专题特训1 热量的综合计算&14.4 跨学科实践：制作简易热机模型-【通成学典】2026-2027学年九年级全一册物理拔尖特训(人教版·新教材)

同，由g=生m△可知，m越大，燃料的热值越小，故B错 177 误，兰的值越大，由g=”丛可知，燃料的热值越大，故 72 C正确：是的值越大，岩的值越小，由q-生m心可知，燃 m 料的热值越小，故D错误。 10.解：(1)50kg航空燃油完全燃烧放出的热量Q数一 mg燃油=50kg×4.2×10J/kg=2.1×10°J(2)根据7= ×100%可知，牵引力做的功W=7R数=40%X2.1× Q粒 10J=8.4×10J,飞机发动机的牵引力F=W 8.4×10J-1.4×10N 600m 专题特训一热量的综合计算 1.解：(1)水吸收的热量Q=c东m水(t一t)=4.2 103J/(kg·℃)×4kg×(70℃-20℃)=8.4×105J (2)煤气完全燃烧放出的热量Q放=mg气=0.05kg× Q 4.2X10J/kg=2.1×10J(3)煤气炉的效率7一 1o%-受x18X1o%=0% 2.解：(1)体积为0.01m3的可燃冰完全燃烧放出的热量 Q放=Vg=0.01m3×7×108J/m3=7×10J(2)依题意 得，水吸收的热量Qs=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)X 100kg×15℃=6.3×10°J,可燃冰释放出的热量被利用的 -Q题×100%=6.3X10J×100%=90%(3)若 效率一Q数 7×10J (2)中水吸收的热量用来加热质量为20kg、初温为30℃的水， 水升高的温度△￥'-Qs 6.3×10J cm4.2×103J/(kg·℃)×20kg 75℃，此时水的末温t=t+△t′=30℃+75℃=105℃， 在一个标准大气压下，水的沸点为100℃，则水的温度升高 △t"=t′-t=100℃一30℃=70℃ 3.解：(1)0.02m3的燃气完全燃烧放出的热量Q粒 qV=4×10J/m3×0.02m3=8×10J(2)1min该燃气 热水器中水吸收的热量Qs=c水m*(t一t)=4,2× 103J/(kg·℃)×5kg×(48℃-20℃)=5.88×10J,该 燃气热水器的加热效率刀82X102%5,88X10y 8×105J 100%=73.5%(3)这1min内A管的热水经过水龙头 与冷水混合时，热水放出的热量Q数'=cm*(t,'一t')= 4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(48℃-40℃)=1.68X103J (4)若不计热量损失，即Q'=Q:'=1.68×10J,则冷水的质 1.68×10J 国m*'=cd-)4,2X10J/g·℃)X40℃-200 2kg 4解：》汽车平均速度0=产-30=90km/h 4h (2)消耗汽油的质量m=pV=0.8×103kg/m3×25× 103m3=20kg,完全燃烧释放的热量Q=qm=4.5× 10J/kg×20kg=9×108J(3)汽车发动机做的机械功 W=Pt=25×103W×4×3600s=3.6×103J,发动机的效 ,=W×100%=3.6X10J×100%=40% 率一Q 9×108J1 5.解：(1)该火箭发射时携带6×10kg液态氢燃料，这些 燃料完全燃烧放出的热量Q放=g=6×10kg×1.4× 108J/kg=8.4×102J(2)若(1)中放出的热量只有20% 被水吸收，则水吸收的热量Q版=20%Q敢=20%×8.4× 102J=1.68×102J,由Qc=cm△t得，这些热量能使5× 10kg,初温为30℃的水升高的温度△：=Q:= 1.68×102J 4.2×103J/(kg·℃)X5×10kg =80℃，水的末温t= t0十△t=30℃+80℃=110℃，而标准大气压下水的沸点 为100℃，则水的末温为100℃(3)1.5kg氢燃料完全燃 烧释放的热量Q数′=m'g=1.5kg×1.4×10°J/kg=2.1× 10J,由P-?得，氢能源车的牵引力做的功W=Pm4 70×103W×20×60s=8.4×10J,该发动机的效率7= W ⊙×100%=8.4×10」×100%=40% 2.1×108J 第4节跨学科实践：制作简易热机模型 1.A 2.D在这个实验中，燃料的化学能转化为内能，内能再转 化为风车的机械能，故A错误；在能量转化过程中会有能 量的损耗，燃料燃烧产生的热量不能完全传给水和水蒸 气，故B错误；能量在转化过程中会有损耗，水蒸气的内能 不能全部转化成风车的机械能，故C错误；试管内水蒸气 的内能可以转化为风车的机械能，故该实验基本展示了蒸 汽机的工作原理，蒸汽机属于热机，故D正确。 3.(1)热传递(2)内机械做功 〔解析)(1)蜡烛燃烧放出热量被水吸收而增大水的内能， 这是通过热传递的方式改变水的内能的。(2)当铜管向右 喷蒸汽时“船体”向左运动，这个过程的能量转化是内能减 小，机械能增大，内能转化为机械能。这与热机的做功冲程 相同。 4.(1)内能机械能(2)注人的水过少，产生的蒸汽量 不足（合理即可）(3)增加易拉罐的保温性能（合理即可） 〔解析)(1)汽轮机模型工作过程，首先酒精灯燃烧，将酒 精的化学能转化为内能，使水的温度升高，产生大量水蒸 气。然后，水蒸气从笔的尖端喷出，推动扇叶转动，将水蒸 气的内能转化为扇叶的机械能。能量转化情况为化学 能→内能→机械能。(2)扇叶不转动，说明没有足够的动 力推动扇叶，可能的原因注意从出气口大小、火焰的大小 和其中水量等方面考虑。(3)提高简易汽轮机效率的措施 可以从下列角度思考：①增加易拉罐的保温性能。②优 化蒸汽喷出通道，使蒸汽喷出时的流速更大、更集中。③改 进扇叶结构：设计成更符合空气动力学的形状，使扇叶能 更好地捕捉蒸汽的能量，将蒸汽的内能更充分地转化为机 械能。 第十四章拔尖自主测评 1.D能量既不能凭空产生也不能凭空消失，总是由一种 形式的能量转化为另一种形式的能量，在转化的过程中能 的总量保持不变：燃料燃烧是将化学能转化为内能；钻木 取火，是通过做功的方式将机械能可以转化为内能。 2.A燃气燃烧时消耗化学能，得到内能，将化学能转化为 内能，故A正确：热值是燃料本身的一种特性，它只与燃料 的种类有关，与燃料的燃烧时间无关，所以燃气燃烧越久， 其热值也不会改变，故B错误；蒸花馍时，花馍吸收热量， 内能增加，温度升高，是通过热传递的方式改变花模的内 能，故C错误：在质量不变时，花馍的温度越高，内能越大， 但不能说所含的热量越多，因为热量是一个过程量，不能 用“含有”“具有”来描述，故D错误 3.B 4.B能量转化的过程中，必定有一种能量减少，另一种能 量增加；分析能量转化时，就看什么能量减少了，什么能量 增加，总是减少的能量转化为增加的能量。 5.BC燃料在燃烧过程中热值不变，故A错误。燃料燃 烧是一种化学反应，将燃料内部储存的化学能转化为内 能，使火箭获得高温高压的气体，从而产生推力，故B正 确。燃料燃烧过程中，能的总量保持不变，故C正确。由 于发动机工作时，燃料不可能完全燃烧，且燃烧产生的热 量会有一部分散失到空气中，还有一部分用于克服机械摩 擦等，所以有用功总是小于总功，根据机械效率公式？ ×100%,可知发动机的效率不可能达到100%，故D We 错误。 6.ACD完全燃烧700g柴油放出的热量Q放=m柴油q= 0.7kg×4.3×10J/kg=3.01×10J;柴油发动机做的功 W=Pt=2.1×10W×43s=9.03×10J,柴油发动机的 ×100%=9.03X10X10%=30%:由P 效率1一Q 3.01×107J W-=F0得，汽车的牵引力F=P-2X10W v20 m/s 1.05×10N:汽车行驶8.6km做的功W=Fs=1.05× 10N×8.6×103m=9.03×10J,需要完全燃烧柴油放出 的热量Qx=”_9.03X10」-3.01X10J,消耗柴油 7 30% 的质量m_Qa-3,01X10L=7kg.故ACD正确，B q4.3×10J/kg 错误。 7.乙丁 〔解析)甲图对试管中的水加热，加快水的汽化，试管内的 水蒸气膨胀做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械 能。乙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能 增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧。是 通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为 内能的过程。丙图两气门都关闭，活塞上行是压缩冲程，机 械能转化为内能。丁图两气门都关闭，活塞下行，是做功冲 程，内能转化为机械能。 8.不变30J 〔解析)1mg的酒精完全燃烧放出的热量Q=g西精=1× 10 kgX3X10'J/kg=30 J. 9.有 C解析)被热水器加热的水的质量m=P*V=1X 103kg/m3×20×103m3=20kg,热水器中水吸收的热量 Q=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×20kg×(50℃- 20℃)=2.52×10J,燃气放出的热量Q'=V'g=0.1m3× 4X10J/m=4X10J,热水器的热效率号×10%= 2.52×10J×100%=63%,推销员推销时说热效率可达 4×106J 80%,推销员有虚假宣传。 10.(1)重力势电(2)80 C解析)(2)水的质量m=p*V=1.0×10kg/m3X4.5× 10m3=4.5×100kg,总功W总=Gh=mgh=4.5× 10kg×10N/kg×400m=1.8×104J,水轮发电机组的 )=W×10%=:44X10 发电效率)一w》 1.8×101J ×100%=80%。 11.(1)甲、丙(2)偏小(3)AB 〔解析)(1)为了研究不同物质的吸热能力，根据控制变量 法应控制燃料的种类相同，利用其中甲、丙两幅图进行实 验。(2)在实验前用天平测出了烧杯中液体的质量及燃料 的质量，并记录数据，利用公式Q=cm(t一tn)(若a、b液 体的比热容已知)计算出了液体吸收的热量，通过这些数 据计算出某种燃料的热值。计算结果不可靠，因为燃料燃 烧产生的热量不能完全被液体吸收，存在热损失，所以直拔尖特训·物理（人教版）九年级全一册 专题特训一 热量的综合计算 ■画思■ 类型一相关热效率的计算■■■ 1.[2025苏州]用煤气炉将4kg的水从20℃加热到70℃，消耗煤气0.05kg。已知煤气的热值为 4.2×10J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。求： (1)水吸收的热量。 (2)煤气完全燃烧放出的热量。 (3)煤气炉加热的效率。 2.可燃冰清洁无污染，储量巨大，是一种非常理想的新型能源。可燃冰的热值很高，是天然气热值的 10倍以上。问：[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，可燃冰的热值取7×108J/m3] (1)体积为0.01m3的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少？ (2)若0.01m3可燃冰释放出的这些热量可使100kg的水温度升高15℃，则可燃冰释放出的热 量被利用的效率是多少？ (3)若(2)中水吸收的热量用来加热质量为20kg、初温为30℃的水，在一个标准大气压下，水的 温度升高多少？ 3.新情境生活实践[2025沈阳浑南期未]如图甲是小王家的燃气热水器，自来水管的 经过热水器后被加热成热水。图乙是连接在热水器上的水龙头，热水器的热水和 水管的冷水分别从A管和B管进人该水头龙，混合后从水龙头出水口流出温水 的流出热水的温度设定为48℃，水龙头出水温度设定为40℃。测量1min从A管流进的热水的 质量为5kg。检查燃气表，发现热水器工作这1min消耗的燃气为0.02m3。求：[自来水的温度 为20℃，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，燃气的热值为4×10J/m3] (1)0.02m3的燃气完全燃烧放出的热量。 (2)该燃气热水器的加热效率。 (3)这1min内A管的热水经过水龙头与冷水混合时，热水放出的热量。 18 第十四章内能的利用 (4)若不计热量损失，这1min从B管流进水龙头的冷水的质量。 进热水 进冷水 A B 进进 把手 出水口 甲 乙 (第3题图) ■■意■类型二相关热机效率的计算画画 4.[2024山西]山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间，小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进 行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km,驾车前往大约需要4h。(汽油的热值q 取4.5×102J/kg,汽油的密度p取0.8×103kg/m3) (1)求汽车的平均速度。 (2)汽车全程消耗汽油25L,求汽油完全燃烧放出的热量Q (3)若汽车发动机全程的平均功率为25kW,求汽车发动机的效率。 5.新境航空航天中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合 力和创新能力显著提升的重要标志，如图所示为某火箭发射时的场景。目前运载火 一般使用液态氢作为燃料，液态氧作为助燃剂，液态氢的热值为1.4×10J/kg。 (1)该火箭发射时携带6×104kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量是多少？ (2)若(1)中放出的热量只有20%被水吸收，则能将5×10kg、初温为30℃的水加热至多少摄氏 度？[c水=4.2×103J/(kg·℃)，已知当地大气压为标准大气压] (3)氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气，氢气在气缸中燃烧，某次测试中，一辆氢能源 车以70kW的功率匀速行驶20min,消耗了1.5kg氢燃料，求该发动机的效率。 (第5题图) ●“答案与解析”见P9 19 拔尖持训· 物理（人教版）九年级全一册 第4节跨学科实践：制作简易热机模型 自一阶·基础通关 融通新授知识，夯实双基 1.[2025柳州模拟]如图所示为热机的共同特点，其中虚线框处应该填 () A.内能 B.电能 C.光能 D.势能 燃料的、 燃烧 做功 机械能 化学能 (第1题图) (第2题图) 2.如图所示为科技小组制作的实验装置，燃料燃烧将试管中的水加热后，水蒸气从橡 塞小孔冲出，推动风车转动。下列关于这个实验的说法，正确的是 A.燃料的化学能直接转化为风车的机械能 B.燃料燃烧产生的热量完全传递给水和水蒸气 C.水蒸气的内能全部转化成风车的机械能 D.这是蒸汽机的工作原理，蒸汽机属于热机 3.如图所示为小明制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的铜制容器安装在“船体”上，用蜡烛 对铜制容器底部加热，一段时间后，铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左行驶。 (1)蜡烛对铜制容器底部加热导致容器内水温升高，这是通过 的方铜制 铜管 容器 式改变水的内能的。 (2)当铜管向右喷蒸汽时，“船体”向左运动，这个过程的能量转化是 船体 a 能转化为 能。这与热机的 冲程相同。 (第3题图) 月二阶·素能攀升 强化运用能力，提升素能 4.[2025山西]阅读短文，回答问题。 制作简易汽轮机模型 热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易小风扇中性笔 易拉罐 汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出—项目分析—项目实 支架 施一展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示 0酒精灯 的汽轮机模型。实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞 (第4题图) 的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准 小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 (1)汽轮机模型工作过程的能量转化情况为化学能→ (2)某团队的同学们在测试过程中，发现扇叶不转动，出现这种现象的原因可能是 。(答出一条即可) (3)热机发展史也是一部热机效率提高史，在展示交流环节，对如何提高简易汽轮机效率，同学们 进行了激烈讨论。请你依照“结构决定功能”的观念，从结构的角度思考，帮助他们提出一个可行 性措施： 20 卜“答案与解析”见9