全國(guó)初中應(yīng)用物理競(jìng)賽試題熱學(xué)專題

...wd......wd......wd...全國(guó)初中應(yīng)用物理競(jìng)賽試題熱學(xué)專題第一局部：選擇題1．汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在工作過程中需要冷卻。圖5為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的水冷系統(tǒng)工作原理示意圖。在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的過程中，圖5所示有關(guān)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系統(tǒng)中水流方向以及水泵葉輪轉(zhuǎn)向的示意圖中，正確的選項(xiàng)是()2．如以下列圖，以下現(xiàn)象中通過做功改變物體內(nèi)能的是()(A)搓手取暖(B)水被加熱(C)勺子燙手(D)曝曬鋼瓶第2題圖第2題圖3.2013年6月20日我國(guó)宇航員王亞平首次進(jìn)展了太空授課。圖6為王亞平所做實(shí)驗(yàn)的一個(gè)畫面，圖中的水呈球狀而不破裂，除了失重的原因外，A．水球的外外表有一層很薄的橡皮膜B．水球外表分子之間相互作用的引力大于斥力C．在實(shí)驗(yàn)用水中事先添加了某些特殊物質(zhì)D．到外太空后，水的分子構(gòu)造發(fā)生了變化4．有的工廠的煙囪里會(huì)冒出“白煙〞，主要原因是()A．排出的氣體中含有C02氣體遇冷凝結(jié)，形成“白煙〞B．排出的熱氣體與空氣中的水滴混合，形成“白煙〞C．排出的氣體中含有大量的CO、CO2等混合氣體，形成“白煙〞D．排出的氣體中含有水蒸氣遇冷凝結(jié)成小水滴，形成“白煙〞5．甲、乙兩液體的密度比為ρ甲：ρ乙=5：4，體積比為V甲：V乙=2：3，比熱容比為c甲：c乙=1：2，且它們的初溫不等?，F(xiàn)將它們混和(不發(fā)生化學(xué)反響)，不計(jì)混和過程中的熱損失，到達(dá)熱平衡后液體溫度相對(duì)各自初溫變化量的絕對(duì)值分別為△t甲和△t乙，那么△t甲：△t乙為()(A)16：15(B)15：16(C)12：5(D)5：l26．家里需要安裝一個(gè)電熱淋浴器。一般淋浴用水的流量約為8L/min(約1．33×10-4m3/s)，淋浴時(shí)間可按5min計(jì)算，適宜的水溫約為45℃。電熱淋浴器有甲、乙兩種類型。甲類型沒有水箱，電熱淋浴器與水管相連，直接對(duì)流動(dòng)的水加熱：乙類型有水箱，待水箱中的水加熱至45℃后再淋浴。小華家供電電路的額定電壓為220V，允許通過的最大電流為20A。假設(shè)電流所產(chǎn)生的熱量全部用來使水升溫，加熱前的水溫為20℃，請(qǐng)你根據(jù)以上條件判斷，以下說法中正確的選項(xiàng)是()A．只有甲類型電熱淋浴器適合小華家的供電電路B．只有乙類型電熱淋浴器適合小華家的供電電路C．甲類型電熱淋浴器所需要的最小電流為10AD．在供電條件允許的前提下，乙類型電熱淋浴器使40kg水溫度升高25℃，約l6min圖17、在嚴(yán)寒的冬季，小明到滑雪場(chǎng)滑雪，恰逢有一塊空地正在進(jìn)展人工造雪。他發(fā)現(xiàn)造雪機(jī)在工作過程中，不斷地將水吸入，并持續(xù)地從造雪機(jī)的前方噴出“白霧〞，而在“白霧“下方，已經(jīng)沉積了厚厚的一層“白雪〞，如圖1所示。對(duì)于造雪機(jī)在造雪過程中，水這種物質(zhì)發(fā)生的最主要的物態(tài)變化，以下說法中正確的選項(xiàng)是()圖1A.凝華B.凝固C.升華D.液化8、炒菜時(shí)如果發(fā)生油鍋起火現(xiàn)象，以下做法中最不應(yīng)該的是()A.加一些冷油，降低溫度B.立刻蓋上鍋蓋C.立即向鍋內(nèi)倒入冷水來滅火D.將蔬菜倒入油鍋內(nèi)9.我國(guó)不少地區(qū)把陰霾天氣現(xiàn)象并入霧一起作為災(zāi)害性天氣，統(tǒng)稱為“霧霾天氣〞。關(guān)于霧和霾的認(rèn)識(shí)，以下說法中正確的選項(xiàng)是()A．霧是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空氣層中形成的B．霧和霾是兩種不同的天氣現(xiàn)象C．霧是由懸浮在大氣中的大量微小塵粒、煙?；螓}粒等顆粒形成的D．霧和霾是同一個(gè)概念的兩種不同說法10.在炒花生或栗子時(shí)，通常要往鍋里放一些沙子(或粗鹽)；這樣做的主要目的是 ( )A.使炒鍋的溫度更高。B.使花生或栗子受熱均勻且防止與鍋底直接接觸時(shí)間過長(zhǎng)。C.讓沙子(或粗鹽)吸收一些水分，使花生或栗子更加干酥脆。D.讓沙子(或粗鹽)吸收局部熱量，防止因溫度過高而使花生或栗子變焦。11.晴朗無風(fēng)的早晨，當(dāng)飛機(jī)從空中飛過，在蔚藍(lán)的天空中會(huì)留下一條長(zhǎng)長(zhǎng)的“尾巴〞，如圖1所示，這種現(xiàn)象俗稱為“飛機(jī)拉煙〞。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因之一是飛機(jī)在飛行過程中排出的暖濕氣體遇冷所致。在這一過程中，暖濕氣體發(fā)生的物態(tài)變化是 ()A.熔化 B.液化 C.蒸發(fā) D.升華12.2010年1月2日起，我國(guó)北方大部地區(qū)遭遇大范圍降雪天氣襲擊。大雪嚴(yán)重影響了民航、鐵路和高速公路等交通，如圖2所示。在遇到這種天氣時(shí)，為了盡快去除積雪，常用的方法是撤“融雪鹽〞，這是因?yàn)椤病矨.“融雪鹽〞與少量水發(fā)生化學(xué)反響，產(chǎn)生的熱量使周圍的冰雪熔化B.“融雪鹽〞產(chǎn)生“保暖層〞，使冰雪吸收足夠的“地?zé)屺暥刍疌.使雪形成“含融雪鹽的雪〞，“含融雪鹽的雪〞熔點(diǎn)低于當(dāng)?shù)販囟?，使雪熔化D．“融雪鹽〞有利于冰雪對(duì)陽光的吸收，從而加快冰雪的熔化13．炎熱無風(fēng)的夏天，小宇走在被曬得發(fā)燙的柏油路上，看見前面的路面己被一輛灑水車灑水淋濕了。他認(rèn)為走在淋濕了的路面上一定比走在枯燥的路面上感到?jīng)鏊?，于是趕快走過去，結(jié)果在灑過水的路面上他卻感到更加悶熱了。你認(rèn)為產(chǎn)生這種感覺的主要原因是〔〕A．灑水車中的水經(jīng)過曝曬后，內(nèi)能增大，溫度很高B．地面上的水使被反射的陽光增多，身體獲得更多熱量C．灑水后使附近的空氣濕度增加，身上的汗液蒸發(fā)變慢D．地面上的水蒸發(fā)時(shí)把熱量帶到了人的身上14.小明發(fā)現(xiàn)戶外地面以上的冬季供熱管道每隔一段距離總呈線型如圖3所示。其主要原因是()A.為了避開行人和建筑物 B.為了美觀C.為了防止管道因熱脹冷縮導(dǎo)致的損壞 D.為了方便工人師傅安裝和檢修15．在水泥路面的道路施工中，其中有一道工序是：大約每隔8m水泥中插入一根長(zhǎng)木條，將水泥路面割斷成一塊一塊的。然后再趁水泥還未完全固化時(shí)用帶有齒的輪在鋪設(shè)好的路面上劃出，道道的橫線〔如圖1所示〕。對(duì)下述做法的分析，你認(rèn)為以下說法中最可能的是()A．用帶有齒的輪在鋪設(shè)好的路面上劃出一道道的橫線，是為了使路面更加美觀B．用長(zhǎng)木條將水泥路面割斷成一塊一塊的，是為了節(jié)約鋪設(shè)路面的水泥材料C．用長(zhǎng)木條將水泥路面割斷成一塊一塊的，是為了防讓由于熱膨脹導(dǎo)致路面損壞D．用長(zhǎng)木條將水泥路面割斷成一塊一塊的，是為了增大路面的摩擦16．我國(guó)北方地區(qū)冬季用燃煤取暖所造成的大氣污染，己越來越引起人們的關(guān)注?，F(xiàn)在有些家庭已經(jīng)改用燃油取暖，以降低對(duì)大氣的污染。小明家的住房面積約110m2，假設(shè)將住房的門窗關(guān)閉好，用燃燒柴油來取暖，并使室溫升高10℃，柴油的熱值為4．3×107J／kg，空氣的密度約為1．3kg／m3，空氣的比熱容為1．O×l03J／(kg.℃)，所需的柴油約為A．0.01kgB．0.1kgC．1kgD．10kg17.我國(guó)最近發(fā)射的神州四號(hào)飛船返回艙的外表有一層叫做“燒蝕層〞的物質(zhì)，它可以在返回大氣層時(shí)保護(hù)返回艙不因高溫而燒毀。燒蝕層能起這種作用，除了它的隔熱性能外，還由于()A.它的硬度大，高溫下不會(huì)損壞B.它的外表非常光滑，能減少艙體與空氣的摩擦C.它在汽化時(shí)能吸收大量的熱D.它能把熱輻射到宇宙空間18．烹制油炸食品時(shí)，如果不慎將水滴濺入燒熱的油鍋中，會(huì)聽到“叭叭〞的響聲，同時(shí)油花四濺。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的主要原因是A．水是熱的不良導(dǎo)體 B．水滴的溫度與油的溫度不一樣C．水的沸點(diǎn)比熱油的溫度低 D．水的比熱容比油的比熱容大第二局部：說理題1．〔8分〕把一個(gè)裝滿80℃的熱水的熱水袋懸掛在空中，并用一支溫度計(jì)插入熱水中來測(cè)量水溫，假設(shè)室溫維持在20℃不變，測(cè)得溫度與時(shí)間的數(shù)據(jù)如下表：t〔分〕0102030405060T〔℃〕80.056.442.133.428.124.923.0請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)找出T—t的函數(shù)關(guān)系。(2)試問水的溫度由80℃降為30℃，經(jīng)過的時(shí)間為多少?2．(9分)攪拌水的時(shí)候可以對(duì)水做功，使水的內(nèi)能增加，但幾乎不可能讓一個(gè)人通過攪拌的方法使一杯水沸騰，請(qǐng)說明理由。第21題圖3．(10分)如以下列圖，某同學(xué)做了一個(gè)氣體膨脹的小實(shí)驗(yàn)，他將瓶蓋的平滑頂部沾水，翻轉(zhuǎn)后放在可樂瓶的瓶口。雙手搓熱，輕輕地將可樂瓶握實(shí)，幾秒鐘后，將會(huì)看到瓶蓋在瓶口一直跳動(dòng)。他在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候有以下幾點(diǎn)思考：第21題圖(1)瓶蓋有沾水和沒沾水是否會(huì)影響演示效果?(2)夏天做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，效果會(huì)比冬天好或差?第3題圖(3)小瓶子(750毫升)和大瓶子(2000毫升)的效果有差異嗎?第3題圖請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)的物理知識(shí)對(duì)以上三個(gè)問題進(jìn)展分析。4.小明家新買了一臺(tái)電熱油汀取暖器，如圖8所示。當(dāng)小明用力晃動(dòng)這臺(tái)取暖器時(shí)，可以聽到其內(nèi)部發(fā)出了液體流動(dòng)的聲音。小明找出說明書仔細(xì)閱讀后得知，這種取暖幫將電熱管安裝在散熱片腔體內(nèi)的下部;在腔體內(nèi)電熱管周圍注有導(dǎo)熱油;在控拉制電路中裝有雙金屬混控元件，當(dāng)油溫到達(dá)調(diào)定溫度時(shí)，溫控元件會(huì)自行斷開電源,在使用本卷須知中特別強(qiáng)調(diào)這種取暖器不能倒置或側(cè)臥使用。請(qǐng)答復(fù):(1)為什么用油做導(dǎo)熱物質(zhì)而不用水?(2)取暖器內(nèi)部發(fā)出了液體流動(dòng)的聲音，說明油沒有裝滿，這是為什么?(3)為什么強(qiáng)調(diào)不能上下倒置或放倒后通電加熱?5.露天放置的大型石油液化氣罐，為了防止因溫度過高而造成爆炸等事故，罐體外外表通常漆成銀白色，如圖11所示。而露天安裝的電力變壓器，同樣為了防止因溫度過高而造成火災(zāi)等事故，在采用加注冷卻油、安裝散熱管等一系列散熱措施的同時(shí)，卻把其外外表漆成顏色很深的灰黑色，如圖12所示。同樣是為了防止溫度過高，一個(gè)外外表漆成顏色很淺灼銀白色，另一個(gè)外外表卻漆成顏色很深的灰黑色，這是為什么呢?6.小明要買一個(gè)電爐用來燒開水，他到商店去選購(gòu)時(shí)看到有800Ｗ和1200Ｗ兩種規(guī)格，他想：800Ｗ的功率小，比較省電，打算買800Ｗ的。如果從節(jié)能的角度考慮，你認(rèn)為他的這種想法合理嗎，為什么7.寒冬時(shí)節(jié)的早晨，汽車司機(jī)上車后常發(fā)現(xiàn)在前風(fēng)擋車窗上出現(xiàn)白色的“哈氣〞，于是他翻開暖風(fēng)，很快就能除掉“哈氣〞；夏天，在下大雨后，風(fēng)擋車窗上也出現(xiàn)“哈氣〞影響安全駕駛，于是司機(jī)翻開空調(diào)制冷，很快“哈氣〞也被除掉。為什么同樣的現(xiàn)象，司機(jī)采取不同的方法卻收到了一樣的效果請(qǐng)你用所學(xué)的物理知識(shí)加以解釋。8．用來燒開水的鋁制水壺的底部，常有幾個(gè)凸凹不平的同心圓，其主要作用是：〔1〕_______________________________________；〔2〕_______________________________________。9.請(qǐng)兩個(gè)有實(shí)用價(jià)值的液體蒸發(fā)吸熱的應(yīng)用實(shí)例：(1)_______________________________________________________________。(2)_______________________________________________________________。10．(4分)小明用打氣筒給自行車輪胎打氣后，發(fā)現(xiàn)氣筒壁的溫度明顯高于打氣前的溫度。對(duì)于這個(gè)現(xiàn)象，你作怎樣的解釋?11．(4分)小明和小紅都想幫媽媽煮雞蛋。當(dāng)煮雞蛋的水燒開后，小明認(rèn)為要繼續(xù)將火燒得很旺，使鍋內(nèi)水劇烈沸騰，這樣會(huì)很快將雞蛋煮熟。小紅那么認(rèn)為，水沸騰后應(yīng)改用小火，蓋上鍋蓋，讓鍋內(nèi)水微微沸騰，同樣能很快將雞蛋煮熟。你認(rèn)為誰的想法更合理?請(qǐng)寫出理由12．(4分〕火箭點(diǎn)火發(fā)射時(shí)，假設(shè)高溫火焰向下噴射到發(fā)射臺(tái)上，發(fā)射臺(tái)就會(huì)被燒毀。為了保護(hù)發(fā)射臺(tái)，在它的底部建造了一個(gè)大水池，從而巧妙地解決了這個(gè)技術(shù)問題。〔1)火箭發(fā)射時(shí)，底部噴出的龐大的白色氣團(tuán)〔圖6)是由什么組成的它是怎樣形成的(2)分析“大水池〞對(duì)發(fā)射臺(tái)起到保護(hù)作用的道理。圖813.如圖8為輸電線路中常用的油浸自冷式變壓器。變壓器內(nèi)部的鐵芯、線圈就浸沒于變壓器油〔一種礦物油，也稱導(dǎo)熱油〕中。變壓器工作時(shí)，鐵芯、線圈會(huì)發(fā)熱。這些熱量主要通過導(dǎo)熱油并流經(jīng)變壓器外部的一根根金屬管道散發(fā)到空氣中，從而使鐵芯、線圈的溫度不會(huì)升高太多，以確保變壓器的安全運(yùn)行。請(qǐng)答復(fù)：圖8〔1〕變壓器外部的散熱器為什么做成管道狀〔2〕變壓器的上部有個(gè)油箱，其側(cè)面有一個(gè)油量表。油量表就是一根上、下兩端均開口并插入油箱中的玻璃管。電工通過觀察玻璃管中油面的高度來判斷油箱中油量的多少。請(qǐng)問：設(shè)計(jì)這一裝置利用的主要物理知識(shí)是什么〔3〕從圖8我們發(fā)現(xiàn)：變壓器外部的散熱管道都是沿豎直方向而不是沿水平方向分布的，這是為什么〔4〕正常情況下，變壓器油箱中的導(dǎo)熱油是絕對(duì)不允許裝得滿滿的，這是為什么14.長(zhǎng)期以來，實(shí)心粘土磚一直是我國(guó)主要的建筑材料。由于粘土磚在生產(chǎn)過程中存在著諸多弊端，國(guó)家有關(guān)部門提出了減少粘土磚使用率、倡導(dǎo)新型材料的要求。如圖10所示的空心水泥磚就是新型建筑材料的一種。請(qǐng)你從節(jié)能與環(huán)保等方面分析，使用空心水泥磚比使用實(shí)心粘土磚有哪些好處?！仓辽賹懗鋈龡l〕15．住在非洲沙漠的居民，由于沒有電，夏天無法用電冰箱保鮮食物，當(dāng)?shù)厝藙?chuàng)造了一種簡(jiǎn)易“沙漠冰箱〞，如圖4所示。它由內(nèi)罐和外罐組成，兩罐之間填滿潮濕的沙子。使用時(shí)將食物放在內(nèi)罐，罐口蓋上濕布，放在枯燥、通風(fēng)的地方，并經(jīng)常向內(nèi)罐和外罐之間的沙子上灑些水，這樣對(duì)內(nèi)罐中的食物可以起到一定的保鮮作用。根據(jù)上文，請(qǐng)答復(fù)：(1)將它放在枯燥、通風(fēng)的地方，目的是______________________________。(2)經(jīng)常向兩罐之間的沙子上灑些水，目的是___________________________。16．如圖6甲、乙分別是兩種小型飲水鍋爐的構(gòu)造示意圖，從節(jié)能角度看，你認(rèn)為哪一種更合理?請(qǐng)簡(jiǎn)要說明理由。4.用久了的白熾燈泡會(huì)蒙上一層淺淺的黑色，這是因?yàn)殒u絲受熱時(shí)產(chǎn)生__________現(xiàn)象，出現(xiàn)鎢蒸氣，在燈泡內(nèi)壁上產(chǎn)生_________的緣故。圖65.油庫(kù)里的儲(chǔ)油罐如圖6所示，它渾身銀白，直徑較大，高度較矮〔相對(duì)于直徑而言〕，像個(gè)短胖子。請(qǐng)答復(fù)：圖6〔1〕在儲(chǔ)油罐的這些設(shè)計(jì)中，“渾身呈銀白色〞是為了_____________；“直徑較大，高度較矮〞是為了________________________________。〔2〕在儲(chǔ)油罐旁還安裝有自動(dòng)噴頭，每到夏天，特別是白天的中午，常用噴頭向儲(chǔ)油罐噴水，這主要是利用水的___________較大的特性，以及水蒸發(fā)時(shí)要吸熱的特性來給儲(chǔ)油罐_____________，以防止油的自燃。三、學(xué)校淋浴用的簡(jiǎn)易太陽曬水箱內(nèi)裝水60kg，水箱玻璃蓋的面積為0.84m2。從手冊(cè)中查得，地球上與太陽光線垂直的外表接收的太陽輻射能為7.56×104J/(min?m2)；這類水箱吸收太陽能的效率約為50％；散熱損失約為20％。假設(shè)使用中能夠及時(shí)調(diào)整水箱朝向，使陽光總能垂直射入玻璃蓋，計(jì)算4小時(shí)后箱中的水升高的溫度。[水的比熱容為4.2×103J/〔kg·℃〕。]四、〔14分〕在一些農(nóng)村地區(qū)建造的沼氣池，通過將農(nóng)村大量的秸桿、人畜糞便發(fā)酵來獲取沼氣，利用沼氣來燒火做飯，點(diǎn)燈照明。沼氣池的應(yīng)用，不僅使上述資源得以更好的利用，同時(shí)也給生活帶來了諸多便利，使環(huán)境得以改善。這是一個(gè)一舉多得的惠民工程。圖9所示為一農(nóng)戶的水壓式沼氣池的剖面簡(jiǎn)圖。說明：1．沼氣池2．水壓池3．進(jìn)料口4．密封蓋5.輸氣管6．貯氣室7．沼氣壓力顯示器8．總閥門9.U形管壓強(qiáng)計(jì)〔里面裝有染成紅色的水〕10．出料口蓋板〔不密封水壓池．水壓池仍與外面大氣相通〕11．閥門己知該農(nóng)戶家燃?xì)庠畹南嚓P(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)如下：使用燃料液化石油氣天然氣人工煤氣人工沼氣灶前壓強(qiáng)〔kPa)2.82.01.01.5額定熱流量〔kW)普通爐左：3.6組合爐左：3.6右：4.0右：3.6單爐4.0取g=10N/kg，水的比熱容4.2×103J/(kg·℃)1．根據(jù)圖9所示，通過計(jì)算說明，該農(nóng)戶此時(shí)能否使用這個(gè)沼氣池中的沼氣來正常燒火做飯2．有一天，該農(nóng)戶發(fā)現(xiàn)，沼氣壓強(qiáng)小于燃?xì)庠畹囊蟆榱四鼙M快利用沼氣生火做飯，從物理學(xué)的角度看，可采取哪些措施3．假設(shè)該農(nóng)戶所用的燃?xì)庠钍瞧胀t，通常情況下，普通爐中的右爐單獨(dú)正常工作時(shí)，將一壺質(zhì)量為2.5kg、溫度為20℃4．請(qǐng)你就如何提高燃?xì)庠畹男蕟栴}談?wù)勀愕脑O(shè)想。五、(6分〕李明同學(xué)家要買一個(gè)燒水用的水壺，超市里有兩種容積一樣但品種不同的鋁質(zhì)水壺可供選購(gòu)，一種是放在液化氣灶上用的，另一種是壺內(nèi)裝有電熱器的，如圖11所示。李明想比較哪一種水壺?zé)″X。他首先進(jìn)展了調(diào)查，得到如下資料、當(dāng)?shù)鼐用裼秒姷膬r(jià)格是0.5元/度；瓶裝液化氣的價(jià)格是60元/瓶〔每瓶中液化氣的質(zhì)量約為15kg，液化氣的熱值為4.2×107J/kg)；用液化氣燒水的熱效率約為30%，用電熱水壺?zé)臒嵝始s為90％。根據(jù)以上信