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

北师大版（2024）九年级全册 第十章 机械能、内能及其转化第五节 调查燃料的利用及其对环境的影响 题型专练 【题型1】比较不同燃料放热多少 【典例】如图所示，甲、乙、丙三图的装置完全相同，用如图装置完成“探究不同物质吸热升温现象”和“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”。为了方便探究，下列物理量无需一样的是（　　） A.三个装置的液体质量 B.三个装置液体的初温 C.甲、乙燃料燃烧时间 D.甲、丙燃料单位时间内释放热量 【强化训练1】某小组的同学做“比较不同燃料的热值”的实验，他们使用了如图所示的装置，假设燃料燃烧放出的热量被液体完全吸收。在设计实验方案时，你认为其中没必要的操作是(  ) A.控制两种燃料的质量相同 B.尽量使燃料充分燃烧 C.盛放两杯液体的容器相同 D.两杯液体的初温相同 【强化训练2】如图所示甲、乙、丙三个装置完全相同。 （1）要比较“不同燃料的放热能力”，应选择          两图进行实验；该实验中燃料燃烧时放出热量的多少是通过比较           （选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）来判断的； （2）要比较不同物质吸热能力，应选择          两个图进行实验； （3）若甲装置中消耗的燃料的质量为m1，使质量为m2的水温度升高了Δt（水未沸腾），则燃料1的热值q为          （用m1、m2、c水、Δt表示），该方法测出的热值会比真实值          。 【强化训练3】小明采用如图所示的装置进行探究“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”。 (1)探究过程中，要控制两套装置中燃料的质量和烧杯中水的           一定要相等。 (2)实验时，可以通过比较           （选填“加热时间”或“水升高的温度”）来比较酒精和碎纸片放出热量的多少。 (3)从表格中数据可以发现，质量相等的酒精和碎纸片都充分燃烧后，           放出的热量多。 (4)通过实验可得，质量相等的不同燃料，充分燃烧后所放出的热量一般是           （选填“相同”或“不同”）的。 (5)该同学用天平分别测出了烧杯中水的质量以及两套装置中燃料的质量。并由记录的数据，利用公式计算出了水吸收的热量。他认为通过这些数据能准确计算出酒精和碎纸片的热值。你认为他的计算结果是           （选填“可靠”或“不可靠”）的，理由是           。 【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10g，烧杯内的液体质量和初温相同。 (1)除了图中所示的测量器材外，还需要的测量器材是天平和        。 (2)比较不同物质的吸热能力，应选择        两图进行实验；不同物质吸热的多少是通过        （填“温度计示数的变化量”或“加热时间”）来反映的，这种实验方法是        （选填“对比法”或“转换法”）。 (3)根据实验测得的数据，分别描绘出a、b两种液体的温度随加热时间变化的图像如图丁所示，则a、b两种液体的比热容大小为        （选填“>”“<”或“=”）。 (4)为了比较燃料1和燃料2的热值，应该在燃料完全燃烧后，通过比较        （选填“温度计示数的变化量”或“加热时间”）来得出结论。 【题型2】热值的概念、单位和意义 【典例】2024年11月30日，长征十二号运载火箭在海南商业航天发射场成功首飞。推动“长十二”飞天的燃料是煤基航天煤油，这是煤基航天煤油首次应用于长征系列运载火箭，主要是由于煤基航天煤油的(　　) A.沸点高 B.熔点高 C.比热容大 D.热值大 【强化训练1】北京时间2024年2月29日21时03分，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01星发射升空，其中涉及的物理知识说法正确的是（　　） A.火箭升空时，燃料的热值随燃料的燃烧而不断减小 B.火箭升空时，燃料的化学能先转化为内能再转化为火箭的机械能 C.火箭穿过大气层时，防护罩温度升高是通过热传递方式改变了内能 D.卫星定轨后，绕地球匀速转动时运动状态没有发生改变 【强化训练2】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.汽油机汽缸内的汽油燃烧不完全，会导致汽油热值降低 【强化训练3】火锅（如图），古称“古董羹”，因食物投入沸水时发出的“咕咚”声而得名，是中国独创的美食之一，下列说法正确的是（   ） A.汤汁沸腾后，仍然持续加热，汤汁的内能保持不变 B.食物煮熟是通过热传递的方式改变食物的内能 C.用燃气灶加热火锅时，调大火力可以提高燃气的热值 D.不敢大口喝热气腾腾的汤，因为汤里含有的热量多 【强化训练4】汽油的热值q=4.6×107J/kg，其物理意义是      ；汽油机工作过程，油箱内的汽油越来越少，汽油的热值      （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【强化训练5】图为火箭升空过程，选择液氢作为燃料，是因为液氢的       大。进入大气层后，火箭外部会因为剧烈摩擦而升温，此过程将        能转化为内能。 【强化训练6】在北方的冬天，人们常利用“暖气”取暖，这是用         的方法改变内能。某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫热值，热值与燃料的形状、体积、质量         （选填“有关”或“无关”）。 【题型3】热值的公式和计算 【典例】周末小莉在家中为家人做饭。其中一个灶头上的锅中装有质量为2 kg、初温为20 ℃的水，另一个灶头用来炒菜；水的比热容为。下列说法正确的是(　　) A.天然气燃烧过程中，将天然气的化学能转化为机械能 B.炒菜时菜的内能增加是通过做功的方式实现的 C.两个天然气灶头喷出的天然气热值不同 D.将水加热至100 ℃，水吸收的热量为 【强化训练1】某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均气压为，飞轮转速为1800r/min，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），1min消耗汽油15mL，（，），则下列计算正确的是（　　） A.做功冲程中燃气对活塞的平均压力5400N B.汽油机的功率为4050W C.一个做功冲程中，燃气对活塞做的功135J D.汽油机的效率为36% 【强化训练2】为了保障跑长途的车辆避免发生刹车失灵或者高温爆胎的事故，部分高速服务区和高速路段中途设置有刹车、轮胎降温池（水池），专供路过的车辆进行车轮降温。刹车过程是通过      方式使刹车片和轮毂升温的，而降温池中用水降温是利用水的      。新农村建设中推广使用瓶装液化气。每瓶中装入10kg液化气（其热值为4.2×107J/kg），则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是      J。 【强化训练3】太阳能热水器的水箱内装有50L的水，太阳光照射一段时间后，水温从20℃升高到60℃，煤热值3×107J/kg，求： (1)水的质量是多少? (2)水吸收的热量是多少? (3)不计热量损失，相当于多少质量的煤完全燃烧放出的热量? 【强化训练4】某中学为了方便学生在校使用热水，为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。水的比热容是4.2×10³J/（kg⋅°C），无烟煤的热值是3.5×10⁷J/kg。求： (1)锅炉内的水吸收的热量是多少? (2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少? (3)此锅炉的效率是多少? 【题型4】热机效率的计算 【典例】如图所示，是汽油机的能量流向图，对照此图，下列说法正确的是（　　） A.废气的排放所占的比例最小 B.减少废气能量损失是提高热机效率的有效手段 C.汽油机工作时燃烧汽油越多，汽油的热值越大 D.汽油机的能量利用率可达100% 【强化训练1】汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列说法错误的是（　　） A.图甲是压缩冲程 B.由图乙可知该汽油机的效率是28% C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，但汽油的热值不变 D.汽车工作的时间越长，汽车牵引力做功的功率一定越大 【强化训练2】图为内燃机的能流图，以下说法正确的是（　　） A.E1表示燃料的内能 B.减少E2也无法提高内燃机的效率 C.E4大于E2与E3之和 D.E3是废气带走的能量，它是能量损失中最多的 【强化训练3】一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为，这些能量需要完全燃烧0.55kg的干木柴才能得到，则干木柴的热值为      J/kg，如果用掉一半后，干木柴的热值将       （选填“变大”“变小”或“不变”）。一台柴油机完全燃烧一定质量的柴油放出的热量为，其中损失的热量为，则柴油机做有用功的那部分能量为       J，柴油机的机械效率为        。 【强化训练4】水上摩托艇运动是集高科技、观赏、竞争和惊险刺激于一体，富有现代文明特征的高速水上运动。如图所示的摩托艇，油箱一次最多可以加8kg燃油，加满一次燃油最多能使摩托艇以恒定功率航行60min。已知。问： (1)油箱中的燃油在消耗的过程中，其热值将      （选填“增大”“不变”或“减小”）；为摩托艇提供动力的是发动机      冲程。 (2)满箱燃油完全燃烧放出的热量是多少？ (3)摩托艇航行时的热机效率是多少？ 【强化训练5】小芳家的太阳能热水器，水箱容积是200 L。小芳进行了一次观察活动：某天早上她用温度计测得自来水的温度为22 ℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为47 ℃。请你求解下列问题： (1)水箱中水吸收的热量。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，水的密度1.0103 kg/m3] (2)如果水吸收的这些热量由燃烧煤气来提供，需要燃烧煤气3m3，求煤气燃烧放出的热量。(煤气的热值为q煤气＝1.8×107 J/m3) (3)求煤气灶的效率为多少? 【题型5】提高热机效率的方法 【典例】下列关于热值和热机效率的说法，正确的是（　　） A.燃烧1千克某种燃料放出的热量叫做这种燃料的热值 B.燃料燃烧时，质量越大，热值越大 C.使燃料燃烧更充分，可以增大热机效率 D.柴油机的热机效率通常为100% 【强化训练1】关于热机，下列说法正确的是（　　） A.随着科学技术的发展，热机的效率可达到100% B.在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率 C.在热机的一个工作循环中，活塞往复四次 D.在压缩冲程中内能转化为机械能 【强化训练2】阅读下面短文，并完成问题。 从蒸汽机到飞机 最早的热机是蒸汽机，原始的蒸汽机体积庞大，效率很低，随着社会的发展，迫切需要轻便的热机，于是，内燃机应运而生。内燃机分为汽油机、柴油机两大类，燃料分别是汽油和柴油。内燃机工作时不需要携带大量的水和煤，质量减小了，燃料在汽缸内燃烧的更充分，且热损失小，效率提高了…… 早期的飞机是由内燃机提供动力，从上世纪40年代开始，飞机越来越多的使用喷气发动机，机身也更多的采用复合材料，飞机的起落架上装有如图甲的导电搭地线，落地时把飞机因摩擦而带的电导入地下，防止因放电发生危险，飞机机翼的横截面如图乙所示。 （1）提高内燃机效率的途径很多，请根据文中描述列举一条：      ； （2）现代飞机不安装导电的搭地线，而采用特殊的橡胶轮胎，落地时与导电搭地线起到同样的效果，这种特殊的橡胶一定是      （选填“导体”或“绝缘体”）； （3）汽油机工作时燃烧的汽油是属于      再生能源（选填“可”或“不可”）； （4）由图乙可知，当飞机前进时，机翼与周围的空气发生相对运动，由于机翼横截面上、下不对称，机翼上表面空气流速大于下表面空气流速，下表面比上表面的压强      （选填“大”或“小”），机翼上下表面存在着压强差，这就是产生升力的原因。 【强化训练3】热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，从而节约能源，减少污染。如图所示是某热机工作过程的“能流图”，请根据图示信息回答以下问题： （1）该热机能量耗散的主要渠道是什么？ （2）请结合能流图谈一谈如何有效地利用能量，减少热量的耗散。 【题型6】认识燃料的利用对环境的影响 【典例】随着人们生活水平的提高，汽车走进了千家万户，关于小汽车涉及的知识，下列说法正确的是（　　） A.汽车发动机的做功冲程将内能转化为机械能 B.精心保养可使汽车发动机的效率达到100% C.选择水作为汽车发动机的冷却剂，是利用水的比热容较小的特点 D.汽车排出的尾气对环境没有任何污染 【强化训练1】如图所示，是斯特林发动机小汽车，当点燃发动机下面的酒精炉后，发动机的活塞就会往复运动，通过曲轴使车运动起来，关于这一过程所包含的物理知识，下列说法正确的是（　　） A.随着酒精的燃烧，酒精炉内剩余酒精的热值在不断减小 B.斯特林发动机的原理是内能转化为机械能 C.酒精炉内的酒精完全燃烧，斯特林发动机的效率为100% D.酒精燃烧不会产生有毒气体，对环境没有影响 【强化训练2】2024年7月5日6时49分，我国在太原卫星发射中心使用长征六号改运载火箭，成功将天绘五号02组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。 (1)长征六号改运载火箭选用煤油作为燃料，这是利用了煤油          （选填“热值大”或“比热容大”）的性质。 (2)长征六号改运载火箭加速升空过程中，将燃料燃烧释放的          能转化为火箭的机械能。该过程中发生的能量转化，与四冲程汽油机         冲程发生的能量转化相同。 (3)长征六号改运载火箭发射时向外喷出高温燃气，周围空气温度升高，内能           （选填“增大”“不变”或“减小”）。 (4)你认为下列提高火箭发动机热机效率的说法错误的是_________（填选项前字母序号）。 A．提高技术，尽量使燃料充分燃烧 B．尽量减少火箭发动机的输出功率 C．尽量减少火箭发动机内部机械的摩擦 D．尽量减少热量损失 【强化训练3】石油被称为“液体黄金”，但是使用传统能源所带来的环境问题以及能源危机正越来越严重地困扰着人类，有科学家开发出了“乙醇汽油”，即以一定比例的乙醇与汽油混合，就可以供汽车等作为能源使用，所以“乙醇汽油”的开发和利用或许能给人类开发新的能源带来一种新的途径。请你根据上述材料和所学知识分析回答下列问题： （1）乙醇燃烧的过程是      能转化为内能的过程。乙醇的热值为3.0×107 J/kg，完全燃烧28g乙醇放出      J的热量。 （2）按照能源的分类，乙醇汽油属于      （选填“一次能源”或“二次能源”），使用乙醇汽油作为能源，与使用传统汽油、柴油等相比具有明显的好处，请你说出一点：      。 【强化训练4】某校师生在学习了能量的转化与守恒以后，组织兴趣小组调查学校几种炉灶的能量利用效率．他们发现学校的一个老式锅炉烧水时，经常冒出大量的黑烟，且烧水时锅炉周围的温度很高，锅炉的效率很低。 （1）请你根据调查中发现的现象分析此锅炉效率低的原因，并提出相应的改进措施。 （2）要减少烟气带走的热量，可以采用什么办法？ 学科网（北京）股份有限公司 $ 北师大版（2024）九年级全册 第十章 机械能、内能及其转化第五节 调查燃料的利用及其对环境的影响 题型专练（参考答案） 【题型1】比较不同燃料放热多少 【典例】如图所示，甲、乙、丙三图的装置完全相同，用如图装置完成“探究不同物质吸热升温现象”和“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”。为了方便探究，下列物理量无需一样的是（　　） A.三个装置的液体质量 B.三个装置液体的初温 C.甲、乙燃料燃烧时间 D.甲、丙燃料单位时间内释放热量 【答案】C 【解析】甲乙两图是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量, 甲、丙是探究不同物质吸热升温现象,两实验均采用控制变量法，要保持装置中液体的质量和初温相等，可知AB不符合题意；甲乙两图是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量。只需比较质量和初温相等的同种液体吸收相同热量时，哪种燃料加热时间长则其热值就小。所以无需让甲、乙燃料燃烧时间一样，可知C符合题意；甲、丙是同种燃料，是探究不同物质吸热升温现象，加热相同时间它们放出的热量相等，有必要控制甲、丙燃料单位时间内释放热量一样，可知D不符合题意。 【强化训练1】某小组的同学做“比较不同燃料的热值”的实验，他们使用了如图所示的装置，假设燃料燃烧放出的热量被液体完全吸收。在设计实验方案时，你认为其中没必要的操作是(  ) A.控制两种燃料的质量相同 B.尽量使燃料充分燃烧 C.盛放两杯液体的容器相同 D.两杯液体的初温相同 【答案】D 【解析】燃料的热值是燃料完全燃烧放出的热量，所以，比较不同燃料的热值时，必须控制两种燃料的质量相同，且燃料充分燃烧； 根据题意知道，该设计实验方案中，是通过燃烧相同质量燃料时，容器及水吸收的热量多少反映燃料的热值，由知道，盛放两杯液体的容器需要相同，但两杯液体的初温可以不同，故选D。 【强化训练2】如图所示甲、乙、丙三个装置完全相同。 （1）要比较“不同燃料的放热能力”，应选择          两图进行实验；该实验中燃料燃烧时放出热量的多少是通过比较           （选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）来判断的； （2）要比较不同物质吸热能力，应选择          两个图进行实验； （3）若甲装置中消耗的燃料的质量为m1，使质量为m2的水温度升高了Δt（水未沸腾），则燃料1的热值q为          （用m1、m2、c水、Δt表示），该方法测出的热值会比真实值          。 【答案】甲丙 温度计升高的示数 甲乙 小 【解析】（1）比较不同燃料的放热能力，要用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，应选择甲、丙两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量，是通过温度计示数的变化来反映的。 （2）为了比较不同物质吸热能力，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，应选择甲和乙两图进行实验。 （3）水吸收的热量为 Q吸=c水m2Δt 则燃料1的热值 该方法测出的热值会比真实值偏小，因为实验过程有热量散失。 【强化训练3】小明采用如图所示的装置进行探究“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”。 (1)探究过程中，要控制两套装置中燃料的质量和烧杯中水的           一定要相等。 (2)实验时，可以通过比较           （选填“加热时间”或“水升高的温度”）来比较酒精和碎纸片放出热量的多少。 (3)从表格中数据可以发现，质量相等的酒精和碎纸片都充分燃烧后，           放出的热量多。 (4)通过实验可得，质量相等的不同燃料，充分燃烧后所放出的热量一般是           （选填“相同”或“不同”）的。 (5)该同学用天平分别测出了烧杯中水的质量以及两套装置中燃料的质量。并由记录的数据，利用公式计算出了水吸收的热量。他认为通过这些数据能准确计算出酒精和碎纸片的热值。你认为他的计算结果是           （选填“可靠”或“不可靠”）的，理由是           。 【答案】(1)质量　　(2)水升高的温度　　(3)酒精　　(4)不同 (5)不可靠 　　 燃料不能完全燃烧并且热量有散失 【解析】（1）探究过程中，要控制两套装置中燃料的质量和烧杯中水的质量一定要相等，实验中通过水温度升高的高低，得出燃料释放热量的多少，再通过得出燃料热值的大小。 （2）实验时，可以通过比较水升高的温度来比较酒精和碎纸片放出热量的多少：被加热的水的质量相同，由得，水升高的温度越多，水吸收的热量越多，说明燃料释放的热量越多，由可得，燃料完全燃烧的质量相同时，燃料释放的热量越多，燃料热值越大。 （3）从表格中数据得，质量相等的酒精和碎纸片都充分燃烧后，被酒精加热的水升高的温度多，说明酒精放出的热量多。 （4）通过实验可得，质量相等的不同燃料，不同燃料的热值一般不同，充分燃烧后所放出的热量一般是不同的。 （5）该同学用天平分别测出了烧杯中水的质量以及两套装置中燃料的质量。并由记录的数据，利用公式计算出了水吸收的热量，由于实验过程中，燃料不能完全燃烧并且热量有散失，导致水吸收的热量小于燃料完全燃烧释放的热量，会导致计算出酒精和碎纸片的热值偏小，故他的计算结果不可靠的。 【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10g，烧杯内的液体质量和初温相同。 (1)除了图中所示的测量器材外，还需要的测量器材是天平和        。 (2)比较不同物质的吸热能力，应选择        两图进行实验；不同物质吸热的多少是通过        （填“温度计示数的变化量”或“加热时间”）来反映的，这种实验方法是        （选填“对比法”或“转换法”）。 (3)根据实验测得的数据，分别描绘出a、b两种液体的温度随加热时间变化的图像如图丁所示，则a、b两种液体的比热容大小为        （选填“>”“<”或“=”）。 (4)为了比较燃料1和燃料2的热值，应该在燃料完全燃烧后，通过比较        （选填“温度计示数的变化量”或“加热时间”）来得出结论。 【答案】(1)秒表　　(2)甲丙 　　 加热时间 　　 转换法　　(3)> (4)温度计示数的变化量 【解析】（1）实验中，需要测量时间、温度、质量，除了图中所示的测量器材外，还需要的测量器材是天平和测量时间的秒表。 （2）比较不同物质吸热本领，应采用相同加热装置，加热质量相同的不同液体，因此应选择甲和丙两图进行实验。 实验中加热装置相同，加热时间相同时，液体吸收热量相同，加热时间不同，液体吸收热量不同，不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的，采用的是转换法。 （3）由图丁得，加热相同时间，质量相同的a、b液体吸收相同的热量，b升高的温度较多，说明。 （4）为了比较燃料1和燃料2的热值，应该在燃料完全燃烧后，通过比较温度计示数的变化量，示数变化较多的液体吸收的热量较多，燃料释放的热量较多，燃料完全燃烧的质量相同，由得，燃料的热值较大。 【题型2】热值的概念、单位和意义 【典例】2024年11月30日，长征十二号运载火箭在海南商业航天发射场成功首飞。推动“长十二”飞天的燃料是煤基航天煤油，这是煤基航天煤油首次应用于长征系列运载火箭，主要是由于煤基航天煤油的(　　) A.沸点高 B.熔点高 C.比热容大 D.热值大 【答案】D 【解析】煤基航天煤油是一种新型航天燃料，应具有较高的热值，故A、B、C不符合题意，D符合题意。 【强化训练1】北京时间2024年2月29日21时03分，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01星发射升空，其中涉及的物理知识说法正确的是（　　） A.火箭升空时，燃料的热值随燃料的燃烧而不断减小 B.火箭升空时，燃料的化学能先转化为内能再转化为火箭的机械能 C.火箭穿过大气层时，防护罩温度升高是通过热传递方式改变了内能 D.卫星定轨后，绕地球匀速转动时运动状态没有发生改变 【答案】B 【解析】燃料的热值与燃料种类有关，与燃料质量无关，所以热值不会随燃料的燃烧而不断减小，可知A错误；火箭上升，是消耗了燃料的化学能，获得了机械能，是化学能转化为内能，内能又转化为机械能，可知B正确；火箭穿过大气层时，防护罩与空气摩擦做功，防护罩温度升高是通过做功方式改变了内能，可知C错误；卫星定轨后，绕地球匀速转动时方向一直在变化，所以运动状态也一直在发生改变，可知D错误。 【强化训练2】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.汽油机汽缸内的汽油燃烧不完全，会导致汽油热值降低 【答案】B 【解析】热量只能从温度高的物体向温度低的物体传递，故A错误； 当晶体熔化时，吸收热量，内能增加，温度保持不变，故B正确； 只能说吸收或放出热量，不能说含有热量，故C错误； 热值是燃料的固有属性，不随其他因素变化，故D错误。 【强化训练3】火锅（如图），古称“古董羹”，因食物投入沸水时发出的“咕咚”声而得名，是中国独创的美食之一，下列说法正确的是（   ） A.汤汁沸腾后，仍然持续加热，汤汁的内能保持不变 B.食物煮熟是通过热传递的方式改变食物的内能 C.用燃气灶加热火锅时，调大火力可以提高燃气的热值 D.不敢大口喝热气腾腾的汤，因为汤里含有的热量多 【答案】B 【解析】汤汁沸腾后，温度保持不变，但需要持续加热，即需要持续吸热，所以内能增大，故A错误； 煮食物的过程，食物吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递的方式改变内能，故B正确； 燃气的热值与燃气的种类有关，与燃气灶的火力无关，调大火力不可以提高燃气的热值，故C错误； 不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤的温度高，而热量是过程量，不能说含有热量的多少，故D错误。 【强化训练4】汽油的热值q=4.6×107J/kg，其物理意义是      ；汽油机工作过程，油箱内的汽油越来越少，汽油的热值      （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】1kg汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J 　　 不变 【解析】汽油的热值是4.6×107J/kg，它表示的物理意义是1kg汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J。 热值是燃料的特性，不随物体的质量变化而变化，故汽油机工作过程，油箱内的汽油越来越少，汽油的热值不变。 【强化训练5】图为火箭升空过程，选择液氢作为燃料，是因为液氢的       大。进入大气层后，火箭外部会因为剧烈摩擦而升温，此过程将        能转化为内能。 【答案】热值　　机械 【解析】由于液氢的热值大，燃烧相同的燃料放出的热量多，因此火箭升空过程，选择液氢作为燃料。 进入大气层后，火箭克服摩擦做功，将机械能转化为内能，火箭外部会因为剧烈摩擦而升温。 【强化训练6】在北方的冬天，人们常利用“暖气”取暖，这是用         的方法改变内能。某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫热值，热值与燃料的形状、体积、质量         （选填“有关”或“无关”）。 【答案】热传递 　　 无关 【解析】取暖时，高温的水将热量传递给低温的物体，这是利用热传递改变物体的内能。 热值大小与燃料种类有关，与燃料的形状、体积、质量等其他因素无关。 【题型3】热值的公式和计算 【典例】周末小莉在家中为家人做饭。其中一个灶头上的锅中装有质量为2 kg、初温为20 ℃的水，另一个灶头用来炒菜；水的比热容为。下列说法正确的是(　　) A.天然气燃烧过程中，将天然气的化学能转化为机械能 B.炒菜时菜的内能增加是通过做功的方式实现的 C.两个天然气灶头喷出的天然气热值不同 D.将水加热至100 ℃，水吸收的热量为 【答案】D 【解析】天然气燃烧过程中，将天然气储存的化学能转化为内能，故A错误； 炒菜时，菜吸收热量，内能增大，是通过热传递的方式改变内能，故B错误； 两个天然气灶头喷出的天然气热值相同，因为燃料的种类相同，热值相同，故C错误； 水吸收的热量 故D正确。 【强化训练1】某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均气压为，飞轮转速为1800r/min，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），1min消耗汽油15mL，（，），则下列计算正确的是（　　） A.做功冲程中燃气对活塞的平均压力5400N B.汽油机的功率为4050W C.一个做功冲程中，燃气对活塞做的功135J D.汽油机的效率为36% 【答案】C 【解析】做功冲程中燃气对活塞的平均压力 故A错误； 一个做功冲程中，燃气对活塞做的功为 由于一个工作循环飞轮转2圈，对外做功一次，飞轮转速为1800r/min，则每分钟对外做功900次，汽油机的功率为 故B错误，C正确； 1分钟消耗的汽油的质量为 1分钟消耗的汽油放出的热量为 汽油机的效率为 故D错误。 【强化训练2】为了保障跑长途的车辆避免发生刹车失灵或者高温爆胎的事故，部分高速服务区和高速路段中途设置有刹车、轮胎降温池（水池），专供路过的车辆进行车轮降温。刹车过程是通过      方式使刹车片和轮毂升温的，而降温池中用水降温是利用水的      。新农村建设中推广使用瓶装液化气。每瓶中装入10kg液化气（其热值为4.2×107J/kg），则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是      J。 【答案】做功 比热容大 【解析】改变物体内能的两种方式分别是：做功和热传递。刹车过程是将机械能转化为内能，是通过做功的方式使刹车片和轮毂升温的；降温池中用水降温是利用水的比热容大，相同质量的水和其它物体相比，升高相同温度时可以吸收更多热量。 每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量为 【强化训练3】太阳能热水器的水箱内装有50L的水，太阳光照射一段时间后，水温从20℃升高到60℃，煤热值3×107J/kg，求： (1)水的质量是多少? (2)水吸收的热量是多少? (3)不计热量损失，相当于多少质量的煤完全燃烧放出的热量? 【答案】(1)50kg (2)8.4×106J (3)0.28kg 【解析】（1）由得水的质量 m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×50×10﹣3m3＝50kg （2）水吸收的热量 Q吸＝c水m水∆t＝4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(60℃-20℃)＝8.4×106J （3）不计热量损失 Q放＝Q吸＝8.4×106J 由Q放＝mq得煤的质量 【强化训练4】某中学为了方便学生在校使用热水，为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。水的比热容是4.2×10³J/（kg⋅°C），无烟煤的热值是3.5×10⁷J/kg。求： (1)锅炉内的水吸收的热量是多少? (2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少? (3)此锅炉的效率是多少? 【答案】(1) 　　(2) 　　(3) 【解析】（1）锅炉内的水吸收的热量是 （2）6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是 （3）此锅炉的效率是 【题型4】热机效率的计算 【典例】如图所示，是汽油机的能量流向图，对照此图，下列说法正确的是（　　） A.废气的排放所占的比例最小 B.减少废气能量损失是提高热机效率的有效手段 C.汽油机工作时燃烧汽油越多，汽油的热值越大 D.汽油机的能量利用率可达100% 【答案】B 【解析】由图示知，废气带走了大部分的能量，所以减少该部分的能量损失是提高热机效率的有效手段，可知A错误，B正确；热值是燃料的一种特性，它代表燃料性能的优劣，热值的大小与燃料的种类有关，与燃烧程度、质量的多少以及是否燃烧等均无关，可知C错误；由于在汽油机的工作过程中，总是会存在能量损失，即有用能量总是小于燃料放出的总能量，所以汽油机的效率不可能达到100%，可知D错误。 【强化训练1】汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列说法错误的是（　　） A.图甲是压缩冲程 B.由图乙可知该汽油机的效率是28% C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，但汽油的热值不变 D.汽车工作的时间越长，汽车牵引力做功的功率一定越大 【答案】D 【解析】进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，属于压缩冲程，可知A正确，不符合题意；汽油机的效率为可知B正确，不符合题意；汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明尾气带走的未燃烧的汽油越多，也就是燃料燃烧越不充分，但是汽油的热值与燃烧情况无关，所以汽油热值不变，可知C正确，不符合题意；功率等于做功除以做这些功所需要的时间，而汽车工作时间越长，做得功是越多的，但是功与时间的比值即功率不一定越大，可知D错误，符合题意。 【强化训练2】图为内燃机的能流图，以下说法正确的是（　　） A.E1表示燃料的内能 B.减少E2也无法提高内燃机的效率 C.E4大于E2与E3之和 D.E3是废气带走的能量，它是能量损失中最多的 【答案】D 【解析】由于燃料具有化学能，所以E1表示燃料的化学能，可知A错误；E2表示机械损失的能量，提高热机效率的方法可以通过减少散热损失、机械损失等方法，所以减少E2可以提高内燃机的效率，可知B错误；由于内燃机的效率小于50%，所以内燃机做有用功的能量小于内燃机损失的能量，可知E4小于E2与E3之和，可知C错误；由于内燃机最大的能量损失是废气内能，所以E3是废气带走的能量，它是能量损失中最多的，可知D正确。 【强化训练3】一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为，这些能量需要完全燃烧0.55kg的干木柴才能得到，则干木柴的热值为      J/kg，如果用掉一半后，干木柴的热值将       （选填“变大”“变小”或“不变”）。一台柴油机完全燃烧一定质量的柴油放出的热量为，其中损失的热量为，则柴油机做有用功的那部分能量为       J，柴油机的机械效率为        。 【答案】 　　　 不变 　　　 　　　 40% 【解析】干木柴的热值 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、是否完全燃烧等因素无关。因此，用掉一半后，干木柴的热值将不变。 柴油机做有用功的那部分能量 柴油机的机械效率 【强化训练4】水上摩托艇运动是集高科技、观赏、竞争和惊险刺激于一体，富有现代文明特征的高速水上运动。如图所示的摩托艇，油箱一次最多可以加8kg燃油，加满一次燃油最多能使摩托艇以恒定功率航行60min。已知。问： (1)油箱中的燃油在消耗的过程中，其热值将      （选填“增大”“不变”或“减小”）；为摩托艇提供动力的是发动机      冲程。 (2)满箱燃油完全燃烧放出的热量是多少？ (3)摩托艇航行时的热机效率是多少？ 【答案】(1)不变　　 做功　　(2)3.2×108J　　(3)22.5% 【解析】（1）燃料热值不随燃料的质量而改变，所以燃油在消耗的过程中，其热值将不变。 摩托艇前进将具有机械能，所以需要发动机的做功冲程提供动力。 （2）由热值公式变形可得满箱燃油完全燃烧放出的热量 Q=q燃油m=4×107J/kg×8kg=3.2×108J （3）由功的公式可得摩托艇航行时做的有用功 W有=Pt=2×104W×60×60s=7.2×107J 由效率公式可得摩托艇航行时的热机效率 【强化训练5】小芳家的太阳能热水器，水箱容积是200 L。小芳进行了一次观察活动：某天早上她用温度计测得自来水的温度为22 ℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为47 ℃。请你求解下列问题： (1)水箱中水吸收的热量。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，水的密度1.0103 kg/m3] (2)如果水吸收的这些热量由燃烧煤气来提供，需要燃烧煤气3m3，求煤气燃烧放出的热量。(煤气的热值为q煤气＝1.8×107 J/m3) (3)求煤气灶的效率为多少? 【答案】(1)2.1×107 J　　(2)5.4×107 J　　(3)38.9% 【解析】(1)水的体积 V=200 L=200dm3=0.2m3 由可得，水的质量 m=ρV=1.0×103 kg/m3×0.2m3=200 kg 水箱中水吸收的热量 Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103 J/(kg• ℃)×200 kg×(47 ℃﹣22 ℃)=2.1×107 J (2)煤气完全燃烧释放的热量 Q放=Vq煤气=3m3×1.8×107 J/m3=5.4×107 J (3)煤气灶的效率η=×100%= 【题型5】提高热机效率的方法 【典例】下列关于热值和热机效率的说法，正确的是（　　） A.燃烧1千克某种燃料放出的热量叫做这种燃料的热值 B.燃料燃烧时，质量越大，热值越大 C.使燃料燃烧更充分，可以增大热机效率 D.柴油机的热机效率通常为100% 【答案】C 【解析】1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，可知A错误；热值是燃料的一种特性，与燃料的质量无关，可知B错误；使燃料燃烧更充分，提供的能量多，损失的能量越少，可以提高热机的效率，可知C正确；热机在工作时通常要克服机件摩擦所做的额外功，因此热机效率不可能达到100%，可知D错误。 【强化训练1】关于热机，下列说法正确的是（　　） A.随着科学技术的发展，热机的效率可达到100% B.在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率 C.在热机的一个工作循环中，活塞往复四次 D.在压缩冲程中内能转化为机械能 【答案】B 【解析】通过技术改造只能提高热机的效率，热机的工作效率总是小于1的，不可能达到，可知A错误；热机工作的过程中带走了大部分的热量，可以提高用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出总能量的百分比，从而大大提高热机效率，可知B正确；在热机的一个工作循环中，曲轴转动两圈，活塞往复运动两次，可知C错误；在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能，燃料混合物的温度升高内能增大，可知D错误。 【强化训练2】阅读下面短文，并完成问题。 从蒸汽机到飞机 最早的热机是蒸汽机，原始的蒸汽机体积庞大，效率很低，随着社会的发展，迫切需要轻便的热机，于是，内燃机应运而生。内燃机分为汽油机、柴油机两大类，燃料分别是汽油和柴油。内燃机工作时不需要携带大量的水和煤，质量减小了，燃料在汽缸内燃烧的更充分，且热损失小，效率提高了…… 早期的飞机是由内燃机提供动力，从上世纪40年代开始，飞机越来越多的使用喷气发动机，机身也更多的采用复合材料，飞机的起落架上装有如图甲的导电搭地线，落地时把飞机因摩擦而带的电导入地下，防止因放电发生危险，飞机机翼的横截面如图乙所示。 （1）提高内燃机效率的途径很多，请根据文中描述列举一条：      ； （2）现代飞机不安装导电的搭地线，而采用特殊的橡胶轮胎，落地时与导电搭地线起到同样的效果，这种特殊的橡胶一定是      （选填“导体”或“绝缘体”）； （3）汽油机工作时燃烧的汽油是属于      再生能源（选填“可”或“不可”）； （4）由图乙可知，当飞机前进时，机翼与周围的空气发生相对运动，由于机翼横截面上、下不对称，机翼上表面空气流速大于下表面空气流速，下表面比上表面的压强      （选填“大”或“小”），机翼上下表面存在着压强差，这就是产生升力的原因。 【答案】让燃料燃烧更充分 导体 可 大 【解析】（1） 由题可知“内燃机工作时不需要携带大量的水和煤，质量减小了，燃料在汽缸内燃烧的更充分，且热损失小，效率提高了……”，则文中给出提高内燃机效率的途径是：让燃料燃烧更充分、减小热损失。 （2） 现代飞机不安装导电的搭地线，而采用特殊的橡胶轮胎，落地时与导电搭地线起到同样的效果，即落地时把飞机因摩擦而带的电导入地下，所以特殊的橡胶和导电的搭地线一样都是导体。 （3） 汽油机工作时燃烧的汽油是由石油提炼得到的，储量是有限的，使用后短期内得不到补充，属于不可再生能源。 （4） 当飞机前进时，机翼与周围的空气发生相对运动，由于机翼横截面上、下不对称，机翼上表面空气流速大于下表面空气流速，根据流体压强与流速的关系可知，下表面比上表面的压强大，使机翼上下表面存在向上的压强差（压力差），从而产生向上的升力。 【强化训练3】热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，从而节约能源，减少污染。如图所示是某热机工作过程的“能流图”，请根据图示信息回答以下问题： （1）该热机能量耗散的主要渠道是什么？ （2）请结合能流图谈一谈如何有效地利用能量，减少热量的耗散。 【答案】（1）废气带走热量 （2）见解析 【解析】（1）由图可知，废气带走的热量占燃料完全燃烧释放能量的36%，在能量耗散中占比最大，所以该热机能量耗散的主要渠道是废气带走热量。 （2）由图可知，废气带走热量最多，所以可以通过设法利用废气的能量的方式减少热量的散失；也通过减少摩擦耗能的方式减少能量的散失。 【题型6】认识燃料的利用对环境的影响 【典例】随着人们生活水平的提高，汽车走进了千家万户，关于小汽车涉及的知识，下列说法正确的是（　　） A.汽车发动机的做功冲程将内能转化为机械能 B.精心保养可使汽车发动机的效率达到100% C.选择水作为汽车发动机的冷却剂，是利用水的比热容较小的特点 D.汽车排出的尾气对环境没有任何污染 【答案】A 【解析】发动机做功冲程，燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，使汽车获得动力，可知A正确；汽车发动机工作过程中总是会有能量的损失，任何方法都不可能使汽油机的效率达到100%，可知B错误；选择水作为汽车发动机的冷却剂，是利用水的比热容较大的特点，相同质量的水和其它物质相比，升高相同的温度，水吸收的热量较多，可知C错误；汽车排出的尾气对环境有较大的污染，可知D错误。 【强化训练1】如图所示，是斯特林发动机小汽车，当点燃发动机下面的酒精炉后，发动机的活塞就会往复运动，通过曲轴使车运动起来，关于这一过程所包含的物理知识，下列说法正确的是（　　） A.随着酒精的燃烧，酒精炉内剩余酒精的热值在不断减小 B.斯特林发动机的原理是内能转化为机械能 C.酒精炉内的酒精完全燃烧，斯特林发动机的效率为100% D.酒精燃烧不会产生有毒气体，对环境没有影响 【答案】B 【解析】热值是燃料的特性，与燃料的种类有关，与其质量的大小无关，随着酒精的燃烧，酒精炉内剩余酒精的热值不变， 可知A错误；点燃发动机下面的酒精炉后，发动机的活塞就会往复运动，通过曲轴使车运动起来，此过程中酒精燃烧产生的内能转化为机械能，可知B正确； 酒精炉内的酒精完全燃烧，斯特林发动机在工作过程存在摩擦、废气也会带走很大一部分能量，所以发动机的效率不可能达到I00%，可知C错误； 酒精燃烧生成二氧化碳，会产生温室效应，可知D错误。 【强化训练2】2024年7月5日6时49分，我国在太原卫星发射中心使用长征六号改运载火箭，成功将天绘五号02组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。 (1)长征六号改运载火箭选用煤油作为燃料，这是利用了煤油          （选填“热值大”或“比热容大”）的性质。 (2)长征六号改运载火箭加速升空过程中，将燃料燃烧释放的          能转化为火箭的机械能。该过程中发生的能量转化，与四冲程汽油机         冲程发生的能量转化相同。 (3)长征六号改运载火箭发射时向外喷出高温燃气，周围空气温度升高，内能           （选填“增大”“不变”或“减小”）。 (4)你认为下列提高火箭发动机热机效率的说法错误的是_________（填选项前字母序号）。 A．提高技术，尽量使燃料充分燃烧 B．尽量减少火箭发动机的输出功率 C．尽量减少火箭发动机内部机械的摩擦 D．尽量减少热量损失 【答案】(1)热值大　　(2)内 　　 做功　　(3)增大　　(4)B 【解析】（1）采用煤油作为火箭的燃料，原因是煤油具有较大的热值，由Q放=mq可知，完全燃烧相同质量的煤油时，可以放出更多的热量。 （2）火箭加速升空过程中，火箭的机械能增大，是燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能。 热机的做功冲程将内能转化为机械能，则该过程的能量转化与热机的做功冲程所发生的能量转化相同。 （3）内能与物体的质量、温度以及状态有关，长征六号改运载火箭发射时向外喷出高温燃气，周围空气温度升高，内能增大。 （4）使燃料充分燃烧，可以提供更多的能量使火箭飞行，故A正确，不符合题意； 减少发动机的输出功率，单位时间内燃料燃烧提供的做有用功的能量减少，发动机的效率减小，故B错误，符合题意； 减少摩擦力可以减少克服摩擦力所做的额外功，提供给飞行的有用功增大，故C正确，不符合题意； 减少热量损失，有用功的能量增大，发动机的机械效率提高，故D正确，不符合题意。 【强化训练3】石油被称为“液体黄金”，但是使用传统能源所带来的环境问题以及能源危机正越来越严重地困扰着人类，有科学家开发出了“乙醇汽油”，即以一定比例的乙醇与汽油混合，就可以供汽车等作为能源使用，所以“乙醇汽油”的开发和利用或许能给人类开发新的能源带来一种新的途径。请你根据上述材料和所学知识分析回答下列问题： （1）乙醇燃烧的过程是      能转化为内能的过程。乙醇的热值为3.0×107 J/kg，完全燃烧28g乙醇放出      J的热量。 （2）按照能源的分类，乙醇汽油属于      （选填“一次能源”或“二次能源”），使用乙醇汽油作为能源，与使用传统汽油、柴油等相比具有明显的好处，请你说出一点：      。 【答案】化学 8.4×105 二次能源 减少环境污染 【解析】解：（1）乙醇燃烧时把化学能转化为内能； 完全燃烧28g乙醇放出的热量为 （2）乙醇无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到，属于二次能源； 使用乙醇汽油作为能源，与使用传统汽油、柴油等相比具有明显的好处：可以降低一氧化碳、碳氢化合物等污染物排放，减少环境污染；还可以节省常规能源。 【强化训练4】某校师生在学习了能量的转化与守恒以后，组织兴趣小组调查学校几种炉灶的能量利用效率．他们发现学校的一个老式锅炉烧水时，经常冒出大量的黑烟，且烧水时锅炉周围的温度很高，锅炉的效率很低。 （1）请你根据调查中发现的现象分析此锅炉效率低的原因，并提出相应的改进措施。 （2）要减少烟气带走的热量，可以采用什么办法？ 【答案】见解析 【解析】（1）锅炉效率低的原因：①锅炉冒出大量的黑烟，说明煤燃烧不完全；②锅炉周围的温度很高，说明锅炉向周围散失的热量太多。 （2）改进措施：尽量使燃料燃烧充分；利用烟气携带的热量对其他的水进行预加热，综合利用内能。 学科网（北京）股份有限公司 $