10.4 热机的效率（分层作业）物理新教材沪科版（五四学制）九年级上册

**基本信息** 本同步练通过A、B、C三层设计，以“基础巩固-能力进阶-思维拔高”为路径，系统强化“燃料的热值”“热机的效率”核心知识点，融合物理观念与科学思维，适配新授课分层教学需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A组巩固过关|单一知识点（热值定义/特性、效率概念/计算）|选择/填空/简单计算，如热值特性判断、效率基础计算，夯实能量观念| |B组能力进阶|跨知识点综合（热值与效率结合、实验探究）|实验设计题（如比较燃料热值）、综合计算题（如汽车能量流向分析），培养科学推理| |C组思维拔高|复杂情境应用（科技/工程/军事场景）|创新实验（粗测花生米热值）、工程实践题（增程式汽车效率计算），体现科学探究与社会责任|

10.4 热机的效率 目 录 A组 巩固过关 知识点1：燃料的热值 知识点2：热机的效率 B组 能力进阶 C组 思维拔高 燃料的热值知识点1 1．（25-26九年级上·山东潍坊·期中）我国探索太空的火箭一般使用液氢作为燃料，主要是因为液氢（     ） A．密度大 B．热值大 C．沸点低 D．比热容大 【答案】B 【解析】火箭发射需要燃料燃烧释放大量能量，液氢的热值很大，相同质量的液氢完全燃烧比其他燃料放出更多热量，适合作为火箭燃料。故选B。 2．（25-26九年级上·四川成都·期中）一瓶酒精，如果倒去一半，再使它的温度降低一半，则（     ） A．它的热值变为原来的一半 B．它的比热容变为原来的一半 C．它具有的热量变为原来的四分之一 D．它的比热容和热值都不变 【答案】D 【解析】ABD．热值是物质的一种特性，大小与质量和温度无关，它的热值不变，比热容是物质的一种特性，大小与质量和温度无关，它的比热容不变，故AB不符合题意，D符合题意； C．热量是热传递过程中传递的能量，不能用具有形容，故C不符合题意； 故选D。 3．已知煤油的热值为4.6×107J/kg，下列说法正确的是（　　） A．1kg煤油燃烧，至少放出4.6×107J热量 B．完全燃烧0.5kg煤油可释放2.3×107J热量 C．只要有煤油燃烧，就能放出4.6×107J热量 D．1kg煤油温度升高1℃，需吸收4.6×107J热量 【答案】B 【解析】A．煤油的热值为4.6×107J/kg，物理意义是表示完全燃烧1kg煤油放出4.6×107J热量，不完全燃烧放出热量小于此值，故A错误； B．完全燃烧0.5kg煤油可释放热量Q=mq=0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J，故B正确； C．煤油的热值为4.6×107J/kg，物理意义是表示完全燃烧1kg煤油放出4.6×107J热量，故C错误； D．1kg煤油温度升高1℃，吸收热量与比热容有关，不是4.6×107J，故D错误。 故选B。 4．（25-26九年级上·福建福州·期中）由热值的定义可知，热值，那么（　　） A．热值的大小与Q成正比 B．烧1kg煤一定比烧1kg干木柴放出热量多 C．热值的大小与m成反比 D．热值大小与Q、m无关，由燃料种类决定 【答案】D 【解析】热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量、是否燃烧、燃烧是否充分、放热的多少等均无关。由于不知道煤和干木材的质量大小以及是否完全燃烧，故无法比较两种燃料放出热量的多少。故D正确，ABC错误。 故选D。 5.（25-26九年级上·广西柳州·期末）热值在数值上等于某种燃料______燃烧时放出的热量。酒精的热值为，那么酒精燃烧时放出的热量最多为______J。 【答案】完全 【解析】[1]我们把某种燃料完全燃烧所放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的热值，热值在数值上等于1kg的某种燃料完全燃烧时所放出的热量。 [2]由可得，酒精完全燃烧所放出的热量为 6．（2026·宁夏银川·二模）2026年4月14日，我国力箭一号遥十二运载火箭成功发射。火箭工作时，完全燃烧9 kg固态燃料，若燃料热值（），则这些燃料完全燃烧放出的热量为___________J。 【答案】 【解析】燃料完全燃烧放出的热量 热机的效率知识点2 7．（2026·湖南长沙·模拟）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 【解析】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。 8．（25-26九年级上·新疆巴州·期末）一台汽油机，在某段工作时间内消耗汽油，对外输出有用机械能为，可知该汽油机工作时的效率为（已知汽油的热值为）（　　） A．30% B．40% C．48% D．60% 【答案】A 【解析】汽油完全燃烧放出的热量 该汽油机工作时的效率 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 9．（2025·安徽安庆·三模）如图所示为国之利器“歼-20”，军事爱好者小华了解到某型号飞机的热机每消耗100kg燃油可让飞机获得的机械能。燃油热值取，该热机效率为______。 【答案】45% 【解析】由题意可知，某型号飞机的热机每消耗100kg燃油可让飞机获得的机械能，则该热机效率为 10．（25-26九年级上·云南德宏·期末）如图为汽油车的能量流向图，某品牌汽油车在一次行驶过程中消耗汽油30kg，汽油完全燃烧放出的热量为________J。若汽油机的热效率为30%，则有用机械能为________J（汽油的热值为）。 【答案】 【解析】[1]汽油完全燃烧放出的热量 [2]有用机械能 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 【答案】D 【解析】A．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，所以1kg无烟煤的热值与10kg无烟煤的热值一样大，故A错误； B．根据知，在质量相同时，燃料的热值越大，完全燃烧放出的热量越多，故B错误； C．一般柴油机的压缩比比汽油机大得多，且柴油燃烧要比汽油燃烧更充分，所以柴油机的效率更高一些，故C错误； D．柴油机的效率高，有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值大，在输出功率相同时，工作相同时间，效率越高消耗燃料越少，故D正确。 故选D。 2．如图所示是某汽车工作时的能量流向图，由图中信息可知，该汽车汽油机工作过程中输出有用功的效率为（　　） A．6% B．30% C．36% D．28% 【答案】D 【解析】根据能量守恒定律，该汽车汽油机工作过程中输出有用功的效率等于总能量减去各项损耗能量的百分比之和。输出有用功的效率 故选D。 3．如图所示的是烧锅炉的工人在用煤铲向炉膛送煤时的场景，为了提高锅炉的效率，工人提出了以下方法，其中最有效的是（    ） A．把大的煤块送进炉膛，并加大送风量 B．把煤粉送进炉膛，并加大送风量 C．把大的煤块送进炉膛，并减小送风量 D．把煤粉送进炉膛，并减小送风量 【答案】B 【解析】提高锅炉效率的方法是让燃料充分燃烧。把煤粉送进炉膛，能增大煤与氧气的接触面积；加大送风量，能提供充足的氧气，这样都有利于煤的充分燃烧，从而提高锅炉的效率。 A．大的煤块与氧气接触面积小，不利于充分燃烧，故A不符合题意； B．把煤粉送进炉膛，增大接触面积，加大送风量，提供充足氧气，有利于充分燃烧，故B符合题意； C．大的煤块不利于充分燃烧，减小送风量，氧气不足，也不利于充分燃烧，故C不符合题意； D．减小送风量，氧气不足，不利于充分燃烧，故D不符合题意。 故选B。 4．（24-25九年级上·湖南长沙·期中）下列关于“热机工作”的说法中，正确的是（    ） A．让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得更充分，能提高燃料的热值 B．采用热值更高的燃料，能有效提高热机的效率 C．火箭在加速上升的过程中，燃料燃烧时产生的高温高压气体的内能转化为火箭的机械能 D．发射火箭时利用液态氢做燃料，主要是因为液态氢的比热容大 【答案】C 【解析】A．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧无关。让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得更充分，能提高燃料的利用率，而不是热值，故A错误； B．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。采用热值更高的燃料，只能说明燃料完全燃烧放出的热量更多，但不知道用来做有用功的能量的多少，所以不一定能提高热机的效率，故B错误； C．火箭在加速上升的过程中，燃料燃烧时产生的高温高压气体向后喷出，对火箭做功，将内能转化为火箭的机械能，故C正确； D．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，完全燃烧相同质量的液态氢和其他燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量，而不是因为比热容大，故D错误。 故选C。 5．用天然气灶将一壶质量为1kg、初温为30 ℃的水加热到80℃，消耗了的天然气。已知水的比热容为，天然气的热值为，水吸收的热量为___________J；则天然气完全燃烧放出的热量为___________J；天然气灶烧水的效率为___________%。 【答案】 25 【解析】[1]水吸收的热量为 [2]天然气完全燃烧放出热量为 [3]烧水效率为 6．小明和小华设计探究酒精和碎纸片热值大小的实验，安装了如图的实验装置，假设燃料燃烧均匀放热，记录数据如下表。 表一：酒精 水温 25 100 100 加热时间 0 5（刚好沸腾） 10（燃尽） 表二：碎纸片 水温 25 50 75 100 加热时间 0 5 10 15（燃尽） (1)本实验用到的测量工具，除了温度计外，还需要______，实验时需控制______（选“燃料质量”“水的质量”或“燃料与水的质量”）相等，实验中通过______来反映两种燃料放出热量的多少。 (2)小华认为实验时间过长，可以在燃烧时就读数比较，小明认为不对，理由是______。为了缩短实验时间，你认为可行的方法是______。 (3)若实验中燃料完全燃烧，忽略热损失，可得酒精和碎纸片的热值之比为______。 (4)小明查阅酒精的热值为，已知消耗的酒精质量，利用表一中数据测算水的比热容，测得的比热容比真实值偏______（选“大”或“小”）。 【答案】(1)天平和秒表 燃料与水的质量 水温的变化 (2)5min 时燃料未燃尽，燃烧的质量不同 减少燃料的质量 (3) (4)大 【解析】（1）[1]实验需用天平测量燃料和水的质量，用秒表测加热时间，故除温度计外还需天平和秒表。 [2][3]实验时需要控制燃料与水的质量相等。要比较两种燃料的热值大小，必须取质量相等的两种燃料，比较它们完全燃烧放出的热量。实验中，燃料燃烧给水加热，通过水温的变化来反映两种燃料放出热量的多少。 （2）[1]要比较酒精和碎纸片的热值，必须让质量相等的酒精和碎纸片完全燃烧，比较它们放出的热量。在燃烧时就读数比较，这种做法不对，理由是：5min 时燃料未燃尽，燃烧的质量不同，不能直接比较。 [2]为了缩短实验时间，可以减少燃料的质量。 （3）使用酒精加热水时，加热5min水温变化 使用酒精加热5min水吸收的热量 酒精完全燃烧放出的热量 用碎纸片给水加热5min，水温变化 用碎纸片给水加热5min水吸收的热量 碎纸片完全燃烧放出的热量 根据可得：热值 酒精和碎纸片的质量相等 酒精和碎纸片热值之比 （4）知道酒精的热值和消耗酒精的质量，根据公式可以计算酒精燃烧放出的热量。水吸收的热量误认为等于酒精放出的热量，而实际上酒精燃烧放出的热量不能完全被水吸收，要有一部分热量损失，所以认为水吸收的热量等于酒精放出的热量，就会使水吸收的热量偏大。根据比热容计算公式，计算出的比热容比真实值偏大。 7．（25-26九年级上·山东济南·期中）天气渐冷，铜锅涮肉深受人们追捧。图中的铜火锅是用木炭来加热的，往锅内倒入、60℃的热水，把水烧开大约需要燃烧木炭。[已知：当地气压为一个标准大气压；水的比热容；木炭的热值] 求： (1)将锅内的水烧开需要吸收多少热量？ (2)这些木炭如果完全燃烧可以放出多少热量？ (3)该过程中这个铜火锅的加热效率？ 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）将锅内的水烧开需要吸收多少热量 （2）木炭的质量   这些木炭如果完全燃烧放出的热量 （3）铜火锅的加热效率 8．（25-26九年级上·山西临汾·期中）一辆燃油汽车沿平直公路匀速行驶了108km，所用时间为1h，消耗汽油10kg，汽车行驶过程中所受阻力恒为1380N（汽油的热值取）。求解下列问题： (1)牵引力所做的功。 (2)燃料完全燃烧放出的热量。 (3)汽车发动机的效率。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）汽车在该过程中匀速直线行驶，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，牵引力做的功 （2）汽油完全燃烧放出的热量 （3）汽车发动机的效率 9．（2026·广东东莞·三模）暑假期间小明一家从广州自驾前往珠海某地进行研学旅行，全程140km，驾车前往历时2h，消耗汽油10L。汽油的热值取，汽油的密度取，汽车发动机全程的平均功率为25kW，求这个过程中： (1)汽车的平均速度； (2)汽油完全燃烧放出的热量； (3)汽车发动机的效率。 【答案】(1)70km/h (2) (3)50% 【解析】（1）汽车的平均速度 （2）汽油的体积 汽油的质量 汽油完全燃烧放出的热量 （3）汽车发动机做的有用功 效率为 1．（2026·广东深圳·三模）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 【答案】B 【解析】A．纸杯被冲出，是内能转化为机械能，对应热机做功冲程，故A错误； B．气体推动纸杯过程中，内能转化为机械能，瓶内气体内能减少，故B正确； C．不断优化结构，热机仍会有能量损失，不能让该热机效率达到100%，故C错误； D．燃料的热值为燃料的一种特性，与燃烧是否充分无关，酒精燃烧越充分，酒精的热值不变，故D错误。 故选 B。 2．（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% 【解析】[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 3．（25-26九年级上·山东枣庄·期中）某品牌汽车燃油机的能量流程图如图所示，若汽车行驶过程中消耗燃油2L，（燃油的热值为，密度为），该热机的效率约为__________，假如这些燃油完全燃烧，牵引力做的功是__________J。若有一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是，那么内燃气推动活塞做功__________次。 【答案】 90000 【解析】[1]由图可得该汽油机的机械效率 [2]消耗燃油的体积 质量为 燃油完全燃烧放出的热量为 则牵引力做的功是 [3]已知汽油机飞轮转速是，则每秒汽油机的飞轮转 汽油机工作飞轮每转，完成1个工作循环的4个冲程，做功1次，该汽油机飞轮的转速是，所以内完成90000个工作循环，做功90000次。 4．【社会发展】国家“西气东输”工程正源源不断地向我市输送清洁能源——天然气。已知天然气的热值为，则每输送的天然气，完全燃烧后就相当于向我市输送了___________的能量。柴油机的效率___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）汽油机的效率。 【答案】 大于 【解析】[1]根据燃料完全燃烧放热公式，代入天然气热值和输送体积，计算得 [2]柴油机的压缩比大于汽油机，燃料燃烧更充分，废气带走的能量等损失更少，因此柴油机的效率大于汽油机的效率。 5．【创新实验】（25-26九年级上·广东揭阳·期末）如图甲所示，小明用该装置粗测花生米的热值，过程如下：用电子秤取30g水放入烧杯中，将温度传感器插入水中，并连接电脑；取0.7g花生米穿在细铁丝上，点燃花生米，立即移到烧杯正下方，给水加热，传感器获得温度—时间的图像如图乙所示。[] (1)实验中花生米燃烧放出的热量的多少是通过______来显示； (2)实验过程中老师提醒小明要适当转动花生米，使花生米燃烧充分。根据乙图像，粗略测得花生米的热值为______J/kg。在实验中小明看到花生米燃烧冒大量的黑烟，这会导致测得的热值______真实值。（填“大于”、“等于”或“小于”） 【答案】(1)水升高的温度 (2) 小于 【解析】（1）根据转换法，通过水升高的温度来间接表示花生米燃烧放出热量的多少。 （2）[1]水吸收的热量为 不计热损失，则有，则粗略测得花生米的热值为 [2]在实验中小明看到花生米燃烧冒大量的黑烟，说明花生米没有充分燃烧，且由于花生米燃烧放出的热量没有全部被水吸收，这会导致测得的热值小于真实值。 6．【工程实践】（2025·陕西商洛·三模）如图-1所示，某品牌增程式电动汽车，是以电力驱动为主，燃油发电为辅的新能源汽车。其工作原理可概括为“电机直驱，燃油发电补能”，工作流程如图-2所示：当蓄电池电量充足时为纯电驱动模式，动力电池供电，由电动机直接驱动车轮，此时发动机不工作；当蓄电池电量降低到设定阈值时启动增程模式，增程器（由内燃机和发电机组成）发电为电动机直接供电，剩余电能存储至电池。某次测试中该汽车在“纯电模式”下匀速行驶15km，蓄电池储存的电量从30%减少至25%。已知汽车受到的阻力为500N，蓄电池容量为50kW·h，汽油热值为。求： (1)测试中，牵引力所做的功是多少？ (2)汽车的电驱综合效率η1是多少？（百分号前保留整数） (3)若启动增程模式完成上述测试，增程模式下测试的综合效率为35%（综合效率输出的有用能量），该测试结束时，蓄电池电量增加了2%，则增程模式下，完成测试需消耗汽油多少升？（结果保留1位小数） 【答案】(1) (2)83% (3)0.9L 【解析】（1）因为汽车做匀速直线运动，所以牵引力 牵引力所做的功为 （2）由题意可知，测试中蓄电池消耗的能量为 电驱综合效率 （3）由（1）知，增程模式下，完成相同测试，牵引力做的功，由题知，蓄电池增加的电量 输出的总有用功为 汽油燃烧放出的热量 消耗汽油的体积 7．【科技发展】（25-26九年级上·天津滨海新区·期中）如图中甲图所示是一款国产无人驾驶汽车。汽车自动驾驶时使用雷达传感器以及激光测距器来了解周围的交通状况，表格是它的部分参数。 整车质量 2000kg 与地面的总接触面积 800cm2 最高速度 120km/h 以最高速度行驶时受到的水平阻力 300N (1)若汽车以最高车速沿水平直线匀速行驶30min，则牵引力做功的功率为多少？ (2)如图乙所示，若该发动机的气缸活塞面积为S（），一个冲程活塞在气缸中移动的距离是L（mm），满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p（Pa），发动机的转速为N（r/min）；若汽车在平直公路上以100km/h的速度匀速行驶时，汽车发动机的效率为η，汽油的热值为q（J/kg）、汽油的密度为（），求该汽车发动机的百公里耗油量V（）为多少？（结果用题目所给的字母表示） 【答案】(1) (2) 【解析】（1）汽车以最高车速匀速行驶，处于平衡状态，其牵引力与水平阻力是一对平衡力。设汽车的牵引力为F，水平阻力为f，则F=f=300N 汽车的最高速度v=120km/h 牵引力做功的功率 （2）汽车行驶100km所用的时间 发动机在此时间内的总转数n总=Nt=Nr/min×60min=60N 因为是四冲程发动机，曲轴每转2周完成一个工作循环，做功1次，所以发动机做功的次数 发动机一个做功冲程做的功W单次=pS'L' 其中活塞面积S'=Scm2=S×10-4m2 活塞移动距离L'=Lmm=L×10-3m 所以，W单次=p×(S×10⁻⁴ m2) × (L×10⁻3m) =pSL×10⁻⁷J 发动机在100km内做的总功（有用功）W总=n×W单次=30N×pSL×10⁻⁷J=3pSLN×10⁻⁶J 设该汽车百公里耗油量为V，消耗汽油的质量m=ρ0V 汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq=ρ0Vq 根据发动机效率公式η=可得 所以，该汽车发动机的百公里耗油量 8．【国防军事】我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20000m，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表： 速度v/（m/s） 100 200 300 400 500 阻力f/N 已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是30%，飞机使用的航空汽油的热值为。作战半径：是指战机携带正常作战载荷，在不进行空中加油，自机场起飞，沿指定航线飞行，执行完任务后，返回原机场所能达到的最远单程距离。 (1)若不计飞机燃油质量的变化，当飞机腾空加速上升，其机械能的增加量_____（大于/不变/小于）动能的增加量； (2)该战斗机以400m/s的速度巡航时，所受到的阻力为_______N； (3)当汽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_______（变大/不变/变小），此时汽油的热值________（变大/不变/变小）； (4)某次执行紧急任务起飞时，飞机的油量还有千克燃油，如果以500m/s的速度巡航，此次该战斗机的最大作战半径是________千米。 【答案】(1)大于 (2) (3)变小 不变 (4)500/ 【解析】（1）质量不变，飞机加速上升，速度和高度增大，动能和重力势能都增大，根据机械能的定义可知，机械能的增加量等于动能增加量与重力势能增加量之和，则机械能的增加量大于动能的增加量。 （2）分析表格数据可知，阻力和速度的平方成正比，即 则 当时，阻力为 （3）[1]冒“黑烟”说明汽油燃烧不充分，用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的比值就小，因此发动机效率变小。 [2]热值是燃料本身的固有特性，只和燃料种类有关，和燃烧充分程度无关，因此热值不变。 （4）燃油完全燃烧放出的热量为 转化的机械能（即有用功）为 战斗机以500m/s的速度巡航，此时牵引力等于阻力，由表格数据可知此时阻力为，则牵引力为 战斗机飞行的最大距离为 由作战半径的定义可知，战斗机的最大作战半径为 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 10.4 热机的效率 目 录 A组 巩固过关 知识点1：燃料的热值 知识点2：热机的效率 B组 能力进阶 C组 思维拔高 燃料的热值知识点1 1．（25-26九年级上·山东潍坊·期中）我国探索太空的火箭一般使用液氢作为燃料，主要是因为液氢（     ） A．密度大 B．热值大 C．沸点低 D．比热容大 2．（25-26九年级上·四川成都·期中）一瓶酒精，如果倒去一半，再使它的温度降低一半，则（     ） A．它的热值变为原来的一半 B．它的比热容变为原来的一半 C．它具有的热量变为原来的四分之一 D．它的比热容和热值都不变 3．已知煤油的热值为4.6×107J/kg，下列说法正确的是（　　） A．1kg煤油燃烧，至少放出4.6×107J热量 B．完全燃烧0.5kg煤油可释放2.3×107J热量 C．只要有煤油燃烧，就能放出4.6×107J热量 D．1kg煤油温度升高1℃，需吸收4.6×107J热量 4．（25-26九年级上·福建福州·期中）由热值的定义可知，热值，那么（　　） A．热值的大小与Q成正比 B．烧1kg煤一定比烧1kg干木柴放出热量多 C．热值的大小与m成反比 D．热值大小与Q、m无关，由燃料种类决定 5.（25-26九年级上·广西柳州·期末）热值在数值上等于某种燃料______燃烧时放出的热量。酒精的热值为，那么酒精燃烧时放出的热量最多为______J。 6．（2026·宁夏银川·二模）2026年4月14日，我国力箭一号遥十二运载火箭成功发射。火箭工作时，完全燃烧9 kg固态燃料，若燃料热值（），则这些燃料完全燃烧放出的热量为___________J。 热机的效率知识点2 7．（2026·湖南长沙·模拟）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 8．（25-26九年级上·新疆巴州·期末）一台汽油机，在某段工作时间内消耗汽油，对外输出有用机械能为，可知该汽油机工作时的效率为（已知汽油的热值为）（　　） A．30% B．40% C．48% D．60% 9．（2025·安徽安庆·三模）如图所示为国之利器“歼-20”，军事爱好者小华了解到某型号飞机的热机每消耗100kg燃油可让飞机获得的机械能。燃油热值取，该热机效率为______。 10．（25-26九年级上·云南德宏·期末）如图为汽油车的能量流向图，某品牌汽油车在一次行驶过程中消耗汽油30kg，汽油完全燃烧放出的热量为________J。若汽油机的热效率为30%，则有用机械能为________J（汽油的热值为）。 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．如图所示是某汽车工作时的能量流向图，由图中信息可知，该汽车汽油机工作过程中输出有用功的效率为（　　） A．6% B．30% C．36% D．28% 3．如图所示的是烧锅炉的工人在用煤铲向炉膛送煤时的场景，为了提高锅炉的效率，工人提出了以下方法，其中最有效的是（    ） A．把大的煤块送进炉膛，并加大送风量 B．把煤粉送进炉膛，并加大送风量 C．把大的煤块送进炉膛，并减小送风量 D．把煤粉送进炉膛，并减小送风量 4．（24-25九年级上·湖南长沙·期中）下列关于“热机工作”的说法中，正确的是（    ） A．让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得更充分，能提高燃料的热值 B．采用热值更高的燃料，能有效提高热机的效率 C．火箭在加速上升的过程中，燃料燃烧时产生的高温高压气体的内能转化为火箭的机械能 D．发射火箭时利用液态氢做燃料，主要是因为液态氢的比热容大 5．用天然气灶将一壶质量为1kg、初温为30 ℃的水加热到80℃，消耗了的天然气。已知水的比热容为，天然气的热值为，水吸收的热量为___________J；则天然气完全燃烧放出的热量为___________J；天然气灶烧水的效率为___________%。 6．小明和小华设计探究酒精和碎纸片热值大小的实验，安装了如图的实验装置，假设燃料燃烧均匀放热，记录数据如下表。 表一：酒精 水温 25 100 100 加热时间 0 5（刚好沸腾） 10（燃尽） 表二：碎纸片 水温 25 50 75 100 加热时间 0 5 10 15（燃尽） (1)本实验用到的测量工具，除了温度计外，还需要______，实验时需控制______（选“燃料质量”“水的质量”或“燃料与水的质量”）相等，实验中通过______来反映两种燃料放出热量的多少。 (2)小华认为实验时间过长，可以在燃烧时就读数比较，小明认为不对，理由是______。为了缩短实验时间，你认为可行的方法是______。 (3)若实验中燃料完全燃烧，忽略热损失，可得酒精和碎纸片的热值之比为______。 (4)小明查阅酒精的热值为，已知消耗的酒精质量，利用表一中数据测算水的比热容，测得的比热容比真实值偏______（选“大”或“小”）。 7．（25-26九年级上·山东济南·期中）天气渐冷，铜锅涮肉深受人们追捧。图中的铜火锅是用木炭来加热的，往锅内倒入、60℃的热水，把水烧开大约需要燃烧木炭。[已知：当地气压为一个标准大气压；水的比热容；木炭的热值] 求： (1)将锅内的水烧开需要吸收多少热量？ (2)这些木炭如果完全燃烧可以放出多少热量？ (3)该过程中这个铜火锅的加热效率？ 8．（25-26九年级上·山西临汾·期中）一辆燃油汽车沿平直公路匀速行驶了108km，所用时间为1h，消耗汽油10kg，汽车行驶过程中所受阻力恒为1380N（汽油的热值取）。求解下列问题： (1)牵引力所做的功。 (2)燃料完全燃烧放出的热量。 (3)汽车发动机的效率。 9．（2026·广东东莞·三模）暑假期间小明一家从广州自驾前往珠海某地进行研学旅行，全程140km，驾车前往历时2h，消耗汽油10L。汽油的热值取，汽油的密度取，汽车发动机全程的平均功率为25kW，求这个过程中： (1)汽车的平均速度； (2)汽油完全燃烧放出的热量； (3)汽车发动机的效率。 1．（2026·广东深圳·三模）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 2．（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） 3．（25-26九年级上·山东枣庄·期中）某品牌汽车燃油机的能量流程图如图所示，若汽车行驶过程中消耗燃油2L，（燃油的热值为，密度为），该热机的效率约为__________，假如这些燃油完全燃烧，牵引力做的功是__________J。若有一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是，那么内燃气推动活塞做功__________次。 4．【社会发展】国家“西气东输”工程正源源不断地向我市输送清洁能源——天然气。已知天然气的热值为，则每输送的天然气，完全燃烧后就相当于向我市输送了___________的能量。柴油机的效率___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）汽油机的效率。 5．【创新实验】（25-26九年级上·广东揭阳·期末）如图甲所示，小明用该装置粗测花生米的热值，过程如下：用电子秤取30g水放入烧杯中，将温度传感器插入水中，并连接电脑；取0.7g花生米穿在细铁丝上，点燃花生米，立即移到烧杯正下方，给水加热，传感器获得温度—时间的图像如图乙所示。[] (1)实验中花生米燃烧放出的热量的多少是通过______来显示； (2)实验过程中老师提醒小明要适当转动花生米，使花生米燃烧充分。根据乙图像，粗略测得花生米的热值为______J/kg。在实验中小明看到花生米燃烧冒大量的黑烟，这会导致测得的热值______真实值。（填“大于”、“等于”或“小于”） 6．【工程实践】（2025·陕西商洛·三模）如图-1所示，某品牌增程式电动汽车，是以电力驱动为主，燃油发电为辅的新能源汽车。其工作原理可概括为“电机直驱，燃油发电补能”，工作流程如图-2所示：当蓄电池电量充足时为纯电驱动模式，动力电池供电，由电动机直接驱动车轮，此时发动机不工作；当蓄电池电量降低到设定阈值时启动增程模式，增程器（由内燃机和发电机组成）发电为电动机直接供电，剩余电能存储至电池。某次测试中该汽车在“纯电模式”下匀速行驶15km，蓄电池储存的电量从30%减少至25%。已知汽车受到的阻力为500N，蓄电池容量为50kW·h，汽油热值为。求： (1)测试中，牵引力所做的功是多少？ (2)汽车的电驱综合效率η1是多少？（百分号前保留整数） (3)若启动增程模式完成上述测试，增程模式下测试的综合效率为35%（综合效率输出的有用能量），该测试结束时，蓄电池电量增加了2%，则增程模式下，完成测试需消耗汽油多少升？（结果保留1位小数） 7．【科技发展】（25-26九年级上·天津滨海新区·期中）如图中甲图所示是一款国产无人驾驶汽车。汽车自动驾驶时使用雷达传感器以及激光测距器来了解周围的交通状况，表格是它的部分参数。 整车质量 2000kg 与地面的总接触面积 800cm2 最高速度 120km/h 以最高速度行驶时受到的水平阻力 300N (1)若汽车以最高车速沿水平直线匀速行驶30min，则牵引力做功的功率为多少？ (2)如图乙所示，若该发动机的气缸活塞面积为S（），一个冲程活塞在气缸中移动的距离是L（mm），满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p（Pa），发动机的转速为N（r/min）；若汽车在平直公路上以100km/h的速度匀速行驶时，汽车发动机的效率为η，汽油的热值为q（J/kg）、汽油的密度为（），求该汽车发动机的百公里耗油量V（）为多少？（结果用题目所给的字母表示） 8．【国防军事】我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20000m，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表： 速度v/（m/s） 100 200 300 400 500 阻力f/N 已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是30%，飞机使用的航空汽油的热值为。作战半径：是指战机携带正常作战载荷，在不进行空中加油，自机场起飞，沿指定航线飞行，执行完任务后，返回原机场所能达到的最远单程距离。 (1)若不计飞机燃油质量的变化，当飞机腾空加速上升，其机械能的增加量_____（大于/不变/小于）动能的增加量； (2)该战斗机以400m/s的速度巡航时，所受到的阻力为_______N； (3)当汽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_______（变大/不变/变小），此时汽油的热值________（变大/不变/变小）； (4)某次执行紧急任务起飞时，飞机的油量还有千克燃油，如果以500m/s的速度巡航，此次该战斗机的最大作战半径是________千米。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $