专练04 热机的计算——公式法-【高效课堂】2026-2027学年九年级上册物理同步导学案提分专练（人教版·新教材）

夹册《提分专练》参考答案 专练01温度、内能、热量巧辨析 典例导练 【例1】D【例2】A 知能检测 1.C2.D3.AF 4.机械内热传递筒内气体膨胀对塞子做功，气体的内能转化为 塞子的机械能 专练02吸、放热的计算—公式法 典例导练 【例】(1)1g水温度升高1℃吸收的热量Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg ·℃)×1×103kg×1℃=4.2J,所以1卡等于4.2焦。 (2)每100g这种油炸食品可提供的能量约为：3×105卡=3×10×4.2J= 1.26×10J,假设这些能量全部被水吸收，则水吸收的热量Q=1.26× 10J,水的温度升高了：△t=Q 1.26×10°J 水m=4.2X10J/(kg·℃)X5kg 60℃，水的初温为25℃，则水的温度升高到：t=25℃+60℃=85℃。 答：(1)1卡等于4.2J:(2)可使这些水的温度升高到85℃。 知能检测 1.(1)牛奶吸收的热量：Q吸=c1m(t一t1)=2.1×103J/(kg·℃)× 0.25kg×(50℃-10℃)=2.1×104J. （2)Q吸=Q放=2.1X10J,即c水m水(t2一t)=Q放， 则m水= Q放 2.1×104J ck(i-D=4.2X10J/(kg·C)X(60℃-50℃) 0.5kg 答：(1)牛奶吸收的热量2.1×104J;(2)妈妈至少需要60℃的热水 0.5kg。 2.(1)水吸收的热量：Q吸=c水m△t=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×50℃= 2.1×10J。 (2)热水器吸收8h太阳的太阳能：E=8h×7.0×10J/h=5.6× 10J,该太阳能热水器的效率：7=2爱×100%= 2.1×10J 5.6×10J 37.5% 答：(1)水吸收的热量为2.1×10J;(2)该太阳能热水器的效率为 37.5% 8由c一品得金属球的质员为。 Q放 1.26×103J c△1金0.42X10J/(kg·℃)×(108℃-48℃)=0.05kg 金= 70 =50g. （2)根据Q=Q。=m-1)可得该液体的比热容为：c=n是。 Q级 0.1kgX(48C-45℃=4.2X10J/(kg·℃)，所以该液体是水。 1.26×103J (3)若该液体再吸收2.52×10J的热量，则该液体升高的温度为： Q吸 2.52×104J △t升= cm4.2×10J/(kg·℃)×0.1kg =60℃，所以该液体的末 温t末=48℃十60℃=108℃。在一个标准大气压下，水的沸点最高 为100℃，所以末温t未=100℃。 答：(1)金属球的质量是50g;(2)该液体的比热容是4.2×10J/(kg ·℃)，该液体是水；(3)该液体的末温是100℃。 专练03热值的计算一公式法 典例导练 【例】(1)一个标准大气压下，水的沸点是100℃，鱼汤吸收的热量：Q煲 =c水m(t-t)=4.2×103J/(kg·℃)×2kgX(100℃-60℃)=3.36 ×10J。 (2)根据题意可知，鹅卵石放出热量的80%被鱼汤吸收，则鹅卵石放出 热量Q三3.36X1042X10J,由于天然气完全燃烧 80% 出的热量被鹅卵石全部吸收，所以天然气完全燃烧放出的热量Q Q微=4.2×10J,由Q=qV可知，此过程需要完全燃烧天然气的体积： V=_Q__ 4.2×105J 9天然气3.5X10j/m=0.012m3. 答：(1)鱼汤所吸收的热量为3.36×10J;(2)此过程需要燃烧0.012m3 天然气。 知能检测 1.(1)标准大气压下水的沸点为100℃，即水的末温为100℃，5kg的水 烧开，吸收的热量：Q顾=cm△t=4.2X103J/(kg·℃)X5kgX (100℃-20℃)=1.68×10J. (2)燃烧天然气的体积：V=2365.12m3-2365.02m3=0.1m3,天然 气完全燃烧放出的热量：Q微=qV=3.5×10J/m3×0.1m3=3.5 ×10J. (3)天然气杜的效率：78×10%=5.68×10%=48%。 3.5×10J 答：(1)水吸收的热量为1.68×10J;(2)天然气完全燃烧放出的热 量为3.5×10J;(3)天然气灶的效率为48%。 2.(1)由p=受可得水的质量：m=pVk=1X10kg/m2X2×10m2= 71 2kg;水吸收的热量：Q吸=c水m(t一t)=4.2X103J/(kg·℃)×2kg ×(80℃-20℃)=5.04×10J。 (2)已知天然气杜的效率约为)36%，由)受×100%可得天然气完 全燃烧放出的热量：Q==5,04X10】=1.4X10J,天然气的热值： 36% Q=1.4X10J=4X10J/m。 q厂V天然气 0.035m 答：(1)水壶里水的质量为2kg;(2)在这个过程中水吸收的热量为 5.04×10J;(3)天然气的热值为4×10J/m3。 专练04热机的计算—公式法 典例导练 【例】(1)汽车速度v=36km/h=10m/s,汽车受到的阻力f=kw2=0.5N· s2/m2×(10m/s)2=50N。 (2)这台发动机在最大功率时1min内发动机做的有用功：W有=90× 10w×60s=5.4×10J,气缸的总容积V=9V=号×1.81.=21. 2×103m3,1min内吸入汽油的质量为：m=pV=1.35kg/m3×2X 1 103m×2600×方≈0.47kg,1min内汽油完全燃烧放出的热量：W色 =0.47kg×4.6×10J/kg≈2.16×10J,发动机在最大功率时的热机 ×100%2×10%=25%. 效率：1一W总 (3)由w=产得，汽车以最高时速200km/h前进100km所用时间：t= 2090k六三0，.5=30mim,汽车每行驶100km的耗油质量：m了 0.47kg/min×30min=14.1kg,汽车每行驶100km的耗油体积：V′= p0.7X10kg/m≈2.0×10m23=20L. 14.1kg 答：(1)当汽车以36km/h匀速行驶时，汽车受到的阻力为50N;(2)这 台发动机在最大功率时的热机效率为25%；(3)发动机在最大功率以 200km/h速度行驶时，汽车每百公里油耗为20升。 知能检测 （I由p号得，燃气对活塞的平均压力：P=S=8X10PX60X10 m2=4800N。 (2)做功冲程中，平均压力做的功：W=Fs=4800N×30×10-2m =1440J。 (3)因飞轮的转速是2000r/min,即飞轮1min转2000r,对外做功1000 次，所以，1小时内汽油机对外做功60×1000=60000次，汽油机在1 72 小时内做的总功：W。=60000×1440J=8.64×10J,由7=Q 100%得，汽油完全燃烧放出的总能量：Q=W鱼=8.64X10]=2.16 40% X10J,由Q=9m得，完全燃烧汽油的质量：m=Q=2.16×10】 q4.6×10J/kg ≈4.7kg。 答：(1)做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是4800N;(2)做功冲程 中，平均压力做功1440J;(3)汽油机在1小时内对外做功要消耗4.7kg 汽油。 专练05热学图像的分析与计算 典例导练 【例】2.1×1031.26×10 知能检测 1.15003:4乙2.A3.D 4.(1)由图可知，该物质在固态时，加热0.5min,温度变化为△t1=t一 t。=0℃一（一20℃）=20℃，该物质在液态时，加热0.5min,温度变 化为△t2=t′一t=10℃一0℃=10℃，由于从热源吸热的功率恒定 不变，所以有c1m△t=c2m△2，则该物质在液态下的比热容为：c2= G△t=2.1X103J/(kg·℃)×20℃=4.2×10J/(kg·℃). △t2 10℃ (2)0.5kg的该物质在固态时温度升高到0℃，0.5min吸收的热量 为Q=c1m△t1=2.1×103J/(kg·℃)×0.5kg×20℃=2.1×10J, 该晶体物质在完全熔化需要的时间为t时=4.5min一0.5min= 4min,由于用加热时间来反映吸收的热量且从热源吸热的功率恒定 不变，所以该晶体物质在完全熔化吸收的热量Q=与Q-8×2.1X 10=1,68×10J,该物质的熔化热为A==1.68X10】-3.36× 0.5kg 10J/kg。 专练06复杂电路的连接 典例导练 【例】 73 知能检测 1. 2 电阻丝 滑片 钮 A R 5. 6. L ④H 专练07 等效电路图的画法 典例导练 【例】(1) ⑦ (2) A 知能检测 1.(1)④ (2)(A (3) A R R 2.(1) (2) (3) R 3.(1) (2) 专练08测电阻一 伏安法 典例导练 【例R-Y 右端610619.7 知能检测 1.(1)小灯泡短路(2)0.3810(3)A(4)将电压表选用0~3V量 74 程与滑动变阻器并联，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.2V时， 读出电流表的示数 2.（1)图略。 (2)电流表正负接线柱接线反了(3)向左移动滑动变阻 器滑片，观察灯是否发光(4)2.6右(5)增大10(6)电压A 专练09测电阻—伏阻法 典例导练 【u"R 知能检测 1.(1)闭合开关S和S。(2)闭合开关SS,断开S(3)U-)R J 2.(1)3 U-U。 (2) I新 3.(1)2(2)不动 (3)R U 4.滑片P移到b端时 可，U,·R乙灯泡两端电压不变，电阻恒 U2 定，误差小 专练10测电阻一安阻法 典例导练 【例】(3)I2R I 错误不同时闭合开关，无法保证R。和R两端的 电压相等 知能检测 1.(1)B 2)R(1-12 12 2(②)最右端(3亡5·R产·R 3.(2)将导线C端接到电流表“3”接线柱上，读出电流表的示数为I2 1R (3)1-16 (4)A 专练11测电阻一替代法 典例导练 【例】(1)最左端(2)S、S(3)电阻箱8.32 知能检测 1.(2)闭合开关S,标记电流表指针所指的位置(3)断开开关S,闭合开 关S,调节电阻箱，使电流表指针指在标记的位置，记下电阻箱的阻值 R(4)R 2.(1)0.4(2)152 3.(1)电流表的示数I和电阻箱的阻值R。(2)电阻箱电流表的示 数I电阻箱R的阻值R。(3)R.一R。 75C7 专练04热机的计算—公式法 )典例导练 【方法规律】热机的效率，用公式刀征义100%计年。 【例】安琪同学看到一些小汽车的尾部都标有“0.8L”“1.6L”“1.8L”或“2.0L”等字 样，他上网查询得知这是汽车发动机“排气量”的数值。所谓排气量就是发动机气缸的工 作容积，是指所有气缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和。一般情况下发动 机的“排气量”越大，功率越大。汽车发动机每一个工作循环要经历四个冲程，带动曲轴 转动2周。现有一辆小轿车发动机的排气量为1.8L,最大功率为90kW,当该发动机以 最大功率工作时，曲轴的转速为5200r/min。汽油机工作时的最佳空燃比（即空气和燃油 的质量比)为14：1，压缩比是10[即气缸总容积（燃烧室容积与排气量之和）与燃烧室容 积的比值]，若发动机在最大功率时汽油和空气的混合密度为1.35kg/3,汽油的热值为 4.6×10J/kg,密度为0.7×103kg/m3,阻力满足f=k(k=0.5N·s2/m)。请计算： (1)当汽车以36km/h匀速行驶时，汽车受到的阻力为多大？ (2)这台发动机在最大功率时的热机效率。 (3)发动机在最大功率时，汽车的最高时速为200k,计算在此情况下汽车每百公里 油耗为多少升。 【思路点拨】(I)已知汽车速度，根据阻力的表达式计算阻力。(2)汽油机的压缩比是 10:1,可见排气量占总容积的哥从而可求出气缸的容积，即暖入气缸内燃科混合物的体 积。在1min内转动5200r,吸入汽油和空气的混合气2600次；根据公式m=pV可求 lmin吸入混合气的质量，再由空燃比计算汽油的质量，从而可求出lmin内汽油完全燃 烧放出的热量；再利用效率公式求这台发动机在最大功率时的热机效率。(3)利用速度 公式求汽车以最高时速200km前进100km所用时间，进而求出这段时间消耗的汽油，再 利用密度公式求汽车每行驶100km的耗油体积。 【自主解答】 8 之知能检测 汽油发动机每一个工作循环活塞经历四个冲程，带动曲轴转动两圈，一台汽油机，活塞 面积是60cm,活塞行程是30cm,做功冲程燃气产生的平均压强为8×105Pa,若飞轮 的转速是2000r/min,效率为40%，汽油的热值为4.6×107J/kg,求： (1)做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是多少？ (2)做功冲程中，平均压力做多少功？ (3)汽油机在1小时内对外做功要消耗多少汽油？（保留一位小数）