14.3 热机的效率 同步练 2026-2027学年初中物理人教版（新教材）九年级上学期

**基本信息** 九年级物理人教版“热机的效率”同步练，以生活情境为载体，通过基础概念辨析、公式应用到综合计算的三阶分层设计，强化能量观念与科学推理，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|热值特性、能量转化、内能改变|以围炉煮茶、酿醋等生活情境考单一概念，如单选题1-6判断分子运动、热值特性| |中档|效率公式、热量计算|填空题9-15直接应用η=W有/Q放、Q=mq，如第10题结合汽油燃烧计算效率| |提升|综合计算与跨知识点应用|计算题16-18结合密度、功率等，如第17题关联牵引力功与燃料放热，体现模型建构|

14.3 热机的效率 同步练 2026-2027学年 上学期初中物理人教版（新教材）九年级上学期 一、单选题 1．“春天很短，露营趁早”，阳春四月，不少市民选择在灞河边“围炉煮茶”，感受春意。如图所示，茶壶在炭炉上慢煮，茶香四溢，壶盖“跳动”。下列分析正确的是（　　） A．茶香四溢说明分子在永不停息的无规则运动中 B．木炭燃烧时内能转化为化学能 C．木炭燃烧越充分，热值越大 D．壶盖“跳动”与汽油机压缩冲程的能量转化相同 2．醋作为美食中的调味品，在我国有悠久的历史，《齐民要术》中就记载了醋的制作工艺。如图所示为酿醋过程中将大豆进行蒸煮的情境。下列说法正确的是（　　） A．蒸煮大豆的过程中大豆的内能增加，是通过做功的方式改变内能 B．柴灶上方的“白气”，是空气液化形成的小水珠 C．蒸煮大豆的过程中能闻到大豆的香味，是扩散现象 D．随着木柴的燃烧，木柴的热值逐渐变小 3．如图是火箭发动机工作示意图。输送装置将燃料和氧化剂输送到燃烧室燃烧，产生气体喷出推动火箭前进。下列说法正确的是（      ） A．燃料燃烧时化学能转化为内能 B．燃料箱燃料减少，燃料热值减小 C．燃烧放出热量越多，燃料热值越大 D．火箭前进时，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能 4．跨学科实践活动中，合作小组利用易拉罐自制了简易“蒸汽机”。点燃蜡烛，给易拉罐中的水加热。喷嘴喷出的蒸汽成功让风车旋转。下列说法正确的是（     ） A．蜡烛燃烧时，内能转化为化学能 B．水的温度升高时，其比热容变大 C．为提高蒸汽机效率，可加大火量 D．该实验展现热机做功冲程的能量转化 5．2025年10月31日23时44分，搭载着神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭（如图）在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（     ） A．使用液氢作燃料，是因为液氢的比热容较大 B．火箭点火时，底座的温度升高，内能增大 C．火箭“体内”的液氢燃料温度降至-253℃时，内能为零 D．火箭搭载着飞船升空的过程中，飞船的重力势能越来越小 6．甗（yǎn）是我国古代一种独特的蒸食用具，如图所示，其形状与鼎相似，主要功能是以木材为燃料煮水。上半部分是甑（zèng），用于蒸熟其内的食物。下列说法正确的是（     ） A．木材烧水时燃烧越充分，其热值越大 B．水沸腾后继续加热，水温将持续升高 C．停止加热，鬲中的水含有的热量会慢慢减少 D．蒸熟食物的过程是通过热传递改变食物的内能 7．中国翼龙-3无人机搭载的重油发动机，如图所示，它相比传统汽油发动机，具有续航时间长、抗爆性好的特点。重油的热值高于汽油（），若两种发动机输出功率相同（即单位时间内对外做的有用功相同），则在相同工作时间内（   ） A．重油发动机消耗的燃料质量一定更小 B．汽油发动机的热机效率一定更低 C．重油发动机燃料燃烧释放的总能量一定更多 D．两者燃料燃烧释放的内能转化为有用功的比例可能相同 8．同学们选择相同的实验器材分小组探究冰的熔化规律。用酒精灯加热50 g的碎冰块，绘制了三条温度随时间变化的图像（如图），单位时间内物体吸收的热量相等，忽略蒸发等次要因素。已知，，，下列说法错误的是（　　） A．熔化过程用时6 min，虽然冰块的温度不变，但内能增大 B．图中正确表示水吸收热量，温度随时间变化的图线是CF C．0~4 min，至少需要燃烧的酒精 D．由图像可知，第16 min时水的温度是4℃ 二、填空题 9．一台柴油机的热机效率为25%，表示的意义是___________的那部分能量，占燃料___________的能量的25%。用这台柴油机工作时，完全燃烧2kg的柴油可做有用功___________J。（柴油的热值为） 10． 载人飞船升空过程中，燃料舱内的液态氢的热值______（选填“变大”、“不变”或“变小”）；一台四冲程汽油机，完全燃烧2kg的汽油可以转化为2.3×107J的机械能，2kg汽油完全燃烧放出的热量为______J，该汽油机的热机效率是______。（已知汽油的热值为4.6×107J/kg） 11．小明家使用的是天然气热水器。他把家里自动洗衣机的“水量”设置为40L，用热水器输出的40℃热水注入洗衣机，已知自来水的温度为15℃，注水前后天然气表的示数变化了0.16m3，则该热水器的效率为______%。[c水=4.2103J/（kg·℃），q天然气=3.2107J/m3），百分号前保留整数] 12．2025年2月11日，长征八号甲运载火箭成功发射，如图所示。该火箭的芯二级以液氢为燃料，这主要是因为液氢的___________大，它燃烧过程中将___________能转化为内能。 13．质量为1kg的酒精和1g的酒精的热值是 _______ （填“相同”或“不同”）的；若完全燃烧420g的酒精放出的热量全部被水吸收，可使 _______ kg的水温度从30℃升高到90℃。[酒精的热值为3.0×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）] 14．一台四冲程汽油机完全燃烧100g汽油放出的热量中，损失了3.22×106 J的热量，则该汽油机的效率为_______ 。（汽油的热值为4.6×107 J/kg）此过程中，飞轮转速为每分钟1200转，每秒钟对外做功___________次。 15．露天燃烧秸秆会严重污染环境。若将秸秆制成“秸秆煤”可提高秸秆的利用率，秸秆煤的热值为，完全燃烧10kg的秸秆煤可放出______J的热量。燃烧时，秸秆煤的化学能转化为______能。 三、计算题 16．如图所示新型的天然气灶既环保又节能。小明家用天然气灶给质量为2.5kg，初温为20℃的水加热。求：[，] (1)若要放出的热量，需要完全燃烧天然气的质量是多少？ (2)若上述天然气燃烧放出的热量有50%被水吸收，则水吸收的热量是多少？ (3)水温会升高到多少摄氏度？ 17．我国家用小汽车的普及率越来越高，某次测试，小汽车在一段平直的公路上匀速行驶了10km，受到的阻力是800N，消耗汽油0.7L。汽油的密度，热值，求： (1)该汽车牵引力做的功； (2)完全燃烧0.7L汽油放出的热量； (3)此次测试汽车发动机的效率。 (4)请根据你所学知识，为提升该汽车发动机效率提供可操作方案。 18．如图是一种以柴油机为动力的抓斗起重机，其部分参数如下表。求： 空载质量 4.8t 最大抓举高度 6m 空载最大行驶功率 4×104W 柴油机效率 40% （1）起重机抓起1.2t的木材静止在水平地面上时，对地面的压强是3×105Pa，它与地面的接触面积是多少？（g=10N/kg） （2）将1.2t的木材抓举到最大高度用时15s，起重机对木材做功的功率多大？ （3）起重机空载时以最大行驶功率行驶2h，消耗柴油多少kg？（取q柴油=4×107 J/kg）    参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 A C A D B D D D 1．A A．茶香四溢是扩散现象，说明组成物质的分子在不停地做无规则运动，故A正确； B．木炭燃烧时将化学能转化为内能，故B错误； C．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量和燃烧情况等无关，故C错误； D．壶盖“跳动”，是水蒸气的内能转化为盖子的机械能，热机的压缩冲程是机械能转化为内能，故D错误。 故选A。 2．C A．改变内能的方式分为做功和热传递，蒸煮大豆时，大豆吸收热量，内能增加，是通过热传递的方式改变内能，故A错误； B．柴灶上方的“白气”是锅内逸出的高温水蒸气遇冷液化形成的小水珠，故B错误； C．能闻到大豆的香味，是香味分子不停地做无规则运动，扩散到空气中，属于扩散现象，故C正确； D．热值是燃料的固有特性，只与燃料的种类有关，和燃料的质量、燃烧程度无关，因此木柴燃烧过程中热值不变，故D错误。 故选 C。 3．A A．燃料燃烧是化学反应，将化学能转化为内能，故A正确； BC．热值是燃料的特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，所以燃料箱燃料减少，热值不变。热值与放出热量的多少无关，故BC错误； D．火箭前进时，是将燃气的内能转化为机械能，由于有热量损失，燃料不可能全部燃烧等因素影响，燃料的化学能不可能全部转化为火箭的机械能，故D错误。 故选A。 4．D A．蜡烛燃烧是化学反应，所以是化学能转化为内能，故A错误； B．比热容是物体的特性，不会随着温度的改变而改变。所以水的温度升高时，比热容不变，故B错误； C．热机效率是指做有用功的能量与放出总能量的比值，加大火量只会增加燃料燃烧时候的总能量，不能提升热机效率，故C错误； D．热机做功冲程是将内能转化成机械能的过程，图中的能量转化也是内能到机械能，所以该实验可以展现热机做功冲程的能量转化，故D正确。 故选D。 5．B A．火箭使用液氢作燃料，是因为液氢的热值大，故A错误； B．火箭点火时，底座吸收热量，内能增大，温度升高，故B正确； C．一切物体在任何情况下都具有内能，所以火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，内能不为零，故C错误； D．火箭搭载着飞船升空的过程中，飞船的质量不变，高度不断增大，重力势能越来越大，故D错误。 故选B。 6．D A．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度无关。所以木材的热值是固定的，不会因为燃烧更充分而变大，故A错误； B．在标准大气压下，水的沸点是 100℃，水沸腾后继续加热，水吸收的热量会用于汽化，水温保持不变，故B错误； C．热量是一个过程量，不能说物体含有或具有多少热量，只能说吸收或放出热量，故C错误； D．蒸熟食物时，食物从水蒸气中吸收热量，内能增加，是通过热传递的方式改变食物内能的，故D正确。 故选D。 7．D A．当重油发动机消耗的燃料释放的热量较大时，由得，重油发动机消耗的燃料质量可能更大，故A不符合题意； B．若相同时间内，汽油发动机消耗的燃料释放的热量较小，由得，汽油发动机的热机效率一定更高，故B不符合题意； C．重油发动机燃料燃烧释放的总能量可能更多、可能相等、可能更小，故C不符合题意； D．当两者燃料燃烧释放的内能相同时，两者燃料燃烧释放的内能转化为有用功的比例相同，故D符合题意。 故选D。 8．D A．熔化过程是温度不变的阶段，图像中点开始熔化，点熔化结束，用时 冰是晶体，熔化时温度不变，但持续吸热，内能增大，故A正确； B．冰熔化后变成水后，，相同质量的水和冰，升高相同温度时，根据则水吸收的热量是冰吸收热量的2倍，故加热时间是冰的2倍，故图像是水的温度变化图像，故B正确； C．因为，所以 ，冰从升温到，温度变化，冰吸收的热量 酒精燃烧放热 由得 故C正确； D．内吸热，故每分钟吸热 熔化结束后，水从开始升温，到时，加热时间为 水吸收的热量为 根据得 水的初温是，故时温度为 故D错误。 本题选择说法错误的，故选D。 9． 热机用来做有用功 完全燃烧放出 [1][2]热机效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的总能量的比值，所以一台柴油机的热机效率为25%，表示的意义是热机用来做有用功的那部分能量，占燃料完全燃烧放出的能量的25%。 [3]根据公式可知，完全燃烧2kg的柴油产生的热量为 根据公式可知，有用功为 10． 不变 9.2×107 25% [1]热值是燃料的一种特性，与燃料质量及燃烧情况无关，所以载人飞船升空过程中，燃料舱内的液态氢的热值不变。 [2][3]2kg汽油完全燃烧放出的热量为 该汽油机的热机效率是 11．82 水的体积，由，水的质量 水吸收热量温度变化，根据热量公式，水吸收的热量 天然气燃烧放热 热水器效率 12． 热值 化学 [1]该火箭的芯二级以液氢为燃料，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。 [2]液氢燃烧时，消耗化学能，产生内能，将化学能转化为内能，再通过发动机转化为机械能推动火箭。 13． 相同 50 [1]热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的质量以及燃烧条件无关，所以质量为1kg的酒精和1g的酒精的热值相同。 [2]酒精完全燃烧放出的热量 由题意， 由，则水的质量 14． 30% 10 [1]根据题意，汽油完全燃烧时放出的热量 该汽油机可以对外做功 该汽油机的效率为 [2]内燃机一个工作循环，经历四个冲程，燃气对外做功一次，活塞往返两次，曲轴转动两周。单缸四冲程汽油机的飞轮转速是，也就是1s飞轮转动20r，飞轮转动20r，燃气对外做功次，完成个工作循环、完成个冲程。 15． 内 [1]完全燃烧10kg的秸秆煤可放出的热量 [2]燃烧时放出大量热；秸秆煤的化学能转化为内能。 16．(1) (2) (3)50℃ （1）需要完全燃烧天然气的质量 （2）水吸收的热量 （3）水升高的温度 水的末温 17．(1) (2) (3) (4)定期维护发动机，减小机械摩擦带来的能量损耗 （1）由题意得，小汽车匀速行驶时，牵引力与阻力是一对平衡力，故牵引力 行驶路程 则汽车牵引力做的功 （2）由题意得，消耗汽油的体积 则汽油的质量 完全燃烧汽油放出的热量 （3）汽车发动机的效率 （4）提升发动机效率的可操作方案：定期维护发动机，减小机械摩擦带来的能量损耗；使用清洁高品质燃油，提升燃烧效率；优化发动机结构，减少热量散失等。 18．（1）0.2m2；（2）4800W；（3）18kg 解：（1）起重机对地面的总压力 F=G=mg=(1.2×103kg+4.8×103kg)×10N/kg=6×104N 与地面的接触面积 （2）起重机对木材做的功 W=Gh=mgh=1.2×103kg×10N/kg×6m=7.2×104J 起重机对木材做功的功率 （3）起重机空载时以最大行驶功率行驶2h所做的功 W=Pt=4×104W×2×3600s=2.88×108J 根据可得，燃料放出的热量 消耗柴油 答：（1）与地面的接触面积是0.2m2； （2）起重机对木材做功的功率4800W； （3）起重机空载时以最大行驶功率行驶2h，消耗柴油18kg。 学科网（北京）股份有限公司 $