专题训练08 热值和热机效率概念及相关计算 期末重难点复习 ----2025-2026学年人教版物理九年级上学期
2025-11-29
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第1节 能量的转化与守恒,第3节 热机的效率 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.41 MB |
| 发布时间 | 2025-11-29 |
| 更新时间 | 2025-12-02 |
| 作者 | 物理核心素养知识学堂 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-11-29 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55183098.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2025-2026上学期人教版物理九年级全册期末复习重难点专题训练
专题训练08 热值和热机效率概念及相关计算
1. 关于燃料及其热值,下列说法中正确的是( )
A. 没有燃烧的燃料,热值等于零
B. 燃料完全燃烧时,它的热值最大
C. 燃料的热值与质量和燃烧状态无关
D. 燃料燃烧时温度越高,放出的热量越多
【答案】C
【解析】ABC.热值是燃料自身的一种属性,大小与燃料的质量、温度、燃烧情况无关,故AB错误,C正确;
D.根据公式Q=mq可知,燃料燃烧放出的热量多少与燃料的热值、燃料的质量有关,与燃烧时的温度无关,故D错误。故选C。
2. 关于热值、比热容和机械效率,下列说法正确的是( )
A. 燃料燃烧越充分,热值就越大
B. 比热容大的物质吸热或放热的本领强
C. 做功越多的机械,机械效率一定越高
D. 使用机械可以避免额外功,所以机械效率可以达到100%
【答案】B
【解析】A.热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的燃烧情况无关,故A错误;
B.比热容是物质本身的一种特性,比热容大的物质吸热或放热的本领强,在质量和吸收热量都相同的情况下,温度升高慢,故B正确;
C.有用功与总功的比值叫机械效率,做功多,但有用功和总功不确定,机械效率不能确定,故C错误;
D.使用机械做功时,有用功是必须做的,但是额外功也是不得不做的,有用功小于总功,所以机械效率不可能达到100%,故D错误。故选B。
3.《随园食单》是清代美食家袁枚创作的饮食文化著作,书中记载了古人炒制月饼馅料的场景如图,下列过程与物理知识对应错误的是( )
A.馅料刚出锅“热”得烫嘴,是因温度很高
B.木棍将灶膛里的柴挑起,可让其燃烧的更充分,可以提高木柴的热值
C.馅料快炒好时,香味更浓郁,是由于馅料的分子热运动变得更剧烈
D.炒制馅料过程中,主要是通过热传递在改变馅料的内能
【答案】B
【解析】A.馅料刚出锅 “热” 得烫嘴,热表示温度高,温度高的物体接触嘴时,会向嘴传递热量,所以感觉烫嘴,故A正确,不符合题意;
B.木棍将灶膛里的柴挑起,可让其燃烧的更充分,但是木柴的热值是木柴本身的一种特性,与燃烧是否充分无关,热值不变,故B错误,符合题意;
C.馅料快炒好时,温度升高,香味更浓郁,是由于馅料的分子热运动变得更剧烈,分子扩散加快,故C正确,不符合题意;
D.炒制馅料过程中,馅料吸收热量,温度升高,内能增加,主要是通过热传递在改变馅料的内能,故D正确,不符合题意。故选B。
4.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,未来可观。下列有关说法错误的是( )
A.零碳内燃机比普通内燃机更环保
B.汽车尾气中的“汽油味”越浓,说明燃料燃烧得越不充分,会降低燃料的热值
C.冬天汽车利用尾气中的余热给车内供暖,提高了燃料的利用率
D.由图可知该汽油机的效率是28%
【答案】B
【解答】A、内燃机在排气冲程排除的废气有未燃烧的燃料和产生的二氧化硫等污染物,而零碳内燃机几乎没有污染物,因此零碳内燃机比普通内燃机更环保,故A正确;B、热值是燃料本身的一种特性,只与燃料本身决定,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B错误;C、冬天利用尾气中的余热给车内供暖,该举措可以提高能量的利用效率,故C正确;D、热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值,由图可知,输出有用机械能所占比例为:100%﹣36%﹣30%﹣6%=28%,即该汽油机的效率为28%,故D正确。
5.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量相同,烧杯内的液体质量也相同。下列说法正确的是( )
A.比较不同液体吸热升温现象,可以选择甲丙两图
B.比较不同液体吸热升温现象,可以选择乙丙两图
C.比较不同燃料燃烧放出热量,可以选择乙丙两图
D.比较不同燃料燃烧放出热量,可以选择甲丙两图
【答案】A
【解析】AB.比较两种液体的比热容,必须控制燃料的种类相同,改变液体的种类,控制液体的质量相同,根据温度计的示数高低得出吸热多少,从而判断两种比热容的大小关系,应选择甲、丙两图进行实验,故A正确,B错误;
CD.比较不同燃料热值大小要控制加热的液体种类、液体质量,改变燃料的种类,根据温度计的示数高低得出吸热多少,从而判断热值大小,因此选择甲、乙两图进行实验;故CD错误。故选A。
6.关于燃料及其热值,下列说法中正确的是( )
A.没有燃烧的燃料,其热值等于零
B.燃料的热值与其质量和燃烧状态无关
C.燃料完全燃烧时,它的热值最大
D.燃料燃烧时温度越高,放出的热量越多
【答案】B
【解析】ABC.1kg某种燃料完全燃烧放出的能量,叫做这种燃料的热值,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、燃烧程度等均无关,故AC错误,B正确;
D.由Q=mq可知,燃料燃烧放出的热量与热值和质量有关,与温度无关,故D错误。故选B。
7.关于热机的效率,下列说法中正确的是( )
A.热机做的有用功越多,效率一定越高
B.热机消耗的燃料越少,效率一定越高
C.热机做一定的有用功,消耗的燃料越少,效率一定越高
D.热机做功越快,效率一定越高
【答案】C
【解析】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;当热机做一定的有用功时,消耗的燃料越少,效率一定越高;当热机消耗的燃料一定,做的有用功越多,效率就一定越高;热机做功越快,表示热机的功率越大,与效率无关,故C正确,ABD错误。故选C。
8. 关于热机效率下列说法中,正确的是( )
A.通过科技创新,采用先进热机的制造工艺,热机效率可以达到100%
B.若汽油机甲的热机效率高于汽油机乙的热机效率,则甲消耗的汽油比乙消耗少
C.柴油机的热机效率比汽油机的高,这是因为柴油的热值比汽油的大
D.保持汽油机转动部分良好的润滑可以提高汽油机的热机效率
【答案】D
【解析】热机效率是指热机有效利用的能量(有用功)与燃料完全燃烧放出的能量的比值。
A.热机在工作的过程中,始终会有能量的散失,故热机的效率不可能达到100%,故A错误;
B.甲汽油机比乙汽油机的效率高,在做相同有用功的情况下,甲消耗的燃料才少,故B错误;
C.柴油机的效率比汽油机的效率高,是因为柴油机在吸气冲程中吸入的是空气,在压缩冲程中压缩程度大,做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值大,与热值大小无关,故C错误;
D.保证转动部分良好的润滑,减小机械摩擦,可以减小额外功,从而提高热机的效率,故D正确。故选D。
9.甲、乙两台汽油机使用相同的汽油,若在同一时间内,甲、乙两汽油机做的有用功之比为3∶2,甲的效率是25%,乙的效率是20%,则在同样的时间内,甲、乙两汽油机消耗汽油的质量之比为( )
A.2∶5 B.5∶2 C.5∶6 D.6∶5
【答案】D
【解析】由热机效率公式可得
由于两台汽油机使用相同的汽油,且汽油的热值相同,设为q,由得甲、乙两台汽油机在t时间内消耗的汽油质量之比为
故选D。
10.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
【答案】D
【解析】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。
11.探究小组用如图甲所示数字化实验设备探究水和食用油的吸热本领,装置中的两个试管分别装有100g水和100g食用油。根据实验数据绘制温度随加热时间变化的图像,如图乙。则不正确的是( )
A.A是水
B.比热容
C.B的比热容
D.加热3min,A吸收热量
【答案】B
【解析】A.由实验数据可知,A、B两种物质在相同时间内吸收相同的热量,但温度变化不同。A的温度变化较慢,说明其吸热能力较强;B的温度变化较快,说明其吸热能力较弱。水的比热容较大,吸热能力较强,在相同加热条件下温度升高较慢,因此A是水,故A正确,不符合题意;
BC.根据比热容公式 Q=cmΔt,在质量相同、吸收热量相同的条件下,由可知,比热容与温度变化成反比。A(水)6min从20℃升高到40℃,B(食用油)6min从20℃升高到60℃,说明B的温度变化是A的2倍,因此A与B的比热容关系应为2∶1(B的比热容为A的一半,为
故B错误,符合题意,C正确,不符合题意;
D. 加热3min时,A的温度从20℃升高到30℃(因A每3min升高10℃),吸收的热量为,
故D正确,不符合题意。
故选B。
12.小明利用图-1的装置研究某燃料热值,他取少量燃料置于燃烧皿中,点燃后对100g的热水加热4min,然后立即将其熄灭,测得消耗燃料4.2g,并根据实验数据绘制了水温随时间变化的图像如图-2中a线所示。已知此过程中燃料均匀燃烧放热,所放出热量只有60%被水吸收。实验装置和热损失比例均不变,利用该燃料加热另一杯水绘出了如图-2中b线所示图像。水的比热容为,整个过程中忽略水的质量变化,下列说法中正确的是( )
A.通过图线a计算得知4min水吸收到的热量为2520J
B.通过计算得出该燃料的热值为
C.这种方法计算出的热值比实际的热值偏大
D.b线代表的水的质量小于a线代表的水的质量
【答案】B
【解析】A.通过图线a可知,水在加热2min后沸腾,可知加热2min,水吸收到的热量是
则4min水吸收到的热量为
故A错误;
B.消耗燃料4.2g放出的热量为
该燃料的热值为
故B正确;
C.因为燃料燃烧时,有热损失,水吸收的热量小于燃料燃烧放出的热量,所以计算出的燃料的热值比实际的热值偏小,故C错误;
D.由图可知,0-2min内,相同时间,两杯水吸收的热量相同,温度变化相同,根据可知,两杯水的质量相等,故D错误。故选B。
13. 某燃气热水器将20L的水从20℃加热到70℃,完全燃烧了0.21m3的煤气,水吸收的热量是______J,该燃气热水器烧水的效率是______。[已知水的比热容为,水的密度为,煤气的热值为]
【答案】 50%
【解析】水的质量为
水吸收的热量是
煤气完全燃烧放出的热量为
该燃气热水器烧水的效率是
14. 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_____kg的煤气,这是通过______的方式增加了水的内能。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】 热传递 不变
【解析】由题意知,根据得,将2kg水从20℃加热到100℃,水吸收的热量为
由题意可知,若不计热量损失,则
由可得,需要完全燃烧的煤气质量为
水变热,水吸收热量、内能增大,是通过热传递改变物体的内能。
燃料的热值是燃料自身的一种性质,与它是否完全燃烧没有关系,若煤气燃烧不充分,其热值不变。
15. 用酒精灯给烧杯里的水加热,把0.2kg的水从40℃加热到90℃,燃烧消耗了7g的酒精。已知酒精的热值为3.0×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。试求:
(1)此过程中水吸收的热量是多少?
(2)完全燃烧7g酒精释放的热量是多少?
(3)酒精灯加热这些水的效率是多少?
【答案】(1)4.2×104J;(2)2.1×105J;(3)20%
【解析】(1)此过程中水吸收的热量是
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(90℃-40℃)=4.2×104J
(2)完全燃烧7g酒精释放的热量是
Q放=mq=7×10-3kg×3×107J/kg=2.1×105J
(3)酒精灯加热这些水的效率是
答:(1)此过程中水吸收的热量是4.2×104J;
(2)完全燃烧7g酒精释放的热量是2.1×105J;
(3)酒精灯加热这些水的效率是20%。
16. 太阳能是取之不尽,用之不竭的清洁能源,现在已经被广泛的开发和利用。如图是小雨家最近安装的壁挂式太阳能热水器,假设太阳能面板受到阳光照射时,平均每小时吸收的太阳能,若热水器吸收8h的太阳能,可以使质量为50kg的水温度升高50℃,。求:
(1)水吸收的热量;
(2)该太阳能热水器加热效率。
【答案】(1) (2)37.5%
【解析】(1)水吸收的热量为
(2)热水器吸收的太阳能为
热水器的效率为
17.陕西临潼温泉(如图)享誉天下.若温泉池内有的水,初始水温为,一段时间后水温降至,已知,。求:
(1)水放出的热量是多少?
(2)若放出相同的热量,需要完全燃烧天然气的体积是多少?
【答案】(1) (2)
【解析】(1)这段时间水放出的热量
(2)由得,放出这些热量需要完全燃烧天然气的体积为
18.如图所示,网红“木桶鱼”是在木桶里放入高温的鹅卵石,再加入质量为2kg、初温为60℃的鱼汤,鹅卵石放热能使鱼汤沸腾[在一标准大气压下,鱼汤的比热容和沸点视为和水相同c汤=4.2×10³J/(kg·℃)]。气压看作标准大气压。求:
(1)鱼汤所吸收的热量为多少;
(2)若天然气完全燃烧放出的热量被鹅卵石全部吸收,而鹅卵石放出热量的80%被鱼汤吸收。求此过程需要燃烧多少m³天然气?(q天然气=3.5×104J/m³)
【答案】(1)3.36×105J;(2)0.012m3
【解析】(1)鱼汤所吸收的热量为
(2)天然气完全燃烧放出的热量
此过程需要燃烧天然气的体积为
答:(1)鱼汤所吸收的热量为;
(2)此过程需要燃烧0.012m³天然气。
19. 用天然气灶烧水时,把质量为、初温为的水,加热到,此过程中天然气完全燃烧放出的热量为。已知水的比热容为。求:
(1)水吸收的热量是多少J?
(2)天然气灶烧水时的热效率是多少?
【答案】(1);(2)20%
【解析】(1)水吸收的热量是
(2)天然气灶烧水时的热效率是
20. 英雄攀枝花,阳光康养地。攀枝花日照丰富,为了节约能源,攀枝花很多屋顶都安装了太阳能热水器。已知太阳能热水器储水箱内盛有100kg的水,在阳光照射下,水的温度升高了26℃,已知c水=4.2×103J/(kg•℃)。求:
(1)水吸收的热量;
(2)这些热量相当于完全燃烧多少煤气放出的热量。(q煤气=3.9×107J/m3)
【答案】(1)水吸收的热量为1.092×107J;
(2)这些热量相当于完全燃烧0.28kg煤气放出的热量。
【解析】(1)知道水的质量、温度升高值,根据吸热公式计算水吸收的热量;
(2)由题知,完全燃烧煤气放出的热量等于水吸收的热量,利用Q放=mq计算需要完全燃烧多少煤气。
解(1)水吸收的热量:
Q吸=c水m1△t=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×26℃=1.092×107J;
(2)设完全燃烧煤气的质量为m2,
因为Q放=Q吸=m2q煤气,
所以完全燃烧煤气的体积:
V===0.28m3。
21. 如图为某种固体酒精炉,固体酒精炉比液体酒精炉使用时更安全。为了测定该固体酒精炉的热效率,在炉中放入40g的固体酒精,当固体酒精燃烧完后,锅中1kg的水温度从20℃升高到了70℃。已知固体酒精的热值为1.5×107J/kg,水的比热容是4.2×103J/(kg•℃)。
(1)水吸收的热量是多少?
(2)测得固体酒精炉的热效率是多少?
(3)请写出固体酒精炉热效率不高的一个原因。
【答案】(1)2.1×105J;(2)35%。(3)固体酒精炉热效率不高原因是固体酒精不能完全燃烧,而且加热过程中有热量的损失,使得固体酒精炉热效率不高。
【解答】(1)水吸收的热量为
Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(70℃﹣20℃)=2.1×105J;
(2)固体酒精完全燃烧放出的热量:Q放=m酒精q酒精=40×10﹣3kg×1.5×107J/kg=6×105J;
固体酒精炉的热效率:η100%100%=35%。
(3)固体酒精不能完全燃烧,而且加热过程中有热量的损失,使得固体酒精炉热效率不高。
【点评】本题考查热量的计算、吸热公式、燃料完全燃烧放热公式以及效率公式的应用,是一道热学综合题。
22. 小华家使用的是天然气热水器,他尝试估测该热水器的效率,以核对铭牌上的数值是否准确。当只有该热水器使用天然气时。把50kg的水从20℃加热到54℃,天然气表的示数由1365.05m3变为1365.17m3,已知水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值q=7.0×107J/m3。求:
(1)水吸收的热量;
(2)消耗的天然气完全燃烧故出的热量;
(3)该热水器的效率。
【答案】(1)7.14×106J;(2)8.4×106J;(3)85%
【解析】(1)水吸收的热量
(2)消耗的天然气体积V=1365.17m3-1365.05m3=0.12m3
消耗的天然气完全燃烧放出的热量
(3)该热水器的效率
23.正午,小明对水面获取太阳的能量情况进行研究,他将装有400g水的盘子放在室外平台上,经阳光照射10min,水温升高了2.5℃,不计水的蒸发(水的比热容是4.2×103J/(kg﹒℃))。
(1)该过程水吸收的热量是多少?
(2)若照射到盘中水面上太阳能的功率为25W,水获取太阳能的效率是多大?
【答案】(1)4.2×103J;(2)28%
【解析】(1)由Q=cmΔt可得,该过程水吸收的热量为
(2)由W=Pt可得,照射到水面上的太阳能为
故水获取太阳能的效率为
24. 太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一,如今太阳能热水器已走进千家万户。如图所示,某家庭太阳能热水器阳光照射时,平均每小时吸收的太阳能,若热水器吸收8h的太阳能,可以使质量为100kg的水温度升高50oC。已知水的比热容,天然气的热值。求:
(1)水吸收的热量;
(2)该太阳能热水器的效率;
(3)若这些水吸收的热量由天然气来提供,假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收,则需要多少m3的天然气。
【答案】(1);(2)37.5%;(3)0.6m3
【解析】(1)水吸收的热量为
(2)太阳能热水器在8h内吸收的热量为
所以,太阳能热水器的效率为
(3)若这些热量由天然气提供
则所需天然气的体积
答:(1)水吸收的热量为。
(2)该太阳能热水器的效率为37.5%;
(3)若这些水吸收的热量由天然气来提供,假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收,则需要多少0.6m3的天然气。
25. 小华家使用的是天然气热水器,他尝试估测该热水器的效率,以核对铭牌上的数值是否准确。当只有该热水器使用天然气时。把50kg的水从20℃加热到54℃,天然气表的示数由1365.05m3变为1365.17m3,已知水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值q=7.0×107J/m3。求:
(1)水吸收的热量;
(2)消耗的天然气完全燃烧故出的热量;
(3)该热水器的效率。
【答案】(1)7.14×106J;(2)8.4×106J;(3)85%
【解析】(1)水吸收的热量
(2)消耗的天然气体积V=1365.17m3-1365.05m3=0.12m3
消耗的天然气完全燃烧放出的热量
(3)该热水器的效率
26. 如图,小明的新家使用即热式天然气热水器供家里洗刷用水,他想估测家中热水器的加热效率。打开热水器,用温度计测得热水器进水管的水温为,出水管的水温为,放出的热水后,从燃气表中看到天然气表示数由变为。[,]求:
(1)此过程中天然气完全燃烧放出的热量;
(2)的水吸收的热量;
(3)热水器的加热效率。
【答案】(1)2.1×107J (2)8.4×106J (3)40%
【解析】(1)从燃气表中看到天然气表示数由2365.19m3变为2365.69m3,表示燃烧掉的天然气的体积为
V=32365.69m3-2365.19m3=0.5m3
0.5m3的天然气完全燃烧放出的热量
Q放=Vq=0.5m3×4.2×107J/m3=2.1×107J
(2)水吸收的热量为
(3)热水器实际效率为
答:(1)天然气完全燃烧放出的热量为2.1×107J;
(2)水吸收的热量为8.4×106J;
(3)热水器的加热效率为40%。
27.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?
【答案】(1)6.72×105J (2)1.5×106J (3)44.8%
【解析】(1)水吸收的热量
(2)烷气体完全燃烧放出的热量
(3)丁烷气炉烧水的效率
28.小明同学从说明书中了解到她家汽车内燃机的能量流向如图所示。某段时间内,汽车消耗了70g汽油。(汽油的热值q=4.6×107J/kg水的比热容)求:
(1)求70g汽油完全燃烧放出的热量;
(2)内燃机的工作效率;
(3)使用时需不断地对气缸周围进行水冷却,如果流入气缸周围的冷却水温度是60℃,从气缸周围流出的冷却水温度达到83℃,则这段时间内流过气缸周围冷却水的质量是多少千克?
【答案】(1)3.22×106J;(2)30%;(3)10kg
【解析】(1)70g汽油完全燃烧放出的热量
(2)内燃机的工作效率
(3)水的质量
答:(1)70g汽油完全燃烧放出的热量为3.22×106J;
(2)内燃机的工作效率为30%;
(3)水的质量为10kg。
29.如图所示,某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知密闭锅内水的质量为5kg,水的初温为25℃,当水刚好烧开时,共消耗了0.05m3的天然气,该燃气灶烧水的热效率为84%。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为4.0×107J/m3]求:
(1)0.05m3的天然气完全燃烧所放出的热量;
(2)以上过程中,水吸收的热量;
(3)密闭的锅内水烧开时的温度。
【答案】(1)2×106J;(2)1.68×106J;(3)105℃
【解析】(1)0.05m3的天然气完全燃烧放出的热量
(2)水吸收的热量
(3)根据Q吸=cm(t﹣t0)可知,密闭的锅内水烧开时的温度为
答:(1)0.05m3的天然气完全燃烧所放出的热量为2×106J;
(2)以上过程中,水吸收的热量为1.68×106J;
(3)密闭的锅内水烧开时的温度为105℃。
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2025-2026上学期人教版物理九年级全册期末复习重难点专题训练
专题训练08 热值和热机效率概念及相关计算
1. 关于燃料及其热值,下列说法中正确的是( )
A. 没有燃烧的燃料,热值等于零
B. 燃料完全燃烧时,它的热值最大
C. 燃料的热值与质量和燃烧状态无关
D. 燃料燃烧时温度越高,放出的热量越多
2. 关于热值、比热容和机械效率,下列说法正确的是( )
A. 燃料燃烧越充分,热值就越大
B. 比热容大的物质吸热或放热的本领强
C. 做功越多的机械,机械效率一定越高
D. 使用机械可以避免额外功,所以机械效率可以达到100%
3.《随园食单》是清代美食家袁枚创作的饮食文化著作,书中记载了古人炒制月饼馅料的场景如图,下列过程与物理知识对应错误的是( )
A.馅料刚出锅“热”得烫嘴,是因温度很高
B.木棍将灶膛里的柴挑起,可让其燃烧的更充分,可以提高木柴的热值
C.馅料快炒好时,香味更浓郁,是由于馅料的分子热运动变得更剧烈
D.炒制馅料过程中,主要是通过热传递在改变馅料的内能
4.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,未来可观。下列有关说法错误的是( )
A.零碳内燃机比普通内燃机更环保
B.汽车尾气中的“汽油味”越浓,说明燃料燃烧得越不充分,会降低燃料的热值
C.冬天汽车利用尾气中的余热给车内供暖,提高了燃料的利用率
D.由图可知该汽油机的效率是28%
5.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量相同,烧杯内的液体质量也相同。下列说法正确的是( )
A.比较不同液体吸热升温现象,可以选择甲丙两图
B.比较不同液体吸热升温现象,可以选择乙丙两图
C.比较不同燃料燃烧放出热量,可以选择乙丙两图
D.比较不同燃料燃烧放出热量,可以选择甲丙两图
6.关于燃料及其热值,下列说法中正确的是( )
A.没有燃烧的燃料,其热值等于零
B.燃料的热值与其质量和燃烧状态无关
C.燃料完全燃烧时,它的热值最大
D.燃料燃烧时温度越高,放出的热量越多
7.关于热机的效率,下列说法中正确的是( )
A.热机做的有用功越多,效率一定越高
B.热机消耗的燃料越少,效率一定越高
C.热机做一定的有用功,消耗的燃料越少,效率一定越高
D.热机做功越快,效率一定越高
8. 关于热机效率下列说法中,正确的是( )
A.通过科技创新,采用先进热机的制造工艺,热机效率可以达到100%
B.若汽油机甲的热机效率高于汽油机乙的热机效率,则甲消耗的汽油比乙消耗少
C.柴油机的热机效率比汽油机的高,这是因为柴油的热值比汽油的大
D.保持汽油机转动部分良好的润滑可以提高汽油机的热机效率
9.甲、乙两台汽油机使用相同的汽油,若在同一时间内,甲、乙两汽油机做的有用功之比为3∶2,甲的效率是25%,乙的效率是20%,则在同样的时间内,甲、乙两汽油机消耗汽油的质量之比为( )
A.2∶5 B.5∶2 C.5∶6 D.6∶5
10.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
11.探究小组用如图甲所示数字化实验设备探究水和食用油的吸热本领,装置中的两个试管分别装有100g水和100g食用油。根据实验数据绘制温度随加热时间变化的图像,如图乙。则不正确的是( )
A.A是水
B.比热容
C.B的比热容
D.加热3min,A吸收热量
12.小明利用图-1的装置研究某燃料热值,他取少量燃料置于燃烧皿中,点燃后对100g的热水加热4min,然后立即将其熄灭,测得消耗燃料4.2g,并根据实验数据绘制了水温随时间变化的图像如图-2中a线所示。已知此过程中燃料均匀燃烧放热,所放出热量只有60%被水吸收。实验装置和热损失比例均不变,利用该燃料加热另一杯水绘出了如图-2中b线所示图像。水的比热容为,整个过程中忽略水的质量变化,下列说法中正确的是( )
A.通过图线a计算得知4min水吸收到的热量为2520J
B.通过计算得出该燃料的热值为
C.这种方法计算出的热值比实际的热值偏大
D.b线代表的水的质量小于a线代表的水的质量
13. 某燃气热水器将20L的水从20℃加热到70℃,完全燃烧了0.21m3的煤气,水吸收的热量是______J,该燃气热水器烧水的效率是______。[已知水的比热容为,水的密度为,煤气的热值为]
14. 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_____kg的煤气,这是通过______的方式增加了水的内能。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]
15. 用酒精灯给烧杯里的水加热,把0.2kg的水从40℃加热到90℃,燃烧消耗了7g的酒精。已知酒精的热值为3.0×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。试求:
(1)此过程中水吸收的热量是多少?
(2)完全燃烧7g酒精释放的热量是多少?
(3)酒精灯加热这些水的效率是多少?
16. 太阳能是取之不尽,用之不竭的清洁能源,现在已经被广泛的开发和利用。如图是小雨家最近安装的壁挂式太阳能热水器,假设太阳能面板受到阳光照射时,平均每小时吸收的太阳能,若热水器吸收8h的太阳能,可以使质量为50kg的水温度升高50℃,。求:
(1)水吸收的热量;
(2)该太阳能热水器加热效率。
17.陕西临潼温泉(如图)享誉天下.若温泉池内有的水,初始水温为,一段时间后水温降至,已知,。求:
(1)水放出的热量是多少?
(2)若放出相同的热量,需要完全燃烧天然气的体积是多少?
18.如图所示,网红“木桶鱼”是在木桶里放入高温的鹅卵石,再加入质量为2kg、初温为60℃的鱼汤,鹅卵石放热能使鱼汤沸腾[在一标准大气压下,鱼汤的比热容和沸点视为和水相同c汤=4.2×10³J/(kg·℃)]。气压看作标准大气压。求:
(1)鱼汤所吸收的热量为多少;
(2)若天然气完全燃烧放出的热量被鹅卵石全部吸收,而鹅卵石放出热量的80%被鱼汤吸收。求此过程需要燃烧多少m³天然气?(q天然气=3.5×104J/m³)
19. 用天然气灶烧水时,把质量为、初温为的水,加热到,此过程中天然气完全燃烧放出的热量为。已知水的比热容为。求:
(1)水吸收的热量是多少J?
(2)天然气灶烧水时的热效率是多少?
20. 英雄攀枝花,阳光康养地。攀枝花日照丰富,为了节约能源,攀枝花很多屋顶都安装了太阳能热水器。已知太阳能热水器储水箱内盛有100kg的水,在阳光照射下,水的温度升高了26℃,已知c水=4.2×103J/(kg•℃)。求:
(1)水吸收的热量;
(2)这些热量相当于完全燃烧多少煤气放出的热量。(q煤气=3.9×107J/m3)
21. 如图为某种固体酒精炉,固体酒精炉比液体酒精炉使用时更安全。为了测定该固体酒精炉的热效率,在炉中放入40g的固体酒精,当固体酒精燃烧完后,锅中1kg的水温度从20℃升高到了70℃。已知固体酒精的热值为1.5×107J/kg,水的比热容是4.2×103J/(kg•℃)。
(1)水吸收的热量是多少?
(2)测得固体酒精炉的热效率是多少?
(3)请写出固体酒精炉热效率不高的一个原因。
22. 小华家使用的是天然气热水器,他尝试估测该热水器的效率,以核对铭牌上的数值是否准确。当只有该热水器使用天然气时。把50kg的水从20℃加热到54℃,天然气表的示数由1365.05m3变为1365.17m3,已知水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值q=7.0×107J/m3。求:
(1)水吸收的热量;
(2)消耗的天然气完全燃烧故出的热量;
(3)该热水器的效率。
23.正午,小明对水面获取太阳的能量情况进行研究,他将装有400g水的盘子放在室外平台上,经阳光照射10min,水温升高了2.5℃,不计水的蒸发(水的比热容是4.2×103J/(kg﹒℃))。
(1)该过程水吸收的热量是多少?
(2)若照射到盘中水面上太阳能的功率为25W,水获取太阳能的效率是多大?
24. 太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一,如今太阳能热水器已走进千家万户。如图所示,某家庭太阳能热水器阳光照射时,平均每小时吸收的太阳能,若热水器吸收8h的太阳能,可以使质量为100kg的水温度升高50oC。已知水的比热容,天然气的热值。求:
(1)水吸收的热量;
(2)该太阳能热水器的效率;
(3)若这些水吸收的热量由天然气来提供,假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收,则需要多少m3的天然气。
25. 小华家使用的是天然气热水器,他尝试估测该热水器的效率,以核对铭牌上的数值是否准确。当只有该热水器使用天然气时。把50kg的水从20℃加热到54℃,天然气表的示数由1365.05m3变为1365.17m3,已知水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值q=7.0×107J/m3。求:
(1)水吸收的热量;
(2)消耗的天然气完全燃烧故出的热量;
(3)该热水器的效率。
26. 如图,小明的新家使用即热式天然气热水器供家里洗刷用水,他想估测家中热水器的加热效率。打开热水器,用温度计测得热水器进水管的水温为,出水管的水温为,放出的热水后,从燃气表中看到天然气表示数由变为。[,]求:
(1)此过程中天然气完全燃烧放出的热量;
(2)的水吸收的热量;
(3)热水器的加热效率。
27.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?
28.小明同学从说明书中了解到她家汽车内燃机的能量流向如图所示。某段时间内,汽车消耗了70g汽油。(汽油的热值q=4.6×107J/kg水的比热容)求:
(1)求70g汽油完全燃烧放出的热量;
(2)内燃机的工作效率;
(3)使用时需不断地对气缸周围进行水冷却,如果流入气缸周围的冷却水温度是60℃,从气缸周围流出的冷却水温度达到83℃,则这段时间内流过气缸周围冷却水的质量是多少千克?
29.如图所示,某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知密闭锅内水的质量为5kg,水的初温为25℃,当水刚好烧开时,共消耗了0.05m3的天然气,该燃气灶烧水的热效率为84%。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为4.0×107J/m3]求:
(1)0.05m3的天然气完全燃烧所放出的热量;
(2)以上过程中,水吸收的热量;
(3)密闭的锅内水烧开时的温度。
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