《2025年名校课堂内外九年级物理上册人教版》

1. 用秸杆煤代替煤炭作燃料,既节能又环保。0.4kg 秸杆煤完全燃烧,放出的热量全部被 50kg、初温为 20℃的水吸收,水的温度升高到 60℃。已知水的比热容为$ 4.2×10^3J/(kg·℃),$则秸杆煤的热值为2.1×10⁷J/kg。

答案： 2.1×10⁷

2. 在一个标准大气压下,质量为 10kg、初温为 20℃的水吸收的热量为$ 4.2×10^6J,$则水的末温为100℃；冷水温度是 20℃,热水温度是 80℃,为了使冷热水混合后的温度为 40℃,不计热量损失,冷水和热水的质量比是2:1。

答案： 100 2:1

3. 如图是家庭常用的小型酒精炉。56g 酒精完全燃烧放出的热量为1.68×10⁶J,若这些热量全部被水吸收,则可将8kg 的水由 20℃加热至 70℃。如果完全燃烧干木柴跟完全燃烧酒精放出的热量相等,则干木柴的质量等于酒精质量的3倍。$[cₐ= 4.2×10^3J/(kg·℃),qₐ= 3×10^7J/kg,qₐ= 1.0×10^7J/kg]$

答案： 1.68×10⁶ 8 3

4. 用天然气灶给水加热,在 1 个标准大气压下,把体积为 10L、温度为 15℃的水加热到沸腾,求：
(1) 水吸收了多少热量？
(2) 若不计热量损失,需要燃烧多少天然气$？(ρₐ= 1.0×10^3kg/m^3,qₐ= 4.2×10^7J/m^3)$

答案：
(1)解:水的质量:m=ρₚ V=1.0×10³kg/m³×10×10⁻³m³=10kg,水吸收的热量:Q₍吸₎=c₍水₎ m(t-t₀)=4.2×10³J/(kg·℃)×10kg×(100℃-15℃)=3.57×10⁶J。
(2)不计热量损失,则Q₍放₎=Q₍吸₎=3.57×10⁶J。需要燃烧天然气的体积:V₍天然气₎=Q₍放₎/q₍天然气₎=3.57×10⁶J/4.2×10⁷J/m³=0.085m³。

5. 某物理兴趣小组的同学,用煤炉给 10kg 的水加热,同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图像。若在 6min 内完全燃烧了 2kg 的煤,水的比热容为$ 4.2×10^3J/(kg·℃),$煤的热值约为$ 3×10^7J/kg。$求：
(1) 煤完全燃烧产生的热量；
(2) 经过 6min 时间加热,水所吸收的热量；
(3) 煤炉烧水时的热效率。

答案：
(1)解:煤完全燃烧产生的热量:Q₍放₎=m₍煤₎ q=2kg×3×10⁷J/kg=6×10⁷J。
(2)由图可知,水的初温为t₀=20℃,6min后,末温为t=80℃,Δt=t-t₀=80℃-20℃=60℃,水吸收的热量为Q₍吸₎=c₍水₎ mΔt=4.2×10³J/(kg·℃)×10kg×60℃=2.52×10⁶J。
(3)煤炉烧水时的热效率:η=Q₍吸₎/Q₍放₎=2.52×10⁶J/6×10⁷J=4.2%。

6. 太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置。下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息,其中太阳辐射功率是指 1h 内投射到$ 1m^2$面积上的太阳能。求：
|太阳照射时间/h|10|
|装水量/kg|100|
|吸热板面积$/m^2$|2.5|
|水升高的温度/℃|50|
|水的比热容$/[J·(kg·℃)⁻^1]$|$4.2×10^3$|
|太阳辐射功率$/[J·(m^2·h)⁻^1]$|$1.68×10^6$|

(1) 水在 10h 内吸收的热量。
(2) 该太阳能热水器的能量转化效率。

答案：
(1)解:水吸热Q₍吸₎=c₍水₎ mΔt=4.2×10³J/(kg·℃)×100kg×50℃=2.1×10⁷J。
(2)太阳能热水器吸收的太阳能Q₍太阳能₎=1.68×10⁶J/(m²·h)×2.5m²×10h=4.2×10⁷J,太阳能热水器的转化效率η=Q₍吸₎/Q₍太阳能₎=2.1×10⁷J/4.2×10⁷J=50%。