[競賽輔導(dǎo)]初級中學(xué)物理競賽輔導(dǎo)-熱學(xué).doc

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1、初中物理競賽輔導(dǎo)一一熱學(xué) 物態(tài)變化 例1夏天，打開冰箱門，?？煽吹桨嘴F。這是[ ] A. 冰箱內(nèi)原有的水蒸氣。B.冰箱內(nèi)食物中的水分遇到高溫空氣后，蒸發(fā)形成的水蒸 氣。 C.空氣中的水蒸氣降溫形成的小冰晶。D.空氣中的水蒸氣降溫形成的小水滴。 答案：D 例2小明兩次煮雞蛋。第一次在水開后繼續(xù)用急火煮，直到煮熟；第二次在水開后將火 焰調(diào)小，但仍保持鍋中的水沸騰，直到煮熟。兩次比較發(fā)現(xiàn)[ ] A. 第一種方法比第二種方法省燃料又省時間。B.第一種方法費燃料但省時間。 C.第二種方法比第一種方法省燃料但費時間。D.第二種方法比第一種方法省燃料， 兩種方法所用時間相近。 答案：

2、D 例3夏天，自來水管上常有水珠，這是因為[ ] A. 夏天自來水的溫度較高，蒸發(fā)較快，從而在管壁形成水珠。 B. 夏天空氣中水蒸氣較多，遇到較冷的自來水管就在管壁上凝結(jié)成水珠。 C. 夏天氣壓較低，管內(nèi)外壓強差較大，少量水分透過管壁微孔滲出。 D. 夏天用水量大，水廠需給自來水加壓，管內(nèi)外的壓強差增大，因此有少量水分透過 管壁微孔滲出。 答案：B 例4在制藥時，為從溶液中提取抗菌素，要用加熱的方法使水沸騰而除去水分，但抗菌 素不能在超過80r的條件下提取，應(yīng)采用的方法是[ ] A.增加容器內(nèi)的氣壓，使水的沸點低于80C。B.降低容器內(nèi)的氣壓，使水的沸點低 于 80C。

3、 C.縮短加熱沸騰的時間。D.用微火加熱使其沸騰。 答案：B 例5制造金屬工具時，為增加工件的硬度，將燒紅的工件放入冷水中進行淬火，此時會 發(fā)出“吱吱”的聲音，并在水面上冒出“白煙”，這個物態(tài)變化是 過程。 答案：液化 例6凍豆腐里面有小孔的成因是：[ ] A.豆腐自身凍縮而成B.豆腐自身膨脹而成 C.外界的冰雪扎進豆腐里而成D.豆腐里面的水受凍先結(jié)冰，再熔化成水后而成 初中 答案：凍豆腐里面有小孔的成因是：豆腐里面的水受凍先結(jié)冰，再熔化成水體積減小而 成。選D 例7一把一段長約5厘米的蠟燭，粘牢在一個碗底，然后把水裝入碗內(nèi)，使水面剛好到 蠟燭的邊緣，然后點燃蠟燭，試說

4、明你觀察到的現(xiàn)象，并解釋出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因。 答案：點燃蠟燭后，過一會蠟燭會燒到水面以下，這時蠟燭呈四周的壁很薄的漏斗狀。 出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是蠟燭燃燒后，燭芯四周的蠟熔化，當(dāng)熔化到四周只剩很薄的一層蠟時， 熱從蠟層傳遞到水，使這層蠟達不到熔化的溫度，因而呈漏斗狀。 例8夏天，在天平左盤中放一敞口玻璃杯，杯中有一冰塊，右盤中放有一定質(zhì)量的砝碼， 這時天平是平衡的，過了幾分鐘后，天平失去了平衡，天平向 傾斜了，原因是 。 答案：左；空氣中水蒸氣液化成小水滴，附著在冰上。 例9在北方的冬天，汽車駕駛員常用水和酒精的混合物作為汽車冷卻系統(tǒng)中的冷卻液， 這是因為這種混合液具有[] A

5、.較低的沸點。B.較低的熔點。C.較大的比熱。D.較小的密度。 答案：B 例10在烹炸食物時常會見到滾開的油鍋中，濺入一滴水后，會有劇烈的響聲，并濺起 油來。其主要原因是[] 人.濺入的水滴溫度太低。B.水是熱的不良導(dǎo)體。 C.水的比熱比油的比熱大D.水的沸點比油的沸點低。 答案：D 例11用飛機向云層噴灑于冰（固體的CO2）是一種人工降雨的方法。以下列出幾個物 態(tài)變化過程：a）干冰迅速吸熱升華；b）干冰吸熱熔解；c）云層中水蒸氣遇冷液化成雨滴; d）云層中水蒸氣遇冷凝華成小冰晶；e）水蒸氣以干冰為核心凝結(jié)成雨滴；f）小冰晶下落 遇暖氣流熔解成雨滴。在這種人工降雨過程中，發(fā)

6、生的物態(tài)變化過程為[] A. a、c。 B. a、d、f。C. b、c。 D. e。 答案：B 例12在舞臺上噴灑干冰（固態(tài)二氧化碳）可以產(chǎn)生白霧，形成所需的效果。這種霧氣 是[ ] A.二氧化碳氣體迅速液化而形成的小液滴。B.干冰迅速熔化后再蒸發(fā)形成的氣體。 C.干冰迅速升華變成的氣體。D.干冰使空氣中的水蒸氣液化形成的小水珠及小水珠 凝固形成的小冰晶 答案：D 溫度和溫度計 例1人們常說井水冬暖夏涼，這是因為[ ] A.井內(nèi)冬夏溫度變化小，地面冬夏溫度變化大，所謂“冬暖夏涼”是井水溫度與地面溫 初中 度比較而言的。 B. 井水受地?zé)岬淖饔枚休^多的熱能。 C.

7、 井水遠離地面，不受空氣流動的影響，因而具有較多的熱能。 D. 井水暴露在空氣中，夏天氣溫高，蒸發(fā)得快，吸收了較多的熱量，因而溫度較低。 答案：A 例2有一支用畢沒有甩過的體溫計，讀數(shù)停留在38.2。。，被誤用來測量病人的體溫。病 人實際體溫是37.8。。，體溫計讀數(shù)是 °C；如果病人實際體溫是38.5。。，體溫計讀數(shù)是 °C。 答案：38.2, 38.5 例3干濕泡濕度計是用兩個相同的溫度計并列制成的，在使用時，其中一個溫度計下端 的玻璃泡包著濕布，因為水在蒸發(fā)時要 所以這個溫度計的讀數(shù)要比另一個的讀數(shù) 。在相同室溫下，兩個讀數(shù)的差值大，就表明空氣的水蒸氣含量 。 答案

8、：吸熱，低，少 例4我國北方冬天，河流會結(jié)上厚厚的一層冰，冰的溫度有時低達一40。。，假如在一40r 的冰下有流動的河水，那么水與冰交界處的溫度是：[ ] A. 4C B. 0rC.-40r D.略高于一40r 答案：B 例5小明有一只溫度計，雖然它的玻璃管的內(nèi)徑和刻度都是均勻的，標(biāo)度卻不準(zhǔn)確。它 在冰水混合物中的讀數(shù)是一0.7。。，在沸水中的讀數(shù)是102.3。。。 ⑴當(dāng)它指示的氣溫是一6°C時，實際的溫度是多少？ (2)它在什么溫度附近誤差很小，可以當(dāng)作刻度正確的溫度計使用？ 答案：實際溫度記為t,溫度計的讀數(shù)記為t'。按題意，t和t‘為線性關(guān)系，因此t=at， +b①

9、 分別把 t‘ =-0.7°C、t=0°C和 t‘ =102.3°C、t=100°C代入，解出 a=0.97, b=0.68 再將a、b值代入①式得 t=0.97t‘ +0.68 °C ② (1) 把 t，=-6^代入②式，得 t=-5.14C. (2) 令 tz =t,則②式變?yōu)?t=0.97t+0.68°C 解出 t=22.7。。 例6小紅在兩個同樣的燒瓶中灌滿水，加熱到相同的溫度后分別用厚度相同的1、2兩 種保溫材料包好，定時測量燒瓶中水的溫度。實驗過程中室溫保持不變。他想用這種方法比 較兩種材料的保溫性能。表中給出了在時刻t (單位是分)測得的兩個燒瓶中的水溫T1、T2

10、 的幾組數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)在下面的方格紙中作出表示水溫與時間關(guān)系的圖象并回答以下問 初中 題: 1. 哪種材料的保溫性能較好？ 2. 當(dāng)時的室溫大約是多少？ 3. 在這些水溫數(shù)據(jù)中，哪一個最可能是由于測量或記錄的疏忽而產(chǎn)生的錯誤? t/分 0 5 10 15 20 25 35 45 55 65 80 95 110 125 140 155 T]/°c 80 72 64 59 55 51 50 41 37 34 30 26 24 22 21 20 T2/°C 80 65 56 48 43 38 32

11、28 26 24 22 22 21 21 20 20 答案：第一種材料的保溫性能較好。當(dāng)時的室溫約為20 °C。所給數(shù)據(jù)中t =35分時的 T1 = 50 °C最可能是測量或記錄時的錯誤。 例7白熾燈泡的燈絲常制成螺旋狀，這樣做的目的是[ ] A.便于燈絲散熱，防止燈絲熔斷。B.盡量減少燈絲的電阻。 C.減少燈絲散熱，提高燈絲的溫度。D.減少燈絲在高溫時的升華 答案：C 例8許多電冰箱的后背涂成黑色，原因是[ ] A.黑色物體的熱輻射能力較強。B.黑漆的強度較高。 C.黑色物體吸熱能力較強，有利于冰箱內(nèi)物體的降溫。D.黑色物體不易吸附灰塵。 熱水器問題

12、 例1下表列出的是北京煤氣用具廠生產(chǎn)的JS系列家用燃氣熱水器的參數(shù)，其中各物理 量的單位用的是國際通用的符號，說明如下： Pa：帕斯卡；mmH2O毫米水柱；J：焦耳；h：小時 M3：立方米；1：升；kgf：千克力，即質(zhì)量為1千克的物體所受的重力min：分（時 間單位） 單位前面的字母M表示系數(shù)106,字母H表示系數(shù)102 1 .分別計算燃燒1米3液化石油氣、人工煤氣和天然氣所產(chǎn)生的熱量（單位：焦耳）。 2. 王秋生同學(xué)說，熱水產(chǎn)率一欄中，5、3、2后面的符號印得不清楚，好像是數(shù)字“1”, 但在“ / min”的前面又丟掉了什么，請你通過計算判斷這個欄目中三個參數(shù)的正確數(shù)值和單

13、 位。 3. “熱效率”一欄給的是參考值；“熱水產(chǎn)率”一欄給的是廠家對樣品的實測值。分別計 算溫升25°C和55。。時的熱效率，并解釋這兩種情況下熱效率不同的原因。 初中 產(chǎn)品名禰 燃氣快速熱水器 產(chǎn)品型號 JSV5- C jsr5— C jst5-c 適用燃氣 液化石油氣 人工煤氣 天燃氣 2800 — 3000Pa 額正燃氣壓力 280 一 SOOmmHgO S00— lOOOPa E0— 10 OmmH-jO 2000 — 253DPa 200 — 250 mmH2O 額定熟負荷 37MT/B 定燃氣耗量 0.36SHM3^ 1.964HM3/h

14、 1.04HM3/h 熱貌率 >S0% 適用水壓 0.04 — l.OMPa t 0.4 — 10kgf7cm2】 熱 水 率 接 尺 溫升 95 °C 5L/min 潟升4口笆 3Umin 溫升 55 °C 21/min 燃氣入口 G1/2 11 冷水入口 G1/2 11 熱水入口 G1/2 11 外形尺寸 406mm （高）X 293mm （寬）X 230mm：^ 1 重 重 6.2kg 答案：1 .查表可知：燃氣熱水器額定熱負荷為 37x1061/ho 石油氣、人工煤氣、天然氣的額定燃氣耗量分別是 0.368x102m3 / h、1.964x10

15、2m3/h 和 1.04x102m3 / h。 因此，石油液化氣： 37><10eJ/h = 10XW^J/m3 人工煤氣: 天然氣: 2.以溫升40。。為例，根據(jù)表中其他參數(shù)計算熱產(chǎn)生率。設(shè)每分鐘熱水產(chǎn)生率為m,則 水在1分鐘內(nèi)吸收的熱量可表示為Q收=cmAt=4.2x103mAt(J)o 又根據(jù)表中所給參數(shù)，按熱水率80%計算時，燃氣在1分鐘內(nèi)放出的能被水吸收的熱 初中 量: 37 X10s J ~60~ X80% =4.93X 10sJ ?.?Q吸=。放 即 4.2x10mAt=Q 放 Q 放 4.93X 10" 工士.工士 = 3* = 42

16、X0*如=泊*千克七千克 由此判斷：3和“ / min”之間的符號如果是代表質(zhì)量，它的意義應(yīng)該是千克（符號kg）, 考慮到1千克水的體積是1升，所以，這個符號一定是字母L 的小寫“1”，而不是數(shù)字“1”。因此正確的數(shù)字和單位是3升/分（3L/min）。分析溫升 25r和55°C兩種情況可以印證這個結(jié)論。 3.由關(guān)系式Q放=cmAt和熱水產(chǎn)生率表可知升溫25C時水每分鐘吸收的熱量和燃氣 放出的熱量： Q暖=4.2 X 103 X 5X 25 = 5.25X 105(J) 60 二熱效率門 XIQQ% 5.25 XlQ^ 6.17 XI05 X 100% =85%

17、 同理，升溫55 r時水吸收的熱量： Q 吸=4.2x103x2x55=4.62x105（1） 燃氣每分鐘放出的熱量： Q 放=6.17x1051 二熱效率 T| 二=g 3 前 &.1 / A 1IJ 答：升溫25r和55r時的熱效率分別是85%和75%；因為溫升較高時，熱量損失多， 所以熱效率較低。 例2經(jīng)驗表明，自制家用太陽能熱水器的效率在夏天可達50%；從太陽能手冊中查到， 在地球表面，晴天時垂直于陽光的表面接收到的熱輻射為1.26x103焦/米2?秒。如果曬水 初中箱內(nèi)的水大約有40千克，曬水箱接收陽光垂直照射的面積始終是1.5米2,請計算，要使水 溫上升30r

18、需要多長時間。 答案：n—熱水器效率，m—水的質(zhì)量，R—單位面積，單位時間，地面接收的熱量， S一曬水箱面積，△T一水的溫升，C—水的比熱，At—所用時間。 在At時間內(nèi)水所接收的輻射熱 Q = TIRSAt (1) 使水溫上升AT所需熱量 Qf = cmAT 由Q=Q‘⑶ 把數(shù)值代入，得 △t=5333 秒(5) t=1小時29分 比熱容輔導(dǎo) 例1有一堆從河中撈出的溫砂子，測得其比熱容為1.2x103焦/ (千克.°C)。已知干 砂子的比熱容為0.9x103焦/ (千克.°C),則按質(zhì)量說，這堆砂子含水的百分比是多少？ 答案：ml;干砂子的質(zhì)量，m

19、2;水的質(zhì)量，m;砂子和水的混合物的質(zhì)量； cl；干砂子的比熱容，c2;水的比熱容，c;砂子和水的混合物的比熱容；Q1;干砂子吸收的 熱量，Q2;水吸收的熱量，Q;砂子和水的混合物吸收的熱量； △t;溫度差。 砂子和水的混合物、砂子、水各自吸收的熱量可以表示為： Q=c(m1+m2)At (1) Q1=c1m1At (2) Q2=c2m2At (3) 由這三個式子可以解出 (4) Ki.； C - Cj + c2 -Ci 代入數(shù)值后，得 初中 nij + m2 例2質(zhì)量和初溫都相同的甲、乙兩個物體，先把甲放入一杯冷水中，熱平衡后水的溫 度升高了左^。，把甲取出后

20、立即把乙放入此杯水中，熱平衡后水溫又升高了八/。。若忽略 熱損失，甲、乙兩種物質(zhì)哪個比熱大？ 答案：甲的比熱小于乙的比熱。 熱機輔導(dǎo) 例1 一臺拖拉機的發(fā)動機是四汽缸、四沖程的柴油機，汽缸的直徑為95毫米，活塞沖 程為127毫米，第三沖程中氣體作用在活塞上的平均壓強是196牛/厘米2,飛輪的轉(zhuǎn)數(shù)是 1200轉(zhuǎn)/分，這臺發(fā)動機的功率是多少瓦？ 答案：活塞面積 S=nr2=3.14x （9.5 /2） 2=70.85 （厘米）2 （1） 活塞受到的壓力 F=PS=196x70.85W.389x104 （牛） （2） 燃氣對活塞每次做功W=Fh=1.389x104x0.127 W

21、764（焦）⑶ 曲軸每轉(zhuǎn)一周兩個氣缸做功，每分鐘發(fā)動機做功次數(shù) n=1200x2=2400 （次 / 分） （4） 每次做功所用時間t=1 / n=1 / 2400（分/次） =0.025（秒/次）（5） 發(fā)功機功率p= = = （X） （6） 例2熱機是將燃料的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置，熱機的應(yīng)用和發(fā)展推動了社會的進步。 熱機在能的轉(zhuǎn)化過程中不可避免地要損失一部分能量，并且對環(huán)境造成一定程度的污染。請 指出熱機工作過程中存在的各種形式的能量損失，同時指出造成哪些環(huán)境污染。 答案：熱機排出的氣體仍有較高的溫度，因此要損失一部分內(nèi)能；燃燒不充分、克服摩 擦做功造成能量損失；對大

22、氣造成污染。 分子運動及內(nèi)能 例1炎熱的夏天，當(dāng)你走在曬得發(fā)燙的柏油路上時，剛巧來了一輛灑水車，灑濕了路面。 這時你會感到更加悶熱，產(chǎn)生這種感覺的主要原因是：（ ） A. 灑水車中的水經(jīng)過曝曬，內(nèi)能增加，溫度很高B. 灑水后空氣的濕度增加，身 上的汗較難蒸發(fā) C. 地面上的水反射了陽光，使身體得到更多的熱量D. 水蒸發(fā)時把地面的熱帶 初中 到了人的身上 例2小峰想利用電冰箱降低室溫：他先將電冰箱的門打開，然后接通電源。他這樣做， 可以達到降低室溫的目的嗎？為什么？ 答案：不能.因為電冰箱的制冷機工作后，冰箱冷凍室內(nèi)的蒸發(fā)器溫度降低，吸收空氣 的熱量，與此同時，冰箱外部

23、的冷凝器溫度升高，將熱量傳給空氣，室內(nèi)空氣的熱量只是被 冰箱吸收后又被放出，所以室溫不會降低. 例3氧原子的大小約是（） A 3X10-10 埃 B 3 埃 C 3X10-10m D 3X 1010m 答案：B, C 例4 0°C的冰塊全部熔化成0°C的水，體積將有所減少，比較這塊0C的冰和熔化成的水 所具有的內(nèi)能，下列說法中正確的是（） A它們具有相等的內(nèi)能B 0°C的冰具有較大的內(nèi)能C 0°C的水具有較大的內(nèi)能落石出 D無法確定 答案：C 例5氣象站測量氣溫用的溫度計裝在百葉箱中。百葉箱是什么顏色的？為什么？如果裝 在封閉的箱子中會有什么弊?。繛槭裁?？如果露天放置會有

24、什么弊??？為什么？ 答案：百葉箱是白色的。如果是其他顏色的，陽光照射時會使箱內(nèi)空氣的溫度明顯高于 箱外氣體的溫度，測出的溫度不是環(huán)境中空氣的溫度。如果把溫度計裝在封閉的箱中，測出 的也不是環(huán)境的的氣溫。這是由于空氣不流通，箱子內(nèi)外的氣溫并不相等。如果把溫度計露 天放置，測量出來的同樣不是氣溫。這是由于陽光直接照射時，溫度計本身的溫度不等于周 圍空氣的溫度。 例6我國北方為了室內(nèi)采暖，用管道將熱水從鍋爐輸往室內(nèi)。在管道上方的天花板上 常可看到被“熏”黑的痕跡。 1. 根據(jù)你學(xué)過的物理知識，解釋形成這種黑跡的原因。 2. 提出一種觀察或?qū)嶒灥姆椒ǎ靡耘袛嗌鲜鼋忉尩恼_性

25、。 答案：1.熱水管道附近空氣溫度較高，密度較小，上升，對流加快，空氣中的微塵附 著在天花板上，形成黑跡。 2.居住單元通往樓道的門比較嚴實，但門和墻之間仍有小縫，外面的風(fēng)經(jīng)常吹進來， 這種門縫附近的墻壁上，也有類似黑跡。這種現(xiàn)象支持了上述的解釋。 例6超市里出售的冷凍食品的塑料包裝盒通常選用白色的，并在盒子的底部壓制出一 初中些幾何圖案的凹凸槽，這主要是為了（） A. 既輕便又美觀 B. 既保溫又增強抗形變能力 C. 減少食品與包裝盒的接觸面積 D. 避免食品受污染 答案：B 例7當(dāng)盛油的厚壁鋼瓶內(nèi)壓強很大，相當(dāng)于大氣壓的1萬到2萬倍時，雖然瓶壁無裂 良，瓶內(nèi)的油依然能從進而滲出，這是因為：[] A、金屬原子間有空隙；B油分子被壓小了； C油分子不停地做無規(guī)則運動；D金屬原子不停地做規(guī)則運動。 答案：A精品文檔 初中