第10章 专题1 热量的综合计算-【勤径学升】2025-2026学年新教材九年级上册物理同步练测（北师大版2024）

第十章 机械能、内能及其转化 专题1 热量的综合计算 [答案 P4] 类型①热值和比热容的综合计算 小高家里原来用液化石油气烧水，每天用60℃ 的热水100 kg。她参加“探究性学习”活动后，后， 在老师和同学的帮助下，制造了一台简易的太的太 阳能热水器。 (1)若用这台热水器将100 kg的水从20℃加热加热 到60℃,这些水吸收的热量是多少?[水的 比热容c=4.2×103J/(kg·℃)] (2)若液化石油气燃烧放出的热量有70??水被水 吸收，她家改用太阳能热水器后平均每天可天可 节约多少液化石油气?(液化石油气的热值热值 q=8.0×10?J/kg) 2高速铁路的广泛应用，使人们的出行更加快捷。捷。 放假期间，铭铭与家人乘坐“和谐号”高铁游玩。玩。 (1)“和谐号”运行1km耗电1.075×10?J,若这些这些 电能全部由燃烧柴油来获得，列车行驶1 kmk 需要消耗多少柴油?(q柴油=4.3×10?J/kg)kg) (2)若这些能量能全部转化为内能被水吸收，能，能 使多少千克的水温度升高50℃?[c水=4.24. ×103J/(kg·℃),结果保留一位小数] 3标准大气压下，将一壶质量为2kg,温度为25℃的 水，加热到80℃。求：[c水=4.2×103J/(kg·℃)] (1)水升高的温度△t。 (2)水吸收的热量Q吸。 (3)若水增加的这些内能由燃烧煤气来提供，需 要完全燃烧煤气0.025 kg,则煤气完全燃烧 时释放的热量Q放。(煤气的热值为q=4.2 ×10?J/kg) (4)接着再继续加热，若水又吸收了2.52×10?J 的热量，则水的末温t末。 类型②热机效率的综合计算 4(丹东)某品牌汽车空载静止时对水平地面的压 强为3×10?Pa,轮胎与地面总接触面积为 400 cm2。当汽车以120 km/h的速度沿直线匀 速行驶时，功率为50kW。求： (1)汽车的重力。 (2)当汽车以120km/h的速度沿直线匀速行驶 时，所受到的阻力。 (3)当汽车以120 km/h的速度沿直线匀速行驶 100 km时，燃烧10kg 汽油，则发动机的效 率。(汽油热值q=4.6×10?J/kg,结果保留 到0.1%) 见此图标眼抖音/微信扫码 领取配套资源稳步提升成绩 17 同步练测·九年级物理·北师版·上册 5(山东德州二模)某品牌小汽车的“经济耗油量 (90 km/h)8L/100km”是指这辆汽车以90km/h 的速度行驶100 km,消耗汽油8L。下表为此小 汽车的相关数据。[已知p水=1.0×103kg/m3, C水=4.2×103J/(kg·℃),q汽油=3.2×10?J/L] 总质量：1500 kg 经济耗油量： (90 km/h)8 L/100 km 车轮与地面的总接触 面积：8.0×10?2m2 水箱容量：4L 额定功率：90 kW (1)汽车上的散热器用水作为冷却剂，当水箱装 满水，水温升高25℃时，需要吸收的热量为 多少? (2)该汽车在经济耗油量下沿直线匀速行驶了 50 km,汽车的效率为31.25求汽车消耗 的汽油体积以及此时汽车的实际功率。 6 表中是某轿车的一些技术参数，其中排气量是 指发动机汽缸的工作容积，一般情况下，发动机 的排气量越大，功率越大。空燃比A/F(A:air- 空气，F:fuel-燃料)是指汽缸内空气和燃油的 质量比。汽油的热值为4.6×10?J/kg,当该发 动机以最大功率工作时，汽缸内汽油和空气的 混合密度为ρ=4.5kg/m3。求： 车型 XXX 排气量 1.8L 最大功率 69kW 空燃比 14:1 转速 1 800 r/min (1)1 min内发动机做的功。 (2)1 min 燃料燃烧放出的热量。 (3)发动机的效率。 18 见此图标眼抖音/微信扫码领取配套资源 稳步提升成绩 同步练测·九年级物理·北师版·上册 汽油机做功冲程都是将内能转化为机械能，故B正 确；汽油机汽缸顶部有个火花塞，采用点燃式点火， 柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，采用压燃式点火，故C 正确；一般柴油机的压缩比比汽油机大得多，且汽缸 内柴油燃烧要比汽油燃烧更充分，所以柴油机的效 率更高一些，故D错误。 4.C 5.B 6.B 7.C 8.C 9.内 压缩 10.降低 减小 排气 11.压缩 机械 内 60 12.(1)相互的 运动状态 (2)进气 降低 20 减小 素养拓展练 13.(1)电动机(2)C(3)B(4)气体对外做功， 内能减小，温度降低 第五节 调查燃料的利用及其对环境的影响 【基础巩固练】 1.A 2.C 3.1 kg 燃料油完全燃烧放出的热量是4.0×10?J 4.0×10?内 4.0×10? 4.C 5.D 6.内 30% 7.9.2×101? 25% 8.2.8×101? 1.68×101?60% 素养拓展练 9.(1)热值大 无污染 解：(2)液态氢完全燃烧放出的热量： Q放=m氧q=3×10?kg×1.4×108J/kg=4.2× 1012J, 水吸收的热量：Q吸=Q放=4.2×1012J, 根据Q吸=cm△t可得，水的质量： =4=42×10V(e“×)?×(10℃-20℃) =1.25×10?kg; (3)测试中该氢能源车所做有用功： W有用=Pt=7×10?W×1.8×103s=1.26×10?J, 该过程中氢气完全燃烧释放的热量： Q放'=m'q=2kg×1.4×10?J/kg=2.8×10?J, 该发动机的效率： ”=6 ×100?.28×10°×100?5?? 答：(2)这些燃料完全燃烧最多能将1.25×10?kg 初温为20℃的水加热至沸腾；(3)该发动机的效率 为45?? 专题1 热量的综合计算 1.解：(1)因为c=4.2×103J/(kg·℃),m=100kg, △t=t-t?=60℃-20℃=40℃, 所以水吸收的热量： Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×100 kg×40℃= 1.68×10?J; (2)因为Q吸=Q放×70%, 所以液化石油气燃烧放出的热量： Qm=70?.68×10J=2.4×10J, 因为Q放=m气q,所以改用太阳能热水器后平均每 天可节约液化石油气的质量： mL=98.0×10°JkL=0.3kg。 答：(1)这些水吸收的热量是1.68×10?J;(2)她家 改用太阳能热水器后平均每天可以节约0.3 kg液 化石油气。 2.解：(1)列车行驶1 km需要完全燃烧柴油释放的热 量：Q放=W=1.075×10?J, 由Q放=mq可得，所需柴油的质量： mz=98第=43×51010=2 5kg; (2)由Q吸=cm△t可得水的质量： m二k△-42×101V75g10C)×500~511 9kg。 答：(1)列车行驶1km需要消耗2.5kg柴油；(2)若 这些能量能全部转化为内能被水吸收，能使约 511.9kg的水温度升高50℃。 3.解：(1)水升高的温度：△t=80℃-25℃=55℃; (2)水吸收的热量： Q吸=c水m△t=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×55℃= 4.62×10?J; (3)0.025kg煤气完全燃烧放出的热量：Q放=m煤9 =0.025kg×4.2×10?J/kg=1.05×10?J; ·4· 参考答案及解析 (4)由Q吸=cm△t可得，水升高的温度： △二9水m 4.2×10.352×g0°℃)×2kg=30℃, t末=80℃+30℃=110℃>100℃, 在标准大气压下水的沸点为100℃,所以水的末温 为100℃。 答：(1)水升高的温度为55℃;(2)水吸收的热量是 4.62×10?J;(3)煤气完全燃烧时释放的热量为1.05 ×10?J;(4)水的末温为100℃。 4.解：(1)汽车空载静止时对水平地面的压力： F=pS=3×10?Pa×400×10??m2=1.2×10?N, 汽车的重力：G=F=1.2×10?N; (2)汽车的速度：D=120km/h=3.6m/s, 当汽车以120 km/h的速度沿直线匀速行驶时，处于平 衡状态，所受阻力和牵引力大小相等，汽车所受阻力： =ra=—0=150 (3)当汽车以120km/h的速度沿直线匀速行驶 100 km时，牵引力做功： W=F牵s=1500N×100×103m=1.5×10?J, 10kg汽油完全燃烧放出的热量： Q放=qm=4.6×10?J/kg×10kg=4.6×10?J, 发动机的效率： ”=0×100? 6×10°3×100?26?? 答：(1)汽车的重力为1.2×10?N;(2)当汽车以 120 km/h的速度沿直线匀速行驶时，所受到的阻力 为1500 N;(3)发动机的效率约为32.6?? 5.解：(1)当水箱装满水，水的体积： V=4L=4×10?3m3时， 由p=可得，水的质量： m=p水V=1.0×103kg/m3×4×10?3m3=4kg, 水吸收的热量：Q吸=c水m△t=4.2×103J/(kg·℃)× 4kg×25℃=4.2×10?J; (2)在经济耗油量下沿直线匀速行驶50 km所用汽 油的体积：Vkm=100km×50km=4L, 4L汽油完全燃烧放出热量： Q放=V汽油4汽油=4L×3.2×10?J/L=1.28×10?J, 汽车发动机所做的有用功： W=nQ放=31.25?1.28×10?J=4×10?J, 由：v=§可得，汽车行驶的时间： 1==90kmn=5h=2000s, 则汽车的实际功率：P==420100 =2×10°w。 答：(1)水温升高25℃时，需要吸收的热量为4.2× 10?J;(2)汽车消耗了4L汽油，此时汽车的实际功 率是2×10?w。 6.解：(1)1 min内发动机做的功： W=Pt=69×103W×60s=4.14×10?J; (2)燃气的质量： m=pV=4.5kg/m3×1.8×10?3m3=8.1×10?3kg, 因为空燃比是14:1,所以燃油的质量是整个汽缸中 气体质量的15,做一次功消耗的汽油质量： m2=8.1×10?3kg×5=5.4×10?kg, 做一次功消耗的汽油完全燃烧放出的热量：Q=m'q =5.4×10??kg×4.6×10?J/kg=2.484×10?J, 飞轮转速1800 r/min,每两转做功一次，1 min做功 900次，1 min内汽油燃烧释放的热量：Q′=Q×900 =2.484×10?J×900=2.2356×10?J; (3)发动机的效率： ×100$×100??18.5?? 答：(1)1 min 内发动机做的功为4.14×10?J; (2)1min燃料燃烧放出的热量为2.235 6×10?J; (3)发动机的效率约为18.5?? 第六节 能量转化与守恒 【基础巩固练】 1.B 2.D 3.D 4.B 5.D 6.减少 遵循 7.能量守恒定律 减小 8.C ·5·