期末总复习冲刺阶段分层强化训练：比热容计算中的热平衡方程的应用A---2025-2026学年九年级上册物理（教科版）

2025-2026学年九年级上册物理期末总复习冲刺阶段分层强化训练： 比热容计算中的热平衡方程的应用 姓名：___________班级：___________考号：___________ 1．已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，钢的比热容为0.46×103J/(kg·℃)，水的密度为1.0×103kg/m3，请进行下列相关的计算（不计热量损失）： （1）若一太阳能热水器内装有体积为100L、温度为20℃的水，阳光照射一天后，水温升高到80℃，则热水器内的水吸收的太阳能是多少焦耳？ （2）一把质量为250g的钢刀，加热到560℃，然后在空气中自然冷却，室温为20℃，这把钢刀在冷却过程中放出多少热量？若用这些热量给30℃、0.5kg的水加热，水温大约可以上升多少摄氏度？升高到多少摄氏度？（温度保留整数） 2．把一质量为50g的某金属球在108℃的炉火中加热足够长的时间，然后迅速投入到100g的初温为45℃的某种液体中，达到热平衡后金属球的温度变为48℃。已知金属球的比热容为0.42×103J/(kg·℃) ，不计热量的损失。求： 液体 煤油J/(kg·℃) 酒精J/(kg·℃) 水J/(kg·℃) 比热容 2.1×103 2.4×103 4.2×103 (1)此过程中，金属球放出的热量； (2)该液体的比热容；并根据表中的数据确定该液体的种类； (3)若该液体再吸收2.52×104J的热量，求该液体的末温（一个标准大气压下）。 3．如图甲所示，为了提倡环保型新能源开发，某学校学生宿舍使用太阳能热水器。由于晴天热水器产生的水温过高不可直接洗浴，所以浴室安装了如图乙所示的混水阀。通过混水阀可以将冷水管中的20℃的冷水与储存的80℃热水按照一定比例混合，得到一定温度的温水（不计冷热水混合过程的热损失）。下表所示的是物理兴趣小组在某个晴天获得的相关信息。比热容为c＝4.2×10³ J/(kg∙℃)，求： 热水器装水量/t 冷水温度/℃ 热水温度/℃ 10 20 80 (1)该热水器中的水在晴天吸收的热量是多少焦？ (2)某次洗澡过程中，热水管流入3kg热水，冷水管流入5kg冷水，则混合后的温水温度为多少摄氏度？ (3)若调节混合后的温水温度为40℃，当热水器储存的热水全部用完，可为全体学生提供多少吨40℃温水？ 4．吃早餐的时候，妈妈用质量为400g的热水给小明加热一袋牛奶，如图所示，热水温度降低到50℃时，250g的牛奶温度由10℃升高到50℃。[水的比热容为，牛奶的比热容为] (1)牛奶吸收的热量是多少？ (2)若热水放出的热量全部被牛奶吸收，则热水的初温是多少？ 5．“冬至吃饺子”是我国传统习俗，煮饺子时需先将水烧开，再放入生饺子煮至熟透。现有以下资料：锅中沸水的质量2kg，初温100℃，水的比热容；生饺子的总质量0.5kg，初温15℃，饺子的比热容。（煮饺子过程中水分未明显蒸发）。求： (1)饺子放入沸水中，当沸水的温度降低8℃时，水放出多少热量？ (2)若将这些放出的热量全部被饺子吸收，饺子的温度能升高多少℃？ 6．在1标准大气压下，将质量为2kg的金属块加热到500℃后，立即投入质量为1.5kg、温度为20℃的冷水中，若金属块放出的热量全部被水吸收，最终水的温度升高到60℃。求：[] (1)水吸收的热量。 (2)金属块的比热容。（保留一位小数） (3)若这些热水继续吸收2.835×105J的热量，水的末温是多少？ 7．吃早餐时小阳用热水加热牛奶。如图甲所示，他先用不锈钢盆（电磁炉适用）盛500g水放在电磁炉上加热2min，然后停止加热，将盒装牛奶（含牛奶420g）放入水中，不计热量损失，水和牛奶的温度变化情况如图乙所示。[] (1)水在加热过程中吸收的热量是多少? (2)牛奶的比热容是多少? 8．2025年10月23日22时30分，我国在文昌航天发射场使用长征五号运载火箭，成功将通信技术试验卫星二十号发射升空，卫星顺利送入预定轨道，发射任务获得圆满成功。它的芯级推进器使用的液态氢是一种高效率的火箭燃料，液态氢在燃烧时能释放出巨大的能量，火箭发射架主体结构以高强度钢材为主。[已知水的比热容为，高强度钢材的比热容为，液态氢的热值为1.4×108J/kg，高强度钢材的熔点为1500℃]求： (1)3kg液态氢完全燃烧放出的热量是多少？ (2)若这些热量的全部被10t初温为20℃的高强度钢材吸收，钢材是否会熔化？ (3)若这些热量的50%被水吸收，可以使多少kg的水温度升高50℃ 9．如图所示是质量为的某物质温度随加热时间的变化图像，前它吸收的热量是，水的比热容。求： (1)该物质的比热容； (2)若这些热量全部被水吸收，则可让初温为25℃的水温度升高到多少℃？ 10．由于天气寒冷，吃早饭时妈妈用热水给小明加热瓶装牛奶。如图所示，热水的质量为，初温为；牛奶的质量为，初温为。最终水和牛奶的温度为50℃。不计热量损失，忽略牛奶瓶质量，，求： (1)这个过程中热水放出的热量； (2)牛奶的比热容。 11．在完全隔热的装置内，用同一热源给水和油加热，其温度随时间的变化关系如图所示。已知水的比热容为，问： (1)水加热吸收的热量为多少？ (2)油加热吸收的热量为多少？ (3)油的比热容是多少？ 12．牛奶营养丰富，容易消化吸收，但在高温加热状态下其营养成分容易受到破坏。生活中常用“水浴法”对牛奶加热，如图甲所示，把质量为300g的凉牛奶置于盛有热水的敞口玻璃杯中加热，经过一段时间，牛奶和热水的温度随时间的变化图像如图乙。已知，。求： (1)牛奶不再升温时吸收的热量 (2)若牛奶吸收的热量占水总共放出热量的20%，则水放出多少热量？ (3)水的质量是多少千克？ 13．吃早餐时小聪用热水加热牛奶，如图所示，热水从60℃降低至40℃，牛奶的温度由20℃升高到40℃，不计热量损失[，]求： (1)水放出的热量？ (2)牛奶的质量？ 14．质量为1kg的金属块被加热到380℃后放入质量为2kg、温度为20℃的水中，不计热量损失，足够长时间后，水和金属块的温度均为30℃。已知水的比热容。求： (1)水吸收的热量； (2)金属块的比热容。 15．某同学用如图所示的电热水壶烧水。[已知] (1)他将1kg初温为20℃的水加热至100℃。 ①求水吸收的热量； ②已知这次烧水的效率是80%，求消耗的电能。 (2)该同学往一个装有质量为200g、温度为20℃凉水的杯中倒入了一些温度为100℃的开水，使杯中水温达到了50℃。求倒入开水的质量。（不计热损失） 《期末总复习冲刺阶段分层强化训练：比热容计算中的热平衡方程的应用---2025-2026学年九年级上册物理（沪科版）》参考答案 1．（1）2.52×107J（2），30℃，60℃ 【详解】（1）水的质量 水吸收的热量 因为不计热量损失，所以热水器内的水吸收的太阳能等于水吸收的热量，为2.52×107J。 （2）[1]钢刀放出的热量 [2]若用这些热量给30℃、0.5kg的水加热，即水吸收的热量为 由公式可得水的温度变化量为 [3]水温上升到 2．(1)1.26×103J (2)4.2×103J（kg·℃），水 (3)100℃ 【详解】（1）金属球放出的热量 （2）不计热量的损失 ，该液体的比热容 对比表格可知液体为水。 （3）液体再吸收的热量 ，升高的温度为 末温 但标准大气压下水的沸点为100℃，故实际末温为100℃。 3．(1)2.52×10⁹ J (2)42.5 ℃ (3)30 t 【详解】（1）热水器内水的质量m＝10 t＝1.0×104 kg 该热水器中的水在晴天吸收的热量是Q＝(1.0×104kg)×(4.2×103 J/(kg∙℃))×(60 ℃)＝2.52×109 J （2）设混合后温度为t。根据热量平衡，则 解得混合后的温水温度为t＝42.5 ℃。 （3）当热水与冷水混合成40 ℃时，根据热量平衡，则 解得需要的冷不为 当热水器储存的热水全部用完，可为全体学生提供的温水为 4．(1) (2)70℃ 【详解】（1）根据吸收热量公式可知，牛奶吸收的热量 （2）若热水放出的热量全部被牛奶吸收，则，则水的温度变化量为 则水的初始温度为 5．(1) (2) 【详解】（1）水放出的热量Q放=c水m水Δt水= 4.2×103J/(kg·℃)×2kg×8℃=6.72×104J （2）若饺子吸收的热量等于水放出的热量，则Q吸=Q放，则饺子的温度能升高 6．(1)2.52×10⁵ J (2)286.4 J/(kg·°C) (3)100°C 【详解】（1）水升高的温度 水吸收的热量 （2）金属块放出的热量等于水吸收的热量，即 金属块的温度变化 金属块的比热容 （3）水继续吸收2.835×105J的热量，升温 水的末温 但水在1标准大气压下，沸点为100℃，因此水的末温为100℃。 7．(1) (2) 【详解】（1）由图乙可知，水放在电磁炉上加热2min，水的温度由20℃升高到50℃，吸收的热量Q=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×30℃=6.3×104J （2）由图乙知，将牛奶放入50℃的水中，牛奶升高的温度为Δt奶=40℃-20℃=20℃ 热水下降的温度Δt水=50℃-40℃=10℃ 不计热量损失，则热水放出的热量和牛奶吸收的热量相等。则有c水m水Δt水=c奶m奶Δt奶 牛奶的比热容 8．(1) (2)不会熔化 (3) 【详解】（1）3kg液态氢完全燃烧放出的热量是 （2）液态氢完全燃烧放出的热量全部被钢材吸收时，钢材的温度变化量为 钢材初温为，最终温度，低于熔点，故不会熔化。 （3）若这些热量的50%被水吸收，则水吸收的热量 由热量公式可得，水的质量为 9．(1) (2) 【详解】（1）由图表可知，前10min该物质温度变化量为 根据已知条件，由比热容公式可得，该物质的比热容为 （2）由热量公式可得，若这些热量全部被水吸收，则可让初温为25℃的水温度升高到 10．(1) (2) 【详解】（1）设热水的质量为m水，初温为t0，末温为t，比热容为c水，热水放出的热量Q放=c水 m水(t0- t)=4.2×103J/(kg·℃)×0.4kg×(60℃-50℃)=1.68×104J （2）设牛奶的质量为m奶，初温为t´0，末温为t´，比热容为c奶，不计热量损失，牛奶吸收的热量等于热水放出的热量，即Q吸=Q放=1.68×10⁴J 牛奶吸收的热量Q吸=c奶m奶(t´-t´0) 所以，牛奶的比热容c奶== 11．(1)(2)(3) 【详解】（1）水的质量 由图像可知，水加热，温度变化量 水吸收的热量 （2）用同一热源加热，说明热源在相同时间内放出的热量相等。水加热吸收的热量为，则热源在内放出的热量 因为装置完全隔热，所以油在内吸收的热量等于热源放出的热量 （3）油的质量 由图像可知，油加热，温度变化量 根据公式可得，油的比热容 12．(1)(2)(3)0.5kg 【详解】（1）牛奶不再升温时吸收的热量 （2）水放出的热量 （3）水的质量 13．(1)(2) 【详解】（1）由热量公式可得，热水从60℃降低至40℃时，水放出的热量为 （2）若不计热量损失，水放出的热量被牛奶完全吸收，则牛奶吸收的热量等于水放出的热量。由热量公式可得， 14．(1)(2) 【详解】（1）水吸收的热量 （2）根据热平衡条件，金属块放出的热量等于水吸收的热量，即 由可知，金属块的比热容为 15．(1)①；  ② (2) 【详解】（1）①水吸收的热量为 ②消耗的电能为 （2）不计热损失，根据热平衡方程，开水放出的热量等于凉水吸收的热量，即，由可知， 则 解得倒入开水的质量。 第1页，共2页 第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $