第十四章 内能的利用 小专题（一） 热量、热值与热效率的计算--2025-2026学年人教版物理九年级全一册

姓名_________ 日期______ 等第______ 第十四章　内能的利用 小专题（一）　热量、热值与热效率的计算 类型一　热平衡方程 1. 在标准大气压下，一质量为2kg的金属块，被加热到500℃后，立即投入质量为1kg，温度为20℃的冷水中，不计热量损失，最终水的温度升高到80℃。求：[c水＝4.2×103J/（kg·℃）] （1） 水吸收的热量。（2） 金属块的比热容。 2. 有一个质量为10kg，温度为60℃的铁球，投入到标准大气压下的沸水中加热较长时间。然后将铁球取出，放入装有质量是4.6kg，初温是48℃的水的容器中，直到它们达到热平衡，忽略热量损失。已知：c水＝ 4.2×103J/（kg·℃），c铁＝0.46×103J/（kg·℃），则： （1） 铁球在沸水中吸收的热量是多少？（2） 铁球和容器中的水热平衡时的温度是多少？ 类型二　热效率 3. 页岩气是一种清洁新能源，对加快节能减排和大气污染防治具有重要意义。页岩气的热值约为3.0×107J/m3。 （1） 完全燃烧2.1m3的页岩气，放出多少热量？ （2） 在标准大气压下，完全燃烧2.1m3的页岩气，假设热量被水完全吸收，能使质量为200kg、初温为20℃水温度升高多少摄氏度？[c水＝4.2×103J/（kg·℃）] 4. 小明学习了燃料的热值后，很想知道家中使用的天然气的热值的大小。但在教材的燃料热值表中没有查阅到。于是，他在家里将装有2kg水的水壶放到天然气灶上去烧，水从20℃加热至80℃的过程中，观察到天然气表的数字变化了0.035m3。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36％，已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg·℃）。求：（1） 在这个过程中水吸收的热量。（2） 天然气的热值。 类型三　热机效率 5. 小明家新买了一辆以汽油为燃料的小汽车。细心的小明发现行驶的速度不同时，耗油量不同。当小汽车以90km/h的速度匀速行驶时最省油，此时发动机的功率为25kW，发动机的效率为30％。若小汽车以最省油的速度行驶270km，求在此过程中： （1） 汽车受到的阻力。（2） 汽车牵引力做的功。（3） 消耗汽油的质量（汽油的热值q汽取4.5×107J/kg）。 排气量 1.8L 最大功率 75kW 空燃比 14∶1 6. 如表是某品牌小轿车的一些技术参数。其中排气量是指发动机气缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大。空燃比是指气缸内空气和燃油的质量比。汽油的热值为4.6×107J/kg。当该发动机以最大功率工作时，气缸内汽油和空气的混合密度为1.5kg/m3，1min内高温高压的燃气推动活塞做功2500次。求发动机以最大功率工作时： （1） 1min内做的有用功。 （2） 做功一次消耗汽油的质量。 （3） 发动机的效率。（结果精确到0.1％） 【巩固练习】 7、某一质量为0.05g的雨滴匀速下落，速度为7m/s，匀速下落距离为700m，g=9.8N/kg，假设雨滴在下落过程中质量保持不变．已知c水=4.2×103J/（kg•℃），求： （1）这段匀速下落过程中重力的功率； （2）匀速下落过程中雨滴克服阻力所做的功42%转化为雨滴的内能，求这部分内能使雨滴温度升高多少？ 8、今年“五一”期间，爸爸开车带着鲁鲁去旅游。汽车（包括车上的人和物品）质量为1.6×103kg，汽车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶230km，所受的平均阻力是汽车总重的0.05倍，汽车发动机的效率为25%，汽油的热值是4.6×107J/kg（假设汽油完全燃烧）。 （1）汽车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，汽车发动机的牵引力是多少？ （2）汽车行驶230km牵引力做了多少功？ （3）汽车全程消耗汽油多少千克？ 9、我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20000m，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表，已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg。求： 速度v/（m/s） 100 200 300 400 500 阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 7.5×104 （1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少焦？ （2）当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？ （3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少千米？ 10．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，使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了一段距离时，消耗汽油2kg，汽油机的效率为30，在这段行驶过程中，（已知：汽油的热值为4.5107J/kg，c水=4.2103J/(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，则该车满载时以36km/h的速度匀速行驶时功率是多少？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？ 参考答案 1、2.52×105J；0.3×103J/（kg·℃） 2、1.84×105J；58℃； 3、6.3×107J；75℃； 4、5.04×105J；4×107J/m3； 5、1000N；2.7×108J；20kg； 6、4.5×106J；1.8×10－4kg；21.7％； 7、（1）0.0035W （2）0.7℃ 8、（1）800N；（2）1.84×108J；（3）16kg； 9、（1）5×1011J （2）1.92×104kW （3）2.7×103km 10、(1)1104W；2.7104m；(2)45℃；(3)1.5kg 1 学科网（北京）股份有限公司 $$