初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第1节 热量 比热容练习

这是一份初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第1节 热量 比热容练习，共7页。试卷主要包含了计算题等内容，欢迎下载使用。
一、计算题
1．小明家的太阳能热水器，水箱容积是200L．小明进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃，请你求解下列问题：
（1）水箱中水的质量；
（2）水吸收的热量；[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]
（3）如果水吸收的这些热量由燃烧煤气来提供，至少需要燃烧1.25kg煤气，煤气灶的效率为多少？（煤气的热值q=4.2×107J/kg）
2．吃早饭的时候，妈妈想用热水给小进加热如图所示的盒装牛奶，使牛奶的温度由22℃升高到42℃。[已知：c水=4.2×103焦/（千克•℃），c牛奶=2.5×103焦/（千克•℃）] 求：
（1）牛奶吸收的热量？
（2）若不考虑热量损失，热水放出的热量全部被牛奶吸收，妈妈至少要用52℃的热水多少千克？（计算结果保留1位小数）
3．某同学估算煤气灶烧水时的效率，他在烧水壶中装入 V=2.5L 水，烧水前的水为20℃，将水加热至100℃，立即关闭煤气，烧水前、后燃气表的示数变化“ ΔV=0.105m3 ”，该同学查得煤气的热值 q=4×107J/m3 ，水的密度 ρ=1.0×103kg/m3 ，水的比热容为 4.2×103J/(kg⋅℃) ，求：
（1）水吸收的热量；
（2）燃气灶烧水效率。
4．温度为 10℃ 、质量 200g 的某液体，吸收 1.44×104J 的热量后温度升高了 30℃ ，求该液体的比热容？
5．质量为0.2千克的热水，自然冷却后温度降低了50℃．求：水放出的热量Q放．[c水＝4.2×103焦/（千克•℃）]
6．天然气热水器的热效率表示该热水器工作时天然气完全燃烧所消耗的化学能有多大比例转化为水的内能。热水器输入质量为40kg、初温为15℃的水，经过热水器消耗0.15m3天然气加热后（假设天然气完全燃烧），输出水的温度为40℃。求：[已知：天然气热值 q=3.2×107J/m3，c水=4.2×103J/（kg•℃）]
(1)天然气放出的热量Q放多大？
(2)水吸收的热量Q吸多大？
(3)本次热水器加热的热效率η多大？
7．将质量为0.5千克的水从20℃加热至60℃，求水吸收的热量Q吸。【水的比热容为4.2×103焦/（千克·℃）】
8．质量为1千克的牛奶，加热后温度升高了20℃，求牛奶吸收的热量。[c牛奶=2.5×103焦/（千克•℃）]
9．加热质量为500g的水，若水吸收了8.4×104J的热量，则水温升高了多少？
10．质量是12kg的金属块，温度从20℃升高到60℃时，吸收的热量是4.224×105J，求：这种金属的比热容是多少？这种金属可能是什么？几种物质的比热〔焦/（千克·℃）〕
11．质量为2kg、温度为15 ℃的水，当吸收了1.68×105J的热量后，温度升高到多少摄氏度？ [c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
12．质量为 4kg 的某种物质，温度从 50℃ 下降到 20℃ ，放出了 2.52×105J 的热量，求这种物质的比热容是多少?
13．吃早饭的时候，妈妈想用热水给小进加热如图所示的盒装牛奶，使牛奶的温度由22℃升高到42℃。 [已知c水=4.2×103J/(kg·℃)，c牛奶=2.5×103J/(kg·℃)，求：
（1）牛奶吸收的热量？
（2）若不考虑热量损失，热水放出的热量全部被牛奶吸收，妈妈至少要用52℃的热水多少千克？（计算结果保留1位小数）
14．在一标准大气压下，质量为 2kg 、初温为15的水吸收 6.3×105J 的热量后，末温是多少？已知： C水=4.2×103J/(kg.℃)
15．质量为1㎏的金属锅中放有2㎏的水，现把它们从20℃加热到80℃，金属锅和水一共吸收了5.316×105J的热量。几种物质的比热容[×103J/（kg•℃））]
求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）锅可能是由哪种金属制成的？
16．同学们学习了“能源与可持续发展”的内容后，知道热电站既能发电，又能利用废气供热，随着热电站技术不断更新，煤的燃烧程度比传统火电站更充分。为深入了解，他们对某热电站进行调查，获取信息如下：
（1）4000t煤完全燃烧放出多少热量？20h发电多少千瓦时？（q煤=3×107J/kg）
（2）该热电站的能量利用率是多少？
（3）请你结合以上信息，写出提高热电站能量利用率的方法。
17．如图所示，是平底热水壶，其质量为0.8kg，内底面积为180cm2．某次用该热水壶装1.2L水放在水平桌面上，测得水深10cm，初温25℃。
[ρ水=1.0×103kg/m3，C水=4.2×103J/（kg℃），g=10N/kg]
（1）水和热水壶的总质量是多少？
（2）在一标准大气压下加热至沸腾，水至少吸收多少热量？
（3）加热前水对壶底的压力多大？
答案解析部分
1．【答案】（1）解：由ρ=mV得水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×200×10﹣3m3=200kg
（2）解：水吸收的热量
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×200kg×（45℃−20℃）=2.1×107J
（3）解：燃烧1.25kg煤气放出的热量
Q放=qm=4.2×107J/kg×1.25kg=5.25×107J
煤气灶的效率
η=Q吸Q放×100%=2.1×107J5.25×107J×100%=40%
【解析】【分析】1）根据密度公式ρ=mV 计算水的质量；
2）根据热量计算公式Q吸=cm△t计算水吸收的热量
3）根据热量计算公式 Q放=mq 计算燃烧1.25kg煤气放出的热量 ，根据热量计算公式η=Q吸Q放×100%计算煤气灶的效率
2．【答案】（1）解：牛奶吸收的热量：Q吸＝c牛奶m牛奶（t﹣t0）＝2.5×103J/（kg•℃）×250×10﹣3kg×（42℃﹣22℃）＝1.25×104J；
答：牛奶吸收的热量为1.25×104J；
（2）解： 若不考虑热量损失，热水放出的热量：Q放＝Q吸＝1.25×104J，
由Q放＝cm（t水﹣t）可知，热水的质量：m水=Q放c水(t水−t)=1.25×104J4.2×103J/(kg⋅°C)×(52°C−42°C)≈0.3kg。
答：若不考虑热量损失，热水放出的热量全部被牛奶吸收。
【解析】【分析】（1）牛奶的质量由包装盒上读出。由吸热公式计算牛奶吸收的热量Q吸＝c牛奶m牛奶（t-t0）。
（2）不考虑热量损失，热水放出的热量等于牛奶吸收的热量Q放＝Q吸。由Q放＝c水m（t水﹣t）可求热水的质量。
3．【答案】（1）解：水质量为 m=ρV=1.0×103kg/m3×2.5×10−3m3=2.5kg
水吸收的热量 Q=cm(t2−t1)=4.2×103J/(kg⋅℃)×2.5kg×(100℃−20℃)=8.4×105J
答：水吸收的热量 8.4×105J ；
（2）燃气燃烧放热 Q1=qΔV=4×107J/m3×0.105m3=4.2×106J
燃气灶烧水效率 η=QQ1×100%=8.4×105J4.2×106J×100%=20%
答：燃气灶烧水效率20%。
【解析】【分析】（1）结合水的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解水吸收的热量即可；
（2）结合燃料的体积，利用热值公式求解燃料释放的热量；水吸收的热量为有用功，释放的热量为总功，利用水吸收的热量除以燃料燃烧释放的热量即为加热效率。
4．【答案】解：液体的质量m=200g=0.2kg
由公式 c=QmΔt 可知，该液体的比热容
c=QmΔt=1.44×104J0.2kg×30℃=2.4×103J/(kg⋅℃)
答：该液体的比热容为2.4×103J/(kg·℃)
【解析】【分析】根据物体吸收的热量和质量、温度差，计算物体的比热容。
5．【答案】解：水放出的热量Q放＝cm△t
＝4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×50℃
＝4.2×104J。
答：水放出了4.2×104J的热量
【解析】【分析】利用水的比热容、质量和温度差的乘积计算水放出热量的多少。
6．【答案】解：(1)天然气放出的热量Q放=V气q=0.15m3×3.2×107J/m3=4.8×106J。
(2)水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/kg℃×40kg×(40℃−15℃)=4.2×106J。
(3)本次热水器的加热效率η=Q吸Q放×100%=4.2×106J4.8×106J×100%=87.5%。
答： (1)天然气放出的热量Q放为4.8×106J；
(2)水吸收的热量Q吸为4.2×106J；
(3)本次热水器的加热效率η为87.5%。
【解析】【分析】(1)据题可知 天然气热值 q=3.2×107J/m3 ，根据Q放=V气q计算0.15m3天然气完全燃烧放出的热量Q放；
(2)根据题可知，水的质量为40kg，温度变化量为25℃，根据热量公式Q吸=cmΔt计算水吸收的热量Q吸。
(3)根据效率公式结合（1）（2）计算的吸热和放热量计算本次热水器的加热效率η=Q吸Q放×100%。
7．【答案】解：水吸收的热量
Q吸=c水m(t−t0)=4.2×103J/kg⋅℃×0.5kg×60℃−20℃=8.4×104J
答：水吸收的热量为8.4×104J。
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【解析】【分析】根据Q=cmΔt，计算水吸收的热量。
8．【答案】解：牛奶吸收的热量为： Q=cmΔt=2.5×103J/(kg·℃)×1kg×20℃=5×104J
【解析】【分析】利用Q=cmΔt计算即可.
9．【答案】解：根据 Q=cmΔt 可知水升高的温度 Δt=Q吸cm=8.4×104J4.2×103J/(kg·°C)×0.5kg=40°C
答：若水吸收了8.4×104J的热量，则水温升高了40℃。
【解析】【分析】根据物体吸收的热量，结合比热容和质量，可以计算温度差的大小。
10．【答案】解：由Q吸=cm（t-t0）可得，金属块的比热容：c=Q吸/m（t−t0）=4.224×105J/12kg×（60℃−20℃）
=0.88×103 J/（kg•℃）
查表可知，这种金属可能是铝.
【解析】【分析】本题考查了比热容的计算，要熟练掌握热量的计算公式及其变形，理解公式中物理量的含义，将题目中的数据代入公式，进行计算。
11．【答案】35
【解析】【解答】 由Q吸＝cm(t−t0)可得，水升高的温度： t−t0=Q吸c水m=1.68×105J4.2×103J(kg.℃）×2kg=20℃ ，∴t＝t0+20℃＝15℃+20℃＝35℃。
【分析】知道水的质量和初温、比热容，根据Q吸＝cm（t-t0）求出吸热后水升高到的温度．
12．【答案】由Q放=cm（t0-t）得，该物质的比热容：
c=Q放m（t0−t）=2.52×105J4kg×（50℃−20℃）=2.1×103J/（kg·℃）.
答：该物质的比热容为2.1×103J/（kg▪℃）。
【解析】【分析】已知物质质量、初末温度与吸收的热量，利用Q放=cm（t0-t）该物质的比热容。
13．【答案】解：（1）牛奶吸收的热量为：
Q吸=c牛奶m牛奶(t-t0)=2.5×103J/(kg·℃)×250×10-3kg×(42℃-22℃)=1.25×104J
（2）若不考虑热量损失，热水放出的热量为：
Q放=Q吸=1.25×104J
热水的质量为：
m水=Q放c水(t水−t)=1.25×104J4.2×103J/kg⋅℃×52℃−42℃≈0.3kg
答：（1）牛奶吸收的热量为1.25×104J；
（2）若不考虑热量损失，热水放出的热量全部被牛奶吸收，妈妈至少要用52℃的热水0.3kg。
【解析】【分析】（1）已知牛奶的比热容、质量、初温及末温，根据Q吸=c牛奶m牛奶(t-t0)求出牛奶吸收的热量；
（2）若不考虑热量损失，热水放出的热量等于牛奶吸收的热量，根据水的比热容、初温及末温，利用m水=Q放c水(t水−t)求出热水的质量。
14．【答案】由Q吸=cm△t得，水升高温度：
Δt=Q吸cm=6.3×105J4.2×103J/（kg·℃）×2kg=75℃，
由△t=t-t0得，水的末温：t=△t+t0=75℃+15℃=90℃。
答：水的末温为90℃。
【解析】【分析】利用Q吸=cm△t计算出水升高的温度，利用△t=t-t0计算末温、
15．【答案】（1）解：水吸收的热量：
Q水=c水m水△t=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（80℃-20℃）=5.04×105J
（2）解：金属锅吸收的热量：
Q锅＝Q－Q水＝5.316×105J－5.04×105J＝2.76×104J
由Q=cm△t得制成锅的金属的比热容为
c＝Q锅/m锅△t＝2.76×104J/1kg×（80℃-20℃）＝0.46×103J/（kg•℃）
查表知锅可能由铁制成的。
【解析】【分析】（1）根据水的比热容、质量和温度差的乘积计算水吸收的热量；
（2）根据总热和水吸收热量的差计算锅的吸热，利用热量和质量、温度差计算比热容。
16．【答案】（1）解：4000t即 4×106kg ，完全燃烧所释放的热量为 Q=mq煤=4×106kg×3×107J/kg=1.2×1014J
由公式 W=Pt 可得，20h发电量为 W=Pt=5×105kW×20h=1×107kW·h=3.6×1013J
答：4000t煤完全燃烧放出 1.2×1014J 的热量，20h发电 1×107kW·h
（2）解：有题可知，热电厂利用燃料燃烧来发电和供热，其利用率为 η=W发电+Q供热Q×100%=3.6×1013J+3.4×1013J1.2×1014J×100%≈58.3%
答：该热电站的能量利用率约为58.3%
（3）解：可以使燃料燃烧更充分来提高电站能量利用率；废气含有的能量较多，提高废气能量的利用率，就是提高热电站能量利用率。
答：使燃料燃烧更充分；提高废气所含能量的利用率。
【解析】【分析】（1）利用燃料的质量和热值的乘积计算燃烧放出的热量，利用规功率和时间的乘积计算电能；
（2）根据所用能量的多少和消耗能量的比值计算能量的利用率；
（3）提高能量利用率，可以减少损失，对能量多渠道利用等方法。
17．【答案】（1）解：由 ρ=mV 可得，装满壶水的质量
m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×1.2×10−3m3=1.2kg ，
则水和热水壶的总质量m总=m壶+m水=0.8kg+1.2kg=2kg
答：水和热水壶的总质量是2kg
（2）解：在一标准大气压下，水的沸点为100℃，即水的末温为100℃，则水吸收的热量：
Q吸=c水m水（t−t0）=4.2×103J/(kg·℃)×1.2kg×(100℃−25℃)=3.78×105J
答：在一标准大气压下加热至沸腾，水至少吸收热量 3.78×105J
（3）解：根据p=ρgh可得，壶底受到的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa ，
则水对壶底的压力 F=pS=1000Pa×180×10−4m2=18N
答：加热前水对壶底的压力为18N
【解析】【分析】根据公式m=ρV求出水的质量，根据Q吸=c水m水（t−t0）求出水吸收的热量，再根据p=ρgh，可得壶底受到的压强，根据F=pS求出水对壶底的压力.物质
水
铁
铝
铜
比热容
4.2
0.46
0.88
0.39

工作时间
燃煤
发电总功率
废气供热
XX热电站
20h
4000t
5×105kW
向周边居民供热3.4×1013J