专题02 内能的利用（期末真题汇编，河北专用）九年级物理上学期

专题02 内能的利用 4大高频考点概览 考点01 热机原理及内燃机工作过程 考点02 热值及其计算 考点03热机效率 考点04热量及其热机（加热）效率的综合计算 地 考点01 热机原理及内燃机工作过程 一、单选题 1．（24-25九上·河北保定定州·期末）2024年5月，中国“嫦娥六号”任务搭载四个国际载荷成功发射升空。火箭发射时，燃料燃烧获得的能量使其加速升空，把内能转化为火箭的机械能，该过程的能量转化与汽油机的哪个冲程相同（　　） A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 2．（24-25九上·河北沧州·期末）下面关于“热机”的说法正确的是 A.汽油机比柴油机动力大 B.四冲程汽油机在做功冲程中，燃气的化学能转化为机械能 C.吸气冲程是利用机械能转化为内能的过程 D.城市里大量使用的热机是造成城市“热岛”的一个原因 3．（24-25九上·河北石家庄42中·期末）图甲与图乙是四冲程汽油机一个工作循环中的两个冲程，下列判断正确的是（　　） A.甲图为做功冲程，其能量转化情况与图丙中压活塞引燃硝化棉过程相同 B.乙图为压缩冲程，其能量转化情况是机械能转化为内能 C.甲图为压缩冲程，其能量转化情况与图丁中向瓶内打气最终瓶塞弹起的过程相同 D.乙图为做功冲程，其能量转化情况是内能转化为机械能 二、填空题 4．（24-25九上·河北邯郸永年区·期末）2024年9月25日，中国人民解放军向太平洋相关公海海域，成功发射1发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹（如图所示），准确落入预定海域。该洲际弹道导弹的发动机是 （选填“电动机”或“热机”），工作时将 能转化为内能再转化为 能。 5．（24-25九上·河北廊坊三河·期末）2024年4月17日神舟十七号载人飞船返回舱安全返航，着陆后返回舱表面有烧蚀痕迹，这是与大气层摩擦引起的。此过程的能量转化与汽油机的 冲程相同，与图 （选填“甲”或“乙”）的实验能量转化也相同。 6．（24-25九上·河北廊坊霸州·期末）如图所示，开香槟庆祝胜利时，先将瓶塞用力按住，然后使劲上下摇晃瓶子，使瓶内的二氧化碳迅速从液体中析出，瓶内气体体积增加，然后松开手，瓶塞就会被喷出，喷出过程中二氧化碳气体的内能 ，其能量转化方式与汽油机的 冲程相同。 7．（24-25九上·河北廊坊安次区·期末）如图是四冲程汽油机的某个冲程，由图可看出它正处于 冲程，该冲程将机械能转化为 能，若该汽油机飞轮的转速是60r/s，则汽油机每秒钟对外做功 次。 8．（24-25九上·河北廊坊香河县香河十一中、香河十中、香河九中、香河八中等·期末）如图所示，表示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，它们正确的排列顺序为 。 地 考点02 热值及其计算 一、单选题 1．（24-25九上·河北石家庄行唐县·期末）下列关于比热容和热值的说法正确的是（　　） A.物体的质量越大，它的比热容越大 B.物质的比热容跟物体吸收或放出的热量有关 C.燃料的热值与燃料是否完全燃烧无关 D.燃烧时放出热量多的燃料热值大 2．（24-25九上·河北唐山迁安·期末）关于热现象，下列说法正确的是（　　） A.燃料不完全燃烧时，热值变小 B.物体的温度不变，它的内能可能增加 C.刚刚烤好的羊肉串烫嘴是因为温度越高，含有的热量越多 D.夜晚的沙滩比海水更凉爽，是由于沙石的比热容比水的比热容大 二、填空题 3．（24-25九上·河北廊坊三河·期末）火箭用液态氢作为燃料，因为液态氢具有较高的 ；汽车用水作为冷却剂，是因为水的 较大。 4．（24-25九上·河北保定定州·期末）人们常用水给汽车发动机降温，这是因为水的比热容较 （选填“大”或“小”），在相同条件下水能带走较多的热量；“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发，使用潜力，同等条件下，“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 很大；1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量，且被水完全吸收，可将 kg的水从加热至。［水的比热容为］ 5．（24-25九上·河北邢台·期末）2023年5月10日，搭载天舟六号货运飞船的运载火箭成功发射。运载飞船的火箭一般要选用热值 （选填“大”或“小”）的燃料，高温燃气推动运载火箭升空时能量的转化与四冲程内燃机的 冲程相同。 6．（24-25九上·河北保定莲池区·期末）在标准大气压下，使用煤气灶将2kg的水从20℃加热到100℃，水吸收的热量是 J，若不计热量损失，此过程需要完全燃烧 g的煤气，未使用完的煤气的热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）[水的比热容，煤气的热值]。 三、实验题 7．（24-25九上·河北廊坊霸州·期末）如图所示，甲、乙、丙三套装置完全相同，燃料足够且质量相等，烧杯内液体的质量也相等。 （1）若比较a、b两种液体的比热容，应选择 两图进行实验，根据实验数据，画出a、b两种液体的温度随加热时间变化的图像，如图丁所示，若不计加热过程中的热量损失，则a、b两种液体的比热容之比 ； （2）若比较两种燃料的热值，应选择 两图进行实验，实验中通过 反映燃料热值的大小。 四、计算题 8．（24-25九上·河北保定竞秀区·期末）随着人们生活和消费水平的提高，垃圾数量不断增加，对环境保护造成了巨大压力，垃圾分类势在必行，而且合理利用还可以变废为宝。目前，生活垃圾加工成固体燃料的技术正在逐渐得到广泛应用。很多城市都已经开始采用这种技术，将生活垃圾加工成RDP燃料块，以供生产生活使用。若使用RDP燃料烧水，炉子的效率为30%，将100kg的水由20℃烧开（标准大气压下），已知RDP燃料的热值为4×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。求： （1）此过程中水吸收的热量。 （2）此过程中燃烧RDP燃料的质量。 地 考点03 热机效率 一、单选题 1．（24-25九上·河北保定清苑区·期末）如图是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的效率是（　　） A.25% B.35% C.60% D.40% 2．（24-25九上·河北唐山丰润区·期末）2024年10月30日4时27分，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射（如图）。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.火箭发动机工作过程中的热机效率是100% C.火箭的燃料选用液氢是因为液氢的比热容大 D.火箭发射升空的过程与热机做功冲程的能量转化相同 二、填空题 3．（24-25九上·河北廊坊安次区·期末）小明利用家中的燃气表和温度计测量燃气灶烧水的效率。将的水从加热到，消耗了天然气（假设天然气完全燃烧），已知水的比热容为，天然气的热值为，则此次燃气灶烧水的效率为 。 4．（24-25九上·河北廊坊霸州·期末）某款太阳能热水器平均每天接收的太阳能为，这些能量相当于完全燃烧 干木柴放出的热量；若这些热量可以使质量为的水温度升高，则该热水器的热效率为 %。[干木柴的热值，水的比热容] 三、计算题 5．（24-25九上·河北衡水第六中学·期末）一热水器使用天然气时，把100kg的水从14℃加热到54℃，天然气表的示数由1335.00m3变为1335.60m3[已知c水＝4.2×103J/（kg·℃），q天然气＝3.5×107J/m3]。求： （1）水吸收的热量。 （2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量。 （3）该热水器的效率。 6．（24-25九上·河北沧州献县五校联考·期末）某出租车以压缩天然气为燃料，在平直的高速公路上以30km/h的速度匀速行驶了0.5h，发动机的功率恒为25kW，消耗天然气的体积为4立方米，已知天然气的热值为4×107J/m3。求： （1）假设4立方米的天然气完全燃烧，放出的热量是多少？ （2）发动机的牵引力是多大？ （3）发动机的效率是多少？（结果精确到0.1%） 地 考点04 热量及其热机（加热）效率的综合计算 一、填空题 1．（24-25九上·河北石家庄井陉矿区·期末）如图所示是汽油机 冲程。若其效率为25%，则完全燃烧1kg汽油转化为机械能是 J（q汽油=4.6×107J/kg）。 2．（24-25九上·河北邯郸邯山区邯郸第二十七中学·期末）冬天使用的暖气设备往往都用水来作为传热物质，这主要是从水的 （填物理量名称）来考虑的。氢作为一种清洁能源，具有很好的应用前景，若100g氢气完全燃烧，放出的热量有60%被水吸收，水温升高了50℃，则水的质量为 kg。[，] 3．（24-25九上·河北唐山迁安·期末）某同学在烧杯中装入质量为、初温为的水，然后用酒精灯给水加热，一段时间后，水的温度升高到，则水的内能增加了 ，若此过程中酒精完全燃烧放出的热量有被水吸收，则需完全燃烧酒精 。（已知水的比热容、酒精的热值） 4．（24-25九上·河北石家庄藁城区·期末）某内燃机的能量流向是，汽缸散热损失25%，废气带走的能量是30%，摩擦等机械损耗15%，则它的效率是 。若消耗2kg的汽油，则它做的有用功是 （汽油热值4.6×107J/kg）。 5．（24-25九上·河北邢台·期末）某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内，汽油机完成了 个工作循环，若这台汽油机改用天然气做燃料，完全燃烧天然气释放的热量的50%被水吸收，可以将100kg的水由加热到 ℃。[，] 6．（24-25九上·河北唐山丰润区·期末）为全面推进“乡村振兴”工程，加快农业农村绿色发展，丰润区部分农村地区已经使用上了煤气烧水煮饭，将2kg的水由20℃加热至100℃，水吸收的热量是 J；若此过程的热效率为40%，则消耗煤气 。[水的密度为，水的比热容为，煤气热值为] 二、计算题 7．（24-25九上·河北廊坊香河县·期末）小涛在郊游时用丁烷气炉烧开水，将壶中的水从加热到，完全燃烧了的丁烷气体。已知丁烷气体的热值为，水的比热容是。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？ 8．（24-25九上·河北衡水阜城县·期末）实验时小丁用煤炉给l00kg的水加热，同时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2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤的热值约为3×107J/kg。求： （1）经过6min时间加热，水增加的内能； （2）该煤炉烧水时的效率。 9．（24-25九上·河北沧州青县·期末）一辆燃油汽车沿平直公路匀速行驶了100km，消耗汽油10kg，汽车在行驶过程中所受的牵引力恒为1380N。已知汽油的热值q汽油=4.6×107J/kg，求： （1）汽油完全燃烧放出的热量； （2）牵引力所做的功； （3）汽车发动机的效率。 10．（24-25九上·河北邢台威县名洲镇李寨中学·期末）一辆汽车在一段平直公路上匀速行驶，能量流向图如图所示，消耗汽油1.5×10﹣3m3（假设汽油完全燃烧）。若汽油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，汽油的热值为q＝4×107J/kg，求： （1）在这段时间内所消耗的汽油完全燃烧所产生的热量； （2）该汽车的热机效率； （3）汽车输出的有用功。 11．（24-25九上·学易金卷河北专业：·期末）氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪的理想能源。如图，这是我国自主研发的新能源公交车，使用液态氢为燃料，满载质量为。某次满载在5min内匀速直线行驶4.2km，消耗氢燃料0.2kg。公交车匀速直线行驶时所受阻力为总重的0.05倍。，求公交车在此行驶过程中： （1）完全燃烧0.2kg氢燃料放出的热量； （2）公交车受到的牵引力； （3）公交车发动机的热机效率。 12．（24-25九上·河北秦皇岛卢龙县·期末）油电混合动力汽车是新型节能汽车。这种汽车以高速匀速行驶时，内燃机启动，此时在向车轮输送能量的同时也给动力蓄电池组充电。已知某型号混合动力汽车所用的动力蓄电池可储存的最大电能是。若测试人员驾驶该车在平直公路上以80km/h的测试车速匀速行驶0.5h，内燃机消耗燃油2.5kg，蓄电池组的电能增加了最大电能的10%；从汽车的使用说明书知道，汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示。则： （1）该汽车测试行驶中牵引力做了多少功？ （2）该汽车测试行驶中若燃油完全燃烧可放出多少热量？ （3）该汽车内燃机的效率是多大？（燃油的热值为） 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 内能的利用 4大高频考点概览 考点01 热机原理及内燃机工作过程 考点02 热值及其计算 考点03热机效率 考点04热量及其热机（加热）效率的综合计算 地 考点01 热机原理及内燃机工作过程 一、单选题 1．（24-25九上·河北保定定州·期末）2024年5月，中国“嫦娥六号”任务搭载四个国际载荷成功发射升空。火箭发射时，燃料燃烧获得的能量使其加速升空，把内能转化为火箭的机械能，该过程的能量转化与汽油机的哪个冲程相同（　　） A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 【答案】C 【解析】汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能，为汽油机提供动力，与该过程的能量转化相同，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．（24-25九上·河北沧州·期末）下面关于“热机”的说法正确的是 A.汽油机比柴油机动力大 B.四冲程汽油机在做功冲程中，燃气的化学能转化为机械能 C.吸气冲程是利用机械能转化为内能的过程 D.城市里大量使用的热机是造成城市“热岛”的一个原因 【答案】D 【解析】A。 一般情况下，同排量的汽油和柴油发动机，柴油机的动力大，故A错； B． 四冲程汽油机在做功冲程中，高温高压的燃气对活塞做功，故将内能转化为机械能，故B错； C． 吸气冲程热机不做功，故C错； D． 锅炉、汽车等排放的废气中含有内能，所以城市里大量使用的热机是造成城市“热岛”的一个原因，故D正确。 故选D。 3．（24-25九上·河北石家庄42中·期末）图甲与图乙是四冲程汽油机一个工作循环中的两个冲程，下列判断正确的是（　　） A.甲图为做功冲程，其能量转化情况与图丙中压活塞引燃硝化棉过程相同 B.乙图为压缩冲程，其能量转化情况是机械能转化为内能 C.甲图为压缩冲程，其能量转化情况与图丁中向瓶内打气最终瓶塞弹起的过程相同 D.乙图为做功冲程，其能量转化情况是内能转化为机械能 【答案】B 【解析】 AC．甲图中进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，故甲图为做功冲程，将内能转化为机械能；图丙压活塞引燃硝化棉过程是将机械能转化为内能，图丁向瓶内打气最终瓶塞弹起的过程是内能转化为机械能，故AC错误； BD．乙图中进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，故乙图为压缩冲程，将机械能转化为内能，故B正确，D错误。 故选 B。 二、填空题 4．（24-25九上·河北邯郸永年区·期末）2024年9月25日，中国人民解放军向太平洋相关公海海域，成功发射1发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹（如图所示），准确落入预定海域。该洲际弹道导弹的发动机是 （选填“电动机”或“热机”），工作时将 能转化为内能再转化为 能。 【答案】 热机 化学 机械 【解析】[1]该洲际弹道导弹的发动机是通过燃烧燃料来进行发射的，因此所用的发动机是热机。 [2][3]热机工作时将燃料的化学能转化为内能，再通过做功的方式将内能转化为机械能使洲际弹道导弹升空。 5．（24-25九上·河北廊坊三河·期末）2024年4月17日神舟十七号载人飞船返回舱安全返航，着陆后返回舱表面有烧蚀痕迹，这是与大气层摩擦引起的。此过程的能量转化与汽油机的 冲程相同，与图 （选填“甲”或“乙”）的实验能量转化也相同。 【答案】 压缩 甲 【解析】[1][2]神舟十七号载人飞船返回舱与大气层摩擦时，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，使返回舱表面温度升高出现烧蚀痕迹。汽油机的压缩冲程中，活塞压缩气缸内的气体做功，也是将机械能转化为内能，所以此过程的能量转化与汽油机的压缩冲程相同。图甲中，压缩空气做功，将机械能转化为内能，与返回舱和大气层摩擦的能量转化相同。图乙中，试管内水蒸气膨胀对瓶塞做功，将内能转化为机械能，与返回舱和大气层摩擦的能量转化不相同。 6．（24-25九上·河北廊坊霸州·期末）如图所示，开香槟庆祝胜利时，先将瓶塞用力按住，然后使劲上下摇晃瓶子，使瓶内的二氧化碳迅速从液体中析出，瓶内气体体积增加，然后松开手，瓶塞就会被喷出，喷出过程中二氧化碳气体的内能 ，其能量转化方式与汽油机的 冲程相同。 【答案】 减小 做功 【解析】[1][2]做功可以改变物体的内能；对物体做功，物体内能会增加，物体对外做功，内能会减小；瓶塞被喷出的过程中，瓶内二氧化碳气体对瓶塞做功，二氧化碳气体的内能减小，将内能转化为机械能；在汽油机的做功冲程中，燃气对活塞做功，内能转化为机械能，与瓶塞被喷出时二氧化碳气体内能转化为机械能的能量转化方式相同。 7．（24-25九上·河北廊坊安次区·期末）如图是四冲程汽油机的某个冲程，由图可看出它正处于 冲程，该冲程将机械能转化为 能，若该汽油机飞轮的转速是60r/s，则汽油机每秒钟对外做功 次。 【答案】 压缩 内 30 【解析】[1]如图，进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，它正处于压缩冲程。 [2]此过程中活塞压缩汽缸内的气体，对气体做功，使气体内能增加，将机械能转化为内能。 [3]若该汽油机飞轮的转速是60r/s，飞轮转2圈做一次功，则汽油机每秒钟对外做功30次。 8．（24-25九上·河北廊坊香河县香河十一中、香河十中、香河九中、香河八中等·期末）如图所示，表示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，它们正确的排列顺序为 。 【答案】丙、丁、甲、乙 【解析】内燃机的四个冲程分别为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。吸气冲程进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽缸要吸入汽油和空气的混合气，如图丙所示；压缩冲程进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽油和空气的混合气使其压强增大，温度升高，如图丁所示；做功冲程进气门和排气门也都关闭，活塞向下运动，在压缩冲程末，火花塞点火引燃燃料，高温、高压的燃气推动活塞对外做功，通过连杆和曲轴带动飞轮和机械转动，如图甲所示；排气冲程进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。故正确的排列顺序为丙、丁、甲、乙。 地 考点02 热值及其计算 一、单选题 1．（24-25九上·河北石家庄行唐县·期末）下列关于比热容和热值的说法正确的是（　　） A.物体的质量越大，它的比热容越大 B.物质的比热容跟物体吸收或放出的热量有关 C.燃料的热值与燃料是否完全燃烧无关 D.燃烧时放出热量多的燃料热值大 【答案】C 【解析】AB．比热容是物质的一种特性；物质的比热容只跟物质的种类和状态有关，与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关，故AB错误； CD．热值是燃料本身的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧、放出热值多少均没关系，故C正确，D错误。 故选C。 2．（24-25九上·河北唐山迁安·期末）关于热现象，下列说法正确的是（　　） A.燃料不完全燃烧时，热值变小 B.物体的温度不变，它的内能可能增加 C.刚刚烤好的羊肉串烫嘴是因为温度越高，含有的热量越多 D.夜晚的沙滩比海水更凉爽，是由于沙石的比热容比水的比热容大 【答案】B 【解析】A。热值是燃料的特性，跟燃料是否完全燃烧无关，故A错误； B．晶体熔化时，物体不断吸热，其内能增大，但是温度保持不变，故B正确； C．热量是过程量，不能说含有或者具有热量，故C错误； D．夜晚的沙滩比海水更凉爽，是由于沙石的比热容比水的比热容小，相同情况下放出相同的热量，砂石温度降低的更多，故D错误。 故选B。 二、填空题 3．（24-25九上·河北廊坊三河·期末）火箭用液态氢作为燃料，因为液态氢具有较高的 ；汽车用水作为冷却剂，是因为水的 较大。 【答案】热值 比热容 【解析】[1]由于氢的热值较高，相同条件下，完全燃烧时能够放出的热量较多，所以火箭用液态氢作燃料。 [2]由于水的比热容较大，在升高相同的温度时，可以吸收较多的热量，所以汽车发动机常用水做冷却剂。 4．（24-25九上·河北保定定州·期末）人们常用水给汽车发动机降温，这是因为水的比热容较 （选填“大”或“小”），在相同条件下水能带走较多的热量；“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发，使用潜力，同等条件下，“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 很大；1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量，且被水完全吸收，可将 kg的水从加热至。［水的比热容为］ 【答案】 大 热值 2500 【解析】[1]因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以常用水给汽车发动机降温。 [2]同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，即质量相同，完全燃烧时“可燃冰”放出的热量多，说明“可燃冰”的热值很大。 [3]1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量完全被水吸收的热量，由Q吸=c水mΔt可得，水的质量 5．（24-25九上·河北邢台·期末）2023年5月10日，搭载天舟六号货运飞船的运载火箭成功发射。运载飞船的火箭一般要选用热值 （选填“大”或“小”）的燃料，高温燃气推动运载火箭升空时能量的转化与四冲程内燃机的 冲程相同。 【答案】 大 做功 【解析】[1]运载飞船的火箭一般要选用热值大的燃料，与质量相同的其它燃料相比，热值大的燃料完全燃烧放出的热量较多。 [2]内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能，高温燃气推动运载火箭升空时将内能转化为机械能，能量的转化与四冲程内燃机的做功冲程相同。 6．（24-25九上·河北保定莲池区·期末）在标准大气压下，使用煤气灶将2kg的水从20℃加热到100℃，水吸收的热量是 J，若不计热量损失，此过程需要完全燃烧 g的煤气，未使用完的煤气的热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）[水的比热容，煤气的热值]。 【答案】 16 不变 【解析】[1]水吸收的热量为 [2]若不计热量损失，此过程需要完全燃烧煤气的质量为 [3]热值是燃料的一种属性，与质量、体积、燃烧情况无关，所以未使用完的煤气的热值不变。 三、实验题 7．（24-25九上·河北廊坊霸州·期末）如图所示，甲、乙、丙三套装置完全相同，燃料足够且质量相等，烧杯内液体的质量也相等。 （1）若比较a、b两种液体的比热容，应选择 两图进行实验，根据实验数据，画出a、b两种液体的温度随加热时间变化的图像，如图丁所示，若不计加热过程中的热量损失，则a、b两种液体的比热容之比 ； （2）若比较两种燃料的热值，应选择 两图进行实验，实验中通过 反映燃料热值的大小。 【答案】（1） 甲、丙 2∶1 （2） 甲、乙 被加热的液体升高的温度 【解析】（1）[1] 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，让液体的质量相同，通过加热时间长短得出吸热多少，进而判断两种液体比热容的大小关系，应选择甲、丙两图进行实验。 [2]由图丁可知，相同质量的a、b液体，都加热5min（两液体吸收的热量相等）时，a温度变化量为 b温度变化量为 由可得 则a、b两种液体的比热容之比 （2）[1][2]为了比较不同燃料的热值，要用相同质量的不同燃料，加热质量相同的同种液体，应选择甲、乙两图进行实验；根据Q=cm∆t可知，被加热的液体吸收的热量越多，温度计上升的示数越高，说明燃料完全燃烧放出的热量越多，这种燃料热值越大，所以，燃料热值的大小是通过被加热的液体升高的温度（或温度计的示数变化）来反映的。 四、计算题 8．（24-25九上·河北保定竞秀区·期末）随着人们生活和消费水平的提高，垃圾数量不断增加，对环境保护造成了巨大压力，垃圾分类势在必行，而且合理利用还可以变废为宝。目前，生活垃圾加工成固体燃料的技术正在逐渐得到广泛应用。很多城市都已经开始采用这种技术，将生活垃圾加工成RDP燃料块，以供生产生活使用。若使用RDP燃料烧水，炉子的效率为30%，将100kg的水由20℃烧开（标准大气压下），已知RDP燃料的热值为4×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。求： （1）此过程中水吸收的热量。 （2）此过程中燃烧RDP燃料的质量。 【答案】（1） （2） 【解析】（1）水吸收的热量 （2）RDP燃料燃烧放出的热量 需要燃烧燃料的质量 地 考点03 热机效率 一、单选题 1．（24-25九上·河北保定清苑区·期末）如图是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的效率是（　　） A.25% B.35% C.60% D.40% 【答案】D 【解析】因热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，所以由内燃机的能量流向图可得，内燃机的热机效率为 故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 2．（24-25九上·河北唐山丰润区·期末）2024年10月30日4时27分，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射（如图）。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.火箭发动机工作过程中的热机效率是100% C.火箭的燃料选用液氢是因为液氢的比热容大 D.火箭发射升空的过程与热机做功冲程的能量转化相同 【答案】D 【解析】A。热值是燃料的属性，其大小与燃料是否燃烧充分无关，故A错误； B．额外功不可避免，所以火箭发动机工作过程中的热机效率小于100%，故B错误； C．火箭的燃料选用液氢是因为液氢的热值大，故C错误； D．火箭属于热机，火箭发动机工作时将内能转化为机械能，能量转化形式与汽油机的做功冲程相同，故D正确。 故选D。 二、填空题 3．（24-25九上·河北廊坊安次区·期末）小明利用家中的燃气表和温度计测量燃气灶烧水的效率。将的水从加热到，消耗了天然气（假设天然气完全燃烧），已知水的比热容为，天然气的热值为，则此次燃气灶烧水的效率为 。 【答案】 【解析】水吸收的热量为 天然气放出的热量为 燃气灶烧水的效率为 4．（24-25九上·河北廊坊霸州·期末）某款太阳能热水器平均每天接收的太阳能为，这些能量相当于完全燃烧 干木柴放出的热量；若这些热量可以使质量为的水温度升高，则该热水器的热效率为 %。[干木柴的热值，水的比热容] 【答案】 0.07 25 【解析】[1]由题意知，干木柴完全燃烧放出的热量与每天接收的太阳能相等。即Q放​=Q太阳能​=8.4×105J 燃烧干木柴的质量 [2]水吸收的热量Q吸​=cm水​Δt=4.2×103J/（kg⋅℃）×10kg×5℃=2.1×105J 该热水器的热效率 三、计算题 5．（24-25九上·河北衡水第六中学·期末）一热水器使用天然气时，把100kg的水从14℃加热到54℃，天然气表的示数由1335.00m3变为1335.60m3[已知c水＝4.2×103J/（kg·℃），q天然气＝3.5×107J/m3]。求： （1）水吸收的热量。 （2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量。 （3）该热水器的效率。 【答案】（1）1.68×107J；（2）2.1×107J；（3）80% 【解析】解：（1）水吸收的热量为Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg·℃）×100kg×（54℃-14℃）＝1.68×107J （2）消耗天然气的体积为V＝1335.60m3﹣1335.00m3＝0.6m3 天然气完全燃烧放出的热量为Q放＝Vq天然气＝0.6m3×3.5×107J/m3＝2.1×107J （3）热水器的效率 答：（1）水吸收的热量为1.68×107J； （2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量为2.1×107J； （3）该热水器的效率为80%。 6．（24-25九上·河北沧州献县五校联考·期末）某出租车以压缩天然气为燃料，在平直的高速公路上以30km/h的速度匀速行驶了0.5h，发动机的功率恒为25kW，消耗天然气的体积为4立方米，已知天然气的热值为4×107J/m3。求： （1）假设4立方米的天然气完全燃烧，放出的热量是多少？ （2）发动机的牵引力是多大？ （3）发动机的效率是多少？（结果精确到0.1%） 【答案】（1）1.6×108J；（2）3000N；（3）28.1% 【解析】解：（1）天然气完全燃烧放出的热量Q放=Vq=4m3×4×107J/m3=1.6×108J （2）汽车的速度为 发动机的牵引力是 （3）所做有用功为W=Pt=25×103W×0.5×3600s=4.5×107J 发动机的效率 答：（1）4立方米的天然气完全燃烧，放出的热量是1.6×108J； （2）发动机的牵引力是3000N； （3）发动机的效率是28.1%。 地 考点04 热量及其热机（加热）效率的综合计算 一、填空题 1．（24-25九上·河北石家庄井陉矿区·期末）如图所示是汽油机 冲程。若其效率为25%，则完全燃烧1kg汽油转化为机械能是 J（q汽油=4.6×107J/kg）。 【答案】 排气 1.15×107 【解析】[1]由图可知，汽油机的进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，说明是汽油机的排气冲程。 [2]完全燃烧汽油放出的热量 已知效率，由热机效率公式，则消耗汽油转化的机械能 2．（24-25九上·河北邯郸邯山区邯郸第二十七中学·期末）冬天使用的暖气设备往往都用水来作为传热物质，这主要是从水的 （填物理量名称）来考虑的。氢作为一种清洁能源，具有很好的应用前景，若100g氢气完全燃烧，放出的热量有60%被水吸收，水温升高了50℃，则水的质量为 kg。[，] 【答案】 比热容 40 【解析】[1]因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，取暖效果好，所以冬天使用的暖气设备往往都用水来作为传热物质。 [2]100g氢气完全燃烧释放出的热量 水吸收的热量 由Q吸=cmΔt得水的质量为 3．（24-25九上·河北唐山迁安·期末）某同学在烧杯中装入质量为、初温为的水，然后用酒精灯给水加热，一段时间后，水的温度升高到，则水的内能增加了 ，若此过程中酒精完全燃烧放出的热量有被水吸收，则需完全燃烧酒精 。（已知水的比热容、酒精的热值） 【答案】 2.1×105 0.01 【解析】[1]水的内能增加量等于水吸收的热量为 [2]酒精完全燃烧放出的热量为 则需完全燃烧酒精的质量为 4．（24-25九上·河北石家庄藁城区·期末）某内燃机的能量流向是，汽缸散热损失25%，废气带走的能量是30%，摩擦等机械损耗15%，则它的效率是 。若消耗2kg的汽油，则它做的有用功是 （汽油热值4.6×107J/kg）。 【答案】 30% 2.76×107J 【解析】[1]内燃机的效率是 [2]汽油完全燃烧放出的热量为 它做的有用功是 5．（24-25九上·河北邢台·期末）某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内，汽油机完成了 个工作循环，若这台汽油机改用天然气做燃料，完全燃烧天然气释放的热量的50%被水吸收，可以将100kg的水由加热到 ℃。[，] 【答案】 20 25 【解析】[1]某台汽油机飞轮的转速为2400r/min=40r/s，即1秒转40转，一个工作循环转2转，40转完成了20个工作循环。 [2]完全燃烧0.1m3天然气释放的热量为Q放=Vq天然气=0.1m3×4.2×107J/m3=4.2×106J 若这些热量的50%被水吸收，则水吸收的热量为Q吸=Q放η=4.2×106J×50%=2.1×106J 水的温度变化量为 水的末温为t=Δt+t0=5℃+20℃=25℃ 6．（24-25九上·河北唐山丰润区·期末）为全面推进“乡村振兴”工程，加快农业农村绿色发展，丰润区部分农村地区已经使用上了煤气烧水煮饭，将2kg的水由20℃加热至100℃，水吸收的热量是 J；若此过程的热效率为40%，则消耗煤气 。[水的密度为，水的比热容为，煤气热值为] 【答案】 6.72×105 0.042 【解析】[1]将2kg的水由20℃加热至100℃，水吸收的热量是 [2]若此过程的热效率为40%，则燃烧燃料放出的热量为 则消耗煤气的体积为 二、计算题 7．（24-25九上·河北廊坊香河县·期末）小涛在郊游时用丁烷气炉烧开水，将壶中的水从加热到，完全燃烧了的丁烷气体。已知丁烷气体的热值为，水的比热容是。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？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】（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 8．（24-25九上·河北衡水阜城县·期末）实验时小丁用煤炉给l00kg的水加热，同时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2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤的热值约为3×107J/kg。求： （1）经过6min时间加热，水增加的内能； （2）该煤炉烧水时的效率。 【答案】（1）2.52×107J （2）42% 【解析】（1）由图像知道，水升高的温度 由知道，水增加的内能 （2）煤完全燃烧产生的热量 该煤炉烧水时的效率 9．（24-25九上·河北沧州青县·期末）一辆燃油汽车沿平直公路匀速行驶了100km，消耗汽油10kg，汽车在行驶过程中所受的牵引力恒为1380N。已知汽油的热值q汽油=4.6×107J/kg，求： （1）汽油完全燃烧放出的热量； （2）牵引力所做的功； （3）汽车发动机的效率。 【答案】（1）4.6×108J （2）1.38×108J （3）30% 【解析】（1）消耗汽油10kg，汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq汽油=10kg×4.6×107J/kg=4.6×108J （2）汽车沿平直公路匀速行驶了100km，汽车在行驶过程中所受的牵引力恒为1380N，则牵引力做的功W=Fs=1380N×100×103m=1.38×108J （3）汽车发动机的效率 10．（24-25九上·河北邢台威县名洲镇李寨中学·期末）一辆汽车在一段平直公路上匀速行驶，能量流向图如图所示，消耗汽油1.5×10﹣3m3（假设汽油完全燃烧）。若汽油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，汽油的热值为q＝4×107J/kg，求： （1）在这段时间内所消耗的汽油完全燃烧所产生的热量； （2）该汽车的热机效率； （3）汽车输出的有用功。 【答案】（1）4.8×107J（2）30%（3）1.44×107J 【分析】（1）知道汽油的体积和密度，根据m=ρV求出汽油的质量，又知道汽油的热值，根据Q放=mq求出在这段时间内所消耗的汽油完全燃烧所产生的热量； （2）热机水的有用功和燃料完全燃烧放出的热量之比即为该汽车的热机效率； （3）根据η=×100%求出汽车输出的有用功。 【解析】（1）由ρ=可得，消耗汽油的质量： m=ρV=0.8×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.2kg，汽油完全燃烧放出的热量： Q放=mq=1.2kg×4×107J/kg=4.8×107J； （2）该汽车的热机效率：η=100%33%30%7%=30%； （3）由η=×100%可得，汽车输出的有用功： W有用=ηQ放=30%×4.8×107J=1.44×107J。 11．（24-25九上·学易金卷河北专业：·期末）氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪的理想能源。如图，这是我国自主研发的新能源公交车，使用液态氢为燃料，满载质量为。某次满载在5min内匀速直线行驶4.2km，消耗氢燃料0.2kg。公交车匀速直线行驶时所受阻力为总重的0.05倍。，求公交车在此行驶过程中： （1）完全燃烧0.2kg氢燃料放出的热量； （2）公交车受到的牵引力； （3）公交车发动机的热机效率。 【答案】（1）2.8×107J （2）2×103N （3）30% 【解析】（1）由Q=mq可得，的氢燃料完全燃烧放出的热量为 （2）由G=mg可得，公交车的受到的重力为 由题意知，公交车所受的阻力为 公交车匀速直线行驶时，牵引力与阻力是一对平衡力，则其受到的牵引力为 （3）公交车满载后在5min内匀速直线行驶4.2km，该过程中牵引力所做的功为 公交车发动机的热机效率 12．（24-25九上·河北秦皇岛卢龙县·期末）油电混合动力汽车是新型节能汽车。这种汽车以高速匀速行驶时，内燃机启动，此时在向车轮输送能量的同时也给动力蓄电池组充电。已知某型号混合动力汽车所用的动力蓄电池可储存的最大电能是。若测试人员驾驶该车在平直公路上以80km/h的测试车速匀速行驶0.5h，内燃机消耗燃油2.5kg，蓄电池组的电能增加了最大电能的10%；从汽车的使用说明书知道，汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示。则： （1）该汽车测试行驶中牵引力做了多少功？ （2）该汽车测试行驶中若燃油完全燃烧可放出多少热量？ （3）该汽车内燃机的效率是多大？（燃油的热值为） 【答案】（1）3.6×107J；（2）1.15×108J；（3）40% 【解析】解：（1）由图像可知，汽车以80km/h做匀速直线运动时受到的阻力为900N，因为汽车匀速直线运动时，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以汽车受到的牵引力F=f=900N 汽车行驶的距离为s=vt=80km/h×0.5h=40km=40000m 该汽车测试行驶中牵引力做的功为W=Fs=900N×40000m=3.6×107J （2）燃油放出的热量为Q放=qm=4.6×107J/kg×2.5kg=1.15×108J （3）蓄电池增加的电能为W1=ηW2=1.0×108J×10%=1.0×107J 有效利用的能量为W有用=W+W1=3.6×107J+1.0×107J=4.6×107J 内燃机的效率为 答：（1）该汽车测试行驶中牵引力做了3.6×107J功； （2）该汽车测试行驶中若燃油完全燃烧可放出1.15×108J热量； （3）该汽车内燃机的效率是40%。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $