《2025年课时训练九年级物理上册苏科版江苏人民出版社》

1.(特长生招题)晶体在熔化的过程中要吸收热量.物理学中把一定质量的$0\ ^\circC冰全部熔化为0\ ^\circC$的水吸收的热量与其质量的比值叫作冰的熔化热,用字母$\lambda$表示.现用一个热效率为$35\%的酒精炉加热500\ g初温为-20\ ^\circC$的冰,当这些冰从开始熔化到全部熔化为$0\ ^\circC$的水时,共燃烧了$16\ g$的酒精.已知冰的比热容$c_{冰}= 2.1× 10^{3}\ J/(kg·℃)$,酒精的热值为$3× 10^{7}\ J/kg$.问：
(1)$500\ g的冰温度从-20\ ^\circC升高到0\ ^\circC$,需要吸收多少的热量？
(2)这些冰从开始熔化到全部熔化为$0\ ^\circC$的水,共吸收多少的热量？
(3)冰的熔化热$\lambda_{冰}$是多大？

答案： 1.
(1)2.1×10⁴ J
(2)1.68×10⁵ J
(3)3.36×10⁵ J/kg
[解析]
(1)500 g的冰温度从-20℃升高到0℃需要吸收的热量Q_{吸1}=c_{冰}mΔt=2.1×10³ J/(kg·℃)×0.5 kg×[0℃-(-20℃)]=2.1×10⁴ J.
(2)16 g酒精完全燃烧放出的热量Q_{放}=qm'=3×10⁷ J/kg×0.016 kg=4.8×10⁵ J,由η=Q_{吸}/Q_{放}×100%可得，冰熔化成水共吸收热量Q_{吸2}=Q_{放}×η=4.8×10⁵ J×35%=1.68×10⁵ J.
(3)冰的熔化热λ_{冰}=Q_{吸2}/m=1.68×10⁵ J/0.5 kg=3.36×10⁵ J/kg.

变式1.1 (2024·安徽淮北期中)有一个具有加热功能的保温容器,如图甲所示,在该容器中加入$3\ kg$的水,加热$2\ min$后停止加热,随后立即在容器中放入一个金属块,如图乙所示.水和金属块的温度变化情况如图丙所示.水的比热容$c_{水}= 4.2× 10^{3}\ J/(kg·℃)$,金属块的比热容$c_{金}= 0.63× 10^{3}\ J/(kg·℃)$,求：
(1)水在加热时吸收的热量；
(2)金属块的质量.(不计热量损失)

答案： 变式1.1
(1)5.04×10⁵ J
(2)20 kg
[解析]
(1)由题图丙可知，水被加热后温度由20℃升高到60℃,则水在加热时吸收的热量Q_{吸水}=c_{水}m_{水}(t₁-t₀水)=4.2×10³ J/(kg·℃)×3 kg×(60℃-20℃)=5.04×10⁵ J.
(2)由题图丙可知，从加入金属块到温度稳定时，水的温度从60℃下降为40℃,金属块的温度由20℃升高为40℃.该过程中水放出的热量Q_{放水}=c_{水}m_{水}(t₁-t₂)=4.2×10³ J/(kg·℃)×3 kg×(60℃-40℃)=2.52×10⁵ J,不计热量损失，金属块吸收的热量Q_{吸金}=Q_{放水}=2.52×10⁵ J,由Q_{吸}=cmΔt可知，金属块的质量m_{金}=Q_{吸金}/(c_{金}(t₂-t₀金))=2.52×10⁵ J/(0.63×10³ J/(kg·℃)×(40℃-20℃))=20 kg.