14.3 热机的效率 同步练 2026-2027学年人教版物理九年级全一册

**基本信息** 聚焦热机效率与热值核心知识，通过基础辨析、实验探究到综合计算的三层设计，实现从概念理解到实际应用的进阶，强化物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|热值概念、热机效率基本计算|单选（1-6题）辨析热值特性，填空（7-12题）巩固公式应用，夯实物理观念| |探究层|热值比较实验|实验题（13题）设计控制变量法，通过水温变化分析热值，培养科学探究能力| |综合层|热量与效率综合应用|计算题（14-15题）结合太阳能、天然气等实际情境，综合Q=cmΔt与η=Q吸/Q放，体现科学态度与责任|

2026年九年级物理第14章第3节热机的效率同步练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．关于燃料的热值，以下说法正确的是（     ） A．燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值 B．燃料燃烧时，质量越大，热值越大 C．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小 D．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 2．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 B．由乙图可知该汽油机的效率是30% C．汽车克服摩擦耗能最多 D．随着技术的不断进步，未来汽油机的效率可能达到100% 3．如图是将质量和初温均相同的水烧开时燃料的使用情况，下列错误的是（     ） A．该过程中，改变内能的方式是热传递 B．烟煤难以压缩，是因为分子之间只存在斥力 C．发生煤气泄漏能闻到煤气味，是因为分子在不断做无规则热运动 D．若加热的效率相同，根据燃料使用情况，说明煤气的热值最大 4．甲、乙两种燃料完全燃烧放出的热量与质量的关系图像如图所示，下列说法正确的是（     ） A．甲燃料的热值小于乙燃料的热值 B．完全燃烧甲、乙两种燃料加热同一锅水至沸腾，所需乙燃料的质量更小 C．完全燃烧相同质量的两种燃料，甲放出的热量更多 D．使用甲燃料的热机效率一定高，但是热机效率肯定小于100% 5．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 6．甲、乙两种燃料，甲的热值大于乙的热值，其他条件不变，下列说法正确的是（     ） A．完全燃烧时甲放出的热量一定比乙多 B．质量相同时，完全燃烧甲放出的热量比乙多 C．燃烧乙燃料时，一定不会比甲放出的热量多 D．燃烧甲燃料放出的热量一定大于乙 二、填空题 7．随着科技发展，人们已经开始将氢能作为一种新能源加以利用。已知氢燃料的热值为，如果一辆汽车平均每月消耗氢燃料，这些氢燃料完全燃烧释放的热量为__________，氢气燃烧时__________（选填“会”或“不会”）污染周围环境。 8．2022年3月5日，长征二号丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞，将银河航天的7颗卫星送入轨道。如图所示的运载火箭装载了2t液态氢（热值约为），其完全燃烧放出的热量约为________J，液态氢燃烧过程中，其热值________（选填“变大”“变小”或“不变”）；目前，热机效率还比较低，要提高热机效率就必须减少热机工作中的各种能量损失。你认为可行的途径有：________。（写出一条即可） 9．煤气灶使用方便、经济环保。在一个标准大气压下，煤气灶将一壶质量为、温度为的水加热至沸腾，水吸收的热量为_______J；若煤气完全燃烧放出热量的被水吸收，则烧开这壶水需要煤气_______。（已知水的比热容为，煤气的热值为） 10．汽油机工作时的热损失情况：气缸散热损失，废气带走热量，机械摩擦损耗。则汽油机做功的效率为________%。完全燃烧汽油获得的机械能是________J。（汽油的热值为） 11．把一瓶酒精倒去一半，则剩下的酒精质量__________，热值__________（以上两个空均选填“变大”、“变小”或“不变”），完全燃烧0.5kg的酒精放出的热量是__________J[酒精的热值q酒精＝3×107J/kg] 12．汽油机汽缸在某时刻的状态如图甲所示，这是____________冲程，如图乙是汽油机的能量流向图，可算出它的热机效率为____________。 三、实验题 13．为比较酒精和汽油热值的大小，制定了以下实验方案： (1)①取质量_________（填“相同”或“不相同”）的酒精和汽油作燃料，制成酒精灯和汽油灯： ②两灯同时点燃后分别给两杯质量和初温相同的水加热（烧杯质量相同，如图所示） (2)通过观察水温的变化，由此判断两种燃料热值的大小。 请根据上面的设计方案回答： ①如图甲中温度计的读数是56℃，当两灯的燃料_________________（选填“燃烧相同时间”或“完全燃烧完后”），甲装置中温度计读数是80℃，而乙装置的读数是90℃。由此判断_________的热值比较大： ②实验中燃料燃烧放出的热量，通过_________方式使水的内能增大： ③根据计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出汽油的热值，发现结果与资料中给出的汽油热值相比_________（选填“偏大”或“偏小”），分析原因可能是___________________________。 四、计算题 14．太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太阳能热水器已走进千家万户。如图所示，某家庭太阳能热水器阳光照射时，平均每小时吸收的太阳能，若热水器吸收的太阳能，使质量为、初温为的水温度升高。已知水的比热容，天然气的热值。求： (1)水温升高了多少； (2)该太阳能热水器的效率； (3)若这些水吸收的热量由天然气来提供，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要多少的天然气。 15．“西气东输”工程实施后，淮北市民现在也使用了清洁环保的天然气。家住市区的小明想：将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢？他通过实践收集了如下数据：水壶里放入2 L、20℃的水，大火加热直至沸腾；又在物理书中查到天然气热值为。（气压为1标准大气压） (1)烧开这壶水，水需要吸收多少热量？ (2)如果小明家天然气炉具的效率是60%，烧开这壶水，需要燃烧多少的天然气？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2026年九年级物理第14章第3节热机的效率同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 答案 D A B C D B 1．D 【详解】A．热值定义要求燃料完全燃烧，选项未提及完全燃烧条件，故A错误； B．热值是燃料的固有属性，与燃料质量无关，故B错误； C．热值仅由燃料种类决定，与燃烧是否充分无关，故C错误； D．热值是燃料的特性，仅与燃料种类有关，与燃料质量、燃烧状况均无关，故D正确。 故选D。 2．A 【详解】A．由图甲可知，两个气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故A正确； B．由图乙可知，该汽油机的效率为有用的机械能占燃料完全燃烧时释放的能量的百分比，即 故B错误； C．由图乙可知，废气带走的热量最多，故C错误； D．燃料不可能完全燃烧，摩擦也不可避免，所以汽油机的效率不可能达到100%，故D错误。 故选A 。 3．B 【详解】A．烧水过程中，燃料燃烧的热量传递给水，是通过热传递改变水的内能，故A正确。 B．分子间同时存在引力和斥力，烟煤难以压缩是因为压缩时分子间距较小，斥力大于引力，并非“只存在斥力”，故B错误。 C．煤气泄漏能闻到煤气味，属于扩散现象，本质是分子在不断做无规则热运动，故C正确。 D．加热的水的质量相同，即Q吸相同；加热效率相同时，燃料完全燃烧放出的总热量也相同；根据热值公式，需要的燃料质量越小，热值越大。由图可知烧开相同水需要煤气的质量最小，因此煤气热值最大，故D正确。 本题选错误的，故选B。 4．C 【详解】AC．由图像可知，当燃料质量 相同时，甲放出的热量大于乙放出的热量。根据热值公式 可知，甲燃料的热值大于乙燃料的热值，故A错误，C正确； B．加热同一锅水至沸腾，水吸收的热量相同，即需要的总热量一定。因为甲的热值大，根据 可知，完全燃烧所需甲燃料的质量更小，故B错误； D．热机效率取决于有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值，虽然甲的热值大，但热机做的有用功不一定多，所以效率不一定高，由于存在能量损失，热机效率一定小于 ，故D错误。 故选C。 5．D 【详解】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。 6．B 【详解】A．未明确甲、乙质量相等，由可知，若远小于，甲放出的热量可能小于乙，故A错误； B．质量相同且均完全燃烧时，因，由可得，故B正确； C．未明确甲、乙的质量和燃烧是否完全，若远大于，乙放出的热量可能大于甲，故C错误； D．未明确甲、乙的质量和燃烧是否完全，无法比较二者放出热量的大小，故D错误。 故选B。 7． 4.2×109 不会 【详解】[1]氢燃料完全燃烧释放的热量 [2]氢气燃烧的产物是水，不会对周围环境产生污染。 8． 不变 使燃料充分燃烧 【详解】[1]2t液态氢完全燃烧放出的热量约为 [2]热值是燃料本身的固有特性，只和燃料种类有关，和燃料质量、燃烧程度无关，因此燃烧过程中液态氢的热值不变。 [3]热机效率是有效利用的能量与燃料完全燃烧释放总能量的比值，减少能量损失即可提高效率，可行方法如使燃料充分燃烧、减少废气带走的内能、给部件加润滑油减小摩擦等。 9． 【详解】标准大气压下沸水温度为，水升高的温度 水吸收的热量 由可知，煤气完全燃烧放出的热量 由可知，需要煤气的质量 10． 25 【详解】[1]汽油机的效率为总能量占比减去所有热损失的能量占比，即 [2]汽油完全燃烧放出的总热量 完全燃烧汽油获得的机械能 11． 变小 不变 1.5×107 【详解】质量是物体所含物质的多少，倒去一半酒精后所含物质减少，故质量变小。 热值是燃料的固有属性，仅与燃料种类有关，与质量无关，故热值不变。 完全燃烧0.5kg酒精放出的热量为 12． 做功 30% 【详解】图甲中两个气门关闭，活塞向下运动，把内能转化为机械能，所以图甲为汽油机的做功冲程； 该汽油机的热机效率是 13．(1)相同 (2) 完全燃烧完后 汽油 热传递 偏小 燃料燃烧放出的热量不可能全部被水吸收 【详解】（1）为了比较酒精和汽油热值的大小，要用相同质量的酒精和汽油，加热质量相同的同种液体，当两种不同的燃料完全燃烧后，根据可知，液体升温越高，说明液体吸收的热量越多，则燃料放出的热量越多，这种燃料热值越大。故取质量相同的酒精和汽油作燃料，制成酒精灯和汽油灯。 （2）只有让质量相同的两种燃料都完全燃烧完，才能保证参与对比的燃料总质量相等，通过水的升温幅度判断总放热量，如果仅燃烧相同时间，无法保证两种燃料烧掉的质量相等，不能完成对比。 图甲中温度计的读数是56℃，当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是80℃，而乙装置的读数是90℃，故乙装置液体升温高，说明相同质量的汽油完全燃烧放出的热量更多，因此汽油的热值更大。 燃料燃烧释放的热量通过高温物体向低温的水传递，属于热传递的方式改变水的内能。 实验中燃料燃烧放出的热量不可能全部被水吸收，会有部分热量散失到空气中、被烧杯/铁架台吸收，同时燃料也很难做到完全燃烧，因此计算时用偏小的水吸收热量当作燃料总放热，代入热值公式得到的结果会比真实值偏小。 14．(1) (2) (3) 【详解】（1）假设热水器吸收的太阳能全部转化成水吸收的热量，所以水吸收的热量为 由公式可得，水吸收太阳能后的温度 因为在一个标准大气压下，水的沸点是，水达到沸点后持续吸热，温度保持不变，所以水实际升高的温度 （2）水实际吸收的热量为 该太阳能热水器的效率为 （3）由题意可知，天然气完全燃烧放出的热量等于水吸收的热量，所以 根据热值公式可得，需要完全燃烧天然气的体积 15．(1) (2) 【详解】（1）水的体积 水的质量为 1标准大气压下水沸点为，水升高的温度 水吸收的热量为 （2）天然气完全燃烧放出的总热量 需要燃烧的天然气体积 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $