14.3 热机的效率同步练习（分层作业）－2025－2026学年人教版九年级物理全册

第3节 热机的效率 目录 【A 夯基础】 1 一、燃料的热值 1 二、热机的效率 3 三、热效率 4 【B 提能力】 5 【C 链中考】 9 1、 燃料的热值 1．2025年2月11日下午5点30分，长征八号改运载火箭在海南文昌卫星发射中心拔地而起,顺利将卫星送入预定轨道，火箭主要用氢做燃料是因为氢的 大；升空时是将 能转化为机械能。 2．2025年3月17日16时07分，我国在酒泉卫星发射中心使用谷神星一号运载火箭，成功将云遥一号55～60星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。如图所示，火箭工作时将内能转化为机械能，该过程中能量的转化与汽油机的 冲程相同，运载火箭使用液氢作为燃料主要原因是液氢具有较大的 （选填“热值”或“比热容”）。 3．可燃冰是一种新型能源，主要成分是甲烷和水，分布在深海沉积物里或陆域的永久冻土中。燃烧后仅生成少量的二氧化碳和水。1m3可燃冰分解后，可释放出约150m3天然气，1m3可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量约是 J，若上述热量80%被水吸收，可将 kg的水从20℃加热至，[ ]试写出可燃冰具备的一个优点 。 4．【探究名称】比较不同物质吸热本领的大小。 【问题】夏天我们在海边玩耍时，会觉得沙子烫脚，而海水却凉凉的，那么沙子和水的吸热本领有什么不同呢？ 【证据】 （1）为了比较沙子和水吸热本领的大小，小丽设计了图a、b所示的实验。在实验中，如果有图c中甲、乙、丙三个酒精灯，则应选取 两个酒精灯进行实验。 （2）本实验可以用两种方式进行：①等质量的沙子和水升高相同的温度，比较 ；②等质量的沙子和水加热相同的时间，比较 。 （3）小丽实验时，每隔2min读取一次温度计示数并记录在下表中。 加热时间/min 0 2 4 水的温度/℃ 15 21 27 沙子的温度/℃ 15 29 43 【解释】分析表中数据可知， （选填“沙子”或“水”）的吸热本领更强。 【交流】 （1）实验中仔细观察的同组同学小华还发现：刚开始加热时，沙子升温较慢。结合沙子与水的特性，你认为产生这种现象可能的原因是 。 （2）本实验中，水和沙子吸收热量的多少是通过 来比较的。 【拓展】小丽同学又利用图a、b所示的装置探究酒精和煤油的热值是否相等。要完成该实验，除了把图a中的沙子换成与图b中质量和初温都相同的水，还应把图a中的酒精灯里的酒精换成 相同的煤油，比较燃料 （选填“燃烧相同时间”或“燃尽后”）两个烧杯中水升高的温度。 5．如图所示，小悦用完全相同的甲、乙、丙三个装置研究不同物质的热学性质。烧杯内液体的质量和初温均相同。燃料a、b的质量相同，全部燃烧完所用的时间分别为8min、10min，且液体都未沸腾。 (1)甲图中，在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是先调整固定 （选填“A”或“B”）的位置； (2)为了比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验。若同时加热，则记录并比较两支温度计示数的最合理的时刻是 ； A．5min时    B．8min时    C．10min时    D．各自刚燃烧完时 (3)为了比较两种液体的比热容，应选用甲、乙两图，同时需让它们升高相同的温度，通过比较 知道两种液体吸收热量的大小关系。 二、热机的效率 6．一台柴油机的热机效率为25%，这表示的意义是：柴油机用来做 的那部分能量在燃料完全燃烧放出的能量中所占的比例为 。 7．2024年10月30日，搭载着神舟十九号载人飞船的运载火箭点火发射，将3名航天员送入太空。下列说法正确的是（    ） A．火箭使用液氢燃料，主要原因是液氢热值大 B．火箭发动机效率可达100% C．火箭关闭发动机后仍可继续运动，这一过程不遵循能量守恒定律 D．载人飞船展开的太阳能电池板，将太阳能转化为电能 8．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．热机的使用缓解了城市的热岛效应 C．无论技术多么先进，也不可能使热机的效率达到100% D．热机的冷却液需要用热值较大的物质 9．2022年11月30日7时33分，神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站，两个航天员乘组首次实现“太空会师”。下列说法正确的是（　　） A．火箭发射升空的发动机不属于热机 B．火箭燃料燃烧越充分，其热值越大 C．燃料用了一部分后，质量变小，热值不变 D．燃料燃烧释放的热量越多，热机效率越高 10．全球首款热效率达50%的商业化柴油机已发布，如果应用在汽车上将会节约更多的燃料。假设某辆柴油机汽车原效率为40%，每年消耗柴油1800kg，换用新的柴油机后，每年可以节约燃油 kg。 11．小明在南昌2025年举办的飞行大会上不仅观摩了飞行表演，还了解到一个信息：某型号飞机，其热机消耗质量为m燃油可让飞机获得的机械能为W，若燃油热值为q，则该燃油完全燃烧产生的热量为 ，该热机效率为 。 12．春天，向阳屯农民用扬程为12m、流量为300m3/h、效率为80％的水泵抽水浇灌农田.“扬程”和“流量”是水泵的重要性能参数，“扬程”是指抽水机抽水所达到的高度，“流量”是指水泵在单位时间内抽水的体积，已知柴油的热值为3×107J/kg，取g=10N/kg，求： (1)水泵持续正常工作5h，做了多少有用功？ (2)此水泵总功率为多少？ (3)若此水泵用一柴油机带动，假设柴油完全燃烧所释放的内能有40％转化为水泵轴的机械能，则每小时消耗多少柴油？ 13．据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳，为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电油的交通工具不断丰富，其应用流程如图，以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW。与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少？（燃油机的效率取36%，燃油的热值q取）（写出必要的文字说明、过程及最终结果） 三、热效率 14．如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入4L初温为的水，用卡式炉加热至，（水的比热容为，丁烷的热值为）。求： (1)壶中水的质量； (2)水吸收的热量； (3)若卡式炉的加热效率为70%，则需要消耗多少克的丁烷。 15．用烟煤烧水时，将10kg的水从20℃加热到70℃，燃烧了1.0kg的烟煤。（烟煤的热值3×107J/kg，c水＝4.2×103J/(kg·℃)）求： (1)水吸收的热量 (2)烧水时烟煤的热效率 16．某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。无烟煤的热值是3.4×107J/kg。求： (1)锅炉内的水吸收的热量是多少？ (2)无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？ (3)此锅炉的效率是多少？ (4)试分析使用家用煤炉烧水的主要缺点有哪些？ 17．天然气灶使用方便、经济环保。在一个标准大气压下，天然气灶将一壶质量为1kg、温度为的水加热至，大约需要8min，已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值为。求： (1)水吸收的热量； (2)若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，烧开这壶水需要多少天然气? 18．小玲家新装的天然气热水器，它的铭牌表明其热效率为89%，小玲想估测这款热水器的效率，她把家里自动洗衣机的“水量”设置为40 L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的体积达到40 L时，洗衣机便会自动停止注水。已知当时自来水的温度是15℃，热水器输出热水的温度为 40 ℃，注水前后燃气表上显示的余气量分别为165.50m3和165.35m3. (1)热效率89%表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的89%的 能转化为水的内能。 (2)40L自来水吸收的热量是多少焦耳？ (3)通过计算判断该款热水器实际热效率是否与铭牌完全相符？ 19．某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。则：[，] (1)锅炉内200kg的水吸收的热量是多少？ (2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？ (3)此锅炉的效率是多少？（结果保留到小数点后两位） 20．随着生活水平的提高，城市为了缓解“热岛效应”修建人工湖，这是因为水的 较大，使得周边温度变化小。为减少污染排放，使用天然气烹饪，若天然气灶烧水的效率为，利用天然气将2kg的水从加热至，则需要消耗 g天然气。[取，] 21．全球最大的压缩空气储能项目已并网发电，这是我国新型储能技术应用的一个里程碑。该项目工作原理如图所示，用电低谷时段，将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中（地下盐层中的洞穴）；用电高峰时段，将储存在盐穴中的高压空气释放，驱动空气膨胀机转动，连接发电机发电。该工程就像一个“超级充电宝”，储存1kW•h电最终能放出0.72kW•h电，每年可节约标准煤约1.9×108kg。 (1)压缩空气的过程中通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变空气的内能； (2)该项目每年节约的标准煤完全燃烧所释放的热量为多少？小宇家平均每月用电300kW•h，这些标准煤完全燃烧释放的热量（不计能量损失）可供多少个像小宇这样的家庭用电一个月（精确到以万为单位）？已知每燃烧1kg标准煤会产生2.5kg的二氧化碳，则该项目每年可减排二氧化碳多少千克？（标准煤的热值为2.9×107J/kg） (3)据某资料介绍，该项目的能量转化效率可达70%以上，请你通过计算判断该说法是否正确？ (4)从工程建设角度考虑，要增加项目储存的能量，请你提出一条建议： 。 22．2024年12月19日18时18分，我国太原卫星发射中心在山东附近海域成功发射谷神星一号海射型遥四运载火箭。下列说法正确的是（　　） A．火箭燃料燃烧过程中，内能转化为化学能 B．火箭升空过程中与空气摩擦，机械能转化为内能 C．火箭在升空过程中，机械能不变 D．火箭的燃料燃烧越充分，其热值就越大 23．如图所示是一台单缸四冲程汽油机的某一冲程，该冲程发生的能量转化是 ，若它每秒对外做功20次，则该汽油机的飞轮转速为 r/min。若该汽油机的效率为30%，完全燃烧10kg汽油放出的热量可以对外做功 J。（汽油的热值为4.6×107J/kg） 24．“携手城建环保，共筑魅力辽宁”，如图是某型号的雾炮车，满载时的总质量为，在的牵引力作用下，匀速行驶用时，消耗燃油，（已知燃油的密度为，燃油的热值为，取）求： (1)雾炮车满载时的总重力； (2)燃油完全燃烧时放出的热量； (3)此过程中该车牵引力的功率。 25．国产新能源越野车仰望是全球首款创新性配备了应急浮水功能的车。它满载时整车质量约为，在发动机模式下，满载时汽车在地面匀速行驶百公里消耗汽油，受到的阻力是车总重的倍。油电混合模式下续航突破1000km。（q汽油=4.6×107J/kg）若U8在满载时，求： (1)它遇突发涉水情况漂浮在水面受到的浮力； (2)10kg的汽油完全燃烧放出的热量； (3)在发动机模式下行驶时发动机的效率。 26．周末，小明爸爸驾驶汽车带他外出游玩，途中汽车匀速直线行驶了30km，用时20min。已知人与汽车的总质量为1500kg，行驶过程中汽车受到的阻力为人与车总重的0.1倍，发动机的效率为30%。汽车在行驶过程中，求：（汽油的热值q取4×107J/kg，g取10N/kg） (1)汽车的平均速度。 (2)牵引力做的功。 (3)汽车消耗汽油的质量。 27．如图所示是我国深海“国之重器”———超深水大洋科考钻探船“梦想”号，它以重油为燃料，满载时排开水的质量为42600t。某次航行时，发动机以恒定功率 1.6×108 W匀速行驶了25 min，此过程中完全燃烧重油 2×104 kg。求:（g取10 N/ kg,重油的热值q取 4×107 J/kg） (1)“梦想”号满载时，受到的浮力； (2)此次航行过程中，“梦想”号发动机所做的功； (3)航行过程中发动机的效率。 28．瓷器制作主要有手工拉胚、雕花、晾晒、烧窑等工序，下列有关说法正确的是（　　） A．拉胚时，泥团被揉成一定的形状，说明力能改变物体的形状 B．雕花时，质地均匀的泥胚密度变小 C．晾晒时，泥胚温度越高，含有的热量越多 D．烧窑时，燃料燃烧越充分，其热值越大 29．小李想测量蜡烛的热值q，他利用如图所示的装置进行测量，A容器内装有150g的水，防风罩B的下端开了通气孔。 水的初温/℃ 25 燃烧前蜡烛的质量/g 20.6 水的末温/℃ 40 燃烧后蜡烛的质量/g 20 (1)为完成实验，还需要的测量工具是 和 ； (2)实验中，小李是通过测量 （选填“加热时间”或“水吸收的热量”）间接测量蜡烛燃烧放出的热量； (3)实验中，水的温度升高内能增加，这是通过 的方式改变物体的内能； (4)实验前后，小李测量的数据如表所示，则蜡烛的热值约为 J/kg； (5)小李跟同学讨论后，认为实验中测出的蜡烛的热值跟真实值相比偏 。 30．除雪车是冬季必不可少的应急车辆，如图所示为一辆冬季除雪卡车，卡车的总质量为3t，车轮与地面的总接触面积为2000cm2，它在水平路面上匀速行驶3km，消耗汽油0 .4kg 。受到的阻力为卡车总重的0.05倍。（g 取10N/kg，汽油的热值q=4.5×107J/kg）求 ： (1)除雪卡车静止时，车轮对地面的压强是多少? (2)卡车行驶过程中牵引力所做的功为多少? (3)该卡车发动机的效率为多少? 31．一台四冲程汽油机完全燃烧100g汽油放出的热量中，损失了3.22×106 J的热量，则该汽油机的效率为 。（汽油的热值为4.6×107 J/kg）此过程中，飞轮转速为每分钟1200转，每秒钟对外做功 次。 32．阅读短文，回答问题。 燃气热水器是一种高效、快捷的洗浴设备，图示为某款燃气热水器的结构、原理图。使用热水器时，先通电，绿色指示灯亮起，再打开冷水阀和燃气管上的燃气阀。之后打开热水阀时，电子点火器点火，燃气在燃烧器内燃烧，产生1700℃的高温烟气，此时红色指示灯亮起，同时风机工作，高温烟气上升，流经热交换器，将从A处流入热交换器的冷水加热，产生的热水从B处源源不断流出热交换器，低温烟气从排烟管排出。关闭热水阀时，热水器停止加热。该燃气热水器的技术参数如表所示，“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 3×107J/m3 额定耗气量 1.8m3/h 燃气热水器的热效率通常指热水器有效利用热量的效率，能效等级是根据热效率来划分的，其中三级能效的热效率不得低于84%，二级能效的热效率不得低于88%，而一级能效的热效率则不得低于96%。 (1)某次洗浴，热交换器在10min内将质量为100kg的水的温度升高20℃，则该过程中水吸收的热量为 J。（水的比热容为c水＝4.2×103J/（kg•℃）） (2)此次洗浴，燃气热水器以额定耗气量正常工作10min。若该过程燃气完全燃烧，则放出的热量为 J。 (3)请根据计算判断该燃气热水器的能效等级属于 级。 33．2025年5月29日，我国用长征三号乙运载火箭成功将行星探测工程天问二号探测器发射升空。如图，火箭起飞时，发动机内的燃料剧烈燃烧，以下说法正确的是（　　） A．燃料燃烧过程中，其热值变大 B．燃料燃烧将化学能转化为内能 C．燃料燃烧过程中，能量的总量保持不变 D．发动机的效率能达到 34．如图所示是我国自行研制的大型客机C919，若它在高空水平定速巡航飞行10km消耗的汽油为100kg，受到的阻力为1.15×105N，则飞机发动机的热机效率为 ；为节能减排，现设法回收未利用的能量，若回收的能量占汽油完全燃烧放出能量的21%，可使 kg水的温度升高50℃。【汽油热值为，水的比热容为】 35．5月29日，我国探月工程天宫一号顺利升空，琴琴和小林同学一起观看了这一过程，琴琴同学提出：火箭加速上升过程中，燃料燃烧放出热量 （全部/部分）转化为机械能，天宫一号进入轨道后， （有/无）惯性。 36．2025年4月24日，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，如图所示。下列说法正确的是（   ） A．飞船在加速上升过程中惯性增大 B．火箭使用的液态氢燃料热值较大 C．火箭加速上升过程中受到平衡力的作用 D．升空过程中，以火箭为参照物，飞船是运动的 37．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·℃）] 38．小明和爸爸质量共120kg，骑着一辆质量为300kg（含装备）的三轮摩托车，沿318国道从成都前往拉萨旅行。水平骑行时每只轮胎与地面接触的面积为0.02m2（g取10N/ kg） (1)水平骑行时，摩托车对地面的压力、压强分别是多少？ (2)在海拔约5000m的米拉山垭口烧水，用燃气炉将质量2.5kg、初温为3℃的水加热至沸腾（水的沸点为83℃）。若燃气完全燃烧释放热量的30%被水吸收。则水吸收了多少热量？共用掉多少燃气？[，] 39．如图所示是我国自主设计建造的“极地”号破冰调查船。某次任务中，该船的总质量为。已知g＝10N/kg，，。求该船： (1)受到的总重力； (2)静止时排开海水的体积； (3)发动机完全燃烧100kg燃油放出的热量。 40．小亮看到如图所示的阳光健身海报，决定每天放学回家由乘电梯改为爬楼梯。爱生活爱运动脂肪完全“燃烧”释放的能量为（即可看作脂肪的热值）。若小亮的质量为，家住11楼，每层楼高为。（取） (1)求小亮所受的重力。 (2)小亮每次乘电梯从1楼到11楼回家，若电梯匀速运行，求电梯对他做的功。 (3)若小亮每次爬楼梯回家消耗脂肪的质量为5g，求脂肪完全“燃烧”放出的能量。 41．跨学科实践 制作简易汽轮机模型 热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。 实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 (1)汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能 ； (2)某团队的同学们在测试过程中，发现扇叶不转动，出现这种现象的原因可能 ；（答出一条即可） (3)热机发展史也是一部热机效率提高史，在展示交流环节，对如何提高简易汽轮机效率，同学们进行了激烈讨论。请你依照“结构决定功能”的观念，从结构的角度思考，帮助他们提出一个可行性措施： 。 5 / 15 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3节 热机的效率 目录 【A 夯基础】 1 一、燃料的热值 1 二、热机的效率 4 三、热效率 8 【B 提能力】 11 【C 链中考】 19 1、 燃料的热值 1．2025年2月11日下午5点30分，长征八号改运载火箭在海南文昌卫星发射中心拔地而起,顺利将卫星送入预定轨道，火箭主要用氢做燃料是因为氢的 大；升空时是将 能转化为机械能。 【答案】 热值 内 【详解】[1][2]火箭主要用氢做燃料是因为氢的热值大，和其它燃料相比较，燃烧同质量的氢放出的热量更多；升空时，燃料燃烧产生高温高压的燃气，燃气对火箭做功，将内能转化为机械能。 2．2025年3月17日16时07分，我国在酒泉卫星发射中心使用谷神星一号运载火箭，成功将云遥一号55～60星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。如图所示，火箭工作时将内能转化为机械能，该过程中能量的转化与汽油机的 冲程相同，运载火箭使用液氢作为燃料主要原因是液氢具有较大的 （选填“热值”或“比热容”）。 【答案】 做功 热值 【详解】[1][2]汽油机有四个冲程，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。其中压缩冲程是将机械能转化为内能，做功冲程是将内能转化为机械能。而火箭工作时将内能转化为机械能，所以该过程中能量的转化与汽油机的做功冲程相同。发射火箭时通常采用液氢作为燃料，原因是液氢的热值大。根据燃料燃烧放热公式Q放=mq，在质量相同的情况下，热值越大，放出的热量越多，这样就能为火箭提供更多的能量，使其获得足够的动力。 3．可燃冰是一种新型能源，主要成分是甲烷和水，分布在深海沉积物里或陆域的永久冻土中。燃烧后仅生成少量的二氧化碳和水。1m3可燃冰分解后，可释放出约150m3天然气，1m3可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量约是 J，若上述热量80%被水吸收，可将 kg的水从20℃加热至，[ ]试写出可燃冰具备的一个优点 。 【答案】 污染小 【详解】[1]1m3可燃冰可释放出约150m3天然气，释放出的天然气完全燃烧，放出的热量 [2]若上述热量80%被水吸收，即 可加热水的质量 [3]燃冰燃烧后主要产生二氧化碳和水，相比煤炭和石油，几乎不产生硫氧化物、氮氧化物和粉尘等污染物，可显著减少酸雨和雾霾问题，故可燃冰具备的一个优点是污染小。 4．【探究名称】比较不同物质吸热本领的大小。 【问题】夏天我们在海边玩耍时，会觉得沙子烫脚，而海水却凉凉的，那么沙子和水的吸热本领有什么不同呢？ 【证据】 （1）为了比较沙子和水吸热本领的大小，小丽设计了图a、b所示的实验。在实验中，如果有图c中甲、乙、丙三个酒精灯，则应选取 两个酒精灯进行实验。 （2）本实验可以用两种方式进行：①等质量的沙子和水升高相同的温度，比较 ；②等质量的沙子和水加热相同的时间，比较 。 （3）小丽实验时，每隔2min读取一次温度计示数并记录在下表中。 加热时间/min 0 2 4 水的温度/℃ 15 21 27 沙子的温度/℃ 15 29 43 【解释】分析表中数据可知， （选填“沙子”或“水”）的吸热本领更强。 【交流】 （1）实验中仔细观察的同组同学小华还发现：刚开始加热时，沙子升温较慢。结合沙子与水的特性，你认为产生这种现象可能的原因是 。 （2）本实验中，水和沙子吸收热量的多少是通过 来比较的。 【拓展】小丽同学又利用图a、b所示的装置探究酒精和煤油的热值是否相等。要完成该实验，除了把图a中的沙子换成与图b中质量和初温都相同的水，还应把图a中的酒精灯里的酒精换成 相同的煤油，比较燃料 （选填“燃烧相同时间”或“燃尽后”）两个烧杯中水升高的温度。 【答案】 乙、丙 加热时间 升高的温度 水 沙子受热不均匀 加热时间的长短 质量 燃尽后 【详解】【证据】 （1）[1]根据转换法，用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，在此实验中，如果有图（c）中甲、乙、丙三个酒精灯，乙、丙酒精灯火焰几乎相同，则应选取乙、丙两个酒精灯进行实验。 （2）[2]等质量的沙子和水升高相同的温度，比较吸收的热量（加热时间），加热时间长的吸收的热量多，吸热能力强。 [3]等质量的沙子和水加热相同的时间，比较升高的温度，升高温度少的，吸热能力强。 （3）[4]由表格数据知：等质量的沙子和水加热相同的时间，沙子的温度上升得多，根据比较吸热能力的方法知，水的吸热本领更强。 【交流】 （1）[5]实验中，沙子与水相比，水具有更好的流动性，所以水受热比沙子更均匀。故刚开始加热时，沙子升温较慢的原因可能是：沙子开始受热不均匀。 （2）[6]本实验中，使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，所以水和沙子吸收热量的多少是通过加热时间的长短来比较的。 【拓展】 [7][8]小丽同学又利用图（a）、（b）所示的装置探究酒精和煤油的热值是否相等。要完成该实验，除了把图（a）中的沙子换成与图（b）中质量和初温相同的水之外，还应把图（a）中的酒精灯里的酒精换成质量相同的煤油，比较它们燃料燃尽后两个烧杯中水升高的温度。 【点睛】 5．如图所示，小悦用完全相同的甲、乙、丙三个装置研究不同物质的热学性质。烧杯内液体的质量和初温均相同。燃料a、b的质量相同，全部燃烧完所用的时间分别为8min、10min，且液体都未沸腾。 (1)甲图中，在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是先调整固定 （选填“A”或“B”）的位置； (2)为了比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验。若同时加热，则记录并比较两支温度计示数的最合理的时刻是 ； A．5min时    B．8min时    C．10min时    D．各自刚燃烧完时 (3)为了比较两种液体的比热容，应选用甲、乙两图，同时需让它们升高相同的温度，通过比较 知道两种液体吸收热量的大小关系。 【答案】(1)B (2) 甲、丙 D (3)加热时间 【详解】（1）实验中为了确保使用酒精灯的外焰加热，应自下而上组装实验器材，因此先固定B的位置。 （2）[1]甲、丙两图，被加热的物质相同，燃料的种类不同，通过液体升高的温度可以比较不同燃料的热值。 [2]要能够比较两种燃料的热值，需燃烧质量相同的两种燃料，所以应将两种燃料均烧完，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 （3）为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量和温度的变化量相同，通过比较加热时间，进而判断两种液体比热容的大小关系，此时应选用甲、乙两图；实验中通过加热时间的长短来反映不同物质吸收热量的多少。 二、热机的效率 6．一台柴油机的热机效率为25%，这表示的意义是：柴油机用来做 的那部分能量在燃料完全燃烧放出的能量中所占的比例为 。 【答案】 有用功 25% 【详解】[1][2]热机效率等于有用功与燃料完全燃烧放出的能量之比；有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比为25%：一 台柴油机的热机效率为25%，表示的意思是热机用来做有用功的那部分能量在燃料完全燃烧放出的能量中所占的比例为25%； 故填写：有用功；25%。 7．2024年10月30日，搭载着神舟十九号载人飞船的运载火箭点火发射，将3名航天员送入太空。下列说法正确的是（    ） A．火箭使用液氢燃料，主要原因是液氢热值大 B．火箭发动机效率可达100% C．火箭关闭发动机后仍可继续运动，这一过程不遵循能量守恒定律 D．载人飞船展开的太阳能电池板，将太阳能转化为电能 【答案】AD 【详解】A．液氢燃料的热值大，用作火箭燃料，故A正确； B．任何机械的效率都小于100%，故B错误； C．关闭发动机后还可以继续运动是因为有惯性，这一过程遵循能量守恒定律，故C错误； D．太阳能电池板是将太阳能转化为电能，故D正确。 故选AD。 8．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．热机的使用缓解了城市的热岛效应 C．无论技术多么先进，也不可能使热机的效率达到100% D．热机的冷却液需要用热值较大的物质 【答案】C 【详解】A．任何物体都有内能，热机排出的尾气也有内能，故A错误； B．热机会产生大量的废气，排放大量的热量，是加剧城市的热岛效应的原因之一，故B错误； C．热机工作时由于要克服机械间的摩擦做额外功、同时也存在热散失、并且废气带走大部分能量，所以热机的效率很低，不能达到100%，故C正确； D．内燃机的冷却液需要用比热容较大的物质，一般用水，是因为水的比热容大，在同等情况可，可以吸收更多的热量，故D错误。 故选C。 9．2022年11月30日7时33分，神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站，两个航天员乘组首次实现“太空会师”。下列说法正确的是（　　） A．火箭发射升空的发动机不属于热机 B．火箭燃料燃烧越充分，其热值越大 C．燃料用了一部分后，质量变小，热值不变 D．燃料燃烧释放的热量越多，热机效率越高 【答案】C 【详解】A．火箭发射升空时发动机内能量转化与汽油机的做功冲程一致，都是将内能转化为机械能，所以火箭发射升空的发动机属于热机，故A错误； B．燃料热值大小是燃料的属性，与燃料是否完全燃烧无关，故B错误； C．燃料用了一部分后，所含的物质减少，质量变小，但热值不变，故C正确； D．热机效率指的是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，燃料燃烧释放的热量越多，热机效率不一定越高，故D错误。 故选C。 10．全球首款热效率达50%的商业化柴油机已发布，如果应用在汽车上将会节约更多的燃料。假设某辆柴油机汽车原效率为40%，每年消耗柴油1800kg，换用新的柴油机后，每年可以节约燃油 kg。 【答案】360 【详解】每年消耗柴油1800kg，柴油放出的热量为 则柴油机有效利用的能量为 换用新的柴油机后，每年消耗的汽油质量为 每年可以节约燃油 故每年可以节约燃油为。 11．小明在南昌2025年举办的飞行大会上不仅观摩了飞行表演，还了解到一个信息：某型号飞机，其热机消耗质量为m燃油可让飞机获得的机械能为W，若燃油热值为q，则该燃油完全燃烧产生的热量为 ，该热机效率为 。 【答案】 mq 【详解】[1]根据热值公式可知，燃油完全燃烧产生的热量。 [2]热机效率是热机所做的机械能占燃料完全燃烧放出的热量之比，所以该热机效率为。 12．春天，向阳屯农民用扬程为12m、流量为300m3/h、效率为80％的水泵抽水浇灌农田.“扬程”和“流量”是水泵的重要性能参数，“扬程”是指抽水机抽水所达到的高度，“流量”是指水泵在单位时间内抽水的体积，已知柴油的热值为3×107J/kg，取g=10N/kg，求： (1)水泵持续正常工作5h，做了多少有用功？ (2)此水泵总功率为多少？ (3)若此水泵用一柴油机带动，假设柴油完全燃烧所释放的内能有40％转化为水泵轴的机械能，则每小时消耗多少柴油？ 【答案】(1) 1.8×108J (2) 1.25×104W (3) 3.75kg 【详解】（1）水泵5小时抽水体积V = 300m3/h ×5h = 1500m3 水的质量 水的重力 有用功 （2）水泵做的总功 此水泵总功率 （3）水泵持续正常工作5h，需要燃料完全燃烧放出的热量 柴油的总质量 则每小时消耗柴油的质量 13．据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳，为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电油的交通工具不断丰富，其应用流程如图，以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW。与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少？（燃油机的效率取36%，燃油的热值q取）（写出必要的文字说明、过程及最终结果） 【答案】132kg 【详解】氢燃料电池卡车在水平路面上匀速行驶72km做的有用功 燃油机的效率取36%，燃油车做同样的功需要的能量 消耗燃油的质量 氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量 牵引力，即f=F=2025N 三、热效率 14．如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入4L初温为的水，用卡式炉加热至，（水的比热容为，丁烷的热值为）。求： (1)壶中水的质量； (2)水吸收的热量； (3)若卡式炉的加热效率为70%，则需要消耗多少克的丁烷。 【答案】(1)4kg (2) (3)37.5g 【详解】（1）已知水的体积 由可得水的质量 （2）水吸收的热量 （3）已知加热效率为70%，，由得 由得需要消耗的丁烷质量 15．用烟煤烧水时，将10kg的水从20℃加热到70℃，燃烧了1.0kg的烟煤。（烟煤的热值3×107J/kg，c水＝4.2×103J/(kg·℃)）求： (1)水吸收的热量 (2)烧水时烟煤的热效率 【答案】(1) (2)7% 【详解】（1）水吸收的热量为 （2）烟煤完全燃烧放出的热量为 烧水时烟煤的热效率为 16．某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。无烟煤的热值是3.4×107J/kg。求： (1)锅炉内的水吸收的热量是多少？ (2)无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？ (3)此锅炉的效率是多少？ (4)试分析使用家用煤炉烧水的主要缺点有哪些？ 【答案】(1)6.3×107J (2)2.04×108J (3)30.9% (4)见详解 【解析】【小题1】水吸收的热量 Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×200kg×(100℃﹣25℃)=6.3×107J 【小题2】无烟煤完全燃烧放出的热量 Q放=qm′=3.4×107J/kg×6kg=2.04×108J 【小题3】锅炉的效率 【小题4】家用煤炉烧水的主要缺点是会产生空气污染，而且效率不高。 17．天然气灶使用方便、经济环保。在一个标准大气压下，天然气灶将一壶质量为1kg、温度为的水加热至，大约需要8min，已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值为。求： (1)水吸收的热量； (2)若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，烧开这壶水需要多少天然气? 【答案】(1)2.1×105J (2)0.016m3 【详解】（1）根据吸热公式，水吸收的热量 （2）烧开这壶水吸收的热量 由得，天然气完全燃烧放出的热量 由Q放=Vq得，烧开这壶水需要天然气的体积 18．小玲家新装的天然气热水器，它的铭牌表明其热效率为89%，小玲想估测这款热水器的效率，她把家里自动洗衣机的“水量”设置为40 L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的体积达到40 L时，洗衣机便会自动停止注水。已知当时自来水的温度是15℃，热水器输出热水的温度为 40 ℃，注水前后燃气表上显示的余气量分别为165.50m3和165.35m3. (1)热效率89%表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的89%的 能转化为水的内能。 (2)40L自来水吸收的热量是多少焦耳？ (3)通过计算判断该款热水器实际热效率是否与铭牌完全相符？ 【答案】(1)化学 (2) (3)不完全相符 【详解】（1）天然气热水器的热效率为89%，表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的89%的化学能转化为水的内能。 （2）水的质量 水吸收的热量： （3）天然气体积为 V= 165.50m3 - 165.35m3=0.15m3 该煤炉烧水时的热效率    所以该款热水器实际热效率与铭牌不完全相符。 19．某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。则：[，] (1)锅炉内200kg的水吸收的热量是多少？ (2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？ (3)此锅炉的效率是多少？（结果保留到小数点后两位） 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）锅炉内200kg的水吸收的热量是 （2）6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是 （3）锅炉的效率是 20．随着生活水平的提高，城市为了缓解“热岛效应”修建人工湖，这是因为水的 较大，使得周边温度变化小。为减少污染排放，使用天然气烹饪，若天然气灶烧水的效率为，利用天然气将2kg的水从加热至，则需要消耗 g天然气。[取，] 【答案】 比热容 40 【详解】[1]因为水的比热容较大，白天相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚放出相同的热量，水的温度降低的少，使得周边温度变化小，能有效调节周围环境的气温，为此可以缓解热岛效应。 [2]将2kg的水从加热至，水吸收的热量为 根据知，天然气完全燃烧放出的热量为 根据可得，需要完全燃烧天然气的质量 21．全球最大的压缩空气储能项目已并网发电，这是我国新型储能技术应用的一个里程碑。该项目工作原理如图所示，用电低谷时段，将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中（地下盐层中的洞穴）；用电高峰时段，将储存在盐穴中的高压空气释放，驱动空气膨胀机转动，连接发电机发电。该工程就像一个“超级充电宝”，储存1kW•h电最终能放出0.72kW•h电，每年可节约标准煤约1.9×108kg。 (1)压缩空气的过程中通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变空气的内能； (2)该项目每年节约的标准煤完全燃烧所释放的热量为多少？小宇家平均每月用电300kW•h，这些标准煤完全燃烧释放的热量（不计能量损失）可供多少个像小宇这样的家庭用电一个月（精确到以万为单位）？已知每燃烧1kg标准煤会产生2.5kg的二氧化碳，则该项目每年可减排二氧化碳多少千克？（标准煤的热值为2.9×107J/kg） (3)据某资料介绍，该项目的能量转化效率可达70%以上，请你通过计算判断该说法是否正确？ (4)从工程建设角度考虑，要增加项目储存的能量，请你提出一条建议： 。 【答案】(1)做功 (2)5.51×1015J，510万个， 4.75×108kg (3)见解析 (4)增加地下盐穴的容积 【详解】（1）压缩空气的过程中对空气做功，将机械能转化为内能，通过做功的方式改变空气的内能。 （2）该项目每年节约的标准煤完全燃烧，释放的能量为 按每一万个家庭平均月用电 节约的标准煤，可供用电一个月的家庭数量为 每年可减排二氧化碳为 （3）该项目的能量转化效率约为 该说法正确。 （4）从工程建设角度考虑，要增加项目储存的能量，可增加地下盐穴的容积。 22．2024年12月19日18时18分，我国太原卫星发射中心在山东附近海域成功发射谷神星一号海射型遥四运载火箭。下列说法正确的是（　　） A．火箭燃料燃烧过程中，内能转化为化学能 B．火箭升空过程中与空气摩擦，机械能转化为内能 C．火箭在升空过程中，机械能不变 D．火箭的燃料燃烧越充分，其热值就越大 【答案】B 【详解】A．燃料燃烧是将化学能转化为内能，故A错误； B．火箭与空气摩擦时，因克服摩擦做功，机械能转化为内能，故B正确； C．火箭升空时速度增大，动能增大；高度增加，重力势能增大，所以机械能增大，故C错误； D．热值是燃料的特性，与燃烧是否充分无关，故D错误。 故选B。 23．如图所示是一台单缸四冲程汽油机的某一冲程，该冲程发生的能量转化是 ，若它每秒对外做功20次，则该汽油机的飞轮转速为 r/min。若该汽油机的效率为30%，完全燃烧10kg汽油放出的热量可以对外做功 J。（汽油的热值为4.6×107J/kg） 【答案】 机械能转化为内能 2400 1.38×108 【详解】[1]由图可知，两个气门都关闭，活塞向上运动，因此是压缩冲程，该冲程发生的能量转化是机械能转化为内能。 [2]汽油机一个工作循环，飞轮和曲轴转2圈，完成4个冲程，对外做功1次，因此若汽油机每秒对外做功20次，则每秒飞轮转40圈，每分钟飞轮转2400圈，因此该汽油机的飞轮转速为2400r/min。 [3]完全燃烧10kg汽油放出的热量Q放=mq=10kg×4.6×107J/kg=4.6×108J 该汽油机的效率为30%，则可以对外做功W=ηQ放=30%×4.6×108J=1.38×108J 24．“携手城建环保，共筑魅力辽宁”，如图是某型号的雾炮车，满载时的总质量为，在的牵引力作用下，匀速行驶用时，消耗燃油，（已知燃油的密度为，燃油的热值为，取）求： (1)雾炮车满载时的总重力； (2)燃油完全燃烧时放出的热量； (3)此过程中该车牵引力的功率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）雾炮车满载时的总重力 （2）燃油的质量 燃油完全燃烧放出的热量 （3）牵引力所做的功 此过程中该车牵引力的功率 25．国产新能源越野车仰望是全球首款创新性配备了应急浮水功能的车。它满载时整车质量约为，在发动机模式下，满载时汽车在地面匀速行驶百公里消耗汽油，受到的阻力是车总重的倍。油电混合模式下续航突破1000km。（q汽油=4.6×107J/kg）若U8在满载时，求： (1)它遇突发涉水情况漂浮在水面受到的浮力； (2)10kg的汽油完全燃烧放出的热量； (3)在发动机模式下行驶时发动机的效率。 【答案】(1)4×104N (2)4.6×108J (3)40% 【详解】（1）汽车满载时受到的总重力为 它遇突发涉水情况漂浮在水面时，根据物体的浮沉条件可知，它受到的浮力等于受到的总重力，则受到的浮力为 （2）根据Q=mq可得，10kg的汽油完全燃烧放出的热量为 （3）在发动机模式下，因汽车匀速行驶，所以汽车受到平衡力，受到的牵引力等于受到的阻力，即 牵引力做的功 发动机的效率 26．周末，小明爸爸驾驶汽车带他外出游玩，途中汽车匀速直线行驶了30km，用时20min。已知人与汽车的总质量为1500kg，行驶过程中汽车受到的阻力为人与车总重的0.1倍，发动机的效率为30%。汽车在行驶过程中，求：（汽油的热值q取4×107J/kg，g取10N/kg） (1)汽车的平均速度。 (2)牵引力做的功。 (3)汽车消耗汽油的质量。 【答案】(1) 25m/s (2) (3) 3.75 kg 【详解】（1）汽车的平均速度 （2）人与汽车的总重力 匀速行驶时牵引力 牵引力做功 （3）汽油完全燃烧释放的总热量 消耗汽油质量 27．如图所示是我国深海“国之重器”———超深水大洋科考钻探船“梦想”号，它以重油为燃料，满载时排开水的质量为42600t。某次航行时，发动机以恒定功率 1.6×108 W匀速行驶了25 min，此过程中完全燃烧重油 2×104 kg。求:（g取10 N/ kg,重油的热值q取 4×107 J/kg） (1)“梦想”号满载时，受到的浮力； (2)此次航行过程中，“梦想”号发动机所做的功； (3)航行过程中发动机的效率。 【答案】(1)4.26×108 N (2)2.4×1011 J (3)30% 【详解】（1）“梦想”号满载时排开水的质量为42600t，它满载时排开水所受的重力 由阿基米德原理可知，浸在液体中的物体受到的浮力等于其排开液体所受的重力，所以“梦想”号满载时受到的浮力为 （2）由 可得，此次航行过程中发动机所做的功为 （3）航行过程中，重油完全燃烧放出的热量为 发动机的效率为 28．瓷器制作主要有手工拉胚、雕花、晾晒、烧窑等工序，下列有关说法正确的是（　　） A．拉胚时，泥团被揉成一定的形状，说明力能改变物体的形状 B．雕花时，质地均匀的泥胚密度变小 C．晾晒时，泥胚温度越高，含有的热量越多 D．烧窑时，燃料燃烧越充分，其热值越大 【答案】A 【详解】A．拉胚时，泥团发生形变，说明力可以改变物体的形状，故A正确； B．雕花时，力使物体发生形变，泥胚的密度没有发生改变，故B错误； C．晾晒时，泥胚温度越高，泥胚的内能越大，热量指的是转移过程中的内能，故C错误； D．燃料的热值与燃料是否完全燃烧无关，和燃料的种类有关，故D错误。 故选A。 29．小李想测量蜡烛的热值q，他利用如图所示的装置进行测量，A容器内装有150g的水，防风罩B的下端开了通气孔。 水的初温/℃ 25 燃烧前蜡烛的质量/g 20.6 水的末温/℃ 40 燃烧后蜡烛的质量/g 20 (1)为完成实验，还需要的测量工具是 和 ； (2)实验中，小李是通过测量 （选填“加热时间”或“水吸收的热量”）间接测量蜡烛燃烧放出的热量； (3)实验中，水的温度升高内能增加，这是通过 的方式改变物体的内能； (4)实验前后，小李测量的数据如表所示，则蜡烛的热值约为 J/kg； (5)小李跟同学讨论后，认为实验中测出的蜡烛的热值跟真实值相比偏 。 【答案】(1) 温度计 天平 (2)水吸收的热量 (3)热传递 (4) (5)小 【详解】（1）[1][2]要完成本实验，需要测量水的温度与水和蜡烛的质量，因此还需要温度计与天平。 （2）由于蜡烛燃烧放出的热量不能直接测量，实验中是通过水吸收的热量来间接测量蜡烛燃烧放出的热量，即认为蜡烛燃烧放出的热量全部被水吸收，Q放=Q吸。 （3）实验中，蜡烛燃烧放出热量，热量通过热传递的方式传递给水，使水的内能增加、温度升高。 （4）已知水的质量m=150g=0.15kg，水的比热容c=4.2×103J/(kg⋅℃)，水的初温t0=25℃，末温t=40℃，根据Q吸=cmΔt=cm(t−t0)可得Q吸=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.15kg×(40℃−25℃)=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.15kg×15℃=9450J 已知燃烧前蜡烛的质量m1=20.6g，燃烧后蜡烛的质量m2=20g，则蜡烛燃烧的质量m蜡烛​=m1​−m2=20.6g−20g=0.6g=0.6×10−3kg 如果不计热量损失，Q放=Q吸=9450J，根据Q放=mq可得，蜡烛的热值 （5）在实验过程中，蜡烛燃烧放出的热量不可能全部被水吸收，会有热量散失到周围环境中，即Q放>Q吸，而我们计算时认为Q放=Q吸，根据可知，计算出的热值会比真实值偏小。 30．除雪车是冬季必不可少的应急车辆，如图所示为一辆冬季除雪卡车，卡车的总质量为3t，车轮与地面的总接触面积为2000cm2，它在水平路面上匀速行驶3km，消耗汽油0 .4kg 。受到的阻力为卡车总重的0.05倍。（g 取10N/kg，汽油的热值q=4.5×107J/kg）求 ： (1)除雪卡车静止时，车轮对地面的压强是多少? (2)卡车行驶过程中牵引力所做的功为多少? (3)该卡车发动机的效率为多少? 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）除雪卡车静止时，卡车的总质量为，压力 车轮与地面的总接触面积为，车轮对地面的压强 （2）它在水平路面上匀速行驶，汽车所受牵引力大小与受到的阻力大小相等，， 行驶距离 牵引力所做功 （3）消耗汽油0.4kg 产生的热量为 该卡车发动机的效率为 31．一台四冲程汽油机完全燃烧100g汽油放出的热量中，损失了3.22×106 J的热量，则该汽油机的效率为 。（汽油的热值为4.6×107 J/kg）此过程中，飞轮转速为每分钟1200转，每秒钟对外做功 次。 【答案】 30% 10 【详解】[1]根据题意，汽油完全燃烧时放出的热量 该汽油机可以对外做功 该汽油机的效率为 [2]内燃机一个工作循环，经历四个冲程，燃气对外做功一次，活塞往返两次，曲轴转动两周。单缸四冲程汽油机的飞轮转速是，也就是1s飞轮转动20r，飞轮转动20r，燃气对外做功次，完成个工作循环、完成个冲程。 32．阅读短文，回答问题。 燃气热水器是一种高效、快捷的洗浴设备，图示为某款燃气热水器的结构、原理图。使用热水器时，先通电，绿色指示灯亮起，再打开冷水阀和燃气管上的燃气阀。之后打开热水阀时，电子点火器点火，燃气在燃烧器内燃烧，产生1700℃的高温烟气，此时红色指示灯亮起，同时风机工作，高温烟气上升，流经热交换器，将从A处流入热交换器的冷水加热，产生的热水从B处源源不断流出热交换器，低温烟气从排烟管排出。关闭热水阀时，热水器停止加热。该燃气热水器的技术参数如表所示，“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 3×107J/m3 额定耗气量 1.8m3/h 燃气热水器的热效率通常指热水器有效利用热量的效率，能效等级是根据热效率来划分的，其中三级能效的热效率不得低于84%，二级能效的热效率不得低于88%，而一级能效的热效率则不得低于96%。 (1)某次洗浴，热交换器在10min内将质量为100kg的水的温度升高20℃，则该过程中水吸收的热量为 J。（水的比热容为c水＝4.2×103J/（kg•℃）） (2)此次洗浴，燃气热水器以额定耗气量正常工作10min。若该过程燃气完全燃烧，则放出的热量为 J。 (3)请根据计算判断该燃气热水器的能效等级属于 级。 【答案】(1)8.4×106 (2)9×106 (3)二 【详解】（1）该过程中水吸收的热量为Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×20℃＝8.4×106J （2）此次洗浴，燃气热水器以额定耗气量正常工作10min消耗的天然气为 则该过程燃气完全燃烧放出的热量为 （3）燃气热水器的热效率为 故该燃气热水器的能效等级属于二级。 33．2025年5月29日，我国用长征三号乙运载火箭成功将行星探测工程天问二号探测器发射升空。如图，火箭起飞时，发动机内的燃料剧烈燃烧，以下说法正确的是（　　） A．燃料燃烧过程中，其热值变大 B．燃料燃烧将化学能转化为内能 C．燃料燃烧过程中，能量的总量保持不变 D．发动机的效率能达到 【答案】BC 【详解】A．热值是燃料的特性，与质量和是否完全燃烧无关，则燃料燃烧过程中，其热值不变，故A错误； B．燃料燃烧时消耗化学能，获得内能，将化学能转化为内能，故B正确； C．根据能量守恒定律可知燃料燃烧过程中，能量的总量保持不变，故C正确； D．效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃料释放的热量之比，火箭发动机在工作时不可避免的做额外功，所以发动机的效率不可能达到100%，故D错误。 故选BC。 34．如图所示是我国自行研制的大型客机C919，若它在高空水平定速巡航飞行10km消耗的汽油为100kg，受到的阻力为1.15×105N，则飞机发动机的热机效率为 ；为节能减排，现设法回收未利用的能量，若回收的能量占汽油完全燃烧放出能量的21%，可使 kg水的温度升高50℃。【汽油热值为，水的比热容为】 【答案】 4600 【详解】[1]大型客机C919在高空水平定速巡航飞行时，做匀速直线运动，处于平衡状态，牵引力 则牵引力做功为 汽油完全燃烧放出的热量为 则飞机发动机的热机效率为 [2]回收的能量为 则水的质量为 35．5月29日，我国探月工程天宫一号顺利升空，琴琴和小林同学一起观看了这一过程，琴琴同学提出：火箭加速上升过程中，燃料燃烧放出热量 （全部/部分）转化为机械能，天宫一号进入轨道后， （有/无）惯性。 【答案】 部分 有 【详解】[1]火箭加速上升过程中，受到大气的阻力，火箭克服阻力做功，燃料燃烧放出热量会有一部分转化为火箭表面的内能，只有有一部分转化为机械能。 [2]一切物体在任何情况下都有惯性，天宫一号进入轨道后有惯性。 36．2025年4月24日，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，如图所示。下列说法正确的是（   ） A．飞船在加速上升过程中惯性增大 B．火箭使用的液态氢燃料热值较大 C．火箭加速上升过程中受到平衡力的作用 D．升空过程中，以火箭为参照物，飞船是运动的 【答案】B 【详解】A．惯性是物体固有的属性，只与物体的质量有关。飞船在加速上升过程中，质量并没有改变，因此惯性不会发生改变，故A错误； B．液氢燃料具有较高的热值，相同质量的氢与其他燃料相比，完全燃烧放出的热量多，所以发射火箭使用液态氢作燃料，故B正确； C．火箭加速上升过程中，受到的推力大于重力，处于非平衡状态，因此受非平衡力的作用，故C错误； D．升空过程中，飞船搭载在火箭上，飞船与火箭是相对静止的，因此以火箭为参照物，飞船是静止的，故D错误。 故选B。 37．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 38．小明和爸爸质量共120kg，骑着一辆质量为300kg（含装备）的三轮摩托车，沿318国道从成都前往拉萨旅行。水平骑行时每只轮胎与地面接触的面积为0.02m2（g取10N/ kg） (1)水平骑行时，摩托车对地面的压力、压强分别是多少？ (2)在海拔约5000m的米拉山垭口烧水，用燃气炉将质量2.5kg、初温为3℃的水加热至沸腾（水的沸点为83℃）。若燃气完全燃烧释放热量的30%被水吸收。则水吸收了多少热量？共用掉多少燃气？[，] 【答案】(1)4200N， 7×10⁴Pa (2)8.4×105J， 0.056kg 【详解】（1）摩托车对地面的压力F=G=m总g=420kg×10N/kg=4200N 摩托车对地面的压强 （2）水吸收热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×2.5kg×(83℃-3℃)=8.4×105J 燃气释放热量 燃气质量 39．如图所示是我国自主设计建造的“极地”号破冰调查船。某次任务中，该船的总质量为。已知g＝10N/kg，，。求该船： (1)受到的总重力； (2)静止时排开海水的体积； (3)发动机完全燃烧100kg燃油放出的热量。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）该船受到的总重力 （2）船只漂浮，静止时，受到的浮力为 则排开海水的体积 （3）发动机完全燃烧100kg燃油放出的热量 40．小亮看到如图所示的阳光健身海报，决定每天放学回家由乘电梯改为爬楼梯。爱生活爱运动脂肪完全“燃烧”释放的能量为（即可看作脂肪的热值）。若小亮的质量为，家住11楼，每层楼高为。（取） (1)求小亮所受的重力。 (2)小亮每次乘电梯从1楼到11楼回家，若电梯匀速运行，求电梯对他做的功。 (3)若小亮每次爬楼梯回家消耗脂肪的质量为5g，求脂肪完全“燃烧”放出的能量。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）小亮所受的重力 （2）小亮随电梯做匀速直线运动，小亮所受的支持力与重力大小是平衡力，大小相等，即 小亮在支持力方向上移动的距离 电梯对小亮所做的功 （3）脂肪完全“燃烧”放出的能量 41．跨学科实践 制作简易汽轮机模型 热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。 实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 (1)汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能 ； (2)某团队的同学们在测试过程中，发现扇叶不转动，出现这种现象的原因可能 ；（答出一条即可） (3)热机发展史也是一部热机效率提高史，在展示交流环节，对如何提高简易汽轮机效率，同学们进行了激烈讨论。请你依照“结构决定功能”的观念，从结构的角度思考，帮助他们提出一个可行性措施： 。 【答案】(1) 内能 机械能 (2)见解析 (3)见解析 【详解】（1）[1][2][3]酒精燃烧，是将酒精内部的化学能转化为内能释放出来，然后将内能通过热传递转移给水和易拉罐，水吸热迅速的汽化，形成大量的水蒸气，水蒸气对扇叶做功，将水蒸气的内能转化为扇叶的机械能。 （2）在测试过程中，发现扇叶不转动，可能水蒸气的内能太小，笔尖喷出的蒸汽太少。 （3）在易拉罐上半部分覆盖保温层，可以减少热量的损失，提高汽轮机效率。 5 / 15 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$