物理热学问题的专项培优练习题(含答案)

一、初中物理热学问题求解方法

1．某款电磁炉广告称该款电磁炉的热效率可达65％以上，具有节能、高效的特点。在一次综合实践活动中，“好奇”小组想测量该款电磁炉的加热效率以验证其广告的准确性，于是他们找来一台全新的电磁炉，包装盒中产品参数数据如下表所示：

(1)若电磁炉正常工作20min ，刚好将锅内5kg 、20℃的水，加热到80℃，求此电磁炉烧水时的效率[已知c 水＝4.2×103J/(kg·℃)]；

(2)小明家装有如图乙所示的电能表，某个时间段，仅有此电磁炉工作，在3min 内电能表表盘转了210圈，求此时电磁炉的实际功率。 【答案】(1)70%；(2)1400W 【解析】 【分析】

(1)知道水的质量、水的比热容、水温度的变化，利用吸热公式求水吸收的热量；已知电磁炉正常工作时的功率和通电时间，利用W

Pt =计算消耗的电能；水吸热为有用的能量，

电流消耗的电能为总的能量，据此求电磁炉的效率。

(2)若仅有此电磁炉工作时观察电能表，在3min 内电能表表盘要转了210圈，利用电能表的参数“3000r/(kW ·h)”求电磁炉工作3min 消耗的电能；利用W

P t

=求电磁炉的实际功率。 【详解】 (1)水吸收的热量

360(4.210J/kg 5kg 80201J ((.2)10))6Q cm t t =-=????-=?吸℃℃℃

电磁炉正常工作20min ，消耗的电能

61500W 2060s 1.810J W Pt ==??=?

则此电磁炉烧水时的效率

66

1.2610J 100%100%70%1.810J

Q W η?=?=?=?吸 (2)3min 内电路中消耗的电能

210r

0.07kW h 3000r/(kW h)

W '=

=??

电磁炉的实际功率

0.07kW h

1.4kW 1400W

3h 60

W P t '?=

==='实 答：(1)此电磁炉烧水时的效率是70%；(2)此时电磁炉的功率为1400W 。

2．做“观察水的沸腾”的实验时，某实验小组在我市做“观察水的沸腾”的实验，在实验时，有下列温度计可供选择：

A ．体温计

B ．水银温度计（量程为-10℃～110℃）

C ．家用寒暑表（量程为-20℃～60℃）

D ．酒精温度计（量程为-80℃～50℃） （1）根据这个实验的要求,应选用哪支温度计？答：_______

（2）在试验中，观察到水沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同，如图a 、b 所示. 小组记录的实验数据如表： 时间/min … 4 5 6 7 8 温度/℃ … 90 91 93 97 98 时间/min 9 10 11 12 13 … 温度/℃

98

101

98

98

98

…

（3）如图_______是水在沸腾时的情况.

（4）从记录的数据可得出的实验结论是：水沸腾过程中继续对它加热，水的温度将会_______；该实验的数据纪录中明显错误的是_______min 时刻．试分析引起这个明显误差的可能的原因：_______．

（5）在实验中他们也发现了一个问题，水从开始加热到沸腾的这段时间过长，造成这种现象的原因可能是_______．（给出一种原因即可）

（6）酒精灯拿走后，杯中水又沸腾了一小会是因为_______． （7）烧杯上加一个有孔硬纸板的作用是_______．

【答案】B a 不变 10 读数错误 水的质量大 石棉网有余热，温度高于水的沸点，水继续吸热 减少散热损失 【解析】 【详解】

(1)[1]水沸腾时，在1标准大气压下，它的温度为100℃，测量它的温度，体温计不合适，家用寒暑表不合适，因为它的最高温度只能达到60℃，酒精温度计不合适，因为它的最高温度只能达到50℃，水银温度计合适，它的最高温度能达到110℃，故选B ；

(3)[2]水在沸腾时，它的温度均匀，气泡从底端升到水面的过程中，液体的压强越来越小，那么气泡越来越大，那么a图应该是水在沸腾时的情况；

(4)[3]从数据可以看到，第8、9、11、12、13min时，它的水温保持不变，也就是水沸腾过程中继续对它加热，水的温度将会不变；

[4]第10min时，它的温度是101℃，和第9min、11min时的温度不一样，这是很明显的错误；

[5]引起这个明显误差的可能的原因是读数读错了；

(5)[6]造成这种现象的原因可能是水太多了，水的质量大，需要更长的时间升温，也有可能是水的初温太低，升温需要更长时间；

(6)[7]酒精灯拿走后，杯中水又沸腾了一小会是因为石棉网有余热，温度高于水的沸点,热量从石棉网传递到水，水又继续沸腾；

(7)[8]烧杯上加一个有孔硬纸板的作用是减少热量传递到空气，导致热量损失．

3．如图甲所示，是“探究物质的熔化规律”的实验装置。实验时先将固体物质和温度计分别放入试管内，再放入大烧杯的水中，观察固体的熔化过程。

（1）固体熔化图象如图丙所示，物质在熔化过程中，温度_____，此时温度如图乙所示，读数方法正确的是_____（填“A”“B”或“C”），该物质是_____（填“晶体”或“非晶体”）。（2）实验时若温度计的玻璃泡碰到试管底部，则测得试管内物质的温度值偏_____。

【答案】保持不变 B 晶体高

【解析】

【详解】

(1)[1][2][3]由图乙知，A 俯视，读数会偏大，C 仰视，读数会偏小，B 读数方式正确；由于该物质在熔化过程中，温度保持不变，所以是晶体；

(2)[4]实验时若温度计的玻璃泡碰到试管底部，温度计的示数会受烧杯底部的影响，则测得试管内物质的温度值偏高。

4．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 3

J 2.810/kg ?(℃) 【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，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：

4.5min 3

3min 2

Q Q =

=水吸油吸

则由Q cm Δt =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：

32

c Q c Q =

=水水吸油

油吸

解得：

332J 2

4.210/kg 2.810/kg 3

J 3c c ??===??油水(℃)(℃)

5．如图甲是“探究海波熔化时温度的变化规律”的实验装置。

（1）如图乙所示温度计的示数为_________℃；

（2）如图丙所示是根据实验数据描绘出的海波温度随时间变化的图像。海波熔化过程对应图像中的__________段（选填“AB ”或“BC ”），其熔点为_______℃；

（3）用质量为m 1的海波做实验，绘制出海波的温度随时间变化的图像如图丁中的a 所示。若用相同的热源，用质量为m 2(m 2>m 1)的海波做这个实验，得到的图像可能是图丁中的_______（选填“b ”“c ”或“d ”）；

（4）利用上述实验中的器材来“探究水的沸腾”，还需要一个中间有孔的硬纸板，它的作用是_________。若正确操作实验，根据实验数据绘出水的温度随时间变化的图像如图戊所示。分析图像可获得的信息是_________________________（写出一条即可）。 【答案】46 BC 48 c 减少热量的散失 水的沸点是98℃ 【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1]从图乙可以看到，该温度计的分度值是1℃，它的读数是46℃。

(2)[2][3]海波是晶体，熔化过程温度不变，所以熔化过程对应图像中的BC 段，其熔点是48℃。

(3)[4]海波的质量变大，但是熔点是不变的，从图丁可看到，得到的图像可能是图丁中的c 。

(4)[5]这个硬纸板，它的作用是减少热量的散失。

[6]从图戊可看到，水在第4min 开始温度保持不变，可知水的沸点是98℃；并且知道水沸腾时，温度是不变的。

6．在“探究晶体熔化和凝固规律”的实验中，绘制出了如图2所示的图象。

（1）图1中所示温度计的示数是________℃；

（2）海波从开始熔化到完全熔化持续了________ min；

（3）图2中，海波的熔化过程是________段（用图中字母表示），此过程中海波________热（选填“吸”或“放”）；

（4）图2中，海波在D点是________态，在G点是________态（均选填“固”或“液”）。

－℃ 3 BC吸液固

【答案】4

【解析】

【分析】

【详解】

－℃；

(1) [1]图1可知温度为零下，其示数为4

(2)[2]图2可知海波从3min开始熔化，到6min熔化结束，持续了

t；

=6min-3min=3min

(3)[3]海波是晶体，熔化时有一定的熔化温度。图2中，海波的熔化过程是BC段；

[4]熔化需要吸收热量；

(4)[5]图2中CD是液态，所以海波在D点是液态；

[6] 图2中FG段是凝固后的固态，所以G点是固态。

7．在探究热现象的实验中，小明用烧杯、试管、温度计、圆底烧瓶等器材进行了如下实验．

（1）小明用图甲所示的装置“探究冰熔化时温度的变化规律”，根据实验数据绘制了温度随时间变化的图象，如图乙所示，比较图乙中BC段与CD段可知，该物质在BC段处于

__________(选填“固态”“液态”或“固液共存”)状态，此过程中物质的温度______(选填“增加”“减少”或“不变”)

（2）在“观察水的沸腾”的实验中：

①装如图丙的实验装置时，对M、N两个铁圈高度的定位，_______（选填：需要/不需要）点燃酒精灯，先固定铁圈_________（选填M或N），再固定另一铁圈的高度；

②你指出图丙中实验操作错误之处是___________，改正错误后，继续实验.当水温升高到90℃时，每隔1min记录一次水的温度，直到水沸腾后再持续几分钟为止．数据记录如表：

③第3min温度计示数如图丁所示，此时水的温度是_____℃；上面戊图中的______（填“a”或“b”）是水在沸腾时的情况；

④在沸腾过程中，温度将_______(填“升高”、“降低”或“不变”)，有同学认为为了方便读出温度计的示数，将温度计从沸水中拿出来进行观察读数，则会导致所测温度偏

________(填“高”或“低”)；

（3）生活中使用的电烙铁的烙铁头是一种合金．所谓合金就是不同金属(也包括一些非金属)在熔化过程中形成的一种融合物或冷却后的固态．如表列出了几种金属的熔点和沸点(在标准大气压下)，其中难以与表中其他金属形成合金的是__________________．

【答案】固液共存不变需要 N 温度计的玻璃泡碰到了容器底部 96 a 不变低锌

【解析】

【详解】

(1)[1]该物质在BC段处于固液共存状态，是熔化过程；

[2]晶体熔化过程中，继续吸热，但温度不变，内能增加；

(2)①[3] [4]因要使酒精灯的外焰正好能给烧杯加热，所以需要先点燃酒精灯，组装实验仪器时，应根据酒精灯及其火焰的高度先固定铁圈N，再固定铁圈N上面的部分，这样可以避免重复调整；

②[5]由图知，温度计的玻璃泡接触了烧杯的底部，会导致测量结果偏高；

③[6]温度计的分度值是1℃，此时是零上，液柱上表面对准了90℃上面第6个小格处，读作96℃；

[7]a中气泡在上升过程中，体积逐渐增大，是因为水沸腾时上下温度一致，气泡在深度大

的水中受到的压强比在深度小的水中受到的压强大造成的，所以是沸腾时的现象，b中气泡在上升过程中体积逐渐减小，是因为下面的水比上面的水温度高，热胀冷缩的缘故，所以是沸腾前的现象．

④[8]液体沸腾时，不断吸收热量，温度保持不变；

[9]温度计从水中取出读数，由于空气温度低于液体温度，所以示数会下降，导致所测温度偏低；

(3)[10]由于金属锌的沸点低，小于其它金属的熔点，因此锌和其它金属无法完成液态时混合．

8．小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”，同时又探究了“不同燃料燃烧的放热能力”，他设计了两组实验装置如图所示：

(1)你认为研究不同燃料燃烧放热能力应选用_______组器材（选填“甲”、“乙”）。

(2)甲组实验是通过________来反映物质吸收热量的多少。

(3)甲组实验中，正确操作后收集到如下实验数据，在图丙中画出水的温度随时间变化的图像____________。

加热时间/min01234

沙子2025293439

温度/℃

水2021222324

(4)甲实验中，需要控制某些变量，以下做法多余的是________

A．采用完全相同的加热方式

B．采用酒精灯加热时，酒精灯里所加的酒精量相同

C．取相同质量的水和沙子

D．盛放水和沙子的容器相同

(5)乙组实验中，将质量相等的两种燃料A和B放入燃烧皿中，点燃后对质量相等、初温相同的水加热，燃烧相同的时间后发现B加热的水升温多，此时________（“能”或“不能”）说明B燃料的热值大。

【答案】乙加热时间的多少见解析所示 B 不能。

【解析】

【分析】

(1)研究不同燃料燃烧放热能力，应选用不同的燃料。

(2)加热时间的长短反映物质吸收热量的多少。

(3)根据表中实验数据在坐标系内描出对应的点，然后作出图像。

(4)在“比较水与沙子吸收热量时温度升高的快慢”实验中，影响水和沙子升温快慢的因素有质量、物质的种类、加热的热源等，同时要求实验时的容器等也应该相同，据此做出判断。

(5)根据A、B的燃烧情况分析。

【详解】

(1)[1]研究不同燃料燃烧放热能力应用不同的燃料，加热相同的物质，因此选乙组器材。

(2)[2]甲组实验，相同的加热装置，可以通过加热时间的多少来反映物质吸收热量的多少。

(3)[3]根据表中实验数据在坐标系内描出对应的点，然后作出图像，如图所示：

(4)[4]A．实验中，应采用完全相同的加热方式，保证在相同的时间内提供相同的热量，则有必要，故A不符合题意；

B．实验中，酒精灯里所加的酒精量对升温的快慢不会造成影响，属多余的量，故B符合题意；

C．实验中，必须取相同质量的水和沙子，符合控制变量法的要求，则有必要，故C不符合题意；

D．实验中，盛放水和沙子的容器也会影响其吸热与升温的情况，故应使容器保持相同，则有必要，故D不符合题意。

故选B。

(5)[5]将质量相等的两种燃料A和B放入燃烧皿中点燃后，由于不清楚两种燃料的燃烧情况和燃烧的质量，发现B加热的水升温多，可能是火焰大造成的，故无法判定热值的大小。【点睛】

研究比热容和热值的实验，要知道两实验都采用了控制变量法和转换法，两种方法都是初中物理常用的研究方法，注意理解体会两种实验方法的精髓所在。

9．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W表示电功，用Q表示

=，J即为热功当量。利用如这一切所对应的热量，则功和热量之间的关系可写成W JQ

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量为m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1t，闭合开关，调节滑片得到合适的电流电压，并记录为I、U。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t和末温2t。（4）计算出热功当量J=__________（用题中所给字母表示，水比热容用c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。

t012345

/min

水20℃25℃30℃36℃40℃45℃

煤油20℃30℃40℃50℃60℃71℃

（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 (

)

21UIt t cm t - A 串联 温度计示数的变化 ()3

2.110J/kg C ???

【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m 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W UIt =，()21Q cm t cm t t =?=-，W JQ =，则热功当量

()

21W UIt J Q t cm t =-=

(5)[4][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，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

Q c m t Q c m t =?==?水水水煤油煤油煤油

代入数据可得

()32.110J /kg C c =???煤油

10．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：

6561.51210J 8.410J 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＝

662.35210J

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%。

11．小明猜想水中加入别的物质后，一定会对水的凝固点产生影响，为了验证这一猜想，他将一些盐放入水中，并把盐水用容器盛好放入冰箱，研究盐水的凝固过程。每隔一定时间，小明就观察盐水状态、测出温度，并将凝固过程记录的温度数据画成了凝固图像，如图甲。如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中如图乙，则下列说法正确的是

A．由甲图可知，盐水的凝固点为2℃

B．由甲图可知，盐水的凝固过程用时20min

C．乙图中，试管中冰水混合物中的冰会变少

D．乙图中，烧杯中盐冰水混合物中水会变多

【答案】D

【解析】

【详解】

A．由甲图可知，温度保持不变的温度是-2℃，故该盐水的凝固点是-2℃，故A错误；B．由甲图可知，盐水的凝固过程用时

20min-10min=10min

故B错误；

CD．冰水混合物的温度是0℃，而盐冰水混合物的温度是-2℃，所以冰水混合物会向盐冰水混合物放热，冰水混合物中的水会达到凝固结冰的条件，故冰水混合物中的冰会变多，而盐冰水混合物吸收热量熔化，烧杯中盐冰水混合物中水会变多，故C错误，D正确。

12．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3.6×104N，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 kg，求此过程中发动机的机械效率。（燃油热值q取4.6×10 7J/kg）

【答案】(1)3.6×104N；(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Q mq =算出燃料完全燃烧放出的热量，根据s vt =算出移动的距离，根据W Fs = 算出发动机传递给飞机的推进功，根据100%W Q η=?推力放

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

43.610N f F ==?

(2)燃料完全燃烧放出的热量

7101800kg 4.610J/kg 8.2810J Q mq ==??=?放

发动机巡航的距离为

920km/h 0.5h 460km 460000m s vt ==?==

飞机的推进功（推力所做的功）

4103.610N 460000m 1.65610J W Fs ==??=?推力

发动机的推进效率

10101.65610J 100%100%20%8.2810J

W Q η?=?=?=?推力放

答：(1)飞机水平匀速巡航时，受到的阻力是3.6×104N ；(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。

13．某小型汽油发电机外形如图所示，其实质是利用一个汽油机带动一个发电机来发电．该发种电机铭牌部分数据如下表所示，根据表中的数据求：

（1）在允许的连续运行时间内，发电机以额定功率输出，能够提供的电能是多少度？ （2）已知汽油的热值是q ＝4.6×l07J/kg ，密度是0.71×103kg/m 3，设该汽油机的效率为35%，则该汽油发电机油箱的容积至少需要多大？ （3）汽油发电机将内能转化为电能的效率是多少？ 【答案】（1）40（2）20.9L （3）21.1% 【解析】 【分析】

(1)已知发电机的额定功率和连续工作时间，根据公式W

P t

=的变式，可求发电机能够提供的电能；

(2)已知汽油的热值和效率，根据公式100%100%P t W Q Vq

ηρ=?=?机有用

放可求消耗的汽油体积；

(3)先计算出1小时产生的电能，已知产生的电能和机械能，二者之比就是汽油发电机将内能转化为电能的效率。 【详解】

(1)发电机能够提供的电能

5kW 8h 40kW h 40W P t ==?=?=电电度

故能够提供的电能是40度。 (2)根据W

P t =

，m V

ρ= ，Q mq =放得，汽油机的效率 100%100%P t W Q Vq

ηρ=

?=?机有用

放 则油箱的最小容积：

33

337

8.310W 83600s 0.0209m 20.9L 0.7110kg/m 35% 4.610J/kg

P t

V q ρη???====????机 故油箱的最小容积为20.9L 。

(3)汽油发电机将内能转化为电能的效率

-33337

100%100%5000W 83600s

100%20.910m 0.7110kg/m 4.610J/kg 21.1%

W Q P t Vq

ηρ=

?=???=

??????=电

放

电

则汽油发电机将内能转化为电能的效率为21.1%。

答：(1)在允许的连续运行时间内，发电机以额定功率输出，能够提供的电能是40度； (2)该汽油发电机油箱的容积至少需要20.9L ； (3)汽油发电机将内能转化为电能的效率是21.1%。

14．国家“学生饮用奶计划”交流会在福建省福州市召开，如所示是一种学生饮用奶，它的净含量为200 mL ，若它的密度为1.25×103 kg/m 3，比热容为4.0×103 J/（kg·

℃），冬天饮用时把它从10 ℃加热到40 ℃需要吸收_____J 的热量；在加热过程中，温度升高，内能_____（选填“增加”或“降低”）。 【答案】3×104 增加 【解析】 【分析】 【详解】 [1]牛奶的体积为

-43=200mL=210m V ?

牛奶的质量为

333-4=210m =0.25kg 1.2510kg/m m V ρ=???

牛奶吸收的热量

()()34=410J/kg 0.25kg =310J 40 -10 Q cm t =??????吸℃℃℃

则牛奶吸收的热量为3×104J 。

[2]在加热牛奶的过程中，牛奶因为吸收热量，所以内能增加。

15．如图所示，某单缸四冲程汽油机工作状态如图所示，此时的能量转化是__________；若飞轮的转速为1800r/min ，该汽油机每秒共经历了______________个冲程；汽油机工作时利用水循环将热量从高温的发动机自发转移到低温的水，这一现象说明_____________。

【答案】机械能转化为内能 60 能量的转移具有方向性 【解析】 【分析】 【详解】

[1]从图中可看到，进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，这是压缩冲程，能量转化是机械能转化为内能。

[2]由题意可知，飞轮每秒转数是

1800r 1800r

30r/s 1min 60s

== 飞轮转两转，汽油机经历一个工作循环，即经历4个冲程，1s 内转30r ，经历的冲程数量是

304

602

n ?=

= [3]热量能够从高温的物体转移到低温的物体，汽油机工作时利用水循环将热量从高温的发动机自发转移到低温的水，这一现象说明能量的转移具有方向性。

16．如图所示的装置是我国古代劳动人民发明的提物工具——“差动滑轮”，俗称“神仙葫芦”。它的上半部分是由固定在一起的半径分别为r 和R 的两个齿轮组成， 能绕中心轴 O 转动，下半部分是一个动滑轮。封闭的链条绕过滑轮，动滑轮下面悬挂着质量为 M 的重物，已知 r :R =1:4。悬挂动滑轮的链条处于竖直状态，滑轮与链条的重力及轴 O 处的摩擦均忽略不计。现用大小为 F 的拉力以速率 v 匀速拉动链条。则错误的判断是（ ）

A ．悬挂动滑轮的链条每根弹力大小都为1

2

Mg B ．拉力F 的大小为

1

3

Mg C ．重物上升的速率为3

v D ．拉力F 的功率为1

4

Mgv 【答案】D 【解析】 【详解】

A ．由于有两条链条悬挂动滑轮，滑轮与链条的重力及轴O 处的摩擦均忽略不计，重物的重力为Mg ，那么链条每根弹力大小都为

1

2

Mg ，A 正确，不合题意； B ．可知拉力F 做的功转化为重物的重力势能，物体上升h ，那么力F 的作用端移动的距离为3h ，可以知道拉力做的功为F 3W F h =?，重物增加的重力势能为Mgh ，即

3F h Mgh ?=

拉力1

3

F Mg =

，B 正确，不合题意； C ．以速率 v 匀速拉动链条，那么重物上升的速度为13

v ，C 正确，不合题意； D ．拉力F 的功率

1

3

P Fv Mg v ==?

D 错误，符合题意。

17．下列关于内能说法正确的是（ ） A ．0℃的物体内能为零 B ．热量总是从内能大的物体向内能小的物体

传递

C ．温度高的物体比温度低的物体内能大

D ．物体内能增大，温度可能不变 【答案】D 【解析】 【详解】

A ．一切物体，不论温度高低，都具有内能，所以0℃的物体内能不为零，A 错误；

B ．热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，内能大的物体温度可能较低，那么热量就可能是从内能小的物体向内能大的物体传递，B 错误；

C ．温度高的物体内能不一定大，内能还和质量、状态有关，C 错误；

D ．物体内能增大，温度可能不变，比如说0℃的冰熔化为0℃的水后，质量不变，温度不变，但是吸收了热量，内能变大，D 正确。

18．小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量相等的水和另一种液体进行对比实验，并用图象对实验数据进行了处理，如图所示实验中，水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图像可以得（已知c c >水液体）

A ．乙物质是水

B ．另一种液体的比热容为8.4×103J/（kg·

℃） C ．甲的放热能力比乙强 D ．乙比甲更适合作汽车发动机的冷却液

【答案】C 【解析】 【详解】

A ．由题意可知，在相同时间内水和另一种液体放出的热量相等，由题中的图象可以看出，乙液体的温度降低的快，甲液体温度降低慢；根据热量的计算公式Q cm t =?放可知，在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下，温度降低得多的比热容小；所以甲液体的比热容大，所以甲液体是水；故A 项不符合题意；

B ．由题图可知：甲乙两种液体的初温是60℃，放热15分钟后甲液体的末温是40℃，乙液体的末温是20℃，则水放出的热量：

34.210J/kg 6040Q c m m t ==?????-水水水水水放（℃）（℃℃）；

乙放出的热量：

6020t Q c m c m ==-???乙乙乙乙乙放乙（℃℃）；

而水和乙液体的质量相同，即m m =乙水；在相同时间内水和另一种液体放出的热量相等，则有：

34.210J/kg 60406020m c m ????-=??-乙乙水（℃）（℃℃）（℃℃）；

解得，3

2.110J/kg c =??乙（℃）；故B 项不符合题意；

C ．由于甲液体的比热容大，所以甲的放热能力比乙强，故C 项符合题意；

D ．由于水的比热容比较大，所以水比较适合用作发动机的冷却液；即甲比乙更适合作汽车发动机的冷却液；故D 项不符合题意。

19．下表列出了部分金属的熔点和沸点（在标准大气压下），根据表中的数据，下列说法中正确的是（ ） 物质 水银 金 铜 钢 钨 熔点（℃）

-39

1064

1083

1515

3410

沸点（℃）3572500236027505900

A．金块在“钢水”中不会熔化

B．在-40℃时，不能使用水银温度计测量温度

C．表中所列出的金属，沸点都可以用水银温度计测量

D．因为钨的沸点比较高，所以白炽灯里的灯丝是用钨制成的

【答案】B

【解析】

【详解】

A．“钢水”的温度达到1515℃，金块的熔点只是1064℃，低于“钢水”的温度，金块会熔化，A错误；

B．水银的熔点和凝固点是相同的，它在-39℃时凝固，在-40℃时，已经是固态，所以这种情况下不能使用水银温度计测量温度，B正确；

C．表中所列出的金属，除了水银，沸点都大于357℃，357℃是水银的沸点，这些温度都已经超过了水银的沸点，所以说不可以用水银温度计测量，C错误；

D．白炽灯里的灯丝是用钨制成，这是因为钨的熔点高，长时间通电温度很高，钨都不会熔化，D错误。

20．如图甲所示是小敏同学在做“探究水的沸腾”实验时的装置，从85℃开始，每隔1 min记录一次温度计的示数，直到水沸腾一段时间为止。

（1）实验中小敏发现温度计示数上升较慢，为了使温度计示数上升得快些，她应

_________。

（2）如图乙所示是3 min时小敏小组的温度计示数，则此时烧杯中水的温度为____℃。（3）小敏的其他实验记录数据如下表：

时间

01234567891011 /min

温度/℃8586879193959799101101101