专题练习一 热学综合计算&14.4 跨学科实践：制作简易热机模型-【学海风暴】2026-2027学年九年级上册物理同步备课（人教版·新教材·安徽专版）

>》 专题练习一 类型①吸、放热计算 1.科学研究表明，运动员长跑时每千克体重跑 1千米消耗的能量约为1大卡。已知大卡是 医学上常用的热量单位，1大卡=1千卡，1 卡≈4.2焦。 (1)质量为50kg的运动员跑20km消耗的 能量E约为多少焦？ (2)该运动员消耗的能量相当于完全燃烧 0.1m3天然气产生的热量，则天然气的热值 是多少？ 2.明明将一块质量为2kg的金属块放入92℃ 的水中加热足够长时间后，迅速取出放入另 一个装有5L水的绝热容器中，容器中水温 是40℃，放入金属块后水温最终上升到 44℃。〔c水=4.2×103J/(kg·℃)不计热 量损失，求： (1)绝热容器中水的质量。 热学综合计算 -<《 (2)水吸收的热量。 (3)该金属的比热容。 类型2炉子效率的计算 3.(2025苏州)用煤气炉将4kg的水从20℃加热 到70℃，消耗煤气0.05kg。已知煤气的热值 为4.2×10J/kg,水的比热容为4.2×103J/ (kg·℃)。求： (1)水吸收的热量。 (2)煤气完全燃烧放出的热量。 (3)煤气炉加热的效率。 上册第十四章 19△ 4.右图所示的是某折叠卡式炉， 其采用丁烷气体作为燃料。往 水壶装入2L初温为25℃的 水，用卡式炉加热至100℃，消耗了25g丁烷 气体。〔水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)， 丁烷的热值为4.8×10J/kg)求： (1)壶中水的质量。 (2)水吸收的热量。 (3)卡式炉的加热效率。 类型3热机效率的计算 5.（2025一2026淮北期 末)一辆汽车为50km 长的新建大桥进行通 车测试，如右图所示。 汽车总质量为1.5t,以100km/h的速度匀 速通过大桥，受到的阻力是总重力的 0.08倍，全程消耗了4kg的汽油(g取 10N/kg)。汽车通过大桥的过程中，求： (1)发动机牵引力所做的功。 20 九年级物理RJAH版 (2)汽车发动机的效率（汽油的热值q= 4.6×102J/kg,计算结果精确到1%)。 6.某汽车的油箱最多可加40kg汽油，它行驶 时所受阻力的大小与速度的关系如下表。 已知汽车发动机中汽油完全燃烧释放的热 量转化为机械能的效率是30%。汽油的热 值g取4×10J/kg。 速度v/ 10 20 30 40 (m·s1) 阻力f/N0.3×101.2×1022.7×1023.6×102 (1)当汽车以30m/s的速度匀速直线行驶 时，求发动机的输出功率。 (2)油箱中加满汽油，求这些汽油完全燃烧 释放的热量。 (3)油箱中加满汽油，当汽车以30m/s的速 度匀速直线行驶时，求汽车的最长行驶时 间。（结果精确到1s) 第4节 跨学科实践：制作简易热机模型 活动解读 1.核心知识：热机的工作原理、热机工作时的能量转化。 2.学科素养：能够运用科学的方法和逻辑思维来分析热机的工作原理，理解能量守恒定 律；通过制作简易热机模型，提高动手能力和实践技能。 3.活动步骤：项目提出、项目分析、项目实施、展示交流。 实践专项训练 1.右图所示的是17世纪 冷水箱 连杆 析一项目实施一展示交流”的学习流程，研 进 一种原始热机的示意 究了热机原理，收集材料组装了下图所示的 活塞 图，以下是它对外做一 汽轮机模型。 气缸 次功的过程的简要排水阀门 实验时向易拉罐内部注入大约半罐水， 概述： 将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易 锅好 ①燃烧燃料，对锅炉里 拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐 的水加热，产生大量的水蒸气； 放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇 ②高温水蒸气通过锅炉与气缸间的阀门进 叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷 入气缸； 出时，扇叶就转动起来。 ③关闭锅炉与气缸间的阀门，打开冷水箱与 小风扇 中性笔管易拉罐 气缸间的阀门，向气缸内注入冷水； ④气缸内大量的水蒸气液化成水； 酒精灯 ⑤活塞向下运动，对连杆产生巨大的向下的 拉力，从而对外提供动力做功。 (1)汽轮机模型工作过程中的能量转化情况 (1)改变内能的方法有两种，①中通过 为：化学能→ 的方法使水的内能增大。 (2)某团队的同学们在测试过程中，发现扇 (2)④中水蒸气液化，要 热量。 叶不转动，出现这种现象的原因可能是 (3)不计活塞质量，在④和⑤中，气缸内大量 (写出 的水蒸气液化成水，导致气缸内的气压减小， 一条即可)。 在 的作用下，活塞向下运动。 (3)热机发展史也是一部热机效率提高史。 2.(2025山西，有改动)阅读以下短文，回答 在展示交流环节，对如何提高简易汽轮机效 问题。 率，同学们进行了激烈讨论。请你依照“结 制作简易汽轮机模型 构决定功能”的观念，从结构的角度思考，帮 热机对人类文明发展起着重要的推动 助他们提出一个可行性措施： 作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型 的项目团队，制订了“项目提出一项目分 上册第十四章)课外拓展提高 6.0.9 7.25%变式8.4×1051×1020.25 8.C 9.解：(1)汽车通过隧道的平均速度 7=x2400m=20m/3 t120s (2)完全燃烧0.1kg汽油放出的热量 Q=mq=0.1kg×4.6×102J/kg=4.6×105J (3)汽车通过隧道的过程中牵引力做的有用功W= 1.38×105J 汽车通过隧道的过程中发动机的效率 7-Q×100%=-1.38×10 W ×100%=30% 4.6×105J 巴核心素养专练 10.(1)相等不需要(2)温度计升高的示数(3)煤 油(4)小 专题练习一热学综合计算 1.解：(1)1大卡=1千卡=1000×4.2J=4.2×103J 质量为50kg的运动员跑20km消耗的能量 E=50kg×20km×4.2×103J/(kg·km)=4.2× 105J (2)天然气完全燃烧放出的热量Q=E=4.2×105J Q4.2×105J 天然气的热值g=V=0.1m =4.2×10J/m3 2.解：(1)绝热容器中水的体积为V*=5L=5×10-3m 绝热容器中水的质量为m水=P水V水=1.0×103kg/m ×5×10-3m3=5kg (2)水吸收的热量为Q酸=c水m水(1一t本)=4.2X 103J/(kg·℃)×5kgX(44℃-40℃)=8.4×10J (3)不计热量损失，金属块放出的热量Q做=Q顾=8.4 ×10J 该金属的比热容 Q微 8.4×10'J m金1会-i)=2kg×(92℃-44℃)=0.875× C金= 103J/(kg·℃) 3.解：(1)水吸收的热量 Q段=c水m水△1=4.2X103J/(kg·℃)×4kg× (70℃-20℃)=8.4×105J (2)煤气完全燃烧放出的热量Q做=m气q=0.05kg ×4.2×103J/kg=2.1×10J _Q题×100%= (3)煤气炉加热的效率刀一Q .4×105J .1×106J1 100%=40% 4.解：(1)壶中水的质量为 m*=p水V*=1.0X103kg/m3X2X10-3m3=2kg 4 九年级物理RJAH版 (2)水吸收的热量为 Q水=c本m*△水=4.2X103J/(kg·℃)X2kgX (100℃-25℃)=6.3×105J (3)丁烷完全燃烧放出的热量为QT烧=mT烷qr烷= 2.5×10-2kg×4.8×102J/kg=1.2×105J 卡式炉的加热效率为 ×1m%=2×718×10%=625% 刀一Q灯 5.解：(1)因为汽车做匀速直线运动，所以牵引力F=f =0.08G=0.08mg=0.08×1500kg×10N/kg =1200N s=50km=5×101m 牵引力所做的功W=Fs=1200N×5×10'm=6× 102J （②)汽车发动机的效率7。×10%= ×100%= mg 6×10J 4kgX4.6X107J/kgX100%≈33% 6.解：(1)当汽车以30m/s的速度匀速直线行驶时，发动 机牵引力F=f=2.7×102N 发动机的输出功率P= _W_E=Fu=2.7×102NX 30m/s=8.1×103w (2)油箱加满汽油时，汽油的质量m=40kg 汽油的热值g=4×10J/kg 这些汽油完全燃烧释放的热量Q=qm=4×10'J/kg ×40kg=1.6×10°J (3)汽车能做的最多功W=7Q=30%×1.6×10°J= 4.8×108J 汽车的最长行驶时间t= w4.8×108J 8.1X10°W≈59259s 第4节跨学科实践：制作简易热机模型 实践专项训练 1.(1)热传递(2)放出(3)大气压 2.(1)内能机械能(2)笔尖喷出的蒸汽太少（合理即 可)(3)易拉罐上半部分覆盖保温层（合理即可） 章末复习提升 知识网络梳理 ①转化②不变③机械能④压缩⑤mg(或Vg) 易错易混整合 1.做功1800 2.B 巴综合能力拓展 A基础题 1.内B 2.错误水火箭与空气摩擦做功会导致能量损耗