第2章 第2节 物体的内能(2)-比热容和热量的计算、热值（上册）-【拓展与培优】2026-2027学年九年级全一册科学同步练习（浙教版·新教材 浙江专版）

九年级 第2节 物体的内能(2) 思维拓展 一、比热容和热量的计算 1.比热容 (1)定义：单位质量的某种物质，温度升高1℃所 吸收的热量，叫作这种物质的比热容，比热用符号c表 示，单位为焦/（千克·摄氏度），符号为J/(kg·℃)，读 作焦每千克摄氏度. (2)水的比热容表示的物理意义：水的比热容 为4.2×10J/(kg·℃)，它的意义是：质量为1kg的 水，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量 为4.2×103J. (3)比热容是物质的一种特性.不同物质的比热 容一般不同.同一物质在同一状态下的比热容是一定 的，但在不同状态时，比热容是不相同的，如水的比热 容是4.2×103J/(kg·℃)，而冰的比热容是2.1× 10J/(kg·℃).比热容与物质的种类、状态有关，而 与物质的质量、温度、吸收或放出的热量无关. (4)比热容的物理意义：反映物质的吸热能力 的强弱.在质量和升高的高度相同时，比热大的物质 吸收的热量多，比热小的物质吸收的热量少 2.热量的计算： (1)计算公式：Q=cm△t(其中Q表示吸收或放 出热量的多少，c表示物质的比热容，m表示物体的 质量，△表示为物体温度的变化量，即表示升高了 或降低了的温度). 可见，物体吸收或放出的热量的多少由物体的 质量、物质的比热容和温度变化量这三个量的乘积 决定，跟物体的温度的高低无关 (2)两个温度不同的物体放在一起时，热平衡 方程：Q=Q放（若热量没有损失）， 二、燃料的热值 1.定义：1千克某种燃料完全燃烧时放出的热 量，叫作这种燃料的热值，用符号q表示.单位是焦/ 千克（有的燃料热值单位为焦/米3）.如木炭的热值 为3.4×10焦/千克，它表示1千克的木炭完全燃烧 时所释放的热量为3.4×10焦. 2.热值反映了所有能燃烧的物质的一种性质， 反映了不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能 的本领的大小.也就是说，它是燃料本身的一种特 性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、 是否完全燃烧均没有关系. 全一册 比热容和热量的计算、热值 3.燃料完全燃烧放出的热量的计算公式： Q放=mq(其中Q放代表热量、m代表质量、g代表燃 料的热值. 拓展：热平衡方程与热效率方程：燃料燃烧放出的 热量被其他物质吸收，则燃料释放出的热量应该等 于其他物质吸收的热量，即Q版=Q放，但是一般情 况下，燃料燃烧后产生的热量不能被完全利用，有 一部分热量会散失掉，而被有效吸收的热量只占燃 料放出的热量的一部分，我们将被有效吸收的热量 与燃料放出的总热量的比值称为燃料的利用率，用 表示则刀8×1000 例1用相同的加热器分别对质量相等的A和 B两种液体加热（不计热量损失），如图所示是A和 B的温度随加热时间变化的图象，下列说法正确的是 () ↑温度/℃ 60 B 40 A 20 04 →时间/min A.A的比热容与B的比热容之比为1：2 ●● B.A的比热容与B的比热容之比为2：1 C.加热相同时间，B吸收热量比A吸收热量多 D.A和B升高相同的温度，B吸收热量较多 【分析】AB.由Q啜=cm△t可知，当液体A, B的质量相等，加热相同时间即吸收热量相同时， 升高的温度△t与c成反比，因为△tA:△tB=20℃ :40℃=1：2，所以cA:cB=△tB:△tA=2:1,故 A错误，B正确；用加热时间反映液体吸收的热量， 加热时间相同，A,B吸收热量相同，故C错误；由图 可知，升高相同的温度，A加热时间比B加热时间 多，所以A吸收的热量比B吸收热量多，故D错误 例2一水壶中水的质量是2.5kg,在液化石 油气炉上从20℃煮至沸腾（沸腾温度为100℃）.在 此过程中共燃烧了液化石油气50g.已知水的比热 容是4.2×103J/(kg·℃)，液化石油气的热值q= 4.2×107J/kg,壶吸热忽略不计. (1)水共吸收了多少热量？ (2)这些液化石油气完全燃烧共放出多少热量？ (3)气炉的效率是多少？ 【分析】(1)Q段=c*m*(t-to)=4.2×103J/ (kg·℃)×2.5kg×(100℃-20℃)=8.4×105J. 6 (2)Q数=m气9气=0.05kg×4.2×107J/kg 2.1×106J. Q题×100% (3)1一 8.4×105J ×100%=40%. 2.1×10°J 巩固练习 A组 1.下列有关热现象的说法正确的是() A.物体放出热量，内能一定减少，温度一定 降低 B.燃料的热值越大，放出的热量越多 C.物体温度越高，所含的热量越多 D.比热容是物质的一种特性，只与物质的种类 和状态有关 2.下面是小明同学“科学学习笔记”中的摘录， 其中错误的是 A.做功和热传递在改变物体的内能上是等 效的 B.分子间相互作用的引力和斥力是同时存 在的 C.温度越高的物体含有的热量越多 D.燃料的热值与燃料的质量没有关系 3.一杯水由80℃降至20℃放出的热量为Q1, ● 它由30℃升高到70℃吸收的热量为Q2,则() A.Q<Q B.Q>Q2 C.Q=Q2 D.无法比较 4.两个不同的物体，甲的质量为1kg,乙的质 量为2kg,两者温度都升高1℃，吸收热量如图所 示.下列说法正确的是 ↑Q小 5000 4000 3000 2000 1000 甲 乙 物体 A.乙的比热容为4000J/(kg·℃) B.甲的比热容小于乙的比热容 C.甲的比热容等于乙的比热容 D.如果两者温度都降低1℃，他们将放出相同 的热量 Q 5.由c=m一o关于同一种物质的比热容 c,下列说法正确的是 () A.若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍 B.若质量增大一倍，则比热容减至一半 6 C.若加热前后的温度差增大一倍，则比热容增 大一倍 D.无论质量多大，比热容都一样 6.完全燃烧42g焦炭所放出的热量，若有 50%被2kg、30℃的水吸收，则水温可升高(c水= 4.2×103J/(kg·℃)、9焦炭=3.0×107J/kg、外界为 标准大气压) () A.70℃ B.75℃ C.100℃ D.105℃ 7.氢气的热值为1.4×108J/kg,比煤和石油要 高出许多，且燃烧后的产物是水蒸气，排放到大气 中不会造成污染.10kg氢气完全燃烧放出的热量是 J;若这些热量的50%被水吸收，能使 kg的水温度升高50℃.（已知c水=4.2× 103J/(kg·℃) 8.用两个相同的电热器给质量相同的物质甲 和水加热，它们的温度随加热时间的变化关系如 图，据此判断物质甲的比热容为 J/(kg· ℃).若它们升高相同温度， 需要的加热时 间长. 温度/℃ 80 /甲 60 40 20f 05101520时间/min 9.我国许多城市中建有大型绿地，绿地中的人 工湖具有“吸热”功能，盛夏时能大大减弱周围地区 的“热岛效应”若某一人工湖湖水吸收一定热量，水 温升高2℃.若这些热量被同等质量的砂石吸收 (c砂石<c水)，则砂石升高的温度将 2℃. (填“大于”“小于”或“等于”) 10.用一个400W的电热器对某液体加热，如 图所示是液体的温度随时间变化的图线（设电热器 提供的热量全部被液体所吸收).在5min时间内， 液体吸收的热量是 J,液体的温度升高了 ℃.若该液体的质量为1kg,则液体的比热 容是 个温度t/℃ 70H 60 50H 40 307 20.出时间 0 5 10 t/min 11.两个铝块的质量之比为1：4，升高的温度 之比是2：1，则两铝块的比热容之比为 吸收的热量之比为 九年级 B组 12.如图甲，网上曾热销一种“55度杯”，称“能 很快将开水变成适饮的温水，而后又能将凉水变成 适饮的温水”.为破解此中秘密，随州某中学物理小 组设计了如图乙模型.设此杯内胆中被封存着300g 水，室温20℃；现向杯中倒入200g、100℃开水，摇 一摇，杯内水温迅速降至t1,饮用后迅速将200g室 温矿泉水倒入该杯，摇一摇，矿泉水的温度可升至 t2,若忽略内胆及空间的热能消耗，则t1,t2分别大 约为 ( 55 +杯外克 封存水 55 水 甲 A.50℃，50℃B.52℃，39.2℃ C.40℃，60℃ D.55℃，55℃ 13.如图所示是甲、乙两种质量相等的非燃料 液体吸收的热量与温度变化情况的图象，请根据图 象中提供的信息判断， 液体的比热容较 大；如果要你在甲、乙两种液体中选择一种作为汽 车的冷却液，你认为选择 液体更好. Mt/℃ 14.科技小组的同学们从比热容表中了解不同 物质的比热容后，通过实验比较水和煤油的吸热本 领.他们分别用完全相同的两个试管分别装上 相等的煤油和水，用相同热源对试管均匀 加热，并分别画出如图所示的图象，你认为图象 能正确反映实验情况， 物质 比热容[J/(kg·℃)] 水 4.2×10 煤油 2.1×103 沙石 0.92×10 tT/℃ A 煤油 0 t/min t/min D 煤油 t/min t/min 全一册 15.为了比较两种燃料的热值，小金采用如图 甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水 的初温和质量相同，实验中忽略热量损失。 ◆温度/℃ 100 60 40 48121620时间/min 乙 温度/℃ 100 燃料1 燃料2 20 0 51015时间/min (1)实验时若温度计的玻璃泡碰到杯底，则测 量的温度值 （慎“偏大”“偏小”或“不变”). (2)实验中燃烧相同质量的燃料，根据 来比较放出热量的多少 (3)小金选用了燃料α和燃料b进行实验.当燃 料燃尽后，小金根据各个时刻烧杯中的水温，绘制 了如图乙所示的图象，则可初步判断燃料 的热值大 (4)另一组的小华也用图甲的两套完全相同的 装置进行实验，并重新在烧杯内加入初温和质量相 同的水，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变 化的图象如图丙所示，根据丙图象，燃料1和燃料2 的热值之比为 16.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 温随时间变化的图线.若在6min内完全燃烧了 2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，煤的 热值约为3×107J/kg.求： (1)煤完全燃烧产生的 ◆温度/℃ 热量 (2)经过6min时间加热， 水所吸收的热量， 20 时间/min 0 4 6 (3)煤炉烧水时的热效率3.重力势能转化为动能动能转化为重力势能 4.不为零= 5.(1)O>(2)A,0 6.B7.D 8.(1)滑块移动距离速度大小 (2)将一钢球从管②的任一口放入，静止释放，观 察并记录滑块移动距离；取出钢球，将滑块移回原位， 将另一质量不同的钢球从同一口放人，重复实验. 9.(1)卡片弹起来做功(2)弹性形变程度 物体的弹性形变程度越大，弹性势能越大(3)BCD 10.(1)气球上升过程中，和空气摩擦，内能增加， 所以增加的机械能不是由内能转化而来(2)所受浮 力大于自身重力减少(3)来自下降空气减少的机 械能， B组 11.C12.B13.C14.D 15.守恒重力势能 16.实验2中木块没放到木板最左端① C组 17.c正确，小球从A点由静止滑下，所以小球的 机械能等于A点时的重力势能，整个过程中机械能 守恒.因为在最高点时小球仍运动，故其最高点应略 低于起点A,这与c图线相符， 18.(1)kG(2)kG(3)k2G【分析】当杆水平 放置时的压力等于重力，摩擦力为：∫水平=kG,由于 小球匀速滑动，所以风力大小等于摩擦力，即风力为 kG,当杆竖直放置时，风力大小不变，仍为G,所以 此时压力为G,根据摩擦力与压力的关系，可知此时 摩擦力为f整立=kXkG=k2G. 19.(1)从释放点到B点静止，减少的机械能等 于在AB水平面上由于摩擦而损失的机械能，因为 AB=3AC,所以在AC上损耗的机械能是AB上的 三分之一，所以乙斜面上时机械能比甲斜面上时的机 械能少三分之一，故上升的高度A=号H。(2)小球 在乙斜面上升高度为2h,因为AC段上消耗的机械 能与第一次相同，即消耗号高度的机被能，所以原来 小球在甲斜面上的释放高度是：2h十：-5H。 33 专题拓展弹性材料的机械能转化分析 例1A 例2B 巩固练习 1.A2.D3.A4.D 5.(1)不变先增大后减少(2)B 6.(1)O点左侧(2)动能转化为内能和弹性势 能(3)可能是O点，也可能偏左或是偏右 ·10· 7.C24B 8.(1)减小(2)t1 9.(1)①先变大后变小②6.2③非平衡 (2)质量高度同一弹簧的最大压缩量 10.橡皮筋长为1，小球从初始状态下降至I过程 中，小球受到重力作用，重力势能转化为动能，小球做 加速运动，动能逐渐变大；小球从！继续下降过程中， 受到橡皮筋的拉力作用，但拉力小于重力，所以小球 继续做加速运动，动能继续变大，重力势能转化为动 能和弹性势能，当拉力等于重力时，动能达到最大；继 续下降至2过程中，拉力大于重力，小球做减速运 动，动能逐渐变小，速度逐渐减小，最后变为零，重力 势能和动能转化为弹性势能，最后动能为零。 动能随运动距离变化的大致关系图象如下图. 0 3 第2节物体的内能(1)—改变内能的方法 例D 巩固练习 A组 1.B2.B3.B4.A5.C6.A7.A 8.A9.D10.C 11.做功热传递等效的 12.①②⑥⑦热传递 13.汽化吸收热传递 14.做功内能热传递等效的 B组 15.B 16.(1)对外做功(2)力的作用是相互的 17.增加压缩瓶内气体做功（或对物体做功）， 内能增加不正确，因为物体在对外做功时，不一定 是自身的内能转化为其他形式的能，例如摩擦生热时 机械能转化为内能，两者内能都增加，合理即可. 18.(1)这是通过热传递途径改变了室内气体的 内能.(2)水的比热容较大，当其循环通过“暖气” 时，能向温度较低的室内放出更多的热量所以用水做 运输能量的介质可以达到更好的加热效果.(3)“暖 气”内的气体压强大于外界大气压强，所以阀门打 后内部气体能被排出. 第2节物体的内能(2) 比热容和热量的计算、热值 例1B 例2(1)8.4×105J(2)2.1×105J(3)40% 巩固练习 A组 1.D2.C3.B4.C5.D6.A 7.1.4×10°3.3×103 8.2.1×103水 9.大于 10.1.2×105502400J/(kg·℃) 11.1:11:2 B组 12.B 13.乙乙 14.质量C 15.(1)偏大(2)温度计上升的示数(3)b (4)8:3 16.(1)6×102J(2)2.52×105J(3)4.2% 专题拓展热量问题的定性求解 例1乙铁块温度高 例2酒精温度升得高一些 例3甲杯水吸收的热量多 例4D 例5C 例6C 巩固练习 A组 1.C2.C3.B4.A5.B6.D7.D 8.A B组 9.D【分析】由题意可知：Q:=Q2,△t1> △t2,根据热量计算公式，以甲为研究对象Q=(cm) △t个 则(cm) 即：(1)m1>m2c1<c2 (2)m1=m2c1c2 C1<C2 (3)m1<m2 C1=C2 c1>c2 将题中各选项与以上分析相比较，显然D选项 的内容是错误的因此选D选项. 10.C 11.由题意可知：△1甲>△t乙Q甲=Qz 根据热量计算公式，以甲为研究对象： Q=(cm)△t 则(cm)￥ 即：(1)m甲>m乙c甲<c乙 (2)m甲=n乙c甲<c艺 /C甲<C乙 (3)m甲<m乙 c甲=Cz c甲>C乙 C组 12.B13.D 第3节电能(1)一电功与电功率 例1A 例2小于 巩固练习 A组 1.D2.B3.D4.C5.A6.C7.B 8.1kW·h25001200 9.7.2×1033 B组 10.(1)并(2)1.02×105(3)变大 11.6601500 12.增大660 13.1 第3节电能(2)一电功与电功率的计算 例该电阻丝接在40V电路中时其电功率为： P=UI=40V×5A=200W.该电阻丝接在20V电路中 U_40V=80.P=R=80 时：R=1=5A W=20Vy=50W 巩固练习 A组 1.升华大小 2.101.6 3.C4.C5.C6.B7.C8.C9.C 10.0.036160 11.(1)并(2)1.02×105(3)变大 12.(1)1.8×105J(2)0.72kg B组 U UR 13.C14.C15.UI-RR-元 16.1.2645 17.20.6 18.0.10.4 19.(1)1.8×105J(2)0.21kW·h 20.(1)并联(2)两只LED灯正常发光时，总功 率为P=60W+60W=120W,又知U=24V,由P U可得：通过光控开关$的电流为I= 罗W-5L3油n-”行：0W商灯-年清 耗的电能为：W=P't=0.4kW×10h×365= 1460kW·h,则每套路灯1年(365天)可减少二氧化 碳的排放量为：m一8W:水211127 专题拓展利用串、并联电路特点 巧解电功率问题 例1197.9W ·11