13.3比热容…热量计算专题2021-2022学年人教版九年级物理全一册（含答案）

13.3比热容…热量计算专题2021—2022学年人教版九年级物理全一册
一、计算题（本大题共19小题，共152.0分）
保温瓶内装有一定质量的水，温度从99℃降低到84℃时，放出6.3×104 J的热量，已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。则保温瓶内装有水的质量有多少？
在完全隔热的装置内，用同一热源给100 g水和100 g油加热，其温度随时间的变化关系如图所示．已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，问：
（1）100 g水加热12 min吸收的热量为多少？
（2）100 g油加热6 min吸热为多少？
（3）油的比热容是多少？
某太阳能热水器装有质量为200 kg的水，在阳光的照射下，该热水器中的水的温度从15℃升高到65℃，求这些水吸收的热量是多少。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
物理兴趣小组的同学在探究沙子和水谁的吸热本领大时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200 g的沙子和水加热。他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，那么请问：
（1）图甲和图乙哪个是沙子吸热升温的图像？
（2）加热满2 min时，水吸收了多少热量？
（3）沙子的比热容是多少。
把质量为500g、温度为40℃的铝块加热到100℃，问：
（1）铝块吸收了多少热量？
（2）如果将这些热量用来给水加热，能使多少20℃的水升高到40℃？[c铝＝0.88×103 J/(kg·℃)]
质量为500 g的某种物质，温度从20℃升高到30℃，吸收了2.1×104 J的热量，则这种物质的比热容是多少？
在冬天为了使房间里保持一定的温度，每小时需要供给4.2×106 J的热量。若进入散热器的水的温度是80℃，从散热器流出的水的温度是72℃，问每小时要供给散热器多少80℃的水？[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
用某金属壶烧水，金属壶的质量为300 g，内盛1 kg水．当把壶中水从20℃烧开时，它们一共吸收了3.47×105 J的热量（1标准大气压下）．则：
（1）水吸收了多少热量？
（2）求金属的比热容．[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
将500 g温度为75℃的水加入2.5 kg温度为15℃的水中，热平衡后水的温度是多少摄氏度？（假定没有热量损失）
质量是0.5 kg的铝壶内装2.5 kg的水，其温度为20℃，如果共吸收5.47×105 J的热量，则水温将升高到多少摄氏度？[c铝＝0.88×103 J/(kg·℃)，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
小明家里的电热水器里装有50kg、20℃的水，通电后将水加热到70℃，已知ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg?℃）。
求：（1）电热水器里水的体积
（2）水吸收的热量。
“字”牌太阳能热水器，水箱内有200kg的水。水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），求：
（1）在阳光照射下，水的温度升高了10℃，水吸收的热量；
（2）天气原因，水箱内200kg的水，温度从90℃降低到50℃，和温度从30℃升高到80℃，放出的热量与吸收的热量之比。
把质量为500g的水加热到80°C，吸收了8.4×104J的热量，已知水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），求：
（1）水温升高了多少
（2）原来水的温度是多少？
为了测定铅的比热容，把质量为200g的铅块加热到98℃，再投入到80g的12℃的水中，较长的一段时间后水的温度为18℃．若不计热损失，求：
（1）水吸收的热量．
（2）铅的比热容．
将质量为5千克的铜加热，铜的温度升高了40℃．求铜吸收的热量Q吸．[c铜=0.39×103焦/（千克?℃）]
有一根烧红的铁钉，质量为2g，放出920J的热量后，温度降到20℃，求铁钉的初始温。[c铁=0.46×103J/（kg?℃）]。
冬天，南方的老人们经常使用热水袋取暖。假定热水袋中装有0.8kg的水，当袋内的水温从60℃降低到40℃时，求水放出的热量。[c水=4.2×103J/（kg?℃）]
吃早饭的时候妈妈用热水给小青加热250g的一装牛奶，为了使这袋牛奶的温度由15℃升高到45℃，妈妈用60℃的热水给牛奶加热．[水的比热容为4.2×103J/（kg.℃），牛奶的比热容为2.1×103J/（kg.℃）]。问：
（1）在加热过程中，牛奶吸收了多少热量？
（2）不计热量损失，至少要用热水多少千克？
工匠用钢铁打制刀具时，有一个重要流程叫“淬火”，把刚打制成型的刀具放到炉火中充分煅烧，然后将其迅速放入水中骤冷．现有一成型的合金钢刀具的质量为1 kg，温度为20 ℃，放入836 ℃的炉火中煅烧足够长时间，迅速取出放入5 kg、20 ℃的水中冷却，最后与水达到共同的温度．[不计过程中的热量损失，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，c合金钢＝0.42×103 J/(kg·℃)]求：
(1)此刀具在炉火中吸收了多少热量？
(2)淬火后水的温度为多少摄氏度？
1.【答案】解：?水的温度从99℃降低到84℃，则Δt＝t-t0＝99℃-84℃＝15℃，
???????保温瓶内装有水的质量为：??m=Q放cΔt=6.3×104J4.2×103J/(kg?℃)×15℃=1kg。
2.【答案】（1）Q水吸＝c水m水(t-t0)＝4.2×103?J/(kg·℃)×0.1 kg×(30℃-0℃)＝1.26×104?J．
（2）同一热源放热，相同时间吸热相同，6 min内Q油吸=Q水吸2=6300J．（3）c油=Q油吸m(t?t0)=6300J0.1kg×(30℃?0℃)=2.1×103J/(kg?℃)．
3.【答案】解：根据吸热公式Q吸＝cmΔt? 水吸收的热量：Q吸＝c水m水(t-t0)＝4.2×103?J/(kg·℃)×200 kg×(65-15)℃＝4.2×107?J。
4.【答案】解：（1）图甲表示的是沙子吸热升温的过程，因为沙子和水的质量相等，吸收相同热量时，沙子的比热容比水小，从公式Δt=Qcm可知，沙子温度升得多，所以图甲表示的是沙子吸热升温的过程。（2）由乙图像可知，水的温度从20℃上升到70℃，加热满2 min时水吸收的热量：Q水吸＝c水m水Δt水＝4.2×103?J/(kg·℃)×0.2 kg×(70℃-20℃)＝4.2×104?J。（3）相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，在2 min的时间内Q沙吸＝Q水吸＝4.2×104?J，又因为加热满2 min，沙子的温度从20℃上升到250℃，Δt沙＝250℃-20℃＝230℃，m沙＝200 g＝0.2 kg，c沙=Q沙吸m沙Δt沙=4.2×104J0.2kg×230℃≈0.9×103J/(kg?℃)。
5.【答案】解：（1）铝的比热容为c铝＝0.88×103?J/(kg·℃)，? 铝块从40℃升高到100℃吸收的热量为??Q吸＝c铝m铝(t-t0)＝0.88×103?J/(kg·℃)×0.5 kg×(100℃-40℃)＝2.64×104?J。
（2）水的比热容为c水＝4.2×103?J/(kg·℃)，? 由Q吸＝cm(t-t0)可得：? 水的质量为?
????????m水=Q吸c水(t?t'0)=2.64×104J4.2×103J/(kg?℃)×(40℃?20℃)≈0.31kg。
6.【答案】Q吸＝cmΔt，即2.1×104?J＝c×0.5 kg×(30℃-20℃)，则c＝4.2×103?J/(kg·℃)。
7.【答案】水的质量??m=Q放cΔt=4.2×106J4.2×103J/(kg?℃)×(80℃?72℃)=125kg。
8.【答案】（1）1标准大气压下水的沸点为100℃，即水和金属壶的末温为100℃，Q水吸＝c水m水Δt＝4.2×103?J/(kg·℃)×1 kg×(100℃-20℃)＝3.36×105?J．（2）Q壶吸＝Q总-Q水吸＝3.47×105?J-3.36×105?J＝1.1×104?J，c壶=Q壶吸m壶Δt=1.1×104J0.3kg×(100℃?20℃)≈0.458×103J/(kg?℃)???????
9.【答案】解：根据题意可知，不计热量的损失时，Q吸＝Q放，设热平衡后水温为t，则cm冷水(t-t冷水)＝cm热水(t热水-t)，即4.2×103?J/(kg·℃)×2.5 kg×(t-15℃)＝4.2×103?J/(kg·℃)×0.5 kg×(75℃-t)，解得t＝25℃．
10.【答案】
解：m铝＝0.5 kg，m水＝2.5 kg，? 因为Q吸＝cmΔt，水的末温与铝壶的末温相同，? 所以Q吸＝Q铝吸+Q水吸＝c铝m铝Δt+c水m水Δt，? 所以Δt=
5.47×105J0.88×103J/(kg?℃)×0.5kg+4.2×103J/(kg?℃)×2.5kg=50℃，? 所以水温将升高到t＝t0+Δt＝20℃+50℃＝70℃．
11.【答案】解：（1）因为ρ=mV，
所以水的体积为V=mρ水=50kg1.0×103kg/m3=0.05m3；
（2）水吸收的热量为Q=c水m△t=4.2×103J/（kg?℃）×50kg×（70℃-20℃）=1.05×107J。
答：（1）电热水器里水的体积为0.05m3；
（2）水吸收的热量为1.05×107J。
12.【答案】解：（1）水吸收的热量：Q=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×200kg×10℃=8.4×106J；
（2）水降低温度放得热量与升高温度吸收热量之比：Q放：Q吸=cm（t降-t0降）：cm（t0升-t升）=（t降-t0降）：（t0升-t升）=（90℃-50℃）：（80℃-30℃）=4：5。
答：（1）在阳光照射下，水的温度升高了10℃，水吸收的热量为8.4×106J；
（2）天气原因，水箱内200kg的水，温度从90℃降低到50℃，和温度从30℃升高到80℃，放出的热量与吸收的热量之比为4：5。
13.【答案】解：
（1）由Q吸=cmΔt得升高的温度：
Δt=Q吸cm=8.4×104J4.2×103J/(kg??C)×0.5kg=40℃，
（2）水原来的温度：t0=t-Δt=80℃-40℃=40℃。
答：（1）水温升高了40℃；
（2）原来水的温度是40℃。
14.【答案】解：（1）水吸收的热量：
Q吸=c水m水（t-t0水）
=4.2×103J/（kg?℃）×0.08kg×（18℃-12℃）
=2.016×103J；
（2）∵不计热损失，Q吸=Q放，
∴铅的比热容：
c铅=Q吸m铅(t0铅?t铅)=2.016×103J0.2kg×(98℃?18℃)=126J/(kg·℃)。
答：（1）水吸收的热量为2.016×103J；
（2）铅的比热容是126J/（kg?℃）。
15.【答案】解：
铜吸收的热量：
Q吸=cm△t=0.39×103J/（kg?℃）×5kg×40℃=7.8×104J。
答：铜吸收的热量是7.8×104J。
16.【答案】解：
铁钉放出的热量：Q放=cm△t=cm（t0-t），
即：920J=0.46×103J/（kg?℃）×2×10-3kg×（t0-20℃）
解得：t0=1020℃。
答：铁钉的初始温度为1020℃。
17.【答案】解：水放出的热量为：
Q放=c水m（t0-t）=4.2×103J/（kg?℃）×0.8kg×（60℃-40℃）=6.72×104J。
答：水放出的热量为6.72×104J。
18.【答案】解：（1）牛奶吸收的热量：Q吸=c1m1（t?t01）=2.1×103J/（kg?℃）×0.25kg×（45℃?15℃）=1.575×104J；
（2）Q吸=Q放=1.575×104J，
即c水m水（t02-t）=Q放，
则m水=Q放c水(t02?t)=1.575×104J4.2×103J/(kg?℃)×(60℃?45℃)=0.25kg。
答：（1）牛奶需要吸收1.575×104J的热量；
（2）至少要用热水0.25kg。
19.【答案】解：
（1）合金钢刀具放入836℃的炉火中煅烧足够长时间，达到热平衡，温度相同，
所以，合金钢刀具的末温t=836℃，
则此刀具在火炉中吸收的热量：
Q合吸=c合金钢m合金钢（t-t0）=0.42×103J/（kg?℃）×1kg×（836℃-20℃）=3.4272×105J；
（2）将煅烧后的刀具迅速取出放入20℃的水中冷却，最后刀具与水达到共同的温度，设为t′，
则有：Q水吸=Q合放，
即：c水m水（t′-t0′）=c合金钢m合金钢（t-t′），
代入数据：4.2×103J/（kg?℃）×5kg×（t′-20℃）=0.42×103J/（kg?℃）×1kg×（836℃-t′），
解得：t′=36℃。
答：（1）此刀具在火炉中吸收了3.4272××105J的热量；
（2）淬火后水的温度为36摄氏度。