《2024年智学酷提优精练九年级物理全一册人教版广东专版》

8.如图所示，甲是用水来冷却热牛奶的示意图，乙是记录牛奶、水的温度随时间变化的图像，图中表示热牛奶温度随时间变化的曲线应是______（选填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。若水的质量为2kg，在这个过程中水吸收的热量是______J。[$c_{水}=4.2×10^{3}\text{ J/(kg}\cdot^{\circ}\text{C)}]$

答案： Ⅰ $6.72×10^{4}$ 解析：用水来冷却牛奶，热牛奶的温度是逐渐降低的，所以热牛奶温度随时间变化的曲线应是Ⅰ。A点表示的温度为 $18\text{ ℃}$，它是牛奶和水最后的温度；在这个过程中水吸收的热量 $Q_{吸}=c_{水}m_{水}(t - t_{0}) = 4.2×10^{3}\text{ J/(kg·℃)}×2\text{ kg}×(18\text{ ℃} - 10\text{ ℃}) = 6.72×10^{4}\text{ J}$。

9.(2022·宜昌)小丽用相同的电加热器分别对质量为0.2kg的水和0.3kg的另一种液体进行加热，得到的实验数据如图所示，则水在16min内吸收的热量为________J，另一种液体的比热容为______J/（kg·℃）。[$c_{水}=4.2×10^{3}\text{ J/(kg}\cdot^{\circ}\text{C)}]$

答案： $2.52×10^{4}$ $1.4×10^{3}$ 解析：由题图知，在 $16\text{ min}$内水吸收的热量 $Q_{吸水}=c_{水}m(t - t_{0}) = 4.2×10^{3}\text{ J/(kg·℃)}×0.2\text{ kg}×(40\text{ ℃} - 10\text{ ℃}) = 2.52×10^{4}\text{ J}$。在 $16\text{ min}$内另一种液体与水吸收的热量相同，则另一种液体加热 $8\text{ min}$吸收的热量 $Q_{吸}'=\frac{1}{2}Q_{吸水}=\frac{1}{2}×2.52×10^{4}\text{ J}=1.26×10^{4}\text{ J}$。由题图和 $Q_{吸}'=c_{液}m_{液}(t_{液}-t_{0}')$可得 $1.26×10^{4}\text{ J}=c_{液}×0.3\text{ kg}×(50\text{ ℃} - 20\text{ ℃})$，解得另一种液体的比热容 $c_{液}=1.4×10^{3}\text{ J/(kg·℃)}$。

10.小红完成水的凝固实验后，描绘出的温度随时间变化的图像如图所示。实验时，水的质量为0.5kg，相同时间内质量相同的水和冰放出的热量相同，则AB段水放出的热量为______J，CD段冰放出的热量为______J，冰的比热容为______________J/（kg·℃）。[$c_{水}=4.2×10^{3}\text{ J/(kg}\cdot^{\circ}\text{C)}]$

答案： $2.1×10^{4}$ $2.1×10^{4}$ $2.1×10^{3}$
解析：AB段水的温度变化量 $\Delta t_{水}=10\text{ ℃}$，AB段水放出的热量 $Q_{放}=c_{水}m\Delta t_{水}=4.2×10^{3}\text{ J/(kg·℃)}×0.5\text{ kg}×10\text{ ℃}=2.1×10^{4}\text{ J}$；
AB段和CD段时间相同，冰和水放出的热量相等，故CD段冰放出的热量为 $2.1×10^{4}\text{ J}$；
CD段冰降低的温度 $\Delta t_{冰}=20\text{ ℃}$，由 $Q_{放}=cm\Delta t$ 可得冰的比热容 $c_{冰}=\frac{Q_{放}}{m\Delta t_{冰}}=\frac{2.1×10^{4}\text{ J}}{0.5\text{ kg}×20\text{ ℃}}=2.1×10^{3}\text{ J/(kg·℃)}$。

11.(跨学科实践)某实验小组用图甲所示装置做了冰熔化成水的实验。并根据实验中测得的数据绘制了温度—时间图像(如图乙、丙所示)：
               
(1)请你判断乙、丙两图中哪幅图更合理，并简要说明理由。
(2)从图中可知，冰在AB过程中吸热升温用了5min。若酒精灯每分钟放出的热量是1.68×10³ J，冰吸热的效率是50％，则冰在AB过程中吸收的热量是多少？
(3)如果试管中冰的质量是0.2kg，请根据(2)中的数据，求冰的比热容。

答案：
（1）见解析。 （2）$4.2×10^{3}\text{ J}$

12.(信息类试题)热平衡，指同外界接触的物体，其内部温度各处均匀且等于外界温度的状况。在热平衡时，物体各部分以及物体同外界之间都没有热量交换，即$Q_{吸}=Q_{放}$。将400g、5℃的冷水与200g、80℃的热水混合(与外界无热量交换)，热平衡时的温度是________℃。

答案： $30$ 解析：冷水和热水混合，热平衡时冷水和热水最后的温度相同，设热平衡时的温度为 $t$；冷水吸收的热量 $Q_{吸}=c_{水}m_{1}\Delta t_{1}=c_{水}×400×10^{-3}\text{ kg}×(t - 5\text{ ℃})$；热水放出的热量 $Q_{放}=c_{水}m_{2}\Delta t_{2}=c_{水}×200×10^{-3}\text{ kg}×(80\text{ ℃} - t)$；又因为冷水与热水混合时与外界无热量交换，所以冷水吸收的热量与热水放出的热量相等，即 $Q_{吸}=Q_{放}$，则有 $c_{水}×400×10^{-3}\text{ kg}×(t - 5\text{ ℃}) = c_{水}×200×10^{-3}\text{ kg}×(80\text{ ℃} - t)$，解得热平衡时的温度 $t = 30\text{ ℃}$。