14.3 热量、热机的效率的综合计算 2026-2027学年人教版九年级物理全一册

**基本信息** 聚焦热量与热效率综合计算，按炉具、热机两类场景分类训练，注重实际应用与公式综合运用。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |炉具类|3题|结合天然气灶、煤炉、热水器等生活炉具，考查水吸热量、燃料放热量及效率计算|以Q吸=cmΔt、Q放=mq/Vq为基础，推导效率公式η=Q吸/Q放，体现能量观念与科学推理| |热机类|5题|涉及大巴车、机械狗等热机，结合力学功与功率，考查能量转化效率及变式应用|通过W=Pt/Fs关联热机有用功，构建η=W有/Q放逻辑链，强化科学思维中的模型建构|

热量、热效率的综合计算 类型 1 炉具类 1.[2026 山东德州期中] 小华家里用的是天然气灶，他尝试估测该灶的加热效率，小华在水壶中加入 5 L 水，水的初温是，然后用天然气灶将水烧开，消耗天然气，，，，当地大气压为标准大气压。求： (1) 水吸收的热量； (2) 天然气完全燃烧放出的热量； (3) 天然气灶的加热效率。 2.[2026 山东青岛期中] 如图甲所示为常见的普通煤炉，通过燃烧煤对壶中的水进行加热。壶中装有质量为 4 kg，温度为的水，给壶中的水加热过程中，同时绘制了如图乙所示的水温随时间变化的图像。已知，求： (1) 加热 6 min，壶中的水吸收的热量； (2) 已知甲图煤炉烧水效率为 30%，若用甲图煤炉给壶中的水加热 6 min，完全燃烧了 112 g 煤，煤的热值； (3) 为提高煤炉效率，有人设计了双加热煤炉，如图丙所示，在炉壁的夹层中也加入水，在给壶中水加热的同时，也给炉壁夹层中的水加热。若用此炉子加热原来壶中的水，在完全燃烧 112 g 煤的情况下，壶中的水由升高到，炉壁夹层中 5 kg 的水从升高到，改进后丙图煤炉的烧水效率。 3.[2026 广东广州期中] 某燃气热水器的技术参数如表所示，“额定耗气量” 的含义是：热水器正常工作 1 h 消耗的燃气体积。某次洗浴，燃气热水器以额定耗气量正常工作 1 h，将质量为 400 kg 的水的温度升高。，求： (1) 该过程中水吸收的热量； (2) 若该过程燃气完全燃烧，放出的热量； (3) 能效等级是根据热效率来划分的，其中三级能效的热效率，二级能效的热效率，一级能效的热效率。请根据计算判断该燃气热水器属于哪一级能效。（热效率结果百分号前保留整数） 类型 2 热机类 4.[2026 江苏无锡期中] 某氢燃料大巴车以 105 kW 的恒定功率匀速直线行驶 400 s，消耗氢燃料 600 g。已知，，求： (1) 质量为 600 g 的氢燃料完全燃烧放出的热量； (2) 若这些热量的 50% 被质量为 200 kg、温度为的水吸收，能使水升高的温度； (3) 该段时间内，氢燃料大巴车的能量转化效率。 5.[2026 江苏宿迁期中] 如图所示是我国自主研制的机械狗，它是基于仿生学的四腿仿生机器人，在救援、安防、物流等方面有着重要的作用。某型号机械狗在水平路面上可以实现负重 40 kg，10 min 移动 1.2 km。机械狗的运动利用液压系统，为其提供动力的是 Cat C9 燃油发动机。求： (1) 为使用安全，机械狗的液压系统的液压油温度不能高于，4 kg 的液压油温度由升高到需要吸收的热量，该液压油的比热容c； (2) 机械狗使用发动机消耗 12 kg 的燃油能提供的有用功，该发动机的效率（燃油的热值为）； (3) 若一台该型号机械狗的燃油发动机正常使用，月平均消耗燃油 64 kg，如果将发动机效率提高 2%，一个月能节约燃油的质量。 6.[2026 河北保定期中] 一辆无人驾驶汽车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离后，消耗汽油 4 kg。汽油机的效率为 36%，匀速直线行驶过程中受到的阻力为 900 N。汽油的热值为，水的比热容为，在这段运动过程中，求： (1) 汽油完全燃烧放出的热量； (2) 发动机做的有用功；通过的路程； (3) 假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出热量的 42%，标准大气压下，这些废气的能量全部被初温，质量 200 kg 的水吸收，水的最终温度。 7.[2026 黑龙江大庆月考] 一款远程无人驾驶清扫车，自动驾驶时使用雷达传感器以及激光测距器来了解周围的交通状况，该款车以 10 m/s 的速度在一段平直的公路上匀速行驶 3 km，消耗汽油 0.3 kg。已知清扫车行驶过程中的牵引力为 1 350 N，汽油的热值为，求： (1) 行驶过程中清扫车牵引力做的功； (2) 0.3 kg 汽油完全燃烧放出的热量； (3) 在此过程中清扫车的热机效率。 8.「2026 山东潍坊期中」油电混合动力汽车是指同时装备有两种动力源 (热动力源和电动力源) 的汽车。当某油电混合动力汽车高速行驶或蓄电池电量过低时，汽油机就会启动，带动发电机给蓄电池充电，蓄电池向驱动电机输送能量驱动汽车前进，其工作原理如图所示。在某次测试中，该车以 80 km/h 的速度水平匀速直线行驶了 60 min，消耗 5 kg 汽油，该过程中汽车所受阻力恒为 1 000 N。已知该汽油机的效率为 40%，汽油的热值为，求该测试过程中： (1) 燃料完全燃烧释放的热量； (2) 汽车克服阻力做的功； (3) 蓄电池增加的电能 (忽略充电、供电过程中的能量损失)。 答案解析 1. 解析 （1）水的质量；标准大气压下，水的沸点为，即水的末温，则水吸收的热量。 （2）根据知，天然气完全燃烧放出的热量。 （3）根据知，天然气灶的加热效率。 2. 解析 （1）加热 6 min，壶中的水吸收的热量。 （2）根据可得，煤完全燃烧放出的热量，所以煤的热值为。 （3）改进后丙图双加热煤炉还可额外把炉壁夹层中 5 kg 水从加热至，则炉壁夹层中水吸收的热量，壶内水吸收的热量，则双加热煤炉中水吸收的总热量，112 g 煤完全燃烧放出的总热量，则改进后双加热煤炉的烧水效率。 3. 解析 （1）根据知，水吸收的热量为。 （2）燃气完全燃烧放出的热量。 （3）燃气热水器的热效率，，属于二级能效。 4. 解析 （1）氢燃料完全燃烧放出的热量为。 （2）水吸收的热量为，水升高的温度为。 （3）大巴车行驶过程中做的有用功为，大巴车的能量转化效率为。 5. 解析 （1）液压油的比热容。 （2）燃油完全燃烧放出的总热量，发动机的效率。 （3）效率提高后，发动机的新效率，设发动机每月做的有用功为，有用功在效率提高前后保持不变；原来每月消耗燃油的质量为 64 kg，设效率提高后每月消耗燃油的质量为，根据，则，，，解得，一个月节约的燃油质量。 6. 解析 （1）汽油完全燃烧放出的热量。 （2）发动机做的有用功，汽车匀速直线行驶时牵引力等于阻力，即，则通过的路程。 （3）废气带走的热量，水升高的温度，则水的末温， 因标准大气压下水的沸点为，故水的最终温度为。 7. 解析（1）行驶过程中清扫车牵引力做的功；（2）0.3 kg 汽油完全燃烧放出的热量；（3）清扫车的热机效率。 8. 解析 （1）这些燃料完全燃烧释放的热量为。（2）汽车行驶的路程为，该过程中汽车所受阻力恒为 1 000 N，则汽车克服阻力做的功为。（3）汽油机输出的有用能量为，则此过程中蓄电池增加的电能为。 学科网（北京）股份有限公司 $