14.3 热机的效率 题型专练-2025-2026学年人教版九年级全一册物理

人教版（2024）九年级全册 第十四章 内能的利用第3节 热机的效率 题型专练 【题型1】燃料的热值及单位 【典例】在东北农村欢度新春佳节是很有年味的，比如“宰年猪、庆新年”。如图是小王家在院内支起铁锅，用木柴烧水烹猪肉的场景，下列说法正确的是(　　) A.木材烧得很旺时木材的热值会变大 B.水蒸气推动锅盖的过程与汽油机做功冲程能量转化相同 C.水和猪肉增加的内能等于木柴燃烧放出的热量 D.锅内猪肉温度升高是因为肉含有的热量增加了 对于渔船的单缸四冲程柴油机（），下列说法正确的是（　　） A.吸气冲程，吸进气缸的是柴油和空气的混合物 B.若柴油未能完全燃烧，则其热值会变小 C.每消耗1kg柴油，放出热量 D.无论如何改进柴油机，都无法使其效率达到 【强化训练2】2024年10月30日，我国“神舟十九号”载人飞船成功发射。搭载飞船的火箭使用的燃料是液态氢，这是利用了液态氢__________的特点；火箭高速运动过程中与空气摩擦而使温度急剧升高，这是通过__________的方式改变火箭的内能。 【强化训练3】瓶装液化石油气中都加有特殊气味的物质。当液化气泄漏时，人们能及时闻到异味，这是有特殊气味的物质在空气中发生了________现象的缘故。从燃料燃烧的角度看，液化气与煤相比，具有________高、污染小的优点。 【强化训练4】如图，北京时间10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，发射取得圆满成功。火箭用热值很高的液氢作为发动机燃料，液氢的热值为，其物理意义：        。 【题型2】燃烧热的计算 【典例】我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值表是一些燃料的热值。下列选项正确的是(　　) A.0.5kg的汽油的热值是2.3×107J/kg B.热值为3.0×107J/kg的燃料一定是酒精 C.燃料越接近完全燃烧，燃料的热值就越大 D.0.5kg的汽油完全燃烧放出的热量是2.3×107J 【强化训练1】汽油的热值为4.6×107J/kg，则燃烧2kg的汽油放出的热量不可能为(　　) A.4.8×107J B.3.9×107J C.5.8×107J D.9.8×107J 【强化训练2】小明同学用他家的天然气灶为质量为2kg，初温为15℃的水加热，此过程消耗天然气0.045m3，则天然气完全燃烧释放热量_________J；若此过程的热效率为40%，在标准大气压下，水的温度升高__________℃。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)，天然气热值为4.2×107J/m3] 【强化训练3】我国南海海底探明有大量的“可燃冰”，在同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到煤气的数十倍，这说明“可燃冰”的________很大；以10倍的关系粗略计算，1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量是________ J．(q煤气＝4.2×107 J/kg)． 【强化训练4】我市城区正在进行天然气工程，有人表示赞同，有人表示反对，小宇同学收集如下两组有关数据： (1)将表格数据填写完整； (2)从环保角度考虑，你推荐小宇家__________(选填“继续使用煤气”或“更换使用天然气”)，推荐的理由是__________； (3)从经济角度考虑，小宇应该选择__________(选填“继续使用煤气”或“更换使用天然气”)，试通过计算加以说明． 【题型3】热值、比热容和热量的综合计算 【典例】汽油机工作时的热损失情况是：汽缸散热损失30%，废气带走35%，机械摩擦损耗10%，则完全燃烧2 g汽油(热值为4.6×107 J/kg)获得的机械能是(　　) A.2.76×104 J B.3.22×104 J C.0.92×104 J D.2.3×104 J 【强化训练1】煤油的热值为4.6×107J/kg、比热容为2.1×103J/(kg•℃)，以下说法中正确的是(　　) A.煤油的热值、比热容与质量大小无关 B.燃烧1kg煤油一定放出4.6×107J的热量 C.1kg煤油用去一半，煤油的热值减小，比热容不变 D.1kg煤油温度升高1℃需要放出2.1×103J的热量 【强化训练2】食堂使用煤气灶烹饪食物。使用煤气灶时，打开煤气阀门，拧动点火装置。 （1）煤气在燃烧时把化学能转化为             能。其热值             ；当气温下降导致更多热量散失到空气中时，燃料的利用率             ； （2）烹饪食物是通过             的方式改变食物的内能； （3）炒菜时饭菜飘香，这是             现象；说明一切物质的分子都在永不停息地做             ； （4）食堂做一次饭用了的热量，需要燃烧煤气             （不计热量损失，煤气的热值为）。 【强化训练3】一质量为2 kg的金属块，被加热到500 ℃后，立即投入到质量为1 kg，温度为20 ℃的冷水中，不计热量损失，最终水的温度升高到80 ℃。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 求：(1)水吸收的热量？ (2)金属块的比热容？ 分析：　(1)知道水的比热容、质量、初温和末温，利用公式Q吸＝cm(t－t0)计算水吸收的热量； (2)不计热量损失，金属块放出的热量等于水吸收的热量，根据Q放＝cm(t0－t)求金属块的比热容。 【题型4】热机的效率概念 【典例】公路运输主要优点是灵活性强，公路建设期短，投资较低。但其缺点突出表现在消耗能量多，易污染环境。如图所示是一辆柴油机集装箱卡车，柴油机里的柴油完全燃烧放出7.5×108 J的热量，但损失了4.5×108 J的热量，则它的热机效率是(　　) A.30% B.40% C.48% D.60% 【强化训练1】甲、乙两汽车，甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高，这表明(　　) A.甲做功比乙多 B.甲做功比乙快 C.甲消耗的汽油比乙少 D.以相同的牵引力行驶相同的路程，甲耗油比乙少 【强化训练2】下列关于热机效率的说法正确的是(　　) A.热机的功率越大，效率越高 B.热机消耗的燃料越少，效率越高 C.燃料的热值越大，效率越高 D.完成相同的有用功，所用的同种燃料越少，效率越高 【强化训练3】热现象与我们的生活息息相关，下列有关热学知识的结论，其中正确的是（　　） A.物体发生物态变化时，内能一定变化，温度也一定变化 B.物体的比热容跟物体的质量、吸收或放出的热量、温度有关 C.燃料的热值越大，热机的效率越高 D.热机效率越高，它将内能转化为机械能的比例越大 【强化训练4】2024年10月30日，搭载着神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭成功发射。此过程中，火箭燃料的热值__________(选填“增大”“减小”或“不变”)，热机效率__________(选填“一定”或“不可能”)达到100%。 【强化训练5】运载火箭是一种能够将人造卫星、载人飞船等有效载荷送入太空预定轨道的航天运输工具。 (1)运载火箭在穿越大气层时，保护卫星等有效载荷的整流罩与大气摩擦后温度升高，内能_________，这是通过__________的方式改变内能的。 (2)运载火箭发动机中的燃料燃烧时热值__________。 (3)随着科学技术的进步，运载火箭发动机的效率是否能达到100%_________。 【强化训练6】一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速为3600r/min，则1s对外做功__________次，运行时各种能量的损耗为：汽缸散热损失占15%，废气带走的能量占40%，摩擦等机械损耗占10%，则它的热机效率为_________。 【强化训练7】如图是热机的__________冲程，汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会__________(选填“降低”或“提高”)热机的效率。 【题型5】如何提高热机的效率 【典例】关于内能的利用，下列说法中正确的是（　　） A.把煤磨成煤粉燃烧可以提高煤的热值 B.新能源汽车实现了“零排放”，其效率达到了100% C.我国“长征五号B”大型运载火箭使用氢作燃料，是因为氢的密度小 D.内燃机的压缩冲程，主要通过做功的方式增大汽缸内物质的内能 【强化训练1】下列有关热机的说法中正确的是(　　) A.热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程 B.做功越多的热机，其效率一定越高 C.采用先进技术可以将热机的效率提高到100% D.热机所用燃料的热值越大，效率越高 如图是国产新能源汽车中的一款插电式混合动力汽车，同时使用电动机和内燃机，其内燃机热效率最高可达43%；此外，其拥有快捷语音助手，可实现车外语音控制自动泊车和开关门等功能。分析该种新能源汽车，不是其提升热机效率的方法有（　　） A.尽量使用热值大的燃料 B.优化冲程控制，让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全 C.使用粘度低的机油进而减少热机内部各部件间的摩擦 D.车型设计中，采用高效传动和轻量化车身，进而减重 【强化训练3】某单缸四冲程汽油机，飞轮每分钟转2400转，则每秒对外做功__________次。为了提高汽油机的效率，需要在__________冲程让燃料更加充分燃烧，此时汽油的热值__________ (选填“增大”“减小”或“不变”)。 【强化训练4】如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是0.01kg，烧杯内的液体质量和初温也相同。 （1）比较不同燃料的热值，应选择      两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量，是通过      （选“温度计上升示数”或“加热时间”） 来反映的； （2）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏      （选填“大”“小”）； （3）比较不同物质吸热升温的特点： ①应选择      两图进行实验； ②在加热时间相同时，液体吸收的热量      （选“相同”或“不同”）； ③质量和初始温度均相同的A、B两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示，则从图象可以看出，      液体的吸热能力更强（选填“A”或“B”）。 【强化训练5】将初温相同的液体装入如图所示的五组实验装置中，除烧杯（相同）、温度计、铁架台和燃烧皿外，另提供天平和秒表。 （1）要“比较水和油的比热容大小”，器材选择：选择          两组装置进行实验，通过比较          来比较水和油吸收热量的多少； （2）要“比较酒精和煤油的热值大小”，应选择          两组装置进行实验。进行实验时，在两个装置的燃烧皿中注入          相同的酒精和煤油，实验中两烧杯内的液体均未沸腾，待燃料          后，比较          就可比较出两种燃料热值大小； （3）用甲图中的装置“测量酒精的热值”，加热12min使水温升高了30°C，刚好消耗掉2g酒精，若不计热量损失，酒精的热值为          J/kg。[c水=4.2103J/（kg•°C） 【题型6】热机的效率与热量的计算 【典例】小丽为了测试汽车发动机的效率，开车以60km/h的平均速度行驶了120km，用去汽油30L，已知汽油的密度为0.7×103kg/m3，热值为4.6×107J/kg，发动机的功率为34.5kW，则该汽车发动机的效率为(　　) A.25.7% B.28.8% C.36.5% D.38% 【强化训练1】下列关于比热容、热值和热机效率的描述，正确的是(　　) A.燃料燃烧越充分，其热值越大 B.柴油的热值是3.3×107J/kg，完全燃烧1kg柴油能放出3.3×107J/kg的热量 C.水的比热容c＝4.2×103J/(kg•℃)表示水升高1℃吸收的热量是4.2×103J D.甲柴油机的效率比乙的效率高，燃烧质量相同的燃料，甲柴油机将燃料燃烧放出的热量变成有用功的能量比乙大 【强化训练2】家用轿车的发动机是四冲程内燃机，其在工作过程中是将__________能直接转化为机械能；汽油的热值是4.6×107J/kg，完全燃烧0.5kg的汽油，释放出的热量是_________J，如图是内燃机的能量流向图，根据图中给出的信息，该内燃机的效率为__________%。 【强化训练3】如图甲所示，是汽油机的__________冲程。若单缸四冲程汽油机曲轴的转速为3000r/min，则ls内对外做功_________次。由乙图可知该该汽油机的效率为__________。 【强化训练4】一辆汽车以20m/s的速度在某段水平公路上匀速直线行驶了15min，消耗汽油5L，已知此过程汽车发动机的输出功率为60kW，若汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg，1L＝1×10﹣3m3，求： (1)消耗的汽油完全燃烧放出的热量： (2)汽车发动机的效率； (3)汽车行驶过程中受到的牵引力。 【题型7】热机的效率、热量及功的综合计算 【典例】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 【强化训练1】有甲、乙两台汽油机，在相同的时间内，它们所做的有用功之比是5∶4，消耗汽油的质量之比是3：2，那么它们的效率之比是(　　) A.15∶8 B.8∶15 C.6∶5 D.5∶6 【强化训练2】某品牌汽车燃油机的能量流程图如图所示，若汽车行驶过程中消耗燃油5L(燃油的热值为3.15×107J/kg，密度为0.8×103kg/m3)，该热机的效率约为________，假如这些燃油完全燃烧，牵引力做的功是 J。 【强化训练3】近几年厂家通过对燃气灶炉头进行改造，可以让燃气灶的热效率达到60%以上。小可为了测出家中使用天然气的热值，将装有2 kg水的水壶放到天然气灶上去加热，当水从20 ℃加热至70 ℃时，天然气表的数字变化了0.02 m3，这个过程水吸收了________ J热量。若他家的天然气灶的效率约为60%，则天然气燃烧放出了________ J热量，天然气的热值约为________ J/m3。[水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 【强化训练4】元旦假期，小明一家从合肥自驾前往黄山旅游。合肥到黄山全程约260km，驾车用时3h。汽车全程消耗汽油20kg，发动机全程的平均功率为25kW。求： (1)汽车发动机所做的功； (2)汽油完全燃烧放出的热量； (3)汽车发动机的效率。 $人教版（2024)九年级全册第十四章内能的利用第3节热 机的效率题型专练（参考答案） 【题型1】燃料的热值及单位 【典例】在东北农村欢度新春佳节是很有年味的，比如“宰年猪、庆新年”。 如图是小王家在院内支起铁锅，用木柴烧水烹猪肉的场景，下列说法正确的是 A.木材烧得很旺时木材的热值会变大 B.水蒸气推动锅盖的过程与汽油机做功冲程能量转化相同 C.水和猪肉增加的内能等于木柴燃烧放出的热量 D.锅内猪肉温度升高是因为肉含有的热量增加了 【答案】B 【解析】热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、是否完全燃烧，以及放出 热量的多少等因素无关，木材烧得很旺时，其热值不变，故A错误： 水蒸气推动锅盖的过程，是水蒸气对外做功，将内能转化为机械能的过程。这 与汽油机的做功冲程相似，在汽油机的做功冲程中，也是将内能转化为机械能， 故B正确： 由于烧水烹猪肉的过程中，会有热量散失到空气中，因此水和猪肉增加的内能 实际上要小于木柴燃烧放出的热量，故C错误： 热量是一个过程量，不能说物体“含有”多少热量，只能说物体“吸收”或 “放出”了多少热量，故D错误。 对于渔船的单缸四冲程柴油机（9鬓道=43×10/kg），下列说法正确的是 () A.吸气冲程，吸进气缸的是柴油和空气的混合物 B.若柴油未能完全燃烧，则其热值会变小 C.每消耗1kg柴油，放出4.3×1071热量 D.无论如何改进柴油机，都无法使其效率达到100% 【答案】D 【解析】 汽油机在吸气冲程中吸入的是空气和汽油的混合气体，柴油机吸入的只有空气， 故A错误： 热值是1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，但实际上物质不可能完全燃烧，物 质燃烧不充分时，放出的热量少，但热值不变，故BC错误： 使用机械就一定会做额外功，废气温度很高，带走的能量很多，故无论如何改 进柴油机，效率不可能达到100%，故D正确。 【强化训练2】2024年10月30日，我国“神舟十九号”载人飞船成功发射。 搭载飞船的火箭使用的燃料是液态氢，这是利用了液态氢 的特点； 火箭高速运动过程中与空气摩擦而使温度急剧升高，这是通过 的方 式改变火箭的内能。 【答案】热值大做功 【解析】搭载飞船的火箭使用的燃料是液态氢，这是利用了液态氢热值大的特 点 火箭高速运动过程中，与空气摩擦而温度急剧升高，这是通过做功的方式改变 火箭的内能。 【强化训练3】瓶装液化石油气中都加有特殊气味的物质。当液化气泄漏时， 人们能及时闻到异味，这是有特殊气味的物质在空气中发生了 现象的 缘故。从燃料燃烧的角度看，液化气与煤相比，具有高、污染小的优 点。 【答案】扩散热值 【强化训练4】如图，北京时间10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人 飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，发射取得圆 满成功。火箭用热值很高的液氢作为发动机燃料，液氢的热值为1.4×103Jg, 其物理意义： 【答案】见解析 【解析】液氢的热值为1.4×108J/kg,其物理意义为1千克的液氢完全燃烧时 放出的热量是1.4×108J。 【题型2】燃烧热的计算 【典例】我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的 热值表示一些燃料的热值。下列选项正确的是（) 燃料 热值 燃料 热值 焦炭 3.0×107J/kg 柴油 4.3×107J/kg 酒精 3.0×10J/kg 汽油 4.6×10J/kg A.0.5kg的汽油的热值是2.3×107J/kg B.热值为3.0×107J/kg的燃料一定是酒精 C.燃料越接近完全燃烧，燃料的热值就越大 D.0.5kg的汽油完全燃烧放出的热量是2.3×107J 【答案】D 【解析】热值是燃料的一种特性，其大小与其质量大小无关：所以0.5kg的汽 油的热值还是4.6×107J/kg,故A错误： 由表中数据可知，焦炭和酒精的热值相同，为3.0×107J/kg,所以热值为3.0 ×107J/kg的燃料不一定是酒精，故B错误： 燃料越接近完全燃烧，燃料燃烧放出的热量越多：1kg（或1m3)某种燃料完全 燃烧时放出的热量，叫热值，燃料不完全燃烧时放出的热量不是热值，故C错 误； 0.5kg汽油完全燃烧放出的热量：0放=mq=0.5kg×4.6×107J=2.3×107J, 故D正确。 【强化训练1】汽油的热值为4.6×107J/kg,则燃烧2kg的汽油放出的热量不 可能为（) A.4.8×107J B.3.9×107J C.5.8×107J D.9.8×107J 【答案】D 【解析】燃烧2kg的汽油完全燃烧放出的热量Q=mq=2kg×4.6X107J/kg= 9.2×107J,汽油不完全燃烧放出的热量小于9.2×107J,不可能为9.8×107J。 【强化训练2】小明同学用他家的天然气灶为质量为2kg,初温为15℃的水加 热，此过程消耗天然气0.045m3,则天然气完全燃烧释放热量 :若 此过程的热效率为40%，在标准大气压下，水的温度升高 C。[水的 比热容为4.2×103J/(kg●C),天然气热值为4.2×107J/m3] 【答案】1.89×10685 【解析】0.045m3天然气完全燃烧放出的热量： Q=9V=4.2×10]/m3×0.045m3=1.89×109: 水吸收的热量：Q最=nQ数=409%×1.89×109=756×105，