第14章 专题2 热学的相关计算-【初中学霸创新题】2025-2026学年新教材九年级全册物理习题课件(人教版2024)

第十四章　内能的利用 专题二　热学的相关计算 1 练基础 类型1　吸、放热的计算 1. （山东滨州期中）甲、乙两物体的质量之比是3∶2，比热容之比是2∶1，吸收相等的热量后，升高的温度之比是（　　） A. 2∶3 B. 3∶1 C. 3∶4 D. 1∶3 D 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 2 2. （四川泸州模拟）将400 g、5 ℃的冷水与200 g、80 ℃的热水混合（与外界无热量交换），混合后水的温度是（　　） A. 30 ℃ B. 37.5 ℃ C. 60 ℃ D. 70 ℃ A 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 3 3. 甲醇不仅是重要的化工原料，还是性能优良的能源和车用燃料。随着科学技术的发展，甲醇汽车已经走进人们的生活。已知甲醇的热值为2×107 J/kg，则完全燃烧2.1 kg的甲醇可以释放_________J的热量；若不计热量损失，这些热量可以使500 kg的水从20 ℃升高到______℃。［c水=4.2×103 J/（kg·℃）］ 4.2×107 40 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 4 4.（江苏南京模拟）质量为1 kg的金属锅中放有2 kg的水，现把它们从20 ℃加热到70 ℃，金属锅和水一共吸收了4.43×105 J的热量。［c水=4.2×103 J/（kg·℃）］求： （1）水吸收的热量； （2）金属锅的比热容。 解：（1）由题知，水吸收的热量Q水吸=c水m水（t-t0）=4.2×103 J/（kg·℃）×2 kg× （70 ℃-20 ℃）=4.2×105 J。 （2）金属锅吸收的热量Q锅吸=Q总-Q水吸=4.43×105 J-4.2×105 J=2.3×104 J，由Q吸= cm（t-t0）可知，金属锅的比热容c锅==0.46×103 J/（kg·℃）。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 5 5. 【新情境·生活实践】“卡路里”简称“卡”，是热量的另一个单位，常用于营养计量中。“卡”是这样规定的：在标准大气压下，1卡等于1 g水温度升高1 ℃所吸收的热量。［c水=4.2×103 J/（kg·℃）］ （1）1卡等于________J；若一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量约为8.4×105 J，则相当于消耗能量________卡。 4.2 2×105 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 6 （2）若一个成年人参加一次长跑消耗的8.4×105 J的能量全部被水吸收，可以使多少千克的水温度从20 ℃升高到70 ℃？ 解：（2）水吸收的热量Q吸=8.4×105 J，根据Q=cmΔt可得水的质量m水= ==4 kg。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 7 （3）质量为60 kg的运动员在某次训练中排汗0.63 kg，假如汗水均从身上蒸发掉，这将导致运动员的体温下降约多少摄氏度？（人体主要成分是水，可认为人的比热容和水的相等，每千克汗水汽化所需吸收的热量为2.4×105 J） （3）由题知，每千克汗水汽化所需吸收的热量为2.4×105 J，排汗0.63 kg吸收的热量Q吸=2.4×105 J/kg×0.63 kg=1.512×105 J，则运动员放出的热量Q放=Q吸= 1.512×105 J，根据Q放=cmΔt得运动员体温下降了Δt=== 0.6 ℃。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 8 类型2　热效率的计算 6.（安徽马鞍山模拟）生活垃圾的热值为3×106 J/kg，垃圾焚烧发电厂每天完全燃烧700 t生活垃圾，放出热量的42%用来加热水供给附近小区，标准大气压下，每天可将 kg的水由30 ℃恰好加热至沸腾。［c水=4.2× 103 J/（kg·℃）］  3×106 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 9 7. 【新情境·传统文化】顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、挂菖蒲、佩香囊、赛龙舟”，生动地呈现出了端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸气进行加热。若用煤炉将2.5 kg的水加热到沸腾，水温升高了80 ℃，在此过程中，共完全燃烧了0.28 kg的煤。［c水=4.2×103 J/（kg·℃），q煤= 3×107 J/kg］求： （1）水吸收的热量； 解：（1）水吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/（kg·℃）×2.5 kg×80 ℃=8.4× 105 J。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 （2）煤完全燃烧放出的热量； 解：（2）完全燃烧0.28 kg煤可以放出的热量Q放=m煤q煤=0.28 kg×3×107 J/kg= 8.4×106 J。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 11 （3）该煤炉的效率。 解：（3）该煤炉的效率η==×100%=10%。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 12 8. （山东济南模拟）我国一款拥有自主知识产权的氢燃料电池汽车在水平路面试车，以50 km/h的速度匀速直线行驶时，阻力为1.4×103 N，行驶500 km，共消耗了10 kg的氢。若氢完全燃烧释放了1.4×109 J的热量，请通过计算求出该车在此过程中： （1）行驶的时间； 解：（1）汽车以50 km/h的速度匀速直线行驶500 km，所需时间t===10 h。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 13 （2）牵引力做的功； 解：（2）汽车匀速直线运动时，受到平衡力作用，牵引力与阻力大小相等，即牵引力F=f=1.4×103 N，路程s=500 km=5×105 m，牵引力做功W=Fs=1.4×103 N×5× 105 m=7×108 J。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 14 （3）发动机的效率。 解：（3）发动机效率η==×100%=50%。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 15 9.（河南郑州期末）为了响应“节能减排”号召，小张家买了一台可装满100 kg水的太阳能热水器。 （1）小张早晨将太阳能热水器加满水，温度传感器显示水温为18 ℃，傍晚时水温升高到78 ℃，求热水器中的水吸收的热量。［c水=4.2×103 J/（kg·℃）］ 解：（1）热水器中水吸收的热量Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103 J/（kg·℃）×100 kg×（78 ℃-18 ℃）=2.52×107 J。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 16 （2）该热水器说明书上介绍，真空管热水器可以把80%的太阳能转化为水的内能，真有这么高的效率吗？小张查阅资料知道，当地1 m2面积上1 h得到太阳辐射的能量平均为2.5×106 J。该热水器接收太阳能的面积为2 m2，一天的光照时间按12 h计算，求该太阳能热水器的效率。 解：（2）太阳能热水器12 h接收的太阳能E=2.5×106 J/（m2·h）×2 m2×12 h=6×107 J，热水器的效率η= = ×100%=42%。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 17 18 $$