14.3 热机的效率 同步练习 2026-2027学年 人教版九年级全一册物理

**基本信息** 本练习通过基础辨析、实验探究与综合计算的分层设计，系统巩固热机效率与热值核心概念，培养能量观念与科学推理能力，适配课时教学目标。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|热值概念、效率定义|12道单选题（36分）+4道填空题（16分），聚焦基础辨析（如液态氢热值应用）与公式直接应用（Q=mq计算）| |提升层|实验探究能力|2道实验题（12分），通过控制变量法比较燃料热值，培养科学探究与误差分析能力| |综合层|实际问题解决|2道计算题（24分），结合汽车行驶、火箭燃料等真实情境，考查效率推导与多公式综合应用，体现科学态度与社会责任|

14.3 热机的效率 同步练习 一 、单选题（本大题共12小题，共36分） 1.（3分）质量相同的甲乙两种燃料，完全燃烧放出的热量比为：，则它们的热值比为 A. ： B. ： C. ： D. ： 2.（3分）航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有的优点是 A. 密度较大 B. 比气体容易燃烧 C. 热值较大 D. 热膨胀较大 3.（3分）山东潍柴集团于年正式发布全球首款效率突破的商用柴油机，世界内燃机发展出现历史性新突破，关于内燃机下列说法正确的是 A. 内燃机效率越高则做功越快 B. 做同样的功，内燃机效率越高消耗的燃料越少 C. 在内燃机的能量损失中，克服摩擦消耗的能量最多 D. 随着技术的进步，内燃机的效率能到达 4.（3分）如图所示，甲、乙两图中的装置是研究不同物质的热值实验、下列说法正确的是 A. 甲、乙两装置实验时，需要保持加热时间相同 B. 甲、乙两装置中液体升高的温度越高，燃料的热值越大 C. 甲、乙两装置实验时，不需要保持液体质量相同 D. 甲、乙两装置实验时，不需要保持燃料质量相同 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，效率一定越高 B. 热机消耗的燃料越少，效率一定越高 C. 热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高 D. 热机做功越快，效率一定越高 6.（3分）热机甲的效率比热机乙的效率大，这句话的意思是 A. 甲的功率比乙的功率大 B. 甲在单位时间内烧的燃料比乙少 C. 甲比乙能做更多的功 D. 甲对燃料燃烧释放的热能的利用率比乙高 7.（3分）我国成功发射了“嫦娥四号”探测器。运载探测器的火箭使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有 A. 较小的密度 B. 较大的比热容 C. 较低的沸点 D. 较高的热值 8.（3分）现代火箭用液态氢作燃料，是因为它具有 A. 较大的比热容 B. 较低的沸点 C. 较高的凝固点 D. 较大的热值 9.（3分）航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有的优点是 A. 密度较大 B. 比气体容易燃烧 C. 热值较大 D. 热膨胀较大 10.（3分） 我国发射了全球首颗量子卫星，为纪念墨子，这个全球首颗量子卫星被命名为“墨子号”。发射卫星和火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有 A. 较小的密度 B. 较大的比热容 C. 较低的沸点 D. 较高的热值 11.（3分）潍柴集团发布全球首款热效率突破的商用柴油机，世界内燃机发展出现历史性新突破，下列关于内燃机的说法正确的是 A. 内燃机效率越高则做功越快 B. 做同样的功，内燃机效率越高消耗的燃料越少 C. 制约内燃机效率提高的主要因素是机械摩擦生热 D. 随着技术的进步，内燃机的效率能到达 12.（3分）小丽为了测试汽车发动机的效率，开车以60km/h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）我国南海海底蕴藏着大量的“可燃冰”，“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的几十倍。若以倍的关系粗略计算，质量为“可燃冰”完全燃烧放出的热量以效率计，使 ______ 的水温度升高。 14.（4分）某太阳能热水器内装有温度为的水，阳光照射一天后，水温升高到，热水器内的水吸收了 ______的热量，水的内能是通过 ______的方式被改变的。水的比热容为。 15.（4分）汽油的热值为，现有汽油，选其中一半完全燃烧，放出的热量是 ，剩余汽油的热值是 ． 16.（4分）生活垃圾的热值为，位于武进区遥观镇的垃圾焚烧发电厂每天完全燃烧生活垃圾，放出热量 ______，放出热量的用来发电，每天可发电 ______，放出热量热量的用来加热水供给附近小区，标准大气压下，每天可将 ______的水由恰好加热至沸腾。 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）小明学习了燃料的热值后，设计了一个实验来比较煤油和菜籽油的热值的大小关系。他们组装了如图所示的装置进行实验，装有少量的煤油和菜籽油的两盏灯，分别给两杯温度和质量相同的水加热。  实验前装入灯中的煤油和菜籽油的 ______必须相同。  实验过程中，点燃两盏灯，在燃料 ______选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”后，比较 ______选填“加热时间”或“温度计示数”来比较燃料燃烧放出的热量，从而比较两种燃料的热值的大小。  在燃料燃烧过程中，如果两个烧杯中的水均已沸腾，则该实验 ______选填“能”或“不能”比较两种燃料热值的大小。  该实验也可以粗略测出燃料的热值，与标准的热值相比，该实验测得的热值 ______选填“偏大”或“偏小”，其主要原因是：______。 四 、计算题（本大题共2小题，共24分） 19.（12分）热机效率η是指机械做的有用功与机械完成这些有用功所消耗的能量的比值.用P输出表示机械输出的功率,m表示单位时间消耗的燃料质量,q表示燃料的热值. (1)试推导:η=×100%. (2)已知汽车发动机的输出功率为75kW,该汽车行驶1 h所消耗的柴油是16 kg,试计算该汽车发动机的热机效率.(=3.3×107J/kg) 20.（12分）氢气动力汽车环保、高效，一辆氢气动力试验汽车的总质量为，内汽车在水平路面上匀速行驶了，消耗了的氢气此过程汽车发动机产生的牵引力为。氢气的热值取，水的比热容为，取求：  氢气完全燃烧放出的热量可以使的水升高多少；  汽车牵引力做功的功率；  汽车发动机的效率。 答案和解析 1.【答案】A; 【解析】解：  由题知，质量之比：：，这两种燃料完全燃烧放出的热量之比：：，  由得两种燃料的热值之比：  ：：：：。  故选：。  知道两种燃料放出热量和质量之比，利用燃料完全燃烧放热公式求这两种燃料热值之比。  该题考查了学生对燃料完全放热公式的掌握和运用，因为是求比值，要细心，防止因颠倒而出错 2.【答案】C; 【解析】解：   运载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C正确．   故选C．  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．   该题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． 3.【答案】B; 【解析】解：、热机效率是有用能量在燃料完全燃烧放出热量中所占比值，功率是热机做功的快慢，两者没有必然联系，故错误；  、热机的效率越高，热机将燃料完全燃烧放出的热量转换成机械能的能力越强，所以在输出同样功的情况下，消耗燃料越少，故正确；  、根据内燃机的能量流向，热机损失的能量中，废气带走的能量最多，故错误；  、热机在工作过程中会由于热传递或摩擦等消耗一些能量，所以热机效率不能达到，故错误。  故选：。  热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，功率是表示物体做功快慢的物理量；  热机效率越高，热机将燃料放出的能量转换成机械能的能力越强；  热机的工作过程中，燃料燃烧放出的能量，废气的温度很高，带走的热量最多。  热机在工作工程中会有能量的损耗，热机效率不能达到。  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。 4.【答案】B; 【解析】解：研究不同物质的热值实验中，采用了控制变量法，需要控制燃料的质量相同；为了比较不同燃料的热值要用不同的燃料，应加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，液体升高的温度越高，燃料的热值越大；实验中不需要控制燃料的加热时间相同，故正确，错误。  故选：。  燃料的热值大小不能直接测量，需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关，因此为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小。  此题主要考查了学生对热值概念、转换法和控制变量法的了解与掌握，分析时利用好控制变量法是解决本题的关键。 5.【答案】C; 【解析】【解析】  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。  热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比。功率是表示物体做功快慢的物理量。    热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比；  当热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高；故正确；  当热机消耗的燃料一定，做的有用功越多，效率就一定越高；故选项、错误；热机做功越快，表示热机的功率越大，与效率无关；故选项错误。故选。  6.【答案】D; 【解析】  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。比值越大，效率越高。  此题没有直接考查热机效率的概念，主要考查了学生对热机效率的理解。  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。甲的效率高，则甲用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比大，即甲对燃料释放的热能的利用率比乙高，故错误，正确；  故选：。  7.【答案】D; 【解析】解：完全燃烧相同质量的不同燃料时，由于液态氢具有较高的热值，液态氢可以释放出更多的热量，所以卫星的火箭采用液态氢作为火箭的燃料。  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】D; 【解析】解：运载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。  该题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。 9.【答案】C; 【解析】 运载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。  故选C。 10.【答案】D; 【解析】  热值是指某种燃料完全燃烧放出的热量与质量之比，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。  该题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。  发射卫星的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D正确。  故选D。  11.【答案】B; 【解析】解：、热机效率是有用能量在燃料完全燃烧放出热量中所占比值，功率是热机做功的快慢，两者没有必然联系，故错误；  、热机的效率越高，热机将燃料完全燃烧放出的热量转换成机械能的能力越强，所以在输出同样功的情况下，消耗燃料越少，故正确；  、根据内燃机的能量流向，热机损失的能量中，废气带走的能量较多，制约内燃机效率提高的主要因素是废气带走的能量，故错误；  、热机在工作过程中会由于热传递或摩擦等消耗一些能量，所以热机效率不能达到，故错误。  故选：。  热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，功率是表示物体做功快慢的物理量；  热机效率越高，热机将燃料放出的能量转换成机械能的能力越强；  热机的工作过程中，燃料燃烧放出的能量，废气的温度很高，带走的热量最多。  热机在工作工程中会有能量的损耗，热机效率不能达到；  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。 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】3500; 【解析】解：煤气完全燃烧放出的热量：，  “可燃冰”完全燃烧放出的热量：；  水吸收的热量为：；  由可得，水的质量为：  。  故答案为：。  利用求出煤气完全燃烧放出的热量，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的倍，据此求出可燃冰完全燃烧放出的热量；根据效率计算出水吸收的热量，根据求出水的质量。  此题主要考查了学生对燃料的热值、燃料完全燃烧放热公式掌握和运用，难度不大，是一道基础题。 14.【答案】2.94×107  热传递; 【解析】解：水吸收的热量：  ；  太阳热水器内的水吸收热量，温度升高、内能增大，是通过热传递改变的。  故答案为：；热传递。  知道水的质量、初温和末温、比热容，利用吸热公式求热水器内的水吸收的热量；  改变物体内能的方法有二：一是做功，二是热传递内能从高温物体或物体的高温部分传给低温物体或物体的低温部分。  此题主要考查了吸热公式的应用、改变物体内能的方法，属于基础题目。 15.【答案】4.6×107;4.6×107; 【解析】 试题分析：从题可知燃烧汽油的质量，知道燃料的热值，可利用公式计算燃料完全燃烧放出的热量，燃料的热值是燃料的属性，不会随着质量的改变而改变．   从题可知，燃烧汽油的质量为：，   而，   汽油完全燃烧放出的热量为：，   燃料的热值是燃料的属性，不会随着质量的改变而改变，   汽油质量变少后，剩余汽油的热值不变，仍为．  故答案为：，． 16.【答案】2.4×1012 2×105 3×106; 【解析】解：生活垃圾的质量为：，生活垃圾的热值为：，  燃烧放出的热量为：；  放出热量的用来发电，则电能为：；  水吸收的热量为：，  由得，水的质量为：；  故答案为：；；。  运用公式，可求出放出的热量。  运用变形后求出电能，。  运用变形求出水吸收的热量，再根据变形求出水的质量。  熟练运用热值、比热容的计算公式，明确效率的含义，是解答该题的关键。 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】质量 全部燃烧 温度计示数 不能 偏小 燃料不能完全燃烧并且热量有散失; 【解析】解：比较两种燃料的热值大小时，需要控制两种燃料的质量相同；  点燃后加热质量相等的同种液体，需等待燃料全部燃烧，通过观察温度计示数的变化来比较两种燃料的热值大小；  燃料燃尽前，如果两个烧杯中的水均已沸腾，则无法根据水升高的温度来判定吸热的多少，也无法判断燃料燃烧放热的多少，所以该实验不能比较两种燃料热值的大小；  因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失等原因，所以测量出的热值比实际值要小。  故答案为：质量；全部燃烧；温度计示数；不能；偏小；燃料不能完全燃烧并且热量有散失。  比较不同燃料的燃烧值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同；  质量相同的不同燃料全部燃烧释放的热量被相同质量的同种液体吸收，通过温度计示数的变化能反映液体吸热的多少，即反映燃料燃烧放出热量的多少，从而比较两种燃料的热值大小；  实验中通过水温度升高的示数判定放热的多少，据此分析；  燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以测量出的热值比实际值要小。  本题是比较燃料的热值大小的实验，要结合控制变量法进行分析研究，通过观察温度的变化判断燃料热值的大小，考查了学生的实验探究能力。 19.【答案】(1) 由热机效率的定义可以得出 η= ×100%=×100%=×100% (2)51.1%; 【解析】(1)由热机效率的定义可以得出 η= ×100%=×100%=×100% (2)该汽车发动机的热机效率: η=×100%=×100%=51.1% 20.【答案】解：（1）30g氢气完全燃烧释放的热量：  Q放=mq=0.03kg×1.4×108J/kg=4.2×106J；  Q吸=Q放=4.2×106J，  由Q吸=cm△t得，  △t===10℃；  （2）牵引力做的功：  W=Fs=1.0×103N×2.4×103m=2.4×106J；  牵引力的功率：  P===2×104W；  （3）汽车发动机的效率：  η=×100%=×100%≈57.1%。  答：（1）30g氢气完全燃烧放出的热量可以使100kg的水升高10℃；  （2）汽车牵引力做功的功率为2×104W；  （3）汽车发动机的效率为57.1%。; 【解析】  根据求出消耗氢气完全燃烧释放的热量；再根据吸热公式求出这些热量可以使水升高多少；  知道牵引力的大小和行驶的距离，根据求出牵引力做的功，再根据求出牵引力的功率；  根据求出汽车发动机的效率。  此题主要考查了功和功率的计算公式、燃料完全燃烧释放热量公式、效率公式的应用，难度不大。 1 学科网（北京）股份有限公司 $