《2025年1课3练单元达标测试九年级物理上册苏科版》

1 为了节能环保,禁止野外焚烧秸秆,将秸秆回收再利用,既可产生沼气,又可产生肥料.100 kg 秸秆可产生沼气$1 m^3,$完全燃烧这部分沼气可产生热量为______J,如果这些热量的 40%被质量为 50 kg,温度为 25 ℃的水吸收,可以使水温升高到______℃.[气压为一个标准大气压,已知$c_{水}= 4.2×10^3 J/(kg·℃),$沼气热值为$4.2×10^7 J/m^3]$

答案： 4.2×10⁷ 100 [解析]1m³的沼气完全燃烧产生的热量Q放=Vq=1m³×4.2×10⁷J/m³=4.2×10⁷J.水吸收的热量Q吸=ηQ放=40%×4.2×10⁷J=1.68×10⁷J,水的末温t=Q吸/(m水c)+t₀=1.68×10⁷J/(50kg×4.2×10³J/(kg·℃))+25℃=105℃,由于此时大气压为一个标准大气压,水的沸点为100℃,即水的温度最高为100℃,所以水的温度升高到100℃.

2 质量相同的甲、乙两种液体,甲的初温为20 ℃,乙的初温为80 ℃,把它们均匀混合在一起(不计热损失),达到平衡状态时的温度为40 ℃,则甲、乙液体比热容之比是______.

答案： 2:1

3 为了减少大气污染,可对秸秆进行回收加工制成秸秆煤,完全燃烧5 kg秸秆煤放出的热量是______J,若放出的热量有40%被水吸收,可使______kg的水温度升高80 ℃.[已知$q_{秸秆煤}= 2.1×10^7 J/kg,c_{水}= 4.2×10^3 J/(kg·℃)]$

答案： 1.05×10⁸ 125 [解析]完全燃烧5kg秸秆煤可放出的热量Q放=m秸秆煤q秸秆煤=5kg×2.1×10⁷J/kg=1.05×10⁸J;由题意可知,水吸收的热量为Q吸=ηQ放=1.05×10⁸J×40%=4.2×10⁷J,由Q吸=cmΔt可得水的质量为m=Q吸/(c水Δt)=4.2×10⁷J/(4.2×10³J/(kg·℃)×80℃)=125kg.

4 合理分类和利用垃圾可以保护环境、变废为宝.在一定条件下,1 t分类后的垃圾能"榨"出140 kg燃料油.若燃料油的热值为$4.0×10^7 J/kg,$问:
(1)1 t垃圾"榨"出的燃料油完全燃烧能释放多少热量?
(2)在一个标准大气压下,这些热量的30%被$5×10^3 kg$初温是10 ℃的水吸收,则水温能升高多少度$?[c_{水}= 4.2×10^3 J/(kg·℃)]$

答案：
(1)5.6×10⁹J
(2)80℃
[解析]
(1)1t垃圾“榨”出的燃料油的质量为m油=140kg,则燃料油完全燃烧放出的热量Q放=m油q=140kg×4.0×10⁷J/kg=5.6×10⁹J.
(2)水吸收的热量Q吸=ηQ放=30%×5.6×10⁹J=1.68×10⁹J,由Q吸=cmΔt可知,水升高的温度Δt=Q吸/(c水m水)=1.68×10⁹J/(4.2×10³J/(kg·℃)×5×10³kg)=80℃,1个标准大气压下,水的沸点是100℃,由Δt=t-t₀可知,水的末温t=t₀+Δt=10℃+80℃=90℃＜100℃,所以水升高的温度Δt=80℃.

5 太阳能热水器水箱内有200 kg的水,水的比热容为$c_{水}= 4.2×10^3 J/(kg·℃),$问:
(1)在阳光照射下,水的温度升高了10 ℃,水吸收的热量是多少?
(2)天气原因,水箱内200 kg的水,温度从90 ℃降低到50 ℃,放出的热量是多少?

答案：
(1)8.4×10⁶J
(2)3.36×10⁷J
[解析]
(1)水温度升高10℃吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×10³J/(kg·℃)×200kg×10℃=8.4×10⁶J.
(2)水温度从90℃降低到50℃放出的热量Q放=cm(t₀-t)=4.2×10³J/(kg·℃)×200kg×(90℃-50℃)=3.36×10⁷J.

6 谚语有云,"开门七件事:柴米油盐酱醋茶",为什么柴的重要性超过了粮食排在第一位?进入农耕文明后人类不再为了填饱肚子而发愁,但是想要获得相对健康的饮食,就必须通过燃烧燃料,把化学能转化为内能.我们试算一下,水的比热容为$4.2×10^3 J/(kg·℃),$每千克水从常温20 ℃烧至沸腾(一个标准大气压)需要消耗______J的能量;干木柴热值为$1.2×10^7 J/kg,$农村土灶热效率约为3%,假设一个小村有120个成年人,每人每天需要喝水2.5 kg,一棵老树能产生质量为100 kg的干木柴,(一年365天)只为喝水就需要砍伐______棵老树.液氢燃料具有来源广、热值高、无污染等特点,完全燃烧0.3 kg热值为$1.4×10^8 J/kg$液氢放出来的热量相当于完全燃烧______kg干木柴所放出的热量.若液氢在使用中未完全燃烧,则其热值将______;若一瓶液氢用去了一半,则剩余液氢的热值将______.(后两空填"变大""变小"或"不变")

答案： 3.36×10⁵ 1022 3.5 不变 不变 [解析]水吸收的热量Q吸=cm水Δt=4.2×10³J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×10⁵J;先计算120人一年喝水,水需要吸收的热量Q吸=120×2.5×3.36×10⁵J×365=3.6792×10¹⁰J,土灶放出的热量Q放=Q吸/η=3.6792×10¹⁰J/3%=1.2264×10¹²J,燃烧干木柴的质量m木=Q放/q=1.2264×10¹²J/(1.2×10⁷J/kg)=1.022×10⁵kg,需要砍伐老树的数量n=1.022×10⁵kg/100kg=1022;燃烧液氢放出的热量Q放=m₁q氢=0.3kg×1.4×10⁸J/kg=4.2×10⁷J,燃烧干木柴的质量m₂=Q放/q=4.2×10⁷J/(1.2×10⁷J/kg)=3.5kg;燃料的热值只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃料燃烧程度、是否完全燃烧、放出的热量无关,所以液氢在使用中未完全燃烧,液氢的热值不变;用去了一半,剩余液氢的热值不变.