第二章 内能的利用 加热效率的计算、热机效率的计算专项训练-2026-2027学年人教版九年级物理全一册

**基本信息** 聚焦加热与热机效率计算，通过生活实例构建能量转化模型，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| |----|-----------|----------|----------| |加热效率计算|4例+4变式|三问结构（Q放、Q吸、η），结合比热容与热值计算|Q吸=cmΔt与Q放=mq/Vq关联，效率公式η=Q吸/Q放×100%直接迁移| |热机效率计算|3例+3变式|功/功率与热量结合（W=Fs/Pt，Q放=mq），涉及效率计算|机械功与燃料放热的能量转化，η=W/Q放×100%应用拓展|

加热效率的计算、热机效率的计算专项训练 加热效率的计算、热机效率的计算专项训练 考点目录 加热效率的计算 热机效率的计算 考点一 加热效率的计算 例1．（25-26九年级上·江西·期中）如图所示，某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知密闭锅内水的质量为，水的初温为22℃，当水刚好烧开时，共消耗了的天然气，该燃气灶烧水的热效率为。 [水的比热容为，天然气的热值为]求： (1)的天然气完全燃烧所放出的热量； (2)以上过程中，水吸收的热量； (3)密闭的锅内水烧开时的温度。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）天然气完全燃烧放热 （2）由得水吸收的热量 （3）水升高的温度为 水烧开时的温度为 例2．（25-26九年级上·广东惠州·期中）新型节能燃气灶能够提高热效率、减少能源消耗和环境污染。旧燃气灶将5kg的20℃的水加热到100℃，消耗了的天然气。天然气的热值，水的比热容J/（kg·℃）。 (1)求水吸收的热量； (2)假设的天然气完全燃烧，则燃气灶烧水的效率为多少？ (3)如果新型燃气灶的效率能够提升到70％，仍将5kg的20℃的水加热到100℃，可以节省多少天然气？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1） 温度变化量 水吸收的热量     （2）天然气完全燃烧放出的热量    旧燃气灶的烧水效率 （3） 新型燃气灶需要天然气完全燃烧放出的热量      新型燃气灶需要完全燃烧的天然气体积    节省的天然气体积 例3．（25-26九年级上·福建泉州·期末）小华洗澡时，使用燃气热水器将质量为20 kg的水，温度从15 ℃加热到40 ℃，消耗了的天然气。已知：，。求： (1)水吸收的热量。 (2)天然气完全燃烧放出的热量。 (3)燃气热水器的效率。（计算结果保留整数） 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）水吸收的热量 （2）天然气完全燃烧放出的热量 （3）热水器效率 例4．（25-26九年级上·宁夏固原·期中）某中学为学生供应开水，将的水从70℃加热到100℃，燃烧0.4kg的无烟煤，水的比热为，无烟煤的热值是，试求： (1)锅炉内的水吸收的热量是多少？ (2)0.4kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？ (3)烧水的效率． 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）水吸收的热量 （2）无烟煤完全燃烧放出的热量 （3）烧水效率为 变式1．（25-26九年级上·辽宁阜新·期中）用燃气灶烧水，燃烧 0.1 m3的煤气，使10kg的水从20°C升高到70°C。已知煤气的热值约为，水的比热容为。求： (1)0.1 m3煤气完全燃烧放出的热量。 (2)此过程中，水吸收的热量。 (3)此过程中，燃气灶烧水的效率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】【小题1】由题意，， 0.1 m3煤气完全燃烧放出的热量 【小题2】由题意，水升高的温度 水吸收的热量 【小题3】燃气灶烧水的效率 变式2．（25-26九年级上·广东中山·期中）小红家有一个燃气热水器，装60kg水，水的温度为15℃，完全燃烧0.40m3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？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）天然气完全燃烧放热 （2）水吸收的热量 （3）热水器的热效率 变式3．（25-26九年级上·广东肇庆·期中）某家庭用燃气热水器将质量为100kg，温度为20℃的自来水加热到50℃，消耗的天然气体积为（假设天然气完全燃烧），已知水的比热容为，天然气的热值为。求 (1)天然气完全燃烧放出的热量； (2)水吸收的热量； (3)该热水器工作时的效率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）天然气完全燃烧放出的热量为 （2）水吸收的热量为 （3）该热水器工作时的效率为 变式4．（25-26九年级上·福建漳州·期中）太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太阳能热水器已走进千家万户。如图所示，某家庭太阳能热水器阳光照射时每小时接收到的太阳能，若热水器吸收5h的太阳能，可以使质量为100kg的水温度升高40℃。已知天然气的热值。求：（水的比热容 (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，不计热量损失，则需要多少的天然气。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）水吸收的热量 （2）5h获得太阳能总量为 太阳能热水器效率 （3）若由天然气提供同样热量，则完全燃烧天然气放出的热量为 需要的天然气体积为 考点二 热机效率的计算 例1．（25-26九年级上·安徽芜湖·期中）氢燃料是一种清洁、效率高的能源，目前合肥已有多批氢能源公交车投放使用。已知水的比热容，氢燃料的热值，求： (1)质量为的氢燃料完全燃烧放出的热量； (2)若这些热量恰好能供某氢能源公交车以的恒定功率匀速行驶，求该氢能源公交车的效率。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）氢燃料完全燃烧，放出的热量为 （2）公交车恒定功率匀速行驶，行驶时间为 功率 则有用功为 公交车的效率为 例2．（25-26九年级上·云南玉溪·期中）如图是我国自主研制的机械狗，机械狗在救援、安防、物流等方面有着重要的作用。机械狗的运动利用液压系统，为其提供动力的是CatC9燃油发动机，在水平路上可以实现负重40kg。某次机械狗“上班”时，在水平地面上匀速直线运动0.6km，用时5min，发动机消耗燃油4g，受到地面的阻力为80N，求这次“上班”时：（燃油的热值为） (1)机械狗在水平地面上匀速直线运动的速度? (2)牵引力做功多少? (3)若燃油完全燃烧，该机械狗发动机的效率是多少? 【答案】(1)2m/s (2) (3)30% 【详解】（1）机械狗在水平地面运动的路程 运动的时间 机械狗在水平地面上匀速直线运动的速度 （2）因机械狗匀速直线运动，牵引力和阻力是平衡力，故牵引力与阻力大小相等，牵引力 牵引力做功 （3）燃油质量 燃油完全燃烧放出的热量为 发动机的效率为 例3．（25-26九年级上·山西临汾·期中）如图所示，某氢燃料大巴车以140kW的恒定功率匀速行驶300s，燃烧0.6kg的氢燃料，已知氢的热值为1.4×108J/kg，求： (1)0.6kg氢燃料完全燃烧放出的热量为多少？ (2)若这些热量的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℃？ (3)该段时间内，氢燃料电池大巴车的效率为多少？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）氢燃料完全燃烧放出的热量为 （2）水吸热升温过程，1标准大气压下水沸点为100℃，水吸收的热量为 水升高的温度为 水的末温为 因，故水的温度升高到40℃。 （3）大巴车恒定功率匀速行驶，效率为有用功与燃料完全燃烧放热的比值，大巴车做的有用功为 大巴车的效率为 变式1．（25-26九年级上·安徽合肥·期中）“运-20”是我国自主研制的大型运输机，它的发动机是一种热机，利用在气缸中燃烧航空煤油，同时从喷口向后高速喷出燃气，使发动机获得向前的推力。如果“运-20”在高空中飞行时所受到的恒定水平推力为F，在推力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，需要燃烧航空煤油，已知飞机发动机提供的机械功率是，航空煤油的热值为。求： (1)在上述1h内，所完全燃烧的航空煤油释放的热量； (2)在上述航行过程中，发动机所获得水平推力F大小； (3)在上述航行过程中，该飞机发动机的热机效率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）完全燃烧的航空煤油释放的热量 （2）飞机水平匀速航行，航行速度 发动机所获得水平推力 （3）发动机1h做的有用功 该飞机发动机的热机效率 变式2．（25-26九年级上·海南海口·期中）我国自主研制的机械狗在水平路上可以实现负重40kg，10分钟移动1.2km。机器狗的运动利用液压系统，为其提供动力的是CatC9燃油发动机。求： (1)为使用安全机器狗的液压系统的液压油温不能高于80℃，4kg的液压油由30℃升高到80℃需要吸热，则该液压油的比热容是多少？ (2)机械狗使用发动机消耗120kg的燃油能提供的有用功，该发动机的效率是多少？（燃油的热值为（ (3)请结合物理知识思考，如何提高机械狗的机械效率。 【答案】(1) (2) (3)减小机械部件间的摩擦/减轻机械狗自身重量/在安全负重范围内增加载重量 【详解】（1）液压油吸热升温过程中温度变化量 由得液压油的比热容 （2）燃油完全燃烧为发动机提供能量，输出有用功的过程。燃油完全燃烧放出的总热量 发动机的效率 （3）由机械效率公式可知，减小额外功或增大有用功在总功中的占比可提高机械效率。可行方法包括：减小机械部件间的摩擦，减少额外功损耗；减轻机械狗自身重力，减小额外功；在安全负重范围内增加载重量，提高有用功的占比。 变式3．（25-26九年级上·陕西西安·期中）2025年9月3日，运-20A、运-20B编成两个楔队，亮相纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵式。运-20A是我国自主研制的大型运输机，它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使运-20A获得向前的推力。若运-20A在恒定的水平推力F作用下，以756km/h的速度沿水平方向匀速直线航行378km，所需的总能量为，已知发动机提供的机械功率是，航空煤油的热值为。求： (1)此过程中消耗的能量需要完全燃烧多少千克的航空煤油？ (2)发动机获得的水平推力F及其做的功分别是多少？ (3)发动机的效率。 【答案】(1) (2) ， (3) 【详解】（1）航空煤油完全燃烧释放的热量等于航行所需总能量 （2）航行时间 推力做的功 速度换算为国际单位： 由得水平推力 （3）发动机效率为 2 学科网（北京）股份有限公司 $加热效率的计算、热机效率的计算专项训练 加热效率的计算、热机效率的计算专项训练 考点目录 加热效率的计算 热机效率的计算 考点一 加热效率的计算 例1．（25-26九年级上·江西·期中）如图所示，某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知密闭锅内水的质量为，水的初温为22℃，当水刚好烧开时，共消耗了的天然气，该燃气灶烧水的热效率为。 [水的比热容为，天然气的热值为]求： (1)的天然气完全燃烧所放出的热量； (2)以上过程中，水吸收的热量； (3)密闭的锅内水烧开时的温度。 例2．（25-26九年级上·广东惠州·期中）新型节能燃气灶能够提高热效率、减少能源消耗和环境污染。旧燃气灶将5kg的20℃的水加热到100℃，消耗了的天然气。天然气的热值，水的比热容J/（kg·℃）。 (1)求水吸收的热量； (2)假设的天然气完全燃烧，则燃气灶烧水的效率为多少？ (3)如果新型燃气灶的效率能够提升到70％，仍将5kg的20℃的水加热到100℃，可以节省多少天然气？ 例3．（25-26九年级上·福建泉州·期末）小华洗澡时，使用燃气热水器将质量为20 kg的水，温度从15 ℃加热到40 ℃，消耗了的天然气。已知：，。求： (1)水吸收的热量。 (2)天然气完全燃烧放出的热量。 (3)燃气热水器的效率。（计算结果保留整数） 例4．（25-26九年级上·宁夏固原·期中）某中学为学生供应开水，将的水从70℃加热到100℃，燃烧0.4kg的无烟煤，水的比热为，无烟煤的热值是，试求： (1)锅炉内的水吸收的热量是多少？ (2)0.4kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？ (3)烧水的效率． 变式1．（25-26九年级上·辽宁阜新·期中）用燃气灶烧水，燃烧 0.1 m3的煤气，使10kg的水从20°C升高到70°C。已知煤气的热值约为，水的比热容为。求： (1)0.1 m3煤气完全燃烧放出的热量。 (2)此过程中，水吸收的热量。 (3)此过程中，燃气灶烧水的效率。 变式2．（25-26九年级上·广东中山·期中）小红家有一个燃气热水器，装60kg水，水的温度为15℃，完全燃烧0.40m3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？ 变式3．（25-26九年级上·广东肇庆·期中）某家庭用燃气热水器将质量为100kg，温度为20℃的自来水加热到50℃，消耗的天然气体积为（假设天然气完全燃烧），已知水的比热容为，天然气的热值为。求 (1)天然气完全燃烧放出的热量； (2)水吸收的热量； (3)该热水器工作时的效率。 变式4．（25-26九年级上·福建漳州·期中）太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太阳能热水器已走进千家万户。如图所示，某家庭太阳能热水器阳光照射时每小时接收到的太阳能，若热水器吸收5h的太阳能，可以使质量为100kg的水温度升高40℃。已知天然气的热值。求：（水的比热容 (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，不计热量损失，则需要多少的天然气。 考点二 热机效率的计算 例1．（25-26九年级上·安徽芜湖·期中）氢燃料是一种清洁、效率高的能源，目前合肥已有多批氢能源公交车投放使用。已知水的比热容，氢燃料的热值，求： (1)质量为的氢燃料完全燃烧放出的热量； (2)若这些热量恰好能供某氢能源公交车以的恒定功率匀速行驶，求该氢能源公交车的效率。 例2．（25-26九年级上·云南玉溪·期中）如图是我国自主研制的机械狗，机械狗在救援、安防、物流等方面有着重要的作用。机械狗的运动利用液压系统，为其提供动力的是CatC9燃油发动机，在水平路上可以实现负重40kg。某次机械狗“上班”时，在水平地面上匀速直线运动0.6km，用时5min，发动机消耗燃油4g，受到地面的阻力为80N，求这次“上班”时：（燃油的热值为） (1)机械狗在水平地面上匀速直线运动的速度? (2)牵引力做功多少? (3)若燃油完全燃烧，该机械狗发动机的效率是多少? 例3．（25-26九年级上·山西临汾·期中）如图所示，某氢燃料大巴车以140kW的恒定功率匀速行驶300s，燃烧0.6kg的氢燃料，已知氢的热值为1.4×108J/kg，求： (1)0.6kg氢燃料完全燃烧放出的热量为多少？ (2)若这些热量的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℃？ (3)该段时间内，氢燃料电池大巴车的效率为多少？ 变式1．（25-26九年级上·安徽合肥·期中）“运-20”是我国自主研制的大型运输机，它的发动机是一种热机，利用在气缸中燃烧航空煤油，同时从喷口向后高速喷出燃气，使发动机获得向前的推力。如果“运-20”在高空中飞行时所受到的恒定水平推力为F，在推力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，需要燃烧航空煤油，已知飞机发动机提供的机械功率是，航空煤油的热值为。求： (1)在上述1h内，所完全燃烧的航空煤油释放的热量； (2)在上述航行过程中，发动机所获得水平推力F大小； (3)在上述航行过程中，该飞机发动机的热机效率。 变式2．（25-26九年级上·海南海口·期中）我国自主研制的机械狗在水平路上可以实现负重40kg，10分钟移动1.2km。机器狗的运动利用液压系统，为其提供动力的是CatC9燃油发动机。求： (1)为使用安全机器狗的液压系统的液压油温不能高于80℃，4kg的液压油由30℃升高到80℃需要吸热，则该液压油的比热容是多少？ (2)机械狗使用发动机消耗120kg的燃油能提供的有用功，该发动机的效率是多少？（燃油的热值为（ (3)请结合物理知识思考，如何提高机械狗的机械效率。 变式3．（25-26九年级上·陕西西安·期中）2025年9月3日，运-20A、运-20B编成两个楔队，亮相纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵式。运-20A是我国自主研制的大型运输机，它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使运-20A获得向前的推力。若运-20A在恒定的水平推力F作用下，以756km/h的速度沿水平方向匀速直线航行378km，所需的总能量为，已知发动机提供的机械功率是，航空煤油的热值为。求： (1)此过程中消耗的能量需要完全燃烧多少千克的航空煤油？ (2)发动机获得的水平推力F及其做的功分别是多少？ (3)发动机的效率。 2 学科网（北京）股份有限公司 $