第14.3节 热机的效率（高效培优·讲义）物理新教材人教版九年级全一册

本讲义聚焦初中物理“热机的效率”核心内容，系统梳理燃料的热值（定义、单位、公式及计算）和热机效率（定义、能量流向、计算及提高方法），构建从燃料燃烧能量转化到热机能量利用的完整学习支架。 资料通过控制变量法实验（比较不同燃料热值）、分层练习（基础计算到综合题）及生活实例（如“围炉煮茶”“氢能源汽车”），培养科学探究与科学思维能力。课中辅助教师实验教学，课后借助真题演练和三阶练习帮助学生查漏补缺，同时渗透环保意识，体现科学态度与责任。

第14.3节 热机的效率 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 燃料的热值 考点02 热机的效率 03 避坑指南·解题通法 角度01 热值的概念、单位和物理意义 角度02 热值的公式及相关计算 角度03 比较不同燃料的热值大小 角度04 热机效率的定义 角度05 热机燃料燃烧能量走向示意图 角度06 加热效率的计算 角度07 热机效率的计算 角度08 提高热机的效率的方法 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.掌握热值概念、单位与物理意义，会计算燃料完全燃烧放出的热量。 2.理解热机效率定义，知道热机工作中能量损耗的主要途径。 3.熟练完成热值、热机效率综合计算题。 4.了解提升热机效率的措施，知道热机带来的环境污染与治理方法。 1.类比比热容，用比值定义法理解热值的物理含义。 2.梳理热机能量流向图，分析各类能量损失。 3.分层练习基础热值计算、热机效率综合计算，规范解题步骤。 4.结合生活生产实例，总结提高燃料利用率、热机效率的实用方法。 知识导图 考点01 燃料的热值 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。 2、燃料的热值：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，符号时q。 （1）对于气体燃料而言，热值的定义是1m3的某种燃料完全燃烧时放出的热量。 （2）热值是燃料的一种属性，它的大小只与燃料的种类有关。 （3）热值单位：焦/千克（J/kg），读作焦每千克。 （4）公式：Q=mq：其中M——燃料的质量——单位千克（kg）；q——燃料的热值——单位焦/千克（J/kg）。 Q——燃烧放出的热量——单位焦耳（J）。 （5）热值的物理意义：热值表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量的多少；如木炭的热值为3.40×107J/kg，表示完全燃烧1kg的木炭，放出的热量是3.40×107J。 2、热值的计算 （1）固体和液体的公式：；Q=qm。 （2）气体：；Q=qV。 3、比较不同燃料的热值大小 （1）准备实验器材：‌需要准备铁架台、‌石棉网、‌烧杯、‌温度计各两只，‌以及适量的水和两种不同的燃料（‌如酒精和汽油）‌。‌ （2）设置实验装置：‌按照实验装置图依次将燃料盒、‌石棉网、‌烧杯、‌温度计自下而上固定好。‌ （3）控制变量：‌确保两种燃料的质量相同，‌燃烧的时间相同，‌加热相同质量的同种液体。‌ （4）进行实验：‌在两个烧杯中倒入质量相同、‌初温相同的水；‌在燃料盒中倒入质量相等的适量酒精和汽油；‌分别点燃酒精和汽油，‌加热烧杯内的水，‌直到燃料燃尽。‌记录数据：‌燃料燃尽后，‌记录两烧杯内水升高的温度△t。‌ （5）分析结果：‌比较两装置中烧杯内水升高的温度△t，‌升高的温度越高，‌表明水吸收的热量越多，‌进而表明燃料的放热能力越强。‌ 【深化点拨】 1．燃料热值的理解 （1）“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽。1kg的某种燃料，只有在完全燃烧时放出热量的大小，在数值上才等于这种燃料的热值。如果没有完全燃烧，放出的热量比按热值计算出的热量要小。 （2）热值是燃料本身的一种性质,它只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧、放出热量的多少均没有关系，同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值不同。 2．热值计算：只有完全燃烧时，才能用Q=qm或Q=qV计算。 1．把一瓶汽油倒去一半，则剩下的汽油（　　） A．比热容变为原来的一半，热值不变 B．热值变为原来的一半，比热容不变 C．热值和比热容都变为原来的一半 D．比热容和热值均不变 【答案】D 【详解】比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与质量无关，倒去一半汽油后，物质种类和状态不变，比热容不变；热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与质量无关，倒去一半汽油后，燃料种类不变，热值不变。 故选D。 2．烧烤的主要燃料是木炭，10g的木炭完全燃烧可以放出的热量，则木炭的热值为_______J/kg；冬天，搓手时手的内能增加是通过_______的方式实现的，木炭用掉一半时，剩余木炭的热值将_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 做功 不变 【详解】木炭的质量 木炭的热值 搓手时，手通过克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，这是通过做功的方式增加手的内能；热值是燃料的一种固有特性，仅与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，所以木炭用掉一半时，剩余木炭的热值不变。 考点02 热机的效率 1、燃料的有效利用：用煤气灶、锅炉、煤炉等烧水时，燃料不能完全燃烧利用，具体原因是多样的。例如，燃料不能完全燃烧而损失了一部分能量，装水的容器吸收了一部分能量、灶体本身也会吸收一部分能量，高温的烟气带走了一部分能量，还有一部分能量直接散失掉了，水吸收的热量只占燃料燃烧放出热量的一部分，只有水吸收的热量才是有效利用的部分。 2、锅炉的效率 （1）锅炉是利用燃料或其他热源把水加热成热水或蒸汽的设备。锅炉包括锅和炉两部分，锅是指盛水的容器，炉是燃料燃烧的装置。 （2）提高锅炉燃料利用率的途径：一、让燃料尽可能充分燃烧，如将煤研磨成粉状，加大进风量等；二、减少热量损失，如加大有效受热面积等。 3、热机效率 （1）定义：用来做有用功的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值。 （2）计算公式： 对热机而言，其中用来做有用功的能量Q有用等于热机对外的有用功W有用，故热机的效率公式又可写成：。 （3）物理意义：热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机的效率是热机性能的一个重要指标。 （4）常见热机效率：蒸汽机6%-15%，汽油机20%-30%，柴油机30%-45%。 4、提高热机效率的主要途径 （1）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧（将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更充分燃烧）。 （2）减少各种热量损失（I. 加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；II. 使用较好的保温材料，减少热损失）。 （3）在热机设计和制造上，采用先进的技术。 （4）保障良好的润滑，减少机械摩擦。 【深化点拨】 1．对于热机效率可与机械效率进行对比理解：热机效率是衡量热机性能好坏的一个重要参数，要提高热机的效率就是要提高热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1。 2．热机的效率的解题思路点拨：在对热机的效率进行辨析时，只有有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比越大时，热机的效率才会越大。 3．提高热机效率的方法：‌（1）改善燃烧条件‌；‌（2）减少摩擦损失‌；‌（3）充分利用废气能量‌；‌（4）减少热量损失‌；‌（5）采用先进技术‌。 1．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。 2．汽车发动机一般是柴油机或汽油机，完全燃烧0.5kg的汽油能够获得________J能量（）。小明同学阅读了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的图表，则该内燃机的效率为________。 【答案】 30% 【详解】[1]完全燃烧0.5kg的汽油能获得的能量 [2]根据题图可知燃料燃烧释放的热量，一部分输出为有用功，其余的能量一部分被废气带走，一部分被设备损耗，一部分因为传动部件摩擦损耗，故该内燃机的效率 3．清明小长假，轩轩一家出去旅游。汽车通过一条长3600m的隧道，消耗0.2kg的汽油，汽车通过隧道牵引力做的功为。（汽油的热值）求： (1)完全燃烧0.2kg汽油放出的热量为多少； (2)汽车通过隧道发动机的效率为多少。 【详解】（1）汽油的质量，汽油的热值， （2）由题意得，牵引力做的功，完全燃烧汽油放出的热量，效率为 热机的效率的综合应用及解题步骤 1.热值（q）：燃料的“身份证” （1）核心概念：热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧无关。 类比：就像密度一样，一滴水和一桶水的密度（热值）是一样的。 （2）公式区分（高频易错）： 固体/液体燃料：Q放=mq（ m是质量，单位 kg）。 气体燃料：Q放=Vq（V是体积，单位 m3）。 （3）题目如果说“煤炭燃烧了一半，剩下的热值变小”，这是错误的。热值永远不变。 2.热机效率（η）：永远小于1。 （1）定义：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。 （2）公式：。 W有：通常指牵引力做的功（ Fs）或克服阻力做的功。 Q放：指燃料完全燃烧释放的总热量（mq或 Vq）。 （3）为什么 η<100%。 废气带走大量的热（这是最大的能量损失）。 散热损失（机器发热）。 机械摩擦损耗。 （4）提高途径：让燃料燃烧更充分、减少各种热损失、减小摩擦。 3.环保与能源危机 （1）热机污染：废气（二氧化碳导致温室效应，二氧化硫导致酸雨）、噪声。 （2）解决思路：改进燃烧技术、使用清洁能源（太阳能、电能替代）、植树造林。 角度01 热值的概念、单位和物理意义 1．（2026年四川遂宁市中考物理试题）被誉为“中国17世纪的工艺百科全书”《天工开物》记载了我国古代生产技术成就。如： ①碎煤有两种，用以炊烹，用以冶煅； ②取诸麻、菜子入釜，文火慢炒，透出香气； ③榨汁入缸，看水花为火色。其花煎至细嫩，如煮羹沸； 下列对相关记载分析正确的是（     ） A．“用以炊烹”煤炭燃烧时热值在不断减小 B．“透出香气”是因为分子在运动 C．“文火慢炒”是通过做功的方式改变内能 D．“如煮羹沸”羹在沸腾时吸热，温度升高 【答案】B 【详解】A．热值是燃料的固有特性，仅与燃料的种类有关，与燃烧过程无关，煤炭燃烧时热值不会减小，故A错误； B．“透出香气”是因为香气分子在空气中做无规则运动，扩散到周围空间，说明分子在不停地运动，故B正确； C．“文火慢炒”是通过热传递的方式，将火焰的热量传递给麻、菜子，从而改变其内能，并非做功方式，故C错误； D．液体沸腾的特点是持续吸热但温度保持不变，因此羹在沸腾时吸热，温度不会升高，故D错误。 故选B。 2．（多选）如图所示，“围炉煮茶”是近年来比较流行的休闲方式，一般采用木炭作为燃料，用陶土壶作煮具。下列相关描述正确的是（     ） A．茶水的温度越高，含有的热量越多 B．闻到茶香说明分子在不停地做无规则运动 C．煮茶的过程中，燃烧的木炭的热值会减小 D．水沸腾将壶盖顶起的过程与热机的做功冲程相同 【答案】BD 【详解】A．热量是过程量，只能描述为吸收或放出热量，不能说物体“含有”热量，故A错误； B．闻到茶香属于扩散现象，扩散现象说明分子在不停地做无规则运动，故B正确； C．热值是燃料的固有特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧情况无关，因此燃烧过程中木炭的热值不变，故C错误； D．水顶起壶盖的过程中，水蒸气的内能转化为壶盖的机械能；热机的做功冲程也是将内能转化为机械能，二者能量转化过程相同，故D正确。 故选BD。 3．“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的______很大。若以10倍的关系粗略计算，0.2kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为______J，可以使______kg的水从20℃加热至60℃。（，） 【答案】 热值 500 【详解】热值表示单位质量的燃料完全燃烧时放出的热量，同等条件下“可燃冰”完全燃烧放出的热量远多于煤气，说明其热值很大；根据题意，0.2kg可燃冰完全燃烧放出的热量是同等条件下煤气完全燃烧放出热量的10倍，则 水吸收的热量等于可燃冰燃烧放出的热量，水的温度变化 根据，可得水的质量 角度02 热值的公式及相关计算 4．如图所示为便携卡式炉，它采用丁烷作为燃料。若在水壶中装入2kg初温为25℃的水，用卡式炉加热至100℃，消耗丁烷25g。已知，，下列说法正确的是（　　） A．加热过程中，水的温度升高，比热容增大 B．水吸收的热量为 C．25g丁烷完全燃烧放出的热量为 D．该卡式炉的加热效率为52.5% 【答案】D 【详解】A．比热容是物质本身的特性，与温度变化无关，故A错误； B．水吸收的热量为，故B错误； C．丁烷燃烧放出的热量为，故C错误； D．该卡式炉的加热效率，故D正确。 故选D。 5．使用清洁能源天然气有助于国家提出的2060年前实现碳中和的目标。小明同学用他家的天然气灶将质量为2kg、初温为15℃的水加热到95℃，水吸收的热量是_________J；若此过程的热效率为40%，则此过程消耗天然气_________。[水的比热容为，天然气热值为] 【答案】 0.04 【详解】水吸收的热量 天然气完全燃烧放出的热量 消耗天然气的体积 6．“小锅米线”是官渡的著名小吃，小杨同学在家煮小锅米线时，将质量为500g的水从24℃加热至94℃（昆明本地水的沸点），消耗了天然气，天然气的热值为，水的比热容为。求： (1)水吸收的热量； (2)完全燃烧天然气放出的热量； (3)该燃气灶的热效率。 【详解】（1）已知水的质量 故水吸收的热量为（2）完全燃烧天然气放出的热量 （3）燃气灶的热效率 角度03 比较不同燃料的热值大小 7．如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验，关于这两个实验，下列说法正确的是（　　） A．每组实验中，燃料的质量均应相等 B．每组实验中，烧杯中的物质的质量均应相等 C．都是通过温度计示数的变化来比较燃料燃烧放出热量的多少 D．除了图中所示的测量器材，两个实验都要用到天平和秒表 【答案】B 【详解】AB．由图可知，甲图是“探究不同物质吸热升温现象”，需要控制被加热的沙子和水的质量相等，并使用相同的热源加热，不需要控制燃料质量相等；乙图是“比较不同燃料燃烧放出的热量”，目的是比较热值的大小，需要控制不同燃料的质量相等，烧杯中被加热的水质量相等，故A错误，B正确； C．甲实验使用相同的热源加热，是通过加热时间长短来比较放出热量多少的，故C错误； D．乙实验中不需要秒表，故D错误。 故选B。 8．取10g酒精和10g花生米，点燃后分别对100g的水加热，直至充分燃烧。数据记录在表中，可见质量相等的酒精和花生米充分燃烧所放出的热量______（选填“相等”或“不相等”），所测的酒精的热值为______J/kg（不计热量损失）。酒精和花生米中，______的热值小。[] 燃料 加热前的水温/℃ 加热后的水温/℃ 10g酒精 20 80 10g花生米 20 50 【答案】 不相等 2.52×106 花生米 【详解】质量相等的酒精和花生米充分燃烧，加热相同质量的水，水升高的温度不同，说明水吸收的热量不同，而水吸收的热量来自燃料燃烧放出的热量，因此质量相等的两种燃料充分燃烧放出的热量不相等。 水升高的温度 吸收热量 忽略热量损失时，酒精燃烧放出的热量等于水吸收的热量，酒精质量，酒精的热值 质量相等的不同燃料完全燃烧，使相同质量的水升高的温度越低，说明燃料放出的热量越少，热值越小。花生米加热后水的温度升高得更少，所以花生米的热值小。 9．小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知。（注：燃料完全燃烧放热用计算，某燃料的热值用表示；其质量用表示）。自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见下表： 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃ 煤油 25 44 菜籽油 25 34 (1)为了保证实验结论可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的_______相同；另外，甲乙两烧杯内水的质量要_______（选填“相等”或“不相等”）。 (2)分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是_______。 (3)小明同学想用这种实验方案和公式算出煤油和菜籽油的热值，利用此实验方法计算出的热值将比真实值_______（选填“偏大”或“偏小”），出现这种现象的原因有两点：①燃料不能_______。②燃料燃烧放出的热并不能完全被_______吸收。 【答案】(1) 质量 相等 (2)煤油 (3) 偏小 完全燃烧 水 【详解】（1）本实验利用控制变量法探究热值大小，热值是单位质量燃料完全燃烧放出的热量，因此必须控制煤油和菜籽油的质量相同，同时为了通过水温变化准确比较放热多少，两烧杯内水的质量也需要相等。 （2）相同质量的两种燃料燃尽后，煤油使水升高的温度更大，说明相同质量煤油完全燃烧放出的热量更多，因此煤油的热值更大。 （3）实验中燃料无法完全燃烧，且燃烧放出的热量会部分散失到空气中、被实验装置吸收，不能完全被水吸收，计算时我们用水吸收的热量代替燃料实际放出的总热量，得到的数值比真实放热量小，因此计算出的热值比真实值偏小。 角度04 热机效率的定义 10．涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，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。下列有关该发动机工作过程中的说法正确的是（    ） A．燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高 B．燃烧室中燃料燃烧越充分，燃料的热值越大 C．压气机压缩空气，空气的内能减小 D．高温高压气体推动涡轮转动时，将机械能转化为内能 【答案】A 【详解】A．热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的总能量之比，燃料燃烧越充分，可被有效利用的能量越多，发动机效率越高，故A正确； B．热值是燃料的一种特性，仅由燃料的种类决定，与燃料燃烧是否充分无关，故B错误； C．压气机压缩空气时，对空气做功，空气的内能会增大，故C错误； D．高温高压气体推动涡轮转动时，是将气体的内能转化为涡轮的机械能，故D错误。 故选A。 11．（多选）汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙所示分别是某单缸四冲程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，内能转化为机械能 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，说明燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 D．若该汽油机飞轮的转速为3600r/min，则在1s内汽油机完成120次冲程 【答案】BD 【详解】A．甲图中两气门关闭，活塞上行，火花塞未点火，为压缩冲程，其将机械能转化为内能，故A错误； B．根据乙图，有用机械能占比，即热机效率为28%，故B正确； C．热值是燃料属性，与燃烧是否充分无关，故C错误； D．四冲程汽油机，每完成一个工作循环，4个冲程，飞轮转2圈。因此飞轮转速，每秒完成30个工作循环，共120个冲程，故D正确。 故选 BD。 12．汽车应用了许多物理知识。 (1)现在家用燃油轿车大多采用的是________（选填“汽油机”或“柴油机”）。 (2)当燃油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将____（选填“升高”“不变”或“降低”）。 (3)某台内燃机飞轮的转速为2400r/min，在1s内对外做功________次。 【答案】(1)汽油机 (2)降低 (3)20 【详解】（1）汽油机转速较高，加速性能好，能使轿车在短时间内达到较高速度，所以现在家用燃油轿车大多采用的是汽油机。 （2）汽油在发动机内燃烧不充分时，部分能量未被有效利用，导致发动机的效率降低。 （3）内燃机飞轮的转速为 已知内燃机工作时飞轮转2圈，对外做功1次，所以该内燃机1s内对外做功20次。 角度05 热机燃料燃烧能量走向示意图 13．下图是某设备工作过程中的能量流向图，下列设备在工作过程中，能量转化与该图相符的是（    ） A．平衡车 B．电热足浴盆 C．燃油轿车 D．锅炉 【答案】C 【详解】该设备工作时，首先将化学能转化为内能，再将内能转化为机械能。 AB．平衡车和电热足浴盆属于电器设备，工作时消耗电能，将电能转化为机械能和内能，故AB不符合题意； C．燃油轿车属于内燃机，工作时将汽油的化学能通过燃烧转化为气缸内气体的内能，大部分内能通过排气、散热直接散失到空气中，小部分内能推动活塞做功，转化为机械能驱动汽车前进，故C符合题意； D．锅炉工作目的是产热，将燃料的化学能转化为内能用于加热水或传热介质，没有内能再转化为机械能的过程。故D不符合题意。 故选C。 14．如图所示是某汽车汽油机的能量流向图，完全燃烧0.5kg的汽油，该汽油机能够输出_____J的有用功；已知该汽车水箱容积为，当水箱中的冷却水温升高40℃时可以对外吸收_______J的热量。[汽油的热值为，水的比热容为] 【答案】 【详解】由能量流向图得，汽油机的效率 完全燃烧0.5kg汽油放出的总热量 输出有用功 水箱容积 水的质量 水吸收的热量 15．如图所示是某品牌汽车汽油机的能量流程图，某次该汽车行驶过程中消耗了0.1kg汽油。已 知汽油的热值为4.2×107J/kg，水的比热容为，求： (1)该汽油机的效率； (2)若释放的热量有 25%被冷却水吸收，质量为5kg的冷却水升高的温度。 【详解】（1）由能量流程图可知，输出有用机械能所占比例为 所以该汽油机的效率为35%。 （2）0.1kg汽油完全燃烧释放的热量为 由题意可知，水吸收的热量为 根据可知，质量为5kg的冷却水升高的温度为 角度06 加热效率的计算 16．为减少农业废弃物污染，我州大力推广核桃壳回收利用，将其加工制成核桃壳机制炭。某品牌核桃壳机制炭宣称热值达到，符合一级能效标准（热效率≥63%）。小明用该机制炭在一标准大气压下烧水，将质量为2kg、初温为20℃的水恰好烧开，共消耗了0.2kg的核桃壳机制炭（如图所示），已知水的比热容为，则下列说法正确的是（     ） A．烧水过程中，水吸收热量是通过做功的方式改变内能 B．水吸收的热量是 C．0.2kg核桃壳机制炭完全燃烧放出的热量是 D．商家存在虚假宣传 【答案】D 【详解】A．烧水过程中是燃料燃烧的热量传递给水，是通过热传递改变水的内能，故A错误； B．一标准大气压下水的沸点为，水升高的温度 水吸收的热量 故B错误； C．0.2 kg核桃壳机制炭完全燃烧放出的热量 故C错误； D．该机制炭的实际热效率 远低于一级能效要求的，说明实际热值、热效率远低于宣传，商家存在虚假宣传，故D正确。 故选D。 17．（2026·四川广安·中考真题）某折叠卡式炉如图所示，它采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2 kg水，用卡式炉给水加热使之温度升高了50 ℃，丁烷完全燃烧释放了的能量。此过程通过________（选填“做功”或“热传递”）方式增大了水的内能，该卡式炉烧水的效率为________。水的比热容为。 【答案】 热传递 【详解】改变内能的方式分为做功和热传递，本题中燃料燃烧放热，传递给水被水吸收，因此是通过热传递的方式增大水的内能。 水吸收的热量为 所以卡式炉的加热效率为 18．“自嗨锅”成为当下一种时尚快餐，很受年轻人喜爱。现用它里面的发热包将500 g水从20℃加热至沸腾（1个标准气压下）。[，]。 (1)此加热过程中，提供给水的热量至少为多少J； (2)如果用效率50%的酒精灯给500 g水加热，使其升高同样温度，酒精燃烧放出的热量为多少J； (3)若用（2）中酒精加热，则至少需要多少kg酒精。 【详解】（1）由题意知，提供给水的热量为 （2）由得， （3）由得 角度07 热机效率的计算 19．实践小组制作了一个简易汽轮机模型，如图所示。在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后从管口喷出蒸汽，使风车扇叶转动。[]下列说法正确的是（　　） A．将100g水从20℃加热至沸腾（标准大气压下），水至少需要吸收33600J热量 B．蒸汽使扇叶转动的过程与四冲程汽油机的排气冲程原理相似 C．加热一段时间后，酒精灯内酒精的热值减小 D．此过程中，水的内能转化为机械能，转化效率可达到100% 【答案】A 【详解】A．标准大气压下水的沸点为，温度变化量 则 ，故A正确； B．蒸汽推动扇叶转动，是将内能转化为机械能，和四冲程汽油机的做功冲程原理相同，故B错误； C．热值是燃料本身的特性，只和燃料的种类有关，与酒精质量无关，因此酒精燃烧后热值不变，故C错误； D．能量转化过程中，一定存在内能散失、机械摩擦损耗等，转化效率一定小于，故D错误。 故选A。 20．据统计，每燃烧1kg燃油约排放3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能在我国交通领域的应用场景不断扩大。如图所示是某款氢燃料电池车，该汽车在平直公路上匀速直线行驶30km，用时24min，受到的牵引力为，消耗氢气1kg。则该过程中汽车牵引力做功______J，该车利用氢能的效率为______。（） 【答案】 30% 【详解】汽车行驶的路程 汽车牵引力做功 1kg 氢气完全燃烧放出的总热量 该车利用氢能的效率 21．氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，如图为一辆我国设计制造的氢能源公交车。该公交车以的恒定功率做匀速行驶，氢燃料完全燃烧获得热量的60％可用来做机械功。已知，。求： (1)质量为的氢燃料完全燃烧放出的热量。 (2)若这些热量全部被水吸收，可以使质量为、初温为20℃的水升高多少温度？ (3)这些热量能让该公交车匀速行驶的时间。 【详解】（1）氢燃料完全燃烧放出的热量 （2）热量全部被水吸收，因此水吸收的热量 水的质量 水升高的温度 （3）由得，公交车获得的机械功 公交车恒定功率 公交车匀速行驶的时间 22．机械狗在救援、物流等方面发挥着重要作用。某款由我国自主研制的机械狗，其动力来源于液压系统，内置燃油发动机。为使用安全，机械狗的液压系统内液压油温度不能高于80℃。[液压油的比热容取] (1)当机械狗内4kg的液压油的温度由30℃升高至最高温度时，求液压油吸收的热量。 (2)机械狗在某次工作过程中，消耗的燃油完全燃烧放出的热量为，提供了的有用功，求该燃油发动机的效率。 【详解】（1）液压油吸收的热量为 （2）该燃油发动机的效率 角度08 提高热机的效率的方法 23．2026年5月17日，世界超级摩托车锦标赛（WSBK）捷克站WorldSSP组别赛事落下帷幕。国产张雪机车搭载自主研发的820RR-RS赛车，第五次斩获冠军，打破欧美日品牌数十年对该赛事的长期垄断。下列关于摩托车相关物理知识，说法正确的是（     ） A．摩托车依靠内燃机驱动，工作过程中将机械能转化为内能 B．内燃机做功冲程中，燃气内能逐渐增大 C．汽油不断消耗燃烧，其热值会不断变小 D．提升内燃机气缸外壳隔热保温效果，能够提高热机效率 【答案】D 【详解】A．摩托车依靠内燃机驱动，内燃机工作过程中，是将燃料燃烧获得的内能转化为机械能对外驱动车辆，故A错误； B．内燃机做功冲程中，燃气推动活塞对外做功，内能转化为机械能，燃气自身的内能逐渐减小，故B错误； C．热值是燃料本身的固有特性，热值大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，汽油不断消耗燃烧后，剩余汽油的热值不变，故C错误； D．热机效率是热机做有用功的能量与燃料完全燃烧释放总能量的比值。提升内燃机气缸外壳隔热保温效果，可以减少气缸向外散热的能量损失，增加了用来做有用功的能量占总能量的比例，能够提高热机效率，故D正确。 故选D。 24．（多选）如图为我国武装直升机武直-10，采用我国完全自主研发的玉龙涡轴航空发动机，它的大致工作过程：空气通过进气道进入压气机，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。下列说法正确的是（    ） A．燃料和压缩空气混合后，燃料的热值不变 B．空气进入压气机，被压气机压缩后内能增大 C．玉龙涡轴航空发动机工作时将化学能直接转化为机械能 D．燃烧室里的燃料燃烧更加充分时，发动机的效率不变 【答案】AB 【详解】A．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料是否和空气混合无关。故A正确； B．空气进入压气机，压气机对空气做功，空气的内能增大，温度升高。故B正确； C．“玉龙”涡轴航空发动机工作时，燃料燃烧，将化学能转化为高温高压气体的内能，然后高温高压气体推动涡轮转动，将内能转化为机械能。能量转化过程是：化学能→内能→机械能，不是直接转化。故C错误； D．发动机的效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的总能量之比。燃烧室里的燃料燃烧更加充分时，同样多的燃料放出的热量更多，有效利用的能量也更多，发动机的效率会提高。故D错误。 故选AB。 25．某汽车在公路上行驶一段距离，牵引力所做的有用功为，消耗汽油。已知汽油的热值为，则汽油完全燃烧放出的热量为________，该汽车的热机效率为________。请写出一条提高热机效率的措施：________________________。 【答案】 1.2×107 30% 减少摩擦 【详解】[1]汽油完全燃烧放出的热量计算公式为 [2]热机效率 [3]提高热机效率的措施可从减少能量损失角度考虑，例如减少摩擦（如优化润滑系统），以降低无用功消耗。 【例1】（2026·四川成都·中考真题）锻造钢制零件时常将零件加热至高温后浸入水中快速冷却，即“淬火”。某课外研究小组在实验室模拟“淬火”过程如下：在17℃的室温环境下，用酒精灯将质量为100g的钢片均匀加热至高温后立即浸没于100g水中，水温升至40℃后缓慢下降。加热钢片消耗酒精1.4g，酒精完全燃烧。不考虑水的汽化，忽略钢片转移至水中过程热量损失，假设钢片放出的热量完全被水吸收。已知水的比热容为，钢的比热容为，酒精的热值为。下列计算结果正确的是（     ） A．水吸收的热量为 B．酒精燃烧释放的热量为 C．钢片吸热后温度升高233℃ D．加热钢片过程中能量转化效率为23% 【答案】C 【分析】第一个过程是用酒精灯给钢片加热，此过程中酒精灯燃烧放出热量，钢片吸收热量；第二个过程是钢片放入水中，钢片放出热量，水吸收热量，且不计热量损失，第一个过程中钢片的末温等于第二个过程中钢片的初温，根据和及进行计算。 【详解】A．由题意可知，室温为17℃，因此钢片和水的初温均为17℃，水吸收的热量为，故A错误； B．酒精燃烧释放的热量为，故B错误； C．因为忽略钢片转移至水中过程热量损失，钢片浸没于水中时放出的热量等于水吸收的热量，即 所以根据可得钢片初始高温为 即用酒精灯给钢片加热后，钢片的末温为250℃，因此钢片吸热后温度升高值为，故C正确； D．加热钢片过程中，钢片吸收的热量为 加热钢片的能量转化效率为，故D错误。 故选C。 【深化点拨】 （1）比热容吸放热规律：物体升温吸热、降温放热，吸放热多少由质量、比热容、温度变化共同决定；不计热损失时，高温物体放出热量等于低温物体吸收热量。 （2）燃料热值相关知识：燃料完全燃烧放热由质量、热值决定，燃烧放出的总热量不会全部被加热物体吸收，存在热量散失。 （3）热效率核心概念：有效吸收热量与燃料燃烧总放热的比值为热效率，用来衡量加热设备能量利用好坏。 （4）多过程热学拆解思维：题目分两步：酒精加热钢片、钢片入水淬火，需要分开梳理吸放热主体，理清温度关联。 （5）计算题易错点考查：侧重单位换算、温度变化量选取、总热量与有效吸热的区分，通过选项对错判断检验计算逻辑。 【变式1-1】（2024·江苏连云港·中考真题）下列关于燃料的热值说法正确的是（　　） A．燃料燃烧越充分，其热值越大 B．燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少 C．一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小 D．焦炭的热值是，完全燃烧1kg焦炭能放出的热量 【答案】D 【详解】A．燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料的燃烧程度无关，故A错误； B．根据Q=mq可知，放出的热量与热值、质量有关，故B错误； C．一瓶酒精用去三分之一后，质量变化、热值不变，故C错误； D．焦炭的热值是3.0×107J/kg，它表示的意思是1kg的焦炭完全燃烧时放出的热量是3.0×107J，故D正确。 故选D。 【变式1-2】（2026·四川达州·中考真题）如图所示，在热机的原理实验中，完全燃烧的酒精可放出________的热量；加热过程中观察到风车慢慢转动，其能量转化方式与内燃机的________冲程类似。（） 【答案】 做功 【详解】完全燃烧酒精放出的热量为 实验中，水受热汽化为水蒸气，高温蒸汽推动风车转动，能量转化为内能转化为机械能，内燃机的做功冲程为燃气的内能转化为活塞机械能，因此和做功冲程能量转化一致。 【变式1-3】（2025·四川·中考真题）父亲生日的早上，小冬同学为爸爸煮了一壶热气腾腾的酥油茶，此过程消耗了的天然气，这些天然气完全燃烧释放的热量为______J（已知天然气的热值为）；此过程是通过______（选填“做功”或“热传递”）使酥油茶的内能增加。 【答案】 热传递 【详解】[1]这些天然气完全燃烧释放的热量为 [2]改变物体内能的方式分为做功和热传递，做功是能量发生转化，热传递是能量发生了转移，煮酥油茶时，热量发生了转移，此过程通过热传递的方式使酥油茶的内能增加的。 【例2】（2025·山东威海·中考真题）小明和爸爸质量共120kg，骑着一辆质量为300kg（含装备）的三轮摩托车，沿318国道从成都前往拉萨旅行。水平骑行时每只轮胎与地面接触的面积为0.02m2（g取10N/ kg） (1)水平骑行时，摩托车对地面的压力、压强分别是多少？ (2)在海拔约5000m的米拉山垭口烧水，用燃气炉将质量2.5kg、初温为3℃的水加热至沸腾（水的沸点为83℃）。若燃气完全燃烧释放热量的30%被水吸收。则水吸收了多少热量？共用掉多少燃气？[，] 【详解】（1）摩托车对地面的压力F=G=m总g=420kg×10N/kg=4200N 摩托车对地面的压强 （2）水吸收热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×2.5kg×(83℃-3℃)=8.4×105J 燃气释放热量 燃气质量 【深化点拨】 （1）比热容吸热计算：水升温吸热，温度变化量为末温减去初温；本题结合高原气压低、沸点低于 100℃的地理物理综合情境，不能默认水沸点是 100℃，要取用题目给出的 83℃计算温差。 （2）热效率与燃料热值综合：热效率为水吸收的有效热量占燃气完全燃烧总放热的比例，先通过水吸热反推燃气需要放出的总热量，再结合热值求消耗燃气质量，串联吸热、热效率、燃料放热三层逻辑。 （3）力学、热学跨模块综合大题：一道计算题分为固体压强力学板块、比热容热值热学板块两大问，是中考标准综合计算题题型，考查分模块拆解解题的能力。 （4）生活旅行真实情境建模：以自驾进藏旅行为背景，融合高原气压沸点特点、车辆对地压强、野外烧水供热场景，训练从长题干提取有效已知条件、规避隐藏陷阱。 【变式2-1】（2025·山东德州·中考真题）铜冰鉴是我国战国时代发明的既可“制冷”又可“制热”的两用“冰箱”，如图甲所示。冰鉴是一件双层器皿，鉴腹内有一尊缶，如图乙所示。冬季，在鉴腹内装入热水用来给尊缶内的酒加热，已知热水质量为150kg、初温为，酒的质量为80kg、初温为，最终两者温度相同为，则给酒加热的热效率为________。[，] 【答案】20% 【详解】酒吸收的热量 水放出的热量 给酒加热的热效率 【变式2-2】（2025·山东滨州·中考真题）厨房不仅是加工食材的场所，也是充满热现象的“实验室”。以下现象及给出的解释，合理的是（　　） A．能闻到凉拌菜的香味，说明分子热运动与温度无关 B．用蒸锅将馒头蒸熟的过程是通过热传递的方式改变馒头的内能 C．高压锅限压阀被顶起过程中的能量转化，与热机的压缩冲程相同 D．用高科技的燃气灶，其热效率可以提高到100% 【答案】B 【详解】A．能闻到凉拌菜的香味，说明分子在不停地做无规则运动，不能说明分子热运动的剧烈程度与温度无关，故A错误； B．用蒸锅将馒头蒸熟的过程中，水蒸气将热量传递给馒头，是通过热传递的方式改变馒头的内能，故B正确； C．高压锅限压阀被水蒸气顶起，是水蒸气对阀门做功的结果，因此这时水蒸气的内能转化为限压阀的机械能；压缩冲程活塞向上运动，压缩燃料混合物对其做功，使气缸内的气体的内能增加，温度升高，因此是将机械能转化为内能，故C错误； D．燃气灶在工作过程中总有能量损失，所以燃气灶的效率总小于100%，故D错误。 故选B。 【变式2-3】（2025·四川广元·中考真题）如图所示是我国自行研制的大型客机C919，若它在高空水平定速巡航飞行10km消耗的汽油为100kg，受到的阻力为1.15×105N，则飞机发动机的热机效率为______；为节能减排，现设法回收未利用的能量，若回收的能量占汽油完全燃烧放出能量的21%，可使______kg水的温度升高50℃。【汽油热值为，水的比热容为】 【答案】 4600 【详解】[1]大型客机C919在高空水平定速巡航飞行时，做匀速直线运动，处于平衡状态，牵引力 则牵引力做功为 汽油完全燃烧放出的热量为 则飞机发动机的热机效率为 [2]回收的能量为 则水的质量为 【变式2-4】（2025·四川广安·中考真题）“五·一”假期，小莉一家出去旅游。汽车通过一条长2400m的隧道，用时120s，消耗0.1kg的汽油，汽车通过隧道牵引力做的有用功为。（汽油的热值）求： (1)汽车通过隧道的平均速度； (2)完全燃烧0.1kg汽油放出的热量； (3)汽车通过隧道发动机的效率。 【详解】（1）汽车通过隧道的平均速度 （2）完全燃烧0.1kg汽油放出的热量 （3）汽车通过隧道牵引力做的有用功 汽车通过隧道发动机的效率 ⚡基础速刷 1．2025年11月25日12时11分，神舟二十二号执行紧急发射任务，发射任务取得圆满成功。下列说法正确的是（　　） A．火箭应选用密度小、热值大的燃料 B．火箭“体内”的液氢燃料温度低至，内能为零 C．火箭中的液氢燃料用掉一部分后，其热值会变小 D．液氢燃烧过程中，内能转化为化学能 【答案】A 【详解】A．火箭选用密度小的燃料，有助于减轻火箭自身重力，提高火箭的运载能力；选用热值大的燃料，相同质量的燃料完全燃烧时能释放出更多的热量，能使火箭获得更大的推力，故A正确； B．一切物体都具有内能，火箭“体内”的液氢燃料温度低至，内能也不为零，故B错误； C．燃料的热值是燃料的一种特性，与质量大小无关，所以火箭中的液氢燃料用掉一部分后，其热值不变，故C错误； D．液氢燃烧过程是将化学能转化为内能的过程，故D错误。 故选A。 2．现代建筑房屋时为了减少房屋热量散失，最合理的措施是（     ） A．增加窗户数量 B．使用热导率高的材料 C．减少室内外温差 D．在外墙加装聚苯隔热板 【答案】D 【详解】A．玻璃、窗框的隔热能力远弱于墙体，窗户越多，热量通过传导、对流散失越多，会加剧热量损耗，故A不符合题意； B．热导率高意味着材料传热速度快，墙体更容易把室内热量传到室外，散热更快，保温效果差，故B不符合题意； C．房屋供暖 / 制冷的目的就是维持室内舒适温度，人为降低室内温度来缩小温差，违背居住需求，不属于建筑施工层面合理的隔热措施，故C不符合题意； D．聚苯板是低热导率的保温隔热材料，贴在外墙能阻挡墙体的热量传导，大幅减少室内热量向外散失，是现代建筑标准的保温施工手段，故D符合题意； 故选D。 3．如图所示，传承百年的昌平阳坊涮肉，采用传统的铜锅炭火清汤涮食，味道鲜美，是北京著名美食。下列说法正确的是（     ） A．木炭燃烧过程中，其热值逐渐减小 B．闻到浓郁的香气，说明分子在不停地运动 C．汤的温度越高，其所含有的热量越多 D．汤逐渐变凉的过程，其内能逐渐消失 【答案】B 【详解】A．热值是燃料的固有特性，只和燃料种类有关，与燃烧过程、质量无关，木炭燃烧时热值保持不变，故A错误； B．闻到涮肉香气是扩散现象，扩散现象说明分子在不停地做无规则运动，故B正确； C．热量是过程量，不能说物体“含有热量”，故C错误； D．汤变凉时，温度降低，内能减小，内能只是转移到周围环境中，不会凭空消失，故D错误。 故选B。 4．随着我国经济的不断发展，汽车已进入百姓家庭，家用汽车常用汽油机提供动力，以下有关说法正确的是（　　） A．汽车行驶时扬起地面尘土，属于扩散现象 B．汽油机冷却液温度越高，含有的热量越多 C．汽油机的做功冲程，内能转化为机械能 D．汽油机的热机效率越高，其功率一定越大 【答案】C 【详解】A．尘土飞扬是宏观物体的机械运动，不是分子扩散现象，扩散是分子无规则运动，故A错误。 B．热量是过程量，只能说吸收或放出热量，不能说物体“含有热量”，故B错误。 C．汽油机做功冲程中，燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，故C正确。 D．热机效率是能量利用率，功率是做功快慢，二者无必然联系，效率高功率不一定大，故D错误。 故选C。 5．（多选）下列说法正确的是（     ） A．汽油机的做功冲程主要是将内能转化为机械能 B．燃料完全燃烧时放出的热量越多，其热值越大 C．运动的物体具有机械能，而不具有内能 D．用热水袋暖手，手的温度升高，是通过热传递的方式改变手的内能 【答案】AD 【详解】A．汽油机做功冲程中，燃气膨胀推动活塞做功，将内能转化为机械能，故A正确； B．热值是燃料的固有属性，仅与燃料种类有关，根据公式，燃料完全燃烧放出的热量多少还与燃料质量有关，并非放出热量越多热值越大，故B错误； C．内能是物体内所有分子热运动动能和分子势能的总和，一切物体在任何状态下都具有内能，运动的物体既有机械能也有内能，故C错误； D．用热水袋暖手，是通过热传递的方式将热水袋的内能转移到手上，使手的温度升高、内能增加，故D正确。 故选AD。 6．2025年7月15日，我国成功发射天舟九号货运飞船如图。火箭升空时，火箭燃料燃烧了一部分后，剩余燃料的热值___________；火箭重返大气层时，部分表面烧蚀层熔化，这些烧蚀层的内能___________。（均选填“变大”、“变小”或“不变”） 【答案】 不变 变大 【详解】[1]燃料的热值属于燃料的固有属性，与燃料的种类、状态有关，与燃料消耗的质量、体积无关，所以火箭燃料燃烧了一部分后，剩余燃料的热值不变。 [2]烧蚀层熔化过程中，要不断吸热，内能变大。 7．如图为火箭发射的场景，火箭的燃料使用了液态氢，火箭发射升空时，燃料的化学能转化为___________能。火箭加速上升过程中，火箭的机械能___________（选填“守恒”或“不守恒”，忽略燃料减少引起的质量变化）。 【答案】 内 不守恒 【详解】燃料在燃烧过程中产生高温高压的气体，将化学能转化为内能。火箭加速上升过程中，质量不变，速度和高度增大，动能和重力势能都增大，所以机械能不守恒。 8．如图是我国自主研发的一种大型、多用途运输机。若该运输机在高空中飞行时受到的水平推力恒为1.8×105N，某次沿水平方向匀速航行了1500km的过程中，燃烧航空煤油13.5t。航空煤油的热值为，求： (1)13.5t航空煤油完全燃烧放出的热量； (2)运输机发动机做的有用功； (3)运输机发动机的热机效率。 【详解】（1）13.5t航空煤油完全燃烧放出的热量为 （2）发动机做的有用功为 （3）发动机的热机效率 🚀能力跃升 9．下列关于热现象的说法中正确的是（　　） A．夏天在地面上洒水降温，利用了水升华时吸热的特点 B．煮粽子时粽香四溢属于扩散现象 C．铁丝反复弯折后温度升高，这是通过热传递改变内能的 D．燃料燃烧时放出的热量越多，燃料的热值越大 【答案】B 【详解】A．夏天地面洒水降温，利用的是水汽化（蒸发）吸热，故A错误； B．煮粽子时粽香四溢，是香味分子在空气中扩散，属于扩散现象，说明分子在永不停息地做无规则运动，故B正确； C．铁丝反复弯折后温度升高，是通过做功改变内能，故C错误； D．热值是燃料的特性，只与燃料种类有关，与放出热量多少无关，故D错误。 故选B。 10．某兴趣小组制作的简易汽轮机模型。他们尝试用不同燃料进行实验，并记录数据如下表。已知该装置运行时，蒸汽推动风车所做的机械功与燃料完全燃烧释放热量的比值称为“有效转化效率”。请根据以上信息，判断下列说法正确的是（     ） 燃料 质量（g） 完全燃烧释放热量（J） 推动风车转动所做机械功（J） 酒精 5.0 1.5×105 植物油 5.0 1.8×105 A．该装置的本质属于内燃机 B．植物油的热值比酒精大 C．装置的能量转化效率是50% D．若尽可能减小热损失，效率可达100% 【答案】B 【详解】A．内燃机燃料在气缸内燃烧，该装置燃料在装置外的酒精灯内燃烧，通过热传递增大罐内气体的内能，因此不属于内燃机，故A错误； B．由数据表格可知，质量相同的酒精和植物油，完全燃烧时，植物油放出的热量比酒精多，由可知，植物油的热值比酒精大，故B正确； C．酒精的能量转化效率，植物油的能量转化效率，故C错误； D．能量转化过程中必然存在额外损耗（如克服摩擦、散热损失等），效率永远不可能达到100%，故D错误。 故选B。 11．在探究“比较不同物质的吸热能力”实验中，某小组的同学利用如图所示的两套完全相同的装置（所用燃料为酒精）进行实验，同时加热初温不同但质量均为1 kg的甲、乙两种液体。实验过程中，每隔1 min读取一次温度计的示数（忽略热量损失），记录结果如下表所示。已知c甲＝4.2×103J/(kg·℃)，q酒精＝3.0×107 J/kg，每套装置4 min消耗酒精的质量为7 g。下列说法正确的是（     ） 加热时间/min 0 1 2 3 4 甲的温度/℃ 30 34 38 42 46 乙的温度/℃ 10 18 26 34 42 A．0～4 min时间段，甲吸收的热量大于乙吸收的热量 B．该装置的加热效率为50% C．乙的比热容c乙＝2.1×103 J/(kg·℃) D．在成都做实验，甲沸腾时，温度一定是100℃ 【答案】C 【分析】计算乙的比热容时，因为相同加热时间内甲、乙吸收的热量相等，所以可根据，利用甲的已知参数求出吸收的热量，再结合乙的温度变化量计算乙的比热容。 计算加热效率时，先根据求出酒精完全燃烧放出的总热量，再利用求出液体吸收的热量，最后根据计算效率。 【详解】A．两套完全相同装置，相同加热时间内燃料放出热量相同，且题目说明忽略热量损失，因此甲、乙吸收热量相等，故A错误； B．甲0~4min的温度变化Δt甲=46℃-30℃=16℃ 甲吸收的热量 酒精完全燃烧放出热量 加热效率，故B错误； C．甲、乙吸收热量相等，即 乙的温度变化 由得，故C正确； D．只有标准大气压下纯水的沸点才为100℃，成都海拔高于海平面，气压低于标准大气压，且甲不一定是纯水，因此甲沸腾温度不一定是100℃，故D错误。 故选C。 12．（多选）据古代传说，华夏文明的曙光始自燧人氏在商丘首创钻木取火之术，并传授先民火种运用之道。热学在人类的文明史上起着举足轻重的作用，下列关于热现象的说法不正确的是（　　） A．古人将生肉烤熟，是通过热传递的方式改变肉的内能 B．古人用狼烟示警，狼烟上升属于分子的热运动 C．现代人用冰箱制冰，水的温度不变时内能也不变 D．现代人发射火箭时，燃料箱中液氢的热值逐渐减小 【答案】BCD 【详解】A．改变物体内能的方式有做功和热传递，烤生肉时，热量从火焰传递给肉，是通过热传递改变内能，故A说法正确； B．分子热运动是微观分子的无规则运动，肉眼不可见；狼烟是宏观的固体小颗粒整体运动，属于机械运动，不是分子热运动，故B说法错误； C．水制冰是晶体凝固过程，凝固时温度保持不变，但水凝固会放出热量，内能减小，故C说法错误； D．热值是燃料的固有特性，只和燃料的种类有关，和燃料质量无关，因此消耗液氢过程中，液氢热值不变，故D说法错误。 本题选说法不正确的，故选BCD。 13．“垃圾回收，变废为宝”，经过实验，质量为1t的某种分类垃圾能“榨”出燃料油，该燃料油的热值为。100kg燃料油完全燃烧放出的热量为________J；若这些热量全部被水吸收，可将________的水从20℃加热至70℃。[] 【答案】 【详解】100kg燃料油完全燃烧放出的热量 热量全部被水吸收，即 温度变化 水吸收热量的公式为，变形得 14．截至2026年6月WSBK国际顶级摩托车赛事，车手瓦伦丁·德比斯驾驶国产张雪机车820RR-RS如图所示，斩获本赛季五座分站冠军，打破海外品牌长期垄断，彰显中国机车工业硬核实力，为国争光。驾驶机车高速过弯时，车身空气动力学设计产生向下压力差，会______轮胎与地面间摩擦力，提升过弯稳定性；比赛结束后用手触摸轮胎很烫，是通过______方式改变物体内能，赛车使用的燃油热值，完全燃烧燃油放出的热量为______J。 【答案】 增大 做功 【详解】车身空气动力学设计产生向下压力差，会增大轮胎对地面的压力，在接触面的粗糙程度一定时，增大轮胎与地面间的摩擦力，提升过弯的稳定性； 比赛结束后用手触摸轮胎很烫，是因为轮胎与地面摩擦做功，将机械能转化为内能，使轮胎内能增大，温度升高，这是通过做功的方式改变物体内能； 完全燃烧燃油放出的热量 15．小明用图甲所示装置进行热学探究。 ①取200g的碎冰放入烧杯中，用酒精灯加热至沸腾后得到水温T随时间t变化的图像，如图乙中的a。 ②使用同样的装置，换用等质量的食用油实验，得到图乙中的b。 ③用该酒精灯测量酒精的热值。 (1)冰熔化过程中温度_____；撤去酒精灯后，水逐渐停止沸腾，说明水沸腾时需要_____； (2)实验中，要使食用油和水升高相同的温度，需要对_____加热更长时间。水从20℃加热至沸腾，消耗2g酒精，若不计热损失和水的质量变化，则酒精的热值q=_____J/kg。已知水的比热容； (3)实验中将水从20℃加热至沸腾后继续加热2min才熄灭，则所测酒精的热值将____ （选填“偏大”“偏小”或“不变”），理由是____。 【答案】(1) 不变 吸热 (2) 水 (3) 偏小 实际消耗酒精放出的热量大于水加热至沸腾时吸收的热量 【详解】（1）[1]冰是晶体，熔化过程中温度不变。 [2]撤去酒精灯后，水无法继续吸热，水逐渐停止沸腾，说明水沸腾时需要吸热。 （2）[1]由图得，食用油温度升高较快，则实验中，要使食用油和水升高相同的温度，需要对水加热更长时间。 [2]200g的碎冰熔化成水，水的质量不变。水从20℃加热至沸腾，消耗2g酒精，若不计热损失和水的质量变化，有 酒精的热值 （3）[1][2]因为水沸腾后温度不变，将水从20℃加热至沸腾后继续加热2min才熄灭，则实际消耗酒精放出的热量大于水加热至沸腾时吸收的热量，因此计算出的热量偏小。 16．如图所示为某型号柴油机载重汽车，其总质量为10t，在某次测试中，在一段平直的公路上匀速行驶10km，消耗柴油2kg，牵引力恒为。（柴油的热值取，）求该次测试中： (1)该汽车的重力； (2)牵引力所做的功； (3)此柴油机的效率。 【详解】（1）汽车的重力 （2）牵引力所做的功 （3）柴油完全燃烧放出的热量 柴油机的效率 🌟思维挑战 17．汽油机是很多工具的动力来源，若某台单缸四冲程汽油机的飞轮转速稳定在1200r/min，图甲、乙分别是该汽油机的某冲程及能量流向图。则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．该汽油机每秒对外做功20次 【答案】A 【详解】A．根据图甲可知，两个气门关闭、活塞上行，为压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，机械能转化为内能，气体的温度升高，故A正确； B．由乙图可知该汽油机的效率是，故B错误； C．汽车尾气中的“汽油味”越浓，燃料燃烧得越不充分，而热值是燃料的一种特性，与燃料燃烧充分与否无关，所以不会降低热值，故C错误； D．该汽油机飞轮的转速为，即汽油机飞轮每秒转圈，由于汽油机一个工作循环完成个冲程，飞轮和曲轴转圈，对外做功一次，则在内汽油机对外做了次功，故D错误。 故选A。 18．如图甲所示，小成同学用两个完全相同的电加热器，对初温均为20℃的水和B液体进行加热，两种液体每秒钟吸收的热量相同，温度随加热时间的变化曲线如图乙所示，已知两加热器的加热功率恒为，水的质量，水的比热容，以下说法正确的是（　　） A．若水的质量小于B液体质量，则B的比热容更大 B．在前，水吸收的热量大于B液体吸收的热量 C．该加热器对水和B液体的加热效率均为98％ D．B液体加热至80℃所吸收的热量为 【答案】D 【详解】A．前120s，水和B液体初温相同，升高的温度相同，加热相同的时间，吸收的热量相同，根据得，若水的质量小于B液体质量，则水的比热容大于B液体的比热容，故A错误； B．前120s，水和B液体加热相同的时间，用两个完全相同的电加热器对液体进行加热，吸收的热量相同，故B错误； C．前120s，水和B液体升高的温度均为60℃，吸收的热量 加热器做的总功，，故C错误； D．前120s，B液体升高的温度均为60℃，吸收的热量，故D正确； 故选 D。 19．图是小汽车的某款发动机工作原理示意图，点燃发动机的酒精炉后，活塞来回运动就会使车运动起来，甲、乙两款这种发动机的能量参数如图所示，下列分析正确的是（　　） ①酒精燃尽后，酒精所产生的能量消失了 ②发动机热气缸内部的气体推动活塞A向外运动，把内能转化为机械能 ③应选择性能更优的甲款发动机 ④应选择性能更优的乙款发动机 ⑤要想提高发动机热机效率，可以让发动机工作更长时间 A．①②④ B．③⑤ C．②③ D．②⑤ 【答案】C 【详解】① 根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。酒精燃烧时，其化学能转化为内能等其他形式的能量，能量并没有消失，故①错误； ② 发动机工作时，热气缸内的气体被加热，温度升高，内能增大，气体膨胀推动活塞A对外做功，这个过程将气体的内能转化为活塞的机械能，故②正确； ③④ 热机的性能用热机效率来衡量，效率越高，性能越优。热机效率 ，根据能量守恒定律，燃料放出的总能量 。 因此对于甲款发动机，其消耗的总能量 其效率 对于乙款发动机，其消耗的总能量 其效率 因为，所以甲款发动机的效率更高，性能更优，故③正确，④错误； ⑤ 热机的效率是由热机本身的结构和工作条件决定的，与工作时间的长短无关。延长工作时间，有用功和消耗的总能量会同时增多，但它们的比值不变。要提高热机效率，需要改进技术，如使燃料燃烧更充分、减小摩擦和热量散失等，故⑤错误。 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 20．一辆轿车平均车速为100km/h，它的输出功率，平均油耗为10L/100km。参考以上的数据，分析这辆车在这种状态下行驶时，发动机的效率为___________（已知汽油的热值为J/kg ，密度为kg/m3）。通过理论推导发现发动机的输出功率与其排量有一定的关系，并可据此计算出汽缸在做功冲程中的平均压强。该轿车采用直列四缸发动机，如图所示，排量为2.0L（所有汽缸“工作容积”之和称为发动机排量），请你计算当发动机转速（即曲轴转速）为3000r/min且它的输出功率时做功冲程中汽缸内的平均压强___________Pa。 【答案】 30% 【详解】[1]轿车行驶100km的时间为 发动机做的有用功为 由题意可知，汽车行驶100km消耗汽油的体积为 汽车行驶100km消耗汽油的质量为 则这些汽油完全燃烧放出的热量为 所以发动机的效率为 [2]设做功冲程燃气对活塞的平均压强为，发动机的排量为，每个活塞的受力面积为S，活塞移动的距离为L；由于该发动机为四缸发动机，则。做功冲程中燃气对一个活塞的平均压力为，每完成一个工作循环，在做功冲程中燃气对一个活塞做的功为 则一个工作循环中，四个气缸的燃气对活塞做的总功 发动机转速为每秒n转时，由于每个工作循环，飞轮转动两圈，则一个工作循环所用时间为 故四缸发动机一个工作循环时间内燃气对活塞做功的功率为 发动机排量为 发动机转速为 所以气缸内的平均压强为 21．大型运输机运-20对我国建设战略空军具有重要意义。 (1)运-20的巨大轰鸣声能将小鸟震晕，说明声音可以传递______（填“信息”或“能量”）。运-20设计师通过改进发动机的结构，以实现从______（填“声源”或“人耳”）处减弱噪声。 (2)一架运-20在一次执行任务的过程中，飞行距离为4000km，消耗航空煤油的质量为50t，若飞机飞行时受到的平均阻力的大小为，该过程中飞机发动机的推力做的功为______J，发动机的效率为______%（航空煤油的热值为）。若运-20换装效率为60%的新发动机后，一架运-20每飞行100km，可节约航空煤油约为______t（保留1位小数）。 【答案】(1) 能量 声源 (2) 50 0.2 【详解】（1）[1]运-20的巨大轰鸣声能将小鸟震晕，说明声音可以传递能量。 [2]运-20设计师通过改进发动机的结构，减小发动机产生的轰鸣声，这是实现从声源处减弱噪声。 （2）[1]飞机飞行时，受到的牵引力等于阻力，大小为 该过程中飞机发动机的推力做的功 [2]消耗的航空煤油燃烧放出的热量 发动机的效率 [3]运-20飞行100km推力做的功 运-20发动机的效率为50%时消耗的航空煤油 运-20换装效率为60%的新发动机时消耗的航空煤油 所以节约航空煤油质量 22．薯片中所含油的质量占薯片总质量的百分比称为该薯片的含油量。如图所示，在估测薯片的含油量实验中，小军设计了两种对水加热方式。 方式一：燃料在小烧杯中燃烧； 方式二：燃料在燃烧皿中燃烧。 (1)两种加热方式中合理的是方式____（选填“一”或“二”），你判断的理由是________。 (2)选好合理的加热方式后，小军用天平分别测出5g薯片、5g食用油和两份初温相同的100g水。先将5g薯片放入空的燃烧容器中，用温度计测出烧杯内100g水的初温为22℃，待其燃尽后记下100g水的温度为72℃则水吸收的热量为____J，测得薯片的热值为____J/kg、[] (3)采用与（2）中相同的加热方式，再将5g食用油放入空的燃烧容器中，使其燃烧，给初温为22℃的100g水加热。当____________时，停止加热，测出此时剩余油的质量为3.5g，则薯片的含油量为____%。实验过程中，由于薯片中少量的淀粉也会燃烧放出热量，会导致测得的薯片含油量____（选填“偏大”“不变”或“偏小”）。 【答案】(1) 二 能保证烧杯中水的温度逐渐升高，温度计的示数能准确反映水的温度变化 (2) (3) 水温为72℃ 30 偏大 【详解】（1）[1][2]若采用方式一对水加热，通过热传递能使烧杯上部水的温度升高，而温度较高的水，其密度较小，不能实现水的对流，则烧杯下部水的温度几乎不变，所以温度计测得的示数不准确，故两种加热方式中合理的是薯片在燃烧皿中燃烧（即方式二），能保证烧杯中水的温度逐渐升高，温度计的示数能准确反映水的温度变化。 （2）[1][2]水吸收的热量为 薯片的热值为 （3）[1][2][3]根据题意可知，用油加热与用薯片加热的效果应该相同，所以当水温为72℃时，停止加热；剩余油的质量为3.5g，说明薯片中含油的质量为 含油量为 由于薯片中少量的淀粉也被燃烧，释放了部分热量，可知所测含油量偏大。 23．油电混合动力汽车是新型节能汽车。这种汽车高速行驶时，内燃机启动，既向车轮输送能量也给动力蓄电池组充电。已知某型号混合动力汽车所用的动力蓄电池可储存的最大电能是1.0×108J。测试人员驾驶该车在平直公路上以70km/h的测试车速匀速行驶24min，内燃机消耗燃油2kg，蓄电池组的电能增加了最大电能的10%，汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示。则： (1)该汽车测试行驶中消耗的燃油完全燃烧放出多少热量？（燃油的热值为4.6×107J/kg） (2)该汽车测试行驶中牵引力做了多少功？ (3)该汽车内燃机的效率是多大？ 【详解】（1）燃油完全燃烧放出的热量 （2）汽车匀速行驶，所以牵引力等于阻力，由图像可知，当车速时，所以，汽车的牵引力 汽车行驶的时间 汽车行驶的路程 牵引力做的功 （3）内燃机输出的有用能量包括牵引力做的功和蓄电池增加的电能，蓄电池增加的电能 内燃机输出的总有用能量 内燃机的效率 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第14.3节 热机的效率 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 燃料的热值 考点02 热机的效率 03 避坑指南·解题通法 角度01 热值的概念、单位和物理意义 角度02 热值的公式及相关计算 角度03 比较不同燃料的热值大小 角度04 热机效率的定义 角度05 热机燃料燃烧能量走向示意图 角度06 加热效率的计算 角度07 热机效率的计算 角度08 提高热机的效率的方法 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.掌握热值概念、单位与物理意义，会计算燃料完全燃烧放出的热量。 2.理解热机效率定义，知道热机工作中能量损耗的主要途径。 3.熟练完成热值、热机效率综合计算题。 4.了解提升热机效率的措施，知道热机带来的环境污染与治理方法。 1.类比比热容，用比值定义法理解热值的物理含义。 2.梳理热机能量流向图，分析各类能量损失。 3.分层练习基础热值计算、热机效率综合计算，规范解题步骤。 4.结合生活生产实例，总结提高燃料利用率、热机效率的实用方法。 知识导图 考点01 燃料的热值 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。 2、燃料的热值：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，符号时q。 （1）对于气体燃料而言，热值的定义是1m3的某种燃料完全燃烧时放出的热量。 （2）热值是燃料的一种属性，它的大小只与燃料的种类有关。 （3）热值单位：焦/千克（J/kg），读作焦每千克。 （4）公式：Q=mq：其中M——燃料的质量——单位千克（kg）；q——燃料的热值——单位焦/千克（J/kg）。 Q——燃烧放出的热量——单位焦耳（J）。 （5）热值的物理意义：热值表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量的多少；如木炭的热值为3.40×107J/kg，表示完全燃烧1kg的木炭，放出的热量是3.40×107J。 2、热值的计算 （1）固体和液体的公式：；Q=qm。 （2）气体：；Q=qV。 3、比较不同燃料的热值大小 （1）准备实验器材：‌需要准备铁架台、‌石棉网、‌烧杯、‌温度计各两只，‌以及适量的水和两种不同的燃料（‌如酒精和汽油）‌。‌ （2）设置实验装置：‌按照实验装置图依次将燃料盒、‌石棉网、‌烧杯、‌温度计自下而上固定好。‌ （3）控制变量：‌确保两种燃料的质量相同，‌燃烧的时间相同，‌加热相同质量的同种液体。‌ （4）进行实验：‌在两个烧杯中倒入质量相同、‌初温相同的水；‌在燃料盒中倒入质量相等的适量酒精和汽油；‌分别点燃酒精和汽油，‌加热烧杯内的水，‌直到燃料燃尽。‌记录数据：‌燃料燃尽后，‌记录两烧杯内水升高的温度△t。‌ （5）分析结果：‌比较两装置中烧杯内水升高的温度△t，‌升高的温度越高，‌表明水吸收的热量越多，‌进而表明燃料的放热能力越强。‌ 【深化点拨】 1．燃料热值的理解 （1）“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽。1kg的某种燃料，只有在完全燃烧时放出热量的大小，在数值上才等于这种燃料的热值。如果没有完全燃烧，放出的热量比按热值计算出的热量要小。 （2）热值是燃料本身的一种性质,它只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧、放出热量的多少均没有关系，同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值不同。 2．热值计算：只有完全燃烧时，才能用Q=qm或Q=qV计算。 1．把一瓶汽油倒去一半，则剩下的汽油（　　） A．比热容变为原来的一半，热值不变 B．热值变为原来的一半，比热容不变 C．热值和比热容都变为原来的一半 D．比热容和热值均不变 2．烧烤的主要燃料是木炭，10g的木炭完全燃烧可以放出的热量，则木炭的热值为_______J/kg；冬天，搓手时手的内能增加是通过_______的方式实现的，木炭用掉一半时，剩余木炭的热值将_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 考点02 热机的效率 1、燃料的有效利用：用煤气灶、锅炉、煤炉等烧水时，燃料不能完全燃烧利用，具体原因是多样的。例如，燃料不能完全燃烧而损失了一部分能量，装水的容器吸收了一部分能量、灶体本身也会吸收一部分能量，高温的烟气带走了一部分能量，还有一部分能量直接散失掉了，水吸收的热量只占燃料燃烧放出热量的一部分，只有水吸收的热量才是有效利用的部分。 2、锅炉的效率 （1）锅炉是利用燃料或其他热源把水加热成热水或蒸汽的设备。锅炉包括锅和炉两部分，锅是指盛水的容器，炉是燃料燃烧的装置。 （2）提高锅炉燃料利用率的途径：一、让燃料尽可能充分燃烧，如将煤研磨成粉状，加大进风量等；二、减少热量损失，如加大有效受热面积等。 3、热机效率 （1）定义：用来做有用功的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值。 （2）计算公式： 对热机而言，其中用来做有用功的能量Q有用等于热机对外的有用功W有用，故热机的效率公式又可写成：。 （3）物理意义：热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机的效率是热机性能的一个重要指标。 （4）常见热机效率：蒸汽机6%-15%，汽油机20%-30%，柴油机30%-45%。 4、提高热机效率的主要途径 （1）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧（将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更充分燃烧）。 （2）减少各种热量损失（I. 加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；II. 使用较好的保温材料，减少热损失）。 （3）在热机设计和制造上，采用先进的技术。 （4）保障良好的润滑，减少机械摩擦。 【深化点拨】 1．对于热机效率可与机械效率进行对比理解：热机效率是衡量热机性能好坏的一个重要参数，要提高热机的效率就是要提高热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1。 2．热机的效率的解题思路点拨：在对热机的效率进行辨析时，只有有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比越大时，热机的效率才会越大。 3．提高热机效率的方法：‌（1）改善燃烧条件‌；‌（2）减少摩擦损失‌；‌（3）充分利用废气能量‌；‌（4）减少热量损失‌；‌（5）采用先进技术‌。 1．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 2．汽车发动机一般是柴油机或汽油机，完全燃烧0.5kg的汽油能够获得________J能量（）。小明同学阅读了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的图表，则该内燃机的效率为________。 3．清明小长假，轩轩一家出去旅游。汽车通过一条长3600m的隧道，消耗0.2kg的汽油，汽车通过隧道牵引力做的功为。（汽油的热值）求： (1)完全燃烧0.2kg汽油放出的热量为多少； (2)汽车通过隧道发动机的效率为多少。 热机的效率的综合应用及解题步骤 1.热值（q）：燃料的“身份证” （1）核心概念：热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧无关。 类比：就像密度一样，一滴水和一桶水的密度（热值）是一样的。 （2）公式区分（高频易错）： 固体/液体燃料：Q放=mq（ m是质量，单位 kg）。 气体燃料：Q放=Vq（V是体积，单位 m3）。 （3）题目如果说“煤炭燃烧了一半，剩下的热值变小”，这是错误的。热值永远不变。 2.热机效率（η）：永远小于1。 （1）定义：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。 （2）公式：。 W有：通常指牵引力做的功（ Fs）或克服阻力做的功。 Q放：指燃料完全燃烧释放的总热量（mq或 Vq）。 （3）为什么 η<100%。 废气带走大量的热（这是最大的能量损失）。 散热损失（机器发热）。 机械摩擦损耗。 （4）提高途径：让燃料燃烧更充分、减少各种热损失、减小摩擦。 3.环保与能源危机 （1）热机污染：废气（二氧化碳导致温室效应，二氧化硫导致酸雨）、噪声。 （2）解决思路：改进燃烧技术、使用清洁能源（太阳能、电能替代）、植树造林。 角度01 热值的概念、单位和物理意义 1．（2026年四川遂宁市中考物理试题）被誉为“中国17世纪的工艺百科全书”《天工开物》记载了我国古代生产技术成就。如： ①碎煤有两种，用以炊烹，用以冶煅； ②取诸麻、菜子入釜，文火慢炒，透出香气； ③榨汁入缸，看水花为火色。其花煎至细嫩，如煮羹沸； 下列对相关记载分析正确的是（     ） A．“用以炊烹”煤炭燃烧时热值在不断减小 B．“透出香气”是因为分子在运动 C．“文火慢炒”是通过做功的方式改变内能 D．“如煮羹沸”羹在沸腾时吸热，温度升高 2．（多选）如图所示，“围炉煮茶”是近年来比较流行的休闲方式，一般采用木炭作为燃料，用陶土壶作煮具。下列相关描述正确的是（     ） A．茶水的温度越高，含有的热量越多 B．闻到茶香说明分子在不停地做无规则运动 C．煮茶的过程中，燃烧的木炭的热值会减小 D．水沸腾将壶盖顶起的过程与热机的做功冲程相同 3．“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的______很大。若以10倍的关系粗略计算，0.2kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为______J，可以使______kg的水从20℃加热至60℃。（，） 角度02 热值的公式及相关计算 4．如图所示为便携卡式炉，它采用丁烷作为燃料。若在水壶中装入2kg初温为25℃的水，用卡式炉加热至100℃，消耗丁烷25g。已知，，下列说法正确的是（　　） A．加热过程中，水的温度升高，比热容增大 B．水吸收的热量为 C．25g丁烷完全燃烧放出的热量为 D．该卡式炉的加热效率为52.5% 5．使用清洁能源天然气有助于国家提出的2060年前实现碳中和的目标。小明同学用他家的天然气灶将质量为2kg、初温为15℃的水加热到95℃，水吸收的热量是_________J；若此过程的热效率为40%，则此过程消耗天然气_________。[水的比热容为，天然气热值为] 6．“小锅米线”是官渡的著名小吃，小杨同学在家煮小锅米线时，将质量为500g的水从24℃加热至94℃（昆明本地水的沸点），消耗了天然气，天然气的热值为，水的比热容为。求： (1)水吸收的热量； (2)完全燃烧天然气放出的热量； (3)该燃气灶的热效率。 角度03 比较不同燃料的热值大小 7．如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验，关于这两个实验，下列说法正确的是（　　） A．每组实验中，燃料的质量均应相等 B．每组实验中，烧杯中的物质的质量均应相等 C．都是通过温度计示数的变化来比较燃料燃烧放出热量的多少 D．除了图中所示的测量器材，两个实验都要用到天平和秒表 8．取10g酒精和10g花生米，点燃后分别对100g的水加热，直至充分燃烧。数据记录在表中，可见质量相等的酒精和花生米充分燃烧所放出的热量______（选填“相等”或“不相等”），所测的酒精的热值为______J/kg（不计热量损失）。酒精和花生米中，______的热值小。[] 燃料 加热前的水温/℃ 加热后的水温/℃ 10g酒精 20 80 10g花生米 20 50 9．小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知。（注：燃料完全燃烧放热用计算，某燃料的热值用表示；其质量用表示）。自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见下表： 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃ 煤油 25 44 菜籽油 25 34 (1)为了保证实验结论可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的_______相同；另外，甲乙两烧杯内水的质量要_______（选填“相等”或“不相等”）。 (2)分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是_______。 (3)小明同学想用这种实验方案和公式算出煤油和菜籽油的热值，利用此实验方法计算出的热值将比真实值_______（选填“偏大”或“偏小”），出现这种现象的原因有两点：①燃料不能_______。②燃料燃烧放出的热并不能完全被_______吸收。 角度04 热机效率的定义 10．涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，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。下列有关该发动机工作过程中的说法正确的是（    ） A．燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高 B．燃烧室中燃料燃烧越充分，燃料的热值越大 C．压气机压缩空气，空气的内能减小 D．高温高压气体推动涡轮转动时，将机械能转化为内能 11．（多选）汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙所示分别是某单缸四冲程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，内能转化为机械能 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，说明燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 D．若该汽油机飞轮的转速为3600r/min，则在1s内汽油机完成120次冲程 12．汽车应用了许多物理知识。 (1)现在家用燃油轿车大多采用的是________（选填“汽油机”或“柴油机”）。 (2)当燃油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将____（选填“升高”“不变”或“降低”）。 (3)某台内燃机飞轮的转速为2400r/min，在1s内对外做功________次。 角度05 热机燃料燃烧能量走向示意图 13．下图是某设备工作过程中的能量流向图，下列设备在工作过程中，能量转化与该图相符的是（    ） A．平衡车 B．电热足浴盆 C．燃油轿车 D．锅炉 14．如图所示是某汽车汽油机的能量流向图，完全燃烧0.5kg的汽油，该汽油机能够输出_____J的有用功；已知该汽车水箱容积为，当水箱中的冷却水温升高40℃时可以对外吸收_______J的热量。[汽油的热值为，水的比热容为] 15．如图所示是某品牌汽车汽油机的能量流程图，某次该汽车行驶过程中消耗了0.1kg汽油。已 知汽油的热值为4.2×107J/kg，水的比热容为，求： (1)该汽油机的效率； (2)若释放的热量有 25%被冷却水吸收，质量为5kg的冷却水升高的温度。 角度06 加热效率的计算 16．为减少农业废弃物污染，我州大力推广核桃壳回收利用，将其加工制成核桃壳机制炭。某品牌核桃壳机制炭宣称热值达到，符合一级能效标准（热效率≥63%）。小明用该机制炭在一标准大气压下烧水，将质量为2kg、初温为20℃的水恰好烧开，共消耗了0.2kg的核桃壳机制炭（如图所示），已知水的比热容为，则下列说法正确的是（     ） A．烧水过程中，水吸收热量是通过做功的方式改变内能 B．水吸收的热量是 C．0.2kg核桃壳机制炭完全燃烧放出的热量是 D．商家存在虚假宣传 17．（2026·四川广安·中考真题）某折叠卡式炉如图所示，它采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2 kg水，用卡式炉给水加热使之温度升高了50 ℃，丁烷完全燃烧释放了的能量。此过程通过________（选填“做功”或“热传递”）方式增大了水的内能，该卡式炉烧水的效率为________。水的比热容为。 18．“自嗨锅”成为当下一种时尚快餐，很受年轻人喜爱。现用它里面的发热包将500 g水从20℃加热至沸腾（1个标准气压下）。[，]。 (1)此加热过程中，提供给水的热量至少为多少J； (2)如果用效率50%的酒精灯给500 g水加热，使其升高同样温度，酒精燃烧放出的热量为多少J； (3)若用（2）中酒精加热，则至少需要多少kg酒精。 角度07 热机效率的计算 19．实践小组制作了一个简易汽轮机模型，如图所示。在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后从管口喷出蒸汽，使风车扇叶转动。[]下列说法正确的是（　　） A．将100g水从20℃加热至沸腾（标准大气压下），水至少需要吸收33600J热量 B．蒸汽使扇叶转动的过程与四冲程汽油机的排气冲程原理相似 C．加热一段时间后，酒精灯内酒精的热值减小 D．此过程中，水的内能转化为机械能，转化效率可达到100% 20．据统计，每燃烧1kg燃油约排放3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能在我国交通领域的应用场景不断扩大。如图所示是某款氢燃料电池车，该汽车在平直公路上匀速直线行驶30km，用时24min，受到的牵引力为，消耗氢气1kg。则该过程中汽车牵引力做功______J，该车利用氢能的效率为______。（） 21．氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，如图为一辆我国设计制造的氢能源公交车。该公交车以的恒定功率做匀速行驶，氢燃料完全燃烧获得热量的60％可用来做机械功。已知，。求： (1)质量为的氢燃料完全燃烧放出的热量。 (2)若这些热量全部被水吸收，可以使质量为、初温为20℃的水升高多少温度？ (3)这些热量能让该公交车匀速行驶的时间。 22．机械狗在救援、物流等方面发挥着重要作用。某款由我国自主研制的机械狗，其动力来源于液压系统，内置燃油发动机。为使用安全，机械狗的液压系统内液压油温度不能高于80℃。[液压油的比热容取] (1)当机械狗内4kg的液压油的温度由30℃升高至最高温度时，求液压油吸收的热量。 (2)机械狗在某次工作过程中，消耗的燃油完全燃烧放出的热量为，提供了的有用功，求该燃油发动机的效率。 角度08 提高热机的效率的方法 23．2026年5月17日，世界超级摩托车锦标赛（WSBK）捷克站WorldSSP组别赛事落下帷幕。国产张雪机车搭载自主研发的820RR-RS赛车，第五次斩获冠军，打破欧美日品牌数十年对该赛事的长期垄断。下列关于摩托车相关物理知识，说法正确的是（     ） A．摩托车依靠内燃机驱动，工作过程中将机械能转化为内能 B．内燃机做功冲程中，燃气内能逐渐增大 C．汽油不断消耗燃烧，其热值会不断变小 D．提升内燃机气缸外壳隔热保温效果，能够提高热机效率 24．（多选）如图为我国武装直升机武直-10，采用我国完全自主研发的玉龙涡轴航空发动机，它的大致工作过程：空气通过进气道进入压气机，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。下列说法正确的是（    ） A．燃料和压缩空气混合后，燃料的热值不变 B．空气进入压气机，被压气机压缩后内能增大 C．玉龙涡轴航空发动机工作时将化学能直接转化为机械能 D．燃烧室里的燃料燃烧更加充分时，发动机的效率不变 25．某汽车在公路上行驶一段距离，牵引力所做的有用功为，消耗汽油。已知汽油的热值为，则汽油完全燃烧放出的热量为________，该汽车的热机效率为________。请写出一条提高热机效率的措施：________________________。 【例1】（2026·四川成都·中考真题）锻造钢制零件时常将零件加热至高温后浸入水中快速冷却，即“淬火”。某课外研究小组在实验室模拟“淬火”过程如下：在17℃的室温环境下，用酒精灯将质量为100g的钢片均匀加热至高温后立即浸没于100g水中，水温升至40℃后缓慢下降。加热钢片消耗酒精1.4g，酒精完全燃烧。不考虑水的汽化，忽略钢片转移至水中过程热量损失，假设钢片放出的热量完全被水吸收。已知水的比热容为，钢的比热容为，酒精的热值为。下列计算结果正确的是（     ） A．水吸收的热量为 B．酒精燃烧释放的热量为 C．钢片吸热后温度升高233℃ D．加热钢片过程中能量转化效率为23% 【深化点拨】 （1）比热容吸放热规律：物体升温吸热、降温放热，吸放热多少由质量、比热容、温度变化共同决定；不计热损失时，高温物体放出热量等于低温物体吸收热量。 （2）燃料热值相关知识：燃料完全燃烧放热由质量、热值决定，燃烧放出的总热量不会全部被加热物体吸收，存在热量散失。 （3）热效率核心概念：有效吸收热量与燃料燃烧总放热的比值为热效率，用来衡量加热设备能量利用好坏。 （4）多过程热学拆解思维：题目分两步：酒精加热钢片、钢片入水淬火，需要分开梳理吸放热主体，理清温度关联。 （5）计算题易错点考查：侧重单位换算、温度变化量选取、总热量与有效吸热的区分，通过选项对错判断检验计算逻辑。 【变式1-1】（2024·江苏连云港·中考真题）下列关于燃料的热值说法正确的是（　　） A．燃料燃烧越充分，其热值越大 B．燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少 C．一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小 D．焦炭的热值是，完全燃烧1kg焦炭能放出的热量 【变式1-2】（2026·四川达州·中考真题）如图所示，在热机的原理实验中，完全燃烧的酒精可放出________的热量；加热过程中观察到风车慢慢转动，其能量转化方式与内燃机的________冲程类似。（） 【变式1-3】（2025·四川·中考真题）父亲生日的早上，小冬同学为爸爸煮了一壶热气腾腾的酥油茶，此过程消耗了的天然气，这些天然气完全燃烧释放的热量为______J（已知天然气的热值为）；此过程是通过______（选填“做功”或“热传递”）使酥油茶的内能增加。 【例2】（2025·山东威海·中考真题）小明和爸爸质量共120kg，骑着一辆质量为300kg（含装备）的三轮摩托车，沿318国道从成都前往拉萨旅行。水平骑行时每只轮胎与地面接触的面积为0.02m2（g取10N/ kg） (1)水平骑行时，摩托车对地面的压力、压强分别是多少？ (2)在海拔约5000m的米拉山垭口烧水，用燃气炉将质量2.5kg、初温为3℃的水加热至沸腾（水的沸点为83℃）。若燃气完全燃烧释放热量的30%被水吸收。则水吸收了多少热量？共用掉多少燃气？[，] 【深化点拨】 （1）比热容吸热计算：水升温吸热，温度变化量为末温减去初温；本题结合高原气压低、沸点低于 100℃的地理物理综合情境，不能默认水沸点是 100℃，要取用题目给出的 83℃计算温差。 （2）热效率与燃料热值综合：热效率为水吸收的有效热量占燃气完全燃烧总放热的比例，先通过水吸热反推燃气需要放出的总热量，再结合热值求消耗燃气质量，串联吸热、热效率、燃料放热三层逻辑。 （3）力学、热学跨模块综合大题：一道计算题分为固体压强力学板块、比热容热值热学板块两大问，是中考标准综合计算题题型，考查分模块拆解解题的能力。 （4）生活旅行真实情境建模：以自驾进藏旅行为背景，融合高原气压沸点特点、车辆对地压强、野外烧水供热场景，训练从长题干提取有效已知条件、规避隐藏陷阱。 【变式2-1】（2025·山东德州·中考真题）铜冰鉴是我国战国时代发明的既可“制冷”又可“制热”的两用“冰箱”，如图甲所示。冰鉴是一件双层器皿，鉴腹内有一尊缶，如图乙所示。冬季，在鉴腹内装入热水用来给尊缶内的酒加热，已知热水质量为150kg、初温为，酒的质量为80kg、初温为，最终两者温度相同为，则给酒加热的热效率为________。[，] 【变式2-2】（2025·山东滨州·中考真题）厨房不仅是加工食材的场所，也是充满热现象的“实验室”。以下现象及给出的解释，合理的是（　　） A．能闻到凉拌菜的香味，说明分子热运动与温度无关 B．用蒸锅将馒头蒸熟的过程是通过热传递的方式改变馒头的内能 C．高压锅限压阀被顶起过程中的能量转化，与热机的压缩冲程相同 D．用高科技的燃气灶，其热效率可以提高到100% 【变式2-3】（2025·四川广元·中考真题）如图所示是我国自行研制的大型客机C919，若它在高空水平定速巡航飞行10km消耗的汽油为100kg，受到的阻力为1.15×105N，则飞机发动机的热机效率为______；为节能减排，现设法回收未利用的能量，若回收的能量占汽油完全燃烧放出能量的21%，可使______kg水的温度升高50℃。【汽油热值为，水的比热容为】 【变式2-4】（2025·四川广安·中考真题）“五·一”假期，小莉一家出去旅游。汽车通过一条长2400m的隧道，用时120s，消耗0.1kg的汽油，汽车通过隧道牵引力做的有用功为。（汽油的热值）求： (1)汽车通过隧道的平均速度； (2)完全燃烧0.1kg汽油放出的热量； (3)汽车通过隧道发动机的效率。 ⚡基础速刷 1．2025年11月25日12时11分，神舟二十二号执行紧急发射任务，发射任务取得圆满成功。下列说法正确的是（　　） A．火箭应选用密度小、热值大的燃料 B．火箭“体内”的液氢燃料温度低至，内能为零 C．火箭中的液氢燃料用掉一部分后，其热值会变小 D．液氢燃烧过程中，内能转化为化学能 2．现代建筑房屋时为了减少房屋热量散失，最合理的措施是（     ） A．增加窗户数量 B．使用热导率高的材料 C．减少室内外温差 D．在外墙加装聚苯隔热板 3．如图所示，传承百年的昌平阳坊涮肉，采用传统的铜锅炭火清汤涮食，味道鲜美，是北京著名美食。下列说法正确的是（     ） A．木炭燃烧过程中，其热值逐渐减小 B．闻到浓郁的香气，说明分子在不停地运动 C．汤的温度越高，其所含有的热量越多 D．汤逐渐变凉的过程，其内能逐渐消失 4．随着我国经济的不断发展，汽车已进入百姓家庭，家用汽车常用汽油机提供动力，以下有关说法正确的是（　　） A．汽车行驶时扬起地面尘土，属于扩散现象 B．汽油机冷却液温度越高，含有的热量越多 C．汽油机的做功冲程，内能转化为机械能 D．汽油机的热机效率越高，其功率一定越大 5．（多选）下列说法正确的是（     ） A．汽油机的做功冲程主要是将内能转化为机械能 B．燃料完全燃烧时放出的热量越多，其热值越大 C．运动的物体具有机械能，而不具有内能 D．用热水袋暖手，手的温度升高，是通过热传递的方式改变手的内能 6．2025年7月15日，我国成功发射天舟九号货运飞船如图。火箭升空时，火箭燃料燃烧了一部分后，剩余燃料的热值___________；火箭重返大气层时，部分表面烧蚀层熔化，这些烧蚀层的内能___________。（均选填“变大”、“变小”或“不变”） 7．如图为火箭发射的场景，火箭的燃料使用了液态氢，火箭发射升空时，燃料的化学能转化为___________能。火箭加速上升过程中，火箭的机械能___________（选填“守恒”或“不守恒”，忽略燃料减少引起的质量变化）。 8．如图是我国自主研发的一种大型、多用途运输机。若该运输机在高空中飞行时受到的水平推力恒为1.8×105N，某次沿水平方向匀速航行了1500km的过程中，燃烧航空煤油13.5t。航空煤油的热值为，求： (1)13.5t航空煤油完全燃烧放出的热量； (2)运输机发动机做的有用功； (3)运输机发动机的热机效率。 🚀能力跃升 9．下列关于热现象的说法中正确的是（　　） A．夏天在地面上洒水降温，利用了水升华时吸热的特点 B．煮粽子时粽香四溢属于扩散现象 C．铁丝反复弯折后温度升高，这是通过热传递改变内能的 D．燃料燃烧时放出的热量越多，燃料的热值越大 10．某兴趣小组制作的简易汽轮机模型。他们尝试用不同燃料进行实验，并记录数据如下表。已知该装置运行时，蒸汽推动风车所做的机械功与燃料完全燃烧释放热量的比值称为“有效转化效率”。请根据以上信息，判断下列说法正确的是（     ） 燃料 质量（g） 完全燃烧释放热量（J） 推动风车转动所做机械功（J） 酒精 5.0 1.5×105 植物油 5.0 1.8×105 A．该装置的本质属于内燃机 B．植物油的热值比酒精大 C．装置的能量转化效率是50% D．若尽可能减小热损失，效率可达100% 11．在探究“比较不同物质的吸热能力”实验中，某小组的同学利用如图所示的两套完全相同的装置（所用燃料为酒精）进行实验，同时加热初温不同但质量均为1 kg的甲、乙两种液体。实验过程中，每隔1 min读取一次温度计的示数（忽略热量损失），记录结果如下表所示。已知c甲＝4.2×103J/(kg·℃)，q酒精＝3.0×107 J/kg，每套装置4 min消耗酒精的质量为7 g。下列说法正确的是（     ） 加热时间/min 0 1 2 3 4 甲的温度/℃ 30 34 38 42 46 乙的温度/℃ 10 18 26 34 42 A．0～4 min时间段，甲吸收的热量大于乙吸收的热量 B．该装置的加热效率为50% C．乙的比热容c乙＝2.1×103 J/(kg·℃) D．在成都做实验，甲沸腾时，温度一定是100℃ 12．（多选）据古代传说，华夏文明的曙光始自燧人氏在商丘首创钻木取火之术，并传授先民火种运用之道。热学在人类的文明史上起着举足轻重的作用，下列关于热现象的说法不正确的是（　　） A．古人将生肉烤熟，是通过热传递的方式改变肉的内能 B．古人用狼烟示警，狼烟上升属于分子的热运动 C．现代人用冰箱制冰，水的温度不变时内能也不变 D．现代人发射火箭时，燃料箱中液氢的热值逐渐减小 13．“垃圾回收，变废为宝”，经过实验，质量为1t的某种分类垃圾能“榨”出燃料油，该燃料油的热值为。100kg燃料油完全燃烧放出的热量为________J；若这些热量全部被水吸收，可将________的水从20℃加热至70℃。[] 14．截至2026年6月WSBK国际顶级摩托车赛事，车手瓦伦丁·德比斯驾驶国产张雪机车820RR-RS如图所示，斩获本赛季五座分站冠军，打破海外品牌长期垄断，彰显中国机车工业硬核实力，为国争光。驾驶机车高速过弯时，车身空气动力学设计产生向下压力差，会______轮胎与地面间摩擦力，提升过弯稳定性；比赛结束后用手触摸轮胎很烫，是通过______方式改变物体内能，赛车使用的燃油热值，完全燃烧燃油放出的热量为______J。 15．小明用图甲所示装置进行热学探究。 ①取200g的碎冰放入烧杯中，用酒精灯加热至沸腾后得到水温T随时间t变化的图像，如图乙中的a。 ②使用同样的装置，换用等质量的食用油实验，得到图乙中的b。 ③用该酒精灯测量酒精的热值。 (1)冰熔化过程中温度_____；撤去酒精灯后，水逐渐停止沸腾，说明水沸腾时需要_____； (2)实验中，要使食用油和水升高相同的温度，需要对_____加热更长时间。水从20℃加热至沸腾，消耗2g酒精，若不计热损失和水的质量变化，则酒精的热值q=_____J/kg。已知水的比热容； (3)实验中将水从20℃加热至沸腾后继续加热2min才熄灭，则所测酒精的热值将____ （选填“偏大”“偏小”或“不变”），理由是____。 16．如图所示为某型号柴油机载重汽车，其总质量为10t，在某次测试中，在一段平直的公路上匀速行驶10km，消耗柴油2kg，牵引力恒为。（柴油的热值取，）求该次测试中： (1)该汽车的重力； (2)牵引力所做的功； (3)此柴油机的效率。 🌟思维挑战 17．汽油机是很多工具的动力来源，若某台单缸四冲程汽油机的飞轮转速稳定在1200r/min，图甲、乙分别是该汽油机的某冲程及能量流向图。则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．该汽油机每秒对外做功20次 18．如图甲所示，小成同学用两个完全相同的电加热器，对初温均为20℃的水和B液体进行加热，两种液体每秒钟吸收的热量相同，温度随加热时间的变化曲线如图乙所示，已知两加热器的加热功率恒为，水的质量，水的比热容，以下说法正确的是（　　） A．若水的质量小于B液体质量，则B的比热容更大 B．在前，水吸收的热量大于B液体吸收的热量 C．该加热器对水和B液体的加热效率均为98％ D．B液体加热至80℃所吸收的热量为 19．图是小汽车的某款发动机工作原理示意图，点燃发动机的酒精炉后，活塞来回运动就会使车运动起来，甲、乙两款这种发动机的能量参数如图所示，下列分析正确的是（　　） ①酒精燃尽后，酒精所产生的能量消失了 ②发动机热气缸内部的气体推动活塞A向外运动，把内能转化为机械能 ③应选择性能更优的甲款发动机 ④应选择性能更优的乙款发动机 ⑤要想提高发动机热机效率，可以让发动机工作更长时间 A．①②④ B．③⑤ C．②③ D．②⑤ 20．一辆轿车平均车速为100km/h，它的输出功率，平均油耗为10L/100km。参考以上的数据，分析这辆车在这种状态下行驶时，发动机的效率为___________（已知汽油的热值为J/kg ，密度为kg/m3）。通过理论推导发现发动机的输出功率与其排量有一定的关系，并可据此计算出汽缸在做功冲程中的平均压强。该轿车采用直列四缸发动机，如图所示，排量为2.0L（所有汽缸“工作容积”之和称为发动机排量），请你计算当发动机转速（即曲轴转速）为3000r/min且它的输出功率时做功冲程中汽缸内的平均压强___________Pa。 21．大型运输机运-20对我国建设战略空军具有重要意义。 (1)运-20的巨大轰鸣声能将小鸟震晕，说明声音可以传递______（填“信息”或“能量”）。运-20设计师通过改进发动机的结构，以实现从______（填“声源”或“人耳”）处减弱噪声。 (2)一架运-20在一次执行任务的过程中，飞行距离为4000km，消耗航空煤油的质量为50t，若飞机飞行时受到的平均阻力的大小为，该过程中飞机发动机的推力做的功为______J，发动机的效率为______%（航空煤油的热值为）。若运-20换装效率为60%的新发动机后，一架运-20每飞行100km，可节约航空煤油约为______t（保留1位小数）。 22．薯片中所含油的质量占薯片总质量的百分比称为该薯片的含油量。如图所示，在估测薯片的含油量实验中，小军设计了两种对水加热方式。 方式一：燃料在小烧杯中燃烧； 方式二：燃料在燃烧皿中燃烧。 (1)两种加热方式中合理的是方式____（选填“一”或“二”），你判断的理由是________。 (2)选好合理的加热方式后，小军用天平分别测出5g薯片、5g食用油和两份初温相同的100g水。先将5g薯片放入空的燃烧容器中，用温度计测出烧杯内100g水的初温为22℃，待其燃尽后记下100g水的温度为72℃则水吸收的热量为____J，测得薯片的热值为____J/kg、[] (3)采用与（2）中相同的加热方式，再将5g食用油放入空的燃烧容器中，使其燃烧，给初温为22℃的100g水加热。当____________时，停止加热，测出此时剩余油的质量为3.5g，则薯片的含油量为____%。实验过程中，由于薯片中少量的淀粉也会燃烧放出热量，会导致测得的薯片含油量____（选填“偏大”“不变”或“偏小”）。 23．油电混合动力汽车是新型节能汽车。这种汽车高速行驶时，内燃机启动，既向车轮输送能量也给动力蓄电池组充电。已知某型号混合动力汽车所用的动力蓄电池可储存的最大电能是1.0×108J。测试人员驾驶该车在平直公路上以70km/h的测试车速匀速行驶24min，内燃机消耗燃油2kg，蓄电池组的电能增加了最大电能的10%，汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示。则： (1)该汽车测试行驶中消耗的燃油完全燃烧放出多少热量？（燃油的热值为4.6×107J/kg） (2)该汽车测试行驶中牵引力做了多少功？ (3)该汽车内燃机的效率是多大？ 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $