《2025年名校作业九年级物理上册人教版山西专版》

1.顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、挂菖蒲、佩香囊、赛龙舟”,生动地呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸汽进行加热。若将2.5 kg的水加热到沸腾,水温升高了80°C。求：[c水$= 4.2×10^3J/(kg·°C),q$煤$= 3×10^7J/kg]$
(1)水吸收的热量；
(2)采用煤炉加热,煤炉加热水的效率为10%,煤燃烧放出的热量；
(3)需要完全燃烧煤的质量。

答案： 1.解:
(1)水吸收的热量
$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t=4.2× 10^{3}\ J/(kg\cdot^{\circ}C)× 2.5\ kg× 80\ ^{\circ}C=8.4× 10^{5}\ J$。
(2)煤燃烧放出的热量
$Q_{放}=\frac{Q_{吸}}{\eta}=\frac{8.4× 10^{5}\ J}{10\%}=8.4× 10^{6}\ J$。
(3)需要完全燃烧煤的质量
$m_{煤}=\frac{Q_{放}}{q_{煤}}=\frac{8.4× 10^{6}\ J}{3× 10^{7}\ J/kg}=0.28\ kg$。

2.吃早饭的时候,妈妈用热水给小雪加热250 g的袋装牛奶,为了使这袋牛奶的温度由12°C升高到42°C,妈妈将牛奶放到60°C的热水中。求：[不计热量损失c水$= 4.2×10^3J/(kg·°C),c$牛奶$= 2.5×10^3J/(kg·°C)]$
(1)加热过程中,牛奶吸收的热量；
(2)至少需要热水的质量。(保留两位小数)

答案： 2.解:
(1)牛奶吸收的热量
$Q_{吸}=c_{牛奶}m_{牛奶}(t-t_{1})=2.5× 10^{3}\ J/(kg\cdot^{\circ}C)× 0.25\ kg×(42\ ^{\circ}C-12\ ^{\circ}C)=18750\ J$。
(2)因为不计热量损失,所以热水放出的热量
$Q_{放}=Q_{吸}=18750\ J$,
至少需要热水的质量
$m_{水}=\frac{Q_{放}}{c_{水}(t-t)}=\frac{18750\ J}{4.2× 10^{3}\ J/(kg\cdot^{\circ}C)×(60\ ^{\circ}C-42\ ^{\circ}C)}=0.25\ kg$。

3.食物也是一种“燃料”,其不断在人体内释放化学能,提供细胞所需的能量。人体摄入的能量(营养师常称之为热量)过多或过少,都有损于健康。[c水$= 4.2×10^3J/(kg·°C),g$取10 N/kg]
(1)“卡路里”简称“卡”,是热量单位,“卡”是这样规定的：1卡等于在标准大气压下,1 g水温度升高1°C吸收的热量。则1卡等于多少焦耳？
(2)某种油炸食品,每100 g提供的能量约为$3×10^5$卡,假设这些能量全部被质量为5 kg、温度为25°C的水吸收,可使这些水的温度升高多少摄氏度？(标准大气压下)

答案： 3.解:
(1)由$Q=cm\Delta t$知,1g水温度升高$1\ ^{\circ}C$吸收的热量
$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t=4.2× 10^{3}\ J/(kg\cdot^{\circ}C)× 1× 10^{-3}\ kg× 1\ ^{\circ}C=4.2\ J$,
所以1卡$=4.2\ J$。
(2)每100g这种油炸食品可提供的能量
$Q=3× 10^{5}$卡$=3× 10^{5}× 4.2\ J=1.26× 10^{6}\ J$,
假设这些能量全部被水吸收,则水吸收的热量
$Q'_{吸}=1.26× 10^{6}\ J$,
由$\Delta t=\frac{Q}{cm}$得,水升高的温度
$\Delta t'=\frac{Q'_{吸}}{c_{水}m'}=\frac{1.26× 10^{6}\ J}{4.2× 10^{3}\ J/(kg\cdot^{\circ}C)× 5\ kg}=60\ ^{\circ}C$。

4.把质量为0.3 kg的铅块加热到88°C,再投入到水中。已知水的质量是65 g,温度是8°C,经过一段时间后铅块和水的温度均为18°C。若铅块放出的热量完全被水吸收,求：[水的比热容c水$= 4.2×10^3J/(kg·°C)]$
(1)水吸收的热量；
(2)铅块的比热容。

答案： 4.解:
(1)水吸收的热量
$Q_{吸}=c_{水}m_{水}(t-t_{1})=4.2× 10^{3}\ J/(kg\cdot^{\circ}C)× 0.065\ kg×(18\ ^{\circ}C-8\ ^{\circ}C)=2730\ J$。
(2)由于没有热量损失,所以$Q_{放}=Q_{吸}=2730\ J$。
由$Q_{放}=cm(t_{0}-t)$得,铅块的比热容
$c_{铅}=\frac{Q_{放}}{m_{铅}(t_{0}-t)}=\frac{2730\ J}{0.3\ kg×(88\ ^{\circ}C-18\ ^{\circ}C)}=0.13× 10^{3}\ J/(kg\cdot^{\circ}C)$。