第09讲 跨学科：热机效率和环境保护（暑假预习讲义）新九年级物理新教材沪科版

第09讲 跨学科：热机效率和环境保护 内容导航 01 预习航标→ 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 概念构建：梳理核心概念，形成知识框架 考点精讲：聚焦常考要点，讲清逻辑 例题精析：典型题目带路，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 关键词 学习目标导航 热值 热机效率 环境保护 1. 从生活中体会不同燃料燃烧释放热量的本领不同，建立热值的概念。 2. 能简单计算燃料燃烧放出的热量。 3. 能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道什么是热机的效率。 学习重点：燃料的热值和热机的效率。 学习难点：对热机效率的理解。 情｜境｜启｜思 你能说出常用的一些燃料吗？燃料燃烧时能量发生怎样的转化？ 下面我们将学习相关内容。 概｜念｜构｜建 1．燃料燃烧过程中，燃料储存的 能转化为 。 2. 我们把某种燃料 放出的热量与其 之比，叫做这种燃料的热值。计算公式：_______ ，单位是 ，符号是 。它是燃料的一种热性，与燃料的 有关。 3．对于气体燃料，计算公式为_________，单位是 。 4．对于热机，燃料释放的能量只有一部分做有用功，有相当一部分能量散失了，用来做 的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之 叫做热机的效率，计算公式为_______ 或 ________。 5. 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 （选填“多”或“少”）的燃料，从而节约能源，减少污染。 深｜研｜精｜炼 知识点01 燃料的热值 【归纳总结】 1.燃料： （1）燃料的种类 燃料是指可燃烧的物质，根据不同标准，燃料可分为不同的种类，最常见的是按其物理状态分类。 （2）燃料燃烧时能量转化 燃料在燃烧时将化学能转化为内能，也就是我们常说的释放能量。 2.燃料的热值： （1）定义： 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，用字母q表示。 （2）单位：J/kg或J/m3。 （3）物理意义： 热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小。 （4）公式：Q＝mq或者Q＝Vq。 【例1】（2026·湖北鄂州·一模）中国航天科技集团全年预计实施100次左右的发射任务，位居世界前列。火箭发射用液氢作燃料，是因为液氢（　　） A．比热容大 B．含有热量多 C．热值大 D．沸点低 【难点突破】关于热值的理解： （1）热值反应了燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领大小； （2）不是任何物质都有热值，如石块、铁块等非燃料物质没有热值； （3）热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系。 【即练1】（2026·山东济宁·一模）如图甲所示，小明用电子秤称取50g水放入烧杯中，将温度传感器插入水中，并连接电脑；取2g花生米穿在细铁丝上，点燃花生米，立即移到烧杯正下方，给水加热；在电脑上获得温度随时间的变化图像如图乙；已知，可计算出花生米的热值为______J/kg。这个测量值小于真实值，导致测量值偏小的原因可能是__________（列举一条即可）。 知识点02 热机效率 【归纳总结】 1.热机能量走向图： 汽油在汽缸内不能（能/不能）完全燃烧，损失了一部分能量；废气带走了一部分能量；热机自身对外散热，带走了一部分能量；由于机械传动等克服摩擦要消耗一部分能量；热机自身吸收一部分能量，等等。 2.热机效率： （1）定义： 热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。 （2）公式：η=W有用/ Q总 × 100% （3）对热机效率的理解： 热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，可以节约能源。 （4）提高热机效率的途径： A.使燃料充分燃烧。 B.尽量减小各种热量损失。 C.机件间保持良好的润滑、减小摩擦。 3.燃料的利用率： （1）定义：燃料燃烧时有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。 （2）公式：η=Q吸/ Q放 ×100% （3）燃料的利用率比较低的原因： A.燃料燃烧不充分。B.存在各种热量损失。 （4）提高燃料的利用率的方法： A.使燃料充分燃烧。B.减少各种热量损失。 【例2】（25-26九年级上·广东深圳·期末）燃油汽车是生活中重要的交通工具，也是造成碳排放的原因之一、某型号燃油车，其热机每消耗 10kg 汽油可以让汽车获得 1.61×108J的机械能。若汽油的热值取4.6×107J/kg，则10kg汽油完全燃烧产生的热量是________ J，该热机效率是________。若要提高热机效率，请给出一条建议________。 【例3】如图所示为某种固体酒精炉，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）若固体酒精完全燃烧，则放出的热量是多少？ （2）水吸收的热量是多少？ （3）小明测得固体酒精炉的热效率是多大？ （4）请写出固体酒精炉热效率不高的一个原因。    【已混点突破】热机效率和功率的不同： （1）热机的效率是指有用功在燃料完全燃烧释放的能量中所占的百分比，而功率是指做功的快慢。这是两个不同的物理量，两者之间不存在必然的联系。 （2）热机的效率与燃料的种类（热值大小）、燃料的质量、热机的工作时间、做功的多少均无关。因此采用热值大的燃料并不能提高热机的效率。 【即练2】汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某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，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高 B．由乙图可知该汽油机的效率是30% 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．为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值 【即练3】下列关于热机效率的说法中正确的是（　　） A．热机的功率越大，效率越高 B．热机所用燃料的热值越大，效率越高 C．减少燃烧过程中的热量损失可以提高热机效率 D．通过技术改进，热机效率可达100% 知识点03 环境保护 【归纳总结】 1.利用内能带来的环境问题： （1）废气污染。（2）烟尘污染。（3）噪音污染。 2.解决办法： （1）变分散为集中供热，提高燃料利用率。 （2）改进燃烧装置，加装消烟除尘设备，以减少烟尘排放。 （3）推广、普及“清洁能源”。 （4）种植绿色植物，净化空气。 【例4】热机在能的转化过程中不可避免地要损失一部分能量，并且会对环境造成一定程度的污染。请指出热机工作过程中存在的各种形式的能量损失，同时指出可能造成哪些环境污染。 【即练4】（25-26九年级上·湖南衡阳·月考）潍柴动力2025年发布的新款柴油机热效率达53.09%，连续4年刷新世界纪录。有经验的维修师通过观、闻等方式，就可以初步判断一台柴油机的效率高低。下列判断方式中不可靠的是（    ） A．观察尾气的颜色是否发黑 B．闻尾气中柴油味的浓淡 C．观察柴油机外观是否干净 D．感受排气管出口温度高低 一、填空题 1．（2026·陕西西安·三模）搭载神舟二十一号载人飞船的运载火箭于2025年10月31日在酒泉卫星发射中心成功发射。载人飞船火箭采用液态氢做燃料，主要是因为氢的_________（选填“比热容”或“热值”）很大，其数值约为。若完全燃烧0.5 kg液态氢，释放的能量为_________J。火箭发动机启动，使飞船调整飞行姿态时，火箭发动机的能量转化方式与内燃机的_________冲程相似（选填“压缩”或“做功”）。 2．（2025·山东枣庄·模拟预测）如图所示，卡式炉在户外野炊中被大量使用，其主要是以丁烷为燃气。在利用卡式炉烹煮食物时，主要通过______方式改变食物内能，隔着较远也能闻到食物的香味，这是______现象。水壶装入2kg初温为15℃的水，用卡式炉加热至90℃，消耗了25g丁烷气体（水的比热容为，丁烷的热值为）则卡式炉的加热效率______。 3．（25-26九年级上·河南驻马店·期末）A、B是常用的两种液体燃料，其完全燃烧释放的热量Q与质量的关系如图所示，由此可知A燃料的热值________B燃料的热值（选填“大于”“小于”或“等于”）。这两种液体燃料在燃烧过程中，将化学能转化为________能。现有A燃料2kg，用去1kg，则剩余A燃料的热值将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 4．（25-26九年级上·山东菏泽·期中）给汽车加油时，会闻到汽油味，这是______现象。当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率______（选填“升高”、“不变”或“降低”）。某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内，对外做功______次。 二、单选题 5．（2025·河南平顶山·一模）下列说法正确的是（   ） A．物体温度越高，含有热量越多 B．物体的温度不变，其内能一定不变 C．汽油机的做功冲程主要是将内能转化为机械能 D．燃料完全燃烧时放出的热量越大，其热值越大 6．（2026·山东青岛·一模）现有两个使用同一种燃料的同规格加热器，用它们分别对甲、乙两种不同的物质加热。已知甲物质的比热容是乙物质的2倍，甲物质的质量是乙物质的，当甲物质升高的温度是乙物质的时（甲、乙物质的物态都不发生改变），加热甲物质所用燃料的质量是加热乙物质所用燃料的质量的2倍，则甲乙两加热器利用热能的效率之比是（　　） A． B． C． D． 7．（25-26九年级上·江苏·期末）如图所示，是“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”的实验。取5g酒精和面巾纸碎片，分别放入两个燃烧皿中，点燃后对装有30g水的试管加热。关于该实验，下列说法中正确的是（　　） A．必须同时点燃酒精和面巾纸碎片 B．需要记录的数据是加热前的水温和燃料燃尽时的水温 C．通过比较燃料燃烧的时间来比较燃料放出的热量多少 D．燃料充分燃烧后水吸收的热量与燃料质量的比值等于燃料的热值 8．（2026·湖南长沙·模拟预测）关于热机效率，以下说法中正确的是（    ） A．在做功同样多的情况下，消耗的燃料越多，热机的效率越高 B．热机效率越高，热机做的有用功就一定越多 C．新能源汽车发动机的效率可以达到100% D．消耗的燃料相同时，热机做的有用功越多，热机的效率越高 9．（2026·陕西汉中·二模）涡轴-9发动机“玉龙”是我国完全自主研发的直升机涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。下列有关说法正确的是（　　） A．直升机升空的主要原理是流体流速大的地方压强大 B．燃烧室中燃料和压缩空气混合后，燃料的热值变大 C．燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机的工作效率越低 D．燃料燃烧后推动涡轮转动的过程能量转化情况与四冲程汽油机的做功冲程相同 9．（2026·湖北荆州·一模）热机在人类生活中发挥着重要的作用，下列有关说法正确的是（   ） A．热机工作过程中，将机械能转化为内能 B．热机的使用不会造成环境污染 C．热机中燃料燃烧放出的能量全部用来做功 D．改进热机性能，可以有效利用资源，减少排放污染 三、实验题 10．小王学习燃料的热值之后，自己设计一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。 （1）实验装置如图甲、乙所示，你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序是_________（选填“由下而上”或“由上而下”）； （2）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让酒精和碎纸片的质量、两烧杯中水的质量、以及两个烧杯都应保持___________； （3）实验数据记录如下表： 燃料 加热前水温℃ 燃料燃尽时水温℃ 燃料的热值。J·kg-1 酒精 15 35 2.4×106 碎纸片 15 25 ？ 根据表中数据，计算出碎纸片的热值是_____________J/kg； （4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏_______（选填“大”或“小”），这是因为_________。 四、计算题 11．（24-25九年级上·四川广安·月考）天然气是市民常用的一种能源。林红同学家用天然气将50kg的水从20℃加热到60℃。已知天然气的热值，水的比热容，设天然气完全燃烧、不计热量损失，求： (1)这些水吸收的热量； (2)加热这些水所需要天然气的体积。 12．（25-26九年级上·内蒙古呼和浩特·期中）随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家。一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶，发动机的实际功率为20kW。若小汽车行驶的路程为108km，小汽车内燃机的效率为30%。（）请分析以下问题： (1)小汽车行驶这段路程消耗汽油的质量（保留一位小数）； (2)提高发动机的效率，对节能减排意义非凡，截至2024年底，我国燃油汽车保有量约为3亿辆。假设每辆汽车每年消耗燃油1.8t，汽车内燃机的效率平均值取30%。如果能把内燃机效率提高1%，我国每年大约可以节约的燃油。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第09讲 跨学科：热机效率和环境保护 内容导航 01 预习航标→ 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 概念构建：梳理核心概念，形成知识框架 考点精讲：聚焦常考要点，讲清逻辑 例题精析：典型题目带路，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 关键词 学习目标导航 热值 热机效率 环境保护 1. 从生活中体会不同燃料燃烧释放热量的本领不同，建立热值的概念。 2. 能简单计算燃料燃烧放出的热量。 3. 能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道什么是热机的效率。 学习重点：燃料的热值和热机的效率。 学习难点：对热机效率的理解。 情｜境｜启｜思 你能说出常用的一些燃料吗？燃料燃烧时能量发生怎样的转化？ 下面我们将学习相关内容。 概｜念｜构｜建 1．燃料燃烧过程中，燃料储存的 化学能转化为内能。 2. 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。计算公式：q=，单位是焦/千克 ，符号是J/kg。它是燃料的一种热性，与燃料的种类有关。 3．对于气体燃料，计算公式为q=，单位是 焦/米3 。 4．对于热机而言，燃料释放的能量只有一部分用来做有用功，还有相当一部分能量散失了，用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率，计算公式为η= 或 η=。 5. 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（选填“多”或“少”）的燃料，从而节约能源，减少污染。 深｜研｜精｜炼 知识点01 燃料的热值 【归纳总结】 1.燃料： （1）燃料的种类 燃料是指可燃烧的物质，根据不同标准，燃料可分为不同的种类，最常见的是按其物理状态分类。 （2）燃料燃烧时能量转化 燃料在燃烧时将化学能转化为内能，也就是我们常说的释放能量。 2.燃料的热值： （1）定义： 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，用字母q表示。 （2）单位：J/kg或J/m3。 （3）物理意义： 热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小。 （4）公式：Q＝mq或者Q＝Vq。 【例1】（2026·湖北鄂州·一模）中国航天科技集团全年预计实施100次左右的发射任务，位居世界前列。火箭发射用液氢作燃料，是因为液氢（　　） A．比热容大 B．含有热量多 C．热值大 D．沸点低 【答案】C 【详解】A．比热容大的物质适合做冷却剂，和燃料的选择无关，故A不符合题意； B．“热量”是过程量，只能说“吸收或放出热量”，不能说“含有热量”，表述本身错误，故B不符合题意； C．液氢的热值大，意味着相同质量的液氢完全燃烧时，能放出更多的热量，能为火箭提供巨大的推力，故C符合题意； D．沸点低不是选择火箭燃料的关键因素，故D不符合题意。 故选C。 【难点突破】关于热值的理解： （1）热值反应了燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领大小； （2）不是任何物质都有热值，如石块、铁块等非燃料物质没有热值； （3）热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系。 【即练1】（2026·山东济宁·一模）如图甲所示，小明用电子秤称取50g水放入烧杯中，将温度传感器插入水中，并连接电脑；取2g花生米穿在细铁丝上，点燃花生米，立即移到烧杯正下方，给水加热；在电脑上获得温度随时间的变化图像如图乙；已知，可计算出花生米的热值为______J/kg。这个测量值小于真实值，导致测量值偏小的原因可能是__________（列举一条即可）。 【答案】 花生未完全燃烧 【详解】水吸收的热量 若不计热量损失，由得，花生米的热值为 实际实验中，热量会向空气中散失，也会被烧杯、铁丝吸收，花生米也很难完全燃烧，我们计算时只用被水吸收的热量代表总放热，得到的结果小于真实热值。 知识点02 热机效率 【归纳总结】 1.热机能量走向图： 汽油在汽缸内不能（能/不能）完全燃烧，损失了一部分能量；废气带走了一部分能量；热机自身对外散热，带走了一部分能量；由于机械传动等克服摩擦要消耗一部分能量；热机自身吸收一部分能量，等等。 2.热机效率： （1）定义： 热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。 （2）公式：η=W有用/ Q总 × 100% （3）对热机效率的理解： 热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，可以节约能源。 （4）提高热机效率的途径： A.使燃料充分燃烧。 B.尽量减小各种热量损失。 C.机件间保持良好的润滑、减小摩擦。 3.燃料的利用率： （1）定义：燃料燃烧时有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。 （2）公式：η=Q吸/ Q放 ×100% （3）燃料的利用率比较低的原因： A.燃料燃烧不充分。B.存在各种热量损失。 （4）提高燃料的利用率的方法： A.使燃料充分燃烧。B.减少各种热量损失。 【例2】（25-26九年级上·广东深圳·期末）燃油汽车是生活中重要的交通工具，也是造成碳排放的原因之一、某型号燃油车，其热机每消耗 10kg 汽油可以让汽车获得 1.61×108J的机械能。若汽油的热值取4.6×107J/kg，则10kg汽油完全燃烧产生的热量是________ J，该热机效率是________。若要提高热机效率，请给出一条建议________。 【答案】 4.6×108 35% 让燃料燃烧得更充分 【详解】[1]汽油质量，热值 汽油完全燃烧释放的热量 [2]机械能，10kg汽油完全燃烧产生的热量是 该热机的效率是 [3]提高热机效率的关键是减少能量损失。常见的方法包括：改进燃烧技术，使燃料更充分燃烧；减少机械摩擦损失；提高热能的利用率，如回收废气余热。 【例3】如图所示为某种固体酒精炉，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）若固体酒精完全燃烧，则放出的热量是多少？ （2）水吸收的热量是多少？ （3）小明测得固体酒精炉的热效率是多大？ （4）请写出固体酒精炉热效率不高的一个原因。    【答案】（1）6×105J；（2）2.1×105J；（3）35%；（4）见解析 【解析】（1）若固体酒精完全燃烧，则放出的热量是 （2）水吸收的热量为 （3）小明测得固体酒精炉的热效率为 （4）燃烧不完全；部分热量散发到空气中；锅吸收一部分热量。 【已混点突破】热机效率和功率的不同： （1）热机的效率是指有用功在燃料完全燃烧释放的能量中所占的百分比，而功率是指做功的快慢。这是两个不同的物理量，两者之间不存在必然的联系。 （2）热机的效率与燃料的种类（热值大小）、燃料的质量、热机的工作时间、做功的多少均无关。因此采用热值大的燃料并不能提高热机的效率。 【即练2】汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某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，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高 B．由乙图可知该汽油机的效率是30% 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．为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值 【答案】A 【解析】A．如图甲所示，进气孔和排气孔都关闭，活塞向上运动，压缩气体，对气体做功，气体温度升高，这是汽油机的压缩冲程，故A正确； B．由乙图可知该汽油机的效率为η=100%-6%-30%-36%=28%，故B错误； CD．热值是燃料完全燃烧时的放出的热量和质量之比，燃料的热值只与燃料的种类和状态有关，与燃料是否完全燃烧无关，燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的利用率，不会降低燃料的热值；为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的利用率，不能提高燃料的热值，故CD错误。 故选A。 【即练3】下列关于热机效率的说法中正确的是（　　） A．热机的功率越大，效率越高 B．热机所用燃料的热值越大，效率越高 C．减少燃烧过程中的热量损失可以提高热机效率 D．通过技术改进，热机效率可达100% 【答案】C. 【解析】A．热机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，热机做功越快，表示热机的功率越大，与效率无关，故A错误； B．用热值大的燃料，燃烧相同燃料可以放出更多的热量，但用来做有用功的能量不一定多，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量的比值不一定大，热机效率不一定高，故B错误； C．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减少热量的损失，提高效率，故C正确； D．热机在工作过程中不可避免地存在能量的损失，所以热机效率永远要小于100%，故D错误。所以选C。 知识点03 环境保护 【归纳总结】 1.利用内能带来的环境问题： （1）废气污染。（2）烟尘污染。（3）噪音污染。 2.解决办法： （1）变分散为集中供热，提高燃料利用率。 （2）改进燃烧装置，加装消烟除尘设备，以减少烟尘排放。 （3）推广、普及“清洁能源”。 （4）种植绿色植物，净化空气。 【例4】热机在能的转化过程中不可避免地要损失一部分能量，并且会对环境造成一定程度的污染。请指出热机工作过程中存在的各种形式的能量损失，同时指出可能造成哪些环境污染。 【答案】（1）废气的内能，散热损失，机械摩擦的损失，其中废气损失能量最大；（2）废气污染、烟尘污染、噪音污染。 【解析】略。 【即练4】（25-26九年级上·湖南衡阳·月考）潍柴动力2025年发布的新款柴油机热效率达53.09%，连续4年刷新世界纪录。有经验的维修师通过观、闻等方式，就可以初步判断一台柴油机的效率高低。下列判断方式中不可靠的是（    ） A．观察尾气的颜色是否发黑 B．闻尾气中柴油味的浓淡 C．观察柴油机外观是否干净 D．感受排气管出口温度高低 【答案】C 【详解】A．尾气发黑说明燃料燃烧不充分，燃料完全燃烧放出的能量中，未被有效利用的部分多，用来做有用功的能量占比小，柴油机效率低，故A不符合题意； B．尾气中柴油味浓，说明部分柴油未燃烧就被排出，燃料浪费，有用功的能量占比小，效率低，故B不符合题意； C．柴油机外观是否干净只是表面清洁情况，与燃料燃烧利用情况、能量转化效率无关，故C符合题意； D．排气管出口温度高，说明柴油机散失的热量多，用来做有用功的能量占比小，效率低，故D不符合题意。 故选C。 一、填空题 1．（2026·陕西西安·三模）搭载神舟二十一号载人飞船的运载火箭于2025年10月31日在酒泉卫星发射中心成功发射。载人飞船火箭采用液态氢做燃料，主要是因为氢的_________（选填“比热容”或“热值”）很大，其数值约为。若完全燃烧0.5 kg液态氢，释放的能量为_________J。火箭发动机启动，使飞船调整飞行姿态时，火箭发动机的能量转化方式与内燃机的_________冲程相似（选填“压缩”或“做功”）。 【答案】 热值 做功 【详解】火箭采用液态氢做燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以放出更多的热量。 完全燃烧0.5kg液态氢，释放的能量为 火箭发动机工作时，燃料燃烧将内能转化为机械能，内燃机的做功冲程将内能转化为机械能，能量转化方式相同。 2．（2025·山东枣庄·模拟预测）如图所示，卡式炉在户外野炊中被大量使用，其主要是以丁烷为燃气。在利用卡式炉烹煮食物时，主要通过______方式改变食物内能，隔着较远也能闻到食物的香味，这是______现象。水壶装入2kg初温为15℃的水，用卡式炉加热至90℃，消耗了25g丁烷气体（水的比热容为，丁烷的热值为）则卡式炉的加热效率______。 【答案】 热传递 扩散 52.5% 【详解】利用卡式炉烹煮食物，食物从锅中吸收热量，因此是用热传递的方式增大食物的内能；食物的香气四溢是分子在不停地做无规则运动的结果，是扩散现象；水吸收的热量 25g丁烷气体完全燃烧放出的热量为 卡式炉的加热效率 3．（25-26九年级上·河南驻马店·期末）A、B是常用的两种液体燃料，其完全燃烧释放的热量Q与质量的关系如图所示，由此可知A燃料的热值________B燃料的热值（选填“大于”“小于”或“等于”）。这两种液体燃料在燃烧过程中，将化学能转化为________能。现有A燃料2kg，用去1kg，则剩余A燃料的热值将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 小于 内 不变 【详解】[1]如图，等质量的燃料A和燃料B完全燃烧，燃料A放出的热量更少，所以燃料A的热值小于燃料B的热值。 [2]燃料燃烧过程中，将储存的化学能转化为内能，释放热量。 [3]热值是燃料的特性，与燃料种类有关，与质量、放出的热量以及燃烧情况等无关，所以剩余A燃料的热值将不变。 4．（25-26九年级上·山东菏泽·期中）给汽车加油时，会闻到汽油味，这是______现象。当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率______（选填“升高”、“不变”或“降低”）。某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内，对外做功______次。 【答案】 扩散 降低 20 【详解】[1]给汽车加油时，会闻到汽油味，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动。 [2]当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”。热机效率是指用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比。当汽油燃烧不充分时，燃料燃烧放出的热量减少，则用来做有用功的能量减少，这时发动机的效率会降低。 [3]汽油机飞轮的转速为2400r/min，即40r/s。四冲程汽油机飞轮每转两圈完成1个工作循环、对外做功1次。则当该汽油机飞轮每秒钟转40圈时能完成20个工作循环，对外做功20次。 二、单选题 5．（2025·河南平顶山·一模）下列说法正确的是（   ） A．物体温度越高，含有热量越多 B．物体的温度不变，其内能一定不变 C．汽油机的做功冲程主要是将内能转化为机械能 D．燃料完全燃烧时放出的热量越大，其热值越大 【答案】C 【详解】A．热量描述了物体发生热传递时，传递能量的多少，不能说物体含有热量多，故A错误； B．冰是晶体，晶体熔化时，物体吸收热量，温度不变，其内能变大，故B错误； C．汽油机的做功冲程主要是高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故C正确； D．热值是燃料的一种特性，热值大小仅与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度无关，故D错误。 故选C。 6．（2026·山东青岛·一模）现有两个使用同一种燃料的同规格加热器，用它们分别对甲、乙两种不同的物质加热。已知甲物质的比热容是乙物质的2倍，甲物质的质量是乙物质的，当甲物质升高的温度是乙物质的时（甲、乙物质的物态都不发生改变），加热甲物质所用燃料的质量是加热乙物质所用燃料的质量的2倍，则甲乙两加热器利用热能的效率之比是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】同一种燃料的热值相同，则甲乙两加热器利用热能的效率之比 故选D。 7．（25-26九年级上·江苏·期末）如图所示，是“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”的实验。取5g酒精和面巾纸碎片，分别放入两个燃烧皿中，点燃后对装有30g水的试管加热。关于该实验，下列说法中正确的是（　　） A．必须同时点燃酒精和面巾纸碎片 B．需要记录的数据是加热前的水温和燃料燃尽时的水温 C．通过比较燃料燃烧的时间来比较燃料放出的热量多少 D．燃料充分燃烧后水吸收的热量与燃料质量的比值等于燃料的热值 【答案】B 【详解】A．本实验的目的是比较质量相等的不同燃料完全燃烧时放出的热量，通过水温的变化来体现，与是否同时点燃无关，故A错误； B．燃料燃烧放出的热量被水吸收，导致水温升高。通过水温的变化可以比较燃料放出热量的多少。根据热量计算公式，需要测量水的初温 t0和燃料燃尽后的末温t，才能计算水温的变化量，从而比较水吸收热量的多少，故B正确； C．不同燃料的燃烧速度不同，燃烧时间长短不能代表放出热量的多少。比较放出热量的多少，应通过比较水温的变化量来进行，故C错误； D．燃料的热值是指 1kg 的某种燃料完全燃烧时放出的热量。在本实验中，燃料燃烧放出的热量有一部分散失到空气中，并没有全部被水吸收，所以水吸收的热量小于燃料完全燃烧放出的热量。因此，水吸收的热量与燃料质量的比值小于燃料的热值，故D错误。 故选B。 8．（2026·湖南长沙·模拟预测）关于热机效率，以下说法中正确的是（    ） A．在做功同样多的情况下，消耗的燃料越多，热机的效率越高 B．热机效率越高，热机做的有用功就一定越多 C．新能源汽车发动机的效率可以达到100% D．消耗的燃料相同时，热机做的有用功越多，热机的效率越高 【答案】D 【详解】A．热机效率即，做功同样多，即相同，消耗燃料越多，越大，计算得到的效率越低，故A错误； B．热机效率是比值，不是有用功的绝对值。效率高不代表有用功一定多，例如消耗少量燃料，即使效率高，总有用功也比消耗大量燃料、效率稍低的热机少，故B错误； C．任何热机工作时都不可避免存在能量损耗，因此效率永远小于，故C错误； D．消耗燃料相同，说明燃料完全燃烧放出的总能量相同，有用功越多，越大，热机效率越高，故D正确。 故选D。 9．（2026·陕西汉中·二模）涡轴-9发动机“玉龙”是我国完全自主研发的直升机涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。下列有关说法正确的是（　　） A．直升机升空的主要原理是流体流速大的地方压强大 B．燃烧室中燃料和压缩空气混合后，燃料的热值变大 C．燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机的工作效率越低 D．燃料燃烧后推动涡轮转动的过程能量转化情况与四冲程汽油机的做功冲程相同 【答案】D 【详解】A．流体压强规律是流速越大的位置压强越小，直升机是靠机翼上、下方的压力差获得向上的升力来升空的，A错误； B．热值是燃料本身的特性，只和燃料种类有关，与是否和空气混合无关，B错误； C．燃料燃烧越充分，相同质量燃料放出的有效能量越多，发动机工作效率越高，C错误； D．高温高压气体推动涡轮转动，是内能转化为机械能，和四冲程汽油机做功冲程的能量转化完全相同，D正确。 故选D。 9．（2026·湖北荆州·一模）热机在人类生活中发挥着重要的作用，下列有关说法正确的是（   ） A．热机工作过程中，将机械能转化为内能 B．热机的使用不会造成环境污染 C．热机中燃料燃烧放出的能量全部用来做功 D．改进热机性能，可以有效利用资源，减少排放污染 【答案】D 【详解】A．热机工作时，是将燃料燃烧获得的内能转化为机械能，故A错误； B．热机使用时会排放废气、产生噪声，会造成环境污染，故B错误； C．燃料燃烧放出的能量会有一部分散失、被机器吸收等，不可能全部用来做功，故C错误； D．改进热机性能，可以提高燃料利用率，有效利用资源，同时减少排放污染，故D正确。 故选D。 三、实验题 10．小王学习燃料的热值之后，自己设计一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。 （1）实验装置如图甲、乙所示，你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序是_________（选填“由下而上”或“由上而下”）； （2）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让酒精和碎纸片的质量、两烧杯中水的质量、以及两个烧杯都应保持___________； （3）实验数据记录如下表： 燃料 加热前水温℃ 燃料燃尽时水温℃ 燃料的热值。J·kg-1 酒精 15 35 2.4×106 碎纸片 15 25 ？ 根据表中数据，计算出碎纸片的热值是_____________J/kg； （4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏_______（选填“大”或“小”），这是因为_________。 【答案】 由下而上 相同 小 存在热损失或者燃料没有完全燃烧 【详解】（1）[1]在安装实验装置的时候，为了便于调节，应该由下往上安装。 （2）[2]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。 （3）[3]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 35℃-15℃=20℃ 碎纸片燃烧放出的热量可以使相同质量的水的温度升高 25℃-15℃=10℃ 水吸收热量分别是酒精和纸片燃烧释放的，由可知燃烧相同质量的酒精和纸片，酒精放出的热量是纸片的两倍，再由可知酒精的热值是碎纸片的2倍，所以碎纸片的热值为1.2×106J/kg。 （4）[4][5]因为烧杯、空气也吸收热量，并且燃料不可能完全燃烧，导致水吸收的热量比燃烧完全燃烧释放的能量少，即测得的Q放偏小，根据所以测得的热值会偏小。 四、计算题 11．（24-25九年级上·四川广安·月考）天然气是市民常用的一种能源。林红同学家用天然气将50kg的水从20℃加热到60℃。已知天然气的热值，水的比热容，设天然气完全燃烧、不计热量损失，求： (1)这些水吸收的热量； (2)加热这些水所需要天然气的体积。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）水的质量，水的比热容，水升高的温度 水吸收的热量 （2）不计热量损失，天然气完全燃烧放出的热量 已知天然气的热值，由，得需要天然气的体积 12．（25-26九年级上·内蒙古呼和浩特·期中）随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家。一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶，发动机的实际功率为20kW。若小汽车行驶的路程为108km，小汽车内燃机的效率为30%。（）请分析以下问题： (1)小汽车行驶这段路程消耗汽油的质量（保留一位小数）； (2)提高发动机的效率，对节能减排意义非凡，截至2024年底，我国燃油汽车保有量约为3亿辆。假设每辆汽车每年消耗燃油1.8t，汽车内燃机的效率平均值取30%。如果能把内燃机效率提高1%，我国每年大约可以节约的燃油。 【答案】(1) 7.8kg (2) 吨 【解析】【小题1】由题可知，小车速度 ，路程 ，根据可得，汽车行驶的时间 由可得，汽车输出的有用功 由可得，消耗的汽油释放的总热量 所以消耗汽油的质量 【小题2】由题可知，原效率 ，提高后 ，所以每辆车每年可以节约的燃油质量为 汽车保有量 因此总节约量 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $