初中物理热学解题方法与技巧

所属专题: 初中物理

初中物理热学解题方法与技巧

热学知识点

温度与温度计

温度:表示物体的冷热程度。
温度计:
工作原理:根据液体热胀冷缩的性质制成。
使用方法:使用前要观察温度计的量程和分度值;测量时,玻璃泡要全部浸入被测液体中,不能碰到容器底或容器壁;待示数稳定后再读数,读数时玻璃泡要继续留在被测液体中,视线要与温度计中液柱的上表面相平。

物态变化

熔化和凝固

熔化:物质从固态变成液态的过程,熔化吸热。晶体熔化时温度保持不变,这个温度叫做熔点;非晶体熔化时温度不断升高,没有固定的熔点。
凝固:物质从液态变成固态的过程,凝固放热。晶体凝固时温度保持不变,这个温度叫做凝固点,同一晶体的熔点和凝固点相同。

汽化和液化

汽化:物质从液态变为气态的过程,汽化吸热,有蒸发和沸腾两种方式。蒸发是在任何温度下都能发生的、只在液体表面进行的缓慢汽化现象;沸腾是在一定温度下、在液体内部和表面同时进行的剧烈汽化现象,液体沸腾时的温度叫做沸点。
液化:物质从气态变为液态的过程,液化放热。使气体液化的方法有降低温度和压缩体积。
升华和凝华
升华:物质从固态直接变成气态的过程,升华吸热,例如樟脑丸变小、冰冻的衣服变干等。
凝华:物质从气态直接变成固态的过程,凝华放热,例如霜、雪、雾凇的形成等。

内能

内能的概念:物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和,一切物体在任何情况下都具有内能。

内能的改变

做功:对物体做功,物体的内能增加;物体对外做功,物体的内能减少。做功改变物体内能的实质是内能与其他形式能的相互转化。
热传递:是热从温度高的物体传到温度低的物体,或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。热传递的条件是存在温度差,热传递的实质是内能的转移。
比热容:单位质量的某种物质,温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容,比热容是物质的一种特性,用符号表示,单位是℃。水的比热容较大,为℃,这一特性使得水在调节气候、冷却和取暖等方面有广泛的应用。
热量的计算:,其中表示热量,表示比热容,表示质量,表示温度的变化量。吸热时,;放热时,,是初温,是末温。
热机
热机的工作原理:利用内能做功,将内能转化为机械能。
内燃机的工作过程:包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程。在压缩冲程中,机械能转化为内能;在做功冲程中,内能转化为机械能。
热机的效率:用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,公式为
。提高热机效率的途径有:使燃料充分燃烧、减少各种热量损失、减小摩擦等。

能量的转化和守恒定律

能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。

中考热学题型知识点分析

知识点 真题 考查率
温度
(概念、单位、测量)
[时间+地区]
1、2023·湖南常德)如图所示,温度计的示数为 ℃。
2、2023·北京)小强在小瓶里装满带颜色的水,在橡皮塞上插进一根细玻璃管,使橡皮塞塞住瓶口,这就做了一个简易温度计,如图甲所示。小强将简易温度计分别放入温度不同的水中,观察到细管中液面的位置如图乙、丙所示,则图 所反映的是放入温度较低的水中的情况。
 
熔化与凝固
(概念、晶体非晶体、图像)
(2023·吉林)放在饮料中的冰块会越来越小,这个现象中包含的物态变化过程是( )
A.汽化 B.熔化 C.液化 D.凝华
(2023·广西)“滴水成冰”描述的是下列物态变化中的(  )
A.凝华 B.升华 C.熔化 D.凝固
(2023·北京)将某种金属制成的勺放入15℃的水中,金属勺没有熔化;将该金属勺放入45℃的水中,发现金属勺逐渐熔化。该金属的熔点可能是(  )
A.10℃ B.30℃ C.50℃ D.60℃
2023·湖南长沙)环卫工人往结冰的桥面撒盐加快冰的熔化,激发了小明探究盐水凝固点的兴趣。他把两杯浓度不同的盐水放入冰箱冷冻室里,当杯内的盐水中出现冰块时测量它们的温度,温度计的示数如图所示(每支温度计的单位都是摄氏度),图乙中温度计的示数为 ()℃,从实验现象可知,盐水的浓度越高,其凝固点越() 。
 
汽化(特点、影响因素)
液化(方法、常见现象)
2023·湖南长沙)古诗“荷风送香气,竹露滴清响”中,竹叶上出现露珠是(  )
A.熔化现象 B.液化现象 C.凝华现象 D.汽化现象
(2023·黑龙江龙东)下列物态变化中,属于液化现象的是(  )
A. 壶口“白气” B. 浓雾消散
C. 冰雕变小 D. 冰雪消融
 
升华
凝华
(2023·辽宁本溪)小明帮妈妈从冰箱中取出一块结满霜的冻肉,在肉上撒了一些盐,肉很快就“解冻”了,同时观察到盛肉的碗上出现了水珠,下列说法正确的是(  )
A.肉表面结霜是凝固现象 B.冻肉熔化需要吸收热量
C.撒盐可以提高冰的熔点 D.水珠是水蒸气汽化形成的
(2023·黑龙江齐齐哈尔)下列物态变化现象中,需要放热的是(  )
A. 湿手被吹干 B. 冰袋中的冰变成水
C. 樟脑丸消失 D. 口中呼出的“白气”
 
分子热运动
(物质构成、影响因素、分子作用力)
   
内能
(定义、影响因素、改变方式(做功、热传递))
   
比热容
(定义、意义、吸热放热公式)
   
热机
(定义、原理)
   
汽油机、柴油机    
热机效率
(定义、提高方法)
   
能量守恒定理
(内容、体现)
   
综合应用
 
   
     
*考查率根据往年中考物理试卷中此知识点考查题数量占试卷总题数的概率
 

知识点所涉及到的题型及解决方法

[@1]
 
以下是河北中考物理热学部分常考知识点、真题、考查点及解题方法的分类总结:
 

一、物态变化

 

(一)真题示例

 
  1. (20XX 年河北中考)下列物态变化中,属于液化的是( )
    • A. 初春,冰雪融化汇成溪流
    • B. 深秋,清晨草叶上出现白霜
    • C. 夏天,冰箱里取出的饮料瓶 “出汗”
    • D. 冬天,背阴处的雪没熔化却变少
 
考查点:对物态变化类型中液化现象的判断。
 
解题方法
 
  • 首先明确液化是物质由气态变为液态的过程,且液化过程会放热。
  • 选项 A 中冰雪融化是固态变为液态,属于熔化;选项 B 中白霜是气态直接变为固态,属于凝华;选项 C 中饮料瓶 “出汗” 是因为空气中的水蒸气遇到冷的饮料瓶液化形成小水滴,属于液化;选项 D 中雪没熔化却变少是固态直接变为气态,属于升华。答案为 C。
 
  1. (20XX 年河北中考)如图所示的物态变化实例中,由于熔化形成的是( )
 
(给出冰化成水、湿衣服晾干、霜的形成、雾凇的形成四幅图)
 
考查点:对物态变化中熔化现象的判断,通过实例图片来考查。
 
解题方法
 
  • 明确熔化是固态变为液态的过程。
  • 冰化成水是固态的冰变成液态的水,属于熔化;湿衣服晾干是液态水变为气态水蒸气,属于汽化;霜和雾凇的形成都是气态直接变为固态,属于凝华。所以答案是冰化成水对应的图。
 

(二)知识点总结

 
  • 液化是气态→液态,常见的液化现象有:烧水时壶嘴冒出的 “白气”(水蒸气遇冷液化)、夏天从冰箱里拿出的冰棍周围冒 “白气” 等。
  • 熔化是固态→液态,像金属冶炼时固态金属原料变成液态金属、春天河面上的冰逐渐化成水等都是熔化现象。
 

二、比热容

 

(一)真题示例

 
  1. (20XX 年河北中考)用相同的电加热器分别对质量相等的 A 和 B 两种液体加热(不计热量损失),如图是 A 和 B 的温度随加热时间变化的图象。下列说法正确的是( )
 
(给出 A、B 两种液体温度随时间变化的折线图)
 
  • A. A 的比热容与 B 的比热容之比为 2∶1
  • B. A 的比热容与 B 的比热容之比为 2∶3
  • C. 都加热 t 时间,B 吸收热量比 A 吸收热量多
  • D. A 和 B 升高相同的温度,B 吸收热量较多
 
考查点:通过温度 - 时间图象考查对比热容概念的理解和比热容大小的比较。
 
解题方法
 
  • 根据比热容公式,在相同电加热器加热且不计热量损失的情况下,相同时间内两种液体吸收热量相同,即
  • 由图象可知,在相同时间 t 内,A 升高的温度与 B 升高的温度之比为,质量 m 相同,因为,所以,则,A 选项错误,B 选项正确。
  • 因为相同时间内吸收热量相同,所以 C 选项错误。
  • 从图象可知,升高相同温度时,A 需要的时间短,即 A 吸收热量少,B 吸收热量多,D 选项正确。答案为 BD。
 
  1. (20XX 年河北中考)沿海地区昼夜温差比同纬度的内陆地区______,是因为水的比热容比沙石的比热容______(均选填 “大” 或 “小”)。
 
考查点:考查对比热容特性的理解及其对昼夜温差影响的应用。
 
解题方法
 
  • 水的比热容大,在吸收或放出相同热量时,水的温度变化比沙石小。
  • 沿海地区水多,在白天,相同太阳辐射下,水和沙石都吸热,水温度升高得少;在夜晚,都放热,水温度降低得少,所以沿海地区昼夜温差比同纬度内陆地区小。答案依次为小、大。
 

(二)知识点总结

 
  • 比热容反映物质吸放热能力,不同物质比热容一般不同,常见物质中水的比热容较大。
  • 在比较比热容大小时,可根据变形公式进行分析,在质量 m 和吸收或放出热量 Q 相同时,温度变化越小,比热容 c 越大。
 

三、内能

 

(一)真题示例

 
  1. (20XX 年河北中考)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
    • A. 物体的温度升高,内能一定增加
    • B. 物体的内能增加,一定是从外界吸收了热量
    • C. 物体的温度越高,含有的热量越多
    • D. 物体吸收了热量,温度一定升高
 
考查点:考查对内能、温度、热量概念及其关系的理解。
 
解题方法
 
  • 内能与物体的温度、质量和状态有关,物体温度升高,内能一定增加,A 选项正确。
  • 物体内能增加,可能是从外界吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,B 选项错误。
  • 热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,C 选项错误。
  • 物体吸收热量,温度不一定升高,例如晶体熔化过程,吸收热量但温度不变,D 选项错误。答案为 A。
 
  1. (20XX 年河北中考)如图所示,在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉,迅速向下压活塞,硝化棉就燃烧起来。这是因为活塞压缩空气做功,使空气的( )
 
(给出活塞下压,硝化棉燃烧的示意图)
 
  • A. 内能增大,温度升高
  • B. 内能增大,温度降低
  • C. 内能减小,温度升高
  • D. 内能减小,温度降低
 
考查点:考查通过做功改变物体内能这一知识点。
 
解题方法
 
  • 迅速向下压活塞,对空气做功,根据做功可以改变物体内能,且对物体做功,物体内能增加。
  • 空气内能增加,温度升高,当温度达到硝化棉的着火点时,硝化棉就会燃烧。答案为 A。
 

(二)知识点总结

 
  • 内能与温度有关,但温度不是决定内能的唯一因素,还与质量、状态有关。
  • 改变内能有做功和热传递两种方式,做功是能量的转化(如摩擦生热是机械能转化为内能),热传递是能量的转移(如热水袋取暖)。
 

四、热机与热效率

 

(一)真题示例

 
  1. (20XX 年河北中考)如图是四冲程汽油机工作过程中的一个冲程,下列关于该冲程及其能量转化判断正确的是( )
 
(给出一个冲程的示意图,可能是压缩冲程或做功冲程的图)
 
  • A. 做功冲程,将机械能转化为内能
  • B. 做功冲程,将内能转化为机械能
  • C. 压缩冲程,将机械能转化为内能
  • D. 压缩冲程,将内能转化为机械能
 
考查点:考查对四冲程汽油机工作冲程的判断及能量转化的理解。
 
解题方法
 
  • 观察冲程示意图,若气门都关闭,活塞向上运动,则为压缩冲程;活塞向下运动,则为做功冲程。
  • 压缩冲程是机械能转化为内能,做功冲程是内能转化为机械能。根据图中活塞的运动方向判断冲程类型,进而确定能量转化情况。答案为 BC(根据实际图判断选择)。
 
  1. (20XX 年河北中考)某汽车发动机的效率是 20%,如果它燃烧 1kg 汽油能对外做的有用功是______J。(汽油的热值为
 
考查点:考查对热机效率公式的应用和热量、功的计算。
 
解题方法
 
  • 根据热量计算公式(其中 m 为质量,q 为热值),1kg 汽油完全燃烧放出的热量
  • 由热机效率公式可得,有用功。答案为
 

(二)知识点总结

 
  • 四冲程汽油机包括吸气、压缩、做功、排气冲程,吸气冲程进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动;压缩冲程两气门关闭,活塞向上运动,机械能转化为内能;做功冲程两气门关闭,活塞向下运动,内能转化为机械能;排气冲程排气门打开,进气门关闭,活塞向上运动。
  • 热效率(q 为燃料热值),可根据这些公式进行相关计算。
 

五、温度与温度计

 

(一)真题示例

 
  1. (20XX 年河北中考)如图所示,温度计的示数为______℃。
 
(给出温度计示数图,可能是体温计、实验室温度计等)
 
考查点:考查温度计的读数。
 
解题方法
 
  • 先观察温度计的量程和分度值。
  • 若为实验室温度计,液柱在 0℃以下,读数时从下往上读,注意要包含负号;若为体温计,其分度值一般为 0.1℃,按照刻度读数。假设图中是实验室温度计,分度值为 1℃,液柱在 0℃以下第 3 格,示数为 - 3℃。答案根据实际图确定。
 
  1. (20XX 年河北中考)使用温度计时,下列说法正确的是( )
    • A. 体温计不能用来测量开水的温度
    • B. 可以用体温计测量冰水混合物的温度
    • C. 测量液体温度时,温度计应紧贴容器内壁
    • D. 测量液体温度时,把温度计放入液体中立即读数
 
考查点:考查温度计的正确使用方法。
 
解题方法
 
  • 体温计的量程一般是 35℃ - 42℃,开水温度远高于 42℃,所以不能测量开水温度,A 选项正确。
  • 冰水混合物温度为 0℃,低于体温计量程下限,不能用体温计测量,B 选项错误。
  • 测量液体温度时,温度计的玻璃泡不能紧贴容器内壁,否则测量结果不准确,C 选项错误。
  • 测量液体温度时,放入液体中要稍等一会儿,待示数稳定后再读数,D 选项错误。答案为 A。
 

(二)知识点总结

 
  • 温度计读数要先看清量程和分度值,视线与液柱上表面相平。
  • 温度计正确使用方法包括:测量前估计被测物体温度,选择合适量程的温度计;测量时温度计玻璃泡要全部浸没在被测液体中,不能接触容器底和容器壁;读数时待温度计示数稳定后再读等。

针对每一个知识点进行解题训练

[@2]
以下是根据上述知识点为你生成的练习题:
 

一、物态变化

 

(一)选择题

 
  1. 下列现象中属于凝华的是( )
    A. 冬天,室外冰冻的衣服干了
    B. 初春,早晨出现浓雾
    C. 夏天,洒在室内地上的水不见了
    D. 深秋,屋顶的瓦上结了一层霜
  2. 把一块 0℃的冰投入 0℃的水里(周围气温也是 0℃),过了一段时间( )
    A. 有些冰熔化成水使水增多
    B. 冰和水的数量都没变
    C. 有些水凝固成冰使冰增多
    D. 以上三种情况都可能发生
  3. 下列关于物态变化的说法中,正确的是( )
    A. 春天,河里冰雪消融,是升华现象
    B. 夏天,冰棍儿周围冒 “白气”,是汽化现象
    C. 秋天,早晨花草上出现的小露珠是熔化现象
    D. 冬天,温暖的车内窗玻璃会变模糊,是因为车内水蒸气液化
 

(二)填空题

 
  1. 舞台上常用干冰制造白雾,以渲染气氛,这种白雾是______(选填 “小水滴”“二氧化碳” 或 “水蒸气”),它是由干冰______(填物态变化名称)______(选填 “吸收” 或 “放出”)热量,使周围空气温度降低,空气中的水蒸气______形成的。
  2. 如图所示,将少量的碘晶体放在烧杯中,上口放一个灌有冷水的烧瓶,在烧杯下用酒精灯微微加热,这时烧杯中可看到有紫色的气体生成,这是碘的______现象;停止加热后,把烧瓶拿下来,可看见瓶底外壁有碘的晶体生成,这是碘的______现象。
 
(画出简单的实验装置示意图)
 
  1. 北方冬天的清晨,我们经常看到玻璃窗上有美丽的 “冰花”,这是______(选填 “室内” 或 “室外”)空气中的水蒸气遇冷______形成的,此过程要______(选填 “吸” 或 “放”)热。
 

(三)简答题

 
  1. 夏天,从冰箱里拿出的饮料瓶外会出现小水珠,而冬天从室外进入室内的眼镜片上也会出现小水珠,请分别解释这两种现象形成的原因。
  2. 用久了的灯泡为什么会变黑?请详细说明其物态变化过程。
 

二、比热容

 

(一)选择题

 
  1. 质量相等、初温相同的甲、乙两种不同液体,分别用两个完全相同的加热器加热,加热过程中,温度随时间变化的图线如图所示,根据图线可知( )
 
(给出甲、乙两种液体温度随时间变化的折线图)
 
A. 甲液体的比热容大
B. 乙液体的比热容大
C. 两种液体的比热容一样大
D. 无法判断
 
  1. 沿海地区同沙漠地区相比,昼夜温差小。其主要原因是( )
    A. 水的密度比沙石的密度小
    B. 水的比热容比沙石的比热容大
    C. 水的热量比沙石的热量大
    D. 水的内能比沙石的内能大
  2. 将质量相同的三块金属甲、乙、丙加热到相同的温度后,放到表面平整的石蜡上。经过一定时间后,观察到的现象如图所示。则三块金属的比热容( )
 
(给出甲、乙、丙三块金属放在石蜡上,石蜡熔化程度不同的示意图)
 
A. 甲最大
B. 乙最大
C. 丙最大
D. 一样大
 

(二)填空题

 
  1. 水的比热容为³,它的物理意义是______;若将 2kg 的水倒掉一半,则剩下的水的比热容是______;水结冰后它的比热容将______(选填 “变大”“变小” 或 “不变”)。
  2. 在比较不同物质吸热情况的实验中,选用了两个相同规格的电加热器分别给质量相同的水和食用油加热,得到如下数据:
 
物质 加热时间 /min 升高温度 /℃
6 20
食用油 3 20
 
由此可知,水和食用油吸收热量之比是______,若不考虑热量损失,两者的比热容之比是______。
3. 为了比较水和沙子吸热本领的大小,小明做了如图所示的实验:在两个相同的易拉罐中分别装入质量相等、初温相同的水和沙子,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录如下:
 
加热时间 /min 0 1 2 3 4
水的温度 /℃ 20 25 30 35 40
沙子的温度 /℃ 20 30 40 50 60
 
(1)在此实验中,用加热时间的长短来表示物质______。
(2)分析表中的实验数据可知:质量相等的水和沙子,升高相同温度时,水吸收的热量______(选填 “大于”“小于” 或 “等于”)沙子吸收的热量。
 
(画出简单的实验装置示意图)
 

(三)计算题

 
  1. 质量为 2kg 的某种物质,温度从 20℃升高到 40℃时,吸收的热量是,求这种物质的比热容是多少?
  2. 有一质量为 500g 的铜块,温度由 300℃降低到 80℃,放出的热量是多少?[铜的比热容是³]
  3. 一个热水袋内装有 1kg 的水,水温从 90℃降到 20℃,它放出的热量是多少?[水的比热容为³]
 

三、内能

 

(一)选择题

 
  1. 下列关于内能的说法中,正确的是( )
    A. 0℃的冰没有内能
    B. 同一物体,温度越高,内能越大
    C. 物体温度不变,内能一定不变
    D. 物体内能增加,一定是吸收了热量
  2. 下列实例中,通过做功的方式改变物体内能的是( )
    A. 用热水袋暖手,手的温度升高
    B. 用锯条锯木板,锯条的温度升高
    C. 两手相互摩擦,手的温度升高
    D. 用电钻给墙体打孔,钻头的温度升高
  3. 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
    A. 温度高的物体内能一定大,温度低的物体内能一定小
    B. 物体的内能与温度有关,只要温度不变,物体的内能就一定不变
    C. 内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
    D. 物体的温度越高,所含热量越多
 

(二)填空题

 
  1. 如图所示,在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团蘸了乙醚的棉花,把活塞迅速压下去,棉花燃烧起来。这是因为活塞压缩空气做功,使空气的内能______(选填 “增加” 或 “减少”),温度______(选填 “升高” 或 “降低”),达到棉花的______点,从而使棉花燃烧。
 
(画出活塞下压,棉花燃烧的示意图)
 
  1. 冬天,双手反复摩擦,手会感到暖和;用嘴对着双手 “呵气”,手也会感到暖和。前者是利用______方式增加了手的内能,后者是利用______方式增加了手的内能。
  2. 改变物体内能的方式有两种:。在热传递过程中,高温物体______热量,温度______,内能______;低温物体______热量,温度______,内能______。
 

(三)简答题

 
  1. 请简要说明在给自行车轮胎打气时,气筒壁会发热的原因。
  2. 从能量转化的角度,解释为什么用热水泡脚会让人感觉暖和。
 

四、热机与热效率

 

(一)选择题

 
  1. 如图所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图,其中属于做功冲程的是( )
 
(给出四冲程的四个示意图)
 
A. 图中进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动的冲程
B. 图中两气门都关闭,活塞向上运动的冲程
C. 图中两气门都关闭,活塞向下运动的冲程
D. 图中排气门打开,进气门关闭,活塞向上运动的冲程
 
  1. 关于热机效率,下列说法正确的是( )
    A. 热机效率越高,即热机做的有用功多
    B. 要提高热机效率,就要尽量减少各种能量损失,并且要保证良好的润滑
    C. 热机效率越高,即热机的功率越大
    D. 热机效率可以达到 100%
  2. 某单缸四冲程汽油机的转速为 3000r/min,则( )
    A. 该汽油机每秒钟对外做功 25 次
    B. 该汽油机每秒钟对外做功 50 次
    C. 该汽油机每秒钟完成 100 个冲程
    D. 该汽油机每秒钟完成 25 个冲程
 

(二)填空题

 
  1. 汽油机在______冲程中把内能转化为机械能;一台单缸四冲程汽油机,飞轮转速是 1200r/min,该汽油机每秒钟内完成______个冲程,做功______次。
  2. 已知某汽车发动机的效率为 30%,它在某段行驶过程中消耗了 2kg 汽油,若汽油的热值为,则这些汽油完全燃烧放出的热量是______J,汽车发动机输出的有用功是______J。
  3. 如图是某种内燃机工作时的能量流向图,该内燃机的热效率为______。
 
(给出一个能量流向图,标明总能量、有用机械能、废气带走能量、冷却水带走能量等的比例)
 

(三)计算题

 
  1. 一辆汽车以 72km/h 的速度匀速行驶 10min,消耗的汽油为 1.2kg。汽车匀速行驶时受到的牵引力 F = 1.2×10³N,汽油的热值 q = 4.6×10⁷J/kg。求:
    (1)这段时间内汽车牵引力做的功;
    (2)汽车发动机的效率。
  2. 某型号汽车发动机的额定功率为 6×10⁴W,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是 1800N。在额定功率下,当汽车匀速行驶时,求:
    (1)发动机所提供的牵引力大小;
    (2)行驶速度的大小;
    (3)行驶 5min 牵引力所做的功。
  3. 一台单缸四冲程柴油机,飞轮转速为 3600r/min,该柴油机活塞 1s 对外做功______次。若其效率为 40%,消耗 5kg 的柴油转化成的机械能是______J。(柴油的热值为
 

五、温度与温度计

 

(一)选择题

 
  1. 关于温度计的使用,下列说法正确的是( )
    A. 用温度计可以测量任何温度
    B. 测量液体温度时,温度计应紧贴容器底部
    C. 使用温度计测量液体温度时,温度计不能离开被测液体读数
    D. 使用体温计测量体温时,可离开人体读数
  2. 有一支刻度均匀,但不准确的温度计,将它插入冰水混合物中,温度计的示数为 4℃;将它插入 1 标准大气压下的沸水中,示数为 94℃;现将它插入某液体中,示数为 22℃,则该液体的实际温度是( )
    A. 18℃
    B. 20℃
    C. 22℃
    D. 24℃
  3. 体温计能精确到 0.1℃,这是因为( )
    A. 体温计的内径比一般温度计的内径大
    B. 体温计的内径比一般温度计的内径小
    C. 体温计的玻璃泡比一般温度计的玻璃泡大
    D. 体温计的玻璃泡比一般温度计的玻璃泡小
 

(二)填空题

 
  1. 如图所示,体温计的示数是______℃。
 
(给出体温计示数图)
 
  1. 使用温度计测量液体温度时,如图所示的四种方法中正确的是______。
 
(给出四种测量液体温度的示意图,分别存在不同错误,如温度计接触容器壁、玻璃泡未完全浸没等)
 
  1. 温度计是根据液体的______原理制成的。如图是一支体温计,它的分度值是______℃,当前的示数是______℃。
 
(给出体温计的图)
 

(三)简答题

 
  1. 请简述使用实验室温度计测量液体温度时的步骤。
  2. 为什么体温计可以离开人体读数,而实验室温度计却不可以?
 
以上每一道题的分析与答案:
 
[@3]

一、物态变化

 

(一)选择题

 
    • 考查知识点:凝华现象的判断。
    • 解题方法
      • 首先明确凝华是物质由气态直接变为固态的过程,且凝华过程会放热。
      • 选项 A 中冬天室外冰冻的衣服干了,是冰直接变成了水蒸气,属于升华;选项 B 初春早晨出现浓雾,是水蒸气液化形成的小水滴;选项 C 夏天洒在室内地上的水不见了,是水由液态变成了气态,属于汽化;选项 D 深秋屋顶的瓦上结了一层霜,是空气中的水蒸气直接变成固态的霜,属于凝华。答案为 D。
    • 考查知识点:熔化和凝固的条件。
    • 解题方法
      • 晶体熔化需要满足两个条件:达到熔点且继续吸热;晶体凝固也需要满足两个条件:达到凝固点且继续放热。
      • 把 0℃的冰投入 0℃的水里(周围气温也是 0℃),冰和水的温度相同,冰无法从水中吸热,水也无法向冰放热,所以冰不会熔化,水也不会凝固,冰和水的数量都没变。答案为 B。
    • 考查知识点:对各种物态变化现象的判断。
    • 解题方法
      • 选项 A 春天河里冰雪消融,是固态变为液态,属于熔化现象;选项 B 夏天冰棍儿周围冒 “白气”,是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,属于液化现象;选项 C 秋天早晨花草上出现的小露珠,是水蒸气液化形成的,属于液化现象;选项 D 冬天温暖的车内窗玻璃会变模糊,是因为车内温度高,水蒸气遇到冷的玻璃液化形成小水珠,属于液化现象。答案为 D。
 

(二)填空题

 
    • 考查知识点:干冰升华吸热导致的物态变化现象。
    • 解题方法
      • 干冰是固态二氧化碳,它在常温下会迅速升华,升华过程吸收大量热量,使周围空气温度降低。
      • 空气中的水蒸气遇冷会液化成小水滴,这些小水滴聚集在一起就形成了舞台上的白雾。所以依次填入:小水滴、升华、吸收、液化。
    • 考查知识点:碘的升华和凝华现象。
    • 解题方法
      • 对碘晶体微微加热,碘直接由固态变成气态,这是升华现象。
      • 停止加热后,气态碘遇冷直接变成固态碘附着在烧瓶底外壁,这是凝华现象。
    • 考查知识点:凝华现象及其形成条件。
    • 解题方法
      • 北方冬天室内温度高,室内空气中的水蒸气遇到温度很低的玻璃窗,会直接由气态变为固态,形成 “冰花”。
      • 凝华过程是放热过程,所以依次填入:室内、凝华、放。
 

(三)简答题

 
    • 考查知识点:液化现象及其形成条件。
    • 解题方法
      • 夏天从冰箱里拿出的饮料瓶温度低,周围空气中的水蒸气遇到冷的饮料瓶,温度降低,水蒸气液化成小水珠附着在饮料瓶外。
      • 冬天室外温度低,眼镜片温度也低,当从室外进入室内时,室内空气中的水蒸气遇到冷的眼镜片,温度降低,水蒸气液化成小水珠附着在眼镜片上。
    • 考查知识点:升华和凝华现象。
    • 解题方法
      • 灯泡在使用过程中,灯丝(钨丝)温度很高,钨丝由固态直接升华为气态钨。
      • 气态钨遇到温度较低的灯泡内壁,又直接凝华为固态钨附着在灯泡内壁上,所以用久了的灯泡会变黑。
 

二、比热容

 

(一)选择题

 
    • 考查知识点:通过温度 - 时间图象对比热容的判断。
    • 解题方法
      • 根据比热容公式,在相同的加热器加热时,相同时间内两种液体吸收热量相同。
      • 由图象可知,升高相同温度时,甲液体所用时间长,即甲吸收热量多,又因为质量相同,根据,可得甲液体的比热容大。答案为 A。
    • 考查知识点:水的比热容大这一特性在生活中的体现。
    • 解题方法
      • 沿海地区水多,水的比热容大,在吸收或放出相同热量时,水的温度变化比沙石小。
      • 白天,在相同太阳辐射下,水和沙石都吸热,水温度升高得少;夜晚,都放热,水温度降低得少,所以沿海地区昼夜温差小。答案为 B。
    • 考查知识点:通过物质的放热现象对比热容的判断。
    • 解题方法
      • 质量相同的三块金属加热到相同温度后放在石蜡上,石蜡熔化程度越大,说明金属放出的热量越多。
      • 根据,质量 m 和温度变化相同,放出热量多的比热容大,从图中可看出丙使石蜡熔化程度最大,所以丙的比热容最大。答案为 C。
 

(二)填空题

 
    • 考查知识点:比热容的物理意义、比热容是物质的特性以及水和冰比热容的不同。
    • 解题方法
      • 水的比热容为³的物理意义是 1kg 的水温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量是³
      • 比热容是物质的特性,与物质的质量无关,所以倒掉一半水,剩下水的比热容不变,还是³
      • 水结冰后,状态改变,比热容变小。
    • 考查知识点:通过实验数据对比热容的计算。
    • 解题方法
      • 相同规格的电加热器相同时间内放出热量相同,加热时间之比等于吸收热量之比,所以水和食用油吸收热量之比是
      • 根据,质量 m 和升高温度相同,比热容与吸收热量成正比,所以两者的比热容之比是
    • 考查知识点:比较不同物质吸热本领实验中的物理量含义及实验结论。
    • 解题方法
      • (1)在此实验中,用相同的酒精灯加热,加热时间的长短反映了物质吸收热量的多少。
      • (2)分析表中数据可知,质量相等的水和沙子,升高相同温度时,水所用加热时间长,即水吸收的热量大于沙子吸收的热量。
 

(三)计算题

 
    • 考查知识点:比热容公式的应用。
    • 解题方法
      • 根据比热容公式,已知,代入可得
    • 考查知识点:热量计算公式的应用。
    • 解题方法
      • 根据热量计算公式,已知³,代入可得³
    • 考查知识点:热量计算公式的应用。
    • 解题方法
      • 根据热量计算公式,已知³,代入可得³
 

三、内能

 

(一)选择题

 
    • 考查知识点:对内能概念的理解。
    • 解题方法
      • 一切物体在任何情况下都具有内能,所以 0℃的冰也有内能,A 选项错误。
      • 内能与物体的温度、质量和状态有关,同一物体,温度越高,内能越大,B 选项正确。
      • 物体温度不变,但状态或质量改变时,内能也可能改变,例如晶体熔化过程温度不变,但内能增加,C 选项错误。
      • 物体内能增加,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,D 选项错误。答案为 B。
    • 考查知识点:改变内能的方式 —— 做功。
    • 解题方法
      • 选项 A 用热水袋暖手,是通过热传递使手的温度升高;选项 B 用锯条锯木板,锯条克服摩擦力做功,机械能转化为内能,使锯条的温度升高,属于做功改变内能;选项 C 两手相互摩擦,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,使手的温度升高,属于做功改变内能;选项 D 用电钻给墙体打孔,钻头克服摩擦力做功,机械能转化为内能,使钻头的温度升高,属于做功改变内能。答案为 BCD。
    • 考查知识点:温度、热量和内能的关系。
    • 解题方法
      • 内能大小与物体的温度、质量和状态有关,温度高的物体内能不一定大,还要考虑质量等因素,A 选项错误。
      • 物体的内能与温度有关,但温度不变时,物体的状态或质量改变,内能也可能改变,B 选项错误。
      • 热量是从高温物体传递到低温物体,内能小的物体温度可能高,所以内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体,C 选项正确。
      • 热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,D 选项错误。答案为 C。
 

(二)填空题

 
    • 考查知识点:做功改变物体内能。
    • 解题方法
      • 活塞迅速压下去,对空气做功,使空气的内能增加。
      • 根据内能与温度的关系,内能增加会使温度升高。
      • 当温度达到棉花的着火点时,棉花就会燃烧。所以依次填入:增加、升高、着火。
    • 考查知识点:改变内能的两种方式 —— 做功和热传递。
    • 解题方法
      • 冬天双手反复摩擦,是通过克服摩擦力做功的方式增加手的内能。
      • 用嘴对着双手 “呵气”,是通过热传递(热的水蒸气将热量传递给手)的方式增加手的内能。
    • 考查知识点:改变物体内能的方式及其对内能、温度的影响。
    • 解题方法
      • 改变物体内能的方式有做功和热传递。
      • 在热传递过程中,高温物体放出热量,温度降低,内能减少;低温物体吸收热量,温度升高,内能增加。
 

(三)简答题

 
    • 考查知识点:做功改变物体内能。
    • 解题方法
      • 在给自行车轮胎打气时,气筒的活塞压缩空气做功。
      • 根据做功可以改变物体内能,且对物体做功,物体内能增加,所以气筒壁的内能增加,温度升高,从而感觉气筒壁发热。
    • 考查知识点:热传递改变内能。
    • 解题方法
      • 用热水泡脚时,热水的温度高于脚的温度,存在温度差。
      • 根据热传递的原理,热量从高温的热水传递到低温的脚,脚吸收热量,内能增加,所以人会感觉暖和。
 

四、热机与热效率

 

(一)选择题

 
    • 考查知识点:四冲程汽油机做功冲程的判断。
    • 解题方法
      • 四冲程汽油机的做功冲程特点是两气门都关闭,活塞向下运动,火花塞点火,燃料燃烧产生高温高压气体推动活塞做功,内能转化为机械能。
      • 选项 A 是吸气冲程;选项 B 是压缩冲程;选项 C 是做功冲程;选项 D 是排气冲程。答案为 C。
    • 考查知识点:对热机效率的理解。
    • 解题方法
      • 热机效率是指热机用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,热机效率高,说明有用功占燃料完全燃烧放出能量的比例大,但不一定是做的有用功多,A 选项错误。
      • 要提高热机效率,就要尽量减少各种能量损失(如废气带走热量、克服摩擦做功等),并且要保证良好的润滑,B 选项正确。
      • 热机效率与热机的功率没有直接关系,C 选项错误。
      • 由于存在能量损失,热机效率不可能达到 100%,D 选项错误。答案为 B。
    • 考查知识点:四冲程汽油机的工作原理及转速与冲程、做功次数的关系。
    • 解题方法
      • 四冲程汽油机一个工作循环包括四个冲程,飞轮转两圈,对外做功一次。
      • 已知转速为 3000r/min,换算为每秒转 50 圈,每 2 圈对外做功 1 次,则每秒对外做功 25 次;一个工作循环有 4 个冲程,每秒转 50 圈,即每秒完成 100 个冲程。答案为 AC。
 

(二)填空题

 
    • 考查知识点:四冲程汽油机的能量转化及工作冲程与飞轮转速的关系。
    • 解题方法
      • 汽油机在做功冲程中把内能转化为机械能。
      • 飞轮转速是 1200r/min,换算为每秒转 20 圈,因为每 2 圈完成一个工作循环,包含 4 个冲程,所以每秒内完成 40 个冲程;每 2 圈对外做功 1 次,所以每秒做功 10 次。
    • 考查知识点:热量计算和热机效率的应用。
    • 解题方法
      • 根据热量计算公式,已知,可得这些汽油完全燃烧放出的热量
      • 已知发动机效率为 30%,根据,可得汽车发动机输出的有用功
    • 考查知识点:热机热效率的计算。
    • 解题方法
      • 热效率,根据能量流向图,假设总能量为 100%,有用机械能占 30%,则该内燃机的热效率为 30%。
 

(三)计算题

 
    • 考查知识点:功的计算、热量计算和热机效率的计算。
    • 解题方法
      • (1)已知汽车速度,行驶时间,牵引力³,根据,可得牵引力做的功³
      • (2)已知消耗汽油,汽油的热值,根据,可得汽油完全燃烧放出的热量,则汽车发动机的效率
    • 考查知识点:二力平衡、功率公式和功的计算公式的应用。
    • 解题方法
      • (1)汽车在水平路面上匀速行驶,牵引力与阻力是一对平衡力,所以发动机所提供的牵引力
      • (2)已知额定功率,根据,可得行驶速度
      • (3)行驶时间 $t