专题训练一 热量综合计算 课件-2025-2026学年九年级物理全一册人教版（2024）

专题训练一 热量综合计算 解题技巧 针对训练 1．[2024·广安]内燃机的发明是第二次工业革 命中应用技术领域的一项重大成就．如图所示 为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该 汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动1 800圈 (q汽油＝4.6×107 J/kg)，则下列说法正确的 是( ) A．图中所示冲程是做功冲程 B．若该汽油机完全燃烧5 kg汽油，则汽油机做的有用功为6.9×107 J C．该汽油机在1 s内做功30次 D．汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 2. [伟大成就][2024·淮安]2024年4月，两辆 氢能源汽车实现了从北京到上海1 500公里长 距离运输测试，这是中国氢能源车辆首次大范 围、长距离、跨区域的实际运输测试．如图所示是某款氢能源 汽车，该款氢能源汽车在公路上行驶30 km，用时0.4 h，受到 的牵引力为1.4×103 N，消耗氢气0.8 kg，则此过程中汽车行 驶的平均速度为___km/h，氢气燃烧放出的热量为_________J， 利用氢能的效率为______．(q氢气＝1.4×108J/kg) 75 1.12×108 37.5% 3．[2024·哈尔滨]完全燃烧0.1 m3的天然气放出的热量是 ________J；若这些热量的20%被4 kg的液体吸收，使其温度 升高50 ℃，则该液体的比热容是______J/(kg·℃)．(q天然气 ＝3.0×107 J/m3) 3.0×106 3×103 4．[2024·广元]随着科技发展，人们已经开始将氢能作为一种 新能源加以利用．已知氢燃料的热值为1.4×108 J/kg，水的比 热容为4.2×103 J/(kg·℃)．如果一辆汽车平均每月消耗氢燃 料30 kg，这些氢燃料完全燃烧释放的热量为________J，若这 些热量完全被水吸收，可使_________kg水的温度从20 ℃升高 到100 ℃. 4.2×109 1.25×104 5．[2024·达州]在1个标准大气压下，小明用天然气灶将质量1 kg的水，从20 ℃加热到沸腾，水吸收的热量是__________J．他 家天然气热水器的热效率是70%，他某次洗澡，耗水20 kg，热 水器进水温度是22 ℃，出水温度是42 ℃，他这次洗澡消耗天 然气______m3.已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，天然气 的热值是3.2×107 J/m3. 3.36×105 0.075 6.[2024·德州]近年来我国大力提倡风力发 电，如图所示为某小型风力发电机，已知该 发电机1 s内获得的风能E为8×104 J，风能 转化为电能的效率为25%，当地平均风速v为 10 m/s，发电机一天工作时间按5 h计算． (1)若发电机在1 s内获得的风能E与风速v的 定量关系为E＝kv3，则常数k＝ J·(m/s)－3； (2)发电机1天内产生的电能相当于完全燃烧多少千克煤放出 的热量；(q煤＝3.0×107 J/kg) (3)若发电机1天产生的电能全部用于给电动汽车提供动力， 可供牵引力为1.2×103 N的电动汽车以100 km/h的速度匀速 直线行驶多少小时． 1 7．[2024·新城区二模]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37 t，最大飞行高度达20 000 m， 最大航行速度达2.5倍声速(合3 060 km/h)，最大载油量为10 t， 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5×107 J/kg.求： (1)飞机发动机完全燃烧10 t燃油获得的能量是多少焦？ (2)当飞机以400 m/s的速度匀速巡航时，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500 m/s的速度巡航时， 飞机的最大航程约是多少千米？ 8．[2024·山西]拥有丰富的历史文化遗产．暑假期间小明一 家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行．平遥 古城到五台山全程约360 km，驾车前往大约需要4 h．(汽油 的热值q取4.5×107 J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103 kg/m3) (1)求汽车的平均速度； (2)汽车全程消耗汽油25 L，求汽油完全燃烧放出的热量Q； (3)若汽车发动机全程的平均功率为25 kW，求汽车发动机的 效率． 解析：汽车行驶的平均速度为v＝eq \f(s,t)＝eq \f(30 km,0.4 h)＝75 km/h，氢气燃烧放出的热量为Q放＝mq氢气＝0.8kg×1.4×108 J/kg＝1.12×108 J，牵引力做功为W＝Fs＝1.4×103 N×30 000 m＝4.2×107 J，则利用氢能的效率为η＝eq \f(W,Q放)＝eq \f(4.2×107 J,1.12×108 J)×100%＝37.5%. 解：(1)由题可知，该发电机1 s内获得的风能E＝8×104 J，当地平均风速v＝10 m/s，代入E＝kv3，解得 k＝eq \f(E,v3)＝eq \f(8×104 J,（10 m/s）3)＝80 J·(m/s)－3； (2)发电机1天内产生的电能为 W＝Eη×eq \f(5 h,1 s)＝8×104 J×25%×5×3 600＝3.6×108 J， 煤放出的热量为 Q放＝W＝3.6×108 J， 需要完全燃烧煤的质量： m煤＝eq \f(Q放,q煤)＝eq \f(3.6×108 J,3.0×107 J/kg)＝12 kg； (3)由W＝Fs得，可供电动汽车行驶的路程为 s＝eq \f(W,F)＝eq \f(3.6×108 J,1.2×103 N)＝3×105 m＝300 km， 可供电动汽车行驶的时间为 t＝eq \f(s,v′)＝eq \f(300 km,100 km/h)＝3 h. 解：(1)燃油完全燃烧放出的热量： Q＝mq＝1×104 kg×5×107 J/kg＝5×1011J； (2)由表中数据可知，飞机以400 m/s的速度巡航时，所受阻力为4.8×104 N， 则飞机发动机的输出功率P＝eq \f(W,t)＝eq \f(Fs,t)＝Fv＝4.8×104 N×400 m/s＝1.92×107 W＝1.92×104 kW； (3)由(1)可知Q＝5×1011 J， 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%， 则有用功W＝40%×Q＝40%×5×1011J＝2×1011J， 根据表格查出500 m/s时的阻力为7.5×104 N， 则由W＝fs＝Fs，可得s＝eq \f(W,f)＝eq \f(2×1011J,7.5×104 N)≈2.7×106m＝2.7×103 km. 解：(1)汽车的平均速度为 v＝eq \f(s,t)＝eq \f(360 km,4 h)＝90 km/h； (2)全程消耗汽油的体积为 V＝25 L＝0.025 m3， 汽油的质量为 m＝ρV＝0.8×103 kg/m3×0.025 m3＝20 kg， 汽油完全燃烧放出的热量为 Q＝mq＝20 kg×4.5×107 J/kg＝9×108 J； (3)汽车全程所做的有用功为 W＝Pt＝25×103 W×4×3 600 s＝3.6×108 J， 则汽车发动机的效率为 η＝eq \f(W,Q)×100%＝eq \f(3.6×108 J,9×108 J)×100%＝40%. $$