第14章 专题1 热量、热效率的计算&第4节 跨学科实践：制作简易热机模型-【勤径学升】2025-2026学年新教材九年级上册物理同步练测（人教版2024 吉林专版）

第十四章 内能的利用 专题1 热量、热效率的计算 [答案 P4] 类型①比热容及物体吸、放热的计算 ①一个质量为1.5kg的钢刀，加热到560℃,然后 在空气中自然冷却，室温为20℃。已知钢的比 热容为0.46×103J/(kg·℃),水的比热容为 4.2×103J/(kg·℃),室内气压为标准大气压。 (1)这把钢刀在冷却过程中放出多少热量? (2)若把这些热量给30℃、1.0kg的水加热，水 温能够升高到多少摄氏度? 2小明家室内空间为200m3,冬季供暖首日，温度 为45℃的水进入地面下的管道，通过整个地板 来供热，水从另一端出口离开时温度降为35℃。 每小时通过他们家的水量为100 kg,地暖放出的热 量有50??房间的空气吸收，房间通风后空气温 度为10℃。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)] (1)求地暖1h内放出的热量。 (2)不考虑房间内热量损失，1h后可以将房间 空气温度提升到多少?[空气的比热容为 1.0×103J/(kg·℃),空气的密度为 1.29kg/m3,计算结果保留整数] (3)若1h内暖气管中的水由燃烧天然气进行加 热，燃烧了0.5m3天然气，则天然气供暖的 效率为多少?(天然气的热值为4×10'J/m3) 见此图标眼微信扫码|难题轻松解练出好成绩 类型②热值的相关计算 3 小彤家使用的是瓶装液化气，每瓶中装入的液 化气的质量为21kg。(液化气的热值取5.0× 10?J/kg) (1)21kg的液化气完全燃烧，释放的热量是多 少? (2)若整瓶液化气完全燃烧释放热量的60?? 利用，那么散失的热量是多少? ④ 某同学用如图所示装置测量酒精的热值。他在烧 杯中加入300g水，调好装置后进行加热，使初温 为20℃的水温度升高了50℃,测得此过程中消 耗了6g酒精。[c水=4.2×103J/(kg·℃)] (1)此过程中水吸收的热量是多少? (2)假设酒精燃烧放出的热量与水吸收的热量 相等，则酒精的热值是多少? 电子台秤 4题图 19 同步练测·九年级物理(上册) 类型③热效率的相关计算 角度1 炉具的效率 5(广州期中)某同学随家人户外露营时用酒精炉 给10kg的水加热，同时他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6 min 内完全燃烧了2kg的酒精，水的比热容为4.2× 103J/(kg·℃),酒精的热值约为3×10?J/kg。 求： (1)酒精完全燃烧产生的热量。 (2)经过6min 时间加热，水所吸收的热量。 (3)酒精炉烧水时的热效率。 (4)若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧煤 气的质量。(煤气的热值为4.2×10?J/kg, 假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收) 温度/℃ 80 70 50- 20%2 4 6时间/min 5题图 6(苏州中考)如图所示为某折叠卡式炉，采用丁 烷气体作为燃料。水壶装入2L初温为25℃的 水，用卡式炉加热至100℃,消耗了25g 丁烷气 体。[c水=4.2×103J/(kg·℃),p水=1.0× 103kg/m3,9丁婉=4.8×10?J/kg]求： (1)壶中水的质量。 (2)水吸收的热量。 (3)卡式炉的加热效率。 6题图 20 见此图标眼微信扫码难题轻松解练出好成绩 角度2 热机的效率 7我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火 飞机如图所示。若该飞机以270 km/h的速度匀 速直线航行20 min,消耗航空燃油1.35t,飞机 发动机的功率为2.25×10?W。(航空燃油的热 值为4×10?J/kg) (1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是 多少? (2)飞机在航行过程中所受的阻力是多少? (3)发动机的效率是多少? 7题图 角度3 太阳能热水器的效率 8 如图所示是一个容积为100L的太阳能热水器， 每平方米面积上1h得到太阳辐射的能量平均 为2.5×10?J。某次给太阳能热水器加满水，让 其工作一段时间后，水温由20℃上升到50℃。 已知热水器上集热管接收太阳能的有效面积为 4m2,水吸收太阳能的效率为50水的比热容 为4.2×103J/(kg·℃),水的密度为1.0× 103kg/m3。求： (1)水吸收的热量。 (2)集热管工作的时长。 (3)已知某天然气灶的效率为50使用太阳能 热水器把同样一箱水加热到相同的温度可 以节约天然气的体积。(不计能量损耗，已 知天然气的热值q=4.0×10?J/m3) 8题图 第十四章 内能的利用 第 4节 跨学科实践：制作简易热机模型 基础巩固练 [答案 P6] 知识点○制作简易热机模型 ①新考法在学校科技节活动中，小明用 饮料瓶自制了火箭模型，如图所示。他 在瓶子的内壁安装了一个遥控电火花 发生器(按下按钮会产生电火花)。演 电火花发生器 示时从瓶口喷入雾状酒精并盖上锥形 1题图 纸筒，按动电火花发生器的按钮，纸筒立即飞 出，关于此过程分析正确的是 ( ) A.酒精没有完全燃烧的情况下，热值将变小 B.纸筒飞出后瓶内气体的内能增大，温度升高 C.气体推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的做 功冲程 D.闻到了浓浓的酒精味，这是因为分子间存在 斥力 ② 新考法 小亮自制的轮船模型 如图所示，用蜡烛给小玻璃瓶 中的水加热，一会儿就向外喷 2题图 出气体推动小船前进。小船通过向后喷气向前 运动，是利用了物体间力的作用是_____来 实现的；气体喷出时内能________(选填“增大” 或“减小”),能量转化情况和柴油机的______ 冲程相同。 能力提升练 [答案 P6] 1如图所示，用充气的气球模拟“喷气火箭”,把封 口的夹子松开，球内气体向左喷出，气球向右运 动。此过程中 ( ) A.气球的弹性势能增大 平 B.气球喷出的气体内能 减小 C.气球内部温度升高 D.此过程的能量转化与 汽油机的压缩冲程 1题图 相同 2在如图所示的汽油机模型实验 软木塞 中，将适量的汽油喷入厚壁有机 圆筒 玻璃圆筒内，用软木塞塞住筒口， 筒内底部有两根与静电起电机 亚放电针 (电源)相连接的放电针。当放 连接起电机 电针释放电火花时，以下说法正 2题图 确的是 ( ) A.汽油的热值随其质量的减小而减小 B.此装置可模拟四冲程汽油机工作时的压缩冲程 C.电火花放电使汽油燃烧的过程中，将电能转 化为汽油的化学能 D.气体将软木塞冲出的过程中，气体的内能转 化为软木塞的机械能 3右图是小明制作的汽 喷嘴 轮机模型，在试管中装 入适量的水，用酒精灯 水- 加热，水沸腾后产生的 叶轮 蒸汽就能冲击叶轮转 酒精灯 动。在这一过程中，水 3题图 蒸气的_____能转化为叶轮的_____ _能， 这一过程与汽油机的______冲程作用相似。 ④如图所示为苏打水气泡机的使用过程：主机把 气弹中的高压CO?气体快速打入水瓶内预先调 制好的饮料中，从而制出冰冷气泡饮料。常温 的饮料充气后变凉，是由于高压CO?气体从气 弹中冲出时对外做功，其_____减少，温度降 低，同时通过______方式使饮料的温度降低。 汽油机中_____冲程所包含的原理，与高压 CO?气体从气弹喷出的过程相同。 气 弹 O H 4题图 5题图 ②素养拓展练 5 小明是班里的小发明家，刚刚学了热机的他制 作了如图所示的模型。他在透明塑料盒的底部 钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针紧紧 地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒内滴入数滴酒 精，再将盒盖盖紧，然后揿动电火花发生器的按 钮⋯⋯ (1)在此过程中，酒精燃烧后塑料盒中气体的 _______能转化为盒盖的机械能。 (2)在这一实验过程中，你应当注意观察的是 A.揿动电火花发生器 B.盒内的酒精 C.盒盖跳起的现象 D.盒盖跳起的瞬间盒内出现的现象 (3)汽油机工作过程的_ _冲程与这一实 验过程中能量的转化是一致的。 见此图标眼微信扫码 难题轻松解练出好成绩 21 同步练测·九年级物理(上册) 4.1.26×10?0.3 冷 5.D 6.C 7.1 700 15% 8.D 【能力提升练】 1.ACD 2.B 3.1.533×10?2.1 4.(1)35�.22×10?(2)②③④(3)废气 (4)不能 5.1 200 30% 6.解：(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量： Q放=m燃油q=900kg×4×10?J/kg=3.6×10°J; (2)根据P=平得，发动机做的功： W=Pt=1.5×10?W×20×60s=1.8×101°J, 发动机的效率：1n=Q 3.6×10°J=50?? 答：(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量为3.6 ×101?J;(2)发动机的效率为50?? 7.解：(1)匀速直线行驶过程中，汽车受到的牵引力和 阻力是一对平衡力，则F=f=1150N, 此过程中牵引力做的功： W=Fs=1150N×16000m=1.84×10?J; (2)燃料完全燃烧放出的热量： Q放=m油q=1.6kg×4.6×10?J/kg=7.36×10?J, 则汽车发动机的效率： ”=×100?-36×10×100?5?? 答：(1)匀速行驶过程中，汽车牵引力做的功为1.84 ×10?J;(2)汽车发动机的效率为25?? 素养拓展练 8.(1)自下而上(2)质量 天平 (3)温度计示数的变化 转换 (4)2.4×10?1.2×10? (5)小 燃料不能完全燃烧，同时燃料燃烧放出的热 量没有全部被水吸收 专题1 热量、热效率的计算 1.解：(1)钢刀放出的热量： Q放=c钢m弱(t初一末)=0.46×103J/(kg·℃)× 1.5kg×(560℃-20℃)=3.726×10?J; (2)若钢刀放出的热量全部被水吸收，且没有变成 水蒸气，则由Q吸=cm△t得， △(=K“k 4.2×1037(6g℃C)×1.0k-89℃, t=△t+to=89℃+30℃=119℃, 而标准大气压下水的沸点是100℃,故部分水蒸发 成水蒸气，剩下水的温度是100℃。 答：(1)这把钢刀在冷却过程中放出了3.726×10?J 的热量；(2)若把这些热量给30℃、1.0kg的水加 热，水温能够升高到100℃。 2.解：(1)地暖1h内放出的热量： Q水放=c水m?△t=4.2×103J/(kg·℃)×100 kg× (45℃-35℃)=4.2×10?J; (2)空气吸收的热量： Q吸=ηQ水放=50?4.2×10?J=2.1×10?J, 房间内空气的质量： m2=ρV?=1.29kg/m3×200 m3=258kg, 由Q=cm△t得，这些热量可以使房间内空气升高的 温度： Ar=29m二10×102kg?0°C)×258k~8℃, 1h后可以将房间空气温度提升到： 未=初+△t′=10℃+8℃=18℃; (3)完全燃烧0.5m3天然气放出的热量： Q气放=qV?=4×10?J/m3×0.5m3=2×10?J, 天然气供暖的效率： ”=9-m×100?2×10°×100?0 5?? ·4· 参考答案及解析 答：(1)地暖1h内放出的热量为4.2×10?J;(2)1h 后可以将房间空气温度提升到18℃;(3)天然气供 暖的效率为10.5?? 3.解：(1)整瓶液化气完全燃烧，释放的热量： Q放=mq=21kg×5.0×10?J/kg=1.05×10°J; (2)整瓶液化气完全燃烧后，被利用的热量： Q右用=Q放×60=1.05×109J×60=6.3× 10?J, 散失的热量：Q散失=Q放-Q有用=1.05×10°J-6.3× 10?J=4.2×10?J。 答：(1)21 kg的液化气完全燃烧，释放的热量是1.05× 10?J;(2)若整瓶液化气完全燃烧释放热量的60% 被利用，那么散失的热量是4.2×10?J。 4.解：(1)水的质量：m=300g=0.3kg, 水吸收的热量： Q吸=c水m水△t=4.2×103J/(kg·℃)×0.3kg× 50℃=6.3×10?J; (2)酒精的质量：m酒精=6g=0.006kg, 由于酒精燃烧放出的热量与水吸收的热量相等， 则Q放=Q吸=6.3×10?J, 根据Q放=mq可得，酒精的热值： 9am=-2m560.06kg=1 05×10° Jkg。 答：(1)此过程中水吸收的热量是6.3×10?J;(2)酒 精的热值是1.05×10?J/kg。 5.解：(1)酒精完全燃烧产生的热量： Q放=mq=2kg×3×10?J/kg=6×10?J; (2)由图像可知，经过6min时间加热，水的温度由 20℃升高到80℃,则水吸收的热量： Q吸=cm水(t-t?)=4.2×103J/(kg·℃)×10kg× (80℃-20℃)=2.52×10?J; (3)酒精炉烧水时的热效率： ”=0×100?5××0°3×100?.29%, (4)煤气燃烧放出的热量全部被水吸收，即Q放'= Q吸=2.52×10?J, 由Q放=mq可得，需要完全燃烧煤气的质量： m=9=42×10109L=0.06kg。 答：(1)酒精完全燃烧放出的热量为6×10?J;(2)经 过6min时间加热，水所吸收的热量为2.52×10?J; (3)酒精炉烧水时的热效率为4.2?4)若改用煤 气来加热这些水，需要完全燃烧0.06kg煤气。 6.解：(1)壶中水的质量： m水=P水V水=1.0×103kg/m3×2×10?3m3=2kg; (2)水吸收的热量： Qg=c水m水A1水=4.2×103J/(kg·℃)×2kg× (100℃-25℃)=6.3×10?J; (3)丁烷气体完全燃烧放出的热量： Q放=m丁烧9丁烧=25×10?3kg×4.8×10?J/kg= 1.2×10?J, 卡式炉的加热效率： ”=Q×100?12×10°3×100?25?? 答：(1)壶中水的质量为2kg;(2)水吸收的热量为 6.3×10?J;(3)卡式炉的加热效率为52.5?? 7.解：(1)消耗的航空燃油的质量： m=1.35t=1350 kg, 这些燃油完全燃烧放出的热量： Q放=qm=4×10?J/kg×1350kg=5.4×101°J; (2)飞机匀速直线航行的速度： v=270 km/h=75m/s, 由P===Fu可知，飞机航行过程中所受的牵 引力：F=P=2.25×103=3×10°N, 由二力平衡的条件可知，飞机在航行过程中所受的 阻力：f=F=3×10?N; (3)由P=一可知飞机发动机做的功： W=Pt=2.25×10?W×20×60s=2.7×101?J, ·5· 同步练测·九年级物理(上册) 2.相互的 减小 做功发动机的效率： ”=二×100?-7×10°×10?0?? 答：(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量为5.4 ×101?J;(2)飞机在航行过程中所受的阻力为3× 10?N;(3)发动机的效率为50?? 8.解：(1)根据p=一得，热水器内水的质量： m=pV=1.0×103kg/m3×100×10-3m3=100kg, 水吸收的热量： Q吸=c水m△t=4.2×103J/(kg·℃)×100 kg×(50℃ -20℃)=1.26×10?J; (2)根据，”=Qm×100%得，集热管放出的热量： Q=9-1 26?101=2-52×10 J, 则太阳能集热管工作的时长： =2.5×10°V(h m)×4m2 2.5×1052h10m2)×4m2=2.52h; (3)天然气灶的效率为50根据”=0×100? 知，燃烧天然气释放的热量： Qm=O 1 2360101=2 52×10 J, 由Q放′=qV得，节约天然气的体积： v=9-420×2010=0.63m2。 答：(1)水吸收的热量为1.26×10?J;(2)集热管工 作的时长为2.52h;(3)使用太阳能热水器把同样一 箱水加热到相同的温度可以节约0.63m3天然气。 第4节 跨学科实践：制作简易热机模型 【基础巩固练】 1.C 【能力提升练】 1.C 2.B 3.D 4.压缩 大 1200 5.做功 压缩 6.D 7.C 8.1 250 32.6% 9.解：(1)消耗柴油的质量： m=P禁油V=0.8×103kg/m3×0.5×10?3m3=0.4kg; (2)牵引力功率： P==B=Fo=1 600N×20m/s=3.2×10°W; (3)柴油机做的有用功： W右=Fs=1600N×4.3×103m=6.88×10?J, 0.4 kg柴油完全燃烧放出的热量： Q放=mq柴油=0.4kg×4.3×10?J/kg=1.72×10’J, 柴油机效率： 1.B 2.D 3.内 机械 做功 4.内能 做功 做功 素养拓展练 5.(1)内(2)D(3)做功 章末复习训练 【知识框架构建】 ①总量 ②内 ③机械 ④内燃机 ⑤气缸 ⑥压缩 【教材图片梳理】 ⑦排气 ⑧机械 ⑨内 ⑩内 ①机械 ?热量 3质量 ④J/kg或J/m35Q=qm或Q=qV 16有用功 ?燃料完全燃烧放出 ⑧”= 内 不变 化学 内 内 机械 做功 【真题检测训练】 ·6·