第14章 4 专题一 热量、热效率的综合计算（作业课件）-【优翼·学练优】2025-2026学年新教材九年级物理上册同步备课（人教版2024）

该初中物理课件聚焦热量计算与热效率两大核心模块，从生活实例（如加热牛奶、温泉水温变化）切入，通过公式梳理、常见隐含条件（如“不计热量损失”“1标准大气压下水沸点”）搭建学习支架，衔接基础吸放热计算到热机效率、环保减排等综合应用，形成递进式知识脉络。 其亮点在于融合物理观念（能量转化与守恒）和科学思维（模型建构、科学推理），以中考真题（如泰安温泉放热、湖北氢燃料卡车减排）为载体，通过“方法指导表”“反向推理变式题”等设计，引导学生辨析“升高到”与“升高”等关键条件，建立解题模型。资料系统总结易错点与解题步骤，助力学生提升实际问题解决能力，教师可直接用于例题讲解与分层训练，高效落实核心素养。

2025秋季学期 《学练优》·九年级物理上·RJ（通用） 第十四章 内能的利用 专题一 热量、热效率的综合计算 2.1×104　0.5　50　4.2×103　52　 1 解：（1）水温下降时，放出的热量Q＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg·℃）×6×103kg×（42℃－ 30℃）＝3.024×108J。 （2）此热量如果靠天然气燃烧放热，则需要完全燃烧天然气的体积V＝＝＝9.45m3。 2 快速对答案 提示：点击 进入习题讲评 4.2×103　28％　 3 快速对答案 4 解：（1）水吸收的热量Q吸＝c水m水（t－t0）＝4.2×103J/（kg·℃）×1kg×（100℃－31℃）＝2.898×105J。 （2）该液态燃料完全燃烧放出的热量Q放＝＝＝6.9×105J；该液态燃料的热值q燃料＝＝＝2.3×107J/kg。 快速对答案 5 解：（1）汽车的平均速度v＝＝＝90km/h。 （2）消耗汽油的质量m＝ρV＝0.8×103kg/m3×25 ×10－3m3＝20kg，汽油完全燃烧放出的热量Q＝qm＝4.5×107J/kg×20kg＝9×108J。 （3）汽车发动机全程做的功W＝Pt＝25×103W× 4×3600s＝3.6×108J，汽车发动机的机械效率η＝＝＝0.4＝40％。 （1）电　 解：（2）①卡车的行驶速度v＝＝＝72km/h＝20m/s。 ②根据P＝可得，牵引力对卡车做的功W有用＝Pt＝172kW×1h＝6.192×108J，由W＝Fs可得，卡车匀速行驶72km所受牵引力F＝＝＝8.6×103N。 6 快速对答案 ③由η＝可得，燃料完全燃烧放出的热量Q＝＝＝1.72×109J，由Q＝qm可得，需要燃油的质量m燃油＝＝＝40kg，减排二氧化碳的质量m二氧化碳＝3.3m燃油＝3.3×40kg＝132kg。 快速对答案 类型一 热量的计算 方法指导 热量的 计算 公式 （1）物质吸收（或放出）的热量 Q吸＝cm（t－t0）或Q放＝cm（t0－t）[t表示末温，t0表示初温；单位：c－J/（kg·℃），m－kg，t、t0－℃] （2）燃料完全燃烧放出的热量 Q放＝qm或Q放＝qV （单位：q－J/kg或J/m3、m－kg、V－m3） 常见 隐含 条件 （1）“升高（降低）到”表示物理量的最终状态，如末温t。 （2）“升高（降低）”表示物理量的变化量，如温度差Δt。 （3）“不计热量损失”表示吸收的热量等于放出的热量Q吸＝Q放。 （4）“1个标准大气压下将水加热至沸腾”表示1个标准大气压下水的沸点是100℃，末温为100℃ 2 3 4 5 6 1 1.由于天气寒冷，吃早饭时妈妈要用热水给小明加热250g瓶装牛奶，如图所示。要使这瓶牛奶的温度由10℃最终升高到50℃，不计热量损失，牛奶需要吸收的热量为_________________J，至少需要60℃的热水_____kg。[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），牛奶的比热容为2.1×103J/（kg·℃）] 2.1×104 0.5 2 3 4 5 6 1 变式 反向推理某金属球在炉火中加热到108℃，然后迅速投入到100g、初温为45℃的某种液体中，最终金属球的温度为48℃，此过程中金属球放出的热量为1.26×103J。已知金属球的比热容为0.42×103J/（kg·℃），不计热损失。 （1）[求质量]金属球的质量为____g。 （2）[求比热容]计算得出该液体的比热容为_________J/（kg·℃）。 50 4.2×103 2 3 4 5 6 1 变式 反向推理某金属球在炉火中加热到108℃，然后迅速投入到100g、初温为45℃的某种液体中，最终金属球的温度为48℃，此过程中金属球放出的热量为1.26×103J。已知金属球的比热容为0.42×103J/（kg·℃），不计热损失。 （3）[求温度]取出金属球后，若金属球表面不沾有该液体，使该液体再吸收2.52×104J的热量，则该液体升高的温度为____℃（1个标准大气压下）。 52 2 3 4 5 6 1 2.（2024·泰安）某地利用地热资源建立温泉浴池。某温泉池注入了6×103kg的水，初始水温为42℃，一段时间后水温降至30℃，放出的热量为Q，已知c水＝4.2×103J/（kg·℃），q天然气取3.2×107J/m3。 （1）求Q的大小。 解：水温下降时，放出的热量Q＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg·℃） ×6×103kg×（42℃－30℃）＝3.024×108J。 2 3 4 5 6 1 2.（2024·泰安）某地利用地热资源建立温泉浴池。某温泉池注入了6×103kg的水，初始水温为42℃，一段时间后水温降至30℃，放出的热量为Q，已知c水＝4.2×103J/（kg·℃），q天然气取3.2×107J/m3。 （2）完全燃烧多少立方米的天然气放出的热量与Q的大小相等？ 解：此热量如果靠天然气燃烧放热，则需要完全燃烧天然气的体积V＝＝＝9.45m3。 类型二 热效率的相关计算 方法指导 燃料烧水效率 η＝ 水吸收的热量Q吸＝cmΔt； 燃料完全燃烧释放的热量Q放＝qm或Q放＝qV 太阳能烧水效率 η＝ 太阳辐射的能量E太＝PSt（P为单位时间每平方米太阳能的平均辐射能量，S为受光面积，t为日照时间） 热机效率 η＝ 有用功W有用＝F牵s或W有用＝P有用t（匀速直线运动时，f＝F牵） 3.正午，小明对水面获取太阳的能量情 况进行研究，他将装有400g水的盘子放 在室外平台上（如图），经阳光照射 10min，水温升高了2.5℃，不计水的蒸 发。该过程水吸收的热量是__________J， 若照射到盘中水面上的太阳能的功率为25W，水获取太阳能的效率是______。[c水＝4.2×103J/（kg·℃）] 2 3 4 5 6 1 4.2×103 28％ 2 3 4 5 6 1 4.（2024·常州）中国工程师利用焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳，合成液态燃料，作为第19届亚洲运动会主火炬的燃料。工程师在科普馆用如图所示的装置为同学们演示模拟实验，测量该燃料的热值。 ①在空酒精灯内加入适量该液态燃料，得到“燃料灯”； ②在空烧杯内加入1kg水，测得水的初温为31℃，点燃“燃 料灯”开始加热； ③当水恰好沸腾时，立即熄灭“燃料灯”，测得“燃料 灯”消耗燃料30g。 已知实验时气压为1标准大气压，c水＝4.2×103J/（kg·℃）， 用该装置加热水的效率为42％。求： （1）此过程中，烧杯内水吸收的热量。 2 3 4 5 6 1 解：水吸收的热量Q吸＝c水m水（t－t0）＝4.2×103J/（kg·℃）×1kg×（100℃－31℃）＝2.898×105J。 2 3 4 5 6 1 4.（2024·常州）中国工程师利用焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳，合成液态燃料，作为第19届亚洲运动会主火炬的燃料。工程师在科普馆用如图所示的装置为同学们演示模拟实验，测量该燃料的热值。 ①在空酒精灯内加入适量该液态燃料，得到“燃料灯”； ②在空烧杯内加入1kg水，测得水的初温为31℃，点燃“燃 料灯”开始加热； ③当水恰好沸腾时，立即熄灭“燃料灯”，测得“燃料 灯”消耗燃料30g。 已知实验时气压为1标准大气压，c水＝4.2×103J/（kg·℃）， 用该装置加热水的效率为42％。求： （2）该液态燃料的热值。 2 3 4 5 6 1 解：该液态燃料完全燃烧放出的热量Q放＝＝＝6.9×105J；该液态燃料的热值q燃料＝＝＝2.3×107J/kg。 5.（2024·山西）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360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取4.5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3） （1）求汽车的平均速度。 2 3 4 5 6 1 解：汽车的平均速度v＝＝＝90km/h。 5.（2024·山西）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360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取4.5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3） （2）汽车全程消耗汽油25L，求汽油完全燃烧放出的热 量Q。 2 3 4 5 6 1 解：消耗汽油的质量m＝ρV＝0.8×103kg/m3×25×10－3m3＝20kg，汽油完全燃烧放出的热量Q＝qm＝4.5×107J/kg×20kg＝9×108J。 5.（2024·山西）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360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取4.5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3） （3）若汽车发动机全程的平均功率为25kW，求汽车发动机的效率。 2 3 4 5 6 1 解：汽车发动机全程做的功W＝Pt＝25×103W×4×3600s＝3.6×108J，汽车发动机的机械效率η＝＝＝0.4＝40％。 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 6.（2024·湖北改编）据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。 （1）氢燃料电池将化学能直接转化为____能。 电 2 3 4 5 6 1 6.（2024·湖北改编）据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。 （2）以氢燃料电池卡车为例， 若卡车在水平路面上匀速行驶 72km用时1h，功率为172kW。 ①求卡车的行驶速度。 解：卡车的行驶速度v＝＝＝72km/h＝20m/s。 2 3 4 5 6 1 6.（2024·湖北改编）据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。 （2）以氢燃料电池卡车为例， 若卡车在水平路面上匀速行驶 72km用时1h，功率为172kW。 ②求卡车所受牵引力。 2 3 4 5 6 1 解：根据P＝可得， 牵引力对卡车做的功 W有用＝Pt＝172kW×1h ＝6.192×108J，由W＝ Fs可得，卡车匀速行驶 72km所受牵引力F＝ ＝＝8.6×103N。 2 3 4 5 6 1 6.（2024·湖北改编）据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。 （2）以氢燃料电池卡车为例， 若卡车在水平路面上匀速行驶 72km用时1h，功率为172kW。 ③与燃油卡车相比，氢燃料电 池卡车行驶72km可减排二氧化 碳的质量为多少？（燃油机的效 率取36％，燃油的热值q取4.3×107J/kg） 2 3 4 5 6 1 解：由η＝可得，燃 料完全燃烧放出的热量Q＝ ＝＝1.72×109J， 由Q＝qm可得，需要燃油的 质量m燃油＝＝＝ 40kg，减排二氧化碳的质量m二氧化碳＝3.3m燃油＝3.3×40kg＝132kg。 $