《2025年天府前沿课时同步培优训练九年级物理全一册教科版》

6. (新编) 有一根烧红的铁钉,质量是 $ 2 \, \text{g} $,放出 $ 920 \, \text{J} $ 的热量后,温度降低到 $ 20 \, \text{℃} $。求铁钉的初温。[$ c_{\text{铁}} = 0.46 × 10^{3} \, \text{J/(kg} \cdot \text{℃)} $]

答案： 解：已知铁钉质量$m = 2\,\text{g} = 0.002\,\text{kg}，$放出热量$Q_{\text{放}} = 920\,\text{J}，$末温$t = 20\,\text{℃}，$比热容$c_{\text{铁}} = 0.46×10^{3}J/(kg·℃)。$$ $　　
根据热量计算公式$Q_{\text{放}} = cm(t_{0}-t)，$可得：$ $　　
$t_{0} = t+\frac{Q_{\text{放}}}{cm} $　　
代入数据：$ $　　
$t_{0}=20\,\text{℃}+\frac{920\,\text{J}}{0.46×10^{3}J/(kg·℃)×0.002\,\text{kg}} $　　
$=20\,\text{℃}+\frac{920}{0.92}\,\text{℃} $　　
$=20\,\text{℃}+1000\,\text{℃} $　　
$=1020\,\text{℃} $　　
答：铁钉的初温为$1020\,\text{℃}。$$ $　　

7. (怀化中考) 安全、清洁、方便的太阳能越来越受到人们的重视和广泛利用。某太阳能热水器内装有质量为 $ 100 \, \text{kg} $、温度为 $ 20 \, \text{℃} $ 的水,在太阳照射一段时间后,水温升高到 $ 60 \, \text{℃} $,则水吸收的热量是 ______ $ \text{J} $,这些能量相当于完全燃烧 ______ $ \text{m}^{3} $ 天然气放出的热量。[$ c_{\text{水}} = 4.2 × 10^{3} \, \text{J/(kg} \cdot \text{℃)} $,$ q_{\text{天然气}} = 4.2 × 10^{7} \, \text{J/m}^{3} $]

答案： 1.68 × 10^7；0.4

8. (宿迁中考) “低碳环保”是当今世界环境主题。天然气是一种低污染燃料,在我市已普遍使用,天然气的热值为 $ 4 × 10^{7} \, \text{J/m}^{3} $,完全燃烧 $ 0.21 \, \text{m}^{3} $ 的天然气所释放的热量为 ______ $ \text{J} $,若这些热量完全被水吸收,能使 ______ $ \text{kg} $ 的水温度升高 $ 40 \, \text{℃} $。[$ c_{\text{水}} = 4.2 × 10^{3} \, \text{J/(kg} \cdot \text{℃)} $]

答案： $ 8.4 × 10^6 $；$ 50 $

9. (柳州中考) 一杯 $ 0.2 \, \text{kg} $、$ 100 \, \text{℃} $ 的开水,置于桌面一段时间后温度降到 $ 30 \, \text{℃} $。已知水的比热容 $ c_{\text{水}} = 4.2 × 10^{3} \, \text{J/(kg} \cdot \text{℃)} $,忽略开水蒸发时损失的质量。问：
(1) 这个过程中,开水放出了多少热量？
(2) 这些热量相当于多少质量的酒精完全燃烧放出的热量？(酒精的热值 $ q = 3.0 × 10^{7} \, \text{J/kg} $)

答案：
(1)解：已知水的质量$m_{水}=0.2\,kg$，初温$t_0=100\,℃$，末温$t=30\,℃$，比热容$c_{水}=4.2×10^{3}\,J/(kg·℃)$。
根据热量计算公式$Q_{放}=c_{水}m_{水}(t_0 - t)$，可得：
$Q_{放}=4.2×10^{3}\,J/(kg·℃)×0.2\,kg×(100\,℃-30\,℃)$
$=4.2×10^{3}×0.2×70\,J$
$=5.88×10^{4}\,J$
(2)解：由题意知，酒精完全燃烧放出的热量$Q_{放}'=Q_{放}=5.88×10^{4}\,J$，酒精的热值$q=3.0×10^{7}\,J/kg$。
根据$Q=mq$，可得酒精质量$m_{酒精}=\frac{Q_{放}'}{q}=\frac{5.88×10^{4}\,J}{3.0×10^{7}\,J/kg}=1.96×10^{-3}\,kg$
(1)开水放出的热量为$5.88×10^{4}\,J$；
(2)相当于$1.96×10^{-3}\,kg$酒精完全燃烧放出的热量。

10. (新疆中考) 已知水的比热容是 $ 4.2 × 10^{3} \, \text{J/(kg} \cdot \text{℃)} $,用如图所示的家用电热水壶烧开一壶自来水,水吸收的热量约为 ( )


A.$ 6 × 10^{4} \, \text{J} $
B.$ 6 × 10^{5} \, \text{J} $
C.$ 6 × 10^{6} \, \text{J} $
D.$ 6 × 10^{7} \, \text{J} $

答案： B