第十二章 内能及其应用 热点题型专练（计算题30道）2026-2027学年九年级物理上册北师大版北京版

**基本信息** 聚焦内能计算核心，通过30道计算题构建“概念-公式-应用”逻辑链，强化物理观念与科学推理。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础热量计算|10题（如1、13、20）|单一应用Q=cmΔt|从比热容概念出发，掌握温度变化与吸放热关系| |燃料放热与效率|15题（如2、3、6）|结合Q=mq/Vq与η=Q吸/Q放|建立燃料能量转化模型，理解效率实际意义| |综合应用|5题（如10、22、29）|融入密度、功率等跨知识点|拓展至生活场景，提升科学思维与问题解决能力|

第12章 内能及其应用（计算题30道） 1．小丽帮奶奶煮汤圆，往锅里倒入了质量为、温度为20℃的冷水。用燃气灶加热后，水温上升到70℃时开始下汤圆。已知水的比热容为，求这些水吸收的热量是多少？ 2．安全、清洁、方便的太阳能越来越受到人们的重视和广泛利用。一太阳能热水器内装有250L、温度为10℃的水，在阳光照射一段时间后，水温升高到80℃。[c水=4.2×103J/（kg·℃）] (1)水的质量为多少？ (2)水吸收的热量是多少？ (3)这些能量相当于完全燃烧多少千克干木柴放出的热量？（q干木柴=2.1×107J/kg） 3．用天然气热水器加热水，将40kg水从25℃加热到45℃，完全燃烧0.5kg天然气。已知天然气的热值为，水的比热容为。试求： (1)此过程中水吸收的热量是多少？ (2)0.5kg天然气完全燃烧放出的热量是多少？ (3)该热水器加热这些水的效率是多少？ 4．求质量为0.1千克的液态氢完全燃烧放出的热量。[] 5．某品牌空气加热器采用丙烷作为燃料，将空气从加热到，消耗了丙烷燃料【空气的比热容为，丙烷的热值为】求： (1)空气吸收的热量； (2)丙烷完全燃烧放出的热量； (3)空气加热器的加热效率。 6．如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。向水壶中装入2500g初温为20℃的水，用卡式炉将壶中的水烧开，消耗了20g丁烷气体[水的比热容为，丁烷的热值为，当地气压为标准大气压]。求： (1)将水烧开时水吸收的热量。 (2)20g丁烷气体完全燃烧放出的热量。 (3)本次烧水过程中卡式炉的加热效率。 7．为了给学生及时供应沸水，保障学生身体健康，某学校新购置了锅炉。在1个标准大气压下，用锅炉将100L初始温度是25℃的水加热到沸腾，以达到杀菌的作用。锅炉需要用时5分钟，完全燃烧3kg的无烟煤。已知：水的密度ρ=1×103kg/m3，水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)，无烟煤的热值q=3.4×107J/kg。求： (1)锅炉内水的质量； (2)锅炉内100L水吸收的热量； (3)3kg无烟煤完全燃烧放出的热量； (4)此锅炉的效率。（小数点后保留1位有效数字） 8．某氢燃料大巴车效率为50%，以140kW的恒定功率匀速行驶300s，求：[，] (1)需要完全燃烧氢燃料多少kg； (2)若氢燃料完全燃烧放出的热量的50%被质量为400kg、温度为15℃的水（1个标准大气压）吸收，能使水的温度升高到多少℃? 9．某品牌天然气热水器，铭牌上标有热水产率“”，即开始加热后每分钟有的热水流出。若流进热水器的水初温为15℃，流出的热水温度为45℃，小明洗一次澡用了，燃气表上的示数变化，已知，；。请完成以下问题： (1)每分钟从热水器内流过的水吸收的热量为多少？ (2)小明洗一次澡消耗的天然气完全燃烧放出的热量为多少？ (3)本次洗澡加热过程中热水器的加热效率为多少？ 10．一辆质量2t的汽车，在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动，经15s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动25s后关闭发动机，滑行100m停下，此过程一共消耗汽油0.32kg。其v-t图像如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，汽油的热值为 求： (1)整个过程中发动机做的功； (2)汽车的最大速度vm； (3)全程中汽车的发动机效率.（百分号前保留一位小数） 11．天然气是一种清洁能源，“西气东输”实现后，很多家用煤气灶改用更加环保的天然气作为燃料。现将一壶质量为1kg、初温为20℃的水加热到100℃，需要完全燃烧的天然气。已知水的比热容为，天然气的热值为，求此过程中： (1)水吸收的热量； (2)完全燃烧的天然气放出的热量； (3)该燃气灶的效率。（百分比取整数） 12．一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4kg。汽油机的效率为30%，匀速行驶过程中受到的阻力为900N，在这段运动过程中，[汽油的热值为，水的比热容为]问： (1)汽油完全燃烧放出的热量是多少？ (2)发动机做的有用功是多少？通过的路程是多少？ (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%，一个标准大气压下，这些废气的能量全部被初温20℃，质量200kg的水吸收，水的最终温度是多少？ 13．淬火是金属热处理工艺之一，把金属制品加热到一定温度后放在水、油或空气中迅速冷却，以提高金属的硬度和强度。现将一质量为1.5kg的金属块加热到420℃，然后放在室温为20℃的空气中自然冷却，求：[已知金属块的比热容为，水的比热容为] (1)金属块在冷却过程中放出的热量； (2)若把这些热量全部用于给35℃、1kg的水加热，在标准大气压下水升高的温度。 14．小桦家新装的天然气热水器如图所示，国家规定能效等级为2级的热水器，其热效率不低于88%。小桦想通过洗澡来估测这款天然气热水器的2级能效等级是否达标，将燃气热水器的温度设定在40℃（即水从热水器流出的温度），洗澡用时15min，洗澡前后查看燃气表上显示的余气量分别为和，已知进入热水器的冷水温度为5℃，洗澡时花洒出水量为5kg/min。求：[，天然气的热值] (1)小桦洗澡消耗的天然气完全燃烧放出的热量； (2)小桦洗一次澡的过程中，洗澡水吸收的总热量； (3)通过计算判定该款热水器的2级能效等级是否达标。 15．某同学随家人户外露营时用酒精炉给4kg的水加热，同时他绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在4min内完全燃烧了0.28kg的酒精，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），酒精的热值约为3×107J/kg。求： (1)酒精完全燃烧产生的热量； (2)经过4min时间加热，水所吸收的热量； (3)酒精炉烧水时的热效率； 16．近些年我国有许多氢燃料新能源公交车投放使用。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源。已知，氢燃料的热值，求： (1)质量为300g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15℃的水吸收，水升高后的温度； (3)某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶了2.5min，刚好燃烧300g的氢燃料，则这辆氢能源公交车的效率是多少? 17．某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。则：[，] (1)锅炉内200kg的水吸收的热量是多少？ (2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？ (3)此锅炉的效率是多少？（结果保留到小数点后两位） 18．黑龙江省地大物博，旅游资源丰富。暑假期间小超一家从同江自驾前往七台河旅行，驾车前往大约需要4h。若汽车发动机全程的平均有用功率为25kW，（汽油的热值q取4.5×107J/kg） (1)求全程汽车所做的有用功； (2)汽车全程消耗汽油20kg，求汽油完全燃烧放出的热量Q放； (3)求汽车发动机的效率。 19．某氢燃料汽车在一平直路段测试时，以的速度匀速行驶了，在此过程中共消耗的氢燃料，若行驶过程中汽车受到的阻力为。求此过程中： (1)汽车行驶的时间； (2)汽车牵引力所做的功； (3)氢燃料用于维持汽车匀速行驶的效率。（氢的热值） 20．由于天气寒冷，吃早饭时妈妈用热水给小明加热瓶装牛奶。如图所示，热水的质量为，初温为；牛奶的质量为，初温为。最终水和牛奶的温度为50℃。不计热量损失，忽略牛奶瓶质量，，求： (1)这个过程中热水放出的热量； (2)牛奶的比热容。 21．我国自主研制的新型战斗机，具备电磁隐身，超音速巡航、超机动性、超视距攻击等优异性能。近期飞机装备了最新的WS-15涡扇航空发动机，使得其机械性能“如虎添翼”，大幅提升，最大飞行高度超20000m，最大航行速度高达2.2马赫（约）。若在执行某次巡航任务中，该飞机以的速度沿直线匀速飞行1h，消耗6t航空燃油，已知航空燃油的热值为，求： 速度 100 200 300 400 500 阻力 (1)6t航空燃油完全燃烧释放的热量； (2)此次巡航时飞机的发动机做的有用功； (3)WS-15涡扇发动机此次巡航的热机效率。 22．图所示是我国自主研发的无侦-10无人机，具备全球唯一的专业电子战能力，最大起飞质量3.6t，最大航程4000km，水平飞行过程中所受的阻力与速度的关系如表所示。当它以最大起飞质量静止在地面上时，轮胎与地面的总接触面积约为。 速度/ 100 150 200 300 阻力/N 500 1125 2000 4500 (1)某次该无人机进行水平飞行测试时，所受的阻力恒为4500N，其飞行10min通过的路程是多少； (2)该无人机以200m/s的速度水平匀速飞行时，发动机的输出功率是多少； (3)该无人机最大载油量为1t，若在油箱中加满燃油（假设燃料完全燃烧），并以200m/s的速度水平飞行达到它的最大航程，该机发动机的效率至少为多大（，取10N/kg） 23．现代家庭装修中浴室大多用燃气热水器提供热水。小芳家安装了燃气热水器。已知水进入热水器前的温度是10℃，洗澡时热水器输出热水的温度设定为40℃；如果小芳洗一次澡用热水60kg。求：（水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为4×107J/m3） (1)水从热水器中吸收热量多少焦耳？ (2)若天然气完全燃烧释放热量的70%被水吸收，需要消耗多少m3的天然气？ 24．某学校组织九年级志愿者到敬老院参加公益活动，小红想给老人倒一盆的洗脚水泡脚，她先往盆里倒入1.5L，的冷水，然后再加入的热水混合，不考虑混合过程中的热量散失。已知水的密度为，比热容为。求： (1)盆里冷水吸收的热量； (2)需要热水的质量。 25．一容器内装有质量为40kg、温度为20℃的冷水，用某热水器将其加热至70℃，过程中消耗天然气的体积为0.6m3，已知天然气的热值为2.8×107J/m3，水的比热容4.2×103J/（kg•℃）。求： (1)这次加热过程中，水吸收的热量； (2)天然气完全燃烧放出的热量； (3)该热水器天然气的使用效率。 26．广西多地推广“乡村振兴便民班车”，助力城乡物资流通。已知某款柴油便民班车在平直公路上匀速行驶时，牵引力恒为800N，发动机额定功率为；柴油热值为，发动机冷却液比热容为。求： (1)该车以额定功率在水平路面匀速行驶10min，发动机做的有用功； (2)行驶时，质量为20kg的冷却液温度从25℃升高到75℃，冷却液吸收的热量； (3)若该车以相同牵引力匀速行驶100km，消耗5kg柴油，此过程中柴油完全燃烧放出的热量及发动机的热效率。 27．在“探究水的沸腾”实验中，用酒精灯给水进行加热，完全燃烧了5.6g酒精，则： (1)酒精完全燃烧放出了多少J热量？ (2)若这些热量的30%被150g、25℃的水吸收，则水升高的温度是多少℃？（已知酒精的热值为3.0×107J/kg，环境为一个标准大气压） 28．一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4kg。汽油机的效率为30%，匀速行驶过程中受到的阻力为900N，在这段运动过程中，[汽油的热值为，水的比热容为]求： (1)汽油完全燃烧放出的热量。 (2)发动机做的有用功。 (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%，一个标准大气压下，这些废气的能量全部被初温20℃，质量200kg的水吸收，求水的最终温度。 29．燃气壁挂炉是燃烧天然气提供家居生活用热水的用具。沐浴时，打开热水水龙头后，刚开始出来的是热水管道中的冷水，等冷水放完后才出热水。有个小发明解决了这一困扰—回水器。小明家新购置了一台带回水器且热效率为90％的燃气壁挂炉。如图所示，回水器内部的主要部件是一个水泵。在淋浴水龙头下端安装一个单向阀（水不能从处流向处），要用热水时提前启动回水器，水泵便开始工作，热水管中的水会经单向阀流向冷水管，当热水流到单向阀处时水泵便停止工作，实现一打开热水龙头就会出热水的目的。忽略单向阀和水龙头间水管的长度，可能会用到的数据，，。在一次沐浴时，小明先启动回水器，等回水完成后立即打开淋浴水龙头开始沐浴，用掉了从热水管里流出的40L热水。已知当时冷水的温度是15℃，燃气壁挂炉的热水出水温度是45℃，天然气均完全燃烧。则： (1)这一次沐浴使用的水，从冷水到热水的过程中一共吸收多少焦耳热量？ (2)沐浴时，冷热水在淋浴水龙头内混合后从水龙头里放出的水的温度是39℃。这次沐浴一共用掉了多少升的水？（不计热水在管道内的热损失） (3)小明家的燃气壁挂炉之前每年消耗天然气。新的燃气壁挂炉比之前使用的那台效率高5％，假设武汉市使用燃气壁挂炉的家庭有25万户，如果全部更换新炉，则武汉市每年可以节约多少天然气？ 30．氢能是未来国家能源体系的重要组成部分，氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点。2024年4月，两辆以氢为燃料的汽车，进行了北京到上海长距离运输测试，这是中国氢能车辆首次大范围、长距离、跨区域的实际运输测试。某氢燃料大巴车如图所示。水的比热容为，氢燃料的热值约为。求： (1)的氢燃料完全燃烧放出的热量； (2)在1标准大气压下，若这些热量全部被质量为、温度为65℃的水吸收，水升高的温度； (3)氢燃料可供该型号氢燃料电池大巴车以140kW的恒定功率匀速行驶300s，求该氢燃料电池大巴车的效率。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1． 【详解】这些水吸收的热量为 2．(1)250kg (2)7.35×107J (3)3.5kg 【详解】（1）水的体积为 水的质量为 （2）水吸收的热量为 （3）放出相同热量，至少需要燃烧干木柴的质量为 3．(1) (2) (3) 【详解】（1）水吸收的热量Q吸​=cm(t−t0​)=4.2×103J/(kg⋅℃)×40kg×(45℃−25℃)=3.36×106J （2）天然气完全燃烧放出的热量Q放​=m气q​=0.5kg×3.5×107J/kg​=1.75×107J （3）热水器的加热效率 4． 【详解】已知液态氢的热值，质量，燃料完全燃烧放出的热量为 5．(1) (2) (3) 【详解】（1）空气吸收的热量 （2）丙烷完全燃烧放出的热量 （3）空气加热器的加热效率 6．(1) 8.4×105J (2) 9.6×105J (3) 87.5% 【详解】（1）标准大气压下水的沸点为 100℃，将水烧开时水吸收的热量 （2）20g丁烷气体完全燃烧放出的热量 Q放=m'q =0.02kg×4.8×107J/kg=9.6×105J （3）本次烧水过程中卡式炉的加热效率 7．(1)100kg (2)3.15×107J (3)1.02×108J (4)30.9% 【详解】（1）根据公式可知，锅炉内水的质量为 （2）在1个标准大气压下，水的沸点为100℃，即末温为100℃，根据公式可知，水吸收的热量为 （3）根据公式可知，无烟煤完全燃烧放出的热量为 （4）根据公式可知，此锅炉的效率为 8．(1)0.6kg (2)40℃ 【详解】（1）大巴车做的有用功 由效率公式可得，氢燃料完全燃烧放出的热量 由可得，完全燃烧氢燃料的质量 （2）水吸收的热量为燃料放出热量的50%，则水吸收的热量 由可得，水升高的温度 水的末温 9．(1) (2) (3) 【详解】（1）每分钟流过热水器的水体积为 每分钟水的质量 水升高的温度 每分钟水吸收的热量 （2）天然气完全燃烧放出的热量 （3）20min水总共吸收的热量 热水器的加热效率 10．(1) (2)20m/s (3)21.7% 【详解】（1）根据题意和v-t图像可知，发动机在0~40s内工作，工作时间 汽车的额定功率 整个过程中发动机做的功 （2）汽车的质量 汽车所受的重力 汽车运动过程中受到的阻力 当汽车达到最大速度v时，汽车做匀速直线运动，此时牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，即 根据功率公式，可得最大速度 （3）消耗的汽油质量，汽油完全燃烧放出的总热量 发动机做的有用功即为第（1）问中求得的总功 全程中汽车发动机的效率 11．(1) (2) (3) 【详解】（1）水吸收的热量为 （2）天然气完全燃烧放出的热量为 （3）燃气灶效率为 12．(1) (2)，60km (3)100℃ 【详解】（1）汽油完全燃烧放出的热量 （2）汽油机的效率为30%，则有用功 汽车匀速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 由比热容公式，水升高的温度 水的末温 因标准大气压下水的沸点为100℃，故最终温度为100℃。 13．(1) (2)65℃ 【详解】（1）金属块在冷却过程中放出的热量 （2）依题意得，水吸收的热量为 由得，水的理论温度升高 水的初始温度为 ，则水的理论末温为 但标准大气压下水的沸点为 ，因此实际升高的温度为 14．(1)1.4×107J (2)1.1025×107J (3)78.75% 【详解】（1）小桦洗澡消耗的天然气的体积为 天然气完全燃烧放出的热量为 （2）洗澡过程中所用水的总质量为 水吸收的热量为 （3）该热水器的热效率为 因为 所以该热水器的2级能效等级不达标。 15．(1)8.4×106J (2)8.4×105J (3)10% 【详解】（1）酒精完全燃烧产生的热量 （2）由图像可知，水的初 t0=20℃，加热4min后水的末温 t=70℃。水吸收的热量 （3）酒精炉烧水时的热效率 16．(1) (2) (3) 【详解】（1）氢燃料完全燃烧，先将氢燃料质量换算为 氢燃料完全燃烧放出的热量为 （2）这些热量全部被水吸收，因 根据吸热公式，代入数据可得 解得水升高的温度， 水升高后的温度为 （3）公交车恒定功率行驶，先将功率换算为 再将行驶时间换算为 公交车做的有用功为 公交车的效率为 17．(1) (2) (3) 【详解】（1）锅炉内200kg的水吸收的热量是 （2）6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是 （3）锅炉的效率是 18．(1) (2) (3)40% 【详解】（1）汽车发动机的平均有用功率 汽车行驶总时间 全程汽车所做的有用功 （2）汽油完全燃烧放出的热量 （3）汽车发动机的效率 19．(1) (2) (3) 【详解】（1）汽车行驶的时间为 （2）某氢燃料汽车在一平直路段匀速行驶，根据二力平衡可知 则汽车牵引力所做的功为 （3）氢燃料完全燃烧放出的热量为 汽车匀速行驶的效率为 20．(1) (2) 【详解】（1）设热水的质量为m水，初温为t0，末温为t，比热容为c水，热水放出的热量Q放=c水 m水(t0- t)=4.2×103J/(kg·℃)×0.4kg×(60℃-50℃)=1.68×104J （2）设牛奶的质量为m奶，初温为t´0，末温为t´，比热容为c奶，不计热量损失，牛奶吸收的热量等于热水放出的热量，即Q吸=Q放=1.68×10⁴J 牛奶吸收的热量Q吸=c奶m奶(t´-t´0) 所以，牛奶的比热容c奶== 21．(1)2.7×1011J (2)1.08×1011J (3)40％ 【详解】（1）6t航空燃油完全燃烧释放的热量 （2）该飞机的速度 有表中的数据可知，飞机受到的阻力，此次巡航时飞机克服阻力做的功为发动机做的有用功，此次巡航时飞机的发动机做的有用功 （3）WS-15涡扇发动机此次巡航的热机效率 22．(1) 180km (2) 4.0×105W (3) 20% 【详解】（1）由于表中速度为300m/s时阻力为4500N，水平匀速飞行时速度不变。飞行时间t=10min=600s 则路程 （2）由表可知速度为200m/s时，阻力f=2000N，无人机做匀速直线运动，受到的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等为2000N，则发动机的输出功率 （3）最远航程为4000km=4.0×106m，速度200m/s时的阻力仍为2000N，则牵引力为2000N，水平飞行所做的总功 最大载油量为1t，则燃油总热量 发动机效率为 23．(1)7.56×106J (2)0.27m3 【详解】（1）由题意得，水的初温为10℃，末温为40℃，如果小芳洗一次澡用热水60kg，水吸收的热量 （2）已知热效率为70%，由得天然气完全燃烧放出的热量 由得需要消耗天然气的体积 24．(1) (2) 【详解】（1）冷水的体积 冷水的质量 盆里冷水吸收的热量 （2）热水与冷水混合后达到热平衡，且不考虑热量散失，因此热水放出的热量等于冷水吸收的热量，即。热水温度变化 需要热水的质量 25．(1) (2)1.68×107J (3)50% 【详解】（1）水吸收的热量 （2）天然气完全燃烧放出的热量 （3）热水器的使用效率为水吸收的热量与天然气完全燃烧放出热量的比值，即得 26．(1) (2) (3)；40% 【详解】（1）发动机功率，工作时间 发动机以额定功率匀速行驶，有用功为 （2）冷却液吸收的热量 （3）柴油完全燃烧放出的热量 匀速行驶100km，做的有用功 发动机的热效率 27．(1)1.68×105J (2)75℃ 【详解】（1）已知酒精的热值，酒精的质量，则酒精完全燃烧放出的热量 （2）热量的30%被150g、25℃的水吸收，根据，则水升高的温度 在一个标准大气压下，水的沸点为100℃。水沸腾后，持续吸热，温度不变。水的初温为25℃，因此实际水升高的温度 28．(1) (2) (3) 【详解】（1）汽油完全燃烧放出的热量为 （2）发动机做的有用功为 （3）废气带走的热量占汽油完全燃烧放出热量的42%，为 这些热量被水吸收，水吸收热量后升高的温度为 水的初温为，理论末温为 但在一个标准大气压下，水的沸点，因此水的最终温度为。 29．(1)5.04×106J (2)50L (3)1×107m3 【详解】（1）根据题意可知，热水的体积 水的质量 水吸收的热量 （2）不计热损失，冷水吸收的热量等于热水放出的热量，即 则冷水的质量 所用冷水的体积 这次沐浴一共用掉水的总体积 （3）根据题意，，则 更换新炉之前天然气放出的热量，此时可以有效利用的热量 更换新炉后放出的热量① 又有② 由①②整理得， 则全部更换新炉，小明家每年可以节约天然气 则武汉市每年可以节约天然气 30．(1) (2) (3)50% 【详解】（1）0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量Q放=m氢q氢=0.6kg×1.4×108J/kg=8.4×107J （2）这些热量全部被水吸收，则水吸收的热量Q吸=Q放=8.4×107J 水升高的温度 由于大气压为1标准大气压，水的沸点为100℃，则水实际升高的温度 （3）氢燃料电池大巴车匀速行驶所做的功W=Pt=140×103W×300s=4.2×107J 氢燃料电池大巴车的效率 学科网（北京）股份有限公司 $