中考热点专训4 比热容、热值和热效率的综合计算&14.4 跨学科实践：制作简易热机模型-【名师学案】2025-2026学年新教材九年级上册物理分层进阶学习法（人教版2024）

中考热点专训四 比热容、热值和热效率的综合计算 专题概逃 的热值是 J/kg,相同质量的甲、乙燃 (1)吸热与放热的计算：公式Q数=cm(t0一t),Q级 料完全燃烧，释放的热量之比是 =cm(t一t。),在热传递过程中，如不计热量损失，高温 4.(2024·泰安)某地利用地热资源建立温泉浴 物体放出的热量等于低温物体吸收的热量，即Q⑧= 池。某温泉池注入了6×103kg的水，初始水 Q做；如考虑热损失，则Q吸=7Q放(1)。 温为42℃，一段时间后水温降至30℃，放出 (2)关于热值的计算：公式Q=qm(适用于固体和 的热量为Q,已知c水=4.2×103J/(kg·℃)， 液体燃料)，Q=qV(适用于某些气体燃料)。 9联然气=3.2×10J/m3。求： (3)关于热机效率的计算：公式”= W有恩，类似 Q放 (1)Q的大小； 地，炉子、太阳能热水器等设备利用热量的效率可以 (2)完全燃烧多少立方米的天然气放出的热 用公式98计第。 量与Q的大小相等。 题型一一般吸放热的计算 1.(2024·广州节选)壶中装有密度为1.0×103 kg/m3、质量为2kg的水，则壶中水的体积为 m3,根据Q=qV,若天然气的热 值q=4.2×10J/m3,完全燃烧V=1.0× 10-2m3的天然气放出热量为 J, 5.【新情境·低碳生活】(2025·安顺模拟)中国 其中1.68×105J的热量被水吸收，已知水未 杭州第19届亚运会首次使用废碳再生的绿 沸腾，比热容为4.2×103J/(kg·℃)，则水 色零碳甲醇作为主火炬塔燃料，实现循环内 的温度升高了 ℃。 的零排放，助力打造首届碳中和亚运会。已 2.【新情境·节能环保】秸秆的回收利用，既可 知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，甲醇 以节约资源，又可以保护环境。在某市市郊 的热值约为2.3×107J/kg。求： 建起了加工秸秆制成秸秆煤的工厂。完全燃 (1)完全燃烧4.2kg甲醇能放出多少热量？ 烧3kg的秸秆煤放出的热量为 J, (2)若4.2kg甲醇完全燃烧释放的热量全部 若这些热量被质量为100kg、初温为20℃的 被水吸收，可以使2.3t的水的温度上升 水吸收，则在标准大气压下可使水温升高到 多少℃？ ℃。[已知9猫群煤=2.1×10？J/ kg,c水=4.2×103J/(kg·℃)] 3.(2025·广西二模)两种不01×10) 同材料的燃料，甲的质量 为2kg,乙的质量为1kg, 甲、乙燃料完全燃烧后放 物体 出的热量如图所示，则甲的热值 (选 填“大于”“小于”或“等于”)乙的热值，甲燃料 21九年极物理·上册 题型二与热效率有关的计算 假设汽车在运动过程中受到的平均阻力是 6.(2024·哈尔滨)完全燃烧0.1m3的天然气放 495N,则汽油机的效率是 %。(已知 出的热量是 J;若这些热量的20% 汽油的热值是3.3×10J/L) 被4kg的液体吸收，使其温度升高50℃，则 【答题模板】 该液体的比热容是 J/(kg·℃)。 (1)汽车匀速行驶的功率P=Fu=fv= (q天燃气=3.0×107J/m3) W; 7.(2024·聊城)随着新能源政策的引导及风力 (2)汽车匀速行驶500s做的有用功W有用= 发电、并网等技术的发展，我国风力发电开发 Pt= J: 走在了世界前列，装机容量居全球第一。某 (3)0.6L汽油完全燃烧放出的热量Qt=qV 地有一风力发电站，其中一台风力发电机1s J: 内提供的电能约为1.8×104J,1年内提供的 (4)汽油机的效率？=W有用/Q微= 电能约为4.8×101J。求： 9.(2025·南宁一模)某单缸四冲程汽油机，飞 (1)若该风力发电机1s内提供的电能全部转 轮每分钟转3000转，则每秒对外做功 化为内能，并有70%被水吸收，可以使 次，每次对外做功115J,该汽油机的效率为 25%,连续工作1小时需消耗汽油 kg 100g常温下的水升高多少摄氏度；[c水= 4.2×103J/(kg·℃)] (q汽油=4.6×10J/kg)。 10.(2024·山西)山西拥有丰富的历史文化遗 (2)若该风力发电机1年内提供的电能改由 产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前 火力发电机来提供，且火力发电机工作时 往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城 煤炭燃烧产生的热量约40%转化为电能， 到五台山全程约360km,驾车前往大约需 则需要完全燃烧多少千克煤炭。（煤炭的 要4h。(汽油的热值q取4.5×107J/kg,汽 热值q约3.0×10J/kg) 油的密度o=0.8×103kg/m3) (1)求汽车的平均速度。 (2)汽车全程消耗汽油25L,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。 题型三以热机为载体的综合计算 8.【学科素养·思维建模】(2025·揭阳二模)某 种国产汽车，当它在某平直公路上以20m/s 速度匀速行驶500s时，消耗的汽油是0.6L。 助学助教优质高数22 第4节 跨学科实践：制作简易热机模型 01基础练 带燃料，又带氧化剂，不需要从周围大气 必备知识梳理一 层中汲取氧气，所以它不但能在大气层内 1.(2025·玉林模拟)热机的广泛使用已成为一 也可以在大气层之外的宇宙真空中工作。 个国家工业化程度的标志，人类的现代生活 迄今为止发射的各种导弹、人造卫星、月 已越来越离不开各种热机，热机从根本上改 球飞船以及宇宙飞行器所用的都是火箭 变着我们的世界。关于热机，下列说法正确 发动机。 的是 ( (2)制作并发射：火箭模型小组的同学制作了 A.蒸汽机、喷气发动机、内燃机都属于热机 水火箭并进行发射，如图丙是其结构示意 B.蒸汽机的效率通常高于汽油机 图，对水火箭打气，打开阀门，水向下喷 C.喷气发动机的热机效率可以达到100% 出，水火箭一飞冲天。使用打气筒打气时 D.热机都是把机械能转化为内能的 能量转化过程与汽油机的 冲程 02综合练 星关键能力提升一 相同，使水火箭上升的施力物体是 2.(2025·深圳月考)我国航天技术已达到世界 领先水平。在跨学科实践课上，某小组开展 (3)项目评估：各个小组制作好了“水火箭”后 了“制作火箭模型”的项目化学习活动。下面 开展飞行比赛，发现“水火箭”在竖直方向 是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成 上升的高度不容易测量。同学们讨论后 下列内容： 认为可以通过测量 喷油嘴 喷管 氧化剂 喷管 来评选出“最佳飞行奖”（写出一种 方法即可)。 压气机燃烧室轮机 燃料燃烧室 (4)拓展思考：一架飞机搭载的涡轮喷气发动 甲 4104N 机，其部分参数如表，表中热效率是指涡 可乐瓶 5.4 轮喷气发动机获得的机械能与燃料完全 一高压气体 3.6 水 燃烧产生的内能之比，而推进效率则是指 瓶塞 1.8 v2/10(ms)2 涡轮喷气发动机传递给飞机的推进功（推 带阀门的金属管 力所做的功)与其获得的机械能之比。已 丙 知飞机所受空气阻力与运行速度平方的 (1)了解火箭的相关知识： 关系如图丁所示，当飞机以200m/s的速 喷气发动机可分为两大类：一类是空气喷 度水平匀速巡航0.5h的过程中，飞机克 气发动机，另一类是火箭发动机。如图甲 服阻力做的功为 J,此时需 为涡轮喷气发动机（属于空气喷气发动机 要 kg的航空燃油。 的一种)，压缩后的混合气体在燃烧室燃 烧，燃烧后剧烈膨胀的气体从尾部高速喷 热效率刚 40% 推进效率 60% 出，其巨大的反冲推力直接成为飞机的推 进力。如图乙为火箭发动机的工作原理 航空燃油热值q 5.0×10J/kg 图，火箭发动机的最大特点是：它自身既 23九年极物理·上册基础练 1.D2.(1)不同(2)酒精(3)质量为1kg的木炭完全燃烧放出的热量是3.4 ×10J(4)1.84×10°3.4.2×10°1.25×104.热机用来做有用功完全 燃烧放出(1)m92kg×4.3×10'J/kg8.6×10(2)2.58X10J 30% 8.6×107J 5.做功26.C7.D8.B9.A10.B11.3.36×1050.075 12.解：(1)因为汽车做匀速直线运动，所以F牵=f=600N,则P=F牵w=600N ×15m/s=9000W(2)汽车行驶100km所做的有用功：W=F幸s=600N× 10m=6×10J汽油完全燃烧释放的总能量：Q=3.6×10J/L×8L=2.88× W6×10'J 10J汽车发动机的效率：)一Q-2.88X10X100%≈20.8% 中考热点专训四比热容、热值和热效率的综合计算 1.2×10-34.2×105202.6.3×1071003.小于1×1071：3 4.解：(1)水温下降时，放出的热量为：Q=c本m△t=4.2×103J/(kg·℃)×6X 103kg×(42℃一30℃)=3.024×103J;(2)此热量如果靠天然气燃烧放热，则需 要天然气的体积V=9=3.024X10J÷(3.2×10J/m)=9.45m。 5.解：(1)甲醇完全燃烧放出的热量：Q做=m=4.2kg×2.3×10J/kg=9.66 ×10J:(2)水升高的温度是：4t=Q=Q 9.66×107J cm=cm4.2×102J/(kg·C)×2.3t 4.2×10J/kg·℃)×2300kg=10℃。6.3×10°3×1027.解：(1)根据 9.66×107J 题意得，一台风力发电机1s内提供的电能约为1.8×10J,1s内所产生的电能 70%被水吸收，则Q败=70%W电=70%×1.8×10J=1.26×104J,由Q毁= cm41可得：4= 1.26×104J cm4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg =30℃；(2)一台风力发电 机1年内提供的电能约为4.8×10J,火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量 约40%转化为电能，Q4=W=4.8X10☐=1.2X10J:煤炭质量m=Q- 40% 0.4 q 1.2X10L=4×10kg。8.25【答题模板】1)495N×20m/s990 3.0×107J/kg (2)9900W×500s4.95×10(3)3.3×107J/L×0.6L1.98×10 (4)25%9.250.910.解：1)汽车平均速度为：-产=30lm÷4h=90am/h (2)消耗汽油的质量为：m=oV=25×10-3m3×0.8×103kg/m3=20kg:燃烧释 放的热量为：Q=qm=4.5×10'J/kg×20kg=9×10J。(3)汽车发动机做的机 械功为：W=Pt=25×103W×4×3600s=3.6×10J;发动机的机械效率为：7 W =3.6×108J÷(9×108J)=40%。 Q 第4节跨学科实践：制作简易热机模型 基础练 1.A2.(2)压缩向下喷出的水(3)水火箭在空中的飞行时间(4)1.296× 10101080 第十四章教材知识整合与提升 知识网络构建 产生其他其他保持不变内机械吸气冲程压缩冲程做功冲程 排气冲程完全焦每千克Q=mq有用燃料完全燃烧放出的能量 易错易误辨析 【典例1】802040【典例2】C【典例3】(1)/(2)×(3)×(4)× (5)×(6)/ 中考热点专练 1.C2.A3.方向保持不变4.B5.压缩18006.B7.C8.C 9.4.2×1050%10.不变4011.2.8×107512.解：(1)水吸收的热 量：Q服=c*m*(t-t)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(60℃-20℃)=3.36× 10J;(2)木炭完全燃烧放出的热量：Q微=m*q=0.1kg×3.36×10J/kg= 3.36×101,火护袋水的热数率：9-8×10%-是36××10%=10%. 13.B14.解：1)汽车行驶的速度U=产-108=108km/h:(2)汽车沿平 直公路匀速行驶，受力平衡，根据二力平衡条件可知，牵引力F=f=1380N,牵 引力做的功W=Fs=1380N×108×103m=1.4904×103J,牵引力的功率为P W-1.4904×10」=41400w:(3)消耗的汽油完全燃烧放出的热量Q:= t 1×3600s 17