《2025年课时训练九年级物理上册苏科版江苏人民出版社》

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 c水)+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.