12.4热机 计算题专项练习2026-2027学年鲁科版物理九年级上学期

**基本信息** 聚焦热机计算，按能源类型分太阳能、燃料烧水、做功三大题型，系统覆盖热量、热值、效率等核心计算，强化能量观念与科学推理。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |太阳能型|3题|结合热水器场景，考查太阳能吸收、水吸热、效率及燃料替代计算|从Q=cmΔt到η=Q吸/E，构建能量转化定量关系| |燃料烧水型|3题|围绕燃气/焦炭烧水，涉及燃料放热、水吸热及热效率计算|以Q=mq(Vq)为基础，建立燃料能量与水内能的传递模型| |做功型|6题|针对汽车行驶，综合牵引力功、功率、热机效率及新能源应用|通过W=Fs、P=Fv串联力学与热学，体现能量转化的实际应用|

12.4热机计算题专项练习 2026-2027学年鲁科版物理九年级上学期 1、 计算题 类型一：太阳能型 1．太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如图所示，是某家庭太阳能热水器。阳光照射时，该太阳能热水器平均每小时吸收的太阳能。若热水器吸收8h的太阳能，可以使质量为100kg的水温度升高50℃。已知水的比热容：，天然气的热值：。求： (1)水吸收的热量； (2)该太阳能热水器的效率； (3)若这些水吸收的热量由天然气来提供，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要多少立方米的天然气？ 2．上海世博会的主题是“城市，让生活更美好”。为了倡导低碳生活，太阳能热水器广泛应用于现代生活。下表提供的是一装满初温为10℃水的太阳能热水器在太阳照射下的相关信息： 太阳照射时间/h 太阳能转换为水的内能的效率 热水器最大水容量/m3 10 50% 0.1 水升高的温度/℃ 水的比热容/[J/（kg·℃）] 水的密度/（kg/m3） 60 4.2×103 1.0×103 请根据上表信息，通过计算回答问题。 (1)热水器中的水需吸收的热量为多少； (2)此次热水器接收的太阳能是多少： (3)如果此次热水器接收的太阳能由燃烧燃气提供，至少需要多少m3的燃气？（燃气的热值为4.2×107J/m3） 3．太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一。某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为26℃的水，温度升高到46℃。求： （1）热水器中的水吸收的热量；[水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)] （2）热水器5小时有效照射时间内接收到的太阳能E； （3）热水器5小时有效照射时间内接收到的太阳能，相当于完全燃烧多少立方米的天然气放出的热量？（天然气的热值q=3.5×107J/m3） 类型二：燃料烧水型 4．小红家有一个燃气热水器，装60kg水，水的温度为15℃，完全燃烧的天然气后，水温为55℃，天然气的热值为，水的比热容为，求： (1)完全燃烧天然气放出的热量。 (2)实际吸收了多少热量？ (3)热水器的热效率大约为多少？ 5．在一个标准大气压下，完全燃烧0.5kg焦炭，用来加热初温为60℃、体积为20L的水，这些热量的28%被水吸收。[，，]求： (1)水的质量； (2)完全燃烧0.5kg焦炭放出的热量； (3)加热后水的末温。 6．小丽同学家自来水的温度为，她洗澡时把燃气热水器的温度设定为，通过查看水表得知自己洗澡用了的水。（水的比热容，天然气的热值，水的密度） (1)水吸收了多少热量？ (2)如果燃气热水器的效率是90%，天然气燃烧放出多少热量？ (3)她这次洗澡消耗了多少天然气？ 类型三：做功型 7．暑假，小明爸爸开车带全家进行自驾游，车油箱里有30kg汽油，第一段路程需要沿高速公路行驶200km。汽车行驶时所受阻力的大小与速度关系见下表。已知汽车发动机汽油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是30%。汽油的热值，求： 速度 10 20 30 40 阻力 280 400 720 900 (1)当汽车以30m/s的速度匀速行驶时，发动机的输出功率。 (2)油箱中燃料完全燃烧释放的热量。 (3)若汽车始终以30m/s的速度匀速行驶完该段高速路程，油箱中的油够不够汽车走完这段高速路程。 8．如图所示是一款新型无人驾驶汽车，该款车在一段平直公路上匀速行驶36km的过程中受到的平均阻力为，消耗汽油4kg。求：（汽油的热值） (1)该汽车匀速行驶36km，牵引力做的功是多少？ (2)汽油完全燃烧放出的热量为多少？ (3)发动机的热机效率为多少？ 9．近期，比亚迪汽车发布了一种新架构的汽车动力平台“DM-I超级混动系统”，将电动汽车驾驶平顺、动力足与燃油车补能快的优点进行了有机结合，有效地弥补了电动车充电补能慢的缺点。混合动力汽车的动力系统由汽油机、蓄电池组和电动机组成。汽车动力系统部分参数见表，当蓄电池组内的化学能低于电池容量的25%时，电动机不工作，动力系统自动切换到汽油机工作状态。经过测试当汽车在水平路面以72的速度匀速行驶时，汽车所受阻力为1000 N。（，汽油的热值取） 汽车动力系统部分参数 油箱容量 40 L 电池容量（总电能） 电动机的效率 80% 汽油机的效率 35% (1)如果汽油机工作时的转速为3600，则1s内汽油机对外做功___________次。 (2)40 L汽油完全燃烧能够放出多少热量？ (3)如果汽车只由蓄电池组提供动力，则充满电的蓄电池组最多能使汽车在水平路面上以72的速度匀速行驶多少？ (4)提高燃油汽车的效率对节能减排有重大意义，每辆燃油汽车全年平均耗油1.8 t，武汉市2024年汽车的保有量已经破500万辆，内燃机的效率平均值取29%，燃油的热值取。若能把内燃机的效率提高1%，武汉市全年可以节约多少燃油？ 课后练习 10．氢能源汽车具有零排放的环保优势，某款氢能源汽车总质量为，在水平公路上以70的速度匀速行驶时受到的阻力为，行驶了0.5h，已知汽车利用氢能的效率为50%，氢的热值为，g取10。求： (1)汽车行驶的距离； (2)汽车牵引力的大小和牵引力做的功； (3)汽车消耗氢的质量。 11．国家发改委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划2021-2035年》。明确氢能是未来国家能源体系的重要组成部分。2024年4月，两辆以氢为 燃料的汽车，实现了北京到上海1500 km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。某氢燃料电池大巴车如图所示。[，] (1)请写出利用氢能的一条优点：___________ (2)质量为0.6千克的氢燃料完全燃烧放出的热量为多少？ (3)若在1标准大气压下，这些热量全部被质量为400千克、温度为60℃的水吸收，能使水的温度升高多少？ (4)若燃料0.6千克氢可供该型号氢燃料电池大巴车以140千瓦的恒定功率匀速 行驶300秒，则该氢燃料电池大巴车的效率为多少？ 12．可燃冰是天然气在一定的温度和压强下结晶而形成的“冰块”。可燃冰可转化为的甲烷气体和的水。已知甲烷气体的热值为，水的比热容为。问： (1)可燃冰完全燃烧后放出的热量是多少？ (2)若这些热量全部被的水吸收后，升温到，则水的质量是多少千克？ 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 《2026年9月11日初中物理作业》参考答案 1．（1）水吸热升温，水吸收的热量 （2）热水器吸收太阳能，然后加热水，8小时内热水器吸收的总太阳能为 则太阳能热水器的效率为 （3）天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，故 由热值公式，则需要燃烧天然气 2．（1）由题知水的体积；水的密度，水的质量 水的比热容，水升高的温度，热水器中的水的吸收热量为 （2）太阳能转换为水的内能的效率，热水器接收的太阳能为 （3）燃气的热值为，如果这些太阳能由燃烧燃气提供，燃气的体积 3．解：（1）水吸收的热量 Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(46℃-26℃)=8.4×106J （2）热水器在5小时的有效照射时间内接收到的太阳能 E=5×4.2×106J=2.1×107J （3）完全燃烧天然气放出的热量 Q放=E=2.1×107J 则需要完全燃烧的天然气 4．（1）完全燃烧天然气放出的热量 （2）水升温吸热，温度变化量 实际吸收的热量 （3）热水器的热效率 5．（1） 水的体积 水的质量 （2）焦炭完全燃烧放出的热量 （3）水吸收的热量 水升高的温度 理论末温 因标准大气压下水的沸点为，水沸腾时温度保持不变，故实际末温为 6．（1）水的质量 水吸收的热量 （2）热水器效率为90%，由可得，天然气完全燃烧放出的总热量 （3）由得消耗天然气的体积 7．（1）当汽车以30m/s的速度匀速直线行驶时，发动机牵引力 发动机的输出功率 （2）油箱中燃料完全燃烧释放的热量 （3）汽车行驶这段路的路程 汽车走这段路程发动机所做的功 汽车能做的最多功 则油箱中的油够汽车走完这段高速路程。 8．（1）汽车匀速行驶，牵引力与阻力平衡 牵引力，即，牵引力做功 （2）汽油完全燃烧放出热量 （3）热机效率为 9．（1）汽油机转速，四冲程汽油机每2转对外做功1次。1s内对外做功次数 （2）汽油质量 汽油完全燃烧放出的热量 （3）汽车以72km/h匀速行驶时，牵引力与阻力平衡，即 蓄电池转化的有用机械能 由得，行驶路程 （4）因汽车全年所需有用功不变，故。提高效率后每辆车耗油量 每辆车节约燃油质量 武汉市全年节约总燃油质量 10．（1）汽车行驶的距离 （2）因为汽车在水平公路上匀速行驶，处于平衡状态，根据二力平衡原理，汽车受到的牵引力 牵引力做的功 （3）已知汽车利用氢能的效率为50%，则需要氢燃烧放出的热量 汽车消耗氢的质量 11．（1）氢能常见优点有热值高、燃烧产物无污染、原料来源广泛等。 （2）0.6kg氢燃料完全燃烧放出的热量为 （3）热量全部被水吸收，即 根据，理论升温 1标准大气压下水的沸点为100℃，初始水温为60℃，水最多只能升温到100℃，因此实际升高的温度为 （4）大巴车做的有用功 效率为 12．（1）1m3可燃冰完全燃烧放出的热量等于其转化的甲烷气体完全燃烧放出的热量 （2）热量全部被水吸收，故 水升高的温度 由得水的质量 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $