14.跨学科：热机效率和环境保护 课时练 2026-2027学年沪科版九年级全一册物理

**基本信息** 聚焦热机效率与环境保护，通过基础概念辨析、公式应用到实验探究与综合计算的三阶分层设计，强化能量观念与科学思维，适配新授课知识巩固需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|比热容、热值特性|单一概念直接辨析，如选择1考查热值与比热容不变特性，夯实物理观念| |提升层|热机效率计算、能量转化|公式应用结合跨学科情境，如填空17热机效率计算，体现科学推理| |综合层|实验探究、实际问题解决|实验设计（比较比热容/热值）与综合计算（热水器/氢燃料车效率），落实科学探究与社会责任|

14.4跨学科：热机效率和环境保护 课时练习题 一、选择题 1.汽车油箱中的汽油油用去了一半，则剩下的汽油（    ） A.比热容和热值均变为原来的一半 B.热值为原来的一半，比热容不变 C.比热容为原来的一半，热值不变 D.比热容和热值均不变 2.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3.0×107J/kg，完全燃烧2kg焦炭能放出6.0×107J的热量 3.下列关于“热机”说法中，正确的是（　　）。 A.汽车的发动机用水做冷却剂，主要是因为水的沸点高 B.汽油机工作时如果汽油没有完全燃烧，则汽油的热值会减小 C.发射火箭时利用液态氢做燃料，主要是因为液态氢的热值大 D.发射出的火箭在加速上升的过程中，化学能直接转化为机械能 4.关于热机和锅炉的效率，下列说法中正确的是（　　） A.热机做的有用功越多，效率一定越高 B.热机和锅炉使用的燃料的热值越大，它们的效率越高 C.向锅炉内多加些煤，加大火力可以提高锅炉的效率 D.热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高 5.如图所示，青瓦是古建筑常用的建筑材料，制瓦工艺有上千年的历史。制瓦工艺分为成坯、晒制、高温烧制等诸多流程。下列说法正确的是（   ） A.晒制泥坯时，泥坯温度越高含有热量越多 B.高温烧制时，通过热传递的方式改变瓦片的内能 C.烧制青瓦时，燃料燃烧越充分其热值越大 D.在质地均匀的瓦上定型切割，瓦的密度变小 6.《齐民要术》中对醋的制作工艺有记载：“作大豆千岁苦酒（醋）法：用大豆一斗，熟汰之，渍令泽炊。暴极燥，以酒醅灌之。任性多少，以此为率。”蒸煮是酿醋过程中的一个重要工序。如图所示是将大豆进行蒸煮的过程，则（　　） A.煮大豆是通过做功的方式增加内能 B.用火种引燃木柴是通过做功的方式改变内能 C.灶里木柴燃烧的过程，将化学能转化成了内能 D.将木柴架空一些，火能燃烧更旺，可以提高木柴的热值 7.一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，如图所示为它工作循环中的一个冲程。下列说法正确的是（ ）。 A.汽油是可再生能源 B.该冲程为做功冲程 C.该汽油机每秒对外做功20次 D.热机的功率越大，效率就越高 8.神舟十六号载人飞船发射升空的过程中，下列说法正确的是（　　）。 A.火箭燃料箱里面的燃料热值不变 B.飞船加速升空时机械能减小 C.火箭使用热值小的燃料 D.飞船升空时相对地面是静止的 9.搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭（如图）在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（　　） A.火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大 B.火箭用液态氢做燃料，是因为液态氢热值大 C.火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，内能为零 D.火箭发动机工作过程中的热机效率是100% 10.我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。与普通柴油机平均45%-46%的热效率水平相比，下列关于该款柴油机说法正确的是（　　） A.消耗1kg柴油，该柴油机内能转化为的机械能更多 B.消耗1kg柴油，该柴油机释放的热量更多 C.该柴油机工作时消耗的燃料一定更少 D.消耗1kg柴油，该柴油机由于摩擦损失的能量一定更少 11.小明家新买了一辆汽车，下列说法错误的是（   ） A.汽车长时间行驶轮胎会发热，这是通过做功改变内能 B.汽车启动时，小明闻到了汽油味说明了分子在不停地做无规则运动 C.汽车内燃机工作时，在做功冲程获得动力 D.小明认为，随着科技的发展，内燃机的效率可以达到100% 12.汽车发动机一般是汽油机，汽油的热值为4.5×107J/kg。某内燃机的能量流向如图所示，下列说法正确的是（　　） A.该汽油机的效率为35% B.1kg的汽油燃烧能够释放4.5×107J/kg的能量 C.换用热值较大的燃料，热机效率会提高 D.如果改进技术，汽油机的效率就可以达到100% 13.在学校科技节活动中，小明用饮料瓶自制了火箭模型，如图所示，他在瓶子的内侧壁安装了一个遥控电火花发生器，按下按钮会产生电火花。演示时从瓶口喷入雾状酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，纸筒立即飞出，关于此过程分析正确的是（　　）。 A.纸筒飞出后瓶内气体的内能减少，温度降低 B.能闻到酒精的气味是因为分子间存在斥力 C.酒精不完全燃烧时热值变小 D.燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程 14.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.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 B.由乙图可知该汽油机的效率是30% C.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 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 15.小美在老师指导下进行了以下实验：甲、乙两烧杯各装100g水，用酒精灯加热甲烧杯，煤油灯加热乙烧杯，直至杯内水沸腾1分钟即熄灭该灯，测得消耗酒精4g、煤油2.5g。她根据实验数据绘制了水温与加热时间关系的图像（如图）。若水沸腾前质量不改变，同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等，q酒精=3.0×107J/kg，q煤油=3.0×107J/kg，c水=4.2×103J/(kg·℃），则下列说法正确的是（　　）。 A.整个过程，甲杯中的水吸收的热量更多 B.前3分钟，乙杯中的水吸收的热量为3.36×104J C.消耗的煤油完全燃烧放出的热量为1.15×108J D.酒精灯加热的效率为28% 二、填空题 16.“茶叶蛋”是人们喜爱的传统食物，煮泡鸡蛋的过程是通过__________的方式增大了鸡蛋的内能；灶台下干木柴燃烧的过程中，剩余干木柴的热值将__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 17.如图所示是某辆汽车汽油机的能量流向图，由图可知该汽油机的热机效率为__________，汽油机工作消耗0.5kg的汽油可以输出__________J的有用功，若汽油燃烧不充分，汽油的热值将__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。根据汽油机的能量流向图，提出一条提高该汽油机效率的措施_______________。（汽油的热值为4.6×107J/kg） 18.人类在原始社会就知道燃烧柴薪来取暖、烧饭。在现代社会，人类所用的能量一部分是燃烧天然气获得的。与柴薪燃料相比，天然气具有更高的__________（选填“热值”或“比热容”）。某学校食堂每天需要用2m3的天然气，完全燃烧这些天然气产生的热量的42%被0.5t的水吸收，可以使初温为20℃的水升高__________℃。[q天然气=5.0×107J/m3，c水=4.2×103J/(kg·℃）] 19.如图，装配“洛阳造”氢燃料电池发动机的重卡交付使用。用液氢作为燃料的主要优点是它的__________大且环保。3kg液氢完全燃烧放出的热量是 J，若这些热量全部被水吸收，能使__________kg水从20℃升高到100℃。[q氢=1.4×108J/kg，c水=4.2×103J/(kg·℃）] 20.火星探测器“天问一号”的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。若该火箭发射时携带了30t液态氢燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量是__________J，可以将__________kg初温为20℃的水加热至沸腾。[q氢=1.4×108J/kg，c水=4.2×103J/(kg·℃），当地大气压为1标准大气压，不计热量损失］。 21.如图所示为《天工开物》中铸造釜的情境，釜即铁锅，铸造时以生铁为原料，使用熔铁炉把生铁熔化成铁水，然后将铁水倾注到分为内外两层的模具里，待铁水凝固后，釜的铸造就完成了。 （1）釜的铸造过程是通过__________方式改变其内能的。生铁熔化成铁水后，其分子热运动的剧烈程度_______（选填“增大”“减小”或“不变”）； （2）将50kg、500℃的铁加热到700℃需要吸收的热量为__________J，若不计热量损失，此过程需要完全燃烧__________kg的木柴。[铁的比热容为0.46×103J/（kg·℃），木柴的热值为1.0×107J/kg] 22.我国C919大型客机的发动机选用航空煤油作为燃料，假如航空煤油的热值为4.6×107J/kg，完全燃烧50kg航空煤油放出的热量为______J。山东五征集团生产的某型号农用拖拉机，为提高发动机的效率需要在______冲程让燃料充分燃烧。 三、实验探究题 23.如图所示，为比较1、2两种液体的比热容及A、B两种燃料的热值，甲、乙、丙三图中的装置相同，燃料的质量均为10g，烧杯内的液体初温相同，t0=22℃，三组实验均至燃料燃尽时的液体温度变化如图所示。 （1）在实验中，三个烧杯中液体1和液体2的__________（选填“质量”或“体积”）必须相同； （2）本次实验中用__________比较两种液体吸收热量的多少（填“升高的温度”或“加热时间”）；液体1的比热容c1与液体2的比热容c2相比，c1__________c2；（选填“＞”、“＝”、“＜”）； （3）比较A、B两种燃料的热值，应选择乙丙两图进行实验，不计热量损失，燃料A和B的热值之比为__________； （4）在甲装置中，若燃料为酒精，烧杯内的液体为水，测出水的质量和燃料烧尽时水升高的温度，再结合燃料的质量这一数据，计算出燃料的热值，通过实验算出的热值与实际相比__________（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。 24.如图所示，小明用甲、乙、丙三套完全相同的装置，完成“比较不同物质的吸热本领”和“不同燃料的热值”两个热学实验： （1）安装实验器材时，小明应按照__________（选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序进行；为了完成这两个实验，除了用完全相同的烧杯，还分别装入 __________和初温均相等的水和煤油。 （2）为了比较水和煤油的吸热本领，小明应选择甲、丙两套装置，通过__________（选填“加热时间”或“温度计示数变化”）来比较水和煤油吸收热量的多少；为了比较不同燃料的热值，小明选择__________两套装置。 （3）小明认为，燃料完全燃烧放出的热量__________（选填“大于”“等于”或“小于”）液体吸收的热量，原因是____________________（写出一种即可）。 （4）总结实验结论后，小明认为，沿海地区海陆风的形成与“地面和海水的吸热本领不同”有关，如图丁、戊所示是海陆风形成的示意图，其中__________（选填“丁”或“戊”）图反映白天海风的形成。 四、综合音应用题 25.某燃气热水器将20L的水从20℃加热到70℃，完全燃烧了0.21m3的煤气，[已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃），水的密度为1.0×103kg/m3，煤气的热值为4.0×107J/kg] 求：（1）水吸收的热量；（2）该燃气热水器烧水的效率。 26.上汽大通FCV80是国内第一款运用全新标准燃料电池轻客车型，它用氢气代替石油作为燃料，用燃料电池代替发动机为客车提供动力，其功率可达75 kW，续航里程可达500 km，已知车载储氢罐存储满氢气完全燃烧可放出热量8.4×108 J。（氢气的热值取1.4×108J/kg） (1)储氢罐能存储多少千克氢气？ (2)若该车以最大功率匀速行驶时，速度可达108 km/h，此时该车所受的阻力是多大？ (3)该车在某次测试时以最大功率行驶，每消耗一罐氢气可行驶1.4h，则该款氢燃料车的效率是多少？ 14.4跨学科：热机效率和环境保护 课时练习题 参考答案 1-5 DDCDB 6-10 CBABA 11-15 DAACB 16.热传递 不变 17.30% 6.9×106 不变 加润滑剂，减小摩擦 18.热值 20 19.热值 4.2×108 1250 20.4.2×1012 1.25×107 21.（1）热传递 不变 （2）4.6×106 0.46 22.2.3×109 做功 23.（1）质量 （2）加热时间 > （3）5：4 （4）偏小 24.（1）自下而上 质量 （2）加热时间 乙丙 （3）大于 加热过程中，有热量散失 25.（1）4.2×106J （2）50% 26.（1）6kg （2）2500N （3）45% 学科网（北京）股份有限公司 $