第14章 专题二 热量、热值、热效率综合计算&第4节 跨学科实践：制作简易热机模型-【高效课堂】2026-2027学年九年级上册物理同步导学案作业手册（人教版·新教材）

21 专题二热量、热值、热效率综合计算 01方法技巧 1.当物体吸热时，物体温度变化时的热量计算：Q=c△t,当通过燃烧放热时，用燃料燃烧放出的热 量公式计算：①固体和液体Q效=qm(q单位：J/kg);②气体Q放=qV(q单位：J/m3)。 2.燃料燃烧放出的热量被物质吸收，选用热平衡方程：Q顾=Q就。 3.热效率计算问题的两种类型 (1)能量转移型主要是通过热传递来实现，计算时要分清吸热物体和放热物体，找到对应的初温和 末温，用较高的温度减去较低的温度，算出变化的温度值，并选择吸热或放热的公式Q=℃m△t计算。 (2)能量转化型主要是通过做功来实现，如机械能转化为内能Q一W机；电能转化为内能Q= m电：有的足通过燃烧实现，如化学能转化为内能：)=“：太阳能转化为内能Q=7W 02专题训练 (1)锅炉内300kg的水吸收的热量是多少？ (2)此锅炉的效率是多少？ 1.高能聚合油是一种安全、清洁、可再生的新型 (3)某同学从开水房打了3kg的100℃的开水， 环保燃料。某次燃烧高能聚合油，将10kg的 为了便于使用，他将这100℃的开水和质量为 水从25℃加热到100℃。已知：该高能聚合油 5kg的20℃的冷水混合，若不计混合过程的热 灶具烧水的热效率为75%，水的比热容是 损失，则混合后温水的温度为多少？ 4.2×103J/(kg·℃)，高能聚合油的热值约为 4.2×10J/kg。求： (1)水吸收的热量。 (2)燃烧高能聚合油的质量。 3.飞机的发动机是一种热机，通过航空煤油在气 室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动 2.冬天即将来临，学校积极创造条件为学生供应开 机获得向前的推力，高空中某飞机获得1.6× 水。在这个过程中，若用锅炉将300kg的水从 105N的水平推力，以600km/h的速度沿水平 20℃加热到100℃，燃烧了11.2kg的煤[c水=4.2 方向匀速航行1h,需要完全燃烧热值为4× ×103J/(kg·℃)，煤的热值为3×10J/kg],则： 10J/kg的航空煤油4000kg。求1h内： 22 (1)飞机的航程。 5.当前新能源汽车日益普及，某品牌新能源汽车 (2)发动机做的功。 一次最多能装入18kg硼和45L水，利用二者反 (3)航空煤油完全燃烧放出的热量。 应产生的能量，相当于3.5L汽油完全燃烧产生 (4)发动机的热机效率。 的能量。当该车以108km/h的速度在水平路 面上匀速行驶时，燃料的能量转化为机械能的 效率为80%，该轿车的质量是1.6t,轿车受到的 阻力是车重的0.1倍。（汽油的热值为4.6× 10J/kgp%油=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)求： (1)发动机的牵引力为多大？ (2)发动机的有用功率多大？ (3)一次加满燃料可以供该车行驶多少千米？ (4)请说出使用该车的优点（一条即可）。 4.太阳能热水器如今在城乡均已普遍使用了。 一款太阳能热水器铭牌上的部分参数如表所 示，将它安装在阳光充足的水平台面，并注满 水。已知荆州市（晴天）平均每平方米的面积 上，每小时接收的太阳能约为2.8×10J。若 该热水器接收太阳能的有效面积为1.5m,每 天日照时间按8h计算，则： 型号 JL-88 水容量/L 80 自身质量/kg 40 [水的比热容为4.2×10J/(kg·℃)，水的密 度为1.0×103kg/m3] (1)热水器一天中接收的太阳能(E)约为多少？ (2)若接收的太阳能有60%被热水器中的水吸 收，则可使水温升高多少？ 23 第4节跨学科实践：制作简易热机模型 2024年10月30日4时27分，搭载神舟十九号【项目评估】 载人飞船的火箭发射成功，成为我国航天事业发 (3)简易火箭成功飞出后，同学们还想让火箭飞 展的又一重要里程碑。在跨学科实践课上，一学 得更远，于是提出了新的问题：简易火箭飞行的 习小组开展了“设计火箭发射系统”的项目化学 距离还与什么因素有关呢？请你帮他们提出一 习活动。下面是该组同学实践的大致过程。 个影响因素 【项目分解】 (写出一个即可)。 ①制作简易火箭； 【项目拓展】 ②改进并优化火箭发射系统。 (4)经查阅资料，2023年7月12日，我国自主研 【项目设计与实施】 制的朱雀二号遥二运载火箭在酒泉卫星发射中 (1)为探究火箭发射原理，同学们先进行了下面的 心发射成功。这是全球首枚成功入轨的液氧甲 实验，如图甲所示在试管内装些水，用橡胶塞塞住 烷火箭。火箭专用的燃料被称为推进剂，推进剂 管口，给水加热，加热一段时间后我们看到 在火箭发动机中加速燃烧为火箭飞行提供能量。 的现象，说明利用内能可以做功。利用 液态甲烷可以作为低温推进剂，因为甲烷的比热 此原理，于是同学们以酒精为燃料制作简易火 容较 ,是良好的冷却剂。另外液态甲烷的 箭。如图乙，饮料瓶剪掉底，用纸壳做支架就制 温度与液态氧的温度很接近，这就节省了如液氧 成箭体。用喷壶向瓶内喷适量酒精后迅速将火 液氢方案给燃料剂箱和氧化剂箱做隔热的成本。 箭立在桌面上，用如图丙所示的打火器在火箭底【展示交流】 部引燃酒精蒸汽，燃气就将瓶体顶飞出去了。简 (5)如图所示是学校小制作比赛中的 n球形磁铁 易火箭发射过程的能量转化流程图如图丁，请你 作品—一自制蒸汽机，烧瓶瓶口的橡 喷管 补充完整：① ,② 皮塞上插着“”型喷管，喷管的最 上端通过球形磁铁吸到铁架台上，使 烧瓶可以自由转动。当加热至水沸 腾，温度将 ,水蒸气从喷嘴喷出，烧 瓶开始向水蒸气喷出的 (填“相同方 向”或“相反方向”)快速旋转，水蒸气推动烧瓶转 甲 丙 动相当于内燃机 冲程。 燃料燃烧 的化学能 ② (6)如图是小明制作 铜管 铜制 的简易“蒸汽船”模 容器 (2)优化火箭发射系统。 型。将盛有一定量水 船体 同学们在实践过程中 的铜制容器安装在 生电 考虑到直接用打火器 “船体”上，用蜡烛对铜制容器底部加热，一段时 点火距离火箭太近不 间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左行驶。 安全，于是设计了如图 ①蜡烛对铜制容器底部加热导致容器内水温升 戊的电路，将火箭扣在 高，这是通过 的方式改变水的内能： 电热丝上，闭合开关一段时间后，电热丝的温度升 ②当管向右喷蒸汽时“船体”向左运动，这个过程 高，从而引燃箭体内酒精蒸汽，完成火箭的发射。 的能量转化是 能转化为 能。第3节热机的效率 1.D2.D3.完全燃烧14.3×102热值 4.2.1×1024.2×1025.B6.C7.15:4 8.2.1×10不变4.2×1069.B10.C 11.2.8×104012.4.2×1050%改善燃烧条件 13.(1)相等(2)水升高的温度(3)偏小存在热散失 14.(1)水吸收的热量：Q魔=c水m水△t=4.2×103J/(kg·℃)×50kg× (54℃-20℃)=7.14×10J. (2)消耗的天然气体积：V=1365.17m3-1365.05m3=0.12m3, 消耗的天然气完全燃烧放出的热量：Q放=qV=7.0×10?J/m3× 0.12m3=8.4×10J。 (3)该热水器的效率：受×10%-×10%-5%. 15.做功4.8×1050.034000 专题二热量、热值、热效率综合计算 1.(1)水吸收的热量：Q吸=cm(t一to)=4.2×10J/(kg·℃)×10kg× (100℃-25℃)=3.15×10J. 2)电刀×100%可知，高能聚合油完全燃烧放出的热量：Q:一 Q题=3.15×10]=4.2×10J,由Qt=qm可知，完全燃烧高能聚合 75% 油的质量：m'=Q整=43X10L=0.1kg。 94.2×10J/kg 2.(1)锅炉内300kg的水吸收的热量：Q吸=cm(t一t。)=4.2× 103J/(kg·℃)×300kg×(100℃-20℃)=1.008×108J。 (2)煤完全燃烧放出的热量：Q微=qm煤=3×10J/kg×11.2kg= 点.36×101：此锅炉的效率：) 2题×100%=1008×10☐×100% 3.36×108J =30%。 (3)不计热损失，由Q缀=Q放，可知cm1(t一t1)=cm2(to2一t),即4.2 ×103J/(kg·℃)×5kg×(t-20℃)=4.2×103J/(kg·℃)×3kg× (100℃-t),解得：t=50℃。 3.(1)飞机的航程：s=t=600km/h×1h=600km=6×10m。 (2)发动机所做的功：W=Fs=1.6×10N×6×10m=9.6×10J. (3)航空煤油完全燃烧释放的热量：Q做=qm=4×10J/kg×4000kg= 1.6×10J。 4)发动机的热机效率：)=Q ×100%=9.6X10×100% 1.6×10叮 52 =60%。 4.(1)热水器一天中接收的太阳能：E=2.8×10J/(m2·h)×1.5m2 ×8h=3.36×10J (2)由表中数据知，太阳能热水器装水的质量：m=oV=1×103kg/m3× 80×103m3=80kg,水吸收的热量：Q=7E=60%×3.36×10J= 2.016×10J,由Q=cm△可得，水升高的温度：△== cm 2.016×10J =60℃. 4.2×10J/(kg·℃)×80kg 5.(1)汽车受到的重力：G=mg=1.6×10kg×10N/kg=1.6×10N; 汽车受到的阻力：f=0.1G=0.1×1.6×10N=1.6×103N; 因为汽车匀速行驶，所以牵引力等于阻力：F=f=1.6×103N。 (2)汽车的速度：0=1O8km/h=30m/S,由P=W=。=F0得，汽车 tt 的功率：P=Fv=1.6×103N×30m/s=4.8×10W。 (3)汽油的质量：m'=pV=0.8×103kg/m3×3.5×10-3m3=2.8kg, 3.5L汽油完全燃烧时放出的热量：Q微=qm'=4.6×10J/kg× 2.8kg=1.288×10门：由7×100%得，一次加满燃料汽车发动 机做功：W=Q做=80%×1.288×108J=1.0304×10J;由W=Fs得， 汽车最多行驶的路程：8==6X10N=6.44X10m=64.4km。 (4)对环境无污染。 第4节跨学科实践：制作简易热机模型 (1)塞子被冲出内能机械能 (3)简易火箭上升高度可能与燃料的种类有关 (4)大(5)保持不变相反方向做功 (6)①热传递②内机械 章末核心素养整合提升内能的利用 知识构建 转移转化化学能内能完全燃烧物质种类Q=qm或Q=Vg 做功热传递 内能机械能进气门排气门汽油空气机械内内机械 _W有X100% 4221飞轮惯性点燃式压燃式？一Q 针对练 1.重力势动能量守恒内能 2.B3.压缩冲程机械18004.2.1×1027 5.2560 53 整合提升 1.D2.D3.D4.B5.A6.6407.250.9 8.(1)质量通过水升高的温度来反映燃料完全燃烧放出的热量 (2)温度计的玻璃泡没有充分浸入到烧杯的水中 (3)②燃料不完全燃烧且燃料燃烧放出的热量有一部分会散失到空 气中 9.(1)机械 (2)已知汽车的速度=90km/h,行驶的时间1=10min=君h,由0=产 可知汽车行驶的路程为：==90km/h×合h=15km: (3)1.1kg汽油完全燃烧产生的热量为：Q微=q游m=4.6×10J/kg× 1.1kg=5.06×10'J: (4)由图可知，转速为2000r/min时对应的汽车输出功率为P=30kW= 3X10w,由P罗可得汽浦机在此过程做的有用功为：w=P1=3× 10WX10X60s=1,8×10J,汽清机的效率为：7=×10%- 1.8×101×100%≈35.6%。 5.06×10J 第十五章电流和电路 第1节两种电荷 1.C2.B3.互相排斥越大不能4.A 5.中子电子内部正电荷数和负电荷数相等6.转移得到强 7.D8.静电除尘油罐车后面装一条拖地铁链 9.B10.D11.A12.D13.同种 14.刀片带了电金属柄是导体，能将摩擦带的电荷及时导入大地，刀片 不带电，不会吸引木屑 15.(1)得到负 (2)带正电丝绸束缚电子能力比橡胶棒弱，所以在丝绸与橡胶棒摩 擦的过程中，丝绸容易失去电子带正电荷，橡胶棒容易得到电子带负 电荷 (3)BC 第2节电流和电路 第1课时电流电路 1.电荷的定向移动正电荷定向移动的方向自由电子定向移动 2.向左向右3.C 4.A5.D6.C7.B8.D9.D10.A11.A 12.负导体从玻璃板到人体13.开关电源 54