12.4.2 燃料的热值热机的效率-【练测考】2025-2026学年九年级上册物理（鲁科版五四制·新教材）

第2课时 燃料的 要点梳理 一、燃料的热值 1.定义：某种燃料 燃烧放出的热量与 其质量 2.公式：9= 、q= (部分气体)。 易错警示 热值表示燃料在完全燃烧时把 化学能转化为内能的本领大小 二、热机的效率 1.定义：用来做 的那部分能量，与燃料 放出的能量之比，叫作热机的效率。 2.计算公式：7= W有用 Q放 基础夯实 知识点一燃料的热值 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.燃料的热值与其质量和燃烧状态无关 D.燃料燃烧时温度越高，它的热值越大 2.科技前沿(2024·济南天桥区期中)2024 年10月10日，我国在西昌卫星发射中心使 用长征三号乙运载火箭，成功将卫星互联网 高轨卫星03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。火箭使用的 燃料必须具备的特点是 ( ) A.较大的热值 B.较低的沸点 C.较大的比热容 D.较高的凝固点 3.传统文化如图所示，艾灸是中华医学的瑰 宝，利用艾条燃烧产生的热量刺激人体穴位， 能够达到防病治病的目的。艾灸过程中是通 过 的方式改变人体内能；一根质量 为50g的艾条完全燃烧可以放出 的热量。（艾条的热值为2.8×10？J/kg) 第十二章内能与热机 热值热机的效率 4.一成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为 6.6×105J,这些能量相当于完全燃烧 0.55kg的千木柴才能得到。则干木柴的热 值为 ;如果干木柴用掉一半，干木柴 的热值将变为 5.传统文化《三国演义》中有“青梅煮酒”的典 故，芒种节气正是青梅煮酒季，煮酒可利用水 浴法对酒加热。质量为0.5kg的酒从20℃ 升高到40℃吸收的热量是 J,这是 采用 使酒的内能增加的；若这些热 量由天然气完全燃烧来提供，则至少需要燃 烧 m3的天然气。[c酒=3.4× 103J/(kg·℃)，9天然气=4×10J/m3] 知识点二热机的效率 6.教材改编题如图是某内燃机工作时的能量 流向图，该内燃机的热机效率是 () 废气带走能量 机械自身 40% 消耗能量 25%分 燃料燃烧的 有用机械能 内能100% A.25% B.65% C.40% D.35% 7.关于热机的效率，下列说法正确的是() A.热机消耗的燃料越多，效率就越低 B.热机所使用的燃料热值越大，效率就越高 C.热机做的有用功越多，效率就越高 D.热机所做的有用功与燃料完全燃烧放出的 热量之比越大，效率就越高 8.(2024·东营东营区期末)为了提高热机的效 率，你认为下列方法无效的是 () A.设法有效利用尾气中带走的那部分热量 B.经常对热机进行保养和润滑以减小各种 摩擦 C.使燃料尽量充分燃烧提高燃料的利用率 D.更换热值更高的燃料 45 练测考九年级物理上册LK 综合运用 9.(2024·济南市中区月考)甲、乙两台汽油机， 甲的效率比乙高，则 () A.甲每秒钟做的功比乙每秒钟做的功多 B.甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少 C.消耗同样多的汽油，甲做的有用功比乙做 的有用功多 D.消耗同样多的汽油，甲做的有用功比乙做 的有用功少 10.下列关于热值和热机效率的描述，正确的是 () A.使燃料燃烧更充分，可以增大燃料的热值 B.使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率 C.燃料燃烧释放的热量越多，燃料的热值 越大 D.热值和热机效率都是固定不变的，与外界 条件无关 11.(2024·济南商河县期中)汽车发动机之一 是汽油机，汽油的热值为4.6×10？J/kg,某 同学阅读了某汽车发动机的说明书后。将 内燃机的能量流向制成如图所示，下列回答 正确的是 () 燃料燃烧放出的热量(100%) 废气(33%) 冷却水(30%) 出 摩擦与辐射(7%)→ 用 功 A.该内燃机的效率为70% B.1kg的汽油燃烧一定能够释放4.6× 10?J的能量 C.利用废气的能量及减小摩擦是提高热机 效率的有效途径 D.汽油机压缩冲程把燃料燃烧产生的内能 转化为机械能 12.模型建构如图所示，是A、B两种燃料完 全燃烧释放的热量Q与其质量m的关系 图，从图中可看出A燃料的热值 (选填“大于”“小于”或“等于”)B燃料的热 值。在燃烧的过程中，A燃料的热值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 46 ↑Q川 /B A m/kg 13.物理与生活(2024·淄博张店区月考)小华 在某次体育训练时，身体消耗了8.4×103J的 热量，这些热量相当于完全燃烧 kg干 木柴所释放的热量；当干木柴燃烧了一半， 则剩余干木柴的热值 (选填“不 变”或“变为原来的一半”)；若将这些热量给 水加热，可以使质量为100g、初温是30℃ 的水温度升高 ℃。[q干木柴=1.2× 10J/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃)] 14.(2024·辽宁)汽油机在 冲程中将 内能转化为机械能。若某汽车的汽油机在 一段时间内所做的有用功为2.3×10J,效 率为25%，则该汽油机在这段时间内消耗 kg的汽油。（汽油的热值取 4.6×10J/kg) 15.小勇同学购买了一款户外分体式燃气炉，准备 去户外野炊。用该燃气炉烧水时，把初温为 20℃的1kg水加热到100℃，燃烧了 0.025m3天然气，则水吸收的热量为J。 假设天然气完全燃烧，则燃气炉烧水的效率为 。[c水=4.2×103J/(kg·℃)，天然 气的热值取4×107J/m3] 变式(2024·东营东营区模拟改编)2025年4 月24日，在酒泉基地发射的“神舟二十号”载 人飞船升空过程中，燃料舱内的液态氢的热 值 (选填“变大”“不变”或“变小”)； 若100g液态氢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。[q氢=1.4×108J/kg,c水= 4.2×103J/(kg·℃)] 16.科学探究(2024·济南市中区模拟)小王 对燃料的热值很感兴趣，于是自己设计实验 来探究酒精和碎纸片的热值大小。 。横杆 。横杆 -温度计 -温度计 铁圈 铁圈 。酒精 包碎纸片 (1)为保证实验结论的可靠，以及方便比较， 小王同学在实验中应保持 以及两个烧杯都应相同。 (2)实验数据记录如表，根据表中数据，计算 出碎纸片的热值是 J/kg。 加热前 燃料燃尽 燃料的 燃料 水温/℃ 时水温/℃ 热值/(J·kg1) 酒精 15 35 2.4×10 碎纸片 15 25 (3)通过实验得到的燃料热值与实际相比是 偏 (选填“大”或“小”)，出现这样 情况的主要原因是 。 (写出一点) 17.(2024·常州)中国工程师利用焦 炉气中的氢气与工业尾气中的二 氧化碳，合成液态燃料，作为第 19届亚洲运动会主火炬的燃料。 工程师在科普馆用如图所示的装 置为同学们演示模拟实验，测量 该燃料的热值。 ①在空酒精灯内加入适量该液态燃料，得到 “燃料灯”； ②在空烧杯内加人1kg水，测得水的初温 为31℃，点燃“燃料灯”开始加热； ③当水恰好沸腾时，立即熄灭“燃料灯”，测 得“燃料灯”消耗燃料30g。 已知实验时气压为1标准大气压，c水= 4.2×103J/(kg·℃)，用该装置加热水的效 率为42%。求： (1)此过程中，烧杯内水吸收的热量。 (2)该液态燃料的热值。 第十二章内能与热机 素养培优 18.科学思维（2024·泰安岱岳区一模)汽车 使人们的出行更加便捷。小明一家驾驶某 款汽车周末出游，以20m/s的速度匀速行驶 了54km,已知该车发动机输出功率为 20kW,此次行驶过程中完全燃烧了4kg的汽 油。已知汽油的热值为4.5×10J/kg,求： (1)此次行驶过程中牵引力做的功； (2)完全燃烧4kg的汽油放出的热量； (3)该款汽车发动机的效率。 47【解析】(1)图甲的进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动， 是吸气冲程；(2)图乙的进气门和排气门都关闭，活塞向上运 动，燃料混合物被压缩成高温高压气体，是压缩冲程；(3)图 丙的进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，并通过连杆带 动曲轴转动，是做功冲程；(4)图丁的进气门关闭，排气门打 开，活塞向上运动，是排气冲程；（⑤）四个冲程中，只有做功冲 程提供动力对外做功，其他三个冲程靠飞轮的惯性完成。 4.火花塞空气点燃式 综合运用 5.C【解析】燃料燃烧是化学变化，燃料的化学能转化为内 能，使燃气温度升高，内能增加，燃气推动炮弹运动，燃气内 能转化为炮弹的机械能，相当于内燃机的做功冲程，此时两 个气门关闭，燃气膨胀对活塞做功，使活塞向下运动，观察可 知C符合题意。 6.C【解析】甲中的两个气门都关闭，活塞向上运动，所以为 压缩冲程，将机械能转化为内能，故A错误；在内燃机的一 个工作循环中，曲轴转动2周，活塞往复运动2次，对外做功 1次，故B错误；丁中的两个气门都关闭，活塞向下运动，所 以为做功冲程，将内能转化为机械能，故C正确；吸气、压 缩、做功、排气冲程，对应的是乙、甲、丁、丙，故D错误。 7.A【解析】构造上，柴油机的顶端有喷油嘴，吸气冲程只需 吸入空气，汽油机顶端没有喷油嘴，只有火花塞，吸气冲程需 要吸入空气和汽油的混合物，故A错误，D正确；在压缩冲 程中，柴油机的压缩比例更大，柴油机的燃气温度和压强比 汽油机里的高，故B正确；在做功冲程，汽油机的，点火方式 叫点燃式，柴油机的点火方式叫压燃式，故C正确。 8.做功C1800 【解析】如图甲所示，用手反复弯折铁丝，铁丝会变热，这是机 械能转化为铁丝的内能，使铁丝的内能增加，温度升高，这是 通过做功的方式改变铁丝的内能，由图乙A可知，进气门打 开、排气门关闭，活塞向下移动，这是吸气冲程，由图乙B可 知，进气门关闭、排气门打开，活塞向上运动，这是排气冲程， 由图乙C可知，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，这 是压缩冲程，在这个冲程中，机械能转化为内能，由图乙D 可知，进气门和排气门都关闭，火花塞点火，燃气对活塞做 功，这是做功冲程，在这个冲程中，内能转化为机械能，故图 乙中的C图与铁丝变热的能量转化是一致的，若该热机1s 内对外做功15次，则1min对外做功900次，由于热机在一 个工作循环中，完成4个冲程，飞轮和曲轴转2周，对外做功 1次，所以该热机的飞轮每分钟转1800周，即飞轮的转速为 1800r/min. 变式25 9.做功内机械2 【解析】题中说水注入气缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动 活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力，所以是内能转化 成机械能，相当于做功冲程。这种内燃机在完成四冲程工作 的过程中，其中的第三冲程即做功冲程对外做功1次，现在 第五冲程相当于做功冲程，也要对外做功1次，所以这种内 燃机一个工作循环对外做功2次。 素养培优 10.A【解析】当无光射入时，室内气压减小，机械能转化为内 能。图A中的两个气门都关闭，活塞向上运动，为压缩冲 程，将机械能转化为内能，图B中的进气门打开，活塞向下 运动，为吸气冲程，图C中的排气门打开，活塞向上运动， 为排气冲程，图D中的两个气门都关闭，火花塞点火，活塞 向下运动，为做功冲程，将内能转化为机械能。 第2课时燃料的热值热机的效率 要点梳理 放Q放 -1.完全之比2.m V 二、1.有用功完全燃烧 基础夯实 1.C【解析】热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关， 与燃料的质量无关，与燃料是否完全燃烧无关，与产生的热 量无关，故A、B、D错误，C正确。 2.A【解析】火箭使用的燃料必须具备的特，点是较大的热值。 3.热传递1.4×10 【解析】进行艾灸时，艾条燃烧放出的热量传给人体，是通过 热传递的方式改变了人体的内能。艾条的质量m=50g= 0.05kg,艾条完全燃烧放出的热量：Q效=mq=0.05kgX 2.8×10J/kg=1.4×10°J. 4.1.2×10J/kg1.2×10J/kg 【解析】由Q栽=mq可知 Q&_6.6×10J=1.2X10J/kg 9= m-0.55kg 热值是燃料的特性，其大小与燃料的质量无关，用掉一半后， 干木柴的热值仍为1.2×10J/kg。 5.3.4×104热传递8.5×10-4 【解析】酒吸收的热量为Q暖=c酒m(t一to)=3.4 103J/(kg·℃)×0.5kg×(40℃-20℃)=3.4×10J。水 浴法对酒加热，酒吸收热量，温度升高，是利用热传递的方法 改变内能。由题知，Q暖=Q效，由Q效=gV可得，需要天然 气的体积：V=Q:=3.4X10】 9天然气4X107J/m3 =8.5×10-4。 6.D【解析】热机效率是指做有用功的那部分能量与燃料完 全燃烧放出的热量的比值，由图可知该内燃机的热机效率是 7=100%-(25%十40%)=35%，故D正确。 7.D【解析】热机消耗的燃料多，即放出的热量多，但不知道 有用功，因此效率不一定低，故A错误；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，与燃料 的热值无关，故B错误：热机做的有用功越多，但总功不知 道，有用功与总功的比值就不确定，因此效率不一定高，故C 错误；热机所做有用功占燃料完全燃烧放出的热量的比例越 大，热机的效率越高，故D正确。 8.D【解析】热机效率是指做有用功的那部分能量与燃料完 全燃烧放出的能量之比，所以，设法有效利用尾气中带走的 那部分热量，减少能量的损失、使燃料充分燃烧、减少废气带 走的热量、减少热机部件间的摩擦，都可以增大有效利用的 能量，提高热机的效率，故A、B、C方法有效，热机的效率与 燃料的热值没有关系，提高燃料的利用率是提高热机效率的 关键，故D方法无效。 综合运用 9.C【解析】甲每秒钟做的功比乙每秒钟做的功多，说明甲汽 油机的功率大，与热机效率无关，故A错误；由于不确定甲 乙做功的多少，所以无法比较耗油量，故B错误；汽油机的 效率高，消耗同样多的油，甲做的有用功多，故C正确，D 错误。 10.B【解析】热值是燃料的一种特性，与燃烧情况、放出热量 的多少无关，故A、C错误；使燃料燃烧更充分，可以增大有 效利用的能量，可以提高热机的效率，故B正确；热值取决 于燃料种类，与外界条件无关，而燃料的燃烧情况、能量的 损失都会影响热机效率，即热机效率不是定值，与外界条件 有关，故D错误。 11.C【解析】由图可知，有用功的效率7=100%一33%一 30%一7%=30%，故A错误；1kg的汽油完全燃烧时释放 的能量为Q效=gm=4.6×107J/kg×1kg=4.6×10J,而 汽油不可能完全燃烧，放出的热量比4.6×10J少，故B错 误；利用废气的能量及减小摩擦，可以提高有用功，增加热 机的效率，故C正确；压缩冲程中，压缩汽油和空气的混合 物，将机械能转化为内能，故D错误。 12.小于不变 【解析】取相同质量mo,由图可知，↑Q小 /B Q4<QB,根据g-9可知，9A<9B,热 m 叶 A 值是燃料的特性，只与燃料的种类有Q分 关，与其是否燃烧和燃烧是否充分无0mo m/kg 关，所以在燃烧的过程中，A燃料的热值将不变。 13.7×10-4不变20 【解析】由Q:=mg可知，千木柴的质量：m= Q q千木柴 8.4X10】=7X10kg;由于燃料的热值是燃料本身 1.2×10J/kg 的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量以及燃烧 情况无关，所以当干木柴燃烧了一半，剩余干木柴的热值不 变，还是1.2X10J/kg。由Q=Q微=c米m△t可得，水温 度升高：出=Q题 8.4×103J c水m4.2×103J/(kg·℃)×100X103kg 20℃。 14.做功2 【解析】汽油机四个冲程中将内能转化为机械能的是做功冲 _W有园X100%可知，汽油完全燃烧放出的热量： 程，由=Q Q效= W者题=2.3X10」=9.2X102J,由Q=mg可知， 25% 消耗汽油的质量：m=9生=82X10L=2kg。 9汽满4.6X10J/kg 15.3.36×10533.6% 【解析】水吸收的热量：Q吸=c水m水（t一to)=4.2× 103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J;天 然气完全燃烧放出的热量：Q:=Vg=0.025m3X4X 10J/m3=1×10J,燃气炉烧水的效率：”=0= 3.36×10J=33.6%。 1×106J 变式不变40 【解析】热值是燃料的特性，与燃料的质量无关，所以燃料燃 烧提供火箭升空所需的能量，本身质量不断减小，热值不变。 100g液态氢完全燃烧释放出的热量：Q#=m氢9氯= 0.1kg×1.4×103J/kg=1.4×10J,水吸收的热量：Qm= 7Q我=60%×1.4X10J=8.4×10J,由Q=cm△t得水 的质量为m家=Q级 8.4×105J c*d42X10J/kg·℃)X50℃ 40kg。 16.(1)水的质量酒精和碎纸片的质量(2)1.2×10 (3)小存在热损失或者燃料没有完全燃烧 【解析】(1)为了比较相同质量的酒精和碎纸片燃烧放出热 量的多少，必须控制二者的质量相等、烧杯内水的质量相 等、两个烧杯相同。 (2)相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热，酒精燃烧放出的热 量可以将水的温度升高20℃，碎纸片燃烧放出的热量可以 将水的温度升高10℃，可见酒精的热值是碎纸片的2倍， 所以碎纸片的热值为1.2×10J/kg。 (3)因为烧杯、空气吸收热量，并且燃料不可能完全燃烧，所 以测得的热值会偏小。 17.解：(1)水吸收的热量为 Q吸=c水m水(t-to)=4.2×103J/(kg·℃)×1kgX (100℃-31℃)=2.898×105J. (2)燃料燃烧放出的热量为 Q题_2.898X105J=6.9X10J Q放 0.42 该燃料的热值为g=Q生-69X10J=2.3× m燃料0.03kg 10J/kg。 素养培优 18.解：(1)以20m/s的速度匀速行驶了54km,行驶过程中汽 车所用的时间为：=三=54X10m=270s, v 20 m/s 此次行驶过程中牵引力做的功W=Pt=20×103W× 2700s=5.4×10J。 (2)已知汽油的热值是4.5×10J/kg,完全燃烧4kg的汽 油放出的热量Q=qm=4.5×10'J/kg×4kg=1.8× 108J。 (3)该款汽车发动机的效率)一Q ×100%=5.4X10J W 1.8×108J1 100%=30%。 第五节能量的转化与守恒 要点梳理 一、转化 二、转化转移保持不变 基础夯实 1.(1)电机械(2)机械内(3)机械内(4)化学内 (5)机械内(6)太阳化学(7)机械电 【解析】(1)电动机带动水系把水抽到高处，消耗电能，水的机 械能增加，电能转化为机械能。 (2)汽车突然紧急刹车是摩擦生热现象，机械能转化为内能。 (3)用毛巾反复擦背，感觉后背热了，是将机械能转化为 内能。 (4)利用木柴烧水的过程，是将化学能转化为内能。 (5)钻木取火是摩擦生热现象，是将机械能转化为内能。 (6)植物发生光合作用，是将太阳能转化为化学能。 (7)发电机发电，是将机械能转化为电能。 2.C【解析】冬天手冷时，搓搓手就暖和了，是做功改变了物 体的内能，是能量的转化过程，A不符合题意；水沸腾后，壶 盖被水蒸气顶起，是水蒸气对壶盖做功，内能转化为机械能， 是能量的转化过程，B不符合题意；用嘴对手心吹气，手心变 3