10.5 调查燃料的利用及其对环境的影响（讲义）物理新教材北师大版九年级全一册

本讲义聚焦初中物理“燃料的利用及其对环境的影响”核心内容，系统梳理燃料种类与能量转化、热值概念及计算、燃料利用效率（锅炉与热机效率）、环境影响及措施等知识点，形成“概念认知-定量计算-实际应用”的学习支架。 资料以科学探究为核心，通过比较燃料放热能力实验（控制变量法）、热机效率计算等设计，培养科学思维与实验能力。结合神舟飞船燃料、汽车油耗等实例，渗透科学态度与责任，课中辅助教师实验教学，课后通过分层练习帮助学生巩固知识、查漏补缺。

第十章 机械能、内能及其转化 第5节 调查燃料的利用及其对环境的影响 课标要点 1. 知道燃料在燃烧过程中将化学能转化为内能；知道热值并会简单地计算。 2. 了解燃料的利用效率并会简单地计算。 3. 了解不同燃料的利用及其对环境的影响。 学习重难点 重点：了解燃料的利用效率并会简单地计算。 难点：设计并实施有效的调查燃料的利用对环境的影响，并分析调查结果。 知识点 认识常见的燃料 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）特性：热值只与燃料的种类有关，与燃料的状态、质量、体积、是否燃烧等均无关。 （5）公式：Q＝mq或者Q＝Vq。 随学随练 1. 关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（　　） A．没有燃烧的燃料，其热值等于零 B．燃料的热值与其质量和燃烧状态无关 C．燃料完全燃烧时，它的热值最大 D．燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多 【答案】B 【详解】ABC.1kg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，故AC错误，B正确； D.由Q=mq可知，燃料燃烧放出的热量与热值和质量有关，与温度无关，故D错误。 故选B。 2．北京时间2024年4月25日20时59分，我国在酒泉卫星发射中心，用长征二号F遥十八运载火箭搭载神舟十八号载人飞船成功发射（如图），神舟十八号携带叶光富、李聪和李广苏等3名宇航员前往空间站执行约6个月驻留任务。该火箭使用的一种叫做偏二甲肼的液体燃料，是因为该燃料具有较大的（　　） A．比热容 B．热值 C．密度 D．体积 【答案】B 【详解】火箭使用一种叫做偏二甲肼的液体燃料，主要的原因是它具有较大的热值，完全燃烧相同质量的不同燃料时，偏二甲肼可以释放出更多的热量，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 3. 取5.6g酒精和5.6g花生米，点燃后分别对80g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”），所测的花生米的热值为___________J/kg。酒精和花生米中，___________的热值大。 燃料 加热前的水温/℃ 加热后的水温/℃ 5.6g酒精 22 70 5.6g花生米 22 52 【答案】不相等 1.8×106 酒精 【详解】[1]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，所以质量相等的酒精和花生米充分燃烧所放出的热量不相等。 [2]水升高的温度为 水吸收的热量为 因为花生米充分燃烧放出的热量等于水吸收的热量，花生米的质量5.6g=0.0056kg，根据热值公式 [3]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高，说明燃料放出的热量越多，热值越大。酒精加热后水的温度升高得更多，所以酒精的热值大。 4．（24-25九年级上·福建南平·阶段检测）甲、乙两种燃料完全燃烧放出的热量与质量的关系图像如图所示，下列说法正确的是（     ） A．甲燃料的热值小于乙燃料的热值 B．完全燃烧甲、乙两种燃料加热同一锅水至沸腾，所需乙燃料的质量更小 C．完全燃烧相同质量的两种燃料，甲放出的热量更多 D．使用甲燃料的热机效率一定高，但是热机效率肯定小于100% 【答案】C 【详解】AC．由图像可知，当燃料质量 相同时，甲放出的热量大于乙放出的热量。根据热值公式 可知，甲燃料的热值大于乙燃料的热值，故A错误，C正确； B．加热同一锅水至沸腾，水吸收的热量相同，即需要的总热量一定。因为甲的热值大，根据 可知，完全燃烧所需甲燃料的质量更小，故B错误； D．热机效率取决于有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值，虽然甲的热值大，但热机做的有用功不一定多，所以效率不一定高，由于存在能量损失，热机效率一定小于 ，故D错误。 故选C。 5．秸秆可以回收加工制成秸秆煤，已知秸秆煤的热值q秸秆煤=2.1×107J/kg，天然气的热值q天然气=4.2×107J/m3。求： （1）完全燃烧0.5kg的秸秆煤放出的热量？ （2）这些热量相当于完全燃烧天然气的体积？ 【答案】（1）1.05×107J；（2）0.25m3 【详解】（1）完全燃烧秸秆煤放出的热量 Q放=m煤q秸秆煤=0.5kg×2.1×107J/kg=1.05×107J （2）这些热量相当于完全燃烧天然气的体积为 知识点 了解燃料的利用效率 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。如图所示： 2.锅炉的效率： （1）锅炉是利用燃料或其他能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：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧释放的能量之比。 （2）热机能量流向图： （3）公式： η =W有用/Q放×100% （4）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，热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，节约能源。 （5）常见热机的效率： 蒸汽机 6%～15%，汽油机 20%～30%，柴油机30%～40%，喷气式飞机上的发动机50%～60%。 提高热机效率的主要途径 1.减少燃烧过程中的热量损失。 2.减小摩擦，以减少能量损失。 3.设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。 随学随练 1．（2026·安徽池州·二模）酒精是实验室里常用的燃料，现用酒精灯来加热水，若酒精完全燃烧产生的热量有被水吸收，现在把、的水加热到，需要燃烧酒精______g。［，］ 【答案】11.2 【详解】水吸收的热量 酒精完全燃烧放出的热量 需要燃烧的酒精质量 2. （25-26九年级上·云南曲靖·期末）关于热值和热机效率，下列说法正确的是（　　） A．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多 B．热机消耗的燃料越少，效率一定越高 C．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率 D．热机效率越高，在做功同样多的情况下，消耗的燃料种类越多 【答案】C 【详解】A．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃烧放出的热量多少无关。燃料燃烧放出的热量还和燃料的质量、燃烧是否充分等因素有关。故A错误； B．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能量之比。消耗的燃料少，但如果做的有用功也少，效率不一定高。故B错误； C．使燃料燃烧更充分，在消耗相同质量燃料的情况下，能释放出更多的热量，从而提高热机效率。故C正确； D．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能量之比，与燃料的种类多少无关。热机效率越高，在做功相同的情况下，消耗的燃料的量越少。故D错误。 故选C。 3. （25-26九年级上·山东烟台·期末）小明一家自驾去磁山玩，汽车在通过某一水平路段时，匀速行驶了4.6km，该过程中汽车所受到的牵引力恒为1200N，则牵引力做的功为______J。若汽车汽油机的能量流向如图所示，且气缸内汽油完全燃烧（汽油的热值为4.6×107J/kg），则通过该路段消耗的汽油为______kg。汽车一般都用水来做冷却剂，主要是因为________________________。 【答案】 0.4 水的比热容大 【详解】[1]因为牵引力为，行驶距离为，因此由可得， 牵引力做的功为 [2]从汽车汽油机的能量流向图可以看出，输出有用功占比为，即机械效率为，所以由可得汽油完全燃烧放出的总热量为 因此由可得通过该路段消耗的汽油为 [3]因为水的比热容大，所以相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度时，水能吸收更多的热量，冷却效果更好。 4．（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。 知识点 调查燃料的利用对环境的影响 1.燃料利用的优点 燃料的利用改善了人类的生活，促进了社会的发展。 2.燃料利用的危害 煤、石油等燃料往往含有杂质，在燃烧时会产生二氧化硫等有害气体，在燃烧不充分时，还会产生烟尘和一氧化碳。这些烟尘、废气是大气污染的主要来源。 3.大气污染的危害：危害人体健康，影响植物的正常生长。 4.能源利用措施：我们既要有效地利用能源，又要很好地控制和减弱能源的利用对环境的不利影响。 知识拓展：温室效应 温室效应指大气通过对辐射的选择吸收防止地表热能耗散的现象，其原理类似玻璃温室：太阳短波辐射透过大气加热地表，地表长波辐射被二氧化碳、甲烷、氟氯碳化物等温室气体吸收，导致大气增温。据推算，若不存在大气温室效应，地表平均温度将降至-15℃，而实际平均温度为23℃，即温室效应使地表温度提高了8℃。据估计，大气中二氧化碳浓度增加一倍后可使全球气温上升1.5-4.5℃，工业革命以来其浓度已增长25%，推动全球气温上升0.5℃。 随学随练 1．保护地球家园 (1)汽车内燃机对环境产生污染的种类：大气污染、______污染、噪声污染等； (2)利用______，研究和开发低能耗、少污染的高性能动力机械，控制和减少污染，坚定不移走生态优先、绿色低碳的高质量发展之路。 【答案】(1)热 (2)绿色能源 【详解】（1）汽车内燃机对环境产生污染的种类：大气污染、热污染、噪声污染等。 （2）利用绿色能源，研究和开发低能耗、少污染的高性能动力机械，控制和减少污染，坚定不移走生态优先、绿色低碳的高质量发展之路。 2．土灶是我国古代劳动人民智慧的结晶，它通常以木柴、秸秆为燃料。目前，我市农村仍有使用土灶做饭的习惯。内部结构如图乙所示，木柴添加通道与烟囱相连，通风通道与木柴添加通道通过中间铁栅连通。某厂家根据土灶的结构设计了两款移动式土灶（如图丙和丁）。 (1)为使木柴充分燃烧，移动式土灶设计更合理的是______（选填“丙”或“丁”）； (2)下列对土灶烟囱作用的说法不合理的一项是（　　） A．有利于可燃物充分燃烧 B．有利于冷热空气形成对流 C．有利于提高可燃物的热值 D．有利于排出气体和烟尘 (3)1kg干木柴在土灶中完全燃烧，可以让铁锅里2kg的水温度升高50℃，则水吸收的热量是______J，土灶的烧水效率为______。[，] 【答案】（1）丁 （2）C （3） 3.5% 【详解】（1）在丁中有通风口，进入更多的空气，能使木柴充分燃烧，所以移动式土灶设计更合理的是丁。 （2）土灶设计烟囱的作用是：烟囱有利于空气流通，为可燃物燃烧提供充足氧气，有利于充分燃烧；烟囱能使冷热空气形成对流，促进燃烧；有利于排出有害气体和烟尘。而燃料的热值是燃料本身的特性，只与燃料种类有关，烟囱不能提高燃料热值，故C错误，符合题意。 故选C。 （3）干木柴放出的热量 水吸收热量 则土灶的烧水效率 3．小明家有辆排量为1.6L的汽车。 (1)汽油的热值为，说明1kg汽油_______燃烧放出的热量为。 (2)汽车行驶100km油耗约为5kg。若这些汽油完全燃烧，可放出_______J热量，燃油汽车产生的_______对环境会造成污染。 【答案】(1)完全 (2) 废气 【详解】（1）根据热值的定义，热值是指单位质量的燃料完全燃烧时放出的热量。汽油的热值为，是指1kg汽油完全燃烧放出的热量是。 （2）若这些汽油完全燃烧，放出的热量 燃油汽车产生的“废气”对环境造成污染。 4．下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是（　　） A．热机的效率能达到100% B．热机的大量使用不会造成环境污染 C．使用热值更高的燃料，可以有效提高热机的效率 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．热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，效率不可能达到100%，故A错误； B．热机在使用时会排放出一些有害的气体，会造成环境污染，故B错误； C．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，与燃料的热值高低无关，而是与燃料是否充分燃烧、克服机械摩擦做的功等因素有关，提高燃料的利用率是提高热机效率的关键，故C错误； D．改进热机性能，可以增大有效利用的能量，减少排放污染，提高热机的效率，故D正确。 故选D。 题型 实验：比较不同燃料燃烧的放热能力 方案一：将质量相同的酒精与蜡烛完全燃尽，比较初温、质量相同的水温高低（将水温高低转换为热量多少），水温越高（即水吸收的热量越多），放热本领越大： 方案二：控制水的初温、质量、升高的温度相同（升高的温度转换为吸热多少），比较酒精与蜡烛燃烧的质量，燃烧的质量越少，放热本领越大。 活学活用 1．（2026·江苏南通·一模）如图是“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”的实验装置。取酒精和面巾纸碎片各5g，点燃燃料对装有水的试管加热。实验中（　　） A．需要记录的数据是加热前的水温和燃料燃尽时的水温 B．必须同时点燃酒精和面巾纸碎片 C．燃料燃烧的时间反映燃料放出热量的多少 D．两试管中的水越少越好 【答案】A 【详解】A．实验是通过比较水温的变化量来比较燃料释放的热量的多少，要得到水温的变化量，需要记录加热前水的初温、燃料燃尽后水的末温，故A正确； B．实验只要求两种燃料质量相等、最终完全燃尽即可，不必同时点燃，故B错误； C．燃料放热多少是通过水升高的温度反映的，不是燃烧时间，故C错误； D．水太少会导致温度升高过快，甚至水沸腾后温度不再变化，无法比较温度差的大小，因此不是水越少越好，故D错误。 故选A。 2．（25-26九年级上·河北沧州·期末）有甲、乙两种不同的燃料，甲燃料的质量为2kg，乙燃料的质量为1kg，当甲、乙温度都升高，吸收的热量如图1所示；甲、乙的燃料完全燃烧后放出的热量如图2所示，则下列说法正确的是（　　） A．甲燃料的比热容等于乙的比热容 B．甲燃料的热值大于乙的热值 C．甲、乙物体温度都降低，甲、乙放出的热量一样多 D．相同质量的甲、乙燃料完全燃烧，甲放出的热量比乙的多 【答案】C 【详解】A．，当甲、乙温度都升高，根据图1可知，甲乙吸收的热量相同，根据可知，，即甲的比热容小于乙的比热容，故A错误； B．，根据图2可知，完全燃烧后甲、乙放出的热量之比为 根据，甲乙的热值之比为 故甲燃料的热值小于乙的热值，故B错误； C．，，甲、乙物体温度都降低，根据，甲、乙放出的热量一样多，故C正确； D．甲燃料的热值小于乙的热值，根据，相同质量的甲、乙燃料完全燃烧，甲放出的热量比乙的少，故D错误。 故选C。 3．（25-26九年级上·江苏苏州·阶段检测）如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相同。关于该实验有以下说法：①两次烧杯中水要适量，水不能出现沸腾现象；②实验中是用水的温度变化量反映燃料放出的热量；③如果两次燃料相等，应该在燃料充分燃尽后记录水升高的温度变化量；④如果两次燃料质量不相等，燃料的质量用m表示，燃料燃尽时水升高的温度用Δt表示（水未沸腾），若的值越大，燃料的热值越大。以上说法正确的是（　　） A．①②③ B．①③④ C．①②③④ D．①②④ 【答案】C 【详解】①实验中烧杯中的水要适量，水不能出现沸腾现象。若水量过少，水易沸腾且温度变化快，不易准确测量；若水量过多，加热时间过长，实验效率低。水沸腾后温度不变，无法通过温度变化反映燃料放出热量的多少，故说法①正确。 ②根据转换法，燃料燃烧放出的热量被水吸收，水吸收热量越多，温度升高越高，所以实验中是通过水的温度变化量来反映燃料放出热量的多少，故说法②正确。 ③如果两次燃料质量相等，根据公式 ，水升高的温度越大，吸收热量越多，燃料放出热量越多。只需在燃料充分燃尽后记录水升高的温度变化量即可比较燃料放热多少，不需要秒表测量时间，故说法③正确。 ④根据 可计算出水吸收的热量，再根据 ，可得 ，水吸收的热量越多，说明燃料放出的热量越多，若的值越大，说明燃料的热值越大，故④正确。故ABD错误，C正确。 故选C。 4．（25-26九年级上·内蒙古赤峰·阶段检测）如图所示，为了比较酒精和汽油的热值大小，某实验小组进行了以下实验。取质量相等的酒精和汽油作燃料、制成酒精灯和汽油灯、其他实验器材完全相同，如图所示。两灯同时点燃后，分别给两杯质量和初温都相等的水加热。 (1)组装实验器材时，应按照__________（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序。 (2)同时点燃两灯后，通过比较__________来比较酒精和汽油燃烧放出热量的多少。 (3)当两灯的燃料全部燃烧完后，观察到甲装置中温度计示数比乙装置中的低。由此判断__________（选填“酒精”或“汽油”）的热值较大。 (4)他们通过记录的数据计算出汽油燃料的热值，发现该热值与实际燃料的热值相比__________，原因是__________。 【答案】(1)自下而上 (2)温度计升高的示数 (3)汽油 (4) 偏小 燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收 【详解】（1）组装加热实验器材时，需要根据酒精灯外焰的高度确定铁圈、烧杯的位置，再调整温度计高度，因此需要按自下而上的顺序组装。 （2）根据转换法，相同质量的水，吸收热量越多，温度升高越多，因此通过温度计升高的示数反映燃料燃烧放出热量的多少。 （3）燃料质量相同，全部燃烧后，乙装置中水的末温更高，说明水升温更多、吸收热量更多，即相同质量的汽油完全燃烧放出热量更多，因此汽油的热值更大。 （4）[1][2]实际实验中，燃料不能完全燃烧，且燃烧放出的热量会散失到空气中、被容器吸收，并没有全部被水吸收，计算热值时我们以水吸收的热量代替燃料实际放出的热量，因此计算得到的热值比实际值偏小。 题型 加热效率和热机效率的计算 1. 燃料燃烧放热的计算： 。 2. 燃料的利用率 有效利用的热量与燃料完全燃烧放出总能量的比值，叫做燃料的利用率； 计算公式： 3. 热机效率 用来做有用功的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值。 计算公式： 。 活学活用 1．（25-26九年级上·四川绵阳·期末）有一种微型单缸四冲程汽油机，每个工作循环做功500J，曲轴的转速是600r/min，每分钟消耗汽油10g。则该内燃机的功率是_____W，机械效率是_____。（汽油的热值4.6×107J/kg） 【答案】 2500 32.6% 【详解】[1]曲轴的转速是，每秒完成的工作循环数 每秒做功5次，每秒做功 该内燃机的功率 [2]每分钟做功 每分钟消耗汽油质量 汽油燃烧放出的热量 机械效率 2．（25-26九年级上·江苏镇江·期末）用煤气灶把质量为，初温为的水加热至，共消耗了煤气。此过程水吸收的热量为___________J，煤气完全燃烧放出的热量为___________J，煤气灶烧水的效率为___________。已知水的比热容是，煤气的热值为） 【答案】 50% 【详解】[1]根据可得，此过程中水吸收的热量 [2]根据公式，其中煤气的质量，则煤气完全燃烧放出的热量 [3]根据热效率公式可得，该煤气灶烧水的效率 3．（25-26九年级上·河北邢台·期末）汽车已成为现代生活中不可缺少的一部分，发动机是汽车的“心脏”。一辆汽车发动机的效率是40%，某次行驶用去4kg汽油，已知汽油的热值为，水的比热容为。求： (1)4kg汽油完全燃烧放出的热量； (2)发动机做的有用功； (3)假设损失的热量中有4.2%被回收，这部分热量全部用来加热水，可将多少千克水从20°C加热到80°C。 【答案】(1) (2) (3)18kg 【详解】（1）4kg汽油完全燃烧放出的热量 （2）发动机做的有用功 （3）损失的热量 水吸收的热量 水的质量 基础通关 1．（25-26九年级上·辽宁抚顺·阶段检测）2025年5月21日，我国“力箭一号”遥七运载火箭将6颗卫星顺利送入预定轨道，此次任务是该型号运载火箭第7次飞行。火箭一般用液态氢作为燃料是因为氢的____________大。在燃料燃烧过程中高温高压气体的内能通过内燃机的____________冲程转化成火箭的机械能。 【答案】 热值 做功 【详解】火箭选择液态氢作为燃料，是因为氢的热值大，相同质量的液态氢和其他燃料相比，完全燃烧可以释放更多热量，满足火箭飞行的能量需求；四冲程内燃机中，做功冲程将燃料燃烧产生的高温高压燃气的内能转化为机械能。 2．（2026·安徽·中考真题）某燃气热水器工作时，相关参数如图所示。据图可知，该热水器以此状态工作时，每小时消耗天然气，若天然气完全燃烧，热水器以此状态工作，所消耗的天然气释放的热量是_______。（天然气的热值取） 【答案】 【详解】热水器工作消耗的天然气体积： 已知每小时消耗天然气，因此 天然气的热值，所消耗的天然气释放的热量是 3．关于热值和热机的效率，下列说法正确的是_________ A．汽油在汽缸中燃烧越充分其热值越大 B．2kg的汽油完全燃烧比1kg的汽油完全燃烧热值大 C．现代火箭用液态氢作为燃料，是因为氢的热值大 D．热值是燃料的一种属性，与燃料的质量无关，不同的燃料热值一般不同 E．在做功同样多的情况下，消耗的燃料越多，热机的效率越高 F．热机效率越高，热机做的有用功就一定越多 G．新能源汽车发动机的效率可以达到100% H．消耗的燃料相同时，热机做的有用功越多，热机的效率越高 I．热机的大量使用不会造成环境污染 J．使用热值更高的燃料，可以有效提高热机的效率 K．改进热机性能，可以有效利用资源，减少排放污染 【答案】CDHK 【详解】A．热值与燃烧充分程度无关，故A错误。 B．热值与燃料质量无关，故B错误。 C．液态氢热值大，相同质量完全燃烧放热更多，适合做火箭燃料，故C正确。 D．热值是燃料的固有属性，与质量无关，不同燃料热值一般不同，故D正确。 E．做功相同时，消耗燃料越多，总能量越大，效率越低，故E错误。 F．效率是比值，效率高不代表有用功一定多（总能量更少时，效率高有用功也可能更少），故F错误。 G．热机一定有能量损失，效率不可能达到100%，故G错误。 H．消耗燃料相同即总能量相同，有用功越多，效率越高，故H正确。 I．热机排放废气会造成环境污染，故I错误。 J．热机效率是能量利用比例，和燃料热值无关，使用高热值燃料不能提高效率，故J错误。 K．改进热机性能，可以提高资源利用率，减少排放污染，故K正确。 故选CDHK。 4．（24-25九年级上·云南红河·期末）关于燃料及其热值，下列说法正确的是（　　） A．燃料燃烧越充分，热值就越大 B．1kg燃料燃烧所释放的热量就是它的热值 C．热值是燃料的特性，一般是不变的 D．燃料燃烧时放出的热量越多其热值就越大 【答案】C 【详解】A．燃料的热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧无关，故A错误； B．热值是指1kg的某种燃料在完全燃烧时所释放的热量，若没有“完全燃烧”这一前提，1kg燃料燃烧释放的热量不等于其热值，故B错误； C．热值是燃料本身的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，一般是不变的，故C正确； D．根据公式可知，燃料燃烧放出的热量不仅与热值有关，还与燃料的质量及燃烧情况有关，放出的热量多，其热值不一定大，故D错误。 故选C。 5．（2026·云南大理·模拟预测）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。 6．（25-26九年级上·安徽蚌埠·期末）如图所示的实验中，燃料甲、乙的质量相同，液体a、b的质量相同，燃料充分燃尽后液体升高的温度为（液体未沸腾），下列说法正确的是（　　） ①若甲、乙为同种燃料，则越大，液体的比热容越大 ②若甲、乙为同种燃料，则越大，液体的比热容越小 ③若a、b为同种液体，则越大，燃料的热值越大 ④若a、b为同种液体，则越大，燃料的热值越小 A．①③ B．②③ C．①④ D．②④ 【答案】B 【详解】若甲乙为同种燃料，则燃料充分燃尽，放出的热量相同，则液体a、b吸收的热量相同，即；液体a、b的质量相同，即；由可得，质量相同的液体a、b吸收的热量相同，则温度变化量越大的，吸热能力越弱，比热容越小。若a、b为同种液体，温度变化量越大，由可知，液体吸收的热量越多，液体吸收的热量来自甲乙两种燃料燃烧释放，说明燃料燃烧放出的热量越多；由可得，质量相同的甲乙两种燃料完全燃烧，放出的热量越多的，热值越大。综上所述分析可知，②和③正确，故B正确，ACD错误。 故选B。 7．（25-26九年级上·山西临汾·期末）热机是人们获得动力的重要机械。创新小组制作了如图所示的简易热机模型，在试管内倒入适量的水，加热试管，当试管内的水沸腾后，风扇在水蒸气的驱动下转动起来，整个过程消耗了的酒精。下列说法正确的是（）（     ） A．酒精在燃烧的过程中，其热值会变小 B．通过改进模型的结构，其效率可达100% C．整个过程消耗的酒精完全燃烧放出的热量为3×104J D．水蒸气驱动风扇转动时的能量转化与热机压缩冲程的相同 【答案】C 【详解】A．热值只和燃料的种类有关，和燃料的质量、燃烧情况无关，酒精在燃烧的过程中，其热值不变，故A错误； B．能量的损失不可避免，该模型的效率不可能达到100%，故B错误； C．整个过程消耗的酒精完全燃烧放出的热量为，故C正确； D．水蒸气驱动风扇转动时的能量转化是内能转化为机械能，热机压缩冲程的能量转化是机械能转化为内能，二者能量转化不同，故D错误。 故选C。 8．（25-26九年级上·贵州贵阳·期末）热机效率是热机性能的重要指标，下列措施中，可以提高热机效率的是（     ） A．增加热机的工作时间 B．减少热机部件的摩擦 C．使用热值更小的燃料 D．增加废气带走的热量 【答案】B 【详解】A．增加热机工作时间，只会增加总做功和总消耗燃料的量，不会改变有用功占总能量的比值，无法提高热机效率，故A不符合题意； B．减少热机部件的摩擦，可以减少克服摩擦消耗的额外能量，让更多能量用来做有用功，提高了有用功占总能量的比例，因此可以提高热机效率，故B符合题意； C．热机效率和燃料热值无关，热值只反映燃料放热能力，不改变能量利用率，使用热值更小的燃料不会提高效率，故C不符合题意； D． 增加废气带走的热量，意味着能量损失更多，有用功占总能量的比例降低，热机效率下降，故D不符合题意。 故选B。 9．（25-26九年级上·广东广州·期中）下列选项可能符合汽车等热机（效率约为30%）能量流向的是（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】ACD．热机燃烧燃料放出的能量，有部分转化为提供热机动力的机械能，还有大部分能量散失了。汽油机的效率为30%，则机械能约为 散失的内能 故AC不符合题意，D符合题意； B．热机工作时输入的是内能，不是电能，故B不符合题意。 故选D。 10．（25-26九年级上·河北唐山·阶段检测）关于热机与环境保护，下列说法正确的是（　　） A．热机的大量使用不会造成环境污染 B．热机工作过程中将机械能转化为内能 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．热机的使用，使人类对化石能源的依赖增强，现在大气污染的主要来源就是化石燃料燃烧的排放，故A错误； B．热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程，故B错误； C．热机工作时，废气带走了一大部分能量，还有一部分散失到周围空气中，所以燃料燃烧获得的内能不能全部转化成机械能，故C错误； D．改进热机性能，可以增大有效利用的能量，减少排放污染，提高热机的效率，故D正确。 故选D。 素养提升 11．（25-26九年级上·云南曲靖·期末）某单缸四冲程汽油机飞轮转速为1800r/min，则1s内汽油机对外做功____次；若其效率为30%，消耗100g汽油（热值），对外做的有用功为______J。 【答案】 15 【详解】[1]一个工作循环飞轮转动2周，对外做功1次，飞轮转速为 则1s汽油机对外做功15次。 [2]消耗100g汽油放出的热量 则汽油机对外做的有用功 12．（25-26九年级上·四川泸州·期末）某景区最新推出了一款太阳能观光车，若该车的顶部太阳能电池板的面积为，5h内接收到的太阳能为，太阳能电池板接收的太阳能转化成了的电能。则该车太阳能电池的光电转化效率是_____；若该观光车的电能转化为机械能的效率为80%，该车满载时水平方向的阻力约为1000N，充满电后最多能行驶_____m；若上述机械能由效率为30%的内燃机提供，需消耗1.2kg的燃油，则燃油的热值是_____J/kg。 【答案】 20% 1.728×104 4.8×107 【详解】[1]该车太阳能电池的光电转化效率是 [2]充满电后最多可输出的机械能为 匀速行驶时牵引力，由公式可得， [3]燃料燃烧放出的热量为 燃油的热值为 13．（25-26九年级上·四川成都·期末）小华为了测量未知物质甲的比热容，在标准大气压下，他利用实际功率为100W的电加热器分别对400g的物质甲和500g的水进行加热。实验中，他记录了两种物质的温度随时间变化的数据，并绘制成如图所示的温度-时间图像。已知水的比热容为，水和甲物质单位时间吸收热量相同，下列说法正确的是（    ） A．图线A表示的是水的温度-时间的变化关系 B．甲物质的比热容为 C．10~15min，甲物质吸收的热量是 D．电加热器的加热效率为75% 【答案】C 【详解】A．水的比热容较大，质量也较大，根据可知，加热相同时间，吸收相同热量，水升高的温度少，所以图线B表示的是水的温度-时间的变化关系，则图线A表示的是物质甲的温度-时间的变化关系，故A错误； B．由图线可知，加热相同时间（5min），吸收相同热量，物质甲升温，水升温，根据，物质甲和水比热容之比为 则甲物质的比热容为 故B错误； C．0~5min，甲物质吸收的热量为 水和甲物质单位时间吸收热量相同，则10~15min，甲物质吸收的热量也为，故C正确； D．0~5min，消耗的电能为 则电加热器的加热效率为 故D错误。 故选C。 迁移创新 14．（25-26九年级上·山东滨州·期末）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也相同。 (1)比较不同燃料的热值，应选择________两图进行实验，实验时要观察________（选填“加热的时间”或“升高的温度”）比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择________两图进行实验，实验时通过观察________（选填“加热的时间”或“升高的温度”）反映物体吸热的多少。 (2)比较不同物质的比热容，选用上图合适装置加热相同一段时间后，绘制出温度-时间图像（如图丁），冬天，如果你想自制暖手袋，应选液体________（选填“a”或“b”）作为供暖物质，其效果更佳。 (3)若图甲烧杯中为50mL的水，若10g酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收时，温度计示数升高了20℃，则根据以上数据可以算出酒精的热值，这种方法测出的热值比“标准值”________（选填“偏大”“偏小”或“一样”）。 (4)若液体b是水，由图丁可知，液体a的比热容是________ (5)上述实验中，主要用到的科学探究方法有________法和________法。 【答案】(1) 甲、乙 升高的温度 甲、丙 加热的时间 (2)b (3)偏小 (4) (5)控制变量 转换 【详解】（1）[1]比较不同燃料热值，需要控制被加热液体的种类、质量相同，只改变燃料种类，因此选甲、乙。 [2]相同质量燃料完全燃烧后，通过液体升高的温度判断放热多少，从而比较热值。 [3]比较不同物质比热容，需要控制燃料种类相同，保证相同时间放热相同，只改变液体种类，因此选甲、丙。 [4]相同热源相同时间放热相同，所以用加热时间反映液体吸热的多少。 （2）由图丁可知，吸收相同热量时，b 升温更慢，说明 b 的比热容更大，则质量相同的a、 b ，降低相同温度时，b放出热量更多，故b更适合作为暖手袋的供暖物质。 （3）酒精燃烧放出的热量会有部分散失到空气中，无法全部被水吸收，因此计算得到的放热量比实际放热量小，由可知，测出的热值比真实值偏小。 （4）、质量相同，变化温度均为时，加热时间分别为10min、20min，则吸收热量之比为 则 故液体a的比热容是 （5）[1]实验中控制其他变量不变，只改变研究的变量，用到控制变量法。 [2]将不易直接观察的放热多少、吸热多少转换为容易观测的升高温度、加热时间，用到转换法。 15．（25-26九年级上·江苏镇江·期末）近几年我国汽车业发展迅猛，如图甲所示是我国自主研制生产的一款环保混合动力汽车，环保混合动力汽车已成为不少人购买汽车的首选。这个混合动力汽车启动时，内燃机不工作，车内蓄电池输出能量；当高速平稳行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输出能量，同时又可以向蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量。为了保护蓄电池，当电池使用到剩下最大容量的20%停止供电。 (1)若混合动力汽车在平直公路上以速度匀速行驶，共消耗汽油所受平均阻力为1000N，求在此过程中： ①汽车行驶的路程是多少。 ②在水平道路匀速行驶测试中，牵引力做的功是多少？ ③若该汽车内燃机的效率为40%，最终使蓄电池增加的电能为多少J（忽略蓄电池和电动机的热损失及其他损失，） (2)若这个混合动力汽车制动减速的过程中，机械能转化为电能和内能，转化的电能与内能之比为，如图乙是机械能的变化量与速度变化量的关系图像，若该车从开始减速，转化的电能为，则该车的速度将会减小到多少？ 【答案】(1) 100km (2) 【详解】（1）①汽车行驶的路程是 ②混合动力汽车在平直公路上匀速行驶，处于平衡状态，受到的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，则牵引力为 在水平道路匀速行驶测试中，牵引力做的功是 ③消耗汽油放出的热量为 该内燃机输出的有用的能量为 最终使蓄电池增加的电能为 （2）已知转化的电能W1与内能W2之比为9:16，即 转化的电能为，则转化的内能为 则机械能的变化量为 据图乙可知，当机械能的变化量是时，速度变化量是10m/s，则该车的速度将会减小到 学科网（北京）股份有限公司9 / 24 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十章 机械能、内能及其转化 第5节 调查燃料的利用及其对环境的影响 课标要点 1. 知道燃料在燃烧过程中将化学能转化为内能；知道热值并会简单地计算。 2. 了解燃料的利用效率并会简单地计算。 3. 了解不同燃料的利用及其对环境的影响。 学习重难点 重点：了解燃料的利用效率并会简单地计算。 难点：设计并实施有效的调查燃料的利用对环境的影响，并分析调查结果。 知识点 认识常见的燃料 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 ，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 ，叫作这种燃料的热值，用字母 表示。 （2）单位： 。 （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）特性：热值只与燃料的 有关，与燃料的状态、质量、体积、是否燃烧等均无关。 （5）公式： 。 随学随练 1. 关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（　　） A．没有燃烧的燃料，其热值等于零 B．燃料的热值与其质量和燃烧状态无关 C．燃料完全燃烧时，它的热值最大 D．燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多 2．北京时间2024年4月25日20时59分，我国在酒泉卫星发射中心，用长征二号F遥十八运载火箭搭载神舟十八号载人飞船成功发射（如图），神舟十八号携带叶光富、李聪和李广苏等3名宇航员前往空间站执行约6个月驻留任务。该火箭使用的一种叫做偏二甲肼的液体燃料，是因为该燃料具有较大的（　　） A．比热容 B．热值 C．密度 D．体积 3. 取5.6g酒精和5.6g花生米，点燃后分别对80g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”），所测的花生米的热值为___________J/kg。酒精和花生米中，___________的热值大。 燃料 加热前的水温/℃ 加热后的水温/℃ 5.6g酒精 22 70 5.6g花生米 22 52 4．（24-25九年级上·福建南平·阶段检测）甲、乙两种燃料完全燃烧放出的热量与质量的关系图像如图所示，下列说法正确的是（     ） A．甲燃料的热值小于乙燃料的热值 B．完全燃烧甲、乙两种燃料加热同一锅水至沸腾，所需乙燃料的质量更小 C．完全燃烧相同质量的两种燃料，甲放出的热量更多 D．使用甲燃料的热机效率一定高，但是热机效率肯定小于100% 5．秸秆可以回收加工制成秸秆煤，已知秸秆煤的热值q秸秆煤=2.1×107J/kg，天然气的热值q天然气=4.2×107J/m3。求： （1）完全燃烧0.5kg的秸秆煤放出的热量？ （2）这些热量相当于完全燃烧天然气的体积？ 知识点 了解燃料的利用效率 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。如图所示： 2.锅炉的效率： （1）锅炉是利用燃料或其他能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 ，如将煤研磨成粉状，加大进风量等；二、减少热量 ，如加大有效受热面积等。 3. 热机效率： （1）定义：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧释放的能量之比。 （2）热机能量流向图： （3）公式： η = ×100% （4）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，热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，节约能源。 （5）常见热机的效率： 蒸汽机 6%～15%，汽油机 20%～30%，柴油机30%～40%，喷气式飞机上的发动机50%～60%。 提高热机效率的主要途径 1.减少燃烧过程中的热量损失。 2.减小摩擦，以减少能量损失。 3.设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。 随学随练 1．（2026·安徽池州·二模）酒精是实验室里常用的燃料，现用酒精灯来加热水，若酒精完全燃烧产生的热量有被水吸收，现在把、的水加热到，需要燃烧酒精______g。［，］ 2. （25-26九年级上·云南曲靖·期末）关于热值和热机效率，下列说法正确的是（　　） A．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多 B．热机消耗的燃料越少，效率一定越高 C．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率 D．热机效率越高，在做功同样多的情况下，消耗的燃料种类越多 3. （25-26九年级上·山东烟台·期末）小明一家自驾去磁山玩，汽车在通过某一水平路段时，匀速行驶了4.6km，该过程中汽车所受到的牵引力恒为1200N，则牵引力做的功为______J。若汽车汽油机的能量流向如图所示，且气缸内汽油完全燃烧（汽油的热值为4.6×107J/kg），则通过该路段消耗的汽油为______kg。汽车一般都用水来做冷却剂，主要是因为________________________。 4．（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． 知识点 调查燃料的利用对环境的影响 1.燃料利用的优点 燃料的利用改善了人类的生活，促进了社会的发展。 2.燃料利用的危害 煤、石油等燃料往往含有杂质，在燃烧时会产生 等有害气体，在燃烧不充分时，还会产生烟尘和一氧化碳。这些 、 是大气污染的主要来源。 3.大气污染的危害：危害人体健康，影响植物的正常生长。 4.能源利用措施：我们既要有效地利用能源，又要很好地控制和减弱能源的利用对环境的不利影响。 知识拓展：温室效应 温室效应指大气通过对辐射的选择吸收防止地表热能耗散的现象，其原理类似玻璃温室：太阳短波辐射透过大气加热地表，地表长波辐射被二氧化碳、甲烷、氟氯碳化物等温室气体吸收，导致大气增温。据推算，若不存在大气温室效应，地表平均温度将降至-15℃，而实际平均温度为23℃，即温室效应使地表温度提高了8℃。据估计，大气中二氧化碳浓度增加一倍后可使全球气温上升1.5-4.5℃，工业革命以来其浓度已增长25%，推动全球气温上升0.5℃。 随学随练 1．保护地球家园 (1)汽车内燃机对环境产生污染的种类：大气污染、______污染、噪声污染等； (2)利用______，研究和开发低能耗、少污染的高性能动力机械，控制和减少污染，坚定不移走生态优先、绿色低碳的高质量发展之路。 2．土灶是我国古代劳动人民智慧的结晶，它通常以木柴、秸秆为燃料。目前，我市农村仍有使用土灶做饭的习惯。内部结构如图乙所示，木柴添加通道与烟囱相连，通风通道与木柴添加通道通过中间铁栅连通。某厂家根据土灶的结构设计了两款移动式土灶（如图丙和丁）。 (1)为使木柴充分燃烧，移动式土灶设计更合理的是______（选填“丙”或“丁”）； (2)下列对土灶烟囱作用的说法不合理的一项是（　　） A．有利于可燃物充分燃烧 B．有利于冷热空气形成对流 C．有利于提高可燃物的热值 D．有利于排出气体和烟尘 (3)1kg干木柴在土灶中完全燃烧，可以让铁锅里2kg的水温度升高50℃，则水吸收的热量是______J，土灶的烧水效率为______。[，] 3．小明家有辆排量为1.6L的汽车。 (1)汽油的热值为，说明1kg汽油_______燃烧放出的热量为。 (2)汽车行驶100km油耗约为5kg。若这些汽油完全燃烧，可放出_______J热量，燃油汽车产生的_______对环境会造成污染。 4．下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是（　　） A．热机的效率能达到100% B．热机的大量使用不会造成环境污染 C．使用热值更高的燃料，可以有效提高热机的效率 D．改进热机性能，可以有效利用资源，减少排放污染 题型 实验：比较不同燃料燃烧的放热能力 方案一：将质量相同的酒精与蜡烛完全燃尽，比较初温、质量相同的水温高低（将水温高低转换为热量多少），水温越高（即水吸收的热量越多），放热本领越大： 方案二：控制水的初温、质量、升高的温度相同（升高的温度转换为吸热多少），比较酒精与蜡烛燃烧的质量，燃烧的质量越少，放热本领越大。 活学活用 1．（2026·江苏南通·一模）如图是“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”的实验装置。取酒精和面巾纸碎片各5g，点燃燃料对装有水的试管加热。实验中（　　） A．需要记录的数据是加热前的水温和燃料燃尽时的水温 B．必须同时点燃酒精和面巾纸碎片 C．燃料燃烧的时间反映燃料放出热量的多少 D．两试管中的水越少越好 2．（25-26九年级上·河北沧州·期末）有甲、乙两种不同的燃料，甲燃料的质量为2kg，乙燃料的质量为1kg，当甲、乙温度都升高，吸收的热量如图1所示；甲、乙的燃料完全燃烧后放出的热量如图2所示，则下列说法正确的是（　　） A．甲燃料的比热容等于乙的比热容 B．甲燃料的热值大于乙的热值 C．甲、乙物体温度都降低，甲、乙放出的热量一样多 D．相同质量的甲、乙燃料完全燃烧，甲放出的热量比乙的多 3．（25-26九年级上·江苏苏州·阶段检测）如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相同。关于该实验有以下说法：①两次烧杯中水要适量，水不能出现沸腾现象；②实验中是用水的温度变化量反映燃料放出的热量；③如果两次燃料相等，应该在燃料充分燃尽后记录水升高的温度变化量；④如果两次燃料质量不相等，燃料的质量用m表示，燃料燃尽时水升高的温度用Δt表示（水未沸腾），若的值越大，燃料的热值越大。以上说法正确的是（　　） A．①②③ B．①③④ C．①②③④ D．①②④ 4．（25-26九年级上·内蒙古赤峰·阶段检测）如图所示，为了比较酒精和汽油的热值大小，某实验小组进行了以下实验。取质量相等的酒精和汽油作燃料、制成酒精灯和汽油灯、其他实验器材完全相同，如图所示。两灯同时点燃后，分别给两杯质量和初温都相等的水加热。 (1)组装实验器材时，应按照__________（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序。 (2)同时点燃两灯后，通过比较__________来比较酒精和汽油燃烧放出热量的多少。 (3)当两灯的燃料全部燃烧完后，观察到甲装置中温度计示数比乙装置中的低。由此判断__________（选填“酒精”或“汽油”）的热值较大。 (4)他们通过记录的数据计算出汽油燃料的热值，发现该热值与实际燃料的热值相比__________，原因是__________。 题型 加热效率和热机效率的计算 1. 燃料燃烧放热的计算： 。 2. 燃料的利用率 有效利用的热量与燃料完全燃烧放出总能量的比值，叫做燃料的利用率； 计算公式： 3. 热机效率 用来做有用功的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值。 计算公式： 。 活学活用 1．（25-26九年级上·四川绵阳·期末）有一种微型单缸四冲程汽油机，每个工作循环做功500J，曲轴的转速是600r/min，每分钟消耗汽油10g。则该内燃机的功率是_____W，机械效率是_____。（汽油的热值4.6×107J/kg） 2．（25-26九年级上·江苏镇江·期末）用煤气灶把质量为，初温为的水加热至，共消耗了煤气。此过程水吸收的热量为___________J，煤气完全燃烧放出的热量为___________J，煤气灶烧水的效率为___________。已知水的比热容是，煤气的热值为） 3．（25-26九年级上·河北邢台·期末）汽车已成为现代生活中不可缺少的一部分，发动机是汽车的“心脏”。一辆汽车发动机的效率是40%，某次行驶用去4kg汽油，已知汽油的热值为，水的比热容为。求： (1)4kg汽油完全燃烧放出的热量； (2)发动机做的有用功； (3)假设损失的热量中有4.2%被回收，这部分热量全部用来加热水，可将多少千克水从20°C加热到80°C。 基础通关 1．（25-26九年级上·辽宁抚顺·阶段检测）2025年5月21日，我国“力箭一号”遥七运载火箭将6颗卫星顺利送入预定轨道，此次任务是该型号运载火箭第7次飞行。火箭一般用液态氢作为燃料是因为氢的____________大。在燃料燃烧过程中高温高压气体的内能通过内燃机的____________冲程转化成火箭的机械能。 2．（2026·安徽·中考真题）某燃气热水器工作时，相关参数如图所示。据图可知，该热水器以此状态工作时，每小时消耗天然气，若天然气完全燃烧，热水器以此状态工作，所消耗的天然气释放的热量是_______。（天然气的热值取） 3．关于热值和热机的效率，下列说法正确的是_________ A．汽油在汽缸中燃烧越充分其热值越大 B．2kg的汽油完全燃烧比1kg的汽油完全燃烧热值大 C．现代火箭用液态氢作为燃料，是因为氢的热值大 D．热值是燃料的一种属性，与燃料的质量无关，不同的燃料热值一般不同 E．在做功同样多的情况下，消耗的燃料越多，热机的效率越高 F．热机效率越高，热机做的有用功就一定越多 G．新能源汽车发动机的效率可以达到100% H．消耗的燃料相同时，热机做的有用功越多，热机的效率越高 I．热机的大量使用不会造成环境污染 J．使用热值更高的燃料，可以有效提高热机的效率 K．改进热机性能，可以有效利用资源，减少排放污染 4．（24-25九年级上·云南红河·期末）关于燃料及其热值，下列说法正确的是（　　） A．燃料燃烧越充分，热值就越大 B．1kg燃料燃烧所释放的热量就是它的热值 C．热值是燃料的特性，一般是不变的 D．燃料燃烧时放出的热量越多其热值就越大 5．（2026·云南大理·模拟预测）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 6．（25-26九年级上·安徽蚌埠·期末）如图所示的实验中，燃料甲、乙的质量相同，液体a、b的质量相同，燃料充分燃尽后液体升高的温度为（液体未沸腾），下列说法正确的是（　　） ①若甲、乙为同种燃料，则越大，液体的比热容越大 ②若甲、乙为同种燃料，则越大，液体的比热容越小 ③若a、b为同种液体，则越大，燃料的热值越大 ④若a、b为同种液体，则越大，燃料的热值越小 A．①③ B．②③ C．①④ D．②④ 7．（25-26九年级上·山西临汾·期末）热机是人们获得动力的重要机械。创新小组制作了如图所示的简易热机模型，在试管内倒入适量的水，加热试管，当试管内的水沸腾后，风扇在水蒸气的驱动下转动起来，整个过程消耗了的酒精。下列说法正确的是（）（     ） A．酒精在燃烧的过程中，其热值会变小 B．通过改进模型的结构，其效率可达100% C．整个过程消耗的酒精完全燃烧放出的热量为3×104J D．水蒸气驱动风扇转动时的能量转化与热机压缩冲程的相同 8．（25-26九年级上·贵州贵阳·期末）热机效率是热机性能的重要指标，下列措施中，可以提高热机效率的是（     ） A．增加热机的工作时间 B．减少热机部件的摩擦 C．使用热值更小的燃料 D．增加废气带走的热量 9．（25-26九年级上·广东广州·期中）下列选项可能符合汽车等热机（效率约为30%）能量流向的是（    ） A． B． C． D． 10．（25-26九年级上·河北唐山·阶段检测）关于热机与环境保护，下列说法正确的是（　　） A．热机的大量使用不会造成环境污染 B．热机工作过程中将机械能转化为内能 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 素养提升 11．（25-26九年级上·云南曲靖·期末）某单缸四冲程汽油机飞轮转速为1800r/min，则1s内汽油机对外做功____次；若其效率为30%，消耗100g汽油（热值），对外做的有用功为______J。 12．（25-26九年级上·四川泸州·期末）某景区最新推出了一款太阳能观光车，若该车的顶部太阳能电池板的面积为，5h内接收到的太阳能为，太阳能电池板接收的太阳能转化成了的电能。则该车太阳能电池的光电转化效率是_____；若该观光车的电能转化为机械能的效率为80%，该车满载时水平方向的阻力约为1000N，充满电后最多能行驶_____m；若上述机械能由效率为30%的内燃机提供，需消耗1.2kg的燃油，则燃油的热值是_____J/kg。 13．（25-26九年级上·四川成都·期末）小华为了测量未知物质甲的比热容，在标准大气压下，他利用实际功率为100W的电加热器分别对400g的物质甲和500g的水进行加热。实验中，他记录了两种物质的温度随时间变化的数据，并绘制成如图所示的温度-时间图像。已知水的比热容为，水和甲物质单位时间吸收热量相同，下列说法正确的是（    ） A．图线A表示的是水的温度-时间的变化关系 B．甲物质的比热容为 C．10~15min，甲物质吸收的热量是 D．电加热器的加热效率为75% 迁移创新 14．（25-26九年级上·山东滨州·期末）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也相同。 (1)比较不同燃料的热值，应选择________两图进行实验，实验时要观察________（选填“加热的时间”或“升高的温度”）比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择________两图进行实验，实验时通过观察________（选填“加热的时间”或“升高的温度”）反映物体吸热的多少。 (2)比较不同物质的比热容，选用上图合适装置加热相同一段时间后，绘制出温度-时间图像（如图丁），冬天，如果你想自制暖手袋，应选液体________（选填“a”或“b”）作为供暖物质，其效果更佳。 (3)若图甲烧杯中为50mL的水，若10g酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收时，温度计示数升高了20℃，则根据以上数据可以算出酒精的热值，这种方法测出的热值比“标准值”________（选填“偏大”“偏小”或“一样”）。 (4)若液体b是水，由图丁可知，液体a的比热容是________ (5)上述实验中，主要用到的科学探究方法有________法和________法。 15．（25-26九年级上·江苏镇江·期末）近几年我国汽车业发展迅猛，如图甲所示是我国自主研制生产的一款环保混合动力汽车，环保混合动力汽车已成为不少人购买汽车的首选。这个混合动力汽车启动时，内燃机不工作，车内蓄电池输出能量；当高速平稳行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输出能量，同时又可以向蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量。为了保护蓄电池，当电池使用到剩下最大容量的20%停止供电。 (1)若混合动力汽车在平直公路上以速度匀速行驶，共消耗汽油所受平均阻力为1000N，求在此过程中： ①汽车行驶的路程是多少。 ②在水平道路匀速行驶测试中，牵引力做的功是多少？ ③若该汽车内燃机的效率为40%，最终使蓄电池增加的电能为多少J（忽略蓄电池和电动机的热损失及其他损失，） (2)若这个混合动力汽车制动减速的过程中，机械能转化为电能和内能，转化的电能与内能之比为，如图乙是机械能的变化量与速度变化量的关系图像，若该车从开始减速，转化的电能为，则该车的速度将会减小到多少？ 学科网（北京）股份有限公司13 / 15 学科网（北京）股份有限公司 $