2025年中考物理一轮复习备考考点突破：热学实验、计算题

2025年中考物理一轮复习备考考点突破： 热学实验、计算题 一、实验题 1．如图甲所示是“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验装置： （1）实验装置中有一处明显的操作错误是 。 （2）调整后开始实验，当水温达到92℃时开始每隔1min记录一次水的温度，如图乙所示温度计示数为 ℃，此时水是否沸腾？答： 。 （3）根据记录的数值，绘出水的温度随时间变化的图像。根据图像可知水沸腾时温度变化特点是 。 2．用如图所示器材探究不同物质吸热升温的现象，同学们在完成实验后进行了反思。 (1)本实验选用天平这一测量工具的目的是 。 (2)海边有些沙子是湿的，如果在同样条件下加热湿沙子，则湿沙子升高的温度应该 ( ) A．比沙子高 B．在沙子和水之间 C．比水低 (3)如图所示，如果把物质吸热升温和容器盛水水面升高做类比，比热容和容器的下列哪个属性类似 ( ) A．高度 B．容积 C．底面积 D．表面积 (4)根据下表数据可知沿海地区昼夜气温变化比内陆地区气温变化小的原因是 。 加热时间/ 0 1 2 3 4 5 温度/℃ 沙子 20 25 30 35 40 45 水 20 21 22 23 24 25 3．小华同学利用如图所示的装置做“探究水沸腾时温度变化特点”的实验： （1）如图甲组装实验装置时,铺有石棉网的铁圈位置和悬挂着温度计的铁夹位置放置非常重要.实验时,应当先根据用酒精灯 加热,调整固定铁圈的位置；再根据使温度计 浸没在水中且不能碰到容器底 ,来固定铁夹的位置；图中使用温度计时存在明显错误是： ； （2）当水的温度加热到90℃时，每隔1min记录一次温度，直到水沸腾后几分钟为止．记录数据如下表： 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 温度/℃ 90 91 93 97 98 98 98 分析表格中的数据可知水的沸点是 ℃．第3min温度计的示数如图乙所示，水的温度是 ℃，当水沸腾时气泡情况如图乙中 （选填“a”或“b”）的情景。 （3）请根据上表中数据在丙图中画出水沸腾时温度变化的图象． ( ) （4）某两组同学虽然选用的实验装置相同,且同时开始实验,但水开始沸腾的时刻不同, 如图丁所示,得到a、b两种不同图像的原因可能是 ．另一小组同学为了进一步探究水沸腾时是需要吸热的，应进行的操作是： 。 （5）实验后的沸水放在桌上越来越凉，图戊中能表示其温度T随时间t变化关系的图象是 ( ) A． B． C． D． 4．小明用图甲所示的实验装置做“观察水的沸腾”实验： （1）已知一个标准大气压下，水银的凝固点和沸点分别为-39℃和357℃，酒精的凝固点和沸点分别为-117℃和78℃，本实验应选用 （选填“水银”或“酒精”）制作的温度计； （2）图乙是实验中某个时段气泡的变化图像，当水沸腾时，水中产生大量的气泡，气泡内是 （选填“空气”或“水蒸气”）； （3）小明通过这个实验，终于明白妈妈用炉火炖排骨汤的时候，在水沸腾后总是 （选填“保持大火”或“调为小火”）的道理； （4）同组的小英继续探究水沸腾的条件如下图所示，大试管和小试管里都装有水，给三支大试管中的水加热，使之保持沸腾，则大试管中的水不断沸腾的过程中，小试管中的水会沸腾的是 （选填“A”或“B”或“C”）。 A．B．C． 5．在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，实验装置如图甲所示。 （1）在图甲中除了所给的实验器材外，还需要的测量工具有天平和   。 （2）选用两个规格相同的电加热器，目的是使A和B两种液体在相等时间 。 （3）实验中应量取 （选填“质量”或“体积”）相同的A、B两种液体。当它们吸收相同热量时，通过比较 来判断吸热能力的强弱。 （4）图乙为某时刻的温度，其示数为   ℃。 （5）分析图丙可知，吸收相同热量， 液体升温更高； 液体更适合作为汽车发动机的冷却液。（两空均选填“A”或“B”） 6．如图甲所示，小亮和小林用该装置探究“冰熔化时温度变化的规律”： (1)实验后小亮和小林分别绘制了冰熔化时温度随时间变化的图象，如图乙所示，由图象可知冰是 （选填“晶体”或“非晶体” ），其中正确的是 （选填“”或“” ），原因是 ； (2)完成实验后，小亮又要探究“水沸腾时温度变化的特点”，他在烧杯口上加盖一块纸板，其作用是 ，他绘出了图丙所示的水温度随时间变化的图象，小林看了图象认为段不是根据实验的测量数据画出来的，是因为水沸腾时温度应该 （选填“升高”、“降低”或“不变” ），同时还可以判断实验室的大气压 （选填“高于”、“低于”或“等于” ）1标准大气压。 7．在做“探究水沸腾规律”的实验时，小苗同学遇到了如下问题：请你帮助解答。 (1)实验装置如图甲所示，该装置的错误之处是 ； (2)在探究水沸腾规律实验过程中，小苗同学观察到温度计的示数如图乙，杯中水的温度是 ℃； (3)水沸腾时现象是： 水开始沸腾； (4)分析图像沸腾前，水温变化快慢的特点是先快后慢，形成这种特点的主要原因 。 (5)测量温度结束，当酒精灯熄灭后，发现水仍会微微沸腾一段时间，其可能的原因是 。 8．为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验，实验数据记录如下： 物质 质量/g 初始温度/? 加热时间/min 最后温度/? 水 60 20 6 45 食用油 60 20 6 68 （1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先调整固定 的位置，再调整固定另一个的位置（选填“A”或“B”）； （2）为保证实验结论的可靠，关于实验时“应控制两套装置中相同的量”的说法中，不必要的是 A．食用油和水的质量相等     B．两套装置中的烧杯相同 C．两酒精灯的火焰大小相同   D．两酒精灯内酒精的质量相等 （3）实验中食用油和水从20℃升温至45℃， （水/食用油）所需时间较长， （水/食用油）吸收的热量较多，由此可见， （水/食用油）吸热能力较强。 （4）实验中，加热相同的时间，水吸收的热量 （大于/小于/等于）食用油吸收的热量， （水/食用油）升高的温度较多， （水/食用油）吸热能力较强。 二、计算题 9．高速铁路的广泛应用，使人们的出行更加快捷。放假期间，小明与家人乘坐高铁去游玩。如图是他们乘坐的高铁列车，如表是列车的部分参数。 （1）满载的列车停在水平轨道上时，对轨道的压强是多少？ （2）列车在水平轨道上匀速行驶1min，通过3000m路程，所受阻力是其满载时重力的0.01倍，此过程中牵引力的功率是多少？ （3）该车运行1km耗电1.075×108J，若这些电能全部由燃烧柴油来获得，列车行驶1km需要消耗多少柴油？（q柴油=4.3×107J/kg，g=10N/kg） 满载时总质量 1200t 车轮与铁轨接触总面积 1m2 最高时速 360km/h 10．太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一、若某天太阳能热水器在有效照射时间内，将热水器中质量为80kg初温为20℃的水温度升高到60℃。则： （1）热水器中的水吸收的热量是多少？ （2）若改用燃气锅炉来加热这些水，需要完全燃烧0.75m3的燃气，求该锅炉的效率。（燃气热值q=4.0×107J/m3） 11．刘军同学想测出天然气灶火焰中心温度，把一个质量为300g的合金块放在火焰中心加热足够长的时间后，立即投入到盛有400g、10℃水的绝热容器中，水温最高升到70℃，若金属块的比热容，，不计热量损失。求： (1)水吸收的热量是多少？ (2)天然气灶火焰中心的温度是多少？ 12．小红家用效率为70%的天然气热水器将质量为12kg，温度为10℃的自来水加热到60℃。已知水的比热容为，天然气的热值为。求： (1)水吸收的热量； (2)此过程消耗天然气的体积。 13．小明为宠物保温箱设计了一个电加热器，其内部电路如图所示，S为旋转型开关，通过旋转开关S，可实现从低温到中温、高温的转换，保温箱及加热器的部分参数如表所示，求： 物理量 参数 加热器 工作电压 220V 中温档功率 110W 低温档功率 44W 电阻R3 440Ω 加热效率 80% 保温箱 空气质量m 1.5kg 空气比热容c （1）保温箱内空气温度从10℃升高到32℃需要吸收的热量； （2）电加热器电路中R2的阻值； （3）要完成（1）中的升温要求，至少需要的加热时间。 14．有朋自远方来，烧一壶热水，拈几许茶叶，置于瓷制器皿中，沸水冲泡，这是古代流传至今的待客之道，也是现代人的养生之道。如果用酒精炉烧水，将质量为2kg，温度为10℃的水加热至沸腾（1个标准大气压下），需完全燃烧40g酒精。[已知c水＝4.2×103J/（kg·℃），q酒精＝3.0×107J/kg]求： （1）40g酒精完全燃烧放出的热量； （2）水吸收的热量是多少； （3）酒精炉效率是多少。 15．如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机以270km/h的速度匀速直线航行20min，消耗航空燃油1.35t，飞机发动机的功率为。（航空燃油的热值为）求： （1）飞机在这段时间内航行的距离； （2）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量； （3）发动机的效率。 16．如图所示额定容量为2L，额定加热功率为1500W某品牌的养生壶。壶中装入1kg、温度为20℃的水，将壶中水加热至100℃。（不计热量损失）[水的比热容为，]求： （1）水吸收的热量？ （2）若使用天然气加热这壶水，至少需要多少m3的天然气？    试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1． 温度计的玻璃泡碰到了容器底 96 没有沸腾 水沸腾过程中温度不变 【详解】（1）[1]实验装置中有一处明显的操作错误是温度计的玻璃泡碰到了容器底。 （2）[2]如图乙，温度计的分度值是1摄氏度，温度计的液柱在90到100摄氏度之间，所以，温度计示数为96℃。 [3]根据丙图可知，水的沸点是98摄氏度，水的温度低于这个温度，没有沸腾。 （3）[4]根据图像可知，水沸腾过程中温度不变。 2． 控制沙子和水的质量相同 B C 水的比热容大于沙子的比热容 【详解】(1)[1]根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，本实验选用天平这一测量工具的目的是控制沙子和水的质量相同。 (2)[2]湿沙子里面有水，水的比热容大于干沙子，所以吸收相同热量时，质量相同的两种沙子中，湿沙子升温慢，但是比水快，所以湿沙子升温介于干沙子和水之间，故选B。 (3)[3]相同条件下升温越快，比热容越小，而相同体积的水在体积膨胀相同的情况下，底面积越小水面升高越大，如果把物质吸热升温和容器盛水水面升高做类比，比热容和容器的底面积属性类似，故选C。 (4)[4]根据表中数据知，加热相同时间，水升温慢，故水的比热容大，沿海地区多水，水的比热容大，内陆地区多砂石，砂石比热容较小，在同样吸放热条件下，水的温度变化小，砂石温度变化大，所以沿海地区昼夜气温变化比内陆地区气温变化小。 3． 外焰 玻璃泡 读数俯视 98 96 a b实验中水的质量比较大 见详解 D 【详解】(1)[1]在实验中需要用酒精灯的外焰加热； [2]温度计在使用的时候，玻璃泡要全部浸没在被测的液体中； [3]图甲中使用温度计时存在明显错误是读数时俯视，这样会导致读数不准确； (2)[4]由表中实验数据可知，水在沸腾过程中保持98℃不变，所以沸点为98℃； [5]图乙中温度计的示数是96℃；即水的温度是96℃； [6]水沸腾时，整杯水的温度一样，水内部各个部分都有水发生汽化，所以此时气泡在上升过程中会越来越大；水沸腾前，由于底部的温度比较高，上部分的温度比较低，由于热胀冷缩，气泡在上升过程中会越来越小；所以a是沸腾时的现象； (3)[7]根据表格中数据描点连线作出水沸腾的图象如图： (4)[8]由图可知，在同样加热的情况下，b实验到达沸点的时间比较长，其原因可能是水的质量多于a实验的缘故； [9]停止加热（移走酒精灯）观察水是否继续沸腾，再重新加热观察水是否再次沸腾； (5)[10]一杯热水放在桌上越来越凉，直到达到室温，温度不再变化。 A．温度降低的越来越慢，达到室温后温度不变，而图中没有体现达到室温后温度不变，故A项不符合题意； B．温度降低的越来越慢，水的温度不可能为0℃，故B项不符合题意； C．温度降低的越来越慢，达到室温后温度不变，而图中没有体现达到室温后温度不变，故C项不符合题意； D．温度降低先快后慢，达到室温后温度不变，故D项符合题意； 4． 水银 水蒸气 调为小火 C 【详解】（1）[1]实验要测量水沸腾的过程中的温度，在1标准大气压下，水银的沸点是357℃，酒精的沸点是78℃，而水的沸点是100℃。因此实验中应该选择水银温度计。 （2）[2]在加热过程中，容器底部的温度高于水的沸点，与容器底部接触的水会被汽化，形成气泡。所以气泡内是水蒸气。 （3）[3]水沸腾后温度保持不变，要保持沸腾状态需要继续加热。因此只需要调为小火即可维持沸腾状态。 （4）[4]沸腾的条件是达到沸点和继续吸热，而且水的沸点还与气压有关。A和B两个装置中，大试管和小试管里面气压是相同的，因此水的温度是相同的。小试管不能从大试管里继续吸热，所以A和B两个装置内小试管里面的水不会沸腾；C装置在大试管上装了一个盖子，加热时大试管内气压增大，水的沸点升高，高于100℃。而小试管内气压与周围气压相同，因此小试管内的水会继续从大试管吸收热量，会继续沸腾。故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 5． 秒表 吸收相同的热量 质量 温度计升高的示数 39 B Ａ 【详解】（1）[1]由图乙可知，要记录温度随加热时间的变化，故要用到秒表。 （2）[2]根据转换法，选用相同电加热器，加热时加热器相同的时间放出的热量相同，目的是使A和B两种液体在相等时间吸收相同的热量。 （3）[3]根据，吸收热量的多少与物体的质量有关，因此要控制不同物质的质量相同，故在两个相同的烧杯中分别加入初温相同、质量相同的液体A和B。 [4]根据可知，质量相同的A和B吸收相同的热量，升高的温度不同，根据温度计升高的示数来判断吸热能力的强弱。 （4）[5]由图乙可知，零刻度在下方，是零上温度，每个小格代表1，所以温度计的示数为39。 （5）[6]由图可知，加热时间相同，吸收相同的热量，B的温度升高的快，则B的吸热能力弱， A的温度升高的慢，A的吸热能力强，比热容大。 [7]根据可知，吸收相同的热量，比热容大的，温度升高的少，就更适合做冷却液，故A做冷却液更好。 6． 晶体 b 冰的比热容比水的小 减少热量的散失 不变 低于 【详解】(1)[1]由图乙图象可以看出，冰在熔化的过程中，有一定的熔化温度，即熔点，故冰为晶体。 [2][3]根据公式可以知道，当质量和吸收的热量相同时，比热c和升高的温度 成反比。冰温度升高的快，是因为冰的比热容比水的小，小亮和小林分别绘制了冰熔化时温度随时间变化的图象，其中正确的是。 (2)[4]探究“水沸腾时温度变化的特点”，他在烧杯口上加盖一块纸板，其作用是减少热量的散失，让烧杯内的水尽快沸腾。 [5][6]如丁图，水在段，不断吸收热量，温度保持不变，所以此时水的沸点是。 一标准大气压下水的沸点是。又因为气压越低，沸点越低，所以此时大气压低于一标准大气压。因为水沸腾时，不断吸收热量，温度保持不变，不会出现升高的现象，所以段不是根据实验的测量数据画出来的。 7． 酒精灯火焰没有直接对烧杯中央加热 36 有大量气泡在水中生成，上升、变大到水面破裂开来 温度升高，汽化加快，与环境的温差变大，散热加快 石棉网有余热 【详解】(1)[1]在图示的情景中，酒精灯火焰没有直接对烧杯中央加热。故这是其操作中的错误。 (2)[2]温度计上的示数从30℃到40℃共有10℃，两者之间有10个小格，故其分度值为1℃，结合液柱的位置，可以确定此时温度计的示数为36℃。 (3)[3]水沸腾时现象是有大量气泡在水中生成，上升、变大到水面破裂开来，水开始沸腾。 (4)[4]沸腾前，水温变化快慢的特点是先快后慢，形成这种特点的主要原因是温度升高，汽化加快，与环境的温差变大，散热加快。 (5)[5]撤掉酒精灯后，发现水仍在微微沸腾，其主要原因是石棉网有余热，其温度仍高于水的沸点。 8． B D 水 水 水 等于 食用油 水 【详解】（1）[1]在安装、调整如图（甲）的实验器材时，应先固定B，再调整固定A，因为底部的距离应是固定的，而上部可以根据下部的情况进行灵活调节； （2）[2]为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有：酒精灯中火焰的大小、水和食用油（ρ水>ρ食用油）的质量和初温度、烧杯等，酒精灯中的酒精多少不一定相同，D错误； （3）[3][4][5]食用油和水从20℃升温至45℃，水所需时间较长，说明水吸收的热量较多，由此可见，水吸热能力较强。 （4）[6][7][8]加热相同的时间，水吸收的热量等于食用油吸收的热量，食用油升高的温度较多，说明水吸热能力较强。 9．（1）1.2×107Pa：（2）6×106W；（3）2.5kg 【详解】解：（1）满载的列车停在水平轨道上时，对轨道的压力 F=G=mg=1200×103kg×10N/kg=1.2×107N 对轨道的压强 （2）实际运行速度 因列车在水平轨道上做匀速直线运动时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，列车受到的牵引力 F′=f=0.01G=0.01×1.2×107N=1.2×105N 此过程中牵引力的功率 （3）列车行驶1km需要完全燃烧柴油释放的热量 Q放=W′=1.075×108J 所需柴油的质量 答：（1）满载的列车停在水平轨道上时，对轨道的压强是1.2×107Pa： （2）此过程中牵引力的功率是6×106W； （3）列车行驶1km需要消耗2.5kg的柴油。 10．（1）1.344×107J；（2）44.8% 【详解】解：（1）根据吸热的计算公式可得，热水器中的水吸收的热量为 （2）根据热值的计算公式可得，天然气完全燃烧放出的热量为 根据热机效率的计算公式可得，锅炉的效率为 答：（1）热水器中的水吸收的热量是1.344×107J； （2）该锅炉的效率为44.8%。 11．(1) (2) 【详解】（1）水吸收的热量是 （2）不计热量损失，水吸收的热量和金属块放出的热量是相等的，即 金属块降低的温度为 合金块放在火焰中心加热足够长的时间，即合金块末温与火焰的温度相同，则天然气灶火焰中心的温度是 12．(1) (2) 【详解】（1）水吸收的热量为 （2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量为 则天然气的体积为 13．（1）2.64104J；（2）440Ω；（3）150s 【详解】解：（1）根据已知条件，保温箱内空气温度从10℃升高到32℃需要吸收的热量 （2）串联电阻大于其中任一电阻，并联电阻小于其中任一电阻。当旋转开关S接触点1、2时，R1、R2串联，电路电阻较大，根据可知，电功率较小，电加热器为低温挡；当旋转开关S接触点2、3时，R1被短路，电路为R2的简单电路，电路电阻较小，根据可知，电功率较大，电加热器为中温挡；当旋转开关S接触点3、4时，R2、R3并联，电路电阻最小，根据可知，电功率最大，电加热器为高温挡。当旋转开关S接触点2、3时，中温档功率为110W，电加热器电路中R2的阻值 （3）已知电阻R3=440Ω，电阻R2、R3两电阻相等，故R3的功率等于 P3=110W 根据并联电路各支路可独立工作、互不影响，高温挡的功率为 P高=P2+P3=P中+P3=110W+110W=220W 根据 至少需要的加热时间为 答：（1）保温箱内空气温度从10℃升高到32℃需要吸收的热量为2.64×104J； （2）电加热器电路中R2的阻值为440Ω； （3）要完成（1）中的升温要求，至少需要的加热150s。 14．（1）1.2×106J；（2）7.56×105J；（3）63% 【详解】解：（1）酒精的质量为 酒精完全燃烧放出的热量为 （2）水吸收的热量为 （3）酒精炉的效率为 答：（1）40g酒精完全燃烧放出的热量是1.2×106J； （2）水吸收的热量是7.56×105J； （3）酒精炉的效率是63%。 15．（1）90km；（2）5.4×1010J；（3）50% 【详解】解：（1）飞机在这段时间内航行的距离 （2）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量 Q放=mq=1.35×1000kg×4×107J/kg=5.4×1010J （3）飞机发动机所做的功为 W=Pt=2.25×107W×20×60s=2.7×1010J 发动机的效率 答：（1）飞机在这段时间内航行的距离为90km； （2）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是5.4×1010J； （3）发动机的效率是50%。 16．（1）；（2）0.01m3 【详解】解：（1）水吸收的热量 （2）若使用天然气加热这壶水，不计热量损失，天然气完全燃烧释放的热量 所需天然气的体积为 答：（1）水吸收的热量为； （2）若使用天然气加热这壶水，至少需要0.01m3的天然气。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$