第14章 专题小练1 热效率相关计算（分层作业本）-【众相原创】2026-2027学年九年级全一册物理分层练同步课件（人教版·新教材 广西专版）

该初中物理课件聚焦“内能的利用”中热效率相关计算，通过家庭烧水、太阳能热水器等生活实例导入，衔接比热容、热值概念，构建从基础概念到综合应用的学习支架。 其亮点在于分层设计与实际情境结合，以垃圾焚烧发电、汽车热机效率等实例，培养科学思维（科学推理、模型建构）和科学态度与责任（社会责任），规范解题步骤助力学生掌握方法，教师可借此实施分层教学提升效率。

物 理 第十四章　内能的利用 专题小练1　热效率相关计算 类型一　比热容及热值综合计算 1.某家庭需要将50 kg、20 ℃的水加热到60 ℃作为生活用热水， 他们利用煤气灶烧水，需燃烧0.8 kg煤气。已知煤气的热值q ＝4.2×107 J/kg，水的比热容c＝4.2×103 J/(kg•℃)，求： (1)50 kg、20 ℃的水加热到60 ℃需吸收的热量； 解：水吸收的热量Q吸＝cm水Δt＝4.2×103 J/(kg•℃)×50 kg× (60 ℃－20 ℃)＝8.4×106 J (2)完全燃烧0.8 kg煤气放出的热量； 解：0.8 kg煤气完全燃烧放出的热量Q放＝m煤气q＝0.8 kg×4.2 ×107 J/kg＝3.36×107 J (3)此次烧水过程中煤气灶的热效率。 解：煤气灶的热效率为η＝×100％＝×100％＝25％ 2.一个简易的太阳能热水器，它的主要部分是一个敞口水箱， 水箱内水深0.5 m，水的质量为200 kg。在阳光照射下，水的 温度从20 ℃上升到70 ℃。水的比热容是4.2×103 J/(kg•℃)， 这些热量如果由某种燃油来提供，不计热损失，需完全燃烧 1.2 L这种燃油，已知这种燃油的密度为0.7×103 kg/m3。则： (1)水吸收的热量是多少？ 解：水吸收的热量Q吸＝cm水(t－t0)＝4.2×103 J/(kg•℃)× 200 kg×(70 ℃－20 ℃)＝4.2×107 J (2)1.2 L这种燃油的质量是多少？(1 L＝1×10－3 m3) 解：由 ρ＝可知，燃油的质量m油＝ρ油V＝0.7×103 kg/m3× 1.2×10－3 m3＝0.84 kg (3)这种燃油的热值为多少J/kg？ 解：不计热损失，Q放＝Q吸＝4.2×107 J，根据Q放＝mq可 知， 这种燃油的热值q＝＝＝5×107 J/kg 3.垃圾分类看似小事，实则是“大事”，它体现了一座城市的 社会文明水平。我国生活垃圾分类工作已取得阶段性进展， 46个重点城市生活垃圾分类已覆盖7 700多万家庭。为了有效 处理这些垃圾，某垃圾焚烧发电厂日处理垃圾420 t，垃圾的 平均热值q垃圾＝5×106 J/kg。求： (1)420 t垃圾完全燃烧产生的热量； 解：420 t生活垃圾完全燃烧放出的热量Q放＝m垃圾q垃圾＝420 ×103 kg×5×106 J/kg＝2.1×1012 J (2)这些热量相当于多少t煤完全燃烧所产生的热量；(q煤＝3.0 ×107 J/kg) 解：根据Q放＝mq，煤的质量m煤＝＝＝7× 104 kg＝70 t (3)若420 t垃圾完全燃烧产生热量的80％被水吸收，则能使 20 000 t初温为20 ℃的水温度升高多少℃。［大气压为一个 标准大气压，水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg•℃)］ 解：水吸收的热量Q吸＝Q放η＝2.1×1012 J×80％＝1.68× 1012 J 根据Q吸＝cmΔt可得水温度升高的量Δt＝＝ ＝20 ℃ 类型二　热机效率相关计算 4.如图所示，这是某台汽车行驶一段路程时，汽油机工作时的 能量数据，已知汽油的热值q＝4.6×107 J/kg，求： 第4题图 解：由图可知，燃料完全燃烧释 放的能量Q放＝W有＋W损＝4.83× 105 J＋1.127×106 J＝1.61×106 J 所以空白处①的数据为1.61×106 J (1)空白处①的数据； (2)消耗的汽油质量； 解：由Q放＝mq可得，消耗的汽油质量m＝＝＝ 0.035 kg 第4题图 (3)汽油机的热效率。 解：汽油机的热效率η＝×100％＝×100％＝ 30％ 5.燃油车目前尚不能完全被替代，因此，提高汽车发动机的效 率十分关键。某公司研发了一款新型汽车，其发动机的效率 为40％，某次测试时，在一段近似平直的公路上匀速行驶了 96.6 km，消耗了3 L汽油，求在这段测试过程中：(q汽油＝4.6 ×107 J/kg，ρ汽油＝0.7×103 kg/m3) (1)消耗汽油的质量； 解：汽油的体积V＝3 L＝3×10－3 m3，汽油的质量m＝ρ汽油V ＝0.7×103 kg/m3×3×10－3 m3＝2.1 kg (2)3 L汽油完全燃烧放出的热量； 解：3 L汽油完全燃烧放出的热量Q放＝mq汽油＝2.1 kg×4.6× 107 J/kg＝9.66×107 J (3)该汽车发动机的牵引力。 解：根据η＝×100％可知，汽车发动机输出的有用功W有 ＝ηQ放＝40％×9.66×107 J＝3.864×107 J 匀速行驶时牵引力做的功等于有用功，该汽车发动机的牵引 力F＝＝＝400 N 6.(2025防城港期中)如图是一款无人驾驶汽车，汽车自动驾驶时用 激光测距器来了解周围的交通状况，用北斗卫星导航系统进行定 位和导航。汽车在1 000 N的牵引力作用下，在 一段平直公路上匀速行驶了27 000 m，消耗汽 油2 kg。已知：q汽油＝4.5×107 J/kg，c水＝4.2× 103 J/(kg•℃)。汽车在该路段匀速行驶过程中，求： 第6题图 (1)发动机牵引力做的功； 解：发动机牵引力做的功W＝Fs＝1 000 N×27 000 m＝2.7 ×107 J (2)发动机的热机效率； 解：汽油完全燃烧放出的热量Q放＝q汽油m汽油＝4.5× 107 J/kg×2 kg＝9×107 J 发动机的热机效率η＝×100％＝×100％＝30％ (3)假设发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的 热量的42％，若这些废气带走的能量全部被初温为20 ℃、质 量为200 kg的水吸收，整个过程水未沸腾，求水的末温度。 解：根据题意可知，水吸收的热量Q吸＝42％Q放＝42％×9× 107 J＝3.78×107 J 水升高的温度Δt＝＝＝45 ℃ 则水的末温t＝t0＋Δt＝20 ℃＋45 ℃＝65 ℃ $