10.5　调查燃料的利用及其对环境的影响 课件- 2025-2026学年物理北师大版九年级全一册

第十章　机械能、内能及其转化 第五节　调查燃料的利用及其对环境的影响 基础夯实  　热值 1.2023年12月21日21时35分,神舟十七号航天员完成出舱活 动,顺利维修了天和核心舱的太阳翼。神舟十七号的运载火 箭用了偏二甲肼作燃料,主要原因是偏二甲肼的 (　    ) A.密度大　    B.热值高　    C.沸点高　    D.燃点高 B 解析　运载火箭用了偏二甲肼作燃料,主要原因是偏二甲肼 热值高,燃烧相同质量的燃料,释放的热量更多。故选B。 2.煤油的热值约为4.6×107 J/kg、比热容为2.1×103 J/(kg·℃),以 下说法中正确的是 (　    ) A.煤油的热值、比热容与质量大小无关 B.燃烧1 kg煤油一定放出4.6×107 J的热量 C.1 kg煤油用去一半,煤油的热值减小,比热容不变 D.1 kg煤油温度升高1 ℃需要放出2.1×103 J的热量 A 解析    煤油的比热容、热值是煤油的特性,其大小与煤油的 质量无关,故A正确。煤油的热值约为4.6×107 J/kg,表示完全 燃烧1 kg煤油可放出约4.6×107 J的热量,故B错误。1 kg煤油 用去一半,煤油的热值不变、比热容不变,故C错误。煤油的 比热容为2.1×103 J/(kg·℃),它表示1 kg煤油温度升高1 ℃需要 吸收2.1×103 J的热量,故D错误。 3.(2025江苏盐城亭湖期中)为了比较质量相等的不同燃料燃 烧时放出的热量,小华设计了如图甲、乙所示的实验(实验中 所有燃料完全燃烧)。实验有以下四方面:①烧杯内液体种类; ②烧杯内液体质量;③加热时间;④烧杯内液体温度的变化 量。其中要求相同的有　　    (选填序号);通过比较　　　        (选填“燃烧时间”或“温度变化量”)来比较两种燃料放 出热量的多少。实验结束后画出水的温度随时间变化的关系 图像如图丙所示,则燃料1与燃料2的热值之比为　　    。 ①② 温度变化量 4∶3 解析　实验时,应控制加热的液体质量、种类以及燃料的质 量一致,让燃料完全燃烧,比较液体温度的变化量,液体温度的 变化量越大说明燃料的热值越大。由图丙可知,燃料1完全燃 烧使水升高的温度Δt1=100 ℃-20 ℃=80 ℃,燃料2完全燃烧使 水升高的温度Δt2=80 ℃-20 ℃=60 ℃,则燃料1与燃料2的热值 之比 = = = = = = 。  　热效率 4.(2025辽宁鞍山铁东期中)小明所在学习小组在了解燃料的 利用效率时,在关于热效率的问题上进行了热烈讨论,对此他 们有下列四种观点,其中正确的是 (　    ) A.一般情况下,柴油机的效率比汽油机的低 B.完全燃烧相同的燃料,热机做的有用功越多,热机的效率越高 C.热机的效率越高,说明做功越快 D.热机损失的能量中,废气带走的能量较少,主要是由于机械 摩擦损失的 B 解析　柴油机的压缩程度比汽油机的高,燃料燃烧更充分,所 以一般情况下柴油机的效率比汽油机的更高,故A错误。完全 燃烧相同的燃料,放出的热量一定即总功一定,效率等于有用 功与总功的比值,所以有用功越多,热机的效率越高,故B正 确。热机的效率越高,说明有用功与总功的比值越大,与做功 快慢无关,故C错误。热机损失的能量中,废气带走的能量较 多,故D错误。 5.(2023湖北随州中考)汽车是现代生活中最常见的一种交通 工具,如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。 下列有关说法正确的是     (　    ) A A.甲图是压缩冲程,活塞对汽缸内的气体做功,气体的温度升 高 B.由乙图可知该汽油机的效率是30% C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分,这会 降低燃料的热值 D.为节能,冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举 措大大提高了燃料的热值 解析　根据图甲可知,两个气门关闭、活塞上行,为压缩冲程, 活塞对汽缸内的气体做功,机械能转化为内能,气体的温度升 高,A正确;热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放 出的热量的比值,由图可知,输出有用功所占比例:100%-36%- 30%-6%=28%,即该汽油机的效率为28%,B错误;热值是燃料 本身的一种特性,只与燃料本身有关,和燃料的质量、放出热 量的多少、燃烧是否充分、温度高低等因素无关,C、D错 误。故选A。 能力提升 6.【新课标·科学态度与责任】(2025安徽濉溪期中,★★☆)我 们既要有效地利用能源,又要很好地控制和减弱能源的利用 对环境的不利影响。下列关于热机和环境保护的说法中正确 的是 (　    ) A.热机排出的尾气没有内能 B.热机的效率能达到100% C.为了改善环境,应禁止使用热机 D.热机的大量使用会造成环境污染 D 解析　一切物体均有内能,故A错误。由于有热量散失,热机 的效率永远小于100%,故B错误。热机对人类的生产、生活 有巨大贡献,但大量使用会造成环境污染,故为了改善环境,应 合理使用热机而不是禁止使用热机,故C错误,D正确。 7.(2025河北乐亭期中,★★☆)甲、乙两台汽油机,甲的功率是 乙的2倍,甲的效率是30%,乙的效率是20%,那么甲、乙在相同 时间内所消耗汽油质量之比为 (　    ) A.3∶4　    B.2∶3　     C.3∶2　    D.4∶3 D 解析　设甲、乙的功率分别为P甲、P乙,热机效率分别为η甲、η 乙,汽油的热值为q,做功时间为t。则甲在时间t内做的有用功W 甲=P甲t,乙在时间t内做的有用功W乙=P乙t。由题意知P甲∶P乙= 2∶1,η甲∶η乙=30%∶20%=3∶2;则甲在时间t内的耗油量m甲=  = = ;同理可以得到乙在时间t内的耗油量m乙= ;则 甲、乙两汽油机在相同时间内的耗油量之比m甲∶m乙= ∶  = ∶ =4∶3。 8.(2025安徽灵璧期中,★★☆)甲、乙两种燃料完全燃烧放出 的热量与其质量的关系图像如图所示,则下列分析正确的是  (　    )   C A.甲燃料的热值小于乙燃料的热值 B.完全燃烧甲、乙两种燃料加热同一锅水至沸腾,不计热损 失,所需乙燃料的质量更小 C.完全燃烧相同质量的两种燃料,甲放出的热量更多 D.使用甲燃料的热机效率一定高,但是热机效率肯定小于100% 解析　由图可知,相同质量的甲、乙燃料完全燃烧时,Q甲>Q乙, 根据q= 可知q甲>q乙,即甲燃料的热值大于乙燃料的热值,故A 错误,C正确。分别完全燃烧甲、乙两种燃料将同一锅水加热 至沸腾,则水吸收的热量相同,燃料燃烧放出的热量相同,q甲>q乙, 根据m= 可知所需甲燃料的质量更小,故B错误。甲燃料 的热值大,由Q放=mq可知,完全燃烧相同质量的甲燃料和乙燃 料,甲放出的热量多,但使用甲燃料的热机做的有用功不一定 多;使用甲燃料的热机做的有用功与燃料完全燃烧放出的热 量之比不一定大,即热机效率不一定高(热机效率肯定小于100% 是正确的),故D错误。 9.(2024四川达州中考,★★☆)在标准大气压下,小明用天然气灶 将质量1 kg的水,从20 ℃加热到沸腾,水吸收的热量是　    　     J。他家天然气热水器的热效率是70%,他某次洗澡,耗水 20 kg,热水器进水温度是22 ℃,出水温度是42 ℃,他这次洗澡 消耗天然气　　    m3。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃), 天然气的热值是3.2×107 J/m3。 3.36×105     0.075 解析　标准大气压下水的沸点为100 ℃,故1 kg水从20 ℃加热 到沸腾吸收的热量Q=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃- 20 ℃)=3.36×105 J。小明本次用水升温Δt'=42 ℃-22 ℃=20 ℃, 水需吸热Q吸=cm'Δt'=4.2×103 J/(kg·℃)×20 kg×20 ℃=1.68×106 J,热水器热效率为70%,则需要天然气放热Q放= =  =2.4×106 J;消耗的天然气体积V= = =0.075 m3。 素养提优 10.【新特色·环境保护】结合材料,回答下列问题。 地球的温室效应 太阳通过热辐射把能量输送到地面,温暖了地球,养育了万物。 地表受热后,也会产生热辐射,向外传递热量。由于地球表面有一层大气层,大气中的二氧化碳气体会吸收这种向外的热辐射,进而使地表的温度维持在一个相对稳定的水平。这就是温室效应。适度的温室效应是维持地球上生命生存环境的必要保证。 (1)为了有效地防止环境污染和地球温室效应的加剧,下列燃 料中最理想的是(　    ) A.煤　    B.石油 C.氢　    D.草木燃料 (2)以下不能引起地球温室效应的是 (　    ) A.现代工业的发展 B.工厂废气大量排放 C.汽车、飞机尾气的大量排放 D.过多使用化肥农药 C D 解析    (1)煤、石油、草木燃料燃烧时都能生成大量的二氧 化碳,二氧化碳是一种温室气体;并且煤、石油、草木燃料燃 烧时还能生成二氧化硫等有毒的气体,会污染空气。而氢气 燃烧只生成水,不污染环境。故最理想的燃料是氢,即C符合 题意。 (2)温室效应是指由于二氧化碳排放量增大,而导致的地球变 暖的现象,现代工业的发展、工厂废气大量排放、汽车和飞 机尾气的大量排放都会造成二氧化碳排放过量,加剧温室效 应,而过多使用化肥农药会造成土壤板结、污染水源,与温室 效应无关。故D符合题意。 $$