10.5 调查燃料的利用及其对环境的影响 随堂练习-2025-2026学年北师大版物理九年级全一册

10.5调查燃料的利用及其对环境的影响 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．由热值的定义可知，热值，式中m是燃料的质量，Q是燃料完全燃烧放出的热量，那么（   ） A．热值的大小与Q成正比 B．热值的大小与m成反比 C．若煤的热值大于干柴的热值，则燃烧1kg煤所放出的热量一定比燃烧1kg干柴放出的热量多 D．热值的大小与Q、m都无关，由燃料的种类决定 2．已知一根火柴的质量约为0.1 g，火柴棍的热值约为1.2× 107 J/kg，火柴燃烧时每秒产生的内能最接近（　　） A．1 200 J B．120 J C．12 J D．1.2 J 3．长征五号B运载火箭是我国低轨运载能力最强的火箭。它的质量接近900吨，而其中占90%以上质量的物质为深低温液氢液氧燃料。它周身冰冷，由此得名“冰箭”。长征五号B运载火箭使用液氢作为燃料，主要是因为液氢具有（　　） A．较低的凝固点 B．较低的沸点 C．较小的热值 D．较大的热值 4．甲热机的效率高于乙热机的效率，则（　　） A．甲热机的功率大于乙热机的功率 B．甲热机消耗的燃料质量比乙热机的少 C．甲热机做的有用功比乙热机的多 D．甲热机的燃料利用率比乙热机的高 5．有经验的汽油机维修师，不用任何仪器，只是靠近汽油机排气管口观察和用鼻子闻一下，并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度，就能初步判断这台汽油机的节能效果。在同样负荷的情况下，关于汽油机的节能效果，下列判断正确的是（　　） A．尾气的温度越高，汽油机越节能 B．尾气的温度越低，汽油机越节能 C．尾气的汽油味越浓，汽油机越节能 D．尾气的颜色越黑，汽油机越节能 6．如图为某汽油机工作时的能量流向图，汽油的热值q取。以下说法正确的是（　　） A．汽油未完全燃烧时的热值比完全燃烧时的小 B．完全燃烧10kg汽油可放出的热量 C．在做功冲程，该汽油机气缸中的气体内能增大 D．该汽油机工作效率可达65% 7．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．热量只能从内能多的物体向内能少的物体传递 B．物体吸收热量，内能增加，温度不一定升高 C．物体具有的内能越多，它含有的热量就越多 D．汽油机气缸内的汽油燃烧不完全，会导致汽油热值降低 8．在“比较不同物质的吸热能力”实验中，小源用如图甲所示的同一个实验装置分别加热200g的水和煤油，用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图乙，加热3min，刚好消耗了4g酒精。若单位时间内水吸收的热量与煤油吸收的热量相等，已知，，下列分析正确的是（    ） A．煤油的末温比水的高，所以吸热能力更强 B．煤油的比热容是 C．该酒精灯的加热效率为 D．加热，煤油吸收热量 9．下列各种情景，说法正确的是（　　） A．火箭发动机使用液态氢作为燃料，主要原因是液态氢的比热容大 B．海边昼夜温差变化比沙漠中小，是因为水的比热容比沙石的小得多 C．“钻木取火”是通过做功的方式改变物体的内能 D．冬天，水蒸气在寒冷的玻璃上液化形成冰 10．如图所示用同一个实验装置分别加热的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化的图线，乙从加热至沸腾刚好消耗了酒精。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等。已知，，下列说法中（　　） ① ②乙的吸热能力大于甲的吸热能力 ③乙吸收的热量为 ④该酒精灯的加热效率为17.5% A．只有①③正确 B．只有②③正确 C．只有③④正确 D．只有①④正确 二、填空题 11．一台柴油机的热机效率为25%，这表示的意义是：柴油机用来做 的那部分能量在燃料完全燃烧放出的能量中所占的比例为 。 12．某蒸汽机工作时，若燃料完全燃烧放出的热量为，其中转化为机械能的那部分能量为，则该蒸汽机的能量转化效率为 。 13．甲、乙、丙三台汽油机中燃料完全燃烧释放的内能和汽油机输出的机械能的柱状图如图所示，则 的效率最高，消耗质量相同的燃料时， 输出的机械能最多。 14．“可燃冰”的学名为“天然气水合物”。它是一种由水和天然气在高压、低温情况下形成的类冰状结晶物质，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，被视为21世纪的新型绿色能源。完全燃烧热值为的“可燃冰”，可放出的热量是 J。这些热量相当于完全燃烧 热值为的天然气放出的热量。 15．某路灯的灯杆顶端有太阳能电池板和风车。若太阳光辐射到该电池板的能量为，这与完全燃烧 kg焦炭放出的热量相当。（焦炭的热值为） 16．某型号单缸四冲程汽油机飞轮的转速是1500r/min，这种汽油机满负荷工作时的功率2100W（不计摩擦损失），转动300r所做的功是 J，如果满负荷工作时每分钟消耗15g汽油，这种汽油机的效率是 %（结果保留整数）（汽油的燃烧值为4.6×107J/kg）。涡轮发动机是一种利用旋转的机件从穿过它的流体中汲取动能的发动机形式，是内燃机的一种。常用作飞机与大型的船舶或车辆的发动机。涡轮增压发动机由涡轮增压器向发动机提供压缩空气类似于内燃机的 冲程。由于进入汽缸的空气量增多，所以允许喷入较多的燃油使发动机产生较大 并具有较高的燃烧效率。 17．如图所示，甲、乙两图中，与压缩冲程原理相同的是 图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的其中两个过程示意图，利用内能来做功的冲程是 图；已知汽油的热值为4.6×107 J/kg，则完全燃烧500 g汽油放出的热量为 J。 18．实验小组的同学了解到一种新型液体燃料——甲醇，他们想利用如图所示的实验器材测量甲醇的热值。在空酒精灯内加入适量甲醇，在空烧杯内加入400g的水，1标准大气压下，测得水的初温为25℃，点燃甲醇灯开始加热，当水恰好沸腾时，立即熄灭灯，测得消耗甲醇15g。此过程中，烧杯内水吸收的热量为 J，若使用该装置加热水的效率为40%，甲醇的热值为 J/kg。使甲醇燃烧更充分， （选填“能”或“不能”）提高该装置加热水的效率。[c水=4.2×103J/(kg·℃)] 19．小聪一家三口使用天然气做饭、洗澡，某月消耗30m3天然气，这些天然气完全燃烧放出的热量是 J。某次洗澡完全燃烧0.42m3天然气，放出的热量使质量为100kg的水温度升高了24℃，则该天然气热水器的热效率是 。[天然气的热值为3×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)] 20．有甲、乙两个物体，它们的质量之比是3:1，吸收的热量之比是2:1，升高的温度之比是5:3，则甲、乙两物质的比热容之比是 。质量和初温都相同的铁块和铜块（c铁>c铜），分别 （选填“吸收”或“放出”）相同的热量后立即接触，热量由铁传给铜。两台汽油机，相同时间内甲做的有用功是乙的1.5倍，甲的效率是25%，乙的效率是30%，那么甲与乙消耗的汽油的质量之比是 。 三、实验题 21．如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同，燃料的质量都是，烧杯内的液体质量和初温都相同。 (1)实验装置的组装顺序应该是 （选填“由上到下”或“由下到上”）。 (2)比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验，实验中是通过比较 的变化，来比较燃料热值的大小。 (3)在比较不同物质的比热容时，得到液体a、b的温度随时间变化的图像如图丁所示，则液体 的比热容较大。 (4)若在研究不同燃料热值的实验时，记录的数据如表： 燃料 加热前液体温度/℃ 燃料燃尽时液体温度/℃ 燃料的热值 1 15 35 2 15 25 根据表中数据计算，燃料2的热值为 。（认为燃料均完全燃烧） 四、综合题 22．某品牌汽车的汽油机工作时的能量流向如图所示。 (1)由图中信息可知，汽油机工作过程中输出有用功的效率为 。完全燃烧2kg的汽油，该汽车获得的机械能是 J。（已知） (2)汽油机工作一段时间后，油箱里的汽油没有发生变化的是 （填序号）。 ①质量  ②密度  ③比热容  ④热值 (3)汽油机的效率很低，主要原因之一是 带走了大量的能量。 (4)汽油机在月球 （选填“能”或“不能”）使用。 《10.5调查燃料的利用及其对环境的影响》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B D D B B B D C C 1．D 【详解】A．热值是燃料的一种特性，其大小由燃料种类决定，与燃料完全燃烧放出的热量Q无关，故A不符合题意； B．热值是燃料的一种特性，其大小由燃料种类决定，热值大小与燃料的质量m无关，故B不符合题意； C．热值反映燃料完全燃烧放热能力，但实际燃烧时可能存在不完全燃烧情况，因此燃烧1kg煤放出的热量不一定大于燃烧1kg干柴放出的热量，故C不符合题意； D．热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧放出的热量均无关，故D符合题意。 故选D。 2．B 【详解】火柴完全燃烧放热 火柴大概能燃烧10s，所以每秒产生的内能 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 3．D 【详解】发射卫星的火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，相同质量的液态氢与其它燃料相比，完全燃烧时，可以释放出更多的热量，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 【点睛】 4．D 【详解】A．功率是表示机械做功快慢的物理量，效率高的机械，做功不一定快，故A不符合题意； BC．热机消耗燃料的多少与热机效率、做的有用功等都有关，题中只知热机效率，未知其他，故无法比较消耗燃料的多少、做的有用功的多少，故BC不符合题意； D．甲的效率高，则说明做相同的有用功，甲损失的能量少，即做相同的有用功，甲消耗的燃料比乙消耗的燃料少，甲热机的燃料利用率比乙热机的高，故D符合题意。 故选D。 5．B 【详解】AB．汽油机尾气温度越高，说明工作过程中热量散失越多，所以汽油机效率越低，不节能；反之尾气温度越低，说明汽油机效率越高，即节能；故A错误，B正确。 CD．汽油机尾气汽油味越浓、颜色越黑，说明汽油没有充分燃烧，导致汽油机效率低，不节能。故CD错误。 故选B。 6．B 【详解】A．燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧情况无关，故A错误； B．完全燃烧10kg汽油放出的热量，故B正确； C．四冲程汽油机在做功冲程中，高温高压气体迅速膨胀对活塞做功，气体的内能减小，故C错误； D．由图可知，输出的有用功在总能量中所占的比例100%-33%-25%-7%=35% 所以内燃机的效率为35%，故D错误。 故选B。 7．B 【详解】A．热量只能从温度高的物体向温度低物体传递，故A错误； B．当晶体熔化时，吸收热量，内能增加，温度保持不变，故B正确； C．只能说吸收或放出热量，不能说含有热量，故C错误； D．热值是燃料的固有属性，不随其它因素变化，故D错误。 故选B 。 8．D 【详解】A．由图可知，加热相同的时间，即吸收相同的热量，煤油升高的温度较高，煤油吸热能力弱，故A错误； B．加热4min时，二者吸收热量相等，煤油升高温度Δt煤油=100℃-20℃=80℃ 水升高的温度Δt水=60℃-20℃=40℃ 水和煤油的质量相等，由可知，比热容与升高的温度成反比，煤油的比热容 故B错误； C．酒精燃烧3min消耗4g酒精，放出的热量 由图乙可知，加热3min水升高的温度为Δt水′=50℃-20℃=30℃ 水吸收的热量Q吸=c水m水Δt水′=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×30℃=2.52×104J 该酒精灯的加热效率为 故C错误； D．加热4min，200g煤油吸热温度升高Δt煤油=100℃-20℃=80℃ 吸收的热量Q煤油=c煤油mΔt煤油=2.1×103J/(kg·℃)×0.2kg×80℃=3.36×104J 故D正确。 故选D。 9．C 【详解】A．火箭发动机使用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。故A错误； B．海边昼夜温差变化比沙漠中小，是因为水的比热容比沙石大，相同质量下吸收或放出相同热量时，水的温度变化更小。故B错误； C．“钻木取火”是通过克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，通过做功的方式改变物体的内能。故C正确； D．冬天，水蒸气在寒冷的玻璃上形成冰，是水蒸气遇冷直接由气态变为固态，是凝华现象。故D错误。 故选C。 10．C 【详解】由图2知，温度由20摄氏度升高至100摄氏度，甲所需时间为8min，乙所需时间为4min，实验中用相同的实验装置加热，则在相同的时间内酒精灯放出的热量相同，相同的时间内，两种液体吸收的热量相等，升高相同的温度80摄氏度时，甲吸收的热量比乙大，则甲的吸热能力比乙的强，甲的比热容比乙大，所以甲是水。此加热过程，甲和乙吸收热量的关系 解得， ①②错误；0~8min，乙吸收的热量与甲吸收的热量相等，为 ③正确；乙从20摄氏度加热至沸腾用时10min，吸收的热量 消耗酒精放出的热量 该酒精灯的加热效率 ④正确。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 11． 有用功 25% 【详解】[1][2]热机效率等于有用功与燃料完全燃烧放出的能量之比；有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比为25%：一 台柴油机的热机效率为25%，表示的意思是热机用来做有用功的那部分能量在燃料完全燃烧放出的能量中所占的比例为25%； 故填写：有用功；25%。 12．25% 【解析】【小题1】由能量转化效率公式，则该蒸汽机的能量转化效率 13． 乙 乙 【详解】[1]如图所示，假设纵坐标的单位长度为1。由热机效率公式可知， 甲的效率 乙的效率 丙的效率 所以，三台汽油机中乙的效率最高。 [2]乙汽油机的效率最高，所以在消耗质量相同的燃料时，乙输出的机械能最多。 14． 320 【详解】[1]“可燃冰”完全燃烧可放出的热量为； [2]天然气的体积为。 15．0.9 【详解】由知： 所以若太阳光辐射到该电池板的能量为，这与完全燃烧 0.9kg 焦炭放出的热量相当。 16． 2.52×104 18 做功 功率 【详解】[1]汽油机飞轮的转速是1500r/min，转动300r所用的时间 由得，转动300r所做的功是W=Pt=2100W×12s=2.52×104J [2]每分钟所做的功是W′=Pt′=2100W×60s=1.26×105J 15g汽油完全燃烧放出的热量Q=mq=15×10-3kg×4.6×107J/kg=6.9×105J 这种汽油机的效率 [3]涡轮增压发动机由涡轮增压器向发动机提供压缩空气，发动机发出的废气通过涡轮增压器将废气的内能转化为涡轮增压发动机转动的机械能，将空气压缩进入汽缸，所以能量转化过程与内燃机的做功冲程类似。 [4]由于进入汽缸的空气量增多，所以允许喷入较多的燃油，相同时间内燃料燃烧产生更多的热量，使发动机产生较大功率。 17． 乙 丙 2.3×107 【详解】[1]甲图中气体对活塞做功，气体将内能转化为活塞的机械能；乙图中，活塞对桶内气体做功，活塞将机械能转化为气体的内能，则甲、乙两图中，与压缩冲程原理相同的是乙图，能量转化均为将机械能转化为内能。 [2]丙图中火花塞点火，是做功冲程，缸内的气体对活塞做功，使活塞向下运动；图丁中的冲程两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，活塞对缸内气体做功，则利用内能来做功的冲程是丙图。 [3]已知汽油的热值为4.6×107 J/kg，则完全燃烧500 g汽油放出的热量为 18． 1.26×105 2.1×107 能 【详解】[1]1标准大气压下，水的沸点是100℃，水吸收的热量为Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.4kg×(100℃-25℃)=1.26×105J [2]甲醇完全燃烧放出的热量为 甲醇的热值为 [3]加热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，使燃料燃烧更充分，可以提高燃料的利用率，可以提高加热水的效率。 19． 9×108 80% 【详解】[1]这些天然气完全燃烧放出的热量Q放=Vq=30m3×3×107J/m3=9×108J [2]某次洗澡完全燃烧0.42m3天然气，放出的热量Q放1=V1q=0.42m3×3×107J/m3=1.26×107J 水吸收的热量为Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×24℃=1.008×107J 该天然气热水器的热效率 20． 2:5 放出 9:5 【详解】[1]有甲、乙两个物体，它们的质量之比是3:1，吸收的热量之比是2:1，升高的温度之比是5:3，由得，甲、乙两物质的比热容之比是 [2]质量和初温都相同的铁块和铜块，由于c铁>c铜，由得，铁块和铜块吸收或放出的热量相同时，铁块升高或降低的温度较小；铁块和铜块吸收或放出的热量相同后立即接触，热量由铁传给铜，说明铁的末温高于铜的末温；若铁块和铜块吸收热量，温度升高，由于铁块升高的温度较小，则铁块的末温较低，不符合题意；若铁块和铜块放出热量，温度降低，由于铁块降低的温度较小，则铁块的末温较高，符合题意。 [3]两台汽油机，相同时间内甲做的有用功是乙的1.5倍，甲的效率是25%，乙的效率是30%，由得，甲与乙消耗的汽油完全燃烧释放的热量比为 21．(1)由下到上 (2) 甲、乙 温度计示数 (3) (4) 【详解】（1）需用外焰加热，所以要先确定铁圈的高度；而温度计的玻璃泡要浸没到液体中，但不能碰到容器壁和容器底，所以放好烧杯后，再调节温度计的高度，因此应按照由下到上的顺序进行组装。 （2）[1][2]为了比较热值大小要用不同的燃料，应加热同一种液体，让液体的质量相同，通过比较温度计示数的变化，比较吸热多少，进而比较热值大小，因此应选择甲、乙两图进行实验。 （3）由图丁可知，液体质量相同，加热相同时间，即吸收相等热量时，b升高的温度较低，由可知，液体b的比热容较大。 （4）实验中认为，对于燃料1： 即① 对于燃料2： 即② 联立①②两式可得 22．(1) 35% (2)②③④ (3)废气 (4)不能 【详解】（1）[1]由图可知，有用机械能占燃料燃烧内能，所以汽油机工作过程中输出有用功的效率为。 [2]已知汽油质量，，完全燃烧释放的热量 汽车获得的机械能即有用功，由可得该汽车获得的机械能 （2）汽油燃烧后质量会减少，因此质量发生变化。密度是物质的特性，与质量、体积无关，汽油种类不变，密度不变。比热容是物质的特性，仅与物质种类和状态有关，汽油种类不变，比热容不变。热值是燃料的特性，仅与燃料种类有关，汽油种类不变，热值不变。故②③④符合题意，①不符合题意。 故选②③④。 （3）汽油机工作时，能量损失包括废气带走的热量、机械摩擦损失、散热损失等。其中，废气温度高，流速快，带走了大量的能量，是效率低的主要原因之一。 （4）汽油机属于内燃机，工作时需要吸入空气中的氧气助燃。而月球上没有空气，无法满足燃烧条件，因此汽油机在月球不能使用。 学科网（北京）股份有限公司 $