14.4 跨学科：热机效率和环境保护 课时练习 2025-2026学年沪科版物理九年级全一册

第四节 跨学科：热机效率和环境保护 课时练习解析 1 单选题 一般 下列关于热值和热量的说法中正确的是（　　） A、 燃料不完全燃烧的热值比完全燃烧的热值小B、 1kg汽油的热值比1g汽油的热值大C、 当燃料未燃烧时，其热值为零D、 煤油的热值比酒精大，说明相同质量的煤油完全燃烧放出的热量比酒精多 【答案】 D 【解析】 AC．燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料燃烧的程度和质量无关，故AC错误；B．燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，所以1kg汽油和1g汽油的热值是一样的，故B错误；D．煤油的热值比酒精大，由可知，质量相同时煤油完全燃烧放出的热量比酒精多，故D正确。故选D。 2 单选题 一般 煤的热值大于干木材的热值,这里是指 A、 煤比干木柴含有的热量多一些B、 烧煤比烧干木柴产生的温度高C、 相同质量的煤和干木材燃烧，煤放出的热量多D、 相同质量的煤和干木材完全燃烧，煤放出的热量多 【答案】 D 【解析】 1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值，煤的热值比木柴的热值大，说明相同质量的煤和木柴完全燃烧，煤放出的热量多．煤的热值比木柴的热值大，说明完全燃烧相同质量的煤和木柴，煤放出的热量多，或使它们放出相同的热量，烧煤用的质量较少，故D正确；不能说明烧煤比烧木柴产生的热量多、产生的温度高，更不能说明煤、木柴含有热量，故A、B、C的说法都错。故选D。 3 单选题 一般 煤的热值比木柴的热值大，这表示（　　） A、 烧煤比烧木柴产生的热量多B、 烧煤比烧木柴产生的温度高C、 煤比木柴具有的内能多D、 相同质量的煤和木柴完全燃烧，煤放出的热量多 【答案】 D 【解析】 煤的热值比木柴的热值大表示相同质量的煤和木柴完全燃烧时，煤放出的热量多。故选D。 4 单选题 一般 关于比热容和热值，下列说法正确的是（　　） A、 ，质量相等的水和煤油吸收相同的热量，水的温度升得更高B、 比热容与物体的质量、吸热多少、温度变化大小有关；燃料的热值只与燃料的种类有关C、 比热容与成正比，与的乘积成反比D、 同种物质的比热容不一定相同，同种燃料的热值一定相同 【答案】 D 【解析】 A．由于，水的吸热本领更强，由可知，质量相等的水和煤油吸收相同的热量，煤油的温度升得更高，故A错误；B．比热容与物体的质量、吸热多少、温度变化大小无关，与物质的种类和状态有关；燃料的热值只与燃料的种类有关，故B错误；C．比热容与物体的质量、吸热多少、温度变化大小无关，比热容不与成正比，不与的乘积成反比，故C错误；D．同种物质的比热容不一定相同，如冰和水的比热容不同，燃料的热值只与燃料的种类有关，同种燃料的热值一定相同，故D正确。故选D。 5 单选题 一般 汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图所示，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、 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、 汽车油箱中的汽油用了一半，则汽油的比热容减少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 【答案】 A 【解析】 A．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，故A正确；B．由乙图可知该汽油机的效率是故B错误；C．比热容是物质的属性，因此汽车油箱中的汽油用了一半，汽油的比热容不变，故C错误；D．热值是燃料本身的一种特性，和燃料的质量、放出热量的多少、燃烧是否充分、温度高低无关，故D错误。故选A。 6 单选题 一般 如图所示是我国自行设计研制的AG600“鲲龙”水陆两栖飞机。飞机使用四台相同的发动机，每台发动机的输出功率可达3120kW，效率可达60%。在这种情况下，飞机飞行1h消耗的燃油为（ ）（燃油的热值为4.3×107J/kg） A、 0.26吨B、 1.04吨C、 0.44吨D、 1.74吨 【答案】 D 【解析】 由题意知，飞机使用四台相同的发动机，每台发动机的输出功率可达3120kW，效率可达60%。则飞机飞行1h所做的功为W=Pt=4×3120×103W×3600s=4.4928×1010J则需要燃油放出的热量为需要燃油的质量为故选D。 7 单选题 一般 如图所示为便携式燃气炉，采用丁烷气体作为燃料。一罐丁烷燃气的净含量（罐内可以燃烧的丁烷气体的质量）为220g。露营时水壶中装入2kg初温为的水，加热至水沸腾，一罐丁烷燃气刚好烧开了6壶水。水的比热容为，丁烷的热值为，以下说法正确的是（ ） A、 烧水过程中热效率约为B、 烧开一壶水所需要吸收的热量为C、 完全燃烧一罐丁烷放出的热量为D、 热值为的物理含义是燃烧1kg的丁烷可以放出的热量 【答案】 A 【解析】 B．水吸收的热量为故B错误；C．一罐丁烷燃气完全燃烧放出的热量故C错误；A．一罐丁烷燃气刚好烧开了6壶水，则烧开1壶水所用丁烷放出的热量携式燃气炉的加热效率故A正确；D．热值为的物理含义是1kg丁烷完全燃烧放出的热量，故D错误。故选A。 8 单选题 一般 小红根据表格中的数据，得出以下四个结论，其中正确的是（　　） 物质 密度（kg/m3） 比热容J/（kg•℃）-1 冰 0.9×103 4.2×103 铝 2.7×103 0.88×103 铁 7.5×103 0.46×103 铜 8.5×103 0.39×103 一些燃料的热值（J/kg） 固体 液体 气体 干木柴 1.2×107 酒精 3.0×107 煤气 4.2×107 烟煤 2.9×107 柴油 4.3×107 天然气 4.4×107 焦炭 3.0×107 石油 4.4×107 无烟煤 3.4×107 乙油 4.6×107 氧 1.43×107 木炭 3.4×107 煤油 4.6×107 A、 体积相等的铁球和铝球，如果质量相等，铝球可能是空心的B、 初温和质量相等的实心铜块和实心铝块，放出相同热量后，铜块向铝块传热C、 天然气燃烧越充分，其热值越大D、 用掉一半后的酒精，其密度、比热容不变，热值变为原来的一半 【答案】 A 【解析】 A．铁的密度大于铝的密度，体积相等的情况下，铁球的质量要大，现在若它们质量相等，则铝球可能是空心的，故A正确；B．铝的比热容大于铜的比热容，初温和质量相等的实心铜块和实心铝块，放出相同热量后，铝块的温度下降更少，末温高，热量会从铝块传向铜块，故B错误；C．热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，故C错误；D．密度、比热容是物质的特性，热值是燃料的一种特性，用掉一半后的酒精，密度、比热容、热值都不变，故D错误。故选A。 9 填空题 一般 小明发现自家汽车上许多地方都用到了物理知识。 (1) 照明大灯内功率较小的近光灯丝与功率较大的远光灯丝长度相同，　　　　　　　光灯的灯丝较粗。 (2) —汽油机转速3000r/min，则该汽油机每秒完成　　　　　　　个冲程。 (3) 汽车行驶1h，消耗了6kg汽油，则6kg汽油完全燃烧所放出的热量为　　　　　　　J。（汽油的热值为） 【答案】 (1) 远 (2) 100 (3) 【解析】 (1) 由可知，在电压相同时，灯丝的功率越大，通过灯丝的电流越大，因此远光灯灯丝的电流较大；由可知，远光灯的灯丝电阻较小；近光灯丝与远光灯丝的材料、长度相同，灯丝长度相同时，灯丝越粗电阻越小，因此远光灯的灯丝较粗。 (2) 汽油机转速3000r/min =50r/s，即1s飞轮转50r，飞轮转2r完成一个工作循环，所以1s完成25个工作循环，一个工作循环有4个冲程，所以1s完成100个冲程。 (3) 汽油完全燃烧放出的热量 10 填空题 一般 氢能利用是新能源利用的新潮流，是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。如图所示是某品牌氢能自行车，一次性充满氢气，能在小时内匀速骑行。骑行的速度是　　　　　　　　　　　，若车与骑行者总质量为，骑行时受到的阻力为总重的倍。此次骑行过程中氢气的利用效率是　　　　　　　　　　　。（） 【答案】 20 50% 【解析】 [1]根据可得，骑行的速度是[2]0.03kg氢气完全燃烧产生的热量为氢能自行车骑行时受到的阻力为自行车匀速骑行，处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，由二力平衡的条件可知，骑行时发动机的牵引力为氢能自行车牵引力所做的有用功为氢气的利用效率为 11 填空题 一般 太阳能电池板每天能接收到2.7×107J的太阳辐射能量，相当于　　　　　　　　kg的煤完全燃烧放出的热量；如果这些能量能供15只功率为35 W的路灯正常工作4 h，则太阳能供电装置的能量转化效率为　　　　　　　　。（煤的热值为3.0×107J/kg） 【答案】 0.9 28% 【解析】 由题意知，煤完全燃烧放出的热量：Q放＝E＝2.7×107J，由Q＝mq得，需要完全燃烧煤的质量：m＝＝＝0.9 kg。路灯的总功率：P＝nP1＝15×35 W＝525 W，工作时间t＝4 h＝1.44×104s，由P＝得，路灯消耗的总电能：W＝Pt＝525 W×1.44×104s＝7.56×106J，则太阳能供电装置的能量转化效率：η＝×100%＝×100%＝28%。 12 填空题 较易 焚烧生活垃圾放出的热量用来发电，是综合利用垃圾的一种方法。据资料显示，仅2008年全国城市生活垃圾就达1.5×108t。若燃烧1t垃圾可放出1.5×1010J的热量，如果将2008年我国的城市生活垃圾全部焚烧，则放出的热量是　　　　　J，它相当于　　　　　kg煤炭完全燃烧放出的热量（煤炭的热值为3.0×107J/kg）。 【答案】 2.25×1018 7.5×1010 【解析】 [1][2]生活垃圾全部焚烧放出的热量Q放=1.5×1010J/t×1.5×108t=2.25×1018J∵Q放=mq∴需要完全燃烧煤炭的质量 13 计算题 较易 在1标准大气压下，小宁用电热水壶将500g初温为的水烧开，用时140s，电热水壶的电功率为1500W，已知，求： （1）水吸收的热量； （2）电热水壶消耗的电能； （3）电热水壶烧水的效率。 【答案】 （1）；（2）；（3）80% 【解析】 解：（1）水吸收的热量（2）电热水壶消耗的电能（3）电热水壶的烧水效率答：（1）水吸收的热量；（2）电热水壶消耗的电能；（3）电热水壶烧水的效率是80%。 14 计算题 一般 如图是我国自行设计研制的AG600“鲲龙”水陆两栖飞机。飞机的最大质量为，飞机在空中飞行的最大速度可达，飞机使用四台相同的发动机，每台发动机的输出功率可达3120kW，已知燃油的热值为，，。求： （1）当AG600“鲲龙”漂浮在水面上时，排开水的最大体积是多少； （2）当AG600“鲲龙”以最大速度匀速平直飞行时，受到的牵引力是多少； （3）若热机的效率为，求飞机飞行1h，需要消耗多少吨燃油（结果保留两位小数）。 【答案】 (1) (2) 89856N (3) 【解析】 (1) 当AG600“鲲龙”漂浮在水面上时，受到的浮力F浮=G=mg=53.5×103kg×10N/kg=5.35×105N根据阿基米德原理得出排开水的最大体积 (2) 飞机在空中飞行的最大速度当AG600“鲲龙”以最大速度匀速平直飞行时，根据可知受到的牵引力 (3) 若热机的效率为60%，求飞机飞行1h,发动机所做的功W=Pt=3120×1000W×4×3600s=4.4928×1010J消耗燃油完全燃烧放出的热量需要消耗燃油的质量 15 计算题 一般 小明家新买来一台燃气热水器，如图所示，该燃气热水器主要是利用天然气燃烧来加热水的，假设该燃气热水器10s内能放出1kg、末温为50℃的热水，水的初温为15℃，某次洗漱时小明放了10s的水，该过程消耗了0.014m3的天然气（只有有水流出时，该热水器才会工作）[q天然气=4.2×107J/m3，c水=4.2×103J/（kg•℃）]。求： （1）10s内放出的水吸收的热量； （2）该过程中热水器加热水的效率；（假设该过程中天然气完全燃烧） （3）若天然气完全燃烧产生的热量全部由干木柴来提供，需要完全燃烧0.049kg干木柴，则干木柴的热值。 【答案】 （1）1.47×105J；（2）25%；（3）1.2×107J/kg 【解析】 解：（1）由题意可得，10s内放出的水吸收的热量为Q吸=c水m水（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（50℃-15℃）=1.47×105J（2）由题意可得，天然气完全燃烧放出的热量为Q放=Vq天然气=0.014m3×4.2×107J/m3=5.88×105J所以热水器加热水的效率为（3）由题意可得，干木柴完全燃烧放出的热量为Q放′=Q放=5.88×105J根据公式Q=mq可得，干木柴的热值为答：（1）10s内放出的水吸收的热量为1.47×105J；（2）该过程中热水器加热水的效率为25%；（3）干木柴的热值为1.2×107J/kg。 16 计算题 一般 某型号汽油汽车，车的总质量为1500kg，某次测试中在平直路面上匀速行驶20km，消耗汽油2.2L，车受到的阻力是车总重的。汽油的密度为，取10N/kg，。 （1）求该汽车测试时受到的阻力； （2）求汽车消耗的汽油完全燃烧放出的热量； （3）若汽车发动机输出的有用功全部用来克服汽车所受阻力做功，该汽油发动机的效率为多少？（结果保留两位有效数字） 【答案】 (1) 1200N (2) 7.084×107J (3) 33.88% 【解析】 (1) 车的总质量为1500kg，则重力为该汽车测试时受到的阻力为 (2) 燃烧汽油的质量为汽车消耗的汽油完全燃烧放出的热量是 (3) 汽车在水平面做匀速直线运动，牵引力和阻力是一对平衡力，则牵引力为牵引力做的功是该汽油发动机的效率为 学科网（北京）股份有限公司 $第四节 跨学科:热机效率和环境保护 课时练习 一、单选题 1.下列关于热值和热量的说法中正确的是( ) A、 燃料不完全燃烧的热值比完全燃烧的热值小 B、 1kg汽油的热值比1g汽油的热值大 C、 当燃料未燃烧时,其热值为零 D、 煤油的热值比酒精大,说明相同质量的煤油完全燃烧放出的热量比酒精多 2.煤的热值大于干木材的热值,这里是指 A、 煤比干木柴含有的热量多一些 B、 烧煤比烧干木柴产生的温度高 C、 相同质量的煤和干木材燃烧,煤放出的热量多 D、 相同质量的煤和干木材完全燃烧,煤放出的热量多 3.煤的热值比木柴的热值大,这表示( ) A、 烧煤比烧木柴产生的热量多 B、 烧煤比烧木柴产生的温度高 C、 煤比木柴具有的内能多 D、 相同质量的煤和木柴完全燃烧,煤放出的热量多 4.关于比热容和热值,下列说法正确的是( ) A、 ,质量相等的水和煤油吸收相同的热量,水的温度升得更高 B、 比热容与物体的质量、吸热多少、温度变化大小有关;燃料的热值只与燃料的种类有关 C、 比热容与成正比,与的乘积成反比 D、 同种物质的比热容不一定相同,同种燃料的热值一定相同 5.汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,如图所示,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、 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、 汽车油箱中的汽油用了一半,则汽油的比热容减少 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 6.如图所示是我国自行设计研制的AG600“鲲龙”水陆两栖飞机。飞机使用四台相同的发动机,每台发动机的输出功率可达3120kW,效率可达60%。在这种情况下,飞机飞行1h消耗的燃油为( )(燃油的热值为4.3 107J/kg) A、 0.26吨 B、 1.04吨 C、 0.44吨 D、 1.74吨 7.如图所示为便携式燃气炉,采用丁烷气体作为燃料。一罐丁烷燃气的净含量(罐内可以燃烧的丁烷气体的质量)为220g。露营时水壶中装入2kg初温为的水,加热至水沸腾,一罐丁烷燃气刚好烧开了6壶水。水的比热容为,丁烷的热值为,以下说法正确的是( ) A、 烧水过程中热效率约为 B、 烧开一壶水所需要吸收的热量为 C、 完全燃烧一罐丁烷放出的热量为 D、 热值为的物理含义是燃烧1kg的丁烷可以放出的热量 8.小红根据表格中的数据,得出以下四个结论,其中正确的是( ) 物质 密度(kg/m3) 比热容J/(kg• )-1 冰 0.9 103 4.2 103 铝 2.7 103 0.88 103 铁 7.5 103 0.46 103 铜 8.5 103 0.39 103 一些燃料的热值(J/kg) 固体 液体 气体 干木柴 1.2 107 酒精 3.0 107 煤气 4.2 107 烟煤 2.9 107 柴油 4.3 107 天然气 4.4 107 焦炭 3.0 107 石油 4.4 107 无烟煤 3.4 107 乙油 4.6 107 氧 1.43 107 木炭 3.4 107 煤油 4.6 107 A、 体积相等的铁球和铝球,如果质量相等,铝球可能是空心的 B、 初温和质量相等的实心铜块和实心铝块,放出相同热量后,铜块向铝块传热 C、 天然气燃烧越充分,其热值越大 D、 用掉一半后的酒精,其密度、比热容不变,热值变为原来的一半 二、填空题 9.小明发现自家汽车上许多地方都用到了物理知识。 (1) 照明大灯内功率较小的近光灯丝与功率较大的远光灯丝长度相同, 光灯的灯丝较粗。 (2) —汽油机转速3000r/min,则该汽油机每秒完成 个冲程。 (3) 汽车行驶1h,消耗了6kg汽油,则6kg汽油完全燃烧所放出的热量为 J。(汽油的热值为) 10.氢能利用是新能源利用的新潮流,是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。如图所示是某品牌氢能自行车,一次性充满氢气,能在小时内匀速骑行。骑行的速度是 ,若车与骑行者总质量为,骑行时受到的阻力为总重的倍。此次骑行过程中氢气的利用效率是 。() 11.太阳能电池板每天能接收到2.7 107J的太阳辐射能量,相当于 kg的煤完全燃烧放出的热量;如果这些能量能供15只功率为35 W的路灯正常工作4 h,则太阳能供电装置的能量转化效率为 。(煤的热值为3.0 107J/kg) 12.焚烧生活垃圾放出的热量用来发电,是综合利用垃圾的一种方法。据资料显示,仅2008年全国城市生活垃圾就达1.5 108t。若燃烧1t垃圾可放出1.5 1010J的热量,如果将2008年我国的城市生活垃圾全部焚烧,则放出的热量是 J,它相当于 kg煤炭完全燃烧放出的热量(煤炭的热值为3.0 107J/kg)。 三、计算题 13.在1标准大气压下,小宁用电热水壶将500g初温为的水烧开,用时140s,电热水壶的电功率为1500W,已知,求: (1)水吸收的热量; (2)电热水壶消耗的电能; (3)电热水壶烧水的效率。 14.如图是我国自行设计研制的AG600“鲲龙”水陆两栖飞机。飞机的最大质量为,飞机在空中飞行的最大速度可达,飞机使用四台相同的发动机,每台发动机的输出功率可达3120kW,已知燃油的热值为,,。求: (1)当AG600“鲲龙”漂浮在水面上时,排开水的最大体积是多少; (2)当AG600“鲲龙”以最大速度匀速平直飞行时,受到的牵引力是多少; (3)若热机的效率为,求飞机飞行1h,需要消耗多少吨燃油(结果保留两位小数)。 15.小明家新买来一台燃气热水器,如图所示,该燃气热水器主要是利用天然气燃烧来加热水的,假设该燃气热水器10s内能放出1kg、末温为50 的热水,水的初温为15 ,某次洗漱时小明放了10s的水,该过程消耗了0.014m3的天然气(只有有水流出时,该热水器才会工作)[q天然气=4.2 107J/m3,c水=4.2 103J/(kg• )]。求: (1)10s内放出的水吸收的热量; (2)该过程中热水器加热水的效率;(假设该过程中天然气完全燃烧) (3)若天然气完全燃烧产生的热量全部由干木柴来提供,需要完全燃烧0.049kg干木柴,则干木柴的热值。 16.某型号汽油汽车,车的总质量为1500kg,某次测试中在平直路面上匀速行驶20km,消耗汽油2.2L,车受到的阻力是车总重的。汽油的密度为,取10N/kg,。 (1)求该汽车测试时受到的阻力; (2)求汽车消耗的汽油完全燃烧放出的热量; (3)若汽车发动机输出的有用功全部用来克服汽车所受阻力做功,该汽油发动机的效率为多少?(结果保留两位有效数字) 学科网(北京)股份有限公司 $