第4节 热机的效率（分层作业）物理沪科版（五四学制）2024九年级上册

第4节 热机的效率 目录 【A 夯基础】 1 一、计算题—热值及其与比热容综合计算 1 二、计算题—热机效率 2 三、热值有关概念辨析 3 四、热值的物理意义 4 五、热值较大的燃料的应用 4 六、热机效率、热值等概念综合辨析 4 七、热值的计算应用 6 八、内燃机的能量分配图、图表题 6 【B 提能力】 8 【C 链中考】 10 一、计算题—热值及其与比热容综合计算 1．使用酒精灯给水加热，整个加热过程共用了100g酒精，求这些酒精完全燃烧能放出多少热量？（已知酒精的热值q=3.0×107 J/kg） 2．下表列出了几种燃料的热值，单位是J/kg。 干木柴 无烟煤 酒精 煤油 氢气 1.2×107 3.4×107 3.0×107 4.6×107 1.4×108 （1）完全燃烧1g的酒精可放出热量为多少J？ （2）放出相同的热量，求完全燃烧干木柴与氢气的质量之比。 3．小明将质量为20kg的水从25℃加热到45℃，[水的比热容为。天然气的热值为]。求： （1）这些水吸收的热量； （2）若天然气燃烧产生的热量中80%被这些水吸收，则需要多少天然气。 4．有一种便携式气炉，用丁烷气体为燃料。一次烧水时，将2kg初温为20℃的水加热至 90℃，消耗了25g丁烷气体。已知水的比热容c为4.2×103J/（kg℃），丁烷的热值q=4.8×107J/kg。求 ： (1)加热过程中水吸收的热量； (2)消耗的丁烷气体完全燃烧释放的热量。 二、计算题—热机效率 5．小明同学的爸爸驾车去往40km的目的地，此过程消耗了汽油2.1kg，已知汽油的热值为4.6×107J/kg。若汽车行驶过程中发动机的牵引力为725N。求： (1)完全燃烧2.1kg汽油放出的热量； (2)该汽车的热机效率。 6．用燃气灶给5kg的20℃的水加热到沸腾（一标准大气压下），完全燃烧0.08kg煤气，已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤气的热值为4.2×107J/kg，求：    (1)水吸收的热量； (2)0.08kg煤气完全燃烧时放出的热量； (3)该燃气灶的效率为多大。 7．中国自主研制的“鲲龙”AG60OM灭火飞机成功完成1.2×103kg投汲水试验。若该飞机某段时间内消耗航空燃油1t，飞机发动机做的功为2×1010J。航空燃油的热值为4×107J/kg，水的比热容4.2×103J/（kg·℃）。问： (1)1.2×104kg的水温度升高10℃需要吸收多少热量？ (2)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量有多大？ (3)发动机的效率是多大？ 8．某物理兴趣小组的同学，用天然气灶给10kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.2kg的天然气，【，天然气的热值为】求： (1)经过6min时间加热，水所吸收的热量； (2)天然气灶烧水时的热效率。 9．燃气热水器是一种方便、快捷且不受天气影响的洗浴设备。下表为某款燃气热水器的技术参数如表，“额定耗气量”的含义是：热水器正常工作1小时消耗的燃气体积。 适用燃气 天然气 热值 额定耗气量 (1)某次洗浴，热交换器在内将体积为的水的水温升高，求该过程中吸收的热量是多少？ (2)某次洗浴，燃气热水器以额定耗气量正常工作15min。若该过程燃气完全燃烧，放出的热量为多少？ (3)燃气热水器的热效率指热水器吸收热量的效率。（能效等级是根据热效率来划分的，其中三级能效的热效率，二级能效的热效率，而一级能效的热效率。请根据计算判断该燃气热水器属于哪一级能效？（热效率结果保留整数） 三、热值有关概念辨析 10．下列关于热值的说法正确的是（　　） A．5kg煤的热值大于1kg煤的热值 B．燃料热值越大，燃烧放出的热量越多 C．燃料燃烧不完全时热值变小 D．燃料的热值是燃料本身的特性 11．质量为12kg的汽油用去了三分之一，剩下的汽油（   ） A．比热容为原来的三分之二，热值不变 B．热值为原来的三分之二，比热容不变 C．比热容保持不变，热值也保持不变 D．密度为原来的三分之二 12．关于的理解，下列说法中正确的是（　　） A．热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比 B．若燃料燃烧不充分时，热值将减小 C．当燃料未燃烧时，其热值为零 D．某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关 13．关于燃料的热值，下列说法中正确的是（　　） A．烧水时，用的燃料越少，燃料的热值越大 B．燃料燃烧时，放出的热量越多，燃料的热值越大 C．不同的燃料完全燃烧，放出相同热量时，所用质量较少的燃料，热值较大 D．相同质量的不同燃料，燃烧时放出热量较多的燃料，热值较大 四、热值的物理意义 14．焦炭的热值是，它的物理含义是 。 15．木炭的热值是，它的物理意义是 。完全燃烧 kg木炭，可以得到的热量。 五、热值较大的燃料的应用 16．我国在南海开采的新型能源可燃冰，在相同条件下可燃冰完全燃烧放出的热量是煤气的数十倍。这说明与煤气相比，可燃冰的（   ） A．质量大 B．比热容大 C．热值大 D．内能大 17．2024年9月25日力箭一号遥四运载火箭在我国酒泉卫星发射中心发射升空。火箭使用液态氢作燃料，主要是由于该燃料（    ） A．热值大 B．比热容大 C．所含热量多 D．内能大 18．如图所示， 2024年4月25日， 搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（　　） A．火箭的燃料燃烧得越充分， 热值越大 B．火箭“体内”的燃料选用液氢是因为液氢的质量大 C．火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃时，内能为零 D．火箭“体内”的液氢燃料在燃烧过程中，质量减少，热值不变 六、热机效率、热值等概念综合辨析 19．下列关于热机效率的说法正确的是（   ） A．热机的效率越低，它消耗的燃料就越多 B．燃料燃烧不充分时，部分能量被浪费掉，热值将减小 C．通过技术改进，热机效率可以无限增大 D．热机效率越高，它将内能转化为机械能的比例越大 20．下列关于热值和热机效率的描述，正确的是（ ） A．一瓶酒精用去一半，酒精的热值减小一半 B．使燃料充分燃烧，可以增大燃料的热值 C．通过技术改进，汽车发动机的效率可以达到100% D．热机效率越高，它将内能转化为机械能的比例越大 21．用比值法定义物理量是物理学中常用的方法，以下物理量不是用这种方法定义的是（      ） A．功率 B．比热容 C．热量 D．热值 22．关于热值和热机，下列说法正确的是（　　） A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值 B．使燃料燃烧更充分，不能提高热机效率 C．汽油机和柴油机除了做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的 D．改进技术后，热机的效率可以达到100% 23．下列关于热机和环境保护的说法中正确的是（　　） A．尽量使燃料充分燃烧可提高热机效率 B．所有的热机都用汽油作为燃料 C．汽车排出的尾气都是有毒气体 D．热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除 24．下列关于热值和热机效率的说法，正确的是（　　） A．燃料燃烧释放的热量越大，热值越大 B．使燃料燃烧更充分，可以增大热值 C．柴油机的热机效率通常为100% D．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率 25．关于热机的效率，下列说法正确的是（　　） A．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高 B．热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多 C．热机的效率越高说明做功越快 D．汽油机的效率可以达到100% 26．在我国实施的“西气东输”工程中，西部地区的天然气被输送到缺乏能源的东部地区天然气与煤相比，从热学角度分析它突出的优点是 ；从环保角度分析它突出的优点是 （天然气、煤的热值分别为1.14×108J/kg、3×107J/kg）。 七、热值的计算应用 27．人类发展史也是利用燃料的历史，干木柴、煤的放热本领不同，是因为它们的 （选填“热值”“热量”或“温度”）不同。完全燃烧0.28kg的酒精可放出 J的热量，这些热量能使热机效率为25%的汽车输出 J的有用功。（已知酒精的热值为） 28．某地在城镇化建设中大力推广使用天然气。如果某家庭一个月使用12m3天然气，天然气的热值取，天然气完全燃烧放出的热量有40%被利用，那么在1个标准大气压下可以把 kg的水从20℃加热至沸腾。【 】 29．为了减少对大气污染，可对秸秤进行回收加工制成秸秤煤，完全燃烧2kg秸秤煤可放出 J热量；若这些热量完全被水吸收，可使 kg的水由20℃升高到40℃；若秸秤煤不完全燃烧，则它的热值会 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。（q秸=2.1×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg·℃）） 30．两种燃料的热值是2:3，如果它们的质量之比是1:3，那么它们完全燃烧放出的热量之比是（　　） A．2:1 B．2:9 C．1:1 D．1:2 31．质量为1kg的酒精和1g的酒精的热值是 （填“相同”或“不同”）的；若完全燃烧420g的酒精放出的热量全部被水吸收，可使 kg的水温度从30℃升高到90℃。[酒精的热值为3.0×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）] 32．一台柴油机，在某段工作时间内将柴油完全燃烧时，放出的热量，要损失的能量，可知该柴油机的效率是（　　） A．30% B．40% C．48% D．60% 33．小明在2024年珠海航展上不仅观摩了精彩的飞行表演，还了解到一个信息：某型号飞机，其热机每消耗燃油可让飞机获得的机械能。若燃油热值取，则燃油完全燃烧产生的热量为 J，该热机效率为 。若要提高热机效率，请给出一条建议 。 八、内燃机的能量分配图、图表题 34．燃油车是现代社会中一种常见的交通工具。如图所示是某燃油车的汽油机（有四个冲程）的能量流向图。下列说法正确的是（　　） A．汽油燃烧越充分，它的热值越大 B．汽油机的做功冲程将机械能转化为内能 C．改良发动机结构，汽油机的效率可达100% D．由图可知该汽油机的效率小于30% 35．某内燃机的能量流向图如图所示。该内燃机的效率为（　　） A．34% B．28% C．31% D．7% 36．如图，是一台内燃机的能量流向图。根据图中给出的信息，该内燃机的效率是 ，现完全燃烧1.5kg的汽油，该汽车能获得的机械能是 J。（汽油的热值为）。 37．汽车发动机一般是汽油机，汽油的热值为4.5×107J/kg。某内燃机的能量流向如图所示，下列说法正确的是（　　） A．该汽油机的效率为35% B．1kg的汽油燃烧能够释放4.5×107J/kg的能量 C．换用热值较大的燃料，热机效率会提高 D．如果改进技术，汽油机的效率就可以达到100% 38．我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。下表是一些燃料的热值。下列选项正确的是（　　） 燃料 热值 燃料 热值 焦炭 3.0×107 J/kg 柴油 4.3×107 J/kg 酒精 3.0×107 J/kg 汽油 4.6×107 J/kg A．0.5kg的汽油的热值是2.3×107 J/kg B．热值为3.0×107 J/kg的燃料一定是酒精 C．燃料越接近完全燃烧，燃料的热值就越大 D．0.5kg的汽油完全燃烧放出的热量是2.3×107 J 一、单选题 1．小明同学用如图甲所示装置加热质量为100g的冰，直至水沸腾。根据实验记录的数据，小明绘制了如图乙所示的温度随时间变化的图像。已知0~2min消耗酒精的质量为0.4g，c冰=2.1×103J/（kg•℃），c水=4.2×103J/（kg•℃），q酒精=3×107J/kg。若单位时间内物质吸收热量相等，下列分析正确的是（　　） A．BC段是熔化过程，温度不变，内能不变 B．0~12min，物质共吸收热量4.2×103J C．通过计算可得图乙中tx的值为32 D．该酒精灯的加热效率为30% 2．用相同的酒精灯分别加热质量均为200g、初温均为0℃的甲、乙两种液体，它们的温度随时间变化的图像如图所示，已知6~8min消耗酒精的质量为0.8g，甲、乙单位时间吸收的热量相等，甲的比热容，酒精的热值（单位时间消耗酒精的质量相同）。下列说法不正确的是（　　） A．乙液体的比热容（） B．甲液体在0～10min吸收的热量是 C．甲液体的沸点为80℃，乙液体的沸点为40℃ D．6~8min酒精灯对甲液体的加热效率约为33.3% 二、填空题 3．汽油因热值高常作为内燃机的燃料。已知汽油的热值为，完全燃烧50g汽油释放的热量是 J；若某汽车因此获得的机械能是，则该汽车发动机的效率是 。 4．页岩气是蕴藏在岩层中的天然气，被誉为未来能源的明星。小明同学用他家的燃气灶将质量为2kg、初温为18℃的水加热到68℃，该过程中，水吸收的热量为 J。若此燃气灶的热效率为42%，则此过程消耗页岩气 m3。【水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），页岩气的热值为4×107J/m3】 三、计算题 5．中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志，如图所示是某火箭发射时的场景，目前运载火箭一般使用液体氢作为燃料，液态氧作为助燃剂，液态氢的热值为。 （1）某火箭发射时携带液态氢燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量是多少J？ （2）若第一问放出的热量只有20%被水吸收，能将、初温为30℃的水加热至多少℃？【c水=4.2×103J/(kg∙℃)，已知当地大气压为1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在汽缸中燃烧，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燃料，求该发动机的效率。 1．（2025·黑龙江·中考真题）质量为1kg的酒精和1g的酒精的热值是 （填“相同”或“不同”）的；若完全燃烧420g的酒精放出的热量全部被水吸收，可使 kg的水温度从30℃升高到90℃。[酒精的热值为3.0×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）] 2．（2025·四川成都·中考真题）2025年4月24日在酒泉卫星发射中心，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭发射升空。关于火箭发动机，下列说法正确的是（　　） A．火箭发动机使用比热容大的燃料 B．火箭燃料燃烧越充分，热值越大 C．火箭发动机主要通过热传递获得机械能 D．火箭发动机属于热机 3．（2022·山东德州·中考真题）某辆汽车在平直的公路上匀速行驶了一段距离，消耗汽油2.1kg，此过程中汽车牵引力所做的功为，已知汽油的热值为，水的比热容为。求： （1）汽油完全燃烧放出的热量； （2）汽油机的效率； （3）若汽油完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可使质量为500kg，初温为10℃的水温度升高到多少。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第4节 热机的效率 目录 【A 夯基础】 1 一、计算题—热值及其与比热容综合计算 1 二、计算题—热机效率 3 三、热值有关概念辨析 5 四、热值的物理意义 7 五、热值较大的燃料的应用 7 六、热机效率、热值等概念综合辨析 8 七、热值的计算应用 11 八、内燃机的能量分配图、图表题 13 【B 提能力】 16 【C 链中考】 20 一、计算题—热值及其与比热容综合计算 1．使用酒精灯给水加热，整个加热过程共用了100g酒精，求这些酒精完全燃烧能放出多少热量？（已知酒精的热值q=3.0×107 J/kg） 【答案】3×106 J 【详解】解：酒精的质量 酒精完全燃烧产生的热量 答：这些酒精完全燃烧能放出热量。 2．下表列出了几种燃料的热值，单位是J/kg。 干木柴 无烟煤 酒精 煤油 氢气 1.2×107 3.4×107 3.0×107 4.6×107 1.4×108 （1）完全燃烧1g的酒精可放出热量为多少J？ （2）放出相同的热量，求完全燃烧干木柴与氢气的质量之比。 【答案】（1）3×104J；（2）35∶3 【详解】解：（1）完全燃烧1g=0.001kg的酒精可放出的热量 （2）由知，放出相同的热量，完全燃烧干木柴与氢气的质量比 答：（1）完全燃烧1g的酒精可放出热量为3×104J； （2）放出相同的热量，完全燃烧干木柴与氢气的质量之比为35∶3。 3．小明将质量为20kg的水从25℃加热到45℃，[水的比热容为。天然气的热值为]。求： （1）这些水吸收的热量； （2）若天然气燃烧产生的热量中80%被这些水吸收，则需要多少天然气。 【答案】（1）；（2） 【详解】解：（1）水吸收的热量为      （2）天然气燃烧产生的热量为          需要的天然气体积为 答：（1）水吸收的热量为； （2）需要0.06m3的天然气。 4．有一种便携式气炉，用丁烷气体为燃料。一次烧水时，将2kg初温为20℃的水加热至 90℃，消耗了25g丁烷气体。已知水的比热容c为4.2×103J/（kg℃），丁烷的热值q=4.8×107J/kg。求 ： (1)加热过程中水吸收的热量； (2)消耗的丁烷气体完全燃烧释放的热量。 【答案】(1)5.88×105J (2)1.2×106J 【详解】（1）加热过程中水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(90℃-20℃)=5.88×105J （2）消耗的丁烷气体完全燃烧释放的热量Q放=mq=25×10-3kg×4.8×107J/kg=1.2×106J 二、计算题—热机效率 5．小明同学的爸爸驾车去往40km的目的地，此过程消耗了汽油2.1kg，已知汽油的热值为4.6×107J/kg。若汽车行驶过程中发动机的牵引力为725N。求： (1)完全燃烧2.1kg汽油放出的热量； (2)该汽车的热机效率。 【答案】(1)9.66×107J (2)30% 【详解】（1）完全燃烧2.1kg汽油放出的热量为 （2）牵引力做的功 该汽车的热机效率 6．用燃气灶给5kg的20℃的水加热到沸腾（一标准大气压下），完全燃烧0.08kg煤气，已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤气的热值为4.2×107J/kg，求：    (1)水吸收的热量； (2)0.08kg煤气完全燃烧时放出的热量； (3)该燃气灶的效率为多大。 【答案】(1)1.68×106J (2)3.36×106J (3)50% 【详解】（1）在一标准大气压下，水的沸点是100℃，用燃气灶给5kg的20℃的水加热到沸腾，根据可得，水吸收的热量为 （2）根据可得，0.08kg煤气完全燃烧时放出的热量为 （3）根据可得，该燃气灶的效率为 7．中国自主研制的“鲲龙”AG60OM灭火飞机成功完成1.2×103kg投汲水试验。若该飞机某段时间内消耗航空燃油1t，飞机发动机做的功为2×1010J。航空燃油的热值为4×107J/kg，水的比热容4.2×103J/（kg·℃）。问： (1)1.2×104kg的水温度升高10℃需要吸收多少热量？ (2)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量有多大？ (3)发动机的效率是多大？ 【答案】(1)5.04×108J (2)4×1010J (3)50% 【详解】（1）1.2×104kg的水温度升高10℃需要吸收的热量为 （2）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量为 （3）发动机的效率是 8．某物理兴趣小组的同学，用天然气灶给10kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.2kg的天然气，【，天然气的热值为】求： (1)经过6min时间加热，水所吸收的热量； (2)天然气灶烧水时的热效率。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由图像可知，经过6min时间加热，水温从升高到，则水所吸收的热量为 （2）完全燃烧0.2kg的天然气放出热量为 则天然气灶烧水时的热效率为 9．燃气热水器是一种方便、快捷且不受天气影响的洗浴设备。下表为某款燃气热水器的技术参数如表，“额定耗气量”的含义是：热水器正常工作1小时消耗的燃气体积。 适用燃气 天然气 热值 额定耗气量 (1)某次洗浴，热交换器在内将体积为的水的水温升高，求该过程中吸收的热量是多少？ (2)某次洗浴，燃气热水器以额定耗气量正常工作15min。若该过程燃气完全燃烧，放出的热量为多少？ (3)燃气热水器的热效率指热水器吸收热量的效率。（能效等级是根据热效率来划分的，其中三级能效的热效率，二级能效的热效率，而一级能效的热效率。请根据计算判断该燃气热水器属于哪一级能效？（热效率结果保留整数） 【答案】(1) (2) (3)该燃气热水器属于二级能效 【详解】（1）由得，水的质量 水吸收的热量 （2）15min消耗的燃气 燃气完全燃烧放出的热量 （3）热效率 该燃气热水器属于二级能效。 三、热值有关概念辨析 10．下列关于热值的说法正确的是（　　） A．5kg煤的热值大于1kg煤的热值 B．燃料热值越大，燃烧放出的热量越多 C．燃料燃烧不完全时热值变小 D．燃料的热值是燃料本身的特性 【答案】D 【详解】A．燃料的热值与质量无关，5kg煤的热值等于1kg煤的热值，故A错误； B．由可知，燃料热值越大，质量若小，燃烧放出的热量不一定越多，故B错误； C．燃料的热值与是否完全燃烧无关，燃料燃烧不完全时热值不变，故C错误； D．燃料的热值是燃料本身的特性，与质量、体积、是否完全燃烧等无关，故D正确。 故选D。 11．质量为12kg的汽油用去了三分之一，剩下的汽油（   ） A．比热容为原来的三分之二，热值不变 B．热值为原来的三分之二，比热容不变 C．比热容保持不变，热值也保持不变 D．密度为原来的三分之二 【答案】C 【详解】比热容是物质的一种特性，它反映了物质吸收或放出热量的能力。对于某种物质，比热容只与物质的种类和状态有关，与质量等其他因素无关。热值是燃料的一种特性，它反映了燃料燃烧放热的本领。对于某种燃料，热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量等其他因素无关。密度是物质的一种特性，它等于质量与体积之比，同种物质的密度是相同的，与质量和体积的大小无关。故质量为12kg的汽油用去了三分之一，剩下的汽油比热容、热值、密度都不变。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 12．关于的理解，下列说法中正确的是（　　） A．热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比 B．若燃料燃烧不充分时，热值将减小 C．当燃料未燃烧时，其热值为零 D．某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关 【答案】D 【详解】A．热值是质量为1kg的燃料完全燃烧时所释放出的热量，热值是燃料本身的特性，与热量无关，故A错误； B．热值的大小只与燃料的种类有关，与燃烧程度无关，故B错误； C．热值是燃料的一种特性，与燃料是否燃烧无关，故C错误； D．热值是由燃料本身特性决定的，与燃料是否充分燃烧无关，故D正确。 故选D。 13．关于燃料的热值，下列说法中正确的是（　　） A．烧水时，用的燃料越少，燃料的热值越大 B．燃料燃烧时，放出的热量越多，燃料的热值越大 C．不同的燃料完全燃烧，放出相同热量时，所用质量较少的燃料，热值较大 D．相同质量的不同燃料，燃烧时放出热量较多的燃料，热值较大 【答案】C 【详解】A．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，烧水时，用的燃料越少，燃料的热值不变，故A错误； B．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与放出热量的多少无关，燃料燃烧时，放出的热量越多，燃料的热值不变，故B错误； C．由可知，不同的燃料完全燃烧，放出相同热量，所用燃料的质量越少，热值越大，故C正确； D．相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量越大的燃料，其热值越大，故D错误。 故选 C。 四、热值的物理意义 14．焦炭的热值是，它的物理含义是 。 【答案】见解析 【详解】单位质量某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值。焦炭的热值是3.0×107J/kg，物理意义是：1kg的焦炭完全燃烧放出的热量是3.0×107J。 15．木炭的热值是，它的物理意义是 。完全燃烧 kg木炭，可以得到的热量。 【答案】 见详解 0.2 【详解】[1]根据热值的定义，热值是1kg燃料完全燃烧放出的热量，木炭的热值为3.4×107J/kg，它的物理意义是1kg木炭完全燃烧放出的热量为3.4×107J。 [2]放出6.8×106J的热量完全燃烧木炭的质量为 五、热值较大的燃料的应用 16．我国在南海开采的新型能源可燃冰，在相同条件下可燃冰完全燃烧放出的热量是煤气的数十倍。这说明与煤气相比，可燃冰的（   ） A．质量大 B．比热容大 C．热值大 D．内能大 【答案】C 【详解】1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫这种燃料的热值。在同等条件下，包含质量相同，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的热值很大，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 17．2024年9月25日力箭一号遥四运载火箭在我国酒泉卫星发射中心发射升空。火箭使用液态氢作燃料，主要是由于该燃料（    ） A．热值大 B．比热容大 C．所含热量多 D．内能大 【答案】A 【详解】液态氢的热值较大，相同质量下，液态氢完全燃烧释放的热量更多，因此通常用做火箭的燃料。 故选A。 18．如图所示， 2024年4月25日， 搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（　　） A．火箭的燃料燃烧得越充分， 热值越大 B．火箭“体内”的燃料选用液氢是因为液氢的质量大 C．火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃时，内能为零 D．火箭“体内”的液氢燃料在燃烧过程中，质量减少，热值不变 【答案】D 【详解】A．热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，所以火箭的燃料燃烧得越充分，热值不变，故A错误； B．火箭“体内”的燃料选用液氢是因为液氢的热值较大，燃烧时释放的能量多，故B错误； C．一切物体在任何情况下都具有内能，所以火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，内能不为零，故C错误； D．火箭“体内”的液氢燃料在燃烧过程中，燃料的质量在变小，即质量变小，而热值是燃料的属性，因此热值不变，故D正确。 故选D。 六、热机效率、热值等概念综合辨析 19．下列关于热机效率的说法正确的是（   ） A．热机的效率越低，它消耗的燃料就越多 B．燃料燃烧不充分时，部分能量被浪费掉，热值将减小 C．通过技术改进，热机效率可以无限增大 D．热机效率越高，它将内能转化为机械能的比例越大 【答案】D 【详解】A．当有效利用的能量一定时，热机消耗的燃料越多，热机效率越低，但选项中没有说明有效利用的能量一定，故A错误； B．热值的大小只与燃料的种类有关，与燃烧程度无关，燃料燃烧不充分时，部分能量被浪费掉，热值不变，故B错误； C．热机在工作时也不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，热机效率不能达100%，故C错误； D．热机效率越高，热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比越大，内能转化为机械能的比例越大，故D正确。 故选D。 20．下列关于热值和热机效率的描述，正确的是（ ） A．一瓶酒精用去一半，酒精的热值减小一半 B．使燃料充分燃烧，可以增大燃料的热值 C．通过技术改进，汽车发动机的效率可以达到100% D．热机效率越高，它将内能转化为机械能的比例越大 【答案】D 【详解】A．燃料的热值是燃料的一种特性，与燃料的质量、温度和体积无关，所以一瓶酒精用去一半，剩下的酒精的热值不变，故A错误； B．热值是燃料的一种特性，其大小仅与燃料的种类有关，而与燃料的质量和燃烧程度无关，使燃料充分燃烧，燃料的热值不变，故B错误； C．以天然气为燃料，汽车发动机在工作时也不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，所以汽车发动机的效率不可能达到100%，故C错误； D．热机效率越高，热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比越大，内能转化为机械能的比例越大，故D正确。 故选D。 21．用比值法定义物理量是物理学中常用的方法，以下物理量不是用这种方法定义的是（      ） A．功率 B．比热容 C．热量 D．热值 【答案】C 【详解】比值法定义法是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。 A．功率是物体做功与做功所用时间之比，采用了比值定义法，故A不符合题意； B．比热容是一定质量的某种物质，在温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）的温度的乘积之比，采用了比值定义法，故B不符合题意； C．热量是指由于温度差别而转移的能量，没有采用比值定义法，故C符合题意； D．热值是某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，采用了比值定义法，故D不符合题意。 故选C。 22．关于热值和热机，下列说法正确的是（　　） A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值 B．使燃料燃烧更充分，不能提高热机效率 C．汽油机和柴油机除了做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的 D．改进技术后，热机的效率可以达到100% 【答案】C 【详解】A．热值是燃料的一种属性，与燃料的各类有关，与燃烧是否充分无关，故A错误； B．使燃料燃烧更充分，消耗相同质量的燃料时，能放出更多的能量，用来做有用功的能量更多，有用功与消耗燃料完全燃烧所放出能量比值越大，热机效率越高。故B错误； C．汽油机和柴油机都是只在做功冲程获得动力，除了做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的，故C正确； D．热机在工作时不可避免地有能量的损耗与散失，故热机的效率不可能达到100%，故D错误。 故选C。 23．下列关于热机和环境保护的说法中正确的是（　　） A．尽量使燃料充分燃烧可提高热机效率 B．所有的热机都用汽油作为燃料 C．汽车排出的尾气都是有毒气体 D．热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除 【答案】A 【详解】A．提高热机效率的方法：（1）改善燃烧条件；（2）减少摩擦损失；（3）充分利用废气能量；（4）减少热量损失；（5）采用先进技术，故A正确； B．是所有热机都用汽油作为燃料，有用柴油、氢的，故B错误； C．汽车排出的尾气有的是有毒气体，有的不是，如氢燃料汽车，故C错误； D．热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器减弱，但不能完全消除，故D错误。 故选A。 24．下列关于热值和热机效率的说法，正确的是（　　） A．燃料燃烧释放的热量越大，热值越大 B．使燃料燃烧更充分，可以增大热值 C．柴油机的热机效率通常为100% D．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率 【答案】D 【详解】AB．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与放出的热量和燃烧是否充分等因素无关，故AB错误； C．热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，因此机械效率不可能达到100%，故C错误； D．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，因此可以提高热机的效率，故D正确。 故选D。 25．关于热机的效率，下列说法正确的是（　　） A．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高 B．热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多 C．热机的效率越高说明做功越快 D．汽油机的效率可以达到100% 【答案】A 【详解】A．柴油机的效率一般要高于汽油机，多用在重型机器上，故A正确； B．热机效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的内能的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多，故B错误； C．热机效率是有用能量在燃料完全燃烧放出热量中所占比值，功率是指物体做功的快慢，两者没有必然联系，故C错误； D．热机在工作时，废气会带走一部分热量、燃料不可能完全燃烧、克服部件之间的摩擦会消耗能量等，所以热机的效率不可能达到100%，故D错误。 故选A。 26．在我国实施的“西气东输”工程中，西部地区的天然气被输送到缺乏能源的东部地区天然气与煤相比，从热学角度分析它突出的优点是 ；从环保角度分析它突出的优点是 （天然气、煤的热值分别为1.14×108J/kg、3×107J/kg）。 【答案】 热值大 污染小 【详解】[1]天然气的热值为1.14×108J/kg，煤的热值为3×107J/kg，即相同质量的天然气比煤完全燃烧放出的热量多，天然气的优点是热值大。 [2]天然气完全燃烧产生的主要是水和二氧化碳，而煤燃烧产生的产物有二氧化碳、二氧化硫，还可能含有一氧化碳，会污染环境，所以燃烧天然气更环保，污染小。 七、热值的计算应用 27．人类发展史也是利用燃料的历史，干木柴、煤的放热本领不同，是因为它们的 （选填“热值”“热量”或“温度”）不同。完全燃烧0.28kg的酒精可放出 J的热量，这些热量能使热机效率为25%的汽车输出 J的有用功。（已知酒精的热值为） 【答案】 热值 【详解】[1]热值是燃料的一种特性，由于干木柴、煤的热值不同，所以它们的放热本领不同。 [2]完全燃烧0.28kg的酒精可放出的热量为 [3]这些热量能使热机效率为25%的汽车输出的有用功为 28．某地在城镇化建设中大力推广使用天然气。如果某家庭一个月使用12m3天然气，天然气的热值取，天然气完全燃烧放出的热量有40%被利用，那么在1个标准大气压下可以把 kg的水从20℃加热至沸腾。【 】 【答案】600 【详解】某家庭一个月使用12m3天然气，天然气的热值取，天然气完全燃烧放出的热量 这些热量40%被利用，则被利用的热量 在1个标准大气压下，从20℃加热至沸腾的水的质量 29．为了减少对大气污染，可对秸秤进行回收加工制成秸秤煤，完全燃烧2kg秸秤煤可放出 J热量；若这些热量完全被水吸收，可使 kg的水由20℃升高到40℃；若秸秤煤不完全燃烧，则它的热值会 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。（q秸=2.1×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg·℃）） 【答案】 500 不变 【详解】[1]完全燃烧2kg秸秤煤可放出的热量为 [2]若这些热量完全被水吸收，则根据可算出由20℃升高到40℃水的质量，即 [3]热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，若秸秤煤不完全燃烧，则它的热值不变。 30．两种燃料的热值是2:3，如果它们的质量之比是1:3，那么它们完全燃烧放出的热量之比是（　　） A．2:1 B．2:9 C．1:1 D．1:2 【答案】B 【详解】已知两种燃料A、B的热值之比为 质量之比为 由Q放=qm可知燃料完全燃烧放出的热量之比为 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 31．质量为1kg的酒精和1g的酒精的热值是 （填“相同”或“不同”）的；若完全燃烧420g的酒精放出的热量全部被水吸收，可使 kg的水温度从30℃升高到90℃。[酒精的热值为3.0×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）] 【答案】 相同 50 【详解】[1]热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的质量以及燃烧条件无关，所以质量为1kg的酒精和1g的酒精的热值相同。 [2]酒精完全燃烧放出的热量 由题意， 由，则水的质量 32．一台柴油机，在某段工作时间内将柴油完全燃烧时，放出的热量，要损失的能量，可知该柴油机的效率是（　　） A．30% B．40% C．48% D．60% 【答案】B 【详解】柴油机有效利用的能量 该柴油机的效率 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 33．小明在2024年珠海航展上不仅观摩了精彩的飞行表演，还了解到一个信息：某型号飞机，其热机每消耗燃油可让飞机获得的机械能。若燃油热值取，则燃油完全燃烧产生的热量为 J，该热机效率为 。若要提高热机效率，请给出一条建议 。 【答案】 4.2×109 50% 使燃料燃烧更充分 【详解】[1]100kg燃油完全燃烧产生的热量为 [2]该热机效率为 [3]若要提高热机效率，可通过减小摩擦、使燃料燃烧更充分等。 八、内燃机的能量分配图、图表题 34．燃油车是现代社会中一种常见的交通工具。如图所示是某燃油车的汽油机（有四个冲程）的能量流向图。下列说法正确的是（　　） A．汽油燃烧越充分，它的热值越大 B．汽油机的做功冲程将机械能转化为内能 C．改良发动机结构，汽油机的效率可达100% D．由图可知该汽油机的效率小于30% 【答案】D 【详解】A．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度无关 。所以无论汽油燃烧是否充分，其热值大小是固定不变的，故A错误； B．汽油机的做功冲程中，是燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能 ，而压缩冲程才是将机械能转化为内能，故B错误； C．由于热机在工作过程中，不可避免地存在废气带走热量、机械散热、克服摩擦做功等能量损失，所以即使改良发动机结构，也不可能让燃料完全燃烧释放的能量全部用来做有用功，汽油机的效率不可能达到 100%，故C错误； D．由图乙可知该汽油机的效率为，故D正确。 故选D。 35．某内燃机的能量流向图如图所示。该内燃机的效率为（　　） A．34% B．28% C．31% D．7% 【答案】A 【详解】由图得，该内燃机的效率为 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 36．如图，是一台内燃机的能量流向图。根据图中给出的信息，该内燃机的效率是 ，现完全燃烧1.5kg的汽油，该汽车能获得的机械能是 J。（汽油的热值为）。 【答案】 30% 2.07×107 【详解】[1]据能量流向图可知该热机的效率为 [2]完全燃烧1.5kg的汽油放出的热量为 汽车能获得的机械能为 37．汽车发动机一般是汽油机，汽油的热值为4.5×107J/kg。某内燃机的能量流向如图所示，下列说法正确的是（　　） A．该汽油机的效率为35% B．1kg的汽油燃烧能够释放4.5×107J/kg的能量 C．换用热值较大的燃料，热机效率会提高 D．如果改进技术，汽油机的效率就可以达到100% 【答案】A 【详解】A．根据内燃机的能量流向图可知，该汽油机的效率为 η=100%-25%-40%=35% 故A正确； B．由题意可知，汽油的热值为4.5×107J/kg，则1kg的汽油完全燃烧能够释放的能量为 Q放=mq=1kg×4.5×107J/kg=4.5×107J 故B错误； C．热值大只是代表在充分燃烧的情况下其放出的热量多，与提高热机效率无关，故C错误； D．汽油机工作时要克服机械间的摩擦做额外功，同时存在热散失，并且废气带走大部分能量，所以热机的效率不能达到100%，故D错误。 故选A。 38．我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。下表是一些燃料的热值。下列选项正确的是（　　） 燃料 热值 燃料 热值 焦炭 3.0×107 J/kg 柴油 4.3×107 J/kg 酒精 3.0×107 J/kg 汽油 4.6×107 J/kg A．0.5kg的汽油的热值是2.3×107 J/kg B．热值为3.0×107 J/kg的燃料一定是酒精 C．燃料越接近完全燃烧，燃料的热值就越大 D．0.5kg的汽油完全燃烧放出的热量是2.3×107 J 【答案】D 【详解】A．热值是燃料的一种特性，其大小与其质量大小无关；所以的汽油的热值还是，故A错误； B．由表中数据可知，焦炭和酒精的热值相同，为，所以热值为的燃料不一定是酒精，故B错误； C．某种燃料完全燃烧时放出的热量与其质量之比叫热值，燃料不完全燃烧时放出的热量不是热值，故C错误； D．汽油完全燃烧放出的热量 故D正确。 故选D。 一、单选题 1．小明同学用如图甲所示装置加热质量为100g的冰，直至水沸腾。根据实验记录的数据，小明绘制了如图乙所示的温度随时间变化的图像。已知0~2min消耗酒精的质量为0.4g，c冰=2.1×103J/（kg•℃），c水=4.2×103J/（kg•℃），q酒精=3×107J/kg。若单位时间内物质吸收热量相等，下列分析正确的是（　　） A．BC段是熔化过程，温度不变，内能不变 B．0~12min，物质共吸收热量4.2×103J C．通过计算可得图乙中tx的值为32 D．该酒精灯的加热效率为30% 【答案】C 【详解】A．BC 段是冰的熔化过程，晶体熔化时吸收热量，温度不变，但内能增大。故A错误； BC．0~2min冰吸收热量 0 ~12min 是 0~2min 时间的 6 倍，且单位时间内物质吸收热量相等，所以 0 ~12min 物质吸收热量为 CD 段水从0℃升高到100℃，水吸收热量 即水吸收的热量为冰吸收热量的10倍，因为单位时间吸热相等，故水吸收热量时间为冰吸吸收热量时间的10倍为20min。 所以 故B错误，C正确； D．0~2min消耗酒精的质量为0.4g，酒精完全燃烧放出热量为 该酒精灯的加热效率为 故D错误。 故选C。 2．用相同的酒精灯分别加热质量均为200g、初温均为0℃的甲、乙两种液体，它们的温度随时间变化的图像如图所示，已知6~8min消耗酒精的质量为0.8g，甲、乙单位时间吸收的热量相等，甲的比热容，酒精的热值（单位时间消耗酒精的质量相同）。下列说法不正确的是（　　） A．乙液体的比热容（） B．甲液体在0～10min吸收的热量是 C．甲液体的沸点为80℃，乙液体的沸点为40℃ D．6~8min酒精灯对甲液体的加热效率约为33.3% 【答案】B 【详解】A．甲液体在6min~8min内吸收的热量Q吸=c甲mΔt=2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(80℃-60℃)=8×103J 由题知，甲、乙单位时间吸收的热量相等，由图可知，在0~6min内，物质乙吸收的热量Q吸乙=3Q吸=3×8×103J =2.4×104J 由Q=cmΔt可知物质乙的比热容 故A正确，不符合题意； B．由A知，甲液体在6min~8min内吸收的热量Q吸=8×103J，则甲液体在0~10min吸收的热量是Q吸'=5×8×103J=4×104J 故B错误，符合题意； C．由图象可知，甲液体在8min后吸收热量、温度不变，甲液体的沸点为80℃；乙液体在6min后吸收热量、温度不变，乙液体的沸点为40℃，故C正确，不符合题意； D．0.8g酒精完全燃烧放出的热量Q放=m酒精q=0.8×10-3kg×3×107J/kg=2.4×104J 即2min酒精完全燃烧放出的热量为2.4×104J，6min~8min酒精灯对物质甲的加热效率 故D正确，不符合题意。 故选B。 二、填空题 3．汽油因热值高常作为内燃机的燃料。已知汽油的热值为，完全燃烧50g汽油释放的热量是 J；若某汽车因此获得的机械能是，则该汽车发动机的效率是 。 【答案】 30% 【详解】[1]完全燃烧50g汽油所释放的热量为 [2]发动机的效率为 【点睛】 4．页岩气是蕴藏在岩层中的天然气，被誉为未来能源的明星。小明同学用他家的燃气灶将质量为2kg、初温为18℃的水加热到68℃，该过程中，水吸收的热量为 J。若此燃气灶的热效率为42%，则此过程消耗页岩气 m3。【水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），页岩气的热值为4×107J/m3】 【答案】 4.2×105 0.025 【详解】[1]水吸收的热量 [2]消耗页岩气的体积 三、计算题 5．中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志，如图所示是某火箭发射时的场景，目前运载火箭一般使用液体氢作为燃料，液态氧作为助燃剂，液态氢的热值为。 （1）某火箭发射时携带液态氢燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量是多少J？ （2）若第一问放出的热量只有20%被水吸收，能将、初温为30℃的水加热至多少℃？【c水=4.2×103J/(kg∙℃)，已知当地大气压为1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在汽缸中燃烧，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燃料，求该发动机的效率。 【答案】（1）8.4×1012；（2）100；（3）40％ 【详解】解：（1）某火箭发射时携带液态氢燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量是 （2）若第一问放出的热量只有20%被水吸收，水吸收的热量为 由得，这些热量能使、初温为30℃的水温度升高 水的末温为 而1标准大气压下水的沸点为100℃，则水的末温为100℃。 （3）1. 5kg氢燃料释放的热量为 由得，氢能源车的牵引力做的功为 该发动机的效率 答：（1）某火箭发射时携带液态氢燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量是8.4×1012J； （2）若第一问放出的热量只有20%被水吸收，能将、初温为30℃的水加热至100℃； （3）该发动机的效率40％。 1．（2025·黑龙江·中考真题）质量为1kg的酒精和1g的酒精的热值是 （填“相同”或“不同”）的；若完全燃烧420g的酒精放出的热量全部被水吸收，可使 kg的水温度从30℃升高到90℃。[酒精的热值为3.0×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）] 【答案】 相同 50 【详解】[1]热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的质量以及燃烧条件无关，所以质量为1kg的酒精和1g的酒精的热值相同。 [2]酒精完全燃烧放出的热量 由题意， 由，则水的质量 2．（2025·四川成都·中考真题）2025年4月24日在酒泉卫星发射中心，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭发射升空。关于火箭发动机，下列说法正确的是（　　） A．火箭发动机使用比热容大的燃料 B．火箭燃料燃烧越充分，热值越大 C．火箭发动机主要通过热传递获得机械能 D．火箭发动机属于热机 【答案】D 【详解】A．火箭发动机需要燃料释放大量能量，因此应选择热值大的燃料，而非比热容大的燃料，比热容大与燃料释放的总能量无关，故A错误； B．热值是燃料的固有属性，与是否充分燃烧无关，燃烧充分只能提高能量利用率，但不会改变热值，故B错误； C．火箭发动机通过燃料燃烧产生高温高压气体，喷出时对外做功，将内能转化为机械能，属于通过做功获得机械能，而非热传递，故C错误； D．热机是将内能转化为机械能的装置，火箭发动机通过燃烧燃料获得内能，并转化为机械能，符合热机的定义，故D正确。 故选D。 3．（2022·山东德州·中考真题）某辆汽车在平直的公路上匀速行驶了一段距离，消耗汽油2.1kg，此过程中汽车牵引力所做的功为，已知汽油的热值为，水的比热容为。求： （1）汽油完全燃烧放出的热量； （2）汽油机的效率； （3）若汽油完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可使质量为500kg，初温为10℃的水温度升高到多少。 【答案】（1）；（2）30%；（3）56℃ 【详解】解：（1）汽油完全燃烧放出的热量 （2）汽油机的效率 （3）汽油完全燃烧放出的热量全部被水吸收，汽油完全燃烧放出的热量 水的温度升高到 答：（1）汽油完全燃烧放出的热量是； （2）汽油机的效率是30%； （3）若汽油完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可使质量为500kg，初温为10℃的水温度升高到56℃。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$