第五节 调查燃料的利用及其对环境的影响（举一反三·讲义）物理新教材北师大版九年级全一册

本讲义聚焦燃料的热值、利用效率及对环境的影响核心知识点，从燃料燃烧放热特性出发，通过生活实例引出效率计算与提高方法，再延伸至污染物排放及温室效应，构建“特性-利用-影响”的完整学习支架。 资料以情景导入（如四口之家燃料消耗对比）和交流讨论培养科学探究能力，结合例题（如燃气热水器效率计算）强化科学思维中的模型建构与推理，课后作业融入“双碳”题目体现科学态度与责任。课中辅助教师联系生活教学，课后助力学生巩固知识、查漏补缺。

第五节 调查燃料的利用及其对环境的影响 【新教材北师大版】 【知识框架+知识精讲（3个知识归纳+5个题型）+课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 1. 燃料的热值 （1）研究相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是否相同？ 【交流讨论】根据你的经验，相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是不是相同？有哪些事实来支持你的观点，进行交流列举。 【分析】日常生活中，常见的燃料有煤、木柴、天然气、液化气、酒精、汽油、柴油，在农村还有农作物的秸秆，有些地区还用牛粪作为燃料。若一个四口之家使用不同的燃料供家庭使用，如烧水、做饭等，经研究得出，一个月如果使用木柴需要200 kg；如果使用煤（蜂窝煤）需要多90kg；使用秸秆需要400kg；如果使用液化气需要30kg。 【想一想】使用不同的燃料，消耗量是不同的，这是什么道理呢？ 【分析】不同的燃料燃烧释放热量的能力是不一样（选填“一样”或“不一样”）的。例如，根据实验发现1kg的煤燃烧释放出的热量是1kg木柴燃烧释放出的热量的两倍多。 2. 日常生活中的热效率 【想一想】用煤气灶烧水时，煤气能完全燃烧吗？煤气燃烧放出的热量能全部被水吸收吗? 【分析讨论】煤气不能完全燃烧，损失了一部分能量；装水的容器吸收了一部分能量；煤气灶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，等等。水吸收的热量只占煤气完全燃烧放出热量的一部分，只有水吸收的热量才是被有效利用的。 （1）热效率（炉子、燃气灶的热效率等） 热效率的概念：吸收的能量占燃料完全燃烧放出能量的比值。 η = = （2）提高锅炉中燃料热效率的方法： 把煤磨成煤粉，增大与氧气的接触面积；把空气吹进炉膛增大送氧量。 知识归纳 【知识点1 认识常见的燃料】 1.燃料的热值 （1）热值：某种燃料完全燃烧放出的热量，与其质量的比值叫这种燃料的热值；用“q”表示。 （2）热值单位：J/kg。 （3）热值的物理意义： ①1kg某种燃料 放出的热量就等于该燃料的 ； ②热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时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；它是燃料本身的一种 ，只与燃料的 有关，与燃料的形态、 、 等均无关。 （4）燃料燃烧放出的热量：热量： ；（Q放 是燃料放出的热量，单位是J；q是热值，单位是J/kg；m 是质量，单位是kg） 【例1】（2026•江苏连云港期末）下列关于燃料的热值说法正确的是（　　） A．燃料燃烧越充分，其热值越大 B．燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少 C．一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小 D．焦炭的热值是3.0×107J/kg，完全燃烧1kg焦炭能放出3.0×107J的热量 【变式1-1】（2026•四川绵阳期末）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 【变式1-2】（2026•山东泰安期末）关于燃烧的热值，以下说法正确的是（　　） A．燃烧的热值与燃料的种类有关系，与燃烧的质量和燃烧状况无关 B．燃烧1千克某种燃料放出的热量就是这种燃料的热值 C．燃料燃烧时，质量越大，热值越大 D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的大 【知识点2 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。 2. 锅炉的效率： （1）锅炉是利用燃料或其他热源把水加热成热水或蒸汽的设备。 （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 ，如加大有效受热面积等。 3. 内燃机中热量燃烧的能量流向图 4. 热机效率：（1）定义：用来做有用功的热量与燃料 放出的热量的比值。 （2）计算公式：，对热机而言，其中用来做有用功的能量Q有用等于热机对外的有用功W有用，故热机的效率公式又可写成：。 （3）常见热机效率：蒸汽机6%-15%，汽油机 ，柴油机30%-45%。 5. 提高热机效率的主要途径 （1）改善燃烧的条件，使燃料尽可能 （将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更充分燃烧）； （2）减少各种热量损失（I. 加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；II. 使用较好的保温材料，减少热损失）； （3）在热机设计和制造上，采用先进的技术；④保障良好的润滑，减少机械摩擦。 【例2】（2026•河北邯郸期末）下列关于热机效率的说法中正确的是（　　） A．热机所做的有用功增加，热机的效率也会增大 B．热机效率是指热机所做的有用功与所用燃料燃烧释放的热量之比 C．柴油机的效率一般比汽油机的效率高，对空气污染小 D．在设计与制造热机时不断改进与创新，减少能量损失可以提高热机的效率 【例3】（2026•甘肃兰州期末）阅读短文，回答问题。 燃气热水器是一种高效、快捷的洗浴设备，图示为某款燃气热水器的结构、原理图。使用热水器时，先通电，绿色指示灯亮起，再打开冷水阀和燃气管上的燃气阀。之后打开热水阀时，电子点火器点火，燃气在燃烧器内燃烧，产生1700℃的高温烟气，此时红色指示灯亮起，同时风机工作，高温烟气上升，流经热交换器，将从A处流入热交换器的冷水加热，产生的热水从B处源源不断流出热交换器，低温烟气从排烟管排出。关闭热水阀时，热水器停止加热。该燃气热水器的技术参数如表所示，“额定耗气量”的含义是：热水器正常工作1小时消耗的燃气体积。 适用燃气 天然气 热值 3×107J/m3 额定耗气量 1.8m3/h 燃气热水器的热效率通常指热水器有效利用热量的效率，能效等级是根据热效率来划分的，其中三级能效的热效率不得低于84%，二级能效的热效率不得低于88%，而一级能效的热效率则不得低于96%。 （1）某次洗浴，热交换器在10min内将质量为100kg的水的温度升高20℃，则该过程中水吸收的热量为　 J。（水的比热容为c水＝4.2×103J/（kg•℃）） （2）此次洗浴，燃气热水器以额定耗气量正常工作10min。若该过程燃气完全燃烧，则放出的热量为 　 J。 （3）请根据计算判断该燃气热水器的能效等级属于　 　 级。 【变式2-1】（2026•福建泉州期末）提高热机效率对缓解能源紧缺非常重要。下列有关热机效率的说法正确的是（　　） A．尽量减少热机内部各部件间的摩擦可提高热机效率 B．实现“零排放”的新型燃料汽车的热机效率为100% C．使用的燃料热值越高，热机的效率越高 D．柴油机的效率一般低于汽油机的效率 【变式2-2】（2026·湖北随州期末）汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　　） A．甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高 B．由乙图可知该汽油机的效率是30% C．汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 D．为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值 【变式2-3】（2026•江苏苏州期末）用煤气炉将4kg的水从20℃加热到70℃，消耗煤气0.05kg。已知煤气的热值为4.2×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。求： （1）水吸收的热量； （2）煤气完全燃烧放出的热量； （3）煤气炉加热的效率。 【知识点3 认识燃料的利用对环境的影响】 1.污染物的产生与危害 （1）煤、石油等燃料含有杂质，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 。这些烟尘、废气是大气污染的主要来源。 （2）大气污染直接危害人体健康，影响植物的正常生长。大气中的 和 溶于水中发生化学变化，会产生 ，危害农作物、森林及湖泊中的生物。 （3）有效地利用能源，又要很好地控制和减弱它对大气的污染，重视环境保护成为重要的国策。垃圾发电不仅对垃圾进行了有效的处理，节约了能源，还保护了自然环境。 2.温室效应 （1）煤炭、石油和天然气等化石燃料过多燃烧排放出大量的 ，还会导致温室效应加剧。 （2）温室效应会导致全球气候变暖，冰川加速熔化，海平面上升，海岸边的人会受到威胁；还会导致气候异常，高温、热浪、热带风暴、龙卷风等自然灾害频发。 【例4】（2026•四川成都期末）在我国提出“碳达峰，碳中和”的双碳目标下，如图所示为燃煤电厂氮氧化物排放标准的变化情况。关于此图及相关背景知识的分析，说法正确的是（　　） A．燃煤电厂是利用了电动机生产电能 B．氮氧化物的排放不会造成酸雨污染 C．继续使用燃煤就不能实现双碳目标 D．提升排放标准助推了绿色能源利用 【变式3-1】（2026•福建厦门期末）在全球能源转型加速推进的大背景下，我国秉持生态文明思想和绿色发展理念。为减少二氧化碳的排放，我们应尽量减少下列哪种能源的使用（　　） A．水能 B．石油 C．风能 D．太阳能 【变式3-2】为了减小温室气体对环境的影响，我国制定了碳达峰和碳中和目标。下列哪项措施不能很好地推动实现碳达峰和碳中和目标（　　） A．优化能源结构，因地制宜发展水能、风能、太阳能、海洋能、地热能等 B．推动产业和工业优化升级，发展新一代新材料、新能源、节能环保的新兴产业 C．大力发展靠石油、煤炭发电的电力行业，以及以煤炭、石油为热源或能源的重工业 D．在建设、运行、管理等各环节中落实绿色低碳理念，建设低碳智慧型城市和绿色乡村 模块三 课后作业 一、单选题(共?题) 1．（2026•江苏宿迁期末）能源是人类社会发展的物质基础，下列能源的开发与利用有利于实现我国提出的“碳达峰”“碳中和”目标的是（　　） A．煤炭 B．石油 C．太阳能 D．天然气 2．（2026•贵州遵义期末）为了实现“碳达峰、碳中和”的战略目标，我国大力发展绿色清洁能源，减少碳排放保护环境，以下不利于碳中和的是（　　） A．火力发电 B．水力发电 C．风力发电 D．光伏发电 3．（2026•吉林长春期末）在一次车辆保养中，维修师傅通过电脑检测并生成了一份当前发动机的能量流向分析报告，报告以扇形统计图的形式呈现，如图所示。可知其热机效率是（　　） A．8% B．29% C．30% D．33% 4．下列不属于全球变暖造成的影响的是（　　） A．海平面上升 B．使北极熊无家可归 C．传染病发病率增加 D．提高粮食产量 5．（2026•河北石家庄期末）机动车尾气是机动车运行时产生的废气，其中包括一氧化碳，氮氧化物、碳氢化合物和固体悬浮颗粒等，是引发大气污染的元凶之一。下列关于减少机动车尾气排放及环境保护的做法正确的是（　　） A．加大燃油机动车的推广力度 B．鼓励使用热效率低的老旧汽车 C．选择步行、公共交通等绿色出行 D．不断改进和创新制造大功率热机 6．（2026•四川达州期末）为减少能源消耗，保护环境，必须合理利用能源，下列方法中对提升热机效率有用的是（　　） A．尽量增加废气带走的热量 B．用导热性更好的材料做内燃机汽缸 C．增加燃料的质量 D．尽量使燃料充分燃烧 7．有经验的维修师，通过观、闻等方式，就可以初步判断一台柴油机的效率高低。下列判断方式不可靠的是（　　） A．观察尾气的颜色是否发黑 B．闻尾气中柴油味的浓淡 C．观察柴油机外观是否干净 D．感受排气管附近温度的高低 8．关于热机的效率，下列说法正确的是（　　） A．热机做的有用功越多，热机的效率就越高 B．热机的功率越大，热机的效率就越高 C．热机消耗的燃料少，热机的效率就越高 D．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 9．如题图是“比较不同燃料热值”的实验装置，下列关于该实验的说法正确的是（　　） A．实验时燃料的质量应相等 B．实验时烧杯内水的质量不需要相等 C．可以根据加热时间来比较燃料燃烧时放出热量的多少 D．除了图中所示的测量器材，还要用到天平和停表 10．（2026•北京东城区期末）家用燃油汽车的发动机主要是汽油机，下列说法正确的是（　　） A．汽油机的效率能达到100% B．汽油机在吸气冲程中只吸入汽油 C．汽油机的一个工作循环中，对外做功4次 D．在压缩冲程中，存在的能量转化是机械能转化为内能 11．（2026•山东临沂期末）淄博烧烤以其独特魅力吸引众多游客。某游客在烧烤过程中，观察到铁质烤架上的肉串在炭火的烘烤下逐渐变熟。关于这一现象解释正确的是（　　） A．炭火燃烧的过程是把内能转化为化学能 B．木炭燃烧的越充分，其热值也越大 C．肉串温度升高，是通过热传递的方式使其内能增加的 D．铁质烤架的温度比肉串的温度高，是因为铁质烤架含有的热量多 12．《齐民要术》中对醋的制作工艺有记载：“作大豆千岁苦酒（醋）法：用大豆一斗，熟汰之，渍令泽炊。暴极燥，以酒酷灌之。任性多少，以此为率。”蒸煮是酿醋过程中的一个重要工序。如图所示是将大豆进行蒸煮的过程，则（　　） A．煮大豆是通过做功的方式增加内能 B．用火种引燃木柴是通过做功的方式改变内能 C．灶里木柴燃烧的过程，将化学能转化成了内能 D．将木柴架空一些，火能燃烧更旺，可以提高木柴的热值 13．（2026•湖北仙桃期末）内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。若某汽油机的效率为30%，飞轮的转速为1800r/min。下列说法正确的是（　　） A．该汽油机在1s内对外做功15次 B．汽油机燃烧汽油不会造成环境污染 C．随着科技的发展，汽油机的热机效率能达到100% D．汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 14．汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　　） A．由乙图可知该汽油机的效率是30% B．汽车尾气中的“汽油味”越浓，燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 C．甲图中热机飞轮转速是1800r/min，则该热机1s中对外做功30次 D．甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高 15．（2026·江苏无锡期末）小明家有一辆小汽车，他发现汽车上许多地方都用到了物理知识，下面是他思考的问题，说法正确的是（　　） 阀控密封式铅酸蓄电池UXL220-2NFR（1-GFM-2002V，200Ah/10HR） 浮充电压（25℃） 2.22-2.24V 10小时率，终止电压1.8V（25℃） 200Ah 端子扭力 8.0~10.0N∙m A．该汽车的内燃机是一台四缸四冲程汽油机，如图甲所示是汽油机的压缩冲程 B．若飞轮转速是2400r/min，则每秒对外做功40次 C．如表所示是小汽车用蓄电池铭牌的一部分，给蓄电池充电时，此时它将化学能转化为电能 D．如图丙是小汽车汽油机的能量流向图，根据图中给出的信息，该汽油机的效率为30% 二、填空题 16．（2026•湖南长沙期末）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。 17．（2026•重庆沙坪坝区期末）如图所示，小雨起床给家人煮汤圆，为将锅中初温为20℃、质量为2kg的水烧开，水至少需要吸收 J的热量，若燃气灶的加热效率为50%，则需要消耗 　 m3的天然气。【c水＝4.2×103J/（kg•℃），q天然气＝8.4×107J/m3，水面上方的气压为一个标准大气压】 18．（2026•安徽芜湖期末）小明家的太阳能热水器最大容积为50L。某天热水器装满水后，经过4h阳光照射，水温从20℃升高到40℃。若水吸收的热量由效率为40%的天然气灶来提供，则需要燃烧 　 　 m3的天然气。【已知ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃），q天然气＝3.0×107J/m3】 19．页岩气是蕴藏在岩层中的天然气，被誉为未来能源的明星。小明同学用他家的燃气灶将质量为2kg、初温为18℃的水加热到68℃该过程中，水吸收的热量为　 J。若此燃气灶的热效率为42%，则此过程消耗页岩气　 　 m3。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），页岩气的热值为4×107J/m3] 20．“氢能源”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力。1kg“氢能源”完全燃烧放出的热量有21%被水吸收，可以使　 　 kg的水从20℃升高到70℃。“氢能源”的优势：　 　 （写出一个即可）。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q氢＝1.43×108J/kg] 21．（2026•四川达州期末）在1个标准大气压下，小明用天然气灶将质量1kg的水，从20℃加热到沸腾，水吸收的热量是 　 　J。他家天然气热水器的热效率是70%，他某次洗澡，耗水20kg，热水器进水温度是22℃，出水温度是42℃，他这次洗澡消耗天然气 　 　m3。已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值是3.2×107J/m3。 22．（2026·福建福州·期末）上汽大通FCV80是国内第一款运用全新标准的燃料电池轻客车型，它是用氢气代替石油作为燃料，用燃料电池代替发动机，储氢罐中液化氢汽化为氢气在燃料电池中与氧气发生反应产生电能，据悉其功率最大可达75kW，在某次测试中发现，该车以最大功率行驶时，每消耗一罐氢能行驶1.4h。已知车载储氢罐的氢存储量为5.4kg，热值。求： （1）一罐氢完全燃烧放出的热量； （2）此次测试中该客车的效率。 23．（2026•山东聊城期末）随着新能源政策的引导及风力发电、并网等技术的发展，我国风力发电开发走在了世界前列，装机容量居全球第一。某地有一风力发电站，其中一台风力发电机1s内提供的电能约为1.8×104J，1年内提供的电能约为4.8×1011J。求： （1）若该风力发电机1s内提供的电能全部转化为内能，并有70%被水吸收，可以使100g常温下的水升高多少摄氏度；[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] （2）若该风力发电机1年内提供的电能改由火力发电机来提供，且火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约40%转化为电能，则需要完全燃烧多少千克煤炭。（煤炭的热值q约3.0×107J/kg） 24．（2026•湖北荆门期末）据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。 （1）氢燃料电池将化学能直接转化为 　 　能。 （2）当储氢瓶内气体压强为3.5×107Pa时，求瓶内壁1cm2的面积上受到的压力。 （3）以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW。 ①求卡车的行驶速度。 ②求卡车所受牵引力。 ③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少？ （燃油机的效率取36%，燃油的热值q取4.3×107J/kg） 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第五节 调查燃料的利用及其对环境的影响 【新教材北师大版】 【知识框架+知识精讲（3个知识归纳+5个题型）+课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 1. 燃料的热值 （1）研究相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是否相同？ 【交流讨论】根据你的经验，相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是不是相同？有哪些事实来支持你的观点，进行交流列举。 【分析】日常生活中，常见的燃料有煤、木柴、天然气、液化气、酒精、汽油、柴油，在农村还有农作物的秸秆，有些地区还用牛粪作为燃料。若一个四口之家使用不同的燃料供家庭使用，如烧水、做饭等，经研究得出，一个月如果使用木柴需要200 kg；如果使用煤（蜂窝煤）需要多90kg；使用秸秆需要400kg；如果使用液化气需要30kg。 【想一想】使用不同的燃料，消耗量是不同的，这是什么道理呢？ 【分析】不同的燃料燃烧释放热量的能力是不一样（选填“一样”或“不一样”）的。例如，根据实验发现1kg的煤燃烧释放出的热量是1kg木柴燃烧释放出的热量的两倍多。 2. 日常生活中的热效率 【想一想】用煤气灶烧水时，煤气能完全燃烧吗？煤气燃烧放出的热量能全部被水吸收吗? 【分析讨论】煤气不能完全燃烧，损失了一部分能量；装水的容器吸收了一部分能量；煤气灶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，等等。水吸收的热量只占煤气完全燃烧放出热量的一部分，只有水吸收的热量才是被有效利用的。 （1）热效率（炉子、燃气灶的热效率等） 热效率的概念：吸收的能量占燃料完全燃烧放出能量的比值。 η = = （2）提高锅炉中燃料热效率的方法： 把煤磨成煤粉，增大与氧气的接触面积；把空气吹进炉膛增大送氧量。 知识归纳 【知识点1 认识常见的燃料】 1.燃料的热值 （1）热值：某种燃料完全燃烧放出的热量，与其质量的比值叫这种燃料的热值；用“q”表示。 （2）热值单位：J/kg。 （3）热值的物理意义： ①1kg某种燃料 完全燃烧 放出的热量就等于该燃料的 热值 ； ②热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时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；它是燃料本身的一种 特性 ，只与燃料的 种类 有关，与燃料的形态、 质量 、 体积 等均无关。 （4）燃料燃烧放出的热量：热量：Q放 ＝qm ；（Q放 是燃料放出的热量，单位是J；q是热值，单位是J/kg；m 是质量，单位是kg） 【例1】（2026•江苏连云港期末）下列关于燃料的热值说法正确的是（　　） A．燃料燃烧越充分，其热值越大 B．燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少 C．一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小 D．焦炭的热值是3.0×107J/kg，完全燃烧1kg焦炭能放出3.0×107J的热量 【答案】D 【解析】AC、热值是燃料的特性，其大小仅与燃料的种类有关，而与燃料的质量和燃烧程度无关，故AC错误； B、根据Q放＝mq知在质量相同时，燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少，故B错误； D、焦炭放出的热量：Q放＝mq＝1kg×3.0×107J/kg＝3.0×107J，故D正确。故选：D。 【变式1-1】（2026•四川绵阳期末）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】ACD、根据热值的定义，单位质量的某种燃料完全燃烧所放出的热量叫做这种燃料的热值，其计算公式为q（q为热值，Q为燃料完全燃烧放出的热量，m为燃料质量）。但热值是燃料本身的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量m、完全燃烧放出的热量Q等因素无关，故AC错误，D正确。 B、煤的热值比干柴的热值大，根据Q＝mq，只有在1kg煤和1kg干柴都完全燃烧的情况下，烧1kg煤才比烧1kg干柴放出的热量多，如果不完全燃烧，则不一定，故B错误。故选：D。 【变式1-2】（2026•山东泰安期末）关于燃烧的热值，以下说法正确的是（　　） A．燃烧的热值与燃料的种类有关系，与燃烧的质量和燃烧状况无关 B．燃烧1千克某种燃料放出的热量就是这种燃料的热值 C．燃料燃烧时，质量越大，热值越大 D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的大 【答案】A 【解析】A、燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关，故A正确； B、燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值，必须是完全燃烧放出的热量，才是燃料的热值，故B错误； C、热值与质量无关，只与燃料种类有关，故C错误； D、燃料不完全燃烧时放出的热量不能称之为热值，故D错误。故选：A。 【知识点2 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。 2. 锅炉的效率： （1）锅炉是利用燃料或其他热源把水加热成热水或蒸汽的设备。 （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. 内燃机中热量燃烧的能量流向图 4. 热机效率：（1）定义：用来做有用功的热量与燃料 完全燃烧 放出的热量的比值。 （2）计算公式：，对热机而言，其中用来做有用功的能量Q有用等于热机对外的有用功W有用，故热机的效率公式又可写成：。 （3）常见热机效率：蒸汽机6%-15%，汽油机 20%-30% ，柴油机30%-45%。 5. 提高热机效率的主要途径 （1）改善燃烧的条件，使燃料尽可能 充分燃烧 （将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更充分燃烧）； （2）减少各种热量损失（I. 加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；II. 使用较好的保温材料，减少热损失）； （3）在热机设计和制造上，采用先进的技术；④保障良好的润滑，减少机械摩擦。 【例2】（2026•河北邯郸期末）下列关于热机效率的说法中正确的是（　　） A．热机所做的有用功增加，热机的效率也会增大 B．热机效率是指热机所做的有用功与所用燃料燃烧释放的热量之比 C．柴油机的效率一般比汽油机的效率高，对空气污染小 D．在设计与制造热机时不断改进与创新，减少能量损失可以提高热机的效率 【答案】D 【解析】A、热机所做的有用功增加，由于不知道增大的总功的大小，所以无法判定热机效率的大小变化，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产生的能量之比，故B错误； C、一般柴油机的压缩比比汽油机大得多，且气缸内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，但柴油燃烧时释放的有害物质多，对空气污染大，故C错误； D、在设计和制造热机时，如果不断改进和创新，可减少能量损失、提高燃料的利用率和热机的效率，故D正确。故选：D。 【例3】（2026•甘肃兰州期末）阅读短文，回答问题。 燃气热水器是一种高效、快捷的洗浴设备，图示为某款燃气热水器的结构、原理图。使用热水器时，先通电，绿色指示灯亮起，再打开冷水阀和燃气管上的燃气阀。之后打开热水阀时，电子点火器点火，燃气在燃烧器内燃烧，产生1700℃的高温烟气，此时红色指示灯亮起，同时风机工作，高温烟气上升，流经热交换器，将从A处流入热交换器的冷水加热，产生的热水从B处源源不断流出热交换器，低温烟气从排烟管排出。关闭热水阀时，热水器停止加热。该燃气热水器的技术参数如表所示，“额定耗气量”的含义是：热水器正常工作1小时消耗的燃气体积。 适用燃气 天然气 热值 3×107J/m3 额定耗气量 1.8m3/h 燃气热水器的热效率通常指热水器有效利用热量的效率，能效等级是根据热效率来划分的，其中三级能效的热效率不得低于84%，二级能效的热效率不得低于88%，而一级能效的热效率则不得低于96%。 （1）某次洗浴，热交换器在10min内将质量为100kg的水的温度升高20℃，则该过程中水吸收的热量为　 J。（水的比热容为c水＝4.2×103J/（kg•℃）） （2）此次洗浴，燃气热水器以额定耗气量正常工作10min。若该过程燃气完全燃烧，则放出的热量为 　 J。 （3）请根据计算判断该燃气热水器的能效等级属于　 　 级。 【解析】（1）该过程中水吸收的热量为： Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×20℃＝8.4×106J； （2）此次洗浴，燃气热水器以额定耗气量正常工作10min消耗的天然气为V＝1.8m3/hh＝0.3m3，则该过程燃气完全燃烧放出的热量为：Q放＝q天然气V＝3×107J/m3×0.3m3＝9×106J； （3）燃气热水器的热效率为：η100%100%≈93.3%， 故该燃气热水器的能效等级属于二级。 【变式2-1】（2026•福建泉州期末）提高热机效率对缓解能源紧缺非常重要。下列有关热机效率的说法正确的是（　　） A．尽量减少热机内部各部件间的摩擦可提高热机效率 B．实现“零排放”的新型燃料汽车的热机效率为100% C．使用的燃料热值越高，热机的效率越高 D．柴油机的效率一般低于汽油机的效率 【答案】A 【解析】A、尽量减少热机内部各部件间的摩擦，可以减少能量损失，所以可以提高热机效率，A正确； B、目前有些新型燃料汽车实现了“零排放”，但是热机工作过程中不可避免地由于机件间的摩擦而产生额外功，因此热机效率不能达到100%，故B错误； C、热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，比值越大，效率越高，与燃料的热值无关，故C错误； D、一般柴油机的压缩比比汽油机大得多，且气缸内柴油燃烧要比汽油燃烧更充分，所以柴油机的效率一般高于汽油机的效率，故D错误。故选：A。 【变式2-2】（2026·湖北随州期末）汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　　） A．甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高 B．由乙图可知该汽油机的效率是30% C．汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 D．为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值 【答案】A 【解析】A．如图甲所示，进气孔和排气孔都关闭，活塞向上运动，压缩气体，对气体做功，气体温度升高，这是汽油机的压缩冲程，故A正确； B．由乙图可知该汽油机的效率为η=100%-6%-30%-36%=28%，故B错误； CD．热值是燃料完全燃烧时的放出的热量和质量之比，燃料的热值只与燃料的种类和状态有关，与燃料是否完全燃烧无关，燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的利用率，不会降低燃料的热值；为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的利用率，不能提高燃料的热值，故CD错误。 故选A。 【变式2-3】（2026•江苏苏州期末）用煤气炉将4kg的水从20℃加热到70℃，消耗煤气0.05kg。已知煤气的热值为4.2×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。求： （1）水吸收的热量； （2）煤气完全燃烧放出的热量； （3）煤气炉加热的效率。 【解析】（1）水吸收的热量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×4kg×（70℃﹣20℃）＝8.4×105J； （2）煤气完全燃烧放出的热量：Q放＝mq煤气＝0.05kg×4.2×107J/kg＝2.1×106J； （3）煤气灶的效率：η100%100%＝40%。 答：（1）水吸收的热量为8.4×105J； （2）煤气完全燃烧放出的热量为2.1×106J； （3）煤气炉加热的效率为40%。 【知识点3 认识燃料的利用对环境的影响】 1.污染物的产生与危害 （1）煤、石油等燃料含有杂质，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。 （2）大气污染直接危害人体健康，影响植物的正常生长。大气中的 二氧化硫 和 氮氧化物 溶于水中发生化学变化，会产生 酸雨 ，危害农作物、森林及湖泊中的生物。 （3）有效地利用能源，又要很好地控制和减弱它对大气的污染，重视环境保护成为重要的国策。垃圾发电不仅对垃圾进行了有效的处理，节约了能源，还保护了自然环境。 2.温室效应 （1）煤炭、石油和天然气等化石燃料过多燃烧排放出大量的 二氧化碳 ，还会导致温室效应加剧。 （2）温室效应会导致全球气候变暖，冰川加速熔化，海平面上升，海岸边的人会受到威胁；还会导致气候异常，高温、热浪、热带风暴、龙卷风等自然灾害频发。 【例4】（2026•四川成都期末）在我国提出“碳达峰，碳中和”的双碳目标下，如图所示为燃煤电厂氮氧化物排放标准的变化情况。关于此图及相关背景知识的分析，说法正确的是（　　） A．燃煤电厂是利用了电动机生产电能 B．氮氧化物的排放不会造成酸雨污染 C．继续使用燃煤就不能实现双碳目标 D．提升排放标准助推了绿色能源利用 【答案】D 【解析】A．根据燃煤电厂的发电原理，电能是由发电机将机械能转化而来的，电动机的作用是将电能转化为机械能，用于驱动水泵、风机等设备，并非生产电能，故A错误。 B．氮氧化物是形成酸雨的主要污染物之一，它会与空气中的水汽反应生成硝酸，随降水落下形成硝酸型酸雨，故B错误。 C．实现双碳目标并非完全禁止使用煤炭，而是通过提高煤炭利用效率、发展清洁煤技术（如煤炭洗选、脱硫脱硝、碳捕集与封存等）、推动煤电向调节型电源转变等方式，减少煤炭使用带来的碳排放，故C错误。 D．提升排放标准会增加燃煤电厂的污染治理成本，倒逼企业采用更清洁的能源技术，同时也为绿色能源（如太阳能、风能等）的发展创造了更公平的竞争环境，从而推动绿色能源的利用，故D正确。 故选：D。 【变式3-1】（2026•福建厦门期末）在全球能源转型加速推进的大背景下，我国秉持生态文明思想和绿色发展理念。为减少二氧化碳的排放，我们应尽量减少下列哪种能源的使用（　　） A．水能 B．石油 C．风能 D．太阳能 【答案】B 【解析】A．水能属于可再生能源，使用时几乎不排放二氧化碳，故A不符合题意； B．石油是化石燃料，燃料燃烧会放出大量的二氧化碳，故B符合题意； C．风能是清洁能源，使用过程不产生二氧化碳，故C不符合题意； D．太阳能是绿色能源，无二氧化碳排放，故D不符合题意。故选B。 【变式3-2】为了减小温室气体对环境的影响，我国制定了碳达峰和碳中和目标。下列哪项措施不能很好地推动实现碳达峰和碳中和目标（　　） A．优化能源结构，因地制宜发展水能、风能、太阳能、海洋能、地热能等 B．推动产业和工业优化升级，发展新一代新材料、新能源、节能环保的新兴产业 C．大力发展靠石油、煤炭发电的电力行业，以及以煤炭、石油为热源或能源的重工业 D．在建设、运行、管理等各环节中落实绿色低碳理念，建设低碳智慧型城市和绿色乡村 【答案】C 【解析】水电、风电、太阳能、海洋能、地热能使用过程中没有释放二氧化碳等温室气体，为了减少化石能源一类燃料的使用，推动产业和工业优化升级，发展新一代新材料、新能源、节能环保等新兴产业减少对空气的污染，在绿色低碳理念下倡导健康绿色出行和生活，可以降低对化石能源的使用，从而减少二氧化碳等温室气体释放，故ABD不符合题意； 大力发展靠石油、煤炭发电的电力行业，以及以煤炭、石油为热源或能源的重工业，这些化石能源的使用会加大空中碳的含量，故C符合题意。故选：C。 模块三 课后作业 一、单选题(共?题) 1．（2026•江苏宿迁期末）能源是人类社会发展的物质基础，下列能源的开发与利用有利于实现我国提出的“碳达峰”“碳中和”目标的是（　　） A．煤炭 B．石油 C．太阳能 D．天然气 【答案】C 【解析】ABD、煤炭、石油、天然气在使用时会排放大量的二氧化碳、氮氧化物、粉尘等有害物质，不利于碳达峰、碳中和目标，故ABD不符合题意； C、太阳能是可再生能源、清洁能源，在使用时不会产生二氧化碳等温室气体，有利于碳达峰、碳中和目标，故C符合题意。故选：C。 2．（2026•贵州遵义期末）为了实现“碳达峰、碳中和”的战略目标，我国大力发展绿色清洁能源，减少碳排放保护环境，以下不利于碳中和的是（　　） A．火力发电 B．水力发电 C．风力发电 D．光伏发电 【答案】A 【解析】太阳能、水能、光伏发电都是可再生资源，没有碳排放，火力发电燃烧煤等物质，有碳排放，故A符合题意。故选：A。 3．（2026•吉林长春期末）在一次车辆保养中，维修师傅通过电脑检测并生成了一份当前发动机的能量流向分析报告，报告以扇形统计图的形式呈现，如图所示。可知其热机效率是（　　） A．8% B．29% C．30% D．33% 【答案】C 【解析】结合图可知热机效率是热机效率是30%。故选：C。 4．下列不属于全球变暖造成的影响的是（　　） A．海平面上升 B．使北极熊无家可归 C．传染病发病率增加 D．提高粮食产量 【答案】D 【解析】A．全球变暖会导致冰川消融，海平面上升，故A不符合题意； B．北极熊生活在冰雪的世界中，而冰川的消融导致冰川大量减少，使得北极熊的生存条件越来越恶劣，故B不符合题意； C．气候变暖可能会扩大某些疾病传播媒介（如蚊子等）的地理分布范围，从而可能导致一些传染病的发病率增加，故C不符合题意； D．全球变暖会导致极端天气出现频率增多，导致大面积干旱或洪涝发生，对植物的生长有很大影响，可能降低粮食产量，故D符合题意。故选：D。 5．（2026•河北石家庄期末）机动车尾气是机动车运行时产生的废气，其中包括一氧化碳，氮氧化物、碳氢化合物和固体悬浮颗粒等，是引发大气污染的元凶之一。下列关于减少机动车尾气排放及环境保护的做法正确的是（　　） A．加大燃油机动车的推广力度 B．鼓励使用热效率低的老旧汽车 C．选择步行、公共交通等绿色出行 D．不断改进和创新制造大功率热机 【答案】C 【解析】A、加大燃油机动车的推广力度会加剧尾气对环境的影响，故A错误； B、鼓励使用热效率低的老旧汽车，会加剧尾气的排放，故B错误； C、选择步行、公共交通等绿色出行，可以减少尾气的排放，故C正确； D、大功率的热机会加剧尾气的排放，故D错误。故选：C。 6．（2026•四川达州期末）为减少能源消耗，保护环境，必须合理利用能源，下列方法中对提升热机效率有用的是（　　） A．尽量增加废气带走的热量 B．用导热性更好的材料做内燃机汽缸 C．增加燃料的质量 D．尽量使燃料充分燃烧 【答案】D 【解析】A．尽量增加废气带走的热量，会增大能量的损失，降低热机效率，故A不符合题意； B．用导热性更好的材料做内燃机汽缸，会增大散热带走的热量，会增大能量的损失，降低热机效率，故B不符合题意； C．增加燃料的质量，燃料燃烧放出的热量和对外做的有用功会成比例增大，但是不能提升热机效率，故C不符合题意； D．尽量使燃料充分燃烧可以增大可以利用的能量，可以提升热机效率，故D符合题意。故选：D。 7．有经验的维修师，通过观、闻等方式，就可以初步判断一台柴油机的效率高低。下列判断方式不可靠的是（　　） A．观察尾气的颜色是否发黑 B．闻尾气中柴油味的浓淡 C．观察柴油机外观是否干净 D．感受排气管附近温度的高低 【答案】C 【解析】A、有经验的维修师，通过观察尾气的颜色是否发黑就可以初步判断一台柴油机的节能效果，发黑说明燃料燃烧不充分，这种判断方式可靠，故A不符合题意； B、有经验的维修师，通过闻尾气中柴油味的浓淡，就可以初步判断一台柴油机的节能效果，柴油味的浓说明燃料燃烧不充分，这种判断方式可靠，故B不符合题意； C、观察柴油机外观是否干净，不能判断一台柴油机的节能效果，这种判断方式不可靠，故C符合题意； D、有经验的维修师，通过用手置于排气管附近感受温度的高低，就可以初步判断一台柴油机的节能效果，感受温度高说明散失的热量多，这种判断方式可靠，故D不符合题意。故选：C。 8．关于热机的效率，下列说法正确的是（　　） A．热机做的有用功越多，热机的效率就越高 B．热机的功率越大，热机的效率就越高 C．热机消耗的燃料少，热机的效率就越高 D．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 【答案】D 【解析】A．热机效率是有用功与燃料完全燃烧放出能量的比值，仅有用功多，若燃料完全燃烧放出的能量也多，效率不一定高，故A错误； B．热机的功率越大，热机做功越快，热机的效率与功率无关，故B错误； C．消耗燃料少，但若有用功更少，热机的效率不一定就越高，故C错误； D．用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比越大，热机的效率越高，故D正确。故选：D。 9．如题图是“比较不同燃料热值”的实验装置，下列关于该实验的说法正确的是（　　） A．实验时燃料的质量应相等 B．实验时烧杯内水的质量不需要相等 C．可以根据加热时间来比较燃料燃烧时放出热量的多少 D．除了图中所示的测量器材，还要用到天平和停表 【答案】A 【解析】ABC．比较不同燃料热值的大小，需要使两种燃料的质量相同，烧杯中水的质量相同，使两种燃料完全燃烧，比较两烧杯中温度计上升的示数，温度升高的越高，说明该烧杯内吸收的热量越多，该燃料释放的热量就越多，热值就越大。故A符合题意，BC不符合题意； D．实验中只要两种不同燃料全部燃烧完即可，不需要用到停表，故D不符合题意。故选：A。 10．（2026•北京东城区期末）家用燃油汽车的发动机主要是汽油机，下列说法正确的是（　　） A．汽油机的效率能达到100% B．汽油机在吸气冲程中只吸入汽油 C．汽油机的一个工作循环中，对外做功4次 D．在压缩冲程中，存在的能量转化是机械能转化为内能 【答案】D 【解析】A．由于摩擦，汽油机的效率不可能达到100%，故A错误； B．汽油机吸入气缸的是空气和汽油的混合物，故B错误； C．汽油机的一个工作循环中包含四个冲程，只有做功冲程对外做功1次，故C错误； D．在压缩冲程中，活塞上移，气体体积不断减小，机械能转化为内能，故D正确。故选：D。 11．（2026•山东临沂期末）淄博烧烤以其独特魅力吸引众多游客。某游客在烧烤过程中，观察到铁质烤架上的肉串在炭火的烘烤下逐渐变熟。关于这一现象解释正确的是（　　） A．炭火燃烧的过程是把内能转化为化学能 B．木炭燃烧的越充分，其热值也越大 C．肉串温度升高，是通过热传递的方式使其内能增加的 D．铁质烤架的温度比肉串的温度高，是因为铁质烤架含有的热量多 【答案】C 【解析】A、炭火燃烧的过程是把化学能转化为内能，故A错误； B、热值是燃料的一种特性，和燃料的种类和状态有关，与燃料燃烧是否充分无关，故B错误； C、肉串在烤炉上加热是利用热传递的方式使其内能增大、温度升高，故C正确； D、烤串时，肉串温度升高、内能增大，但热量是一个过程量，不能说所含有的热量多，故D错误。 故选：C。 12．《齐民要术》中对醋的制作工艺有记载：“作大豆千岁苦酒（醋）法：用大豆一斗，熟汰之，渍令泽炊。暴极燥，以酒酷灌之。任性多少，以此为率。”蒸煮是酿醋过程中的一个重要工序。如图所示是将大豆进行蒸煮的过程，则（　　） A．煮大豆是通过做功的方式增加内能 B．用火种引燃木柴是通过做功的方式改变内能 C．灶里木柴燃烧的过程，将化学能转化成了内能 D．将木柴架空一些，火能燃烧更旺，可以提高木柴的热值 【答案】C 【解析】AB、煮大豆、用火种引燃木柴都是通过热传递的方式增加内能，故AB错误； C、灶里木柴燃烧的过程，将化学能转化成了内能，故C正确； D、热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，故D错误。故选：C。 13．（2026•湖北仙桃期末）内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。若某汽油机的效率为30%，飞轮的转速为1800r/min。下列说法正确的是（　　） A．该汽油机在1s内对外做功15次 B．汽油机燃烧汽油不会造成环境污染 C．随着科技的发展，汽油机的热机效率能达到100% D．汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 【答案】A 【解析】A、汽油机飞轮的转速为1800r/min＝30r/s，即汽油机的飞轮每秒转30圈，由于汽油机的一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以该汽油机每秒对外做功15次，A正确； B、汽油机燃烧汽油放出的废气会造成环境污染，故B错误； C、热机工作过程中，能量的损失是不可避免的，所以随着技术的进步，汽油机的效率也达不到100%，故C错误； D、热机消耗的燃料越少，其做的有用功也可能少，其效率也不一定就越高，故D错误。故选：A。 14．汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　　） A．由乙图可知该汽油机的效率是30% B．汽车尾气中的“汽油味”越浓，燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 C．甲图中热机飞轮转速是1800r/min，则该热机1s中对外做功30次 D．甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高 【答案】D 【解析】A．由图乙可知，该汽油机的效率是η＝100%﹣6%﹣30%﹣36%＝28%，故A错误； B．燃料的热值是燃料的一种特性，决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，故B错误； C．该汽油机飞轮的转速为1800r/min即30r/s，即汽油机飞轮每秒转30圈，由于汽油机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功一次，则在1s内汽油机对外做了15次功，故C错误； D．由图甲可知，两个气门都关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的内能增大，温度升高，故D正确。故选：D。 15．（2026·江苏无锡期末）小明家有一辆小汽车，他发现汽车上许多地方都用到了物理知识，下面是他思考的问题，说法正确的是（　　） 阀控密封式铅酸蓄电池UXL220-2NFR（1-GFM-2002V，200Ah/10HR） 浮充电压（25℃） 2.22-2.24V 10小时率，终止电压1.8V（25℃） 200Ah 端子扭力 8.0~10.0N∙m A．该汽车的内燃机是一台四缸四冲程汽油机，如图甲所示是汽油机的压缩冲程 B．若飞轮转速是2400r/min，则每秒对外做功40次 C．如表所示是小汽车用蓄电池铭牌的一部分，给蓄电池充电时，此时它将化学能转化为电能 D．如图丙是小汽车汽油机的能量流向图，根据图中给出的信息，该汽油机的效率为30% 【答案】D 【解析】A．图甲中，两个气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，故A错误； B．飞轮的转速2400r/min=40r/s，飞轮每转动两圈，对外做功一次，所以每秒对外做功20次，故B错误； C．约蓄电池充电时，蓄电池消耗电能，将电能转化为化学能储存起来，故C错误； D．由图丙知，该汽油机的效率为ƞ=100%-33%-30%-7%=30%，故D正确。故选D。 二、填空题 16．（2026•湖南长沙期末）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。 【答案】热值；化学。 【解析】该火箭的芯二级以液氢为燃料，这主要是因为液氢的热值大，完全燃烧相同质量的液氢时，可以释放出更多的热量。它燃烧过程中将化学能转化为内能。 17．（2026•重庆沙坪坝区期末）如图所示，小雨起床给家人煮汤圆，为将锅中初温为20℃、质量为2kg的水烧开，水至少需要吸收 J的热量，若燃气灶的加热效率为50%，则需要消耗 　 m3的天然气。【c水＝4.2×103J/（kg•℃），q天然气＝8.4×107J/m3，水面上方的气压为一个标准大气压】 【答案】6.72×105；0.016。 【解析】1个标准大气压下，水的沸点是100℃，水至少需要吸收的热量为： Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J， 根据η得，需要消耗天然气的体积为：V0.016m3。 18．（2026•安徽芜湖期末）小明家的太阳能热水器最大容积为50L。某天热水器装满水后，经过4h阳光照射，水温从20℃升高到40℃。若水吸收的热量由效率为40%的天然气灶来提供，则需要燃烧 　 　 m3的天然气。【已知ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃），q天然气＝3.0×107J/m3】 【答案】0.35 【解析】（1）水的体积V＝50L＝50×10﹣3m3， 由ρ可得，水的质量：m＝ρV＝1×103kg/m3×50×10﹣3m3＝50kg， 水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（40℃﹣20℃）＝4.2×106J； （2）由题知，Q放1.05×107J， 由Q放＝Vq知，需要天然气的体积：V0.35m3。 19．页岩气是蕴藏在岩层中的天然气，被誉为未来能源的明星。小明同学用他家的燃气灶将质量为2kg、初温为18℃的水加热到68℃该过程中，水吸收的热量为　 J。若此燃气灶的热效率为42%，则此过程消耗页岩气　 　 m3。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），页岩气的热值为4×107J/m3] 【答案】4.2×105；0.025。 【解析】（1）水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（68℃﹣18℃）＝4.2×105J； （2）根据η得，天然气完全燃烧放出的热量：Q放1×106J， 由Q放＝Vq可得，需要燃烧的天然气的体积为：V0.025m3。 20．“氢能源”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力。1kg“氢能源”完全燃烧放出的热量有21%被水吸收，可以使　 　 kg的水从20℃升高到70℃。“氢能源”的优势：　 　 （写出一个即可）。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q氢＝1.43×108J/kg] 【答案】143；不污染环境。 【解析】1kg“氢能源”完全燃烧放出的热量为 水吸收的热量为 水从20℃升高到70℃，则水的质量为 “氢能源”燃烧过程中释放出的尾气不会污染环境，有利于环保。 21．（2026•四川达州期末）在1个标准大气压下，小明用天然气灶将质量1kg的水，从20℃加热到沸腾，水吸收的热量是 　 　J。他家天然气热水器的热效率是70%，他某次洗澡，耗水20kg，热水器进水温度是22℃，出水温度是42℃，他这次洗澡消耗天然气 　 　m3。已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值是3.2×107J/m3。 【答案】3.36×105；0.075。 【解析】1标准大气压下水沸点为100℃，故1kg水吸收的热量Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J。 小明本次用水升温△t＝42℃﹣22℃＝20℃，水需吸热。热水器效率为70%，则需要天然气放热； 消耗的天然气体积。 22．（2026·福建福州·期末）上汽大通FCV80是国内第一款运用全新标准的燃料电池轻客车型，它是用氢气代替石油作为燃料，用燃料电池代替发动机，储氢罐中液化氢汽化为氢气在燃料电池中与氧气发生反应产生电能，据悉其功率最大可达75kW，在某次测试中发现，该车以最大功率行驶时，每消耗一罐氢能行驶1.4h。已知车载储氢罐的氢存储量为5.4kg，热值。求： （1）一罐氢完全燃烧放出的热量； （2）此次测试中该客车的效率。 【解析】（1）一罐氢完全燃烧放出的热量为 （2）最大功率 ，行驶时间 有用功 客车的效率。 23．（2026•山东聊城期末）随着新能源政策的引导及风力发电、并网等技术的发展，我国风力发电开发走在了世界前列，装机容量居全球第一。某地有一风力发电站，其中一台风力发电机1s内提供的电能约为1.8×104J，1年内提供的电能约为4.8×1011J。求： （1）若该风力发电机1s内提供的电能全部转化为内能，并有70%被水吸收，可以使100g常温下的水升高多少摄氏度；[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] （2）若该风力发电机1年内提供的电能改由火力发电机来提供，且火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约40%转化为电能，则需要完全燃烧多少千克煤炭。（煤炭的热值q约3.0×107J/kg） 【解析】根据题意得，一台风力发电机1s内提供的电能约为1.8×104J， 1s内所产生的电能（70%被水吸收），则Q吸＝70%W电＝70%×1.8×104J＝1.26×104J， 由Q吸＝cmΔt可得：Δt30℃； （2）一台风力发电机1年内提供的电能约为4.8×1011J， 火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约40%转化为电能，Q火1.2×1012J； 煤炭质量m4×104kg。 答：（1）若该风力发电机1s内提供的电能全部转化为内能，并有70%被水吸收，可以使100g常温下的水升高30摄氏度； （2）若该风力发电机1年内提供的电能改由火力发电机来提供，且火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约40%转化为电能，则需要完全燃烧4×104kg煤炭。 24．（2026•湖北荆门期末）据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。 （1）氢燃料电池将化学能直接转化为 　 　能。 （2）当储氢瓶内气体压强为3.5×107Pa时，求瓶内壁1cm2的面积上受到的压力。 （3）以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW。 ①求卡车的行驶速度。 ②求卡车所受牵引力。 ③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少？ （燃油机的效率取36%，燃油的热值q取4.3×107J/kg） 【解析】（1）由图可知，氢燃料电池是将氢的化学能直接转化为电能； （2）根据p可知，当储氢瓶内气体压强为3.5×107Pa时，则瓶内壁1cm2的面积上受到的压力为： F＝pS＝3.5×107Pa×1×10﹣4m2＝3.5×103N； （3）①卡车的行驶速度为：v72km/h＝20m/s； ②卡车所做的机械功为：W＝Pt＝172×103W×3600s＝6.192×108J， 根据W＝Fs可知，卡车所受牵引力为：F8.6×103N； ③根据η可知，燃料完全燃烧放出的热量为：Q放1.72×109J， 消耗燃油的质量为：m40kg， 则减排二氧化碳的质量为：m'＝3.3m＝3.3×40kg＝132kg。 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $