九年级物理专题三：热效率计算考点一．热传递效率1．据新华社报道，2020年4月8日，中国新疆塔里木盆地传来振奋人心的消息：中国油气勘探队新发
现了储量达到2.28亿吨的石油，如图所示。这一发现进一步证实了塔里木盆地下方富含石油！[c水＝4.2×103J/（kg?℃），q石
油＝4.4×107J/kg]求：（1）100g石油完全燃烧放出的热量；（2）若这些热量的42%被水吸收，可以使20kg温度是20℃
的水温度升高多少？（在一标准大气压下）2．2020年11月24日，搭载“嫦娥五号”月球探测器的长征五号火箭成功发射升空，铍是一种高
效率的火箭燃料，铍在燃烧时能释放出巨大的能量。[已知c水＝4.2×103J/（kg?℃），q铍＝6.3×107J/kg]求：（1）
5kg铍完全燃烧放出的热量为多少J？（2）若这些热量的60%被水吸收，可以使多少kg的水温度升高50℃。3．小明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？但在教材的燃料热值表中没有查阅到。于是，他在家里将装有2kg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0.035m3。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36%，已
知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg?℃）。求：（1）在这个过程中水吸收了多少热量？（2）请你帮小明算出天然气的热值。4．菜
油是人们烹饪时常用的材料，最适宜的烹饪温度在150℃到180℃之间。某酒店厨师在炸制酥肉时，将2kg的菜油从20℃加热到170℃（
未沸腾），求：（1）菜油吸收的热量[取c菜油＝2.0×103J/（kg?℃）]；（2）如果这些热量由天然气燃烧来提供，则需要完全燃
烧多少m3的天然气（假设天然气完全燃烧释放的热量全部被菜油吸收，天然气的热值为4.0×107J/m3）。5．谢嘉敏用煤气灶将50k
g、20℃的水加热到60℃，需要燃烧热值为q＝4.2×107J/kg的煤气0.8kg。已知水的比热容为c＝4.2×103J/（kg
?℃）。求：（1）0.8kg煤气完全燃烧放出的热量；（2）煤气灶烧水的效率。考点二．热机效率6．某型号汽车在车型测试中，在一段平直
公路上以80km/h的速度匀速行驶了6km，消耗汽油2L，已知汽油的密度为0.7×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/
kg。假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为40%，求该型号汽车在以此速度行驶过程中，（1）汽油完全燃烧放出多少热量？（2）汽车受到的阻
力是多大？7．如图所示是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器和激光测距仪来了解周围的交通状况。该款车以72km
/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了10km，消耗汽油1.5L。假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中（
汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.6×107J/kg），求：（1）汽油燃烧所放出的热量；（2）发动机的牵引力。
8．随着国民经济的发展，汽车已走进家庭。一辆小轿车以某一速度在平直路面上耗时0.125h匀速行驶10km，消耗汽油1L。若这些汽油
完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.7×103kg/m3，求：（1）
汽车行驶的速度；（2）这些汽油完全燃烧放出的热量；（3）这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。9．随着科技的发展，氢燃料新能源公交
车慢慢在投放使用.氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）、q氢＝
1.4×108J/kg]求：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃
的水吸收，求水升高的温度；（3）如果氢燃料公交车以140kW恒定功率匀速直线行驶，其效率为60%，则燃烧0.3kg的氢燃料可使公交
车行驶多少时间？10．中国新一代小型运载火箭一级120t级的液氧煤油发动机，进行了10min的长程实验，这种火箭发动机具有1.8×
105kW的输出功率，实验过程中共消耗了6t航天煤油。（航天煤油的热值为5×107J/kg）（1）实验中航天煤油完全燃烧释放的热量
是多少？（2）这种液氧煤油发动机的效率是多少？11．发动机的效率是汽车经济性能的重要指标。若某品牌汽车在平直公路上以25m/s的速
度匀速行驶105m，汽车克服阻力做功的功率为2×104W，耗油量为5kg。（汽油的热值为q＝4.0×107J/kg）求：（1）这些
汽油完全燃烧后释放的热量；（2）汽车所受的阻力；（3）该汽车发动机的效率。12．现有某型号柴油5kg，已知该型号柴油的热值q＝4.
2×107J/kg，求：（1）此柴油完全燃烧，可释放多少热量？（2）若此柴油完全燃烧释放的热量能完全被水吸收，则能把多少kg的水从
20℃加热到70℃？[水的比热容c水＝4.2×103J/（kg?℃）]（3）此柴油通过某柴油机，可输出8.4×107J的功，则柴油
机的效率η是多少？13．氢能源作为环保领域的新型清洁能源，是用途广泛的“绿色能源”，某氢能源公交车以10m/s的速度在平直公路上匀
速行驶，发动机的功率为200kW，每行驶700m消耗氢燃料200g，（氢燃料的热值为1.4×108J/kg）计算在这个过程中：（1
）200g的氢燃料完全燃烧放出的热量；（2）这台公交车发动机的牵引力；（3）这台公交车发动机的效率。14．氢燃料具有清洁无污染，效
率高等优点，被认为是二十一世纪最理想的能源。有一公交车以140kW恒定功率匀速行驶10min，燃烧了1.2m3的氢燃料，已知氢燃料
的热值为1.4×108J/m3。求：（1）完全燃烧1.2m3的氢燃料放出的热量；（2）此氢燃料公交车的效率。15．“疫情就是命令，
防控就是责任”，按照中央军委命令，空军2月2日凌晨出动8架大型运输机，分别从沈阳、兰州、广州、南京起飞，向武汉紧急空运795名军队
支援湖北医疗队队员和58吨物资，上午9时30分全部抵达武汉天河机场，如图所示，如果某运输机从广州白云国际机场起飞，在空中飞行时获得
4×105N的水平推力，以600km/h的速度沿水平方向匀速航行900km到达武汉天河机场，需要完全燃烧热值为4×107J/kg的
航空燃油1.4×104kg，则：（1）运输机在空中飞行的时间为多少小时？（2）航空煤油完全燃烧放出的热量为多少焦耳？（3）飞机发动
机的效率为多大？（小数点后保留一位）2021北师大版九年级物理专题三：热效率计算参考答案1．据新华社报道，2020年4月8日，中国
新疆塔里木盆地传来振奋人心的消息：中国油气勘探队新发现了储量达到2.28亿吨的石油，如图所示。这一发现进一步证实了塔里木盆地下方富
含石油！[c水＝4.2×103J/（kg?℃），q石油＝4.4×107J/kg]求：（1）100g石油完全燃烧放出的热量；（2）若
这些热量的42%被水吸收，可以使20kg温度是20℃的水温度升高多少？（在一标准大气压下）【解答】解：（1）石油的质量：m＝100
g＝0.1kg，石油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq石油＝0.1kg×4.4×107J/kg＝4.4×106J；（2）若这些热量的4
2%被水吸收，则有：Q吸＝42%Q放＝42%×4.4×106J＝1.848×106J；由Q吸＝cm△t可得：△t＝＝＝22℃。答：
（1）100g石油完全燃烧放出的热量4.4×106J（2）若这些热量的42%被水吸收，可以使20kg的水的温度升高22℃。2．20
20年11月24日，搭载“嫦娥五号”月球探测器的长征五号火箭成功发射升空，铍是一种高效率的火箭燃料，铍在燃烧时能释放出巨大的能量。
[已知c水＝4.2×103J/（kg?℃），q铍＝6.3×107J/kg]求：（1）5kg铍完全燃烧放出的热量为多少J？（2）若这
些热量的60%被水吸收，可以使多少kg的水温度升高50℃。【解答】解：（1）5kg铍完全燃烧放出的热量：Q放＝mq铍＝5kg×6.
3×107J/kg＝3.15×108J；（2）由题知，水吸收的热量，Q吸＝ηQ放＝60%×3.15×108J＝1.89×108J，
由Q吸＝c水m△t得，水的质量：m＝＝＝900kg。答：（1）5kg的铍完全燃烧放出的热量为3.15×108J；（2）若这些热量的
60%被水吸收，可以使900kg的水的温度升高50℃。3．小明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？但在教材的
燃料热值表中没有查阅到。于是，他在家里将装有2kg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0.035m3。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36%，已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg?℃）。
求：（1）在这个过程中水吸收了多少热量？（2）请你帮小明算出天然气的热值。【解答】解：（1）在这个过程中水吸收的热量Q吸＝c水m水
（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×2kg×（80℃﹣20℃）＝5.04×105J；（2）天然气完全燃烧放出的热量Q放＝
＝＝1.4×106J，天然气的热值q天然气＝＝＝4×107J/m3答：（1）在这个过程中水吸收了5.04×105J的热量；（2）天
然气的热值为4×107J/m3。4．菜油是人们烹饪时常用的材料，最适宜的烹饪温度在150℃到180℃之间。某酒店厨师在炸制酥肉时，
将2kg的菜油从20℃加热到170℃（未沸腾），求：（1）菜油吸收的热量[取c菜油＝2.0×103J/（kg?℃）]；（2）如果这
些热量由天然气燃烧来提供，则需要完全燃烧多少m3的天然气（假设天然气完全燃烧释放的热量全部被菜油吸收，天然气的热值为4.0×107
J/m3）。【解答】解：（1）菜油吸收的热量为：Q吸＝c菜油m△t＝2.0×103 J/（kg?℃）×2kg×（170℃﹣20℃）
＝6×105J；（2）因为天然气完全燃烧释放的热量全部被菜油吸收，则：Q吸＝Q放＝qV，天然气的体积为：V＝＝＝0.015m3。答
：（1）菜油吸收的热量为6×105J；（2）这些热量用天然气来提供，需要完全燃烧0.015m3的天然气。5．谢嘉敏用煤气灶将50k
g、20℃的水加热到60℃，需要燃烧热值为q＝4.2×107J/kg的煤气0.8kg。已知水的比热容为c＝4.2×103J/（kg
?℃）。求：（1）0.8kg煤气完全燃烧放出的热量；（2）煤气灶烧水的效率。【解答】解：（1）0.8kg煤气完全燃烧放出的热量：Q
放＝m煤气q＝0.8kg×4.2×107J/kg＝3.36×107J；（2）水吸收的热量：Q吸＝cm水Δt＝4.2×103J/（k
g?℃）×50kg×（60℃﹣20℃）＝8.4×106J；煤气灶烧水的效率：η＝×100%＝×100%＝25%。答：（1）0.8k
g煤气完全燃烧放出的热量为3.36×107J；（2）煤气灶烧水的效率为25%。6．某型号汽车在车型测试中，在一段平直公路上以80k
m/h的速度匀速行驶了6km，消耗汽油2L，已知汽油的密度为0.7×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg。假设汽油
完全燃烧，汽油机的效率为40%，求该型号汽车在以此速度行驶过程中，（1）汽油完全燃烧放出多少热量？（2）汽车受到的阻力是多大？【解
答】解：（1）由ρ＝可得，汽油的质量为：m＝ρ汽油V＝0.7×103kg/m3×2×10﹣3m3＝1.4kg；汽油完全燃烧放出热量
为：Q放＝mq汽油＝1.4kg×4.5×107J/kg＝6.3×107J；（2）由效率公式η＝可得，牵引力做的功为：W＝ηQ放＝4
0%×6.3×107J＝2.52×107J。由功的公式W＝Fs可得，汽车的牵引力为：F＝＝＝4.2×103N，因为汽车做匀速直线运
动，所以受到的阻力f＝F＝4.2×103N。答：（1）汽油完全燃烧放出热量为6.3×107J；（2）汽车受到的阻力是4.2×103
N。7．如图所示是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器和激光测距仪来了解周围的交通状况。该款车以72km/h的
速度在一段平直的公路上匀速行驶了10km，消耗汽油1.5L。假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中（汽油的
密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.6×107J/kg），求：（1）汽油燃烧所放出的热量；（2）发动机的牵引力。【解答
】解：（1）消耗汽油的体积：V＝1.5L＝1.5×10﹣3m3，则由ρ＝得，消耗汽油的质量为：m＝ρV＝0.8×103kg/m3×
1.5×10﹣3m3＝1.2kg；汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝1.2 kg×4.6×107J/kg＝5.52×107J；（
2）由η＝得，汽油机的有用功：W＝ηQ放＝30%×5.52×107J＝1.656×107J；由W＝Fs得，汽车发动机的牵引力：F＝
＝＝1656N。答：（1）汽油燃烧所放出的热量为5.52×107J；（2）发动机的牵引力为1656N。8．随着国民经济的发展，汽车
已走进家庭。一辆小轿车以某一速度在平直路面上耗时0.125h匀速行驶10km，消耗汽油1L。若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用
来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.7×103kg/m3，求：（1）汽车行驶的速度；（2）这些汽
油完全燃烧放出的热量；（3）这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。【解答】解：（1）已知小轿车行驶的路程，s＝10km，所用时间，
t＝0.125h，轿车匀速行驶时速度：v＝＝＝80km/h；（2）小轿车消耗汽油的体积：V＝1L＝1×10﹣3m3，由ρ＝得，汽油
的质量：m＝ρV＝0.7×103kg/m3×1×10﹣3m3＝0.7kg，汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝0.7kg×4.6×
107J/kg＝3.22×107J；（3）由题知，用来驱动汽车做的有用功：W有＝Q放×30%＝3.22×107J×30%＝9.66
×106J轿车做的有用功，W有＝Fs，轿车牵引力：F＝＝＝966N，又因为轿车匀速行驶，所以轿车受到的阻力：f＝F＝966N。答：
（1）这辆轿车匀速行驶时速度为80km/h；（2）这些汽油完全燃烧放出的热量为3.22×107J；（3）这辆轿车以该速度匀速行驶时
受到的阻力为966N。9．随着科技的发展，氢燃料新能源公交车慢慢在投放使用.氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最
理想的能源。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）、q氢＝1.4×108J/kg]求：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的
热量；（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，求水升高的温度；（3）如果氢燃料公交车以140kW恒定功率匀速
直线行驶，其效率为60%，则燃烧0.3kg的氢燃料可使公交车行驶多少时间？【解答】解：（1）0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量：
Q＝mq氢＝0.3kg×1.4×108J/kg＝4.2×107J；（2）水吸收的热量：Q吸＝Q放＝4.2×107J，由Q吸＝cm△
t得水升高温度：△t＝＝＝50℃；（3）由题知公交车所做的功：W＝ηQ放＝60%×4.2×107J＝2.52×107J，由P＝得公
交车行驶时间：t＝＝＝180s。答：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出4.2×107J热量；（2）若这些热量全部被质量为2
00kg，温度为15℃的水吸收，则水升高50℃；（3）这些热量能让该公交车匀速行驶180s。10．中国新一代小型运载火箭一级120
t级的液氧煤油发动机，进行了10min的长程实验，这种火箭发动机具有1.8×105kW的输出功率，实验过程中共消耗了6t航天煤油。
（航天煤油的热值为5×107J/kg）（1）实验中航天煤油完全燃烧释放的热量是多少？（2）这种液氧煤油发动机的效率是多少？【解答】
解：（1）实验中航天煤油完全燃烧释放的热量是Q放＝m煤油q＝6000kg×5×107J/kg＝3×1011J；（2）发动机所做的有
用功是W＝Pt＝1.8×108W×10×60s＝1.08×1011J，这种液氧煤油发动机的效率是：η＝×100%＝×100%＝36
%。答：（1）实验中航天煤油完全燃烧释放的热量是3×1011J；（2）这种液氧煤油发动机的效率是36%。11．发动机的效率是汽车经
济性能的重要指标。若某品牌汽车在平直公路上以25m/s的速度匀速行驶105m，汽车克服阻力做功的功率为2×104W，耗油量为5kg
。（汽油的热值为q＝4.0×107J/kg）求：（1）这些汽油完全燃烧后释放的热量；（2）汽车所受的阻力；（3）该汽车发动机的效率
。【解答】解：（1）由题知，汽油的热值以及消耗汽油的质量，所以汽油完全燃烧后释放的热量：Q＝mq＝5kg×4.0×107J/kg＝
2×108J；（2）由题知，汽车在平直公路上以25m/s的速度匀速行驶，功率为2×104W，由P＝Fv可得，汽车受到的牵引力：F＝
＝＝800N，牵引力与阻力是一对平衡力，所以汽车所受的阻力：f＝F＝800N；（3）汽车牵引力做功：W＝Fs＝800N×105m＝
8×107J，汽车发功机的效率：η＝＝＝40%。答：（1）这些汽油完全燃烧后释放的热量为2×108J；（2）汽车所受的阻力为800
N；（3）该汽车发动机的效率为40%。12．现有某型号柴油5kg，已知该型号柴油的热值q＝4.2×107J/kg，求：（1）此柴油
完全燃烧，可释放多少热量？（2）若此柴油完全燃烧释放的热量能完全被水吸收，则能把多少kg的水从20℃加热到70℃？[水的比热容c水
＝4.2×103J/（kg?℃）]（3）此柴油通过某柴油机，可输出8.4×107J的功，则柴油机的效率η是多少？【解答】解：（1）
柴油的热值q＝4.2×107J/kg，柴油质量m＝5kg，柴油完全燃烧，可释放热量Q放＝qm＝4.2×107J/kg×5kg＝2.
1×108J。（2）水的温度变化△t＝70℃﹣20℃＝50℃，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg?℃），此柴油完全燃烧释放的
热量能完全被水吸收，Q吸＝Q放＝2.1×108J，水的质量m水＝＝＝1000kg。（3）柴油机的有用功W有用＝8.4×107J，则
柴油机的效率η＝×100%＝×100%＝40%。故答案为：（1）此柴油完全燃烧，可释放2.1×108J热量。（2）若此柴油完全燃烧
释放的热量能完全被水吸收，则能把1000kg的水从20℃加热到70℃。（3）此柴油通过某柴油机，可输出8.4×107J的功，则柴油
机的效率η是40%。13．氢能源作为环保领域的新型清洁能源，是用途广泛的“绿色能源”，某氢能源公交车以10m/s的速度在平直公路上
匀速行驶，发动机的功率为200kW，每行驶700m消耗氢燃料200g，（氢燃料的热值为1.4×108J/kg）计算在这个过程中：（
1）200g的氢燃料完全燃烧放出的热量；（2）这台公交车发动机的牵引力；（3）这台公交车发动机的效率。【解答】解：（1）m＝200
g＝0.2kg由公式Q＝mq得，燃料完全燃烧放出的热量为：Q＝mq＝0.2kg×1.4×108J/kg＝2.8×107J；（2）由
公式P＝＝＝Fv得，公交车发动机的牵引力为：F＝＝＝2×104N；（3）由公式W＝Fs得，公交车发动机所做的功为：W＝Fs＝2×1
04N×700m＝1.4×107J；公交车发动机的效率：η＝＝＝50%。答：（1）200g的氢燃料完全燃烧放出的热量为2.8×10
7J；（2）这台公交车发动机的牵引力为2×104N；（3）这台公交车发动机的效率为50%。14．氢燃料具有清洁无污染，效率高等优点
，被认为是二十一世纪最理想的能源。有一公交车以140kW恒定功率匀速行驶10min，燃烧了1.2m3的氢燃料，已知氢燃料的热值为1
.4×108J/m3。求：（1）完全燃烧1.2m3的氢燃料放出的热量；（2）此氢燃料公交车的效率。【解答】解：（1）1.2m3的氢
燃料完全燃烧放出的热量：Q＝Vq＝1.2m3×1.4×108J/m3＝1.68×108J；（2）公交车行驶10min所做的功：W＝
Pt＝140×103W×10×60s＝8.4×107J；此氢燃料公交车的效率：η＝＝×100%＝50%。答：（1）完全燃烧1.2m3的氢燃料放出的热量为8.4×107J；（2）此氢燃料公交车的效率50%。15．“疫情就是命令，防控就是责任”，按照中央军委命令，空军2月2日凌晨出动8架大型运输机，分别从沈阳、兰州、广州、南京起飞，向武汉紧急空运795名军队支援湖北医疗队队员和58吨物资，上午9时30分全部抵达武汉天河机场，如图所示，如果某运输机从广州白云国际机场起飞，在空中飞行时获得4×105N的水平推力，以600km/h的速度沿水平方向匀速航行900km到达武汉天河机场，需要完全燃烧热值为4×107J/kg的航空燃油1.4×104kg，则：（1）运输机在空中飞行的时间为多少小时？（2）航空煤油完全燃烧放出的热量为多少焦耳？（3）飞机发动机的效率为多大？（小数点后保留一位）【解答】解：（1）由v＝得，飞机匀速航行的时间：t＝＝＝1.5h；（2）航空煤油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝1.4×104kg×4×107J/kg＝5.6×1011J；（3）发动机所做的有用功：W＝Fs＝4×105N×900×103m＝3.6×1011J；发动机的热机效率：η＝×100%＝×100%≈64.3%。答：（1）飞机在空中飞行的时间是1.5h；（2）航空煤油完全燃烧放出的热量为5.6×1011J；（3）发动机的热机效率为64.3%。 |
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