14.4 跨学科：热机效率和环境保护 同步练习 2026-2027学年沪科版物理九年级全一册

**基本信息** 以“基础巩固-能力提升-综合应用”分层设计，覆盖热机效率与热值核心概念，通过辨析、计算、实验探究构建从物理观念到科学思维的巩固路径。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础|热值特性、热机效率影响因素|12道单选题聚焦概念辨析，4道填空题强化基础计算，夯实物理观念| |中档|燃料热值比较、热损失分析|2道实验题采用控制变量法，培养科学探究与科学论证能力| |综合|效率计算、跨学科环保应用|2道计算题结合航空、汽车场景，深化能量观念与社会责任|

14.4 跨学科：热机效率和环境保护 同步练习 一 、单选题（本大题共12小题，共36分） 1.（3分）在煤炭市场中，少数不法商贩将煤矸石粉碎后掺在优质煤中销售，为了避免上当，用户购买煤炭时可以检测它的 A. 热量 B. 热值 C. 内能 D. 比热容 2.（3分）下列关于热值的说法正确的是 A. 煤的热值大于煤的热值 B. 燃料热值越大，燃烧放出的热量越多 C. 热量燃烧不完全时热值变小 D. 燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关 3.（3分）为了合理利用能源，人们一直在努力提高热机效率，以下是一些提高热机效率的方法：①尽量减少各种热损；②加润滑油减少机器各部件之间的摩擦；③使用热值高的燃料。其中合理的一组是 A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ①②③ 4.（3分）有一种节能型燃气炉灶，据介绍，使用该种炉灶比普通炉灶烧开同样壶水可以节约燃气。这是因为，使用这种炉灶可以 A. 增大燃气的热值 B. 增大燃气的密度 C. 降低水的比热容 D. 提高燃气的燃烧效率 5.（3分）关于热机的效率，下列说法中正确的是 A. 热机做的有用功越多，效率就一定越高 B. 热机的功率越大，效率就一定越高 C. 热机消耗的燃料越多，效率就一定越高 D. 提高热机的效率的方法之一是减少热损失 6.（3分）内燃机中，柴油机的效率比汽油机高，这是因为  A. 柴油的热值比汽油大 B. 柴油机的点火方式与汽油机的不同 C. 柴油机燃烧时，气缸内压强更大、温度更高 D. 柴油机损失的热量比汽油机的少 7.（3分）南文昌卫展发射中心，长征五号通五运载火箭搭载嫦娥五号探测器成功发射。发射嫦娥五号的火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料的 A. 热值大 B. 比热容大 C. 密度大 D. 以上说法都不正确 8.（3分）关于燃料的热值，以下说法中正确的是 A. 燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关 B. 燃烧千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值 C. 燃料燃烧时，质量越大，热值越大 D. 燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小 9.（3分）关于燃料的热值，以下说法中正确的是 A. 燃料燃烧时，质量越大，热值越大 B. 燃烧某种燃料放出的热量叫做这种燃料的热值 C. 燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关 D. 燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小 10.（3分）关于燃料的热值，以下说法正确的是 A. 燃料热值与燃料的燃烧情况无关 B. 容易燃烧的燃料，热值一定大 C. 煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量比燃烧木柴放出的热量一定多 D. 为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料 11.（3分）为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施不能提高热机效率的是 A. 让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全 B. 在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损失  C. 尽量减少热机内部各部件间的摩擦 D. 尽量增加热机的工作时间 12.（3分）小丽为了测试汽车发动机的效率，开车以的平均速度行驶了，用去汽油，已知汽油的密度为，热值为，发动机的功率为，则该汽车发动机的效率为 A. B. C. D. 二 、填空题（本大题共4小题，共16分） 13.（4分）完全燃烧焦炭所放出的热量有被水吸收。已知水质量为，初始温度是，则水温将升高了 ______ 。 14.（4分）“母亲节”这天，扎西同学为妈妈炖了一碗排骨汤，将装汤的碗放在有水的盆子中进行降温。扎西同学用水进行降温主要是利用了水的 ______大，过了一会儿，水温由升高到，水吸收的热量为 ______。 15.（4分）焚烧生活垃圾放出的热量用来发电，是综合利用垃圾的一种方法。据资料显示，仅年全国城市生活垃圾就达若燃烧垃圾可放出的热量，如果将年我国的城市生活垃圾全部焚烧，则放出的热量是______，它相当于______煤炭完全燃烧放出的热量煤炭的热值为。 16.（4分）在比较不同燃料热值的实验中，小明利用与图示完全相同的两套实验装置，分别在燃烧皿中放入质量相同的燃料甲和燃料乙，点燃后对质量都为和初温都为的水加热，燃烧相同时间后，装置甲水的温度为，装置乙水温为，此时装置甲中水的内能 ______大于等于小于装置乙的，此过程中甲装置中水吸收的热量为 ______。要比较两种燃料热值的大小，应测量 ______时水的温度。水的比热容为 三 、实验题（本大题共2小题，共12分） 17.（6分）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 燃料燃尽后水温 煤油 菜籽油 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相等。  分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______  小明同学还想利用这种实验方案计算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______偏大或偏小，你认为出现这种现象的原因：______。 18.（6分）小明想通过实验比较不同燃料的热值．他利用如图所示完全相同的甲、乙两套实验装置，用质量相等的酒精和碎纸片分别同时给质量和初温都相同的水加热，比较加热相同时间后水升高的温度。  小明实验方案中存在明显问题，请你帮他指出来，答：______。  为了正确完成实验，除了图示装置中器材外，还需要的测量器材是 ______。  小明按正确方法进行实验后，发现甲中温度计最后的示数是乙中温度计最后示数的倍，若甲、乙两装置的吸热效率相同，小明就认为“酒精的热值是碎纸片的倍”．这个结论是 ______的选填“正确”或“错误”，简要说明理由：______。 四 、计算题（本大题共2小题，共24分） 19.（12分）飞机的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷气口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，如果飞机以的速度沿水平方向匀速航行，需要完全燃烧热值为的航空煤油。飞机发动机的效率为。求内：  飞机的航程；  航空煤油完全燃烧放出的热量；  发动机所做的有用功；  飞机发动机高空中的水平推力。 20.（12分）如图是明明家新买的轿车，该车质量，最大输出功率是，汽油机效率是，轮胎与地面接触的总面积为，求：  该车静止在水平地面上时，对地面的压强多大？  在某段水平路面上，该车以的速度匀速直线行驶时，所受的阻力为，则此时发动机的输出功率多大？  若该车以最大输出功率行驶，需要消耗多少千克汽油？ 答案和解析 1.【答案】B; 【解析】解：   热值是燃料的一种特性，是指某种燃料完全燃烧放出的热量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时放出的热量越多，掺假后煤的热值降低，所以可以用热值来区分。而从热量、内能、比热容无法区分，故B正确。   故选：。  温度是指物体的冷热程度；热值是燃料的一种特性，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时放出的热量越多；比热容是指相同质量的不同物质升高相同的温度吸收的热量不同。据此分析判断。  区分比热容、热值、质量、温度的物理意义是本题的关键。 2.【答案】D; 【解析】解：、燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料的燃烧程度、质量都无关，故A错误；  B、燃料的热值越大，只有在相同质量并且完全燃烧的情况下，放出的热量才越多，质量少、燃烧不完全放出的热量就少，故B错误；  C、热值与燃料是否完全燃烧无关，故C错误；  D、热值是燃料本身的特性，与燃料的质量无关，不同的物质热值一般不同，故D正确。  故选：。  某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值。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、燃烧程度等均无关。据此分析判断。  此题主要考查的是学生对燃料热值是燃料特性的理解和掌握，常见题目。 3.【答案】A; 【解析】解：热机效率是指热机工作时，有用功与燃料完全燃烧释放出热量之比，与热机的功率无关，功率是表示物体做功快慢的物理量，同样的，燃料的热值高低也不能影响热机的效率；而通过减少各种热损、加润滑油等可以减少能量损失，从而提高热机效率，故①②正确、③错误。  故选：。  热机的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热量之比，提高热机效率的主要措施是提高燃料充分燃烧，减少工作过程中能量的各种损失，提高燃料的利用率。  本题综合考查了热机的效率，是一道生活中的物理题，有其实用价值，只要读好题，总体来说此题难度较小。 4.【答案】D; 【解析】解：、热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，故错误；  、密度是物质的一种特性，与物质的种类有关，不能增大燃气的密度，故错误；  、比热容是物质的特性，与物质的种类和状态有关，不能降低水的比热容，故错误。  、根据热量的计算公式可知，烧开同样一壶水，水吸收的热量相同，使用节能型燃气炉灶比普通炉灶烧开同样一壶水可以节约燃气，说明提高了燃料的利用率，即使用这种炉灶可以提高燃气的燃烧效率，故正确；  故选：。  热值是燃料的特性，只与燃料的种类；比热容是物质的一种特性，与物质的种类和所处的状态有关；密度是物质的一种特性，与物质的种类和所处的状态有关。  可由热量的计算公式分析水吸收的热量，然后根据效率定义进行解答，使用该种炉灶比普通炉灶烧开同样壶水可以节约燃气，即提高了燃料的利用率。  此题主要考查的是燃气的利用率，与水吸收的热量和燃料完全燃烧的比值有关，与热值、密度、比热容没有关系，是一道基本题。 5.【答案】D; 【解析】解：   A、热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，有用功虽然多，但燃料完全燃烧放出的能量不确定，则效率不一定越高；故A错误；   B、功率是物体做功快慢的物理量，与热机效率的高低无关，故B错误。   C、热机消耗的燃料多，燃料完全燃烧放出的热量多，但用来做有用功的能量不一定多，则效率不一定越高；故C错误；   D、机械摩擦和散热要消耗能量、废气带走较大部分能量，所以提高热机的效率的方法之一是减少热损失，故D正确。   故选：。  在热机中，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，叫热机的效率；   提高热机效率的方法有：使燃料尽可能充分燃烧；减少运动部件摩擦发热的损失；减少废气带走的热量；   功率是表示物体做功快慢的物理量。  此题主要考查了热机的效率以及影响热机效率的因素，并且考查了热机效率与功率的区别。 6.【答案】C; 【解析】解：柴油机的效率比汽油机的效率高说明柴油机损耗的能量比汽油机损耗的能量少．是因为柴油机在压缩冲程中，压缩的程度比汽油机大，燃烧更充分，燃气产生的压强更大，在燃烧相同燃料的情况下，转化成的有用功更多．  故选  此题主要考查了柴油机比汽油机效率高的原因．所以更应该理解柴油机与汽油机在四个冲程中的区别． 7.【答案】A; 【解析】解：  发射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，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故正确。  故选：。  热值是指千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，释放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小。  此题主要考查学生对热值定义的掌握情况，需要根据火箭的具体应用来分析。 8.【答案】A; 【解析】解：、燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关，符合题意。   B、燃烧千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值，必须是完全燃烧放出的热量，才是燃料的热值，不符合题意。   C、燃料燃烧时，质量越大，热值越大：热值与质量无关，只与燃料种类有关，不符合题意。   D、燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小，燃料不完全燃烧时放出的热量不能称之为热值，不符合题意。   故选：。  要判断此题，首先必须熟悉热值的概念，完全燃烧千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值。  该题考查了学生对燃料热值的定义，是经常考的题型，必须牢固掌握热值的本质。 9.【答案】C; 【解析】解：   完全燃烧千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值，必须是完全燃烧放出的热量，才是燃料的热值；   热值是燃料的一种特性，热值大小仅与燃料的种类有关，而与燃料的质量、燃料的燃烧程度无关，当燃料不燃烧时，热值仍存在，故ABD都错，C正确。   故选：。  单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值，热值是燃料的一种特性，热值大小仅与燃料的种类有关，而与燃料的质量、燃料的燃烧程度无关。  该题考查了学生对热值概念的了解与掌握，理解热值是燃料的特性。 10.【答案】A; 【解析】 某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。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、燃烧程度等均无关。 题的解题关键是知道热值及效率的定义。 A.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、燃烧程度等均无关。故正确；  B.热值大小与燃料是否容易燃烧无关，故错误；  C.燃料燃烧放出热量的多少不仅与燃料的热值大小有关，还与燃料的质量以及燃烧程度有关，故错误；  D.锅炉的效率与燃料的热值高没有关系，故错误。  故选。 11.【答案】D; 【解析】  此题通过考查影响热机效率的几个因素，考查了学生对热机效率的理解。要知道要想提高热机的效率，要减少热量的损失。    热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。  所以减少热量的损失可以提高热机的效率。  所以使燃料充分燃烧、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ABC能提高热机效率；  增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率，故D不能提高热机效率。  故选D。 12.【答案】B; 【解析】解：汽车行驶的速度，  由可得，汽车行驶时间：  ，  发动机对汽车做的功：  ，  汽油完全燃烧放出的热量：  ；  汽车发动机的效率：  。  故选B。  知道汽车速度和行驶路程，利用速度公式求汽车行驶的时间，再利用求发动机对汽车做的功有用能量；  知道汽油的体积、汽油的密度，利用密度公式求汽油的质量，再利用燃料完全燃烧放热公式求汽油完全燃烧放出的热量总能量，再利用效率公式求发动机的效率。  该题考查了学生对速度公式、功率公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，知识点多，要求灵活选用公式计算。 13.【答案】30; 【解析】解：焦炭完全燃烧释放的热量：  。  水吸收的热量：  ；  根据，水升高的温度：。  故答案为：。  知道焦炭的质量和焦炭的热值，利用公式可计算焦炭完全燃烧放出的热量，然后求出水吸收的热量；  知道水的质量、水的比热容，根据可计算水升高的温度。  此题主要考查学生对燃料完全燃烧放出热量公式和吸热公式的掌握和运用，难度不大。 14.【答案】; 【解析】解：由于水的比热容大，质量相同的水和其它物质相比，升高相同的温度，水吸热多，冷却效果好，所以，将装汤的碗放在水中进行冷却就是利用水的比热容大这一特性；  水吸收的热量：  。  故答案为：比热容；。  与其它液体相比，水的比热容最大，在质量和升高的温度相同时，水吸收的热量最多。  已知水的比热容、质量和升高的温度，利用计算水吸收的热量。  此题主要考查水的比热容大的特点在生活中的应用以及吸热公式的应用，是一道基础题。 15.【答案】2.25×1018 ; 7.5×1010 ; 【解析】解：生活垃圾全部焚烧放出的热量：  ，  ，  需要完全燃烧煤炭的质量：  。  故答案为：；。  知道生活垃圾总质量，和燃烧垃圾可放出的热量，可求全部燃烧放出的热量；这些热量若由完全燃烧煤炭获得，利用求出需要完全燃烧煤炭的质量。  该题考查了学生对燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用，因数值大，注意科学记数法的正确使用。 16.【答案】大于  4.2×103  两种燃料燃烧完; 【解析】解：初温都为的水加热，燃烧相同时间后，装置甲水的温度为，装置乙水温为，两杯水的温度变化量为；；  所以甲杯水的温度升高多，根据可知，在质量相同时，甲装置中水的吸收的热量多，两杯水加热前内能相同，故此时甲装置的内能大于装置乙；  此过程中甲装置中水吸收的热量为：。  要比较不同燃料热值，即比较燃料完全燃烧放出的热量与质量的比值，由水温变化可计算出燃料放出热量的多少，所以要控制燃烧的燃料的质量相同，由于两种燃料燃烧的速度可能不相同，所以应测量两种燃料燃烧完时水的温度。  故答案为：大于；；两种燃料燃烧完。  内能与物体质量、温度、状态有关；  知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式求水吸收的热量；  根据控制变量法可知，比较不同燃料的热值时，燃料燃烧放出热量的多少不易观察，通过比较两种燃料燃烧完，液体升高的温度来呈现。  此题主要考查探究不同燃料的热值的实验，探究不同物质的比热容的实验，热量的计算公式的应用，属于热学基本实验，此题难度较小。 17.【答案】质量 煤油 偏小 燃料并不可能完全燃烧，燃料燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸 ; 【解析】解：   因燃料放出的热量与质量有关，必须控制燃料的质量相等，由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中应控制水的质量相等；   由图表数据可知在相同时间内甲杯中的水温度升高的快，所以煤油的热值较大；   由于燃料并不可能完全燃烧，燃料燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使大于，依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些。   故答案为：质量；煤油；偏小；燃料并不可能完全燃烧，燃料燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使大于。  这道题主要考查利用控制变量法和转换法设计实验的能力，由于燃料的热值不能直接测量，所以通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小，又由于燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量多少有关，又与燃料的热值大小有关，所以在设计实验时应控制质量相同。  本题是一道关于热值的实验探究题，知道热值的意义；会用控制变量法和转换法设计探究实验是本题的解题关键。 18.【答案】应比较燃料燃尽时水升高的温度 天平 错误 用甲中温度计最后的示数是乙中温度计最后示数的2倍，而不是升高温度是乙的2倍，导致Q甲≠2Q乙; 【解析】解：实验应燃烧相等质量的酒精与纸，比较水升高的温度，然后比较酒精与纸的热值大小，而不是用酒精与纸对水加热，比较相同时间内水升高的温度比较酒精与纸的热值大小。  故应：比较燃料燃尽时水升高的温度。  为了正确完成实验，除了图示装置中器材外，还需要的测量器材是天平。  不正确；用甲中温度计最后的示数是乙中温度计最后示数的倍，而不是升高温度是乙的倍，导致。  故答案为：应比较燃料燃尽时水升高的温度；天平；错误；用甲中温度计最后的示数是乙中温度计最后示数的倍，而不是升高温度是乙的倍，导致。  比较燃料燃烧值的大小，应控制燃烧燃料的质量相等；让相同质量的燃料完全燃烧，根据水升高的温度比较燃料的热值大小；  为了正确完成实验，除了图示装置中器材外，还需要的测量器材是天平。  用甲中温度计最后的示数是乙中温度计最后示数的倍，而不是升高温度是乙的倍。  此题主要考查了比较酒精与纸的热值大小实验，实验应用了控制变量法，知道实验原理、正确应用控制变量法即可正确解题。 19.【答案】解：  （1）由v=得，  飞机的航程s=vt=600km/h×1h=600km=6×105m；  （2）航空煤油完全燃烧放出的热量Q放=qm=4×107J/kg×4000kg=1.6×1011J；  （3）由η=×100%可得  发动机所做的有用功；W=Q放η=1.6×1011J×60%=9.6×1010J；  （4）由W=Fs得  飞机发动机高空中的水平推力F===1.6×105N。  答：（1）飞机的航程为6×105m；  （2）航空煤油完全燃烧放出的热量为1.6×1011J；  （3）发动机所做的有用功为9.6×1010J；  （4）飞机发动机高空中的水平推力为1.6×105N。; 【解析】  根据速度的变形公式计算路程；  根据公式求出航空煤油完全燃烧放出的热量；  有用功与释放能量的比值就是发动机的热机效率，根据变形可求得发动机所做的有用功；  根据公式变形可计算飞机发动机高空中的水平推力。  该题考查了速度、有用功和释放能量的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，解题过程中要注意单位的换算。 20.【答案】; 【解析】  知道轿车质量，利用求其重力，静止时，对水平地面的压力等于其重力，知道受力面积车轮与地面的总接触面积，利用压强定义式求对水平地面的压强；  轿车在水平路面上匀速行驶，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，据此求轿车受到的牵引力，利用求轿车发动机的输出功率；  利用求该车以最大输出功率行驶做的功，利用效率公式求出汽油完全燃烧放出的热量，再利用求需要完全燃烧汽油的质量。  本题为力学和热学综合题，考查了重力公式、压强公式、功率公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式以及二力平衡条件的应用，知识点多，综合性强，有一定的难度。 1 学科网（北京）股份有限公司 $