第十四章 专题练1 热量、热效率的计算-【勤径学升】2026-2027学年九年级上册物理同步练测配套课件PPT（人教版·新教材）

九年级物理 上册 第十四章　内能的利用 专题练1　热量、热效率的计算 低于 做功 8.4×105 50 6.72×105 3×107 45 2.1×103 2.52×106 70 5.88×104 40% 1．(贵州毕节中考)初夏的贵阳，天气凉爽，日平均气温在20 ℃左右，此温度____(选填“高于”或“低于”)人的正常体温。在寒冷的冬天，人们常用搓摩双手的方法取暖，这是通过____改变物体的内能。如果将10 kg、20 ℃的水加热到40 ℃，需吸收_____________J的热量。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 2．(江苏宿迁中考改编)“低碳环保”是当今世界环境主题，天然气是一种低污染燃料，在我市已普遍使用，若天然气释放的热量为8.4×106 J，若完全被水吸收，能使____kg的水温度升高40 ℃。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 3．(四川德阳中考)小阳在家使用天然气灶为家人煮面条，他将初温为20 ℃、质量为2 kg的水加热至沸腾(标准大气压下)，该过程中水吸收的热量是____________J，水吸收的热量相当于完全燃烧2.24×10-2 m3天然气放出的热量，则天然气的热值为_________J/m3。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 4．假如完全燃烧0.2 m3天然气放出的热量全部被100 kg、初温为25 ℃的水吸收，可以使水的温度升高到____℃。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q天然气＝4.2×107 J/m3] 5．在探究“冰的熔化特点”的实验中，如图所示是根据实验数据绘制的温度—时间关系图像。已知冰的质量为100 g，若相同时间内物质吸收的热量相同，则BC段物质共吸收了_____________J的热量。[冰的比热容c冰＝2.1×103 J/(kg·℃)，水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 5题图 6．(山东济宁中考)完全燃烧140 g焦炭所放出的热量有60%被初始温度为10 ℃、质量为10 kg的水吸收，则水吸收的热量为___________J，水的温度将升高到____℃。[q焦炭＝3.0×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，在标准大气压下] 7．(四川绵阳中考)在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，将0.2 kg、温度为27 ℃的水，加热到沸腾时的97 ℃，此过程中，水吸收的热量为______________J；若酒精灯消耗酒精4.9 g，则酒精灯的加热效率为______。[忽略加热过程中水的质量变化，已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q酒精＝3.0×107 J/kg] 8． (1)水吸收的热量是多少？ (2)15 g木炭完全燃烧放出的热量是多少？ (3)围炉烧水的效率是多少？ 8题图 解：(1)水吸收的热量 Q吸＝c水m水(t2－t1)＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(95 ℃－15 ℃)＝1.68×105 J； (2)木炭完全燃烧放出的热量 Q放＝mq＝0.015 kg×3.2×107 J/kg＝4.8×105 J； (3)该围炉的烧水效率 η＝ eq \f(Q吸,Q放)×100%＝ eq \f(1.68×105 J,4.8×105 J)×100%＝35%。 9．太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息。 太阳照射时间/h 10 装水量/kg 100 吸热板面积/m2 2.5 水的初温/℃ 20 水的末温/℃ 70 水的比热容/[J·(kg·℃)-1] 4.2×103 太阳辐射功率/[J·(m2·h)-1] 1.68×106 其中太阳辐射功率是指1 h内投射到地球表面1 m2面积上的太阳能。求： (1)水在10 h内吸收的热量； (2)如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少立方米的天然气？(天然气的热值为q天然气＝4×107 J/m3，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收) (3)该太阳能热水器的能量转化效率。 解：(1)水在10 h内吸收的热量 Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(70 ℃－20 ℃)＝2.1×107 J； (2)天然气完全燃烧放出的热量 Q放＝Q吸＝2.1×107 J， 需要天然气的体积 V＝ eq \f(Q放,q天然气)＝ eq \f(2.1×107 J,4×107 J/m3)＝0.525 m3； (3)太阳能热水器吸收的太阳能 Q总＝StP＝2.5 m2×10 h×1.68×106 J/(m2·h)＝4.2×107 J， 太阳能热水器的能量转化效率 η＝ eq \f(Q吸,Q总)×100%＝ eq \f(2.1×107 J,4.2×107 J)×100%＝50%。 10．如图所示，小月家太阳能热水器水箱最多可盛200 kg水。某天早晨，小月用温度计测得自来水的温度为20 ℃，然后给热水器加满水，晚上热水器显示的水温是50 ℃。求：[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q煤气＝4.2×107 J/kg] (1)这段时间水箱中水吸收的热量？ (2)如果水吸收的热量由燃烧煤气来提供，炉子的效率是40%，煤气的质量是多少？ 10题图 解：(1)水箱中的水吸收的热量：Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×200 kg×(50 ℃－20 ℃)＝2.52×107 J； (2)由η＝ eq \f(Q吸,Q放)×100%可得煤气完全燃烧释放的热量： Q放＝ eq \f(Q吸,η)＝ eq \f(2.52×107 J,40%)＝6.3×107 J， 根据Q放＝mq可知，需要燃烧煤气的质量： m′＝ eq \f(Q放,q)＝ eq \f(6.3×107 J,4.2×107 J/kg)＝1.5 kg。 11．油电混合动力汽车是新型节能汽车。这种汽车在内燃机启动时，可以给车提供动力的同时，也给动力蓄电池组充电。已知某型号混合动力汽车所用的蓄电池能够储存的最大电能是1.0×108 J，若该车以80 km/h的车速匀速直线行驶了0.5 h，此时所受阻力f大小为900 N，蓄电池组的电能也增加了最大电能的10%，内燃机共消耗燃油2.5 kg。(q油＝4.6×107 J/kg)求： (1)该汽车此次行驶中，若燃油完全燃烧可放出多少热量？ (2)该汽车行驶过程中牵引力做了多少功？ (3)该汽车内燃机的效率是多大？ 解：(1)放出的热量 Q＝mq油＝2.5 kg×4.6×107 J/kg＝1.15×108 J； (2)匀速直线行驶，牵引力F＝f＝900 N， 通过的路程 s＝vt＝80 km/h×0.5 h＝40 km＝4×104 m， 牵引力所做的功 W＝Fs＝900 N×4×104 m＝3.6×107 J； (3)蓄电池增加的能量 W′＝1.0×108 J×10%＝1.0×107 J， 内燃机的效率 η＝ eq \f(W＋W′,Q)×100%＝ eq \f(3.6×107 J＋1.0×107 J,1.15×108 J)×100%＝40%。 12．如图所示为一款国产无人驾驶汽车上路进行测试行驶，该款车以10 m/s的速度在一段平直的公路上匀速行驶了3 min，消耗汽油0.15 kg。已知汽油的热值为4.6×107 J/kg，该款汽车的发动机效率为30%，在此过程中，求： (1)该汽车发动机做的有用功是多少？输出功率是多少？ (2)该汽车匀速行驶时，牵引力是多大？ 12题图 解：(1)消耗的汽油完全燃烧放出的热量 Q放＝qm＝4.6×107 J/kg×0.15 kg＝6.9×106 J， 已知发动机的效率为η＝30%， 由η＝ eq \f(W,Q放)×100%可知汽车发动机做的有用功 W＝Q放η＝6.9×106 J×30%＝2.07×106 J， 输出功率 P＝ eq \f(W,t)＝ eq \f(2.07×106 J,3×60 s)＝1.15×104 W； (2)由P＝ eq \f(W,t)＝ eq \f(Fs,t)＝Fv可知该车匀速行驶时牵引力的大小 F＝ eq \f(P,v)＝ eq \f(1.15×104 W,10 m/s)＝1 150 N。 (2)由P＝ eq \f(W,t)＝ eq \f(Fs,t)＝Fv可知该车匀速行驶时牵引力的大小 F＝ eq \f(P,v)＝ eq \f(1.15×104 W,10 m/s)＝1 150 N。 $