第十四章 内能的利用 专题一 热量、热效率的相关计算-【绿卡初中创新题】2026-2027学年九年级上册物理习题课件(人教版·新教材)

该初中物理课件系统梳理了“内能的利用”单元中热量、热效率的相关计算，通过基础计算、生活实践、科技情境等题型分类，以Q=cmΔt和η=Q吸/Q放公式为核心，串联烧水、燃料燃烧、太阳能、热机等应用场景，帮助学生构建完整的能量计算知识网络。 其亮点在于融入“新情境 生活实践”“先进科技”等题目设计，如卡路里换算、垃圾燃料油利用、无人驾驶公交车能量转化等，培养学生的科学态度与责任，通过分步解题过程（如热效率计算的Q吸、Q放、η推导）提升科学推理能力，分层题目满足不同水平学生需求，助力教师精准把握学情，高效开展单元复习。

2 第十四章　内能的利用 专题一　热量、热效率的相关计算 3 1. （秦皇岛模拟）用煤气灶把初温为20 ℃、质量为2 kg的水加热到70 ℃，水吸收的热量为________J，若煤气燃烧时放出的热量全部被水吸收，则需要完全燃烧________kg的煤气。事实上，将这壶水加热到70 ℃需要的煤气质量更________（选填“多”或“少”）。［q煤气=4.2×107 J/kg，c水=4.2×103 J/（kg·℃）］ 类型1　热量的相关计算 4.2×105 0.01 多 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 4 2.（唐山期中）小丽用相同的电加热器分别对质量均为0.2 kg的水和另一种液体加热，给水加热是通过________的方式使水的内能增加；得到的实验数据如图所示，则水在16 min内吸收的热量为________J，另一种液体的比热容为________J/（kg·℃）。［c水=4.2×103 J/（kg·℃）］ 热传递 2.52×104 2.1×103 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 5 3. （新情境　生活实践）“卡路里”简称“卡”，是热量的另一个单位，常用于营养计量中。“卡”是这样规定的：在标准大气压下，1卡等于1 g水温度升高1 ℃吸收的热量。［c水=4.2×103 J/（kg·℃）］ （1）1卡等于________J。某成年人参加一次长跑，运动中身体消耗的能量约为8.4×106 J，相当于________卡。 （2）若身体消耗的8.4×106 J能量全部以热量的形式被20 kg、25 ℃的水吸收，在标准大气压下，可使水温升高________℃。 4.2 2×106 75 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 6 考向1　“火炉”效率的计算 4.（菏泽中考）将质量为2 kg、初始温度为25 ℃的一壶水加热到100 ℃，水要吸收________J的热量，加热过程需要燃烧0.05 m3的天然气，则天然气燃烧放出热量的________%被水吸收。［天然气的热值取4.2×107 J/m3，c水=4.2×103 J/（kg·℃）］ 6.3×105 30 类型2　热效率的相关计算 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 7 5.（保定期中）合理分类和利用垃圾可以变废为宝，在一定条件下，1 kg垃圾能“榨”出0.17 kg燃料油，若燃料油的热值为4.0×107 J/kg，则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为________J。如果这些热量的42%被水吸收，则可以使________kg的水的温度从20 ℃升高到100 ℃。［c水=4.2×103 J/（kg·℃）］ 6.8×106 8.5 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 8 6. （苏州中考）用煤气炉将4 kg的水从20 ℃加热到70 ℃，消耗煤气0.05 kg。已知煤气的热值为4.2×107 J/kg，水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）。求： （1）水吸收的热量； 解：（1）水吸收的热量Q吸=c水m水（t-t0）=4.2×103 J/（kg·℃）×4 kg×（70 ℃-20 ℃）=8.4×105 J。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 9 （2）煤气完全燃烧放出的热量； （3）煤气炉加热的效率。 解：（2）煤气完全燃烧放出的热量Q放=mq煤气=0.05 kg×4.2×107 J/kg=2.1×106 J。 （3）煤气炉加热的效率η==×100%=40%。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 7.（石家庄模拟）菜油最适宜的烹饪温度在150 ℃至180 ℃之间。用天然气将质量为0.02 kg的菜油从室温20 ℃加热到170 ℃，若天然气完全燃烧释放出的热量有60%被菜油吸收。［c菜油=2.0×103 J/（kg·℃），天然气的热值为4×107 J/m3］求： （1）菜油吸收的热量； 解：（1）菜油吸收的热量Q吸=c菜油m（t-t0）=2.0×103 J/（kg·℃）×0.02 kg×（170 ℃-20 ℃）=6 000 J。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 11 （2）此过程中燃烧的天然气体积。 解：（2）由η=可得，天然气放出的热量Q放=== 1×104 J；由Q放=Vq得，天然气的体积V=== 2.5×10-4 m3。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 12 8. 某款太阳能热水器平均每小时接收4.2×106 J的太阳能。在5 h的有效照射时间内，使热水器中100 kg、初温为20 ℃的水温度升高到60 ℃。求该过程中：［c水=4.2×103 J/（kg·℃），q煤=3.0×107 J/kg］ （1）水吸收的热量； 解：（1）热水器中的水吸收的热量Q吸=c水m水（t-t0）=4.2×103 J/（kg·℃）×100 kg×（60 ℃-20 ℃）=1.68×107 J。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 （2）太阳能热水器的效率； （3）若改用热效率为40%的煤炉达到同样的烧水效果，需要燃烧煤的质量。 解：（2）热水器5 h内接收到的太阳能E=4.2×106 J/h×5 h=2.1×107 J；热水器的效率η==×100%=80%。 （3）由η=可知，煤完全燃烧放出的热量Q放===4.2×107 J；由Q放=mq可知，需要燃烧煤的质量m煤===1.4 kg。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 14 考向2　“热机”效率的计算 9.（南充中考）某单缸四冲程汽油机，飞轮每分钟转3 000转，则每秒对外做功________次，每次对外做功115 J，该汽油机的效率为25%，连续工作1 h需消耗汽油________kg。（q汽油=4.6×107 J/kg） 25 0.9 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 15 10. （石家庄模拟）已知汽油的热值是4.6×107 J/kg，3 kg汽油完全燃烧，放出热量________J，若某汽车发动机的效率是20%，消耗3 kg汽油使该汽车在水平路面上匀速行驶了40 km，则该汽车发动机的牵引力为________N。 1.38×108 690 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 16 11.（新题型　图表信息题）我国一款拥有自主知识产权的汽车在水平路面测试，测试报告如下表所示。已知汽油的热值q=4.6×107 J/kg，汽油的密度为0.75×103 kg/m3。求该汽车在本次测试过程中： 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 17 （1）汽油完全燃烧放出的热量； 解：（1）由ρ=可得，消耗汽油的质量m=ρV=0.75×103 kg/m3×8×10-3 m3=6 kg，汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq=6 kg×4.6×107 J/kg=2.76×108 J。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 18 （2）发动机所做的有用功； （3）发动机的效率。 解：（2）由v=可得，汽车行驶的时间t===0.25 h=900 s，由P=可得，发动机所做的有用功W=Pt=92×103 W×900 s=8.28×107 J。 （3）发动机的效率η==×100%=30%。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 12.（新情境　先进科技） 如图所示，一辆无人驾驶智能公交车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶一段距离时，消耗汽油2 kg，该汽油机的效率为30%，在这段行驶过程中受到的平均阻力为103 N。［q汽油=4.5×107 J/kg，c水=4.2×103 J/（kg·℃）］ （1）若其行驶的速度为20 m/s，求该公交车发动机此时的功率。 解：（1）根据二力平衡的条件可知，牵引力F=f=103 N；该公交车发动机此时的功率P===Fv=103 N×20 m/s=2×104 W。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 20 （2）消耗2 kg汽油，有多少能量被发动机转化为有用功？ 解：（2）2 kg汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq汽油=2 kg×4.5×107 J/kg=9×107 J，转化成的有用功W=ηQ放=30%×9×107 J=2.7×107 J。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 21 （3）假设该公交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的热量的42%，若这些废气带走的能量全部被质量为200 kg的水吸收，求水升高的温度。（水未沸腾） 解：（3）水吸收的热量Q吸=Q废气=42%Q放=42%×9×107 J=3.78×107 J，由Q吸=cmΔt得，水升高的温度Δt===45 ℃。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 22 23 $