电磁现象+专题训练3.热量和热效率的相关计算+课件-+2024-2025学年北师大版物理九年级全一册
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J/kg。
(3)该车以80 km/h的速度匀速行驶时，它的发动机效率是多少？
解：(3)该车以80 km/h的速度匀速行驶时，它的发动机效率为：
.×
η＝ ＝
＝40％。
放
.×
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与太阳能相关的效率计算
7. [2024·郑州月考]太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装
J/(kg·℃)]
(1)水吸收的热量；
解：(1)水吸收的热量：
Q吸＝c水m水(t水－t0水)＝4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×(50 ℃
－20 ℃)＝6.3×105 J；
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2. 工人师傅为了测量锅炉内温度，他将质量1 000 g的铁钉放
在锅炉内，一段时间后，取出来迅速放到质量为5 kg、 初
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7
第十章
机械能、内能及其转化
专题训练
3.热量和热效率的相关计算
利用吸、放热公式进行计算
1. [2024·宁德月考改编]小红一家到某基地露营时，用火炉燃
烧木炭将质量为2 kg、初温为20 ℃的水加热到60 ℃，则
水吸收的热量为
3.36×105
J；假设木炭完全燃烧放出
的热量全部被水吸收，该过程需要完全燃烧木炭的质量
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7
6. [科学素质·科学实践]小明家买了一辆以汽油为燃料的小汽
车。经查阅资料，小明了解到以下信息：“该车若以80 km/h的
速度匀速行驶时，发动机的牵引力为1 288 N，百公里油耗：10
L/100 km”。(百公里油耗是指汽车行驶100 km，需要消耗的燃
油量)已知：汽油密度ρ＝0.7×103 kg/m3，汽油热值q＝4.6×107
温为20 ℃的冷水中，达到热平衡时两者共同温度为50
℃，忽略热量损失，求：[铁的比热容为0.46×103
J/(kg·℃)]
(2)锅炉内的温度。(结果保留整数)
解：(2)由题知，铁钉放出的热量完全被水吸收，铁钉放
出的热量：Q放＝Q吸＝6.3×105 J，
由Q放＝ cm (t0－t)可得，锅炉内的温度：t锅炉＝t0铁＝
水刚好沸腾时，便停止加热，用煤1.2 kg。已知水的比热
容是4.2×103 J/(kg·℃)，煤的热值是3×107 J/kg。求：
(1)水从30 ℃到刚沸腾时，吸收的热量；
解：(1)已知标准大气压下水的沸点为100 ℃，即水的末
温为100 ℃，则水从30 ℃到刚沸腾时吸收的热量为：Q
3
℃)×50 kg×(100 ℃－
10 L/100 km”。(百公里油耗是指汽车行驶100 km，需要消耗
的燃油量)已知：汽油密度ρ＝0.7×103 kg/m3，汽油热值q＝
4.6×107 J/kg。
(2)汽车行驶100 km，牵引力做的功是多少？
解：(2)已知发动机牵引力F＝1 288 N，则汽车行驶100
km，牵引力做的功为：
W＝Fs＝1 288 N×100×103 m＝1.288×108 J；
置，如图是某品牌太阳能热水器，水箱内可容纳100 kg的水。它
的吸热板面积为2.5 m2，若在有效日照情况下1 m2吸热板1 h内接
收的太阳能约为2.1×106 J，即吸热指数为2.1×106 J/(m2·h)。每
日有效日照时间为4 h。[水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)若水箱装满水，在有效日照时间内水的温度从22 ℃升
很想知道家中使用的天然气的热值是多少，于是，他在家里将装有2
kg水的水壶放到天然气灶上去烧，用温度计测量水从20 ℃加热至80 ℃
的过程中，观察到天然气表的数字变化了0.035 m3。他上网查得天然气
灶的效率约为36％。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]求：
(Байду номын сангаас)天然气的热值。
解：(2)已知天然气灶的效率约为η＝36％，
吸热板1 h内接收的太阳能约为2.1×106 J，即吸热指数为
2.1×106 J/(m2·h)。每日有效日照时间为4 h。[水的比热
容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(3)求热水器的效率。
解：(3)热水器的效率为
.×
×100％＝
×100％＝20％。
.×
吸
η＝
1
.×
吸
1
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4. [科学素质·科学实践][2023·南阳期末]小宁同学学习了燃料的热值后，
很想知道家中使用的天然气的热值是多少，于是，他在家里将装有2
kg水的水壶放到天然气灶上去烧，用温度计测量水从20 ℃加热至80 ℃
的过程中，观察到天然气表的数字变化了0.035 m3。他上网查得天然气
则这些汽油完全燃烧放出的热量为：
Q放＝qm＝4.6×107 J/kg×7 kg＝3.22×108 J；
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7
6. [科学素质·科学实践]小明家买了一辆以汽油为燃料的小汽
车。经查阅资料，小明了解到以下信息：“该车若以80 km/h
的速度匀速行驶时，发动机的牵引力为1 288 N，百公里油耗：
灶的效率约为36％。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]求：
(1)在这个过程中水吸收的热量；
解：(1)水吸收的热量：
Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(80 ℃－20 ℃)＝5.04×105 J；
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4. [科学素质·科学实践][2023·南阳期末]小宁同学学习了燃料的热值后，
放
铁 铁
＋t铁＝
.×
＋50 ℃≈1 420 ℃。
.× /(·℃）×
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利用热效率公式进行计算
与烧水相关的热效率计算
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3. [2024·济宁月考]一大锅里装有温度为30 ℃、质量为50 kg
的水，当地气压为标准大气压，某同学用煤对水加热，当
天然气完全燃烧放出的热量：
吸
Q放＝
＝
.×
％
＝1.4×106 J，
天然气的热值：q＝
放
.×
＝
＝4×107
.
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J/m3。
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热机相关的效率计算
5. [2024·南阳月考改编]某氢能源公交车以140 kW的恒定功率
匀速行驶300 s消耗了0.5 kg的氢燃料。则该公交车行驶300
水。它的吸热板面积为2.5 m2，若在有效日照情况下1 m2吸
热板1 h内接收的太阳能约为2.1×106 J，即吸热指数为
2.1×106 J/(m2·h)。每日有效日照时间为4 h。[水的比热容c水
＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)请仿照吸热公式，计算每日有效日照时间内该吸热板吸
收的太阳能；(注意：吸热指数用“k”表示，面积用
公里油耗是指汽车行驶100 km，需要消耗的燃油量)已知：汽油密度
ρ＝0.7×103 kg/m3，汽油热值q＝4.6×107 J/kg。
(1)完全燃烧10 L汽油所放出的热量是多少？
解：(1)已知燃烧汽油的体积V＝10 L＝10 dm3＝0.01
m3，燃烧汽油的质量为：m＝ρV＝0.7×103
kg/m3×0.01 m3＝7 kg，
s所做的功为
4.2×107
J，公交车的热机效率为
。(q氢＝1.4×108 J/kg)
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60 ％
6. [科学素质·科学实践]小明家买了一辆以汽油为燃料的小汽车。经查
阅资料，小明了解到以下信息：“该车若以80 km/h的速度匀速行驶
时，发动机的牵引力为1 288 N，百公里油耗：10 L/100 km”。(百
“S”表示，时间用“t”表示)
解：(2)由题意知E＝kSt＝2.1×106 J/(m2·h)×
2.5 m2×4 h＝2.1×107 J。
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7. [2024·郑州月考]太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热
的装置，如图是某品牌太阳能热水器，水箱内可容纳100 kg
的水。它的吸热板面积为2.5 m2，若在有效日照情况下1 m2
高到32 ℃，求水吸收的热量；
解：(1)水吸收的热量为Q吸＝c水mΔt＝
4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(32 ℃－22
℃)＝4.2×106 J。
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7. [2024·郑州月考]太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的
装置，如图是某品牌太阳能热水器，水箱内可容纳100 kg的
为
0.01
kg。[水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，木炭
的热值q＝3.36×107 J/kg]
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7
2. 工人师傅为了测量锅炉内温度，他将质量1 000 g的铁钉放
在锅炉内，一段时间后，取出来迅速放到质量为5 kg、 初
温为20 ℃的冷水中，达到热平衡时两者共同温度为50
℃，忽略热量损失，求：[铁的比热容为0.46×103
吸＝c水m水(t－t0)＝4.2×10 J/(kg·
30 ℃)＝1.47×107 J；
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3. [2024·济宁月考]一大锅里装有温度为30 ℃、质量为50 kg的水，当
地气压为标准大气压，某同学用煤对水加热，当水刚好沸腾时，便
停止加热，用煤1.2 kg。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，煤的
热值是3×107 J/kg。求：
(2)完全燃烧1.2 kg煤放出的热量；
解：(2)煤完全燃烧放出的热量为：Q放＝mq＝1.2
kg×3×107 J/kg＝3.6×107 J；
(3)此次烧水过程中的效率。(结果保留到0.1％)
.×
解：(3)此次烧水过程中，效率为：η＝ ＝
≈40.8％。
放
(3)该车以80 km/h的速度匀速行驶时，它的发动机效率是多少？
解：(3)该车以80 km/h的速度匀速行驶时，它的发动机效率为：
.×
η＝ ＝
＝40％。
放
.×
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与太阳能相关的效率计算
7. [2024·郑州月考]太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装
J/(kg·℃)]
(1)水吸收的热量；
解：(1)水吸收的热量：
Q吸＝c水m水(t水－t0水)＝4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×(50 ℃
－20 ℃)＝6.3×105 J；
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2. 工人师傅为了测量锅炉内温度，他将质量1 000 g的铁钉放
在锅炉内，一段时间后，取出来迅速放到质量为5 kg、 初
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第十章
机械能、内能及其转化
专题训练
3.热量和热效率的相关计算
利用吸、放热公式进行计算
1. [2024·宁德月考改编]小红一家到某基地露营时，用火炉燃
烧木炭将质量为2 kg、初温为20 ℃的水加热到60 ℃，则
水吸收的热量为
3.36×105
J；假设木炭完全燃烧放出
的热量全部被水吸收，该过程需要完全燃烧木炭的质量
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6. [科学素质·科学实践]小明家买了一辆以汽油为燃料的小汽
车。经查阅资料，小明了解到以下信息：“该车若以80 km/h的
速度匀速行驶时，发动机的牵引力为1 288 N，百公里油耗：10
L/100 km”。(百公里油耗是指汽车行驶100 km，需要消耗的燃
油量)已知：汽油密度ρ＝0.7×103 kg/m3，汽油热值q＝4.6×107
温为20 ℃的冷水中，达到热平衡时两者共同温度为50
℃，忽略热量损失，求：[铁的比热容为0.46×103
J/(kg·℃)]
(2)锅炉内的温度。(结果保留整数)
解：(2)由题知，铁钉放出的热量完全被水吸收，铁钉放
出的热量：Q放＝Q吸＝6.3×105 J，
由Q放＝ cm (t0－t)可得，锅炉内的温度：t锅炉＝t0铁＝
水刚好沸腾时，便停止加热，用煤1.2 kg。已知水的比热
容是4.2×103 J/(kg·℃)，煤的热值是3×107 J/kg。求：
(1)水从30 ℃到刚沸腾时，吸收的热量；
解：(1)已知标准大气压下水的沸点为100 ℃，即水的末
温为100 ℃，则水从30 ℃到刚沸腾时吸收的热量为：Q
3
℃)×50 kg×(100 ℃－
10 L/100 km”。(百公里油耗是指汽车行驶100 km，需要消耗
的燃油量)已知：汽油密度ρ＝0.7×103 kg/m3，汽油热值q＝
4.6×107 J/kg。
(2)汽车行驶100 km，牵引力做的功是多少？
解：(2)已知发动机牵引力F＝1 288 N，则汽车行驶100
km，牵引力做的功为：
W＝Fs＝1 288 N×100×103 m＝1.288×108 J；
置，如图是某品牌太阳能热水器，水箱内可容纳100 kg的水。它
的吸热板面积为2.5 m2，若在有效日照情况下1 m2吸热板1 h内接
收的太阳能约为2.1×106 J，即吸热指数为2.1×106 J/(m2·h)。每
日有效日照时间为4 h。[水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)若水箱装满水，在有效日照时间内水的温度从22 ℃升
很想知道家中使用的天然气的热值是多少，于是，他在家里将装有2
kg水的水壶放到天然气灶上去烧，用温度计测量水从20 ℃加热至80 ℃
的过程中，观察到天然气表的数字变化了0.035 m3。他上网查得天然气
灶的效率约为36％。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]求：
(Байду номын сангаас)天然气的热值。
解：(2)已知天然气灶的效率约为η＝36％，
吸热板1 h内接收的太阳能约为2.1×106 J，即吸热指数为
2.1×106 J/(m2·h)。每日有效日照时间为4 h。[水的比热
容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(3)求热水器的效率。
解：(3)热水器的效率为
.×
×100％＝
×100％＝20％。
.×
吸
η＝
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吸
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4. [科学素质·科学实践][2023·南阳期末]小宁同学学习了燃料的热值后，
很想知道家中使用的天然气的热值是多少，于是，他在家里将装有2
kg水的水壶放到天然气灶上去烧，用温度计测量水从20 ℃加热至80 ℃
的过程中，观察到天然气表的数字变化了0.035 m3。他上网查得天然气
则这些汽油完全燃烧放出的热量为：
Q放＝qm＝4.6×107 J/kg×7 kg＝3.22×108 J；
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6. [科学素质·科学实践]小明家买了一辆以汽油为燃料的小汽
车。经查阅资料，小明了解到以下信息：“该车若以80 km/h
的速度匀速行驶时，发动机的牵引力为1 288 N，百公里油耗：
灶的效率约为36％。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]求：
(1)在这个过程中水吸收的热量；
解：(1)水吸收的热量：
Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(80 ℃－20 ℃)＝5.04×105 J；
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4. [科学素质·科学实践][2023·南阳期末]小宁同学学习了燃料的热值后，
放
铁 铁
＋t铁＝
.×
＋50 ℃≈1 420 ℃。
.× /(·℃）×
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利用热效率公式进行计算
与烧水相关的热效率计算
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3. [2024·济宁月考]一大锅里装有温度为30 ℃、质量为50 kg
的水，当地气压为标准大气压，某同学用煤对水加热，当
天然气完全燃烧放出的热量：
吸
Q放＝
＝
.×
％
＝1.4×106 J，
天然气的热值：q＝
放
.×
＝
＝4×107
.
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J/m3。
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热机相关的效率计算
5. [2024·南阳月考改编]某氢能源公交车以140 kW的恒定功率
匀速行驶300 s消耗了0.5 kg的氢燃料。则该公交车行驶300
水。它的吸热板面积为2.5 m2，若在有效日照情况下1 m2吸
热板1 h内接收的太阳能约为2.1×106 J，即吸热指数为
2.1×106 J/(m2·h)。每日有效日照时间为4 h。[水的比热容c水
＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)请仿照吸热公式，计算每日有效日照时间内该吸热板吸
收的太阳能；(注意：吸热指数用“k”表示，面积用
公里油耗是指汽车行驶100 km，需要消耗的燃油量)已知：汽油密度
ρ＝0.7×103 kg/m3，汽油热值q＝4.6×107 J/kg。
(1)完全燃烧10 L汽油所放出的热量是多少？
解：(1)已知燃烧汽油的体积V＝10 L＝10 dm3＝0.01
m3，燃烧汽油的质量为：m＝ρV＝0.7×103
kg/m3×0.01 m3＝7 kg，
s所做的功为
4.2×107
J，公交车的热机效率为
。(q氢＝1.4×108 J/kg)
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6. [科学素质·科学实践]小明家买了一辆以汽油为燃料的小汽车。经查
阅资料，小明了解到以下信息：“该车若以80 km/h的速度匀速行驶
时，发动机的牵引力为1 288 N，百公里油耗：10 L/100 km”。(百
“S”表示，时间用“t”表示)
解：(2)由题意知E＝kSt＝2.1×106 J/(m2·h)×
2.5 m2×4 h＝2.1×107 J。
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7. [2024·郑州月考]太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热
的装置，如图是某品牌太阳能热水器，水箱内可容纳100 kg
的水。它的吸热板面积为2.5 m2，若在有效日照情况下1 m2
高到32 ℃，求水吸收的热量；
解：(1)水吸收的热量为Q吸＝c水mΔt＝
4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(32 ℃－22
℃)＝4.2×106 J。
1
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7. [2024·郑州月考]太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的
装置，如图是某品牌太阳能热水器，水箱内可容纳100 kg的
为
0.01
kg。[水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，木炭
的热值q＝3.36×107 J/kg]
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2. 工人师傅为了测量锅炉内温度，他将质量1 000 g的铁钉放
在锅炉内，一段时间后，取出来迅速放到质量为5 kg、 初
温为20 ℃的冷水中，达到热平衡时两者共同温度为50
℃，忽略热量损失，求：[铁的比热容为0.46×103
吸＝c水m水(t－t0)＝4.2×10 J/(kg·
30 ℃)＝1.47×107 J；
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3. [2024·济宁月考]一大锅里装有温度为30 ℃、质量为50 kg的水，当
地气压为标准大气压，某同学用煤对水加热，当水刚好沸腾时，便
停止加热，用煤1.2 kg。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，煤的
热值是3×107 J/kg。求：
(2)完全燃烧1.2 kg煤放出的热量；
解：(2)煤完全燃烧放出的热量为：Q放＝mq＝1.2
kg×3×107 J/kg＝3.6×107 J；
(3)此次烧水过程中的效率。(结果保留到0.1％)
.×
解：(3)此次烧水过程中，效率为：η＝ ＝
≈40.8％。
放