专题二 热量的相关计算-【学海风暴】2026-2027学年九年级上册物理同步备课（沪粤版·新教材）

专题二热量的相关计算 (《 考向①纯热学计算 3.(2025苏州)用煤气炉将4kg的水从20℃加 1.“淬火”是金属热处理工艺之一，即把金属制 热到70℃，消耗煤气0.05kg。已知煤气的 品加热到一定温度后放在水、油或空气中迅 热值为4.2×10？J/kg,水的比热容为4.2× 速冷却，以提高金属的硬度和强度。现将一 103J/(kg·℃)。求： 块质量为20g的铁制品加热到820℃，将它 (1)水吸收的热量。 投入某种液体中，该液体的初温是10℃，质量 (2)煤气完全燃烧放出的热量。 是368g,铁制品和液体的温度达到20℃后不 (3)煤气炉加热的效率。 再变化。不考虑周围环境的影响和热损失， 铁的比热容为0.46×103J/(kg·℃)。求： (1)铁制品放出的热量。 (2)该液体的比热容。 4.小红在实验室利用电加热器加热，完成了冰的 熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化 的关系图像（如下图所示）。实验时，冰的质量 为0.5kg,相同时间内水和冰吸收的热量相 2.(2025一2026抚州期末)氢燃料被认为是目 同，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。求： 前最理想的能源。据报道，我国多个城市已 ↑温度℃ 10 B 经开始氢燃料新能源公交车的推广和使用。 /510152025时间/mim 已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，氢 -10 的热值为1.4×108J/kg (1)CD段水吸收的热量。 (1)求质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出 的热量。 (2)若这些热量全部被质量为200kg,温度 为30℃的水吸收，求水升高的温度。 (2)在CE段，水吸收了6.3×104J的热量 后，水升高的温度。 42 九年级物理HY版 (3)冰的比热容。 (3)汽车发动机的效率。 6.(2025一2026九江湖口检 测)右图所示的是一款最新 (4)冰在熔化过程中吸收的热量。 的无人驾驶汽车原型图。该 款车以某速度在一段平直的公路上匀速行 驶了一段距离时，消耗汽油1kg。已知汽油 机的效率为30%，汽油的热值为4.5× 考向②热力综合计算 10J/kg,c*=4.2×103J/(kg·℃)。 5.热点素材为响应国家“低碳环保节能减排” (1)1kg汽油完全燃烧放出的热量是多少？ 的号召，某市新上线一批以天然气为燃料的新 (2)假设该汽车在这次行驶过程中，发动机 型公交汽车，其参数如下图所示。某次行驶过 排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放 程中，汽车搭载人员及物品共3000kg,所受阻 出热量的42%，若这些废气带走的能量全部 力为总重力的0.01倍。汽车40s内在水平 被质量为100kg的水吸收，水升高的温度是 路面上匀速直线行驶400m,共消耗天然气 多少？（水未沸腾） 0.025kg(天然气完全燃烧，其热值为6.4× (3)如果汽油机的效率不变，汽车做匀速运 10J/kg,g取10N/kg)。针对此次行驶过 动时受到的阻力为900N,则消耗1kg汽 程，求： 油，汽车通过的路程是多少？ 长度：12m 高度：3.2m 汽车质量：13000kg 核载人数：75人 最大功率：180kW 最高速度：70km/h 轮胎与地面总接触面积：0.4m (1)汽车对地面的压强。 (2)汽车的功率。 上册第十二章 43小于b物质的比热容，而水的比热容最大，所以b对应 的物质是水；加热5min,水的温度由20℃升高到 40℃，a物质的温度由20℃升高到60℃，由于加热时 间相同，所以它们吸收的热量相同，即Q。暖=Q倾三 c水m本(t*-t0*)=4.2×103J/(kg·℃)×0.3kgX (40℃-20℃)=2.52×10J:另一种物质的比热容 Q吸 2.52×10J 6.=m..-1)=0.3kgX(60C-20C)=2.1× 103J/(kg·℃)，由表格数据可知，此物质为煤油。 12.4热机与社会发展 ②课内基础闯关 1.做功内能2.运动状态做功3.C 4.有用功25%2.15×10？【解析】热机效率是指热 机工作时，用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃 烧放出的能量之比。2kg柴油完全燃烧时放出的热 量Qt=mg=2kg×4.3×10J/kg=8.6×10J,故这 台柴油机工作时做的有用功W有用=7Q数=25%× 8.6×103J=2.15×10J。 5.D D课外拓展提高 1.降低内乙【解析】蒸汽推动活塞做功，是蒸汽的 内能转化为活塞的机械能，蒸汽的内能减少，温度降 低。由图乙、丙可知，两个冲程中两气门都关闭，乙中 火花塞点火，活塞下行，是做功冲程，其将内能转化为 机械能：丙中火花塞未点火，活塞上行，是压缩冲程， 其将机械能转化为内能。因此与蒸汽弹射装置工作 时能量转化形式相同的是乙。 2.0.625【解析】汽车行驶的路程s=l=20m/s× 500s=10m=10km,因百公里的油耗为6L,则行驶 10km消耗汽油的体积V=1O0km> -×10km=0.6L: 0.6L汽油完全燃烧放出的热量Q做=Vg=0.6L× 3.3×10J/L=1.98×10J,汽车在行驶过程中做的 有用功W有用=Fs=fs=495NX10m=4.95×10J, _V有题×100%= 则汽油机的效率习=Q 4.95×10°J .98X10j× 100%=25%。 3.A【解析】四冲程内燃机一个工作循环，活塞往复两 次，飞轮转动两周，完成四个冲程，对外做功一次。当 飞轮的转速为2400r/min时，它在1min内完成4800 个冲程，对外做功1200次，所以此汽油机1s内完成 80个冲程，对外做功20次。 变式压缩3000 4.AD 5.解：(1)汽车通过隧道的平均速度 0=三-2400m=20m/s t120s (2)完全燃烧0.1kg汽油放出的热量 Q=qm=4.6×102J/kg×0.1kg=4.6×10J (3)汽车通过隧道的过程中牵引力做的有用功W= 1.38×10J W 汽车通过隧道的过程中发动机的效率？一QX100% 1.38×10°J 100%=30% 4.6×105J 九年级物理HY版 ②核心素养提升 1.61×105机械3.5×10-3【解析】汽油机中燃料 完全燃烧放出的热量等于损失的能量和有用的机械 能之和，燃料完全燃烧放出的热量Q做=W颗失十W有用 =1.2×105J+4.1×10J=1.61×103J,则消耗汽油 的质量m=Qk=1.61X10J Γq-4.6×10J/kg =3.5×10-3kg。 阶段训练（二） 1.热传递扩散2.减小热传递 3.做功机械 4.晶体> 变式A【解析】由题可知，当质量m和吸收热量Q相 同时，液体a升高的温度为液体b的一半，根据公式c =Q可知，液体a的比热容是液体6的2倍，则c。 m△t开 Cbo 5.D6.C7.D8.C 9.AB【解析】根据图甲可知，两个气门关闭、活塞上行， 为压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，机械能转化 为内能，气体的温度升高，故A正确。热机效率是指 有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值， 由图可知，输出有用功所占比例为100%一36% 30%一6%=28%，即该汽油机的效率为28%，故B正 确。热值是燃料本身的一种特性，只由燃料本身决 定，和燃料的质量、放出热量的多少、燃烧是否充分 温度高低无关，故C错误。冬天利用尾气中的余热给 车内供暖，该举措可以提高能量的利用效率，但不能 提高汽油机的效率，故D错误。 10.(1)水和煤油的质量不相等(2)加热时间(3)水 (4)2.1×103 专题二热量的相关计算 1.解：(1)铁制品放出的热量 Q数=c铁m:△1铁=0.46×103J/(kg·℃)×20× 10-3kg×(820℃-20℃)=7360J (2)不考虑周围环境的影响和热损失，液体吸收的热 量Q魔=Q做=7360J 由Q限=c△t可知，该液体的比热容 Q级 7360J m维△度368X10-9kg×(20℃-10℃)=2× C液= 103J/(kg·℃) 2.解：(1)0.3kg氢燃料完全燃烧放出的热量 Q枚=mq=0.3kg×1.4×108J/kg=4.2×10J (2)这些热量全部被水吸收，则Q=Q,=4.2×10?J 水升高的温度 Q吸 4.2×102J △1= =50℃ c*m*4.2×103J/(kg·℃)×200kg 3.解：(1)水吸收的热量Q限=cm△1=c本m水(t一t。)= 4.2×103J/(kg·℃)×4kg×(70℃-20℃)=8.4× 105J (2)煤气完全燃烧放出的热量Q做=mq气=0.05kg× 4.2×10J/kg=2.1×10J (3)煤气炉的效率？= 8×100%=84X101 Q 2.1X10j× 100%=40% 4.解：(1)CD段水吸收的热量 Q东服=c水m水(t水-to水)=4.2X103J/(kg·℃)X 0.5kg×(10℃-0℃)=2.1×10'J (2)在CE段，水升高的温度 6.3×10°J 64.2x107kg·0X0.5e300 (3)AB段（冰）的加热时间是CD段（水）的一半，所以 1 AB段，即冰吸收的热量Qk膜=2Qk膜=2X2.1× 10J=1.05×10J 冰升高的温度△1冰=0℃-（一10℃）=10℃ 则冰的比热容c*=Q题=1.05×10」 m*△1球0.5kgX10元=2.1X 103J/(kg·℃) (4)由图可知，冰的熔化过程持续了10min,水在CD 段加热的时间也是10min,所以冰在熔化过程中吸收 的热量Q=Q本段=2.1×10J 5.解：(1)汽车对地面的压力 F=Ga=meg=(13000kg+3000kg)×10N/kg= 1.6×105N 汽车对地面的压强 -5-8g =4×105Pa (2)汽车的牵引力 F'=f=0.01G。=0.01×1.6×105N=1600N 汽车的牵引力做功 W=F's=1600N×400m=6.4×103J 汽车的功率P=W-6.4X10】-1.6X10W t 40s (3)天然气完全燃烧放出的热量 Qt=mg=0.025kg×6.4×10J/kg=1.6×10J 汽车发动机的效率 10%=6 W 1一Q胶 ×100%=40% 6.解：(1)1kg汽油完全燃烧放出的热量Q做=mq=1kg ×4.5×102J/kg=4.5×10J (2)水吸收的热量Q限=7Q做=42%×4.5×10'J= 1.89×102J 由Q=c水m△：得，水升高的温度A1=QL= c求n 1.89×102J 4.2X10J/kg·℃)X100kg=45℃ (3)汽车做匀速运动时，牵引力等于其所受到的阻力， 即F=f=900N 汽车做的有用功W=:Q微=30%×4.5×10J= 1.35×10J 汽车通过的路程s= W1.35×10J 900N =1.5×10m= 15 km 本章培优方案 巴教材图片在线 ①做功②热传递③比热容大④多⑤做功 ⑥内⑦机械⑧惯性 巴A层基础训练 1.做功比热容 2.3530【解析】干木柴的质量m本= Q q干木柴 4.2×105J 1.2×107J/kg =3.5×10-2kg=35g。水吸收的热量 Q殿=7Q=50%×4.2×103J=2.1×105J,水升高的温 Q吸 2.1×105J 度△1=mg4.2x10j70kg,0)X5g =10℃， 则水的末温t=t。十△1升=20℃+10℃=30℃。 3.D4.B 5.ABD【解析】水的比热容较大，由Q=cm△t可知，质 量相同的情况下，吸收或放出相同的热量，水会比其 他物质温度变化得少，因此生物体内水的比例高，有 助于调节自身的温度，A正确。水银的比热容较小， 由Q=cm△t可知，质量相同的情况下，吸收或放出相 同的热量，水银会比其他物质温度变化得多，因此制 作体温计常用水银做测温液体，液柱变化更灵敏，B正 确。用0℃的冰冷却食品，冰吸收热量首先熔化成 0℃的水，比用0℃的水直接冷却物体多了一个冰熔 化吸热的过程，所以要使物体冷却，用冰的效果会好 些，C错误。因为水比沙石的比热容大，在吸收和放 出相同的热量时，水的温度变化值更小，沙石的温度 变化值更大，所以长江水系大大减弱了经过城区的 “热岛效应”，D正确。 6.解：(1)水吸收的热量Q段=c水m本△1=4.2×103J/ (kg·℃)×0.5kg×(100℃-20℃)=1.68×105J (2)丁烷完全燃烧放出的热量Q=mq=5×10-3kg ×6×102J/kg=3×105J (8)卡式炉的热效率7-8×100%=00× 3×10J 100%=56% 巴B层提升训练 1.做功热传递 2.200.72【解析】飞轮每分钟转2400转，则每秒钟 转40转，单缸四冲程汽油机每两转对外做功一次，则 该汽油机每秒对外做功20次；每次对外做功115J,则 每秒对外做的功W=20×115J=2300J,1小时对外 做的功W′=3600×2300J=8.28×10J。汽油机的 效率为25%，则汽油完全燃烧放出的热量Q。-” 8.28×10」=3.312×10'J,消耗汽油的质量m= Q 25% 我油 3.312×103J 4.6×10J/kg =0.72kg。 3.C 4.CD【解析】锅中的水在沸腾过程中吸收热量而汽化， 温度保持不变，质量减少，内能减少，A错误。热量是 一个过程量，不能说物体含有热量，也不能说物体热 量的多少，B错误。粉蒸肉逐渐变凉时，其温度降低， 内能会减少，C正确。蒸粉蒸肉时，粉蒸肉的温度升 高，其内能增多，D正确。 5.解：(1)热值 (2)如果上述油炸食品100g产生的能量全部被水吸 收，即水吸收的热量为1260kJ,由Q=cm△t可知，水 上册详解详析 9△