14.3 热机的效率分层训练 暑假预习 -2026-2027学年人教版物理九年级全一册

**基本信息** 聚焦热机效率，通过“概念理解-公式应用-综合计算”三层递进设计，强化热值与热机效率知识体系，适配暑假分层巩固需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|热值概念及物理意义|结合生活情境（如油条制作），通过选择、填空巩固物质属性认知，培养物理观念| |进阶层|热值公式及计算|引入新能源案例（氢能自行车），通过公式辨析与简单计算，提升科学推理能力| |综合应用层|热机效率及综合计算|对接中考真题（如C919飞机、太阳能热水器），融合能量转化与效率计算，发展科学探究与问题解决能力|

14.3 热机的效率（分层训练） 题型一、热值的概念和物理意义 1.汽油的热值为4.6×107J/kg，它的物理含义是 。若质量为5kg的汽油燃烧一半，则剩余汽油的热值 。(选填“变大”、“变小”或“不变”） 2.送“北斗导航系统”最后一颗卫星升空的“长征三号乙运载火箭”使用的燃料是液态氢，这主要是利用它的 大；“长征三号乙运载火箭”运送升空过程中，从能量转化的角度来看，燃料的化学能转化成燃气的 能，再转化成火箭的 。 3.把一瓶酒精倒去一半，则剩下的酒精（    ） A．比热容和热值均变为原来的一半 B．比热容和热值均不变 C．热值变为原来的一半，比热容不变 D．比热容变为原来的一半，热值不变 4.下列关于比热容和热值的说法正确的是（　　） A．物体的质量越大，它的比热容越大 B．物质的比热容跟物体吸收或放出的热量有关 C．燃料的热值与燃料是否完全燃烧无关 D．燃烧时放出热量多的燃料热值大 5.起源于南宋的小吃“油条”，已成为早餐上常见食品。如图为小明在家中挑战做油条，他用天然气将油加热至沸腾，将醒好的面拉成条形放入油锅中，变成金黄色即可食用。关于这一过程所涉及的物理知识说法正确的是（　　） A．刚出锅的油条烫手，是由于油条含有的热量多 B．炸油条过程是通过做功的方式来改变其内能的 C．天然气燃烧越充分，放出的热量越多，热值越大 D．醒好的面拉成条形而不断，是因为分子间存在引力 6.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。下表是一些燃料的热值。 燃料 热值 燃料 热值 焦炭 3.0×107 J/kg 柴油 4.3×107 J/kg 酒精 3.0×107 J/kg 汽油 4.6×107 J/kg 下列选项正确的是（　　） A．0.5kg的汽油的热值是2.3×107 J/kg B．热值为3.0×107 J/kg的燃料一定是酒精 C．燃料越接近完全燃烧，燃料的热值就越大 D．0.5kg的汽油完全燃烧放出的热量是2.3×107 J 题型二、热值的公式及相关计算 1. 关于q=Q/m的理解，下列说法中正确的是（　　） A．热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比 B．若燃料燃烧不充分时，热值将减小 C．当燃料未燃烧时，其热值为零 D．某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关 2.氢能是新能源利用的新潮流。如图是某品牌氢能自行车，充满0.02kg氢后，能匀速骑行50km，氢气热值为，氢气完全燃烧产生的热量是________J，选用氢气做燃料是因为氢气的________（选填“比热容”或“热值”）大。 3.某台汽油机飞轮的转速为1800r/min，在1s内，汽油机完成了　　个工作循环。如果汽油机在一段时间内消耗了500g汽油，若这些汽油完全燃烧，可放出热量　 J。（q汽油＝4.6×107J/kg） 4.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？ 题型三、热机的效率 1.下列关于燃料的热值与热机的效率的说法，正确的是（     ） A．无烟煤的热值比1kg无烟煤的热值大 B．燃料的热值越大，完全燃烧放出的热量越多 C．一般情况下，汽油机比柴油机的效率高 D．工作相同时间，柴油机的效率越高，消耗的燃料越少 2.如图是自制的简易热机模型，在矿泉水瓶的侧壁上钻一个小孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，在瓶口喷入液态酒精并盖上纸杯。按下电火花发生器的按钮后，酒精燃烧，纸杯飞出。下列说法正确的是（　　） A．纸杯被冲出，是机械能转化为内能，对应热机压缩冲程 B．气体推动纸杯过程中，瓶内气体内能减少 C．不断优化结构，可让该热机效率达到100% D．酒精燃烧越充分，酒精的热值就越大 3.如图所示，将活塞迅速下压，玻璃筒底的棉花被点燃。此过程是通过　　的方式增加了筒内空气的内能，能量转化方式与汽油机的　　冲程相同。某汽油机在一次工作中消耗了2kg汽油，对外做功为2.3×107J，则汽油机的效率是　　（汽油热值为4.6×107J/kg）。 4.某科创小组用图甲所示的实验装置探究“水沸腾前后温度变化的特点”。 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 温度/℃ 90 92 94 96 97 98 98 98 (1)根据实验数据绘制水沸腾前后温度随时间变化的图像如图乙中的实线a所示，若将水置于密闭的容器（如高压锅）中探究，则温度随时间变化的图像可能是图乙中的________（选填“b”“c”或“d”）； (2)实验后整理器材，发现灯中的酒精明显减少，引发同学们思考。测得完全燃烧5g酒精使200g水升高40℃（水未沸腾），则该加热装置的热效率为________。【， 5.2025年11月17日，国产大飞机C919首次亮相迪拜航展并进行飞行演示，向全球展示中国民航工业实力。在一段水平飞行表演中，C919以的速度匀速航行，消耗航空燃油，发动机的平均功率为，航空燃油的热值为，则： (1)消耗的航空燃油完全燃烧放出多少热量？ (2)飞机在水平航行过程中发动机做的功是多少？ (3)发动机的效率是多少？ 1.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% 2.如图甲所示，用同一个实验装置分别加热100 g的A、B两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化的图线（图乙），A液体从加热至沸腾刚好消耗了8 g酒精。若单位时间内A吸收的热量与B吸收的热量相等。已知，，该实验在1个标准大气压下进行，下列说法正确的是（　　） A． B．该酒精灯的加热效率为20% C．A液体的吸热能力大于B的吸热能力 D．0-8 min内A液体吸收的热量为 3.金鸡报吉，著名期刊《科学》刊发了中国科学界胡炳成团队关于全氮类物质燃料研究成果文章．该燃料预估其热值q氮类=4.6×105J/g，完全燃烧1kg该燃料可放出 J的热量．我国长征某型号火箭需40t航空煤油作燃料，改由全氮类物质燃料替代，则该起飞时火箭的总质量可以减少 kg，大大提高了我国火箭的运载力．（ρ煤油=0.8×103kg/m3， q煤油=4.6×107 J/kg） 4.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____。 5.年月日，我国自主研制的“祥云”载人飞艇成功完成首飞。某飞艇如图甲所示，其气囊总容积为，空载质量（不含氦气）为。飞艇升空靠浮力来实现，水平飞行靠发动机提供动力。假设发动机输出的能量用于做推动功，推动功指克服空气阻力推动飞艇水平飞行做的功；当飞艇低速水平直线飞行时，其受到的空气阻力与速度的关系如图乙所示。已知，，。忽略气囊厚度及气囊外其他部分受到的浮力。求： (1)将气囊充满氦气时，飞艇受到的浮力是多少？飞艇最多可载多少位乘客升空？（平均每位乘客质量m=60kg） (2)若飞艇以12m/s的速度水平匀速直线飞行100s，推动功为多少？ (3)若在此100s内消耗燃油200g（燃油的热值q=4×107J/kg），发动机的工作效率为多少？ 6.某研究小组利用自制太阳能热水器（如图所示）开展了太阳能的相关实验。他们控制太阳能热水器接收太阳光垂直照射的面积始终为，垂直于太阳光的表面上每秒钟接收的太阳能是，太阳能热水器内水的质量为，水的初温为，经时间后水的温度上升到。[水的比热容为] (1)太阳能热水器内的水吸收的热量是多少？ (2)自制太阳能热水器的加热效率为多少？ (3)如果这段时间内热水器接收到太阳辐射的热量由干木柴燃烧来提供，至少需要完全燃烧多少千克干木柴？（干木柴的热值为） 1.（2025•山东泰安•中考真题）科学处理垃圾可以实现综合热利用，如果科学处理1t垃圾能产生2.16×109J的电能，这些电能相当于完全燃烧 　　 kg干木柴放出的热量。干木柴的热值取1.2×107J/kg。 2.（2025•山东烟台•中考真题）汽油机是燃油汽车的动力来源之一。如图所示是某台汽油机工作时的能量数据，图中横线处应填写的内容是：①　 ②　 　 。若汽油的热值为4.6×107J/kg，则该工作过程中消耗的汽油质量为 　 　 kg。 3.（2025·江苏无锡·中考真题）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.（2025·四川巴中·中考真题）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℃，则土灶的烧水效率为 %。（） 5.(2025·山东省威海市·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？[，] 14.3 热机的效率（分层训练） 题型一、热值的概念和物理意义 1. 完全燃烧1kg的汽油放出的热量为4.6×107J 不变 2. 热值 内能 机械 3.B 4.C 5.D 6.D 题型二、热值的公式及相关计算 1. D　 2. 热值 3. 15　　 2.3×107 4.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 题型三、热机的效率 1.D 2.B 3.　25%　 4.（1）b （2）22.4% 5.解:（1）已知消耗航空燃油的质量，热值， 可得消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量 （2）已知飞机的速度，航行的距离， 根据公式，可得 又因为发动机的平均功率， 则发动机做的功 （3）发动机的效率 1. D 2. D 3. 4.6×108 3.6×104 4.（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 5.解:（1）飞艇所受浮力为此时飞艇受到飞艇的重力、氦气的重力、乘客的总重和浮力的作用，根据力的平衡关系可知，乘客的总重为则乘客人数为 取整数，即飞艇最多可载位乘客升空。 （2）由图乙可知，当速度为时，空气阻力为 因飞艇水平匀速直线飞行，则 那么发动机推动功为 （3）燃油放出的热量 飞艇发动机的工作效率为 6. （1）太阳能热水器内的水吸收的热量 （2） 太阳能热水器接收太阳光垂直照射的面积，照射时间，热水器接收到的总太阳能 则自制太阳能热水器的加热效率 （3） 根据题意，干木柴完全燃烧放出的热量等于热水器接收到的总太阳能，即 由可得，需要完全燃烧干木柴的质量 1.　180　 2.　1.61×105 　机械　 　0.0035　 3.不相等 1.8×106 酒精 4. (1)丁 (2)C (3)3.5 5.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 学科网（北京）股份有限公司 $