14.3 热机的效率 练习 -2025-2026学年人教版（2024）九年级全一册物理

14.3热机的效率 练习 一、单选题 1．小明在家做饭的过程中，发现很多现象与物理知识相关。下列说法正确的是（　　） A．做饭前去离家600m的超市购买调料，步行10min，小明的平均速度为3.6km/h B．炖汤时，壶盖被顶起的能量转化与内燃机的压缩冲程能量转化相同 C．利用天然气灶台烧菜时，调大火力可以提高天然气的热值 D．在烧菜的翻炒过程中，主要是通过做功方式增加菜的内能 2．小叶通过查阅资料了解到，甘油和水可以调配出一般意义上汽车防冻液，她很想了解一下甘油的吸热能力。在老师的指导下，她用酒精灯分别加热了质量为100g，初温为20℃的甘油和水，记录的相关数据如下表所示。若单位时间内甘油吸收的热量和水吸收的热量相等，酒精的热值为3×107J/kg，水的比热容为，则下列说法中正确的是（　　） 加热时间/min 消耗酒精/g 末温/℃ 水 4 2 80 甘油 8 4 230 A．加热相同时间，甘油消耗的酒精更多 B．水消耗的酒精完全燃烧放出的热量为 C．甘油的比热容为 D．该酒精灯的加热效率约为35% 3．如图所示为探究“不同物质吸热升温现象”、“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验装置，两实验都需要（    ） A．使用天平和秒表 B．控制被加热液体质量相等 C．控制所用燃料质量相等 D．用加热时间反映吸热多少 4．如图所示，这是一款斯特林发动机模型，点燃酒精灯后就会发现发动机的连杆带动飞轮转动起来。下列关于该发动机的说法正确的是（  ） A．该发动机工作时将内能转化为机械能 B．酒精灯中的酒精燃烧不充分时，其热值减小 C．该发动机的效率可以达到100％ D．整个过程中能量的总量在不断减小 5．某汽油机的能量流向如图。在未来的汽车市场，零碳内燃机采用绿氢等零碳燃料，在全生命周期可实现零碳排放，前景可观。下列有关说法正确的是（　　） A．零碳内燃机比普通内燃机更环保 B．由图可知该汽油机的效率是6% C．冬天汽车利用尾气中的余热给车内供暖，降低了燃料的利用率 D．汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明燃料燃烧得越充分，燃料的热值会降低 6．如图是用易拉罐、水、橡皮泥、酒精灯进行“体验大气压强的存在”的实验。在易拉罐中注入少量水，用酒精灯加热，待罐口出现白雾时将罐口堵住，撤去酒精灯，让易拉罐冷却，会观察到易拉罐被压瘪。下列说法中正确的是（　　） A．易拉罐被压瘪能说明液体压强的存在 B．易拉罐被压瘪发生的形变是弹性形变 C．用酒精代替水注入罐中也能完成实验 D．如果酒精灯里的酒精完全燃烧，酒精灯的加热效率可以达到100% 7．汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙所示分别是某单缸四冲程汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　　） A．甲图是压缩冲程，机械能转化为内能 B．由图乙可知该汽油机的效率是72% 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．若该汽油机飞轮的转速为，则在内汽油机完成120次冲程 8．2024 年 4 月 25 日 20 时 58 分 57 秒，神舟十八号载人飞船搭载长征二号 F 遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，如图甲所示。下列说法不正确的是（　　） A．火箭上升过程中飞船的机械能不守恒 B．火箭喷出高温燃气获得升空动力的过程同图丙所示的冲程中的能量转化相同 C．火箭利用二力平衡获得升空动力 D．让燃料充分燃烧是提高热机效率的有效途径之一 二、多选题 9．2025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 10．下列说法中正确的是（　　） A．物体运动得越快，受到的力不一定越大 B．燃料燃烧越充分，放出的热量越多，其热值越大 C．物体内能减小时其温度一定降低，温度升高其内能一定增大 D．跳水运动员起跳，跳板向下弯，人对跳板的作用力与跳板对人的作用力大小相等 三、填空题 11．如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机工作示意图，其工作顺序是 （填字母）。图E、F是演示实验的示意图，其中与D图冲程原理相同的是 （选填“E”或“F”）图。该汽油机飞轮的转速为1200r/min，则该单缸四冲程汽油机每秒钟对外做功的次数为 次。若这台汽油机改用天然气做燃料，完全燃烧0.1m3天然气释放的热量的50%被水吸收，可以将100kg的水由20℃加热到 ℃。[，] 12．用燃气灶烧水，把体积为2L、初温为20℃的水烧开（在一个标准大气压下），共燃烧了20g天然气（假设天然气完全燃烧）。，，，则燃气灶烧水时的效率为 %。 13．5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。 14．汽油机是燃油汽车的动力来源之一。如图所示是某台汽油机工作时的能量数据，图中横线处应填写的内容是：① ② 。若汽油的热值为，则该工作过程中消耗的汽油质量为 kg。 15．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 。 四、计算题 16．小涛在郊游时用丁烷气炉烧开水，将壶中2kg的水从20℃加热到100℃，完全燃烧了0.03kg的丁烷气体。已知丁烷气体的热值为5×107J/kg，水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）。试求∶ (1)水吸收的热量是多少？ (2)丁烷气体完全燃烧放出的热量是多少？ (3)丁烷气炉烧水的效率是多少？ 五、实验题 17．如图所示，小潇准备了甲、乙、丙三个相同的装置，来探究不同物质的吸热能力和不同燃料的放热能力，其中液体质量、燃料质量均相等。 (1)探究不同物质的吸热能力时： ①不同物质吸热的多少是通过 来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）； ②小潇根据测得的实验数据，画出了a、b两种液体温度随时间变化的图像（如图丁所示），由图可判断哪种液体的吸热能力强。若a的比热容是ca，b的比热容是cb， 则ca∶cb = 。 (2)探究不同燃料的放热能力时： ①选择甲、乙两图进行实验，实验时不同燃料的放热的多少是通过 来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）；燃料1在燃烧过程中，其热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）； ②若图甲烧杯中为50 mL的水，若10 g酒精燃烧后放出的热量被水吸收，温度计示数升高了20ºC，则可以计算出酒精的热值 J/kg。这种方法测算的热值和热值表中的“标准值”相比 （选填“偏大”“偏小”或“一样”）。 18．暑假，小明在爸妈的陪同下去邵水河畔玩耍。他发现赤脚踩在水里清凉舒服，回到岸上踩在沙子上却很烫，对此很好奇。他设计了如图1所示的装置探究“水和沙子谁的吸热本领大”，实验数据记录如下： 质量/g 升高的温度/℃ 加热的时间/s 沙子 50 20 120 水 50 20 200 (1)此实验中通过 选填“升高温度的多少”或“加热时间的长短”）反映沙子或者水吸收热量的多少，在探究 时也用到了这种研究问题的方法； (2)分析实验数据可得：质量相同的水和沙子，升高相同的温度，水吸收的热量大于沙子吸收的热量，说明 （选填“水”或“沙子”）的吸热本领大； (3)粗心的小明实验完成后忘记熄灭酒精灯，发现烧杯中的水已经沸腾，如图2所示。水在沸腾过程中持续吸收热量，内能 （填“变大”“变小”或“不变”）（不考虑水的质量变化）； (4)完成实验后，小石同学提出，应用此装置可以粗略测量酒精的热值，请你帮助小石说出实验思路： 。 《14.3热机的效率 练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C B A A C D C BC AD 1．A 【详解】A.做饭前去离家600m的超市购买调料，步行10min，小明的平均速度为 故A正确； B.炖汤时，壶盖被顶起时，水蒸气对壶盖做功，内能转化为机械能，壶盖被顶起的能量转化与内燃机的做功冲程能量转化相同，故B错误； C.热值是燃料的一种特性，只与燃料种类有关，与燃烧状况无关，利用天然气灶台烧菜时，调大火力也不可以提高天然气的热值，故C错误； D.在烧菜的翻炒过程中，菜吸收热量，主要是通过热传递方式增加菜的内能，故D错误。 故选A。 2．C 【详解】A．根据表格数据，水加热4分钟消耗2g酒精，甘油加热8分钟消耗4g酒精，则单位时间（每分钟）消耗酒精均为0.5g，因此加热相同时间，甘油和水消耗的酒精相同，故A错误； B．由可得，水消耗2g酒精完全燃烧放出的热量为 故B错误； C．由可得，水4min吸收的热量为 所以单位时间吸收的热量为 则由题意可得，甘油8min吸收的热量为 由可得，甘油的比热容为 故C正确； D．以加热水为例，由可得，该酒精灯的加热效率约为 故D错误。 故选C。 3．B 【详解】探究“不同物质吸热升温现象”，需要控制加热液体的质量和初温相同，液体的种类不同，用相同的热源加热，通过加热时间反映吸收热量的多少，所以需要天平和停表；“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验，需要控制燃料的质量相同，被加热液体的种类、初温和质量相同，待燃料完全燃烬后，通过温度计示数的变化反映燃料放热能力，所以需要温度计和天平，不需要停表，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4．A 【详解】A．斯特林发动机工作时，燃料燃烧将化学能转化为内能，内能再转化为机械能，故A正确； B．热值是燃料的特性，只与燃料种类有关，与燃烧是否充分无关，酒精燃烧不充分时热值不变，故B错误； C．任何热机在工作时都有能量损失（如散热、克服摩擦等），效率不可能达到100%，故C错误； D．根据能量守恒定律，整个过程中能量的总量保持不变，故D错误。 故选A。 5．A 【详解】A．零碳内燃机采用绿氢等零碳燃料，在全生命周期可实现零碳排放，则零碳内燃机比普通内燃机更环保，故A正确； B．由图可知该汽油机的效率是 故B错误； C．冬天汽车利用尾气中的余热给车内供暖，使汽车法发动机产生的热量再利用，提高了燃料的利用率，故C错误； D．汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明燃料燃烧得越不充分，或降低燃料的利用率，而燃料的热值时燃料本身的一种特性，与燃料的燃烧充分程度无关，则燃料的热值不变，故D错误。 故选A。 6．C 【详解】在易拉罐中注入少量水，用酒精灯加热，待罐口出现白雾时将罐口堵住，撤去酒精灯，让易拉罐冷却，里面的水蒸气会液化，里面的气压会减小，里面的气压小于外面的大气压，会观察到易拉罐被压瘪。 A．易拉罐被压瘪能说明大气压强的存在，不是说明液体压强的存在，故A错误； B．易拉罐被压瘪发生的形变是塑性形变，因为形变后不能恢复原状，故B错误； C．用酒精代替水注入罐中也能完成实验，同样能够达到排出易拉罐里面的空气的目的，最终使里面的气压小于外面的大气压，故C正确； D．如果酒精灯里的酒精完全燃烧，酒精灯的加热效率不可能达到100%，因为热量损失不可避免，会有部分热量散失到空气中。故D错误。 故选C。 7．D 【详解】A．甲图中，进气门和排气门都关闭，电火花点火，汽油和空气的混合物燃烧，活塞向下运动，是做功冲程；做功冲程中，高温高压气体内能对活塞做功，将内能转化为机械能，故A错误； B．热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。由图乙可知，有用机械能占比为 即该汽油机的效率是28%，故B错误； C．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧情况无关。汽车尾气中 “汽油味” 越浓，说明燃料燃烧越不充分，但燃料的热值不变 ，故C错误； D．四冲程汽油机一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两圈，对外做功一次。已知飞轮转速为，则每秒飞轮转60圈，完成的冲程数为个 ，故D正确。 故选D。 8．C 【详解】A．火箭上升过程中，飞船的速度变大，动能变大，高度增加，重力势能变大，则飞船的机械能变大，即机械能不守恒，故A正确，不符合题意； B．火箭喷出高温燃气获得升空动力的过程，是利用内能做功，同图丙所示的冲程是做功冲程，也是将内能转化机械能，故火箭喷出高温燃气获得升空动力的过程同图丙所示的冲程中的能量转化相同，故B正确，不符合题意； C．火箭喷出高温燃气获得升空动力的过程，利用力的作用是相互的获得升空动力，故C错误，符合题意； D．让燃料充分燃烧，获得更多的有用的机械能，故可以提高热机效率，故D正确，不符合题意。 故选C。 9．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。 10．AD 【详解】A．根据牛顿第一定律，如果物体不受外力或者外力的合力为零，则它将保持静止或匀速运动状态，物体运动的快不一定是受到的力大，故A正确； B．热值是燃料的一种特性，是单位质量的某种燃料完全燃烧时放出的热量，只与燃料的种类有关，与燃料燃烧的是否充分等因素无关；使燃料燃烧越充分，放出的热量越多，燃料的热值不变，故B错误； C．物体内能的大小与物体的指质量、温度、物态有关，物体内能减小时其温度不一定降低，温度升高其内能不一定增大，故C错误； D．人对跳板的作用力与跳板对人的作用力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，且在同一条直线上，故D正确。 故选AD。 11． CDAB E 10 25 【详解】[1] ①A图中，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；B图中，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程；C图中，进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程；D图中，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能；故工作顺序为CDAB。 [2]E图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧。是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程；F图是水蒸气膨胀对外做功，将塞子冲出，是内能转化为机械能。综上所述，D图是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能，与它原理相同的是E图所示的演示实验。 [3]该汽油机飞轮的转速为，一个工作循环转2转，20转完成了10个工作循环，对外做功10次。 [4]完全燃烧0.1m3天然气释放的热量为 若这些热量的50%被水吸收，则水吸收的热量为 水的温度变化量为 则水的末温为 12．40 【详解】已知水的体积为2L，水的密度，则水的质量 在一个标准大气压下，水的沸点是100℃，水的初温为20℃，水烧开吸收的热量 已知，燃烧20g天然气放出的热量 燃气灶烧水时的效率 13． 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。 14． 1.61×105 机械 3.5×10-3 【详解】[1][2]汽油机中燃料完全燃烧放出的热量等于损失的能量和有用的机械能之和，燃料完全燃烧放出的热量Q放=W损失+W有用=1.2×105J+4.1×104J=1.61×105J [3]该工作过程中消耗的汽油质量为 15． 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。 16．(1)6.72×105J (2)1.5×106J (3)44.8% 【详解】（1）水吸收的热量 （2）丁烷气体完全燃烧放出的热量 （3）丁烷气炉烧水的效率 17．(1) 加热时间 (2) 温度计示数 不变 偏小 【详解】（1）[1]用相同的加热器加热，加热时间越长，物质吸收的热量越多，所以不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。 [2]由图丁可知，a、b 升高相同的温度 a 的加热时间为10min，b的加热时间为20min，即，根据，质量和升高温度相同，c 与Q成正比，所以。 （2）[1]选择甲、乙两图进行实验，燃料燃烧放出热量，被液体吸收，液体温度升高，所以不同燃料放热的多少是通过温度计示数来反映的。 [2]热值是燃料的特性，与质量等无关，燃料1在燃烧过程中，其热值不变。 [3]根据，水的质量 水吸收的热量 若酒精放出热量全部被水吸收，根据，酒精热值 [4]由于酒精燃烧放出的热量不能全部被水吸收，所以测算的热值比标准值偏小。 18．(1) 加热时间的长短 物体动能的影响因素 (2)水 (3)变大 (4)见解析 【详解】（1）[1]实验中，使用了相同的加热器，相同时间产生的热量相同，加热时间不同，沙子或水吸收的热量就不同，把沙子或者水吸收热量的多少转换为加热时间的长短。运用了转换法。 [2]在研究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，利用木块运动距离来比较物体的动能大小，用到的是转换法。 （2）由表格中数据知，质量相同的水和沙子升高相同的温度，水需要加热的时间比沙子的长，水吸收的热量大于沙子吸收的热量，说明水的吸热本领大。 （3）水在沸腾过程中，需要不断吸热，不考虑水的质量变化，则水的内能增大。 （4）称量水和酒精的质量，测量水升高温度，根据Q=cmΔt计算出水吸收的热量；水吸收的热量粗略等于酒精燃烧放出的热量，根据，计算出酒精的热值。 学科网（北京）股份有限公司 $$