专题训练(一) 热量的综合计算-【提分教练】2024-2025学年九年级物理全一册同步精导优化与设计方案（人教版）

早期的飞机是由内燃机提供动力的, 从上世纪40年代开始,飞机上越来越多的 使用喷气发动机,它向后高速喷出气体,从 而获得前进的动力,在功率相同时,喷气发 动机比内燃机更轻便…… 喷气式发动机中自带燃料和氧化剂 的,叫火箭喷气发动机,它工作时不需要空 气中的氧气,可以在大气层外工作,能够用 来发射人造卫星和宇宙飞船。 (1)在功率相同时,蒸汽机、内燃机、喷气发 动机的重力依次 (选填“增大”或 “减小”)。 (2)在挑选汽车时,发动机、汽油机效率的 高低是区分汽车优劣的重要指标之一。有 经验的司机可以通过闻尾气的气味而作出 初步的判断,输出功率相同时,汽油味儿越 浓,汽车发动机效率越 (选填“高” 或“低”)。 (3)某单缸四冲程汽油机正常工作时,飞轮 转速是2400r/min,汽油机每秒完成 冲程,对外做功 次。 (4)若汽油机每分钟消耗0.02kg汽油,已 知该汽油机的效率是40%,则该汽油机每 分钟浪费的能量是 J。(汽油的 热值为4.5×107J/kg) (5)下 列 措 施 中 能 提 高 热 机 效 率 的 是 。 A.尽量减少热机部件间的摩擦 B.尽量增加热机的工作时间 C.尽量燃烧一些热值大的燃料 D.尽量增加所用燃料的质量 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 专题训练(一) 热量的综合计算 类型1 比热容的综合计算 1.小明想估测薯片的热值,进行了如下实验。 (1)将天平放在水平面上并将游码归零,发 现指针偏左,则应将平衡螺母向 端 调节;测量质量时,调节天平再次平衡,右盘 中的砝码和游码位置如图甲,其质量为 g。 (2)如图乙所示,将薯片放在燃烧皿中充分 燃烧后,烧杯中0.2kg的水温度升高了 5℃,则水吸收的热量 Q吸 = J。 [c水=4.2×103J/(kg·℃)] (3)根据Q放 =Q吸 和Q放 =mq,算出薯片的 热值比实际值小得多,原因是 。 2.(2023·儋州期末)物理兴趣小组的同学在 研究“沙子和水谁的吸热本领大”时,选用了 两只完全相同的酒精灯分别给质量都是 200g的沙子和水加热。他们绘制出沙子与 水的温度随加热时间变化的图像如图所示。 已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃), 那么请问: 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 25 第十四章 内能的利用 (1)图中a图和b图哪个是沙子吸热升温的 图像? (2)加热满2min时,水吸收了多少热量? (3)试求出沙子的比热容。 3.(2023·高新区一模)小明将质量为20kg的 水从25℃加热到75℃[水的比热容为4.2× 103J/(kg·℃),天 然 气 的 热 值 为3.5× 107J/m3]。求: (1)这些水吸收的热量; (2)若天然气燃烧的热量中50%被这些水 吸收,则需要多少m3天然气。 4.(2023·滨城区校级期中)在标准大气压下, 一质量为2kg的金属块被加热到500℃, 立即投入质量为1kg、温度为20℃的冷水 中,不计热量损失,最终使水的温度升高到 80℃,c水=4.2×103J/(kg·℃)。求: (1)水吸收的热量; (2)金属块的比热容; (3)取出金属块后,给80℃的水继续加热, 水又吸收了1.05×105J的热量水温又升高 了多少摄氏度。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 26 物理九年级全一册 类型2 热值、效率的综合计算 5.(2023·衡水模拟)冬天即将来临,学校积极 创造条件为学生供应开水。在这个过程中,若 用锅炉将300kg的水从20℃加热到100℃, 燃烧了11.2kg的煤[c水 =4.2×103J/(kg · ℃),煤的热值为3×107J/kg]。求: (1)锅炉内300kg的水吸收的热量是多少? (2)此锅炉的效率是多少? (3)某同学从开水房打了3kg的100℃的 开水,为了便于使用,他将这100℃的开水 和质量为5kg的20℃的冷水混合,若不计 混合过程的热损失,则混合后温水的温度为 多少? 6.(2023·滕州市模拟)某同学家使用天然气 热水器,平均每天需将100kg的水从16℃ 加热到某温度,吸收的热量为1.68×107J [c水=4.2×103J/(kg·℃),q天然气 =4.2× 107J/m3],求: (1)热水器中水升高到的温度是多少 ℃? (2)若天然气完全燃烧放出热量的80%被 水吸收,热水器放出的热量是多少J? 平均 每天消耗天然气是多少m3? 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 27 第十四章 内能的利用 7.(2024·铁东区校级开学)如图所示,是百度 开发的一款无人驾驶汽车,汽车自动驾驶时 用激光测距器来了解周围的交通状况,用北 斗卫星导航系统进行定位和导航,该款车以 某速度在一段平直的公路上匀速行驶一段 距离时,消耗汽油2kg,该汽油机的效率为 30%,在这段行驶过程中(已知:汽油的热值为 4.5×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃)。求: (1)如果该车满载乘客时总质量是2t,匀速 行驶时受到的平均阻力为车重的0.05倍, 消耗2kg汽油,汽车可以行驶的路程是 多少? (2)假设该汽车在这次行驶过程中,发动机 排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放 出的热量的42%,若这些废气带走的能量 全部被质量为200kg的水吸收,水升高的 温度是多少? (水未沸腾) (3)如果汽油机的效率提高到40%,其他条 件都不变,那么汽车在这段路程消耗的汽油 是多少? 8.有一辆由汽油机提供动力的汽车,该车的输 出功率与汽油机转速的关系如图所示。这 辆汽车在某次测试时以90km/h的速度在 水平公路上匀速行驶了10min,消耗1.1kg 的 汽 油,此 过 程 中 汽 油 机 的 转 速 为 2000r/min(汽油的热值q汽油=4.6×107J/kg)。 (1)汽油机是一种将燃料燃烧产生的高温、 高压燃气的内能转化为 能的装置; (2)该汽车在这段时间内行驶了多少路程? (3)1.1kg的汽油完全燃烧能产生多少热量? (4)此过程中汽油机的效率是多少? (百分 数保留到0.1位) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 28 物理九年级全一册 章末整合提升 19.压缩1800 20.(1)不直接使用燃料（体积小、结构简单、维修成本低 要点知识建构 等)(2)内机械C(3)B(4)气体对外做功， 接触进人对方温度热运动分子或原子 无 内能藏小，温度降低 规侧地运动引力和斥力动能势能做功热 传递能量」在温度升高时吸收的热量与它的质 第2节 热机的效率 量和升高的温度乘积￠焦每千克摄氏度c=Q 1.D2.A m△☑ 3.6.72×1050.016热传递不变 Q暖=em(1一to）Q做=cm(t0一t） 4.C5.C6.A 教材实验再现 7.4×10525% (5)不同(6)①控制变量转换②物体吸收热量 8.B9.D10.B11,C 的多少③浸没①升高的温度加热时间 12.20扩撒9.66×10523 教材图片展示 13.4.2×100.01多 图片1重力 做无规则运动 14.解：(1)水吸收的热量：Qa=m(1-t6)=4.2×103J/ 图片2引力 (kg·℃)×10kg×(100℃-25℃)=3.15×105J: 图片3(1)做功(2)减少内能(3)重力支持 力摩擦力 -Q可知，高能聚合油完全燃烧放出的热 (2)由=Q数 图片4(1)增大升高内(2)越大 图片5(1)做功机械能(2)液化 量：QQ=3.15X0」=4.2×1091，由Q6 75% 图片6(1)大(2)不同(3)状态 易错易混全解 mg可知，完金搭烧高能聚合油的质量m=Q: 1.B2.C 4.2×103」=0.1kg 考点分类训练 4.2×107J/kg 1.C2.A3.C 答：(1)这些水吸收的热量为3.15×10J: 4.无规则运动温度 (2)若该高能聚合油灶具烧水的热效摩为75%，别燃 5.A6.B 烧了0.1kg高能聚合油。 7,建筑及装修工程中经常需要用钻孔机钻孔，钻头和墙 15.(1)减小(2)低(3)8020(4)5.4×103(5)A 相互摩擦，机械能转化为内能，钻头内能增大，温度升 专题训练（一）热量的综合计算 高，故钴头会发烫 (2)水和其他物质比较，质量相同时，水的比热容大， 1.(1)右6.2(2)4.2×103(3)因薯片燃烧放出的热 升高相同的温度，水吸收的热量多，往钻头上浇水来： 量不能完全被水吸收 降低估头的温度，避免钻头烧坏 2.解：(1)由园像可知，在加热过程中a物质的温度一直 8.D9.0.46×103无关 升高（会超过250℃），而h物质的温度升高到某一温 10.(1)水银(2)水(3)6.72×10(4)不变 度时就不再升高（远低于250℃），因水的沸点约为 11.B12.D 100℃，且水沸腾时温度不再升高，所以b图是水吸热 第十四章 内能的利用 升温的图像，削图是沙子吸热升温的图像： (2)由b图像可知，水的温度从20℃上升到70℃，加 第1节 热机 热满2min时水吸收的热量： Qk暖=「本mk△1农=4.2X103」(kg·℃)×0.2kg 1.A ×(70℃-20℃)=4.2×103J: 2.推开化学内内机械热机 (3)相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量， 3.是化学做功 在2分钟的时间内Q废=Q*意=4,2×10J, 4.A5.A6.D7.D 又因为加热满2min,沙子的温度从20℃上升到 8.做功F内机械2400 250℃. 9.C10.B11.C △1岁=250℃-20℃=230℃，m涉=200g=0.2kg, 12.空气做功10 13.C14.B15.D w-器-a9x100. 16.内能转化为机械能做功 答：(1)图表示的是沙子吸热升温的过程： 17.做功压缩 (2)水吸收了4.2×10J的热量 18.压缩机械内20 (3)沙子的比热客为0.9×1032J(kg·℃) 3,解：(1)水吸收的热量为： 根据二力平衡的条件，牵引力：F=f=103N:消耗 Q成=cm(t-t0)=4.2×103J4(kg·℃)×20kg× 2kg汽油，汽车放出的热量为： (75℃-25℃)=4.2×10°J: Q=mg=2kgX4.5×107J.kg=9X102J. Q84.2×108」=8.4×10J 汽油机的效率为30%，转化成的有用功： (2)Qk=507=50% W=7Q=30%×9×10J=2.7×10J, 需要的天然气体积为： 由W=Fs得，汽车可以行驶的路程： V-Q=84×10j =0.24m3。 2.7102」=2.7×10m g3.5×10J/m s-F 103N 4.解：(1)水吸收的热量 (2)汽油完全燃烧放出的热量：Q=9×102」，由题知， Qx=c来m衣(1一to水)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg 发动机裤出的废气带走的能量占汽油完全燃饶放出 ×(80℃-20℃)=2.52×105」： 的热量的42%，且这些能量全那被水吸收，则水吸收 (2)不计热量损失，盒属块放出的热量与水吸收的热 的热量：Q线=Q气=42%×Q我=42%×9×10J 量相等，即Qa=Q:=2.52×105J, 3.78×10J. 由Q领=cm(10一1)得，金属块的比热容： 由Qa=cm△得，水升高的温度： Q线 2,52×105J 3.78×10j c4=m*44-D=2kgX500C-80C)=0.3× 4=Q c米m*4.2X103J'(kg·℃)×200kg =45℃： 103J/(kg·℃)： (3)由题意可知，两种情况下汽车所败的有用功W (3)由Q=cm△可得，水升高的温度： 相同， 4'=Q 1.05×103J 由W=习Q此可得，W=升1Q批1=2Q放2· =25℃， c米m农4.2×103J/(kg·℃)×1kg 即：30%mq=40%m'q, 1'=80℃+25℃=105℃>100℃， 所以效率提高后消耗汽油的质量： 在一个标准大气压下水的沸点为100℃，所以水温文 m'-30%X2kg=1.5kg 40% 升高了△=100℃一80℃=20℃. 5.解：(1)锅炉内300kg的水吸收的热量：Q厦= 8.(1)机械(2)15km(3)5.06×102J (4)35.6% cm(1-to)=4.2×103J/(kg·℃)×300kg×(100℃ -20℃)=1.008×108J: 第3节 能量的转化和守恒 (2)煤完全燃烧放出的热量： 1.A2.D3.B Qt=qm楼=3×107Jkg×11.2kg=3.36×10J: 4.化学机械 此锅炉的效率： 5.D6.B7.B8.C 7-8X100%=1:08X10×100%=30%: 9.内电摩擦生热不变 3.36×10°J 10.B11.C12.B13.D (3)不计热损失，Q厦=Q:,即： 14.化学能内能不变 cm:(1-11）=cm2(12一1)， 15.电内能方向不变 即：4.2×103J(kg·℃)×5kg×(1-20℃)=4.2× 16.(1)从a点到b点，铁锁的重力势能逐渐减少，动能逐 103J.(kg·℃)×3kg×(100℃-t) 渐增加。 解得：t=50℃. (2)不能，因为铁锁从a点到c点和由x点返回到a 6.解：(1)水升高的温度为： 点的过程中，要克服空气阻力做功，一部分机械能转 A-Qs 1.68×107J 化为内能，机依能减少，铁锁返回时不能到达点， m4.2×103J/(kg·℃)X100kg =40℃， 所以铁锁摆回时不能碰到手。 水的末温为1=0十△/=16℃+40℃=56℃： (3)铁锁在摆动过程中，有一部分机械能转化为内 (2)由题知，天然气完全燃烧放出热量的80%被水 能，所以机械能不守恒：但整个过程中能的总量是守 吸收， 恒的。 甲Q复■Qt×80%, 17,1)节约资源（或绿色环保/无废渣废气排放） 则天然气完全燃烧放出的热量： (2)风 Q&_1.68×10」=2.1×102J. 18.(1)420(2)420(3)大于 克服摩擦做功，消耗了 Q我一80% 80% 部分机械能 由Q批=口V可得热水器平均每天消耗天然气的体积： V=Qt=2.1X102J 章末整合提升 4天然气4.2×107J.m3 =0.5m3 要点知识建构 7,解：(1)如果该车满载乘客时总质量是2t,其重力为： 内机械吸气冲程压缩冲程做功冲程排气 (G=mg=2000kg×10Nkg=2×101N, 冲程完全焦每千克Q=mg有用燃料完全 匀递行驶时受到的平均阻力为车重的0,05倍，受到 燃烧放出的热量消失产生其他其他保持 的阻力为：f=0.05G=0.05×2×101N=103N: 、 不变