《2025年新教材新评估九年级物理全一册沪粤版》

11.(多选)图甲所示为一款新型水杯,将沸水倒入杯中,轻摇几下后,水温便可降至 55 ℃左右,并能保温 3 小时。图乙为其内部结构图,杯壁的不锈钢夹层中有晶体传热材料,其在常温下是固态,会随着温度的变化发生可逆的固液转换。取 0.3 kg 该晶体材料,对其进行加热,其温度与吸收的热量的关系如图丙所示。下列分析正确的是(ACD)

A.在 $ AB $ 段,该晶体材料持续吸热
B.在 $ BC $ 段,该晶体材料的内能保持不变
C.该晶体材料的熔点为 $ 50 $ ℃
D.该晶体材料的比热容为 $ 0.88 × 10^{3} J/(kg·℃) $

答案： ACD

12. 在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中,烧杯中盛有温度为 $ 20 $ ℃、质量为 $ 100 $ g 的水,用酒精灯给烧杯中的水加热,在 $ 1 $ 个标准大气压下加热至沸腾,假如完全燃烧酒精 $ 3 $ g。$[ c_{水} = 4.2 × 10^{3} J/(kg·℃),q_{酒精} = 3.0 × 10^{7} J/kg ]$
(1)求水吸收的热量。
(2)求此过程中酒精灯烧水的热效率。
(3)科学研究表明：$ 1 $ g $ 100 $ ℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收 $ 2.26 × 10^{3} $ J 的热量。水开始沸腾后持续观察沸腾现象,同时发现水的质量减少了 $ 5 $ g,求此过程中水汽化成水蒸气所吸收的热量。

答案： 解：
(1)1个标准大气压下水的沸点是100℃,水吸收的热量
Q_吸=c_水m_水(t-t₀)=4.2×10³J/(kg·℃)×0.1kg×(100℃-20℃)=3.36×10⁴J
(2)3g酒精完全燃烧释放的热量
Q_放=m_酒精q_酒精=3×10⁻³kg×3.0×10⁷J/kg=9×10⁴J
酒精灯烧水的热效率
η=Q_吸/Q_放×100%=3.36×10⁴J/9×10⁴J×100%≈37.3%
(3)1g 100℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收2.26×10³J的热量,则5g 100℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收的热量
Q=5g×2.26×10³J/g=1.13×10⁴J

13. 亮亮想知道自己上楼回家克服重力做的功究竟有多大,已知他的体重为 $ 500 $ N,每层楼高为 $ 3 $ m,他从 $ 1 $ 楼步行上到 $ 19 $ 楼,用时 $ 6 $ min。问：
(1)他上楼克服重力做的功是多少？
(2)做功的功率是多少？
(3)完全燃烧多少立方米天然气放出的热量,与亮亮克服重力做的功相等？
(4)如果这些热量的 $ 35\% $ 被水吸收,能使一瓶 $ 1 $ kg 的水的温度升高多少摄氏度？$[ c_{水} = 4.2 × 10^{3} J/(kg·℃),q_{天然气} = 4.0 × 10^{7} J/m^{3} ]$

答案： 解：
(1)他上楼克服重力做的功
W=Gh=500N×18×3m=2.7×10⁴J
(2)做功的功率
P=W/t=2.7×10⁴J/360s=75W
(3)由题意可知,天然气完全燃烧放出的热量
Q=W=2.7×10⁴J
完全燃烧天然气的体积
V=Q/q=2.7×10⁴J/4.0×10⁷J/m³=6.75×10⁻⁴m³
(4)水吸收的热量
Q^'=Qη=2.7×10⁴J×35%=9.45×10³J
水升高的温度
Δt=Q^'/c_水m_水=9.45×10³J/(4.2×10³J/(kg·℃)×1kg)=2.25℃