2026年全频道课时作业九年级物理上册人教版第3页答案
1. 比热容是物质的一种特性。用同种物质制成两个质量不等的物体,其比热容
相同
(选填“相同”或“不同”)。学校热水房每天要将5 t水从20 ℃加热到100 ℃,这些水要吸收热量为
$1.68×10^{9}$
J。[$c_{水}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\ \mathrm{kg}·°\mathrm{C})$]

答案

1.相同 $1.68×10^9$

解析

【分析】首先明确比热容是物质的固有特性,与质量无关,同种物质比热容相同;计算水吸收的热量需运用吸热公式,注意将质量单位从吨换算为千克,再代入公式计算。
【解析】1. 比热容是物质的一种特性,仅与物质的种类和状态有关,与物体的质量无关,因此用同种物质制成的质量不等的物体,其比热容相同。
2. 水的质量:$m=5\ \mathrm{t}=5000\ \mathrm{kg}$,水升高的温度:$\Delta t=100°\mathrm{C}-20°\mathrm{C}=80°\mathrm{C}$,根据吸热公式$Q_{\mathrm{吸}}=c_{\mathrm{水}}m\Delta t$,代入数据得:
$Q_{\mathrm{吸}}=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg·° C})×5000\ \mathrm{kg}×80°\mathrm{C}=1.68×10^9\ \mathrm{J}$
【答案】相同;$1.68×10^9$
【知识点】比热容的特性、热量的计算
【点评】本题考查比热容的特性和热量的基础计算,属于常规基础题,需注意质量单位的换算,熟练运用吸热公式即可正确解答。
【难度系数】0.8
2.小明做“探究水沸腾前后温度变化的特点”实验,绘制出如图所示的图像,由图像可知水沸腾时继续吸热,温度
保持不变
,若烧杯中水的质量为200 g,加热至沸腾,至少需要吸收
$4.2×10^{4}$
J的热量,实际上,提供的热量
大于
水吸收的热量。[$c_{水}=4.2×10^{3} J/(kg·℃)$]

答案

2.保持不变 $4.2×10^4$ 大于

解析

【分析】
本题需分三步解答:首先根据图像判断水沸腾时的温度特点;其次利用热量公式计算水吸收的热量,注意单位换算;最后结合实际加热场景分析热量的供给与吸收关系。
【解析】
1. 水沸腾的温度特点:从图像可知,水加热到98℃后,继续加热温度不再升高,因此水沸腾时继续吸热,温度保持不变。
2. 计算水吸收的热量:先统一单位,水的质量$m=200\ \mathrm{g}=0.2\ \mathrm{kg}$,温度变化量$\Delta t=98°\mathrm{C}-48°\mathrm{C}=50°\mathrm{C}$。根据热量公式$Q_{\mathrm{吸}}=c_{\mathrm{水}}m\Delta t$,代入数据得:
$Q_{\mathrm{吸}}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×0.2\ \mathrm{kg}×50°\mathrm{C}=4.2×10^4\ \mathrm{J}$。
3. 热量的供给与吸收关系:实际加热过程中,烧杯会吸收部分热量,同时热量会向周围环境散失,因此提供的热量大于水实际吸收的热量。
【答案】
保持不变;$4.2×10^4$;大于
【知识点】
水沸腾特点、热量计算
【点评】
本题结合图像考查水沸腾的特点和热量计算,需注意单位换算,理解实际加热时热量存在损耗,难度适中。
【难度系数】
0.5
3.有甲、乙两物体,质量之比为2:1,比热容之比为1:4,则当它们升高相同的温度时,吸收的热量之比为
$1:2$
;若甲的比热容为2.1×10³ J/(kg·℃),当把甲的质量减半时,它的比热容为
$2.1×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$
。

答案

3.$1:2$ $2.1×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$

解析

【分析】本题分为两小问,第一问需利用热量计算公式求吸收热量之比,第二问需明确比热容的特性。解题思路:第一问根据热量公式$Q=cm\Delta t$,当升高温度$\Delta t$相同时,热量之比等于比热容与质量乘积之比,代入已知比值计算;第二问根据比热容是物质固有特性,与质量无关判断比热容不变。
【解析】
1. 求吸收热量之比:
根据热量公式$Q=cm\Delta t$,当$\Delta t$相同时,$\frac{Q_甲}{Q_乙}=\frac{c_甲m_甲\Delta t}{c_乙m_乙\Delta t}=\frac{c_甲}{c_乙}×\frac{m_甲}{m_乙}$。
已知$m_甲:m_乙=2:1$,$c_甲:c_乙=1:4$,代入得:$\frac{Q_甲}{Q_乙}=\frac{1}{4}×\frac{2}{1}=\frac{1}{2}$,即吸收热量之比为$1:2$。
2. 分析甲的比热容:
比热容是物质的一种特性,只与物质的种类和状态有关,与质量、体积等因素无关,因此甲的质量减半时,比热容不变,仍为$2.1×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg·℃})$。
【答案】$1:2$ $2.1×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg·℃})$
【知识点】热量计算、比热容特性
【点评】本题考查热量公式的应用和比热容的基本特性,属于初中物理基础题,需牢记公式和特性即可解答。
【难度系数】0.3
4.[安徽中考]一保温杯中装有质量为 200 g、温度为 25 ℃的水。将一个质量为 100 g、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 ℃。假设金属块放出的热量全部被水吸收,已知水的比热容为 $4.2× 10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·\ °\mathrm{C})$,则该金属块的比热容为
$0.6×10^{3}$
$\mathrm{J}/(\mathrm{kg}·\ °\mathrm{C})$。

答案

4.$0.6×10^3$

解析

【分析】
本题考查热平衡下的热量计算,核心是金属块放出的热量等于水吸收的热量($Q_{吸}=Q_{放}$)。解题思路为:①统一各物理量的单位;②分别写出水吸收热量和金属块放出热量的公式;③根据热平衡条件建立等式,代入已知量求解金属块的比热容。
【解析】
首先统一单位:水的质量$ m_{水}=200\ \mathrm{g}=0.2\ \mathrm{kg} $,金属块的质量$ m_{金}=100\ \mathrm{g}=0.1\ \mathrm{kg} $。
水吸收的热量:$ Q_{吸}=c_{水}m_{水}(t-t_{0水}) $,其中末温$ t=30℃ $,水的初温$ t_{0水}=25℃ $,温度变化$ \Delta t_{水}=t-t_{0水}=5℃ $。
金属块放出的热量:$ Q_{放}=c_{金}m_{金}(t_{0金}-t) $,其中金属块初温$ t_{0金}=100℃ $,温度变化$ \Delta t_{金}=t_{0金}-t=70℃ $。
由题意知$ Q_{吸}=Q_{放} $,代入公式得:
$ c_{水}m_{水}\Delta t_{水}=c_{金}m_{金}\Delta t_{金} $
将已知数据$ c_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} $代入,解得:
$ c_{金}=\frac{c_{水}m_{水}\Delta t_{水}}{m_{金}\Delta t_{金}}=\frac{4.2×10^3×0.2×5}{0.1×70}=0.6×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} $
【答案】
$ 0.6×10^3 $
【知识点】
热量计算、热平衡方程
【点评】
本题为中考基础题型,考查热量公式与热平衡条件的应用,解题关键是明确$Q_{吸}=Q_{放}$的关系,代入数值计算即可,难度较低。
【难度系数】
0.7
5. 将一温度为$20\ °\mathrm{C}$、质量为$4.2\ \mathrm{kg}$的铁块升高到$80\ °\mathrm{C}$,需要吸收
$1.1592×10^{5}$
$\mathrm{J}$的热量。然后将其放入一个装有温度为$10\ °\mathrm{C}$、质量为$1.15\ \mathrm{kg}$的水的量热器中,最后水的温度将升高到
$30$
$°\mathrm{C}$。[忽略量热器吸热,$c_{水}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C}),c_{铁}=0.46×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$]

答案

5.$1.1592×10^5$ $30$

解析

【分析】
首先,第一空需计算铁块吸收的热量,利用吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$,其中$\Delta t$为铁块升高的温度(末温减初温);第二空为热平衡问题,忽略量热器吸热时,铁块放出的热量等于水吸收的热量,设最终温度为$t$,根据$Q_{放}=Q_{吸}$列方程求解。
【解析】
1. 计算铁块吸收的热量:
根据吸热公式$Q_{吸}=c_{铁}m_{铁}(t_{铁末}-t_{铁初})$,代入已知数据:
$c_{铁}=0.46×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$,$m_{铁}=4.2\ \mathrm{kg}$,$t_{铁末}=80\ °\mathrm{C}$,$t_{铁初}=20\ °\mathrm{C}$,
则$Q_{吸}=0.46×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})×4.2\ \mathrm{kg}×(80\ °\mathrm{C}-20\ °\mathrm{C})=1.1592×10^5\ \mathrm{J}$。
2. 计算水的末温:
设最终温度为$t$,铁块放出的热量等于水吸收的热量,即$Q_{铁放}=Q_{水吸}$,
根据放热公式$Q_{放}=c_{铁}m_{铁}(t_{铁初}'-t)$、吸热公式$Q_{吸}=c_{水}m_{水}(t-t_{水初})$,代入数据:
$0.46×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})×4.2\ \mathrm{kg}×(80\ °\mathrm{C}-t)=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})×1.15\ \mathrm{kg}×(t-10\ °\mathrm{C})$,
两边约去$10^3$和$4.2$,化简得:$0.46×(80-t)=1.15×(t-10)$,
展开计算:$36.8 - 0.46t = 1.15t - 11.5$,
移项合并:$1.61t=48.3$,解得$t=30\ °\mathrm{C}$。
【答案】
$1.1592×10^5$;$30$
【知识点】
热量计算、热平衡方程
【点评】
本题考查热学中热量计算与热平衡的应用,是初中热学基础题型,解题关键是熟练运用吸放热公式,明确热平衡时热量守恒,计算时需注意温度变化量的确定,避免符号或数值计算错误。
【难度系数】
0.6
6.质量相同的水、沙石和铜(已知$c_{水}>c_{沙石}>c_{铜}$),放出了相同的热量,温度下降最大的是
铜
。

答案

6.铜

解析

【分析】
要解决该问题,需利用热量公式推导温度变化量的关系。首先回忆热量计算公式$Q=cm\Delta t$($Q$为热量,$c$为比热容,$m$为质量,$\Delta t$为温度变化量),题目中质量$m$相同、放出热量$Q$相同,要求比较温度下降量,因此将公式变形为$\Delta t=\frac{Q}{cm}$。由此可知,当$Q$和$m$一定时,$\Delta t$与比热容$c$成反比,即$c$越小,$\Delta t$越大。结合已知的比热容关系$c_{水}>c_{沙石}>c_{铜}$,即可判断温度下降最大的物质。
【解析】
根据热量计算公式$Q=cm\Delta t$,变形得温度变化量$\Delta t=\frac{Q}{cm}$。已知水、沙石、铜的质量$m$相同,放出的热量$Q$相同,因此$\Delta t$与比热容$c$成反比。由于$c_{水}>c_{沙石}>c_{铜}$,铜的比热容最小,对应的温度下降量$\Delta t$最大,故温度下降最大的是铜。
【答案】
铜
【知识点】
比热容、热量的计算
【点评】
本题考查比热容公式的应用,核心是掌握温度变化量与比热容的反比关系,属于基础题型,需熟练运用公式变形分析问题。
【难度系数】
0.7
7.用相同的加热装置给甲、乙两个初温相同的铝块加热,乙的质量是甲的质量的3倍,甲的加热时间是8分钟,乙的加热时间是9分钟,则甲、乙的比热容之比是
$1:1$
,甲、乙升高的温度之比是
$8:3$
。

答案

7.$1:1$ $8:3$

解析

【分析】
本题考查比热容的特性及热量公式的应用,解题思路如下:
1. 先明确比热容的特性:同种物质的比热容是定值,与质量、吸收热量无关,甲、乙均为铝块,可直接得出比热容之比;
2. 相同加热装置下,加热时间与吸收的热量成正比,据此求出甲、乙吸收的热量之比;
3. 根据题目给出的质量关系,得到甲、乙的质量之比;
4. 利用热量公式$Q=cm\Delta t$变形推导,代入已知的热量、质量、比热容关系,计算升高的温度之比。
【解析】
1. 比热容之比:甲、乙都是铝块,属于同种物质,比热容是物质的固有属性,与质量、吸收热量无关,因此$c_甲:c_乙=1:1$;
2. 吸收热量之比:相同加热装置,相同时间内吸收热量相同,加热时间越长,吸收热量越多,已知甲加热时间为8分钟,乙为9分钟,故$Q_甲:Q_乙=t_甲:t_乙=8:9$;
3. 质量之比:由题意“乙的质量是甲的3倍”,得$m_乙=3m_甲$,即$m_甲:m_乙=1:3$;
4. 升高温度之比:根据热量公式$Q=cm\Delta t$,变形得$\Delta t=\frac{Q}{cm}$,则:
$\frac{\Delta t_甲}{\Delta t_乙}=\frac{\frac{Q_甲}{c_甲m_甲}}{\frac{Q_乙}{c_乙m_乙}}=\frac{Q_甲}{Q_乙}×\frac{c_乙}{c_甲}×\frac{m_乙}{m_甲}$
代入$c_甲=c_乙$(即$\frac{c_乙}{c_甲}=1$)、$\frac{Q_甲}{Q_乙}=\frac{8}{9}$、$\frac{m_乙}{m_甲}=\frac{3}{1}$,计算得:
$\frac{\Delta t_甲}{\Delta t_乙}=\frac{8}{9}×1×\frac{3}{1}=\frac{8}{3}$,即$\Delta t_甲:\Delta t_乙=8:3$。
【答案】
1:1;8:3
【知识点】
比热容、热量的计算
【点评】
本题为初中物理基础题,核心是利用比热容的特性和热量公式进行比例计算,需明确“相同加热装置下吸收热量与加热时间成正比”这一隐含条件,难度适中,适合中等水平学生解答。
【难度系数】
0.5
8.[新课标·科学论证]为比较A、B两保温杯的保温性能,小红在两个保温杯中分别倒入0.1 kg相同温度的热水,用温度计测量其初温,示数如图甲所示。绘制水温随时间的变化图像如图乙所示,A杯中水放出的热量为
$2.1×10^{4}$
J。保温性能更好的是
A
(选填“A”或“B”)杯。[水的比热容为$4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$]

答案

8.$2.1×10^4$ A

解析

【分析】
要解决本题,需分步骤进行:首先读取温度计确定水的初温,再结合图像确定A杯中水的末温,利用放热公式计算放出的热量;保温性能的判断需比较相同条件下温度下降的快慢,降温越慢则保温性能越好。
步骤1:读取图甲的温度计,确定水的初温;
步骤2:观察图乙,找到A杯中水的最终温度,计算温度变化量;
步骤3:代入放热公式计算A杯中水放出的热量;
步骤4:对比A、B的温度变化曲线,判断保温性能。
【解析】
1. 温度计读数:图甲中温度计的分度值为1℃,液柱对应示数为80℃,即水的初温$t_0=80℃$;
2. 确定A杯中水的末温:由图乙可知,A杯中水最终温度为30℃,则水降低的温度$\Delta t = t_0 - t = 80℃ - 30℃ = 50℃$;
3. 计算放出的热量:根据放热公式$Q_{放}=c_{水}m\Delta t$,代入已知数据:
$Q_{放}=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})×0.1\ \mathrm{kg}×50℃=2.1×10^4\ \mathrm{J}$;
4. 判断保温性能:相同初温、相同质量的热水,温度下降越慢,保温性能越好。由图乙可知,A杯的水温下降比B杯慢,因此A杯保温性能更好。
【答案】
$2.1×10^4$;A
【知识点】
热量计算;温度计读数;保温性能判断
【点评】
本题结合温度计读数、热量公式应用和图像分析,考查热学基础知识点的综合运用,需准确读取温度并理解保温性能的判断依据,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
9.[易错题]一冰块先后经历了以下三个过程:
①-10 ℃的冰到0 ℃的冰,吸收热量$Q_1$;
②0 ℃的冰变为10 ℃的水,吸收热量$Q_2$;
③10 ℃的水到20 ℃的水,吸收热量$Q_3$。已知$c_{\mathrm{冰}}<c_{\mathrm{水}}$,在整个过程中质量保持不变,不考虑热量散失,则(
C
)

A.$Q_1<Q_2=Q_3$
B.$Q_1<Q_2<Q_3$
C.$Q_1<Q_3<Q_2$
D.$Q_1=Q_2=Q_3$

答案

9.C

解析

【分析】
要比较三个过程吸收热量的大小,需结合热量公式和物态变化的热量特点分析:三个过程质量m不变,过程①是冰升温,过程②包含冰的熔化(相变吸热)和水升温,过程③是水升温。需分别推导各过程热量的表达式,结合比热容关系判断大小。
【解析】
根据热量计算公式$Q=cm\Delta t$,结合物态变化的热量特点分析:
1. 过程①:-10℃的冰升温到0℃的冰,温度变化$\Delta t_1=0℃ - (-10℃)=10℃$,物质为冰,比热容$c_{\mathrm{冰}}$,吸收热量$Q_1=c_{\mathrm{冰}}m\Delta t_1=10c_{\mathrm{冰}}m$;
2. 过程②:0℃的冰变为10℃的水,包含两个阶段:①0℃的冰熔化为0℃的水(熔化过程需吸收额外热量,记为$Q_{\mathrm{熔}}$);②0℃的水升温到10℃的水,温度变化$\Delta t_2=10℃$,物质为水,比热容$c_{\mathrm{水}}$,这部分热量为$c_{\mathrm{水}}m\Delta t_2=10c_{\mathrm{水}}m$,因此总热量$Q_2=Q_{\mathrm{熔}} + 10c_{\mathrm{水}}m$;
3. 过程③:10℃的水升温到20℃的水,温度变化$\Delta t_3=20℃-10℃=10℃$,物质为水,比热容$c_{\mathrm{水}}$,吸收热量$Q_3=c_{\mathrm{水}}m\Delta t_3=10c_{\mathrm{水}}m$;
已知$c_{\mathrm{冰}}<c_{\mathrm{水}}$,因此$10c_{\mathrm{冰}}m <10c_{\mathrm{水}}m$,即$Q_1<Q_3$;又因为熔化过程$Q_{\mathrm{熔}}>0$,所以$Q_2=Q_{\mathrm{熔}} +10c_{\mathrm{水}}m>10c_{\mathrm{水}}m=Q_3$;综上$Q_1<Q_3<Q_2$,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
热量计算、熔化吸热、比热容
【点评】
本题为易错题,易错点在于忽略冰熔化过程需要吸收额外热量,仅通过升温过程的热量比较,导致误判$Q_2$的大小。解题时需明确物态变化(熔化)的热量特点,结合热量公式分析各过程的热量组成。
【难度系数】
0.5