2020-2021学年九年级物理 05 热量、效率相关计算类专题同步专题剖析（含解析）（新版）教科版.docx

1、专题5 热量、效率相关计算类专题1.比热容表达式或单位，读作：焦耳每千克摄氏度。（注意加上括号）2.热量公式：吸热：或放热：或求质量：单位：3.热值计算公式：（固体、液体）变式：单位：（气体）变式：单位：4.效率公式：（适用于液体、固体）、（适用于气体）5.常见效率计算烧水效率：公式：水吸收的热量：；燃料完全燃烧时放出的热量：力热转化效率：解决力热综合计算题一般涉及到的物理公式包括速度公式、密度公式、重力公式、压强公式、浮力公式、机械功和功率、机械效率公式、物体吸热公式、放热公式、热值公式、热效率公式等：涉及到的物理规律有二力平衡条件、液体压强规律、阿基米德原理、杠杆平衡条件以及热平衡方程等。

2、公式：一、单选题1.（2020新疆维吾尔自治区中考真题）己知水的比热容是4.2103J/（kg），用如图所示的家用电热水壶烧开一壶自来水，水吸收的热量约为（）A.6104JB.6105JC.6106JD.6107J【答案】B【解析】这样的壶，装满水，水的质量约为2kg。室温温度约为20，将水加热至沸腾，水的温度升高了80，根据公式可以计算出水吸收的热量为6.72105J。选项A、C、D数值差距较大，不符合题意；选项B数值接近，符合题意。2.（2019河北省初三期中）用两个完全相同的电加热器分别给质量相同的水和某种液体加热，每隔2min记录一次温度，如表中数据所示，则该液体比热容为c水=4.21

3、03J/（kg）（）加热时间/min024水温/202632液体温度/203448A.0.9103J/（kg） B.1.8103 J/（kg） C.3.6103 J/（kg） D.1.2103 J/（kg）【答案】B【解析】设水和某液体的质量都为m，由题意知，加热时间为2min时，水和某液体吸收的热量相同，即Q水吸=Q液吸，所以c水m（tt0）=c液m（t1t0）那么故ACD不符合题意，B符合题意。3.（2019辽宁省初三零模）把加热到100的某铁块投入m1克20的水中，混合温度为40；把加热到100的该铁块投入m2克20的水中，混合温度为60；如果把同样加热到100的该铁块投入（m1+m2）

4、克40的水中，混合温度为（）A.50 B.52 C.48 D.62【答案】B【解析】由题意，根据热平衡方程得：把加热到100的某铁块投入m1克20的水中，c铁m铁（100-40）c水m1（40-20），即：2c铁m铁60c水m140，-，把加热到100的某铁块投入m2克20的水中，c铁m铁（100-60）c水m2（60-20），即：c铁m铁40c水m240，-，+得：c铁m铁160c水（m1+m2）40，c铁m铁14c水（m1+m2），-，把加热到100的某铁块投入（m1+m2）克40的水中，c铁m铁（100-t）c水（m1+m2）（t-40），-，代入得：14c水（m1+m2）（100-t）

5、c水（m1+m2）（t-40），解得：t52.故选B.4.（2019广西壮族自治区初三期中）用两个相同的电热水器给质量同为1.5kg 的甲物体和水加热，他们的温度随加热时间的变化关系如图所示，据此判断甲物体10 min吸收的热量为（）A.0.63105JB.0.9105JC.1.89105JD.3.78105J【答案】C【解析】由图象可知：用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，水温度升高60需要20min，甲物质加热10min吸收的热量与水加热10min吸收的热量的热量相同，且水10min所吸收热量为20min吸收热量的一半，即5.（2020安徽省初三专题练习）为了测定熔炉内的温度，先

6、将质量为的铜球投入熔炉里相当长的时间后取出，并立即投入到质量为、温度为的水中，结果水温升高到.则此熔炉的温度约为不计热损失，（）A.B.C.D.【答案】D【解析】根据得，水吸收的热量：，根据题意知：Q放=Q吸，则熔炉内的温度：.6.（2020华东师大二附中前滩学校初三）冷水的温度为 t1，热水的温度为 t2，现要把冷水和热水混合成温度为 t3的温水，若不计热量损失，冷水和热水的质量比应为（）A.B.C.D.【答案】C【解析】冷水吸收的热量：Q吸=cm1（t3t1），热水放出的热量：Q放=cm2（t2t3），由题知，Q吸=Q放，cm1（t3t1）=cm2（t2t3），解得：=7.（2019吉林省

7、初三二模）某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6107J/kg，假设燃油完全燃烧.通过计算可知，下列结果正确的是（）汽车行驶速度是20km/h 消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9107J汽车牵引力做功的功率是30kW 汽车发动机的效率是20%A.只有和B.只有和C.只有和D.只有和【答案】D【解析】汽车行驶速度是：，故错误；消耗的燃油完全燃烧放出的热量是：，故正确；匀速行驶时汽车受到的牵引力与阻力是平衡力，所以汽车牵引力做功的功率是：，故错误；汽车发动机的做的功为：，汽车发动机的效率是：，

8、故正确8.（2020全国初三专题练习）一台柴油机中的燃料完全燃烧放出了8107 J的热量，共计损失了4.8107 J能量，下列说法错误的是（）A.该柴油机的效率为40%B.用来做有用功的能量为3.2107 JC.通过科技进步，在未来可以实现能量零损失D.减少机械间的摩擦可以提高热机效率【答案】C【解析】一台柴油机中的燃料完全燃烧放出了8107 J的热量，共计损失了4.8107 J能量，则用来做有用功的能量为8107 J -4.8107 J =3.2107 J；柴油机的效率等于有用功与总功的比值，故/ =40%.柴油机在工作过程中不可避免的要有能量的损失，未来不可能实现能量零损失；减少机械间的摩

9、擦可以减少能量的损失，故可以提高热机的效率；不正确的说法为C，C符合题意.9.（2019鄂托克旗乌兰镇中学初三月考）某载重汽车自重12t，车轮与地面的总接触面积为0.5m2，汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为210kW，每行驶43s消耗柴油700g，柴油的热值为4.3107J/kg。下列说法中（）完全燃烧700g柴油放出的热量为3.01109J该柴油发动机效率为30%汽车的牵引力为1.05104N若公路所能承受的最大压强为8105Pa，汽车最多能装载40t的货物A.只有正确B.只有正确C.只有正确D.只有正确【答案】D【解析】【详解】.完全燃烧700g干木柴放出

10、的热量：Q放m柴油q0.7kg4.3107J/kg3.01107J，故错误；.柴油发动机做功：WPt210103W43s9.03106J，柴油发动机的效率：100%100%30%，故正确；.汽车速度：v72km/h72m/s20m/s，由P=Fv得，汽车的牵引力：F1.05104N，故正确；.由p得，公路所能承受的最大压力：FpS8105Pa0.5m24105N，汽车与货物的质量之和：m总=4104kg40t，汽车最多能装载货物质量：mm总m车40t12t28t，故错误。综上，D正确。二、计算题10.（2020湖北省中考真题）某款汽车质量为1600kg，车轮与地面总接触面积为0.05m2。某次

11、在水平高速公路上以72km/h速度匀速行驶了23min，所受阻力为汽车重力的0.2倍。燃油的热值为4.6107J/kg，g 取10N/kg。求：（1）汽车静止时，对水平地面的压强。（2）牵引力做功的功率。（3）若燃油完全燃烧，内燃机的效率是40%，至少消耗多少kg燃油？【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）汽车静止时，对水平地面的压力等于自身重力汽车对水平地面的压强（2）由题意知汽车做匀速直线运动，其所受牵引力和阻力大小相等汽车的车速汽车所受牵引力做功的功率（3）汽车行驶23min，牵引力所做的功若燃油完全燃烧，且内燃机的效率是40%，则燃油完全燃烧释放的热量消耗燃油的质量答：（1）汽车

12、静止时，对水平地面的压强为；（2）牵引力做功的功率为；（3）若燃油完全燃烧，内燃机的效率是40%，至少消耗多少燃油的质量为。11.（2020山东省中考真题）采购员小明骑着摩托车外出采购食品。小明质量为70kg，摩托车质量为150kg（g=10N/kg）。（1）小明买食品时，将摩托车停在超市门前的水平地面上，摩托车与地面接触面积为150cm2，求摩托车对地面的压强；（2）采购食品后，小明将80kg的食品装上车，在限速为80km/h的水平路面上以72km/h的速度匀速行驶50s，行驶时受到的阻力为总重力的0.1倍，若消耗的汽油完全燃烧放出1106J的热量，求摩托车发动机的实际输出功率和效率。【答案

13、】（1） 1105Pa；（2）6000W；30%【解析】（1）摩托车静止在水平地面时对地面的压力F=G=mg=150kg10N/kg=1500N摩托车与地面接触面积S=150cm2=1.510-2m2摩托车静止在水平地面时对地面的压强p=1105Pa摩托车对地面的压强为1105Pa。（2）由题意，摩托车匀速行驶时受到的摩擦力f=0.1G总=0.1（m车+m人+m货）g=（150kg+70kg+80kg）10N/kg0.1=300N因为摩托车匀速直线行驶，则F牵=f=300N摩托车的速度v=72km/h=20m/s摩托车的功率P=F牵v=300N20m/s=6000W摩托车发动机的实际输出功为6

14、000W。摩托车行驶50s输出的用功W=Pt=6000W50s=3105J摩托车发动机的效率=30%摩托车发动机的效率为30%。答：（1）摩托车对地面的压强为1105Pa；（2）摩托车发动机的实际输出功为6000W；摩托车发动机的效率为30%。12.（2020山东省中考真题）国家提倡节能减排，各地“煤改气”正在积极进行，某同学计算他家天然气烧水的热效率将的水倒入烧水壶中，并测出水温为。在一个标准大气压下，把水刚加热到时，测出消耗天然气。已知水的比热容，天然气热值约为。求：（1）将这些水烧开，需吸收多少热量；（2）在这种情况下，燃烧的天然气放出了多少热量；（3）他家天然气灶的效率。【答案】（1）

15、；（2）；（3）35%【解析】（1）将这些水烧开需吸收的热量（2）燃烧的天然气，放出的热量为（3）他家天然气灶的效率是答：（1）将这些水烧开，需吸收热量；（2）在这种情况下，燃烧的天然气放出了热量；（3）他家天然气灶的效率是35%。13.（2020安徽省初三三模）一辆汽车在平直的公路上做直线运动，其v-t图像如图所示，在10s时速度达到20m/s，010s通过的路程为120m，汽车在整过行驶过程中阻力不变，其大小为F阻=4000N，求：（1）汽车在匀速直线运动过程中牵引力做功的功率多大？（2）若汽车在整过运动过程中功率保持不变，发动机的转化效率为25%，则010s内需要完全燃烧多少千克汽油？（

16、已知汽油的热值大约为5107J/kg）。【答案】（1）（2）0.064kg【解析】（1）由图可知，10s后汽车做匀速直线运动，速度v=20m/s，根据二力平衡条件可得，牵引力为F=f=4000N则汽车的功率为（2）在010s内汽车发动机的牵引力所做的功W=Pt=8104W10s=8105J由可得由Q=mq可得需要燃烧汽油的质量答：（1）汽车在匀速直线运动过程中牵引力做功的功率为；（2）010s内需要完全燃烧0.064kg汽油。14.（2020山东省中考真题）小华家使用的是天然气热水器，他尝试估测该热水器的效率，以核对铭牌上的数值是否准确。当只有该热水器使用天然气时。把50kg的水从20加热到5

17、4，天然气表的示数由1365.05m3变为1365.17m3，已知水的比热容c=4.2103J/（kg），天然气的热值q=7.0107J/m3。求：（1）水吸收的热量；（2）消耗的天然气完全燃烧故出的热量；（3）该热水器的效率。【答案】（1）7.14106J；（2）8.4106J；（3）85%【解析】（1）水吸收的热量（2）消耗的天然气体积V=1365.17m3-1365.05m3=0.12m3消耗的天然气完全燃烧放出的热量（3）该热水器的效率答：（1）水吸收的热量是7.14106J；（2）消耗的天然气完全燃烧故出的热量是8.4106J；（3）该热水器的效率是85%。15.（2020江苏省初三

18、三模）如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深10m，物体重G=4.2103N，汽车重G车=3104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2103N，汽车受到的阻力为车重的0.05倍。请计算：（1）若汽车运动的速度为1.2m/s，则将物体由井底拉至井口，需要多长时间？（2）滑轮组的机械效率是多少？（3）若汽车发动机的效率为25%，则将物体拉至井口需消耗多少汽油？（汽油的热值为4.2107J/kg）【答案】（1） 25s；（2） 70%；（3） 0.01kg【解析】（1）由图可知，滑轮组中由3段绳子承担重物，则物体上升的速度为v物=v车=1.2m/s=0.4m/s物体由井底

19、拉至井口需要的时间t= =25s将物体由井底拉至井口需要25s。（2）滑轮组的机械效率为= = =100%=70%滑轮组的机械效率是70%。（3）由题意可得，汽车受到的阻力为f=0.05G车=0.053104N=1500N汽车匀速直线运动，受到平衡力作用，在水平方向上，汽车受到向右的牵引力、向左的拉力、向左的阻力作用；由力的平衡条件可得牵引力F牵=F拉+f=2103N+1500N=3500N汽车运动的距离s车=s绳=3h=310m=30m牵引力做功为W=F牵s车=3500N30m=1.05105J汽车热机效率=25%，则汽油完全燃烧放出的热量Q放=4.2105J由Q放=mq得需要汽油的质量m=

20、 =0.01kg将物体拉至井口需消耗0.01kg汽油。答：（1）若汽车运动的速度为1.2m/s，则将物体由井底拉至井口，需要25s；（2）滑轮组的机械效率是70%；（3）若汽车发动机的效率为25%，则将物体拉至井口需消耗0.01kg汽油。16.（2020湖北省初三其他）节约能源是社会可持续发展的基础，是建设青山绿水美好环境的保证。下面我们通过计算来感受节约电能的意义：（=3.6106J）（1）火力发电站每发出的电能至少需要完全燃烧多少kg的煤？（煤的热值为3107J/kg）（2）的电能可使多少kg的水温度升高50？（水的比热容为，保留一位小数）（3）的电能可以供质量为1.2t，输出功率为30k

21、W的电动汽车，以54km/h的速度行驶多远？【答案】（1）0.12kg；（2）17.1kg；（3）1800m【解析】（1）火力发电站每发出的电能至少需要完全燃烧煤的质量m煤=0.12kg（2）若不计热量损失，水吸收的热量由热量公式可求水的质量，则m水=17.1kg（3）电动汽车行驶时间，由得t=120s电动汽车的速度电动汽车的行驶距离，由得答：（1）火力发电站每发出的电能至少需要完全燃烧0.12kg的煤；（2）的电能可使17.1kg的水温度升高50；（3）电动汽车的行驶距1800m。三、填空题17.（2020湖北省中考真题）可燃冰是一种新能源，它是水和天然气在高压低温下形成的类似冰状结晶物质，

22、主要成分是甲烷，我国可燃冰的开采技术处于世界领先水平，用燃气锅炉烧水时，将500kg初温20的水加热到100，共燃烧了0.1m3的可燃冰，这个过程中水吸收的热量为_J。完全燃烧0.1m3可燃冰放出的热量为_J，燃气锅炉烧水时的效率为_。c水=4.2103J/（kg），可燃冰热值q=6.0109J/m3【答案】1.68108 6.0108 28% 【解析】1水吸收的热量Q吸=c水mt=4.2103J/（kg）500kg（100-20）=1.68108J2完全燃烧0.1m3可燃冰放出的热量Q放=Vq=0.1m36.0109J/m3=6.0108J3燃气锅炉烧水时的效率=28%18.（2020重庆初

23、三其他）加热饭盒相比于普通饭盒具有插电加热，携带方便的优点。热饭时要把盒盖上的排气孔打开，我们能闻到饭菜的香味是因为_。要利用该饭盒使500g的水从20升高40，水吸收的热量为_J。c水=4.2103J/（kg）【答案】分子在不停的做无规则运动【解析】1分子在不停的做无规则运动，所以可以在闻到饭香气味。2水的质量为m水=500g=0.5kg水吸收的热量为19.（2020四川省中考真题）可燃冰作为一种新型燃料。是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质，可直接点燃，1m3可燃冰在常温常压下可释放160m3的天然气。根据以上信息可知，可燃冰是_（选填“可再生”或“不可再生”）能源。1m3的

24、可燃冰释放的天然气完全燃烧放出的热量为_J，若该热量全部被水吸收，可将_kg的水从10加热到90。c水=4.2103J/（kg），天然气的热值q =4.2107J/m3，环境为标准大气压【答案】不可再生 6.72109 2104【解析】1由题知，可燃冰在短时间之内不可再生，所以可燃冰是不可再生能源。21m3可燃冰在常温常压下可释放出160m3的天然气，则完全燃烧160m3的天然气可放出的热量3天然气完全燃烧放出热量全部被水吸收，则有Q吸=Q放=6.72109J由可得，这些热量可加热水的质量20.（2020江苏省初三二模）某太阳能热水器内装有100kg的水，初温为20，经过阳光照射一天后，水温升

25、高了60，热水器内水增加的内能是通过_方式实现的；若这些能量由煤燃烧提供，且煤燃烧释放的热量只有30%被水吸收，则至少需要燃烧_kg的煤。已知，【答案】热传递 2.8 【解析】1太阳能热水器内的水吸收热量，内能增加，温度升高，是通过热传递的方式来增加水的内能的。2水所吸收的热量为煤燃烧放出的热量为由题意知则需要燃烧的煤的质量为21.（2020江苏省初三三模）如图所示是热机的_冲程；一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，该汽油机每秒钟完成做功_次。若该汽油机的效率为30%，完全燃烧10kg的汽油放出的热量可以对外做功_J（汽油的热值为4.6107J/kg）。【答案】排气 10 1.

26、38108【解析】1如图，进气门关闭、排气门打开，活塞上移，是排气冲程。2单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min=20r/s，也就是1s飞轮转动20r，飞轮转动20r，燃气对外做功10次，完成10个工作循环、完成40个冲程。3汽油完全燃烧时放出的热量Q放=mq=10kg4.6107J/kg=4.6108J该汽油机可以对外做功W有用=Q放=30%4.6108J=1.38108J22.（2020重庆初三其他）为了保护环境，我们应大力提倡使用清洁能源。现要将20kg的水从20加热到50，如果使用效率为84%的电热水器，需要耗电_kwh，这是通过_方式改变水的内能。已知水的比热容为4.2103

27、J/（kg），结果保留到小数点后2位【答案】0.83 热传递【解析】1加热水需要的热量为若加热过程的效率为84%，则所需的总能量，即电能为2电能转化为热能，水吸收了热量，温度升高，这是通过热传递的方式改变水的内能。23.（2020黑龙江省初三其他）一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3600r/min，该柴油机1s对外做功_次。若其效率为40%，消耗5kg的柴油转化成的机械能是_J。（q柴油4.3107J/kg）【答案】30 8.6107【解析】1已知飞轮转速为3600r/min，即60r/s，而一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，所以该柴油机1s对外做功30次。2 5kg的柴油完全燃烧放出的热量Q=mq=5kg4.3107J/kg=2.15108J=40%，由=得转化成的机械能W=Q=40%2.15108J=8.6107J消耗5kg的柴油转化成的机械能是8.6107J。