历届全国初中物理竞赛热与能.docx
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1、最近十年初中应用物理学问竞赛题分类解析专题13-热和能一、选择题典例32021上海第25界初中物理竞赛当物体中存在温度差时,热量会从温度高的地方向温度低的地方传递。对于一长度为L、横截面积为S的匀称金属棒,当两端的温度差稳定为T时,t时间内从高温端向低温端传递的热量Q满意关系式: ;其中k为棒的导热系数。如下图,长度分别为L1、L2,导热系数分别为k1、k2,的两个横截面积相等的细棒在D处严密对接,两金属棒各自另一端分别与温度为400开、300开的恒定热源良好接触。假设L1L2=12,k1k2=32,那么在稳定状态下,D处的温度为 A375开B360开C350开D325开解析:设在稳定状态下,
2、D处的温度为T,那么对于长度为L1的细棒,对于长度为L2的细棒,联立解得T=375K,选项A正确。.答案:A【点评】此题考察热传递与其相关学问。典例42021上海第25界初中物理竞赛复赛将一功率为P=500瓦的加热器置于装有水的碗中,经过2.0分钟后,碗中水温从T1=85上升到T2=90,之后将加热器关掉1.0分钟,发觉水温下降1.0。试估算碗中所装水的质量。解答:加热器在2分钟内所供应的总热量,等于水温上升所汲取的热量,加上散失到四周环境的热量,即Pt=cm(T2-T1)+Q假设水温变更不大,那么散失到四周环境的热量与时间成正比。因此加热器关掉1分钟,从热水散失的热量等于Q/2,此热量等于热
3、水温度下降1.0所放出的热量,即Q/2=cmT从以上两式可以解得Pt=cm(T2-T1+2T)m=kg=2.0kg。【点评】此题考察热量、能量守恒定律与其相关学问。【竞赛实战训练】 1(2021全国初中应用物理学问竞赛题)燥热无风的夏天,小宇走在被晒得发烫的柏油路上,看见前面的路面已被一辆洒水车洒水淋湿了。他认为走在淋湿了的路面上肯定比走在枯燥的路面上感到凉快,于是赶快走过去,结果在洒过水的路面上,他却感到更加闷热了。你认为产生这种感觉的主要缘由是( ) A洒水车中的水经过曝晒后,内能增大,温度很高 B地面上的水使被反射的阳光增多,身体获得更多热量 C洒水后使旁边的空气湿度增加,身上的汗液蒸发
4、变慢D地面上的水蒸发时把热量带到了人的身上 1. 答案:C 解析:由于柏油路被晒得发烫,洒水后路面上水蒸发,使路面旁边的空气湿度增加,身上的汗液蒸发变慢,使他感到更加闷热,选项C正确。2(2021全国初中应用物理学问竞赛题)修补被扎破的自行车内胎时,修车师傅通常用一把周身是刺的锉将内胎扎破处的外外表锉毛,再把要补上去的橡胶补丁贴在内胎上的一面也锉毛,然后再将锉毛的两个外表涂上胶水,待胶水晾一会儿之后,对准、压紧。对于以下锉毛橡胶外表的主要目的的分析,你认为最可能的是 A使补胎处的橡胶更膨松,以增加补胎处橡胶的弹性 B增大内胎和橡胶补丁接触的外表积,以充分发挥胶水的粘合作用 c增大内胎与橡胶补丁
5、之间的摩擦,防止错位D防止因补胎处太厚而导致内胎对外胎的压强不匀称,防止外胎爆胎2. 答案:B 解析:锉毛的两个外表的外表积增大,涂上胶水,增大内胎和橡胶补丁接触的外表积,以充分发挥胶水的粘合作用,选项B正确。3(2021全国初中应用物理学问竞赛题)在水泥路面的道路施工中,其中有一道工序是:大约每隔8m在水泥中插入一根长木条,将水泥路面割断成一块一块的。然后再趁水泥还未完全固化时用带有齿的轮在铺设好的路面划出一道道的横线(如右图所示)。对上述做法的分析,你认为以下说法中最可能的是( ) A用带有齿的轮在铺设好的路面上划出一道道的横线,是为了使路面更加美观 B用长木条将水泥路面割断成一块一块的,
6、是为了节约铺设路面的水泥材料 C用长木条将水泥路面割断成一块一块的,是为了防止由于热膨胀导致路面损坏D用长木条将水泥路面割断成一块一块的,是为了增大路面的摩擦3. 答案:C 解析:水泥路面暴露在太阳下,冬夏温度相差约50度,水泥路面热胀冷缩。用长木条将水泥路面割断成一块一块的,是为了防止由于热膨胀导致路面损坏,选项C正确。4. (2021全国初中应用物理学问竞赛题)晴朗无风的早晨,当飞机从空中飞过,在蔚蓝的天空中会 留下一条长长的“尾巴,如图1所示,这种现象俗称为“飞机拉烟。产生这一现象的缘由之一是飞机在飞行过程中排出的暖湿气体遇冷所致。在这一过程中,暖湿气体发生的物态变更是( ) 4.答案:
7、B 暖湿气体遇冷液化,水蒸气液化为小水珠,看似白烟,选项B正确。5. (2021全国初中应用物理学问竞赛题)2010年1月2日起,我国北方大部地区遭受大范围降雪天气攻击。大雪严峻影响了民航、铁路和高速马路等交通,如图2所示。在遇到这种天气时,为了尽快去除积雪,常用的方法是撤“融雪盐 ,这是因为 A. “融雪盐与少量水发生化学反响,产生的热量使四周的冰雪熔化 B. “融雪盐产生“保暖层,使冰雪汲取足够的“地热而熔化“含融雪盐的雪,“含融雪盐的雪熔点低于当地温度,使雪熔化 D“融雪盐有利于冰雪对阳光的汲取,从而加快冰雪的熔化5.答案:C解析:使雪形成“含融雪盐的雪,“含融雪盐的雪熔点低于当地温度,
8、使雪熔化,选项C正确。6. (2021全国初中应用物理学问竞赛题)小明发觉户外地面以上的冬季供热管道每隔一段间隔 总呈现型,如图3所示。其主要缘由是 ( )A.为了避开行人和建筑物 B.为了美观 6.答案:C 供热管道每隔一段间隔 总呈现型的目的是为了防止管道因热胀冷缩导致的损坏,选项C正确。7.(2021上海初中物理学问竞赛复赛题).现有一扇形的均质金属物体,该材料具有热胀冷缩的性质,如下图。室温状态下AB、CD边所成的圆心角为。假设使物体温度匀称上升,那么角的变更状况是:( )(A)变大(B)不变(C)变小(D)无法确定7.答案:B解析:物体温度匀称上升,物体匀称增大,角不变,选项B正确。
9、82007青岛竞赛题燥热的夏天,当你走在晒得发烫的柏油路上时,刚好来了一辆洒水车,洒湿了路面。这时你会感到更加闷热,产生这种感觉的主要缘由是 A洒水车中的水经过曝晒,内能增加,温度很高B洒水后空气的湿度增加,身上的汗较难蒸发C地面上的水反射了阳光,使身体得到更多的热量D水蒸发时把地面上的热带到了人的身上8. .答案:B解析:洒水后地面温度降低,但空气的湿度增加,身上的汗较难蒸发,你会感到更加闷热,选项B正确。 9、2007上海初中物理学问竞赛将一杯热水倒入容器内的冷水中,冷水温度上升10,又向容器内倒入同样一杯热水,冷水温度又上升6,假设再向容器内倒入同样一杯热水,那么冷水温度将再上升(不计热
10、损失) ( ) (A)45 (B)4 (C)35 (D)3 9.答案:B解析:设一杯热水质量m,初始水温为T1,容器内冷水质量M,初始水温为T2,那么有mcT1T210=Mc10, mcT1T216=M+mc6, mcT1T216 t=M+2mt,联立解得t=4,选项B正确。10、2021河南初中应用物理学问竞赛预赛题餐馆在烹炸食品时有三种食用油可供选择,分别是沸点较高的豆油,沸点较低的色拉油,沸点低的菜子油。那么最好选用( )A豆油 B色拉油 C菜子油 D都一样10.答案:A解析:选用沸点较高的豆油烹炸食品可在豆油温度低于沸点时烹炸食品,削减油的蒸发,节约用油。二填空题12021全国初中应用
11、物理学问竞赛预赛题“可燃冰作为新型能源,有着宏大的开发运用潜力。同等条件下,“可燃冰完全燃烧放出的热量可达煤气的数十倍,这说明“可燃冰的 很大。1kg“可燃冰完全燃烧大约放出4.2108J 热量,可 使 的水从20加热至60。103kg/m3.答案:热值 2500解析:“可燃冰完全燃烧放出的热量可达煤气的数十倍,这说明“可燃冰的热值很大。由Q=cmt解得m=2500kg。22021上海第25界初中物理竞赛复赛因为环境污染,北极的冰山上常年沉积着灰尘,使冰山外表汲取了更多太阳光,加速了冰山的熔化。假设覆盖着灰尘的冰山上外表每单位时间单位面积所汲取的太阳光为98瓦/米2(此数据已将太阳光白天和黑夜
12、的不同日照量平均计算在内)。假设有厚度为30米的冰山,如下图,那么仅靠阳光的暴晒,在0的海水中,须要约_天才能将此冰山熔化。 2、答案: 1062 103 kg/m3105J/kg。底面积为1m2、厚度为30米的冰山质量为m=Sh=103 kg/m31m2104105J/kg104 kg=9109 J,由98瓦/米2n2436001m=9109 J 解得n=1062天。三简答题1. 2021全国初中应用物理学问竞赛民航客机在飞行过程中,飞行高度可达1Okm左右,在这种状况下,飞机外部的气温可达-60左右,气压也低至2628kPa。但是座舱内却是暖和如春,气压和地面大气压相近。请应用物理学问分析
13、飞机座舱内是如何获得如此舒适环境的。 解析:1为了维持座舱内的气压与地面大气压接近,须要压缩机不断地将空气压入座舱内,在这一过程中,压缩机对空气做功,使空气的内能增大,温度上升. 2为了保持座舱内相宜的温度,还须要空调机来降温. 2.(2021全国初中应用物理学问竞赛题)露天放置的大型石油液化气罐,为了防止因温度过高而造成爆炸等事故,罐体外外表通常漆成银白色,如图11所示。而露天安装的电力变压器,同样为了防止因温度过高而造成火灾等事故,在采纳加注冷却油、安装散热管等一系列散热措施的同时,却把其外外表漆成颜色很深的灰黑色,如图12所示。同样是为了防止温度过高,一个外外表漆成颜色很浅灼银白色,另一
14、个外外表却漆成颜色很深的灰黑色,这是为什么呢 2.答案三个要点:1物体外表颜色越浅,反射热辐射的实力越强,进展热辐射的实力越差;物体外表颜色越深,反射热辐射的实力越差,进展热辐射的实力越强。2石油液化气在罐中贮存,本身不产生热。其温度上升主要是因为汲取来自环境中通过热辐射传递的热量。因此,为了防止温度升得过高,而将外表漆成银白色,增加其反射热辐射实力,削减汲取的热量。3正常运行中的电力变压器,会有极少部分电能转化为内能,导致其温度上升。当变压器的温度比环境温度高时,将其漆成颜色很深的灰黑色,有利于将热量通过热辐射的方式传递到环境中,从而防止自身温度升得过高。3(2021全国初中应用物理学问竞赛
15、题) “鸳鸯火锅是用金属片将锅的内部空间隔成相等的两部分,一边放清汤卤,一边放红汤卤,清汤和红汤的质量、主要成分以与初温几乎一样,但是清汤卤一侧液面没有油层,红汤卤一侧液面有一层麻辣风味的油,如图8所示。吃饭的人们可根据自己的爱好把食物放入不同的汤料中进展烫涮。但小新留意到每次运用这种“鸳鸯火锅吃烫涮食品时,总是红汤卤一侧首先沸腾。最初,小新认为这是由于红汤卤一侧的火更大些,但视察发觉,两边的火焰一样。试分析为什么总是红汤卤一侧先沸腾。3.答案三个要点:1锅体两侧火焰一样,在一样时间内,汤料汲取的热量近似一样。2但由于红汤一侧液面上方有一层油,使蒸发减慢,带走的热量较少。3两边汤料的质量、主要
16、成分以与初温度几乎一样,所以红汤温度上升得快,首先沸腾。4(2021全国初中应用物理学问竞赛题)豆腐原来是光滑细嫩的(如图甲所示),经冰冻再解冻以后,就会出现很多小孔,成为美味的“冻豆腐(如图乙所示)。请你说明“冻豆腐中产生很多小孔的道理。4. 答案:有三个要点:1水结冰后,体积变大。2豆腐中含有水,冰冻以后,豆腐中的小冰块把豆腐挤压成蜂窝形态。3待冰熔化成水后,豆腐中就留下了很多孔洞。四综合应用题1.(2021全国初中应用物理学问竞赛题) 米线是一种特色小吃。端上餐桌的有:一碗热汤,上面浮着一层油:一碟切成薄片的鲜肉:一碗已煮熟的米线。食客先把肉片放进汤内,稍候再参与米线。现有以下资料:汤的
17、初温97C103J/(kg);肉片的质量为0.2kg,初温22l03J/( kg)。基于安康原因,肉片必需至少在大于80的汤中保持2min,在这2 min时间里,由于向外界散热整体温度将下降约2 。问:1.碗中油层的作用是什么2.为实现上述的温度要求,碗中汤的质量多少应满意什么条件 解:1.减慢蒸发,从而减慢热量损失。2.因为肉片必需至少在大于80的汤中保持2min,在此期间,整体温度将下降约2,所以汤和肉混合后的温度至少为t=82.根据Q吸=Q放以与Q=cmt可得c肉m肉(t-t肉)= c汤m汤(t汤-t)至少须要汤的质量m汤=kg=0.67kg。2.(2021全国初中应用物理学问竞赛复赛题
18、)单位质量的某种液体变为同温度的气体所须要汲取的热量,叫做这种液体的汽化热。通常状况下,同种液体在不同温度下的汽化热是不同的。某课外活动小组设计了如图7所示的装置,可以用来测定100时水的汽化热。该装置的测量原理是:用电压可调的电加热器使玻璃容器内的水沸腾,用电子天平分别测量沸腾一段时间前后水的质量,同时测量所用的时间与在该段时间内电加热器的电压和电流,根据相关的数据和能量守恒关系即可求出水的汽化热。由于这个装置工作时的散热损失是不行忽视的,该组同学试验时测量了两组数据,如下表所示:电压V电流A时间s水的初质量g水的末质量g第一组2013007068第二组40230070601试简洁说明该装置
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- 历届 全国 初中 物理 竞赛
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