14.4 跨学科：热机效率和环境保护-【绿卡初中创新题】2026-2027学年九年级全一册物理习题课件(沪科版·新教材)

该初中物理课件聚焦“内能与热机”中燃料的热值、热机效率及环境保护核心知识点，通过生活实例（如液化气灶烧水、汽车油耗）导入，以“练基础—练提升—练素养”为学习支架，衔接能量转化、效率计算与环保措施的知识脉络。 其亮点在于融入新情境（如可燃冰、核电站）和实验探究（比较煤油与菜籽油热值），通过科学思维（模型建构）和科学态度与责任（环保措施）培养学生能力。采用跨学科问题设计，学生能提升知识应用与探究能力，教师可借助分层练习优化教学效果。

2 第十四章　内能与热机 第四节 跨学科：热机效率和环境保护 3 练基础 练提升 目 录 练素养 4 1. （山东济宁任城期中）关于燃料的热值，以下说法正确的是 （ ） A. 燃料的热值与燃料的质量无关 B. 容易燃烧的燃料，热值一定大 C. 为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料 D. 煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多 练基础 知识点1　燃料的热值 A 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 5 2. （新情境·先进科技）“可燃冰”作为新型能源，有巨大的开发潜力。在同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，这表示“可燃冰”的 （ ） A. 热量很大 B. 温度很高 C. 热值很大 D. 比热容很大 C 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 6 3. （山东济南长清期中）酒精的热值为3.0×107 J/kg、比热容为2.4×103 J/（kg·℃）。下列说法正确的是 （ ） A. 质量越大，酒精的热值越大 B. 质量越大，酒精的比热容越大 C. 完全燃烧1 kg的酒精可以放出3.0×107 J的热量 D. 1 kg酒精温度升高1 ℃，需要放出2.4×103 J的热量 C 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 7 4. （山东济南槐荫期中）人们使用的能量绝大部分是通过燃料燃烧获得的，燃料燃烧时发生的能量转化是________能转化为内能。同时，燃料的选择也随着时代的进步发生了变化，如用天然气取代煤气，除了考虑安全、环保等因素外，主要的依据是天然气的________（填物理量名称）比较大。 化学 热值 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 5. （河南安阳期中）干木柴的热值是1.2×107 J/kg，完全燃烧4 kg干木柴能放出________J热量，未完全燃烧的干木柴热值________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 4.8×107 不变 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 9 6. （河南郑州期中）用液化气灶烧水，把1.5 kg初温度为20 ℃的水加热到100 ℃，需要吸收的热量为________J。若上述过程完全燃烧了0.021 kg液化石油气，且只有60%的热量被水吸收，则液化石油气的热值为________J/kg。 ［c水=4.2×103 J/（kg·℃）］ 5.04×105 4×107 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 10 7. （新情境·先进科技）辽宁红沿河核电站核能供暖示范项目投产后，每年减少标煤消耗5 726 t，环保效益显著。已知标煤的热值为3.0×107 J/kg。 （1）求该项目每年可向居民供应的热量（不计热量损失）； （2）若供应热量的40% 被20 ℃的水吸收，求可烧开的水的质量。［当地大气压为1个标准大气压，c水=4.2×103 J/（kg·℃）］ （1）1.717 8×1014 J （2）2.045×108 kg 解析：（1）该项目每年可向居民供应的热量 Q放=qm=3.0×107 J/kg×5 726×103 kg=1.717 8×1014 J。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 11 （2）水吸收的热量 Q吸=ηQ放=40%×1.717 8×1014 J=6.871 2×1013 J， 可烧开的水的质量 m水= ==2.045×108 kg。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 8. （重庆万州期中）一台内燃机运行时各种能量损耗占燃料完全燃烧所放出的能量的比例如下：气缸散热损失占25%，废气带走的能量占30%，摩擦等机械损耗占10%。若燃料完全燃烧，则该内燃机的热机效率为 （ ） A. 35% B. 30% C. 55% D. 65% 知识点2　热机效率与环境保护 A 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 13 9. （安徽黄山期中）下列与热机有关的说法正确的是 （ ） A. 汽油在气缸中燃烧得越充分，它的热值就越大 B. 随着科技的发展，热机的效率能达到100% C. 使用热值更高的燃料可提高热机的效率 D. 四冲程内燃机的吸气、压缩、排气冲程是靠曲轴的惯性完成的 D 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 14 10. （山东济南历下期中）热机效率是热机性能的重要指标，下列措施可以提高热机效率的是 （ ） A. 尽量增加热机的工作时间 B. 尽量增加废气带走的能量 C. 尽量使用热值更大的燃料 D. 尽量减少热机部件的摩擦 D 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 15 11. （教材P52 素材改编）为了减轻下图所示的环境问题，下列措施可行的是 （ ） A. 尽量采用加高的烟囱 B. 改进燃料燃烧设备，加装消烟除尘的装置 C. 停止热机的使用 D. 火力发电厂停止使用煤炭 B 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 16 12. （山东济宁曲阜期中）生活中，我们每天都会产生大量垃圾，合理分类和利用垃圾是我们面临的一个重大课题。某垃圾处理厂处理垃圾时提炼出了200 kg燃料油供内燃机工作，若燃料油的热值为4.2×107 J/kg，并且这些燃料油完全燃烧后做了2.1×109 J的有用功，则该内燃机的效率为__________。 25% 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 17 13. （安徽合肥瑶海期中）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，效率一定越高 B. 提高热机的效率对节约能源没有用 C. 热机做一定的有用功，消耗的同种燃料越少，效率一定越高 D. 热机做功越快，效率一定越高 易错点　混淆热机效率与功率 C 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 18 14. （新情境·生活实践）煤炭是一种重要能源，为判断煤炭品质的优劣，最科学的方法是检验煤炭的 （ ） A. 比热容 B. 密度 C. 热值 D. 温度 练提升 C 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 19 15. （新思维·科学推理）液体汽油的热值为4.6×107 J/kg。这个数值究竟有多大？我们可以通过一个具体例子来认识汽油热值的大小：一个50 kg的中学生从1楼爬到10楼，每层楼的高度为3 m，如果汽油完全燃烧放出热量的焦耳数和该中学生克服重力做的功相等，g取10 N/kg，则所需汽油的质量约为 （ ） A. 30 g B. 3 g C. 0.3 g D. 0.03 g C 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 20 16. （江苏南京期中）为了节约能源，需要不断提高汽车发动机的效率，下列措施不能提高汽车发动机效率的是 （ ） A. 改进减震系统，提高汽车的安全性和舒适性 B. 采用连续可变气门正时技术，使燃料燃烧得更充分 C. 提高润滑油的品质，减小发动机运转时的摩擦 D. 采用“涡轮增压”技术，对废气中的能量进行再利用 A 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 17. （山东临沂兰山期中）小明学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量可以被水吸收，而水的比热容已知，于是他据此设计了一个实验来比较煤油和菜籽油热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果如下表所示。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 （1）为保证实验结论的可靠性，小明选择了两套完全相同的装置。实验中应控制水的________相等、燃料的________相等。 （2）根据记录结果分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________。 质量 质量 煤油 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 （3）实验中燃料燃烧放出热量，通过________（选填“做功”或“热传递”）的方式使水的内能增大。 （4）若燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt表示（水未沸腾），下列说法正确的是______。 A. 若m相同，Δt越大，燃料的热值越大 B. 若Δt相同，m越大，燃料的热值越大 热传递 A 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 18. （新情境·生活实践）每年夏收，会有部分农作物秸秆在田间被焚烧，不仅造成资源浪费、环境污染，而且极易引发火灾。科研人员研制出一种利用秸秆生产的燃料——秆浆煤，若完全燃烧一定质量的秆浆煤（热值为2.4×107 J/kg），其释放的热量有30% 被水吸收，可使50 kg、20 ℃的水温度升高到80 ℃，已知c水=4.2×103 J/（kg·℃），求： 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 （1）水需要吸收的热量； （2）秆浆煤完全燃烧放出的热量； （3）完全燃烧秆浆煤的质量。 （1）1.26×107 J （2）4.2×107 J （3）1.75 kg 解析：（1）水需要吸收的热量 Q吸=c水m（t2-t1）=4.2×103 J/（kg·℃）×50 kg×（80 ℃-20 ℃）=1.26×107 J。 （2）秆浆煤完全燃烧放出的热量Q放===4.2×107 J。 （3）完全燃烧秆浆煤的质量m===1.75 kg。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 19. （新情境·生活实践）百公里油耗指的是汽车在道路上行驶100 km时的平均燃料消耗量，是汽车耗油量的一个衡量指标。由于多数车辆的经济车速在90 km/h左右，因此对外公布的理论油耗通常为90 km/h的百公里匀速油耗。经出厂测试，某品牌汽车百公里理论油耗为8 L，汽车发动机的输出功率为25 kW。已知汽油的密度为0.75×103 kg/m3，热值为4.6×107 J/kg，求： 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 （1）8 L汽油完全燃烧放出的热量； （2）测试时间内发动机所做的功； （3）该品牌汽车发动机的效率（保留至1%）。 （1）2.76×108 J （2）1×108 J （3）36% 解析：（1）由ρ=可知，汽油的质量 m=ρV=0.75×103 kg/m3×8×10-3m3=6 kg， 汽油完全燃烧放出的热量 Q放=mq=6 kg×4.6×107 J/kg=2.76×108 J。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 （2）由v= 可知，汽车行驶100 km所用的时间 t=== h=4 000 s， 由P=可知，测试时间内发动机所做的功 W=Pt=25×1 000 W×4 000 s=1×108 J。 （3）该品牌汽车发动机的效率 η==×100%≈36%。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 练素养 20. （新思维·模型建构）为了补充能量，长跑运动员常会在赛前吃点巧克力。某巧克力的营养成分表上标有“2 000 kJ 能量/100 g”的字样。下列物理量与该标识的含义类似的是 （ ） A. 内能 B. 热值 C. 热量 D. 比热容 B 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 31 $