千克干木柴放出的热量? [q干木柴=1.2× 107J/kg] 3、实验室某玻璃瓶中盛有质量为140g的酒精。已知酒精的热值为3×107J/kg， 水的比热容为4.2×103J/(kg?℃)。试求： ⑴将这些酒精完全燃烧，可放出多少热量？ ⑵这些热量能使20kg的水温度升高多少度？ 4、随着人们生活水平的提高．轿车已逐步进入我国普通百姓家中. 已知某国产 骄车每行驶100km消耗8L汽油(1L＝10-3m3)，汽油的密度为0.71×103kg/m3、热值为4.6×l07J／kg．则 (1)10kg汽油完全燃烧时所产生的热量是_________J． (2)该汽车行驶100km消耗的汽油的质量是________kg． (3)当该汽车以50kW的功率在平直公路上以72km／h的速度匀速行驶时，它所受到的阻力等于________N． 5、小彤家使用的是瓶装液化气，每瓶中装入的液化气质量为21kg。液化气的热值取5×107J／kg．（1）1kg的液化气完全燃烧，释放的热量是多少？ （2）若整瓶液化气完全燃烧释放热量的60％被利用，那么散失的热量是多少？ （3）小彤想节约能源、降低能耗，若将上述散失的热量全部利用起来，可以把多少温度为20℃的水加热到100℃？【c水=4.2×103J／(kg·℃)】 6、小星家的太阳能热水器，水箱容积是200L．小星进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃．请你求解下列问题： （1）水箱中水的质量；水吸收的热量【c水=4.2×103J／(kg·℃)】 （2）如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40％，求至少需要燃烧多少煤气（煤气的热值为q=4.2×107J／kg） (3)燃气灶烧水的效率． 7、小明家楼顶上安装了一台太阳能热水器，水箱中水的质量是120kg，水的比热容为4.2×103J/（kg.℃），求： （1）水箱中的水从10℃上升到80℃，需要吸收多少热量？ （2）水箱中升温后的水与原来在地面上相比较，哪些形式的能发生了变化？ 8、用燃气灶烧水，燃烧0.5kg 的煤气，使50kg 的水从20℃升高到70℃．已知水的比热容为 ，煤气的热值为．求： （1）0.5kg 煤气完全燃烧放出的热盆． （2）水吸收的热量。 初中物理竞赛试卷 一、选择题（本题共10道小题，每小题3分，共30分） 1．关于内能、热量等热学知识，下列说法中不正确是（） A. 一个物体的温度升高，它的内能增加 B. 摩擦生热，是靠做功的方法改变物体内能的 C. 春天里的百花香，是扩散现象 D. 温度越高的物体，含有的热量越多 2．关于声现象，下列说法中正确的是（） A．“闻其声而知其人”主要是根据声音的响度来判断的 B．“不敢高声语，恐惊天上人”中的“高”指声音的音调高 C．中考期间学校周围路段禁鸣喇叭，这是在声音传播的过程中减弱噪声 D．用超声波能粉碎人体内的“小石头”，说明超声波具有能量 3．生活处处有物理，留心观察皆学问。下列联系生活实际的解释不正确的是 （） A.洗澡时浴室里的大量“白气”是水蒸气液化形成的 B.电饭煲在煮饭的过程中将消耗的电能转化成内能 C.洗衣机内部的电动机是利用电磁感应原理工作的 D.照明用的电灯和连接微波炉的插座之间是并联的 4．在弹簧测力计下悬挂一个实心小球，弹簧测力计的示数是8N．把实心小 球浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中，弹簧测力计的示数是6N，下列说法 不正确的是（） A．小球受到的浮力是2N B．小球的质量是0.8 Kg C．小球的体积是2.5×10﹣4m3 D．小球的密度是3.2×103g/cm3 5．大桥施工时，要向江中沉放大 量的施工构件，假设一正方体构件 被缓缓吊入江水中（如图甲） ，在 沉入过程中，其下表面到水面的距 离h逐渐增大，随着h的增大， 正方体构件所受浮力F1、钢绳拉力F2的变化如图乙所示（g取10N/kg），下 列判断正确的是（） A. 浮力F1随h变化的图线是图乙中的①图线 B. 构件的边长为4 m C. 构件所受的最大浮力为1.2×105 N D. 构件的密度为2.5×103kg/m3 6．如图所示，一辆汽车沿直线行驶，紧急刹车时，轮胎在水泥地面上留下了 黑色的刹车痕，下列关于刹车痕的说法正确的是（） A．前轮刹车痕的颜色较深 B．后轮刹车痕的颜色较深 C．前轮和后轮刹车痕的颜色一样深 D．以上三种情况都有可能 7．小亮同学在探究“凸透镜成像规律” 实验时，在光屏上得到清晰的与烛焰 等大的像（如图所示），保持凸透镜位 置不变，为了在光屏上得到清晰的放大的实像，他必须( ) A．让蜡烛远离透镜，同时让光屏也远离透镜 B．让蜡烛远离透镜，同时让光屏靠近透镜 C．让蜡烛靠近透镜，同时让光屏也靠近透镜 D．让蜡烛靠近透镜，同时让光屏远离透镜 8．如图所示，画中的人出现了错误的判断。以下四幅光路中，能正确说明产 生这一现象的原因的是（） 9．某同学做电学实验时，电路如图所示，已知 他所用电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程 为0～3V，电源电压为6V（保持不变），滑动变 阻器的最大阻值为50Ω，定值电阻R0为10Ω， 开关S闭合后，在移动滑动变阻器的过程中，下 列情况可能出现的是( ) A. 电压表的最小示数为1V B. 滑动变阻器的最小功率为0 W C. 电流表的最大示数为0.6A D. 电阻R0的最大功率为1.8W 10．.电工师傅常用一只标有“220V、40W”的灯泡Lo(检验灯泡)取代保险丝， 来检查新安装的照明电路中每个支路的情况。如图所示，当只闭合S、S1时， L0不亮，当只闭合S、S2时，L0和L2都呈暗红色，当只闭合S、S3时，Lo正 常发光，下列判断正确的是（） A.L1所在的支路短路 B. L2所在的支路断路 C. L3所在的支路短路 D. 各支路均完好 二、填空题（本题共6道小题，每小题3分，共24分） 11．步入温馨的物理考场，回想学习物理的乐趣，生活处处有物理．你早餐 食用的一根油条的长度为30_____，两个鸡蛋的重力约为1_______（填上合 适的物理量的单位）。 12．在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使其 分别从不同高度处自由落下时，能在纸上留下黑色 圆斑A、B．球从较高处落下所成的圆斑是其中的_____ (选“A”或 “B”)，你判断的依据是_________。 13．无论是盛夏还是寒冬，在装有空调的汽车玻璃窗上常附有小水珠， 夏天， 水珠常常出现在车窗的____（选填“内侧”、“外侧”或“内、外侧”）。冬天，水 珠常常出现在车窗的____（选填“内侧”、“外侧”或“内、外侧”）。 14．某小区楼道设有多功能电子门铃，此装置可以通过其内置摄像镜头来识 别来访者，该摄像镜头相当于凸透镜，经摄像镜头所成的是______的实像； 若镜头的焦距为l0cm，为了能成清晰的像，人到镜头的距离应大于______cm。 15．如图所示，在二胡演奏时，用弓拉动琴弦，使琴弦____________而发声； 表演中不断用手指按压琴弦，改变琴弦发声部分的长度， 这样做是为了改变声音的__________（选填“音调”、“响 度”、“音色”）。 16．电阻R1=5Ω，R2=10Ω，将它们串联在电路中，R1，R2 两端的电压之比U1：U2为_____；若将它们并联在电路中，通过R1，R2的 电流之比I1：I2为_____ 。 三、实验探究题（本题共3小题，共28分） 17．如图所示是“探究滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验． （1）实验过程中，必须用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做________运动， 弹簧测力计的示数就等于摩擦力的大小，因为这时的拉力和摩擦力是一对 ________力。 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4?C ，当冰熔化后，水温度升高到某一数值时，发现它的示数恰好与真实温度相等，让水温再增加10?C ，而温度计的示数只增加了9?C ，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.92?C B.94?C C.96?C D.98?C 3.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l 1，在30℃时测得的长度 为l 2。如果两次的测量方法都正确，且l 1>l 2。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，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 初中物理竞赛教程基础篇+拓展篇 【初中物理竞赛教程基础篇+拓展篇】 一、引言 初中物理竞赛作为一项重要的学科竞赛，对学生的物理知识和解题能 力都有着极高的要求，因此备战初中物理竞赛显得尤为重要。本文将 从基础和拓展两个方面来为大家介绍初中物理竞赛的备考方法，希望 能够帮助大家系统全面地提升自己的物理竞赛水平。 二、初中物理竞赛基础篇 1. 热学 热学是初中物理竞赛中的一个重要知识点，包括热量、温度、热传递 等内容。在备战初中物理竞赛时，需要重点掌握热学方面的基础知识，并且要理解热学知识在日常生活和工程实践中的应用。 2. 光学 光学是初中物理竞赛中的另一个重要知识点，包括光的反射、折射、 色散等内容。在备战初中物理竞赛时，需要深入理解光学知识，并且 要掌握光学原理在光学仪器和日常生活中的应用。 3. 力学 力学是初中物理竞赛中不可或缺的内容，包括牛顿运动定律、重力、摩擦力等内容。在备战初中物理竞赛时，需要系统地掌握力学知识，并且要能够灵活运用力学原理来解决实际问题。 4. 电学 电学是初中物理竞赛中的另一个重要知识点，包括电流、电压、电阻等内容。在备战初中物理竞赛时，需要深入理解电学知识，并且要熟练掌握电学原理在电路和电器中的应用。 5. 指定主题文字：初中物理竞赛 初中物理竞赛作为考察学生物理知识和解题能力的竞赛项目，涉及到了物理学的多个重要知识点，包括热学、光学、力学、电学等内容。备战初中物理竞赛，需要系统全面地掌握这些知识点，并且要能够灵活运用所学知识来解决实际问题。 三、初中物理竞赛拓展篇 1. 科学探究 在备战初中物理竞赛的过程中，学生除了要掌握基础知识外，还需要培养科学探究能力。可以通过参与科学实验、科学研究等方式来拓展自己的物理学知识，提高自己的科学探究能力。 竞赛专题十热学 一、温度与温标 1、温度 温度在宏观上是表示物体的冷热程度的物理量，例如，开水的温度要比冰水的温度高。温度在微观上表示分子无规则运动的剧烈程度。物质都是由分子构成的，分子又在永不停息的做无规则运动，但是即使是同一物体内的分子，它们做无规则运动的速率也是不尽相同的，有些分子速率大一些，有些分子速率小些，所以每个分子无规则运动的动能也不尽相同，温度实际上是分子平均动能的唯一标志，温度越高，分子做无规则运动的平均动能越大。 2、温标 温度的高低仅凭人的感觉来判断是不可靠的，温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。 测量温度的工具叫温度计，日常生活中常用的温度计是液体温度计，主要构造是玻璃泡、细管、玻璃管以及测温液体（比如水银、酒精和煤油等）。温度计的测量原理是利用液体的热胀冷缩。 例1量程相同、最小刻度都是1℃的甲、乙、丙三支酒精温度计，玻璃泡的容积甲稍大一些，乙和丙相同，丙玻璃管的内径稍粗一些，甲和乙相同，由此可判断相邻两刻度线之间的距离是( ) A.甲最长 B.乙最长 C.丙最长 D.一样长 例2 一只自制温度计有81根均匀刻线，若把它插入标准大气压下正在熔化的冰水混合物中，水银柱下降到第11根刻线，当把它插入在标准大气压下的沸水中时，水银柱升高到第61根刻线。现选用摄氏温标，这个温度计的测量范围是( ) A.-5℃～110℃ B.-18℃～138℃ C.-20℃～140℃ D.-22℃～142℃ 二、物态变化 例3近年来全球变暖最主要的原因是（）A．被大气吸收的太阳辐射增加B．被大气反射到太空的太阳辐射增加 C．被大气吸收的地表辐射增加D．被地表反射到太空的太阳辐射增加 例4 下列说法中正确的是( ) A．北方寒冷的冬天，室内的玻璃窗上会出现冰花，属于凝华现象 B．炎热的夏天，雪糕周围出现的“白气”是雪糕升华的水蒸气形成的 C．将-18℃的冰块放在冰箱的0℃保鲜室中，一段时间后，冰块的内能增加 D．用锯条锯木板，锯条的温度升高，是由于锯条从木板中吸收了热量 例 5 如图所示，甲容器内装有水，乙试管内也装有水，并通过甲容器密封盖上的孔插入甲 上海初中物理竞赛试题详解详析热学 『例』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20℃；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20℃。第二种方式：先从沸水中取出乙投入冷水，当达到热平衡后将乙从杯中取出；然后将甲从沸水中取出，投入这杯水中，再次达到热平衡。则在第二种方式下，这杯冷水温度的变化是（） A．升高不足40℃ B．升高超过40℃ C．恰好升高了40℃ D．条件不足，无法判断 【解析】：解法一 第一种方式： 甲投入冷水后放热Q放＝C甲m（100℃－20℃－t0） 水吸收的热量为Q吸＝C水m水20℃ ∵不考虑热传递过程热量的损失，Q放＝Q吸 ∴C甲m（100℃－20℃－t0）＝C水m水20℃ 则C甲m/ C水m水＝20℃/（100℃－20℃－t0）………………① 乙投入冷水后放热Q’放＝C乙m（100℃－20℃－20℃－t0） 同理：C乙m/ C水m水＝20℃/（100℃－40℃－t0）………………② 第二种方式： 设乙投入冷水热平衡后，水温为t1，则有： C乙m（100℃－t1）＝C水m水（t1－t0） ∴C乙m/ C水m水＝（t1－t0）/（100℃－t1） 设C乙m/ C水m水＝a，由②得：a＝20/（60－t0） 则有：100a-at1＝t1－t0 t1＝(100a＋t0)/(a＋1) 代入a＝20/（60－t0）化简得：t1＝(2000＋60t0－t02)/(80－t0) 设甲投入冷水热平衡后的水温为t2，则有： C甲m（100℃－t2）＝C水m水（t2－t1） ∴C甲m/ C水m水＝（t2－t1）/（100℃－t2） 设C甲m/ C水m水＝b，由①得：b＝20/（80－t0） 则有：100b-bt2＝t2－t1 t2＝(100b＋t1)/(b＋1) 代入b＝20/（80－t0）化简得：t2＝(4000＋60t0－t02)/(100－t0) 第二种方式水上升的温度为： t2－t0＝(4000＋60t0－t02)/(100－t0) －t0 ＝(4000＋60t0－t02－100 t0＋t02)/(100－t0) ＝(4000－40 t0)/(100－t0) ＝40℃ 解法二： 设冷水的初温为t0。 第六讲 热学 热现象是日常生活中最常见的物理现象之一,冰雪融化、冬雾弥漫、热胀冷缩等,都和热现象有关.热现象即和温度有关的自然现象.本讲将阐述有关温度温标、物态变化以及物质的比热容的相关知识. 第一节 温度与温标 物态变化 一、温度与温标 （一）温度 温度在宏观上是表示物体冷热程度的物理量,例如,开水的温度要比冰水的温度高.温度在微观上表示分子无规则运动的剧烈程度.物质都是由分子构成的,分子又在永不停息地做无规则运动,但是即使是同一物体内的分子,它们做无规则运动的速率也是不尽相同的,有些分子速率大些,有些分子速率小些,所以每个分子无规则运动的动能也不尽相同.温度实际上是分子平均动能的唯一标志,温度越高,分子做无规则运动的平均动能越大. （二）温标 温度的高低仅凭人的感觉来判断是不可靠的,温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量,而用来量度物体温度数值的标尺叫温标. 测量温度的工具叫温度计,日常生活中常用的温度计是液体温度计,主要构造是玻璃泡、细管、玻璃管以及测温液体（比如水银、酒精和煤油等）.温度计的测量原理是利用液体的热胀冷缩. 如图6.1所示,设温度计的玻璃泡容积为0V ,细管粗细均匀,横截面积为s , 当温度为0t 时测温液体恰好全部在玻璃泡内,当温度为t 时测温液体在细管内 的高度为h ,测温液体的体积膨胀系数为α（即温度每升高一个单位,体积增加 量为原来的α倍）,则温度从0t 升高到t 时,液体体积增加了()00sh t t V α=-,解得()00h t t V s α =-,可见,在这种构造的温度计中,细管中的液柱高度h 与温 度t 是一次函数关系,即 0V h t s α∆==∆定值.上式亦可写为00s t h t V α=+的形式,即不同的液柱高度h 对应了不同的温度.这样,我们就可以据此来制定温标,从而精确地测量温度. 1．摄氏温标 摄氏温标是18世纪瑞典天文学家摄尔西斯建立的,摄氏温标的单位是“摄氏度”,符号为“℃”.摄氏温标定义为：在一个标准大气压下,把冰水混合物的温度规定为0℃,把沸水的温度规定为100℃,在0℃和100℃之间等分100份,每一份就是1℃.现在世界上许多国家都是使用摄氏度作为温度的常用单位. 常用的液体温度计,液柱在细管中的高度与温度成一次函数关系.最小分度值相同时,相邻两刻度线之间的距离越大,代表着该温度计越精确.如前文所述0V h t s α∆=∆.同一种液体（即膨胀系数α相 热传递问题四 小红在两个同样的烧瓶中灌满水，加热到相同的温度后分别用厚度相同的1、2两种保温材料包好，定时测量烧瓶中水的温度。实验过程中室温保持不变。他想用这种方法比较两种材料的保温性能。表中给出了在时刻t（单位是分）测得的两个烧瓶中的水温T1、T2的几组数据。根据这些数据在下面的方格纸中作出表示水温与时间关系的图象并回答以下问题： 1. 哪种材料的保温性能较好？ 2. 当时的室温大约是多少？ 3. 在这些水温数据中，哪一个最可能是由于测量或记录的疏忽而产生的错误？ 答案:所得图像如图所示．由图可以看到： 1．第一种材料的保温性能较好．因为从两图线的比较可以看到，两种材料同样包裹的烧瓶内，同样温度的满瓶热水比较，第一种材料包裹的瓶内热水温度降低较慢． 2．当时的室温约为20℃．显然，当瓶内水与室内空气温度相等时，两者间达到热平衡，即瓶内水温降至室温时，将不再变化．图线表示瓶内水温最后维持为20℃不变，可见室温应为20℃． 3．所得数据中，t=35minn时的T1=50℃最可能是由于测量或记录时的疏忽所产生的错误．因为瓶内水温应该是在连续逐渐变化的，所以描述这一温度随时间变化的关系图线应该为一条连续光滑的曲线，则各个不同时刻所测得的实验数据点都应该在这一光滑曲线上．图中各实验数据点都分别在自己所对应的曲线上，惟有t=35min时的数据T1不在其对应曲线上，且偏离此曲线较远，表明该数据点的数值与当时的实际值偏离太大，即该点为一错误的数据点． 物理学上用图像来研究两上相关变化的物理量间的关系是一种常用的办法，特别是在物理实验中更为常用．通常这种方法是先列出(如通过实验测量出)这两个物理量都发生变化时的多组对应值，然后把这些对应值分别描绘在以上述两物理量为纵横坐标的坐标图上，再以光滑的曲线(也可能是直线)将这些数据点连起来，这样便得出了其中一个量随另一个量变化而变化的图线．利用这种图线，可以更直观明了地看出这两个量之间的相互关系． 初中物理竞赛-热学试题(高难度_需谨慎) A9\A10A 班初中物理竞赛热学训练试题 班级________学号_________姓名_________得分________ （时间：60分满分100分） 1.液体表面分界线单位长度上的表面张力叫作表面张力系数， 用下面方法可以测量液体的表面张力从而求得液体的表面张 力系数.如图所示，容器内盛有肥皂液，AB 为一杠杆，AC=15cm ， BC=12cm.在其A 端挂一细钢丝框，在B 端加砝码使杠杆平衡. 然后先将钢丝框浸于肥皂液中，再慢慢地将它拉起一小段距离 (不脱离肥皂液)，使钢丝框被拉起的部分蒙卜一层肥皂膜，这时需将杠 杆B 端砝码的质量增加5.0×10－4kg ，杠杆才重新平衡(钢丝框的钢丝很 细，在肥皂中受到的浮力可不计).则肥皂液的表面张力为( ).c (A)6×10－3N (B)14×10－3N (C)4×10－3N (D)3×10－3N 2.如图所示，若玻璃在空气中重为G 1，排开的水重为G 2，则图中弹簧 秤的示数为( ). (A )等于G 1 (B )等于G 2 (C )等于(G 1－G 2) (D )大于(G 1－G 2) 3. 两个相同的轻金属容器里装有同样质量的水。一个重球挂在不导热的细线上。放入其中一个容器内，使球位于容器内水的体积中心。球的质量等于水的质量，球的密度比水的密度大得多。两个容器加热到水的沸点，再冷却。已知：放有球的容器冷却到室温所需时间为未放球的容器冷却到室温所需时间的k 倍。试求制作球的物质的比热与水的比热之比c 球:c 两个完全相同的金属球a 、b,其中a 球放在不导热的水平面上,b 球用不导热的细线悬挂起来。现供给两球相同的热量，他们的温度分别升高了△ta 、△tb ，假设两球热膨胀的体积相等，则 A.△ta>△tb 全国初中应用物理竞赛试题热学专题 第一局部：选择题 1．汽车发动机在工作过程中需要冷却.图5为汽车发动机的水冷系统工作原理示意图.在汽车发动机正常工作的过程中,图5所示有关汽车发动机水冷系统中水流方向以与水泵叶轮转向的示意图中,正确的答案是 < > 2．如以下图,以下现象中通过做功改变物体内能的是< > 搓手取暖水被加热 热胀冷缩问题一 1．图中所示为自动调温电熨斗的电路图。右下方为温控部分。在未通电和低于预定温度时，双金属片A和静片B上的触点接通，指示灯L亮，电热丝R发热、当温度达到预定温度时，双金属片因______向左弯曲，电路断开。若双金属片由铜片和铁片铆合而成，则左片就是______片。调节调温旋钮C，使静片向左时，调温电熨斗的预定温度值将变______。 思路点拨 一般固体材料，遇热都会膨胀，遇冷都会收缩，不同的材料，在温度变化相同的情况下，其热膨胀冷缩的程度往往不同．取两块热胀冷缩程度不同的金属片(例如M的热胀冷缩现象比N的热胀冷缩现象更明显)将其粘合成为一块，称为双金属片，如图所示．由图示状态开始，其其温度升高，则两金属片都会发生膨胀，但一侧金属片膨胀得多，另一侧金属片膨胀得少，则这个双金属片整体便会向膨胀得少的一侧弯曲(例如向N一侧弯曲)；反之，若从图示状态开始而其温度降低，则此双金属片将向另一侧弯曲． 本题所用双金属片为铜片和铁片铆合而成，铜的热胀冷缩比铁更强，故温度升高时双金属片将向铁片一侧弯曲，左片为铁片．若调节图中的旋钮C，使静片向左移动一些，则双金属片要向左弯曲得更多才能使电路断开，这时对应所需的温度更高，即调温电熨斗的设定温度值将提高． 答案：热膨胀，铁，高． 2．冬天，把自来水笔从室外带到室内，有时会有墨水流出。这主要是因为[ ] A．墨水受热膨胀，流出来了。B．笔囊受热膨胀，把墨水挤出来了。 C．笔囊中的空气受热膨胀，把墨水挤出来了。D．笔尖处的缝隙受热膨胀，使墨水漏出来了。 思路点拨 冬天，室外气温往往比室内气温低很多，自来水笔在室外时，其笔囊中的空气温度也较低．当将其带入室内时，笔囊中空气温度会随之升高．由此，这部分空气将发生膨胀而把笔囊中的墨水挤出． 答案：C 热胀冷缩问题二 1．在冬天，向玻璃杯内倒开水前，往往先倒入一些温水，将杯子热一下后倒去，再将开水倒入杯中，这样做主要是为了（） Ａ．清洁杯子 Ｂ．使玻璃杯变得容易热传递 Ｃ．使玻璃杯内外温差不致过大，杯子不易损坏 Ｄ．使玻璃杯内外温度相等，杯子不易损杯 思路点拨 玻璃传热较慢，所以当玻璃的一部分突然遇热(或遇冷)而使其温度变化很多时，其他部分的温度往往难于很快地随之变化，由此可使玻璃的各部分间温差较大，又由于物体的热胀冷缩之故，由此而使得玻璃的各部分热膨胀不均匀，这种不均匀的差别太大时，则可能使玻 热学训练题（二） 班级_______学号_________姓名__________得分____________ 第一部分选择题（75分） 1、5℃的冷水和60℃的热水混合，得到50℃的温水。若不计热损失，可以判断( ) (A)混合前热水的热量不一定比冷水的热量多； (B)混合前热水的热量一定比冷水的热量多； (C)热水质量不一定比冷水质量大； (D)(D)热水质量一定比冷水质量小。 2、 在用混合法测定固体或液体比热的实验中，即使操作完全正确，但热损失仍然存在。考虑到热量的损失，那么测出的比热数值大小与其真实值相比较，应当( ) (E)一定大于真实值； (B)一定小于真实值； (C)只要经过多次测量取平均值，就一定完全等于真实值； (D)如果被测物质是放热物质，则测量值一定小于真实值；若是吸热物质，则测量值一定大于真实值。 3、把两只质量为m 、初温度为100℃的铜球和铁球，分别投入两杯质量也为m 、初温度为0℃的水中。不考虑热损失，则它们分别达到热平衡后，可能出现的情况是(已知铜的比热小于铁的比热)( ) (A)两杯水的混合温度可能相等； (B)放铜球的混合温度较高； (C)放铁球的混合温度较高； (D)两球放出的热量相等、温度变化相同。 4、甲乙两种液体可以相互混和，它们的密度之比为ρ甲:ρ乙=5:4；混合前的体积之比为V 甲:V 乙=2:3；比热之比为c 甲:c 乙=1:2。假设它们的初温度不等，混和后的共同温度为t ，不计混和过程中的热损失，则它们达到热平衡后各自相对于它们原来的初温度的温度变化量之比Δt 甲:Δt 乙为( ) (A)2:5； (B)5:12； (C)16:15； (D)15:16 5、某学生用两个相同的热源分别对质量为m 1，比热为c 1的甲物质和质量为m 2、比热为c 2的乙物质加热，并根据实验测得的数据分别画出甲、乙两物质的温度 随加热时间变化的图线，如图10所示。根据图线情况，作出如下推断， 其中正确的是( ) (A)若m 1=m 2，则c 1 初中物理竞赛及自主招生专题讲义: 第二节 热传递与比热容 一、热传递 热传递是指热量从高温物体传到低温物体，或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。热传递是自然界普遍存在的一种自然现象。只要物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差，就会有热传递发生，并且将一直继续到温度相同的时候为止。发生热传递的唯一条件是存在温度差，与物体的状态、物体间是否接触都无关。热传递的结果是温差消失，即物体达到相同的温度。 在热传递过程中，高温物体放出热量，温度降低，内能减少（确切地说是物体里的分子做无规则运动的平均动能减小），低温物体吸收热量，温度升高，内能增加。因此，热传递的实质就是能量从高温物体向低温物体转移的过程，这是能量转移的一种方式。热传递转移的是内能，而不是温度。 热传递有三种方式：热传导、热对流和热辐射。热传导实质是由物质中大量的分子热运动互相撞击，而使能量从高温物体传给低温物体，或由物体的高温部分传至低温部分的过程。在热传导的过程中，物质的分子并未迁移。热对流是发生在流体（液体和气体）中的一种热传递现象，流体中温度不同的各部分之间发生相对移动时所引起的热量传递的过程；流体内各部分温度不同时，会导致各部分密度不同，一般说来温度高，则密度小，温度低，则密度大，这样密度大小不同的各部分就会产生相对位移，从而使得热量发生转移。物体通过电磁波传递能量的过程称为辐射，热辐射是指物体的内能转化为电磁波的能量而进行的辐射过程。用辐射方式传递热，不需要任何介质，因此，辐射可以在真空中进行，地球上得到太阳的热就是太阳通过辐射的方式传来的。 热传递的快慢和多种因素有关，比如物体的温差、物质种类、接触面积等。 例1 （上海第30届大同杯初赛）一厚度为f 的薄金属盘悬吊在空中，其上表面受太阳直射，空气的温度保持300K 不变，经过一段时间，金属盘上表面和下表面的温度分别保持为325K 和320K 。假设单位时间内金属盘每个表面散失到空气中的能量与此表面和空气的温度差以及此表面的面积成正比；单位时间内金属盘上、下表面之间传递的热量与金属盘的厚度成反比，与两表面之间的温度差和表面面积成正比。忽略金属盘侧面与空气之间的热传递。那么，在金属盘的厚度变为2d 而其他条件不变的情况下，金属盘上、下表面温度稳定之后，金属盘上表面的温度将变为（ ）。 A ．323K B ．324K C ．326K D ．327K 分析与解 横截面积为s 、厚度为d 的金属盘稳定时，单位时间内上表面接收到的热量P 入等于上、下两个表面散失的热量，设单位时间内上、下表面向空气散热的比例系数为1k ，因此有 ()()11132530032030045P k s k s k s =-+-=⋅入 ① 单位时间内下表面接收到上表面传来的热量等于下表面散失的热量，设单位时间内上表面向下表面散热的比例系数为2k ，因此有 初中物理竞赛辅导第六讲热学 第六讲温度、物态变化、内能 第一部分 1(电冰箱上的压缩机外壳，一般都涂成黑色，这是为了( )。 (A)增加热的传导 (B)增加热的对流 (C)增加热的辐射 (D)减少热的辐射 2(在日常生活中，将面制品悬放在水中煮，不会发黄、变焦，而悬放在油中加热，则会发黄、变焦。这一现象说明( )。 (A)油放出的热量比水多 (B)油的比热容比水大 (C)油的沸点比水高 (D)油的传热性能比水强 3(在厚度均匀的铁板上，挖一半径为r的圆洞，当铁板温度上升时，r的变 化情况为( )。 (A)变小 (B)变大 (C)保持不变 (D)无法判断 4(图3为一块矩形金属板，在其右上角切掉一个小正方形。在金属板被加热时可以观察到的现象是( )。 (A)QR>PQ (B)QR (B)可将温度计固定在固体表面，经过一定时间后，就得到固体的准确温度 (C)可将温度计放在固体的上表面，使温度计指示的温度与固体相同，即可读出固体的温度 (D)采用混合法，利用热平衡原理，通过计算得到固体的初温度，但固体的初温度不能高于所用液体的沸点 7(超市里出售的冷冻食品的塑料包装盒通常选用白色的，并在盒子的底部压制出一些几何图案的凹凸槽， 这主要是为了( )。 (A)既轻便又美观 (B)既保温又增强抗形变能力 (C)减少食品与包装盒的接触面积 (D)避免食品受污染 8(在铝、铜、银、瓷、玻璃、石棉等物质中最不善传热和最善于传热的物质分别是( )。 (A)瓷和铜 (B)石棉和银 (C)玻璃和银 (D)瓷和铝 9(在冬天，向玻璃杯内倒开水前，往往先倒入一些温水，将杯子热一下后倒去水，再将开水倒入杯中，这 样做主要是为了( )。 (A)清洁杯子 (B)使玻璃杯变得容易热传递 (C)使玻璃杯内外温差不致过大，杯子不易损坏 (D)使玻璃杯内外温度相等，杯子不易损坏 10(把盛有水的纸盒放在火上烧，水烧开了，纸盒仍不会烧着，这是因为( )。 (A)水能够灭火 (B)火焰的温度低于纸的着火温度 (C)纸的着火温度高于水的沸点 (D)水善于将热量迅速向外散发 11(量程相同、最小刻度都是1?的甲、乙、丙三支酒精温度计，甲玻璃泡的容积稍大一些，乙和丙相同; 丙玻璃管的内径稍粗一些，甲和乙相同，由此可判断相邻两刻度线之间的距离是( )。 诸暨科学竞赛辅导教程 热 学 知识网络 一、热传递 1、热传递的特点 （1）发生热传递的条件是物体之间或同一物体的不同部分存在着温度差； （2）在其它条件都相同的情况下，两个物体温度相差越大，热传递就进行的越快； （3）热传递的方向总是从高温传向低温，不可逆转； （4）热传递的结果是各部分温度相同。 2 二、物态变化 1、六种物态变化 凝华（放热） 2、晶体的熔化 （1）晶体熔化过程的特点是：吸热且温度保持不变； （2）晶体熔化的条件：一是温度要达到熔点；二是要继续吸热； （3）图象涵义：AB 段表示熔化前，固态吸收热量，温度升高 BC 段表示熔化过程，固态逐渐减小，液态逐渐 增多，吸收热量，温度不变。 CD 段表示熔化后，液态吸收热量，温度升高。 3、汽化的两种方式 （1）比较： （2）沸腾 ①条件：一是温度要达到沸点；二是要继续吸热。 ②沸点与气压的关系：气压越大，沸点越高。 三、热能 加热时间 1、分子运动论的内容 物质是由分子构成的；分子永不停息地做无规则的运动；分子之间有相互作用的引力和斥力。 2、热能、热量和温度 （1）物体中大量分子做无规则运动所具有的能，叫做热能； （2）热量是物体在热传递过程中，吸收或放出热的多少，是物体改变热能的多少； （3）温度表示物体的冷热程度； （4）物体温度升高，热能增加；温度降低，热能减小。 3、改变热能的两种方法 做功 外界对物体做功，物体的热能增加（机械能 热 能） 方法 物体对外界做功，物体的热能减小（热 能 机械能） 热传递 物体吸收热量，热能增加（别的物体 物体） 物体放出热量，热能减小（物体 别的物体） 4、物质的比热 （1）比热是物质的一种特性。比热的定义式：C= Q 吸/（m △t ），物质的比热与物体的质量、体积、温度变化的大小等无关。水的比热是4.2×103焦/（千克·℃），水的比热比一般物质的比热要大。 （2）热平衡方程：①物体温度改变时，吸热和放热的计算公式： Q 吸 = c m ( t －t 0 ) Q 放 = c m ( t 0－t ) ②在热传递过程中，如果没有热量损失，高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量 Q 吸 = Q 放 四、热能的利用——热机 热机是把热能转化为机械能的机器。常见的有汽油机和柴油机。 汽油机和柴油机的比较 考查液体蒸发的特点；考查晶体的熔化图象；考查改变热能的方法；考查比热的概念；考查热传递的特点；考查热传递的三种方式；考查热平衡方程的运用；考查热学知识的运用。 转化 转化 热能转移 热能转移 第三节 热平衡方程与热平衡问题 两个温度不同的物体靠近时，会发生热传递。高温物体放出热量,温度降低,低温物体吸收热量，温度升高。当两者温度相同时，热传递停止，此时物体即处于热平衡状态。 1．热平衡方程 设高温物体的比热容为1c ，质量为1m ，初始温度为1 t ，低温物体的比热容为2c ，质量为2m ，初始温度为()221t t t <，当两者达到 热平衡时，共同温度为0t ，则可知201t t t <<。若不计能量损失，则 高温物体放出的热量Q 放等于低温物体吸收的热量Q 吸，即Q Q =吸放， 或()()11102202c m t t c m t t -=-,这即是两个物体热交换时的平衡方程,可解得t 11122212012c m t c m t m m t c c ++=，若已测得0t 的值,则可求得()() 11102202c m t t c m t t -=-，因此可以用这种方法测物体的比热容。 例1 （上海第5届初中物理竞赛复赛）温度不同的两个物体相互接触后将会发生热传递现象。若不计热量的损失,则当两物体达到热平衡状态时，它们的温度相同，且高温物体放出的热量等于低温物体所吸收的热量。现有三种不同的液体A ，B ，C ,它们的初温度分别为15℃，25℃,35℃。当A 和B 液体混合并到达平衡状态时,其平衡温度为21℃;当B 和C 液体混合并到达平衡状态时,其平衡温度为32℃。求A 和C 液体混合并到达平衡状 态时的平衡温度。 分析与解 设A ,B ,C 三种液体的比热容分别为1c ，2c ，3 c ;质量分别为1m ，2m ,3m 。则A 与B 混合时，有()()1122 21152521c m c m -=-℃℃℃℃，即112223c m c m =；B 与C 混合时，有()()223332253532c m c mc -=-℃℃℃℃，即332273 c m c m =；当A 与C 混合时,设热平衡后的温度为t ，则有()()1133 1535c m t c m t -=-℃℃,将以上各式代入，可解得30.56t =℃。 例2 (上海第27届大同杯初赛改编）将一杯热水倒入盛有冷水的容器中,冷水的温度升高了10℃，再向容器内倒入一杯相同质量和温度的热水，容器中的水温又升高了6℃.则： （1）一杯热水与容器中原有的冷水质量之比为________。 （2）热水与容器中原有的冷水的温差为________℃。 （3）如果继续向容器中倒入一杯同样的热水，则容器中的冷水水温会继续升高________℃. 分析与解 不妨设容器中原有冷水的质量为M ，温度为1 t ，一杯热水质量为m ，温度为2 t ，第一次倒入热水平衡后，水温均变为110t +℃，冷水温度升高了10℃,热水温度降低了()21 10t t -+℃，由吸热等于放热,有 ()211016cM cm t t ⋅=-+⎡⎤⎣⎦ ① 第二次倒入热水平衡后，水温均变为116t +℃，冷水温度再次升高 了6℃,热水温度降低了()21 16t t -+℃，有初中物理竞赛专题--滑轮
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