13.1 第2课时热量的计算-【通成学典】2026-2027学年九年级全一册物理拔尖特训(人教版·新教材)

第十三章内能 第2课时热量的计算 边一阶·基础通关 融通新授知识，夯实双基▲ 1.[2025哈尔滨]图甲是探究“水沸腾规律”的实验装置，图 ↑温度/℃ 100----- 乙是水的温度随加热时间变化的图像。由图像可知：水 在沸腾过程中，温度 。若烧杯中水的质量为 0.1kg不变，根据图乙计算出水在0~6min吸收的热量 906123456789时间/mim 乙 是 J。[c水=4.2×103J/(kg·℃)] (第1题图) 2.舒青境传统工艺[2025安庆潜山期中]《天工开物》中对热锻工艺记载道：“凡治地生物，用锄、缚之 属，熟铁锻成，熔化生铁淋口，入水淬健。”现将一质量为1kg、温度为20℃的铁块放入820℃的火 炉中煅烧足够长的时间，取出经捶打后再次放入火炉中煅烧足够长的时间，再次取出后迅速放入 温度为20℃的冷却池中冷却淬火。[忽略铁块质量变化，c铁=0.46×103J/(kg·℃)、c水=4.2× 103J/(kg·℃)] (1)铁块第一次在火炉中吸收的热量是多少？ (2)若铁块释放的热量全部被水吸收，水的末温为40℃，冷却池中水的质量是多少？（结果保留 两位小数) 刀二阶·素能攀升 强化运用能力，提升素能▲ 3.舒养科学思维[2025钦州灵山期中]某固态物质的质量为m,比热容为c,用稳定的热源对它加 热（相同时间内吸收的热量相等），到3时刻停止加热，然后让其冷却。上述过程中记录不同时刻 的温度，最后绘制出温度随时间变化的图像（如图）。关于该物质的说法正确的是 () A.在t5~t6时间段的比热容不等于在0~t1时间段的比热容 十温度 B.在t2~t4时间段，比热容先增大后减小 C.在t4~t,时间段，放出的热量为m(T,一T)1。一14) 。时间 (第3题图) D.在01时间段，吸收的热量为m(T2一T) 4.初温相等的甲、乙两物体的质量、比热容分别为m年、m乙、c年、c乙，在放出相同热量后 接触，热量从甲传到乙，下列情况中，不可能的是 A.m年<m乙c年<C乙 B.m年>m乙、c年<c乙 C.m年>m乙、c甲>c乙 D.m年<mz、c年>c乙 5.一个标准大气压下，质量为500g、初温为20℃的水，吸收了1.89×10J的热量后，温度升高 了℃。 3 拔尖特训·物理（人教版）九年级全一册 6.[2024安徽]一保温杯中装有质量为200g、温度为25℃的水。将一个质量为100g、温度为100℃ 的金属块放入杯中，一段时间后，杯内水和金属块的温度稳定在30℃，若金属块放出的热量都被 水吸收，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，则该金属块的比热容为 J/(kg·℃)。 7.[2025蚌埠五河期中]在探究“物质熔化规律”的实验时，某物质的温度随时间的变化图像如图所 示。该物质液态时的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，质量为100g,若加热器单位时间内放出的 热量一定，不考虑热量散失，根据图像，求： (1)该物质液态时每分钟吸收的热量。 (2)该物质熔化过程中吸收的热量。 (3)该物质固态时的比热容。 ↑温度/℃ 4 D B 0 -2 /2468101214时间/min -4A (第7题图) 三阶·思维拓展 深度探究创新，拓展思维▲ 8.容器中盛有一定质量的热水。若将质量为6000g、温度为一11℃的冰投入容器中，则容器中的物 质将恰好全部结冰。若投入的冰块质量为100g、温度为0℃，则容器中的物质将恰好全部熔化成 水。容器内原有水的质量为 g。如果一开始投入冰的质量为100g、温度为一11℃，那么 最终容器内的温度为 ℃。[不计热损失，已知冰的熔化热（晶体熔化时单位质量吸收的热 量)入=330k/kg,冰的比热容c冰=2.1×103J/(kg·℃)，水的比热容c水=4.2×10 9.如图(a)所示，A、B是两个底部装有完全相同的加热器的容器，加热器产生 90%可以被容器中的液体吸收，已知加热器每秒放出1000J热量。现将甲、乙 体分别倒入A、B杯中，其中甲液体的比热容为2×103J/(kg·℃)；让两个加热 开始工作，60s后停止加热，然后立即将质量为2.7kg的合金球迅速放人乙液体中（从球放入到 达到热平衡不计热损失)，它们的温度随时间变化图像如图(b)所示。 (1)加热20s时，乙液体吸收的热量为多少？ 温度/℃ (2)甲液体的质量为多少？ (3)合金球的比热容为多少？ 合金球 加热器加热器剧 10 A B 0204060时间/s (a) (b) (第9题图) 4 >“答案与解析”见2第2课时热量的计算 1.不变4.2×10 〔解析)由图像可知：水在沸腾过程中不断吸热，温度不变； 水在0~一6min内，温度由90℃升高到100℃，则水吸收的 热量Q压=cm*(t-t)=4.2X103J/(kg·℃)×0.1kg× (100℃-90℃)=4.2×10°J。 2.解：(1)质量m=1kg、温度为20℃的铁块放人820℃ 的火炉过程中吸收的热量Q:=c铁m铁△过铁=0.46X 103J/(kg·℃)×1kg×(820℃-20℃)=3.68×10J (2)铁块释放的热量全部被水吸收，则有Q铁故一Q本；即 C铁m铁（t铁一t)=c水m水(t一t水)；代入数值有0.46X 103J/(kg·℃)×1kg×(820℃-40℃)=4.2× 103J/(kg·℃)×m*×(40℃-20℃)；水的质量m水≈ 4.27kg 3.D由图可知，物质在t5~t和0~t,时间段内，均处于 固态，因此比热容相等，故A错误；由图可知，t2t,时间 段内，物质均处于液态，比热容不变，故B错误；稳定的热 源加热，说明在相同时间内，热源放出的热量相同，也就是 物质吸收的热量相同。由图像可知，物质是晶体，在0~t2 时间段内，物质先升温后不变；0~1时间段内，温度从T 升高到T2,物质吸收的热量Q,=cm(T2一T,),则每秒物 质吸收的热量Q-Q,所以0一，时间段内，物质吸收的 热茶Q,=1Q=:号-四T,T近，物质陪化过程中 吸收的热量等于物质凝固过程中放出的热量，所以在t:~ ts时间段，物质放出的热量等于在t,~t2时间段，物质吸 收的热量，在t~t5时间段内，物质放出的热量Q3=(t2一 t,)Q=(,-t,)9-m(T-T)-,故C错误，D t t 正确 4.A初温相同的甲、乙在放出相同的热量后相接触，热量 从甲传到乙，说明放出相同的热量后，温度的变化量 △t甲<△t乙；根据Q=cm△t有cm甲△甲=czmz△t乙，已知 △t手<△t乙，则可得c甲m甲>c乙m乙。若m甲<m乙、c甲< c乙，则cm甲<czm乙这种情况不可能出现，故A符合题 意；若m甲>m乙、C甲<c乙，则存在c甲m甲<c乙m乙、c甲m甲= c乙m乙、c甲m甲>czmz三种可能，即这种情况可能出现，故 B不符合题意；若m甲>m乙、c甲>c乙，则c甲甲>c乙m乙， 即这种情况可能出现，故C不符合题意；若m甲<mz c甲>c乙，则存在c军m甲<c乙m乙、C手m甲=c乙m乙、c甲m手 c乙mz三种可能，即这种情况可能出现，故D不符合题意。 5.80 C解析)由Q:-cm△r可得，水升高的温度△Y=Q:= C水m 1.89×105J =90℃，此时水的末温t= 4.2X10J/(kg·℃)×0.5kg 20℃+90℃=110℃，因为在一个标准大气压下，水的沸 点为100℃，所以水升高的温度△t′=100℃一20℃= 80℃。 6.0.6×10 〔解析)由题意知，水吸收的热量Qs=c水(t一t水)，金 属块放出的热量Q数=c型n全(t全一t):假设金属块放出的热 量全部被水吸收，则Qs=Q放，cm水(t一t水）=C全n全(t全一 t),4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(30℃-25℃)=c× 0.1kgX(100℃-30℃)，解得c全=0.6×10J/(kg·℃)。 7.解：(1)由图像可知，在CD段，该物质处于液态，物质在 液态时，4min升高的温度△t法=4℃一0℃=4℃，物质的 质量m=100g=0.1kg。该物质在液态时吸收的热量 Q法=c法m△t法=4.2X103J/(kg·℃)×0.1kg×4℃ 1680J;因为加热器单位时间内放出的热量一定，则该物质 液志时每分钟段牧的热量Q一Q,=号×16801 420J(2)由图可知物质熔化时间t熔化=10min一2min= 8min,加热器单位时间内放出的热量一定，不考虑热量散 失，则物质单位时间内吸收的热量相等，该物质熔化过程 中吸收的热量Q化-8Q=8×420J=3360J(3)由图可 知，在AB段，该物质处于固态，结合图像可知，温度从 一4℃升高到0℃，温度变化量△t画=0℃一（一4℃）= 4℃，该物质在固态时吸收的热量Q国=2Q=2×420J= Q国840J 840J,该物质固态时的比热容c国一m△Y0.1gX4℃ 2.1×103J/(kg·℃ 8.3200 〔解析)若将质量为6000g、温度为一11℃的冰投入容器 中，则容器中的物质将恰好全部结冰，不计热损失，说明冰 从一11℃升高到0℃吸收的热量等于水从初温降低到0℃ 放出的热量和水凝固放出的热量之和，即Q*1=Q拉十 Q朱国，故c冰m冰1△t冰1=c水m未△t水十入m水①，若投入的冰 块质量为100g、温度为0℃，则容器中的物质将恰好全部 熔化成水，说明冰熔化吸收的热量等于水从初温降低到 0℃放出的热量，即Q*2=Q故，故m冰2=c水m水△t水②， 由①②可知C冰m*1△t*1=m冰2十入m水，则1水= c*m*1△t冰1一m*2=2100J/(kg·℃)X6kg×11℃ 330×103J/kg×0.1kg=105600J,则m*= 1056001=0.32kg=320g,将m*代人@式得 330×103J/kg 330×103J/kgX0.1kg≈24.6℃，则容 c水m水4200J/(kg·℃)X0.32kg 器内原有水的初温t=t十△t水=0℃十24.6℃=24.6℃， 如果一开始投人冰的质量为100g、温度为一11℃，那么冰 完全熔化吸收的热量Q陈吸3一C冰m体3△4冰3十n冰3一 2100J/(kg·℃)×0.1kg×11℃+330×103J/kg× 0.1kg=35310J,容器内原有的水温度降低到0℃放出的 热量Q水放=c水m*△t水=4200J/(kg·℃)X0.32kg× 24.6℃=33062.4J,由于Q*3>Q*放，说明冰不能完全 熔化，此时处于固液共存状态，故最终容器内的温度为 0℃。 9.解：(1)已知加热器每秒放出1000J热量，则加热20s 时，加热器放出热量Q数=1000J/s×20s=2×10J,根据 题意可知，乙液体吸收的热量Q2版=Q数×90%=2× 10J×90%=1.8×10J(2)由题意可知，A、B底部装 有完全相同的加热器，故加热20s时，甲液体吸收的热量 等于乙液体吸收的热量，即Q版=Qz版=1.8×10J,加热 20s时，甲液体的温度从10℃升高到40℃，根据Q= Q手吸 t二)可得，甲液体的质量m单=。 1.8×101J 2X10J/(kg·℃)×(40℃-10℃)=0.3kg(3)由图 (b)可知，加热60s时，乙液体的温度从10℃升高到60℃， 则加热60s乙液体升高的温度△tz升=60℃一10℃= 50℃，加热60s乙液体吸收的热量Q2'=czmz△tz升， 因加热20s时乙液体吸收的热量Q2=1.8×10J,故加 热60s时乙液体吸收的热量Qz'=3Q2版=3×1.8× 10J=5.4×10J,合金球放入乙液体后，乙液体的温度从 60℃降低到40℃，则乙液体放热时降低的温度△t乙降一 60℃一40℃=20℃，合金球放人乙液体后，乙液体放出的 热量Qz放一c amilt乙降，则两过程中乙液体放出的热量与 其吸收的热量之比QL%=cimAta2降=2是一20℃ Q cimi△tz升△t乙升50℃ 号所以Q:=号Qe-号×54X10J=216×10J, 2 从合金球放人到达到热平衡不计热损失，则Q#吸=Q乙放= 2.16×10J,由图像可知，合金球放入乙液体后，合金球的 温度从20℃升高到40℃，则合金球升高的温度△升一 40℃一20℃=20℃，由Q=cm△t可得，合金球的比热容 6-m]e0 第2节分子动理论的初步知识 1.D狐狸在虎尿里打滚，狐狸身上的虎尿味会发生扩散 现象，有助于狐狸吓退远处的狼、豹等天敌，扩散现象说明 分子在不停地做无规则运动，故D正确。 2.A红墨水下沉是因为红墨水的密度大于水的密度，在 重力作用下发生下沉，这一过程是宏观物体的机械运动， 并非墨水分子的无规则运动，故A符合题意；红墨水散开 是墨水分子从红墨水区域向周围水区域移动的结果，这是 分子无规则运动导致的扩散现象，表明墨水分子在做无规 则运动，故B不符合题意；红墨水变淡是因为墨水分子持 续向周围水区域扩散，使得红墨水区域的墨水分子浓度降 低，这是分子无规则运动的表现，表明墨水分子在做无规 则运动，故C不符合题意：整杯水变红是因为墨水分于能 够进人水分子之间的空隙中，说明水分子间存在空隙，故D 不符合题意。 易错警示 很多同学因思维定式，认为扩散现象只是分子运动 的证据，而不是分子间有空隙的证据，或忽略墨水下沉 是重力作用的结果而出错。 3.扩散引 4.扩散温度 5.A“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴”中，“花气袭人” 寓意花朵分泌的芳香油比平常更香，表明芳香油分子的无 规则运动更剧烈。“骤暖”寓意气温的升高，即温度影响分 于运动的剧烈程度，温度升高时分于无规则运动加剧，芳 香油分子更容易扩散到空气中，使人闻到花香。“朝辞白帝 彩云间，千里江陵一日还”，主要描述了诗人乘船顺流而下 的情景，体现了物体的机械运动，与分子动理论无关。“飞 流直下三千尺，疑是银河落九天”，体现的是瀑布水具有重 力势能，在下落过程中重力势能转化为动能，蕴含了机械 能相关知识，与分子动理论无关。“湖光秋月两相和，潭面 无风镜未磨”，意思是洞庭湖水光与月光互相辉映，湖面无 风，平静得像一面没有打磨的镜于，涉及光的反射现象，与 分子动理论无关。 6.C根据分子动理论知识可知分于在不停地做无规则运 动，由此可知“纳米纸”的分子是运动的，故A错误；分子间 的引力和斥力是同时存在的，故B错误、C正确；任何分子 之间都有空隙，“纳米纸”只是空隙较小，故D错误。 7.B根据分子间距可知，甲为液态、乙为气态、丙为固态； 故A错误；物质状态从图乙到图甲的过程，即物质由气态 变为液态，发生液化现象，该过程需要放热，故B正确；一 切构成物质的分子都在不停地做无规则运动，故C错误： 物质状态从图乙到图丙，即物质状态由气态变为固态，分 子间的距离变小，分子间作用力变大，故D错误。 8.扩散温度引力