10.4 热机的效率（高效培优·讲义）物理新教材沪科版（五四学制）九年级上册

本讲义聚焦初中物理“热机的效率”核心内容，从燃料燃烧的能量转化切入，系统梳理燃料热值（定义、单位、公式及特性），延伸至热机效率的计算与能量损失分析，最终关联热机对环境的影响及环保措施，构建“概念-计算-应用”的完整学习支架。 该资料突出科学思维与社会责任融合，通过“避坑指南”中比较热值的实验设计、效率计算步骤等培养模型建构与科学推理能力。结合氢燃料发动机等真题案例渗透环保意识，课中辅助实验教学，课后分层练习助力学生查漏补缺，强化知识应用与学科素养提升。

第10.4节 热机的效率 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 什么是燃料的热值 考点02 什么是热机的效率 考点03 热机的使用对环境有何影响 03 避坑指南·解题通法 角度01 比较不同燃料的热值大小 角度02 与热值相关的计算 角度03 加热效率的计算 角度04 热机效率的计算 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.知道燃料热值的定义、单位、物理意义、公式，能进行热值相关计算。 2.知道热机效率的定义、公式，理解热机效率不能达到100%的原因，掌握热机效率的计算方法。 3.了解提高热机效率的主要途径，认识热机使用对环境的影响，知晓环境保护的相关措施。 1. 结合生活中燃料燃烧的实例，用比值定义法理解热值的物理含义。 2. 梳理热机能量流向图，分析各类能量损失，理解热机效率的定义，总结效率计算的核心方法。 3. 联系生活实际，整理提高热机效率的措施，建立效率提升与环境保护的关联。 考点01 什么是燃料的热值 1. 人类使用燃料的历程： 在历史上很长一段时期，木柴和煤炭是人类的主要生活燃料。20世纪末，煤气成为城市居民日常使用的生活燃料，煤气生产出来后储存在巨大的“煤气包”中，并通过管道输送到千家万户；进入21世纪以后，更清洁环保的天然气逐步替代煤气成为居民的主要生活燃料，遍布城市各处的“煤气包”也陆续退出历史舞台。人类使用燃料的历程：木柴和煤炭→煤气→天然气。 2. 燃料的种类： （1）燃料是指可燃烧的物质，根据不同标准，燃料可分为不同的种类。 （2）燃料燃烧时能量转化 燃料在燃烧时将化学能转化为内能，也就是我们常说的释放能量。 3. 燃料的热值 （1）定义： 把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值，用字母q表示。 （2）单位：J/kg或J/m3。 （3）物理意义： 热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，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。 （4）特性：热值只与燃料的种类有关，与燃料的状态、质量、体积、是否燃烧等均无关。 （5）公式：Q＝mq或者Q＝Vq。 （6）表是一些常见燃料的热值。 【深化点拨】 对燃料热值的理解 （1）“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽。1kg的某种燃料，只有在完全燃烧时放出热量的大小，在数值上才等于这种燃料的热值。如果没有完全燃烧，放出的热量比按热值计算出的热量要小。 （2）热值是燃料本身的一种性质,它只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧、放出热量的多少均没有关系，同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值不同。 1．（2026·内蒙古·中考真题）搭载我国自主研发的全球首款兆瓦级氢燃料涡桨发动机的无人运输机，于2026年4月完成首飞。选择质量更小、放热更多、零碳排放的液氢作为发动机的燃料，是因为液氢的（　　） A．沸点高 B．热值大 C．比热容大 D．凝固点高 【答案】B 【详解】液氢满足“质量更小、放热更多”的特点，刚好符合热值大的特性，因此选择液氢作为燃料是利用了液氢热值大的特点，故选B。 2．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% 【答案】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。 3．“可燃冰”主要成分是甲烷，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，所以“可燃冰”是一种新型清洁能源。其中甲烷的热值为q甲烷=4.2×107J／m3，其物理意义是（ ） A. 1J的甲烷完全燃烧能产生4.2×107 m3热量。 B. 4.2×107J的甲烷完全燃烧能产生1m3热量。 C. 1m3甲烷完全燃烧能产生4.2×107 J热量。 D. 4.2×107m3的甲烷完全燃烧能产生1J热量。 【答案】C 【解析】对于固体和液体，热值表达式用q=Q/m来表示，物理意义是单位质量的燃料完全燃烧放出的热量。对于气体，热值表达式用q=Q/V来表示，物理意义是单位体积的燃料完全燃烧放出的热量。 甲烷通常以气态物质形态存在，其热值q甲烷=4.2×107J／m3，物理含义是：1m3甲烷完全燃烧能产生4.2×107 J的热量。 4. 关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（　　） A．没有燃烧的燃料，其热值等于零 B．燃料的热值与其质量和燃烧状态无关 C．燃料完全燃烧时，它的热值最大 D．燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多 【答案】B 【详解】ABC.1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值，热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，故AC错误，B正确； D.由Q=mq可知，燃料燃烧放出的热量与热值和质量有关，与温度无关，故D错误。 故选B。 考点02 什么是热机的效率 1. 热机效率： （1）定义：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧释放的能量之比。 （2）热机能量流向图： （3）公式： η =W有用/Q放×100% （4）物理意义：热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，节约能源。 （5）常见热机的效率： 蒸汽机 6%～15%，汽油机 20%～30%，柴油机30%～40%，喷气式飞机上的发动机50%～60%。 2. 提高热机效率的主要途径 热机的效率是热机性能的重要指标。在做功相同的情况下，热机的效率越高，燃料的消耗越少。 （1）减少燃烧过程中的热量损失：使燃料充分燃烧，例如内燃机要掌握火花塞点火或喷油嘴喷油的最佳时间，保证燃料与空气充分混合；蒸汽类热机将煤研磨成粉状，用风吹入锅炉内燃烧，增大燃料与空气的接触面积，提高燃烧效率。 （2）减小摩擦损失：尽量简化机械传动部分，选用优良的润滑材料，减少部件之间的摩擦，降低机械能转化为内能的损耗。 （3）减少传热损失：对热机的气缸、外壳等部件进行保温处理，减少内能通过热传递散失到周围环境中。 （4）回收利用废气能量：利用废气的内能预热吸入的空气或燃料，提高进入气缸内气体的温度，减少燃料燃烧时消耗的能量，提高能量利用率。 【深化点拨】 1．对于热机效率的理解： 热机效率是衡量热机性能好坏的一个重要参数，要提高热机的效率就是要提高热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1。 2．对于提高热机效率措施的理解： （1）效率提升措施：如使燃料充分燃烧、减小摩擦、回收废气能量；这样做的核心是“减少能量损失，提高燃料利用率”。 （2）环保措施：如安装尾气净化装置、使用清洁能源、植树造林；这样做的核心是“减少污染物排放，改善环境质量”。 （3）措施兼具两种作用：如使用氢气作为燃料，既提高了燃料利用率（热值大），又减少了污染物排放（燃烧产物只有水）。 1.关于热机效率，以下说法中正确的是（    ） A．在做功同样多的情况下，消耗的燃料越多，热机的效率越高 B．热机效率越高，热机做的有用功就一定越多 C．新能源汽车发动机的效率可以达到100% D．消耗的燃料相同时，热机做的有用功越多，热机的效率越高 【答案】D 【详解】A．热机效率即，做功同样多，即相同，消耗燃料越多，越大，计算得到的效率η越低，故A错误； B．热机效率是比值，不是有用功的绝对值。效率高不代表有用功一定多，例如消耗少量燃料，即使效率高，总有用功也比消耗大量燃料、效率稍低的热机少，故B错误； C．任何热机工作时都不可避免存在能量损耗，因此效率永远小于，故C错误； D．消耗燃料相同，说明燃料完全燃烧放出的总能量相同，有用功越多，越大，热机效率越高，故D正确。 故选D。 2. 汽车发动机一般是柴油机或汽油机，小明查看了某品牌汽车发动机的说明书后，将该汽车发动机的能量流向制成如图所示的图表。若完全燃烧了10kg的汽油，下列说法正确的是（　　）（汽油的热值为4.6×107J/kg） A．该汽车发动机的效率为100% B．冷却水带走的能量最多 C．燃料燃烧时把内能转化为化学能 D．能够输出的有用功为 【答案】D 【详解】A．在汽车工作中，总存在热损失，燃料燃烧放出的热量不可能全部用来做有用功，发动机的效率不可能达到100%，故A错误； B．如图所示，废气带走的能量最多，故B错误； C．燃料具有化学能，燃烧时会将化学能转化为内能，故C错误； D．由图可知，该内燃机的效率 完全燃烧10kg的汽油能够获得的能量 若完全燃烧10kg的汽油，能够输出有用功，故D正确。 故选D。 3．（2026·广西·一模）某款新能源汽车采用氢燃料发动机获得动力。若某次汽车以的恒定功率在水平公路上匀速行驶，消耗的氢能为。下列说法正确的是（　　） A．汽车发动机的效率为60% B．汽车牵引力做的功为 C．氢燃料燃烧是内能转化为化学能 D．氢燃料的热值越大，发动机的效率一定越高 【答案】A 【详解】AB．牵引力做的功 汽车发动机的效率为，故A正确，B错误； C．氢燃料燃烧是化学能转化为内能，不是内能转化为化学能，故C错误； D．发动机的效率取决于对燃料化学能转化为机械能的利用程度，与热值大无关，故D错误。 故选A。 4．（25-26九年级上·陕西渭南·阶段检测）无人驾驶汽车是一种智能汽车，主要依靠车内以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。如图所示，某无人驾驶汽车以的速度沿水平路面匀速直线行驶了，行驶过程受到的牵引力为，发动机消耗柴油。已知柴油的热值为，则下列说法正确的是（　　） A．柴油完全燃烧放出的热量为 B．牵引力做功的功率为 C．汽车发动机的效率为40% D．增大行驶路程，发动机做的有用功会增多，发动机的效率将提高 【答案】C 【详解】A．已知柴油质量，热值，根据燃料完全燃烧放热公式，得柴油完全燃烧放出的热量 故A错误； B．已知牵引力，速度，根据功率公式，得汽车匀速行驶牵引力做功的功率 故B错误； C．已知行驶距离，根据功的公式，得汽车行驶过程中，牵引力做的功 结合A项结果，柴油完全燃烧放出的热量为 ，根据热机效率公式，则汽车发动机的效率为 故C正确； D．发动机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值，它主要由发动机本身的性能决定，在汽车以恒定速度行驶时，其效率基本保持不变，不会因为行驶路程的增大而提高，故D错误。 故选C。 5．如图所示是某品牌汽车汽油机的能量流程图，某次该汽车行驶过程中消耗了0.1kg汽油。已 知汽油的热值为4.2×107J/kg，水的比热容为，求： (1)该汽油机的效率； (2)若释放的热量有 25%被冷却水吸收，质量为5kg的冷却水升高的温度。 【详解】（1）由能量流程图可知，输出有用机械能所占比例为 所以该汽油机的效率为35%。 （2）0.1kg汽油完全燃烧释放的热量为 由题意可知，水吸收的热量为 根据可知，质量为5kg的冷却水升高的温度为 考点03 热机的使用对环境有何影响 1. 热机对环境的主要影响： （1）大气污染：现代工业大量燃烧煤炭、石油和天然气等化石燃料，热机工作时排放的烟尘会使大气变得十分浑浊，降低空气质量；燃料燃烧过程中释放的二氧化硫、氮氧化合物等有害气体，会与空气中的水蒸气结合，形成酸雨，酸雨会危害植物生长、腐蚀建筑物、污染土壤和水源，对生态环境造成严重破坏。此外，汽车尾气中还含有一氧化碳、碳氢化合物等有害气体，会直接危害人体健康。 （2）噪声污染：热机工作时，发动机的运转、排气等过程会产生较大的噪声，长期处于噪声环境中，会影响人们的听力和身心健康，干扰正常的生活和工作。 2. 环境保护的相关措施 （1）优化燃料结构：减少煤炭、石油等传统化石燃料的使用，推广使用天然气、氢气等清洁能源，发展太阳能、风能、水能等可再生能源，从源头减少污染物的排放。 （2）改进热机技术：研发和推广高效、低污染的热机，改进尾气处理技术，安装尾气净化装置，将有害气体转化为无害物质后再排放。 （3）加强环境管理：制定严格的环保法规，限制污染物的排放总量，加强对工业企业、交通运输等领域的环境监管，加大对污染行为的处罚力度。 （4）加强生态建设：大力植树造林，增加植被覆盖率，利用植物的光合作用吸收二氧化碳，净化空气，改善生态环境。 1．（25-26九年级上·河北唐山·期末）下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是（　　） A．热机的效率能达到100% B．热机的大量使用不会造成环境污染 C．使用热值更高的燃料，可以有效提高热机的效率 D．改进热机性能，可以有效利用资源，减少排放污染 【答案】D 【解析】A．热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，效率不可能达到100%，故A错误； B．热机在使用时会排放出一些有害的气体，会造成环境污染，故B错误； C．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，与燃料的热值高低无关，而是与燃料是否充分燃烧、克服机械摩擦做的功等因素有关，提高燃料的利用率是提高热机效率的关键，故C错误； D．改进热机性能，可以增大有效利用的能量，减少排放污染，提高热机的效率，故D正确。 故选D。 2．（25-26九年级上·福建宁德·期中）关于热机和能量守恒定律，下列说法正确的是（    ） A．热机效率越高，在做功同样多的情况下消耗能量越多 B．热机排出的尾气、产生的噪声会对环境造成污染 C．汽油机上安装一个笨重的飞轮，是为了提高它的效率 D．随着技术发展，热机的效率可以达到100% 【答案】B 【解析】A．热机效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，即在做功相同的情况下消耗的能量越少，故A错误； B．热机在使用时会排放出大量的有害气体，造成环境污染；且产生的噪声属于噪声污染，故B正确； C．柴油机上安装笨重的飞轮，是为了利用它的惯性完成吸气、压缩和排气冲程，不是为了提高效率，故C错误； D．用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率，无论科技如何发展，热机的效率可以提高，但因总存在摩擦及热量损失等，效率一定不会达到100%，故D错误。 故选B。 3．下列关于热机和环境保护的说法，正确的是（　　） A．所有的热机都用汽油作燃料 B．汽车排出的尾气都是有毒气体 C．热机的大量使用会造成环境污染 D．热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除 【答案】C 【详解】A．汽油机的燃料是汽油，柴油机的燃料是柴油，还有其它种类的热机，需要的燃料不同，所以热机的燃料有许多种，故A错误； B．汽车排出的尾气中含有一氧化碳、氮氧化物等有毒气体，但主要成分是无毒的氮气、二氧化碳和水蒸气，故B错误； C．热机的大量使用会排出大量废气，废气中含有有毒气体，所以会造成环境污染，故C正确； D．热机所产生的噪声，不可能被热机上的消声器完全消除，只能减小噪声，故D错误。 故选C。 4．如图所示，某现代化火力发电厂采用先进技术：水蒸气进行二次加热，使它继续推动发电机发电，提高发电效率；在煤燃烧前经过洗选来去除杂质，在充分燃烧后，对排出的烟气进行脱硫、脱硝、除尘等净化处理，减少二氧化硫等污染物的排放，从而提高了发电效率并减少污染排放。下列关于其工作过程的说法中，‌错误的是‌（     ） A．对水蒸气进行二次加热，可以提高蒸汽的内能，从而提升汽轮机做功效率 B．二次加热后的蒸汽在推动汽轮机时，能量转化形式为内能转化为机械能 C．煤燃烧前洗选是为了提高热值，使单位质量的煤释放更多热量 D．烟气经过脱硫、脱硝处理，可有效减少酸雨的形成 【答案】C 【详解】A．对水蒸气进行二次加热，即“二次再热”技术，能提升蒸汽的温度和内能，使其在推动汽轮机时做功能力更强，从而‌提高发电效率‌，符合热机优化原理，故A正确； B．蒸汽推动汽轮机运动的过程中，高温高压蒸汽的‌内能‌转化为汽轮机的‌机械能‌，故B正确； C．煤燃烧前洗选的主要目的是‌去除杂质，如硫、灰分‌，以减少污染排放和设备腐蚀，并不能提高煤的热值，故C错误； D．脱硫可减少二氧化硫排放，脱硝可减少氮氧化物排放，二者都是形成‌酸雨‌的主要前体物质，因此该处理能有效减轻酸雨污染，故D正确。 本题选择描述错误选项，故选 C。 热机的效率综合应用 1．比较不同燃料燃烧的放热能力： 方案一：将质量相同的酒精与蜡烛完全燃尽，比较初温、质量相同的水温高低（将水温高低转换为热量多少），水温越高（即水吸收的热量越多），放热本领越大： 方案二：控制水的初温、质量、升高的温度相同（升高的温度转换为吸热多少），比较酒精与蜡烛燃烧的质量，燃烧的质量越少，放热本领越大。 2．燃料的加热效率： （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。例如，燃料不能完全燃烧而损失了一部分能量，装水的容器吸收了一部分能量、灶体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，水吸收的热量只占燃料燃烧放出热量的一部分，只有水吸收的热量才是有效利用的部分。如图所示： （2）加热效率公式： （3）提高锅炉燃料利用率的途径： 让燃料尽可能充分燃烧，如将煤研磨成粉状，加大进风量等； 减少热量损失，如加大有效受热面积等。 3．热机效率计算步骤： 第一步，根据燃料状态和热值，用 Q放=mq（或 Vq）计算燃料完全燃烧放出的热量； 第二步，明确热机对外做的有用功（题目中通常直接给出或通过 W=Fs、W=Pt 计算）； 第三步，代入效率公式计算，注意结果用百分数表示，且小于100%。 角度01 比较不同燃料的热值大小 1．（2025·江苏镇江·二模）如图是实验室探究“不同物质吸热能力”和“比较热值大小”的实验装置（   ） A．探究不同物质的吸热能力，甲、乙燃料质量相同 B．温度计升高的量都能反映吸收热量多少 C．若比较热值大小，液体1和液体2是不同种液体 D．两个实验液体1和液体2的质量都必须相同 【答案】D 【解析】A．探究不同物质吸热能力时，需要控制热源相同，即甲、乙不仅质量要相同，种类也要相同，保证相同时间放出热量相同，故A错误； B．只有比较热值大小时，用温度计升高量反映燃料放出热量多少；探究吸热能力时，加热时间才反映液体吸收热量的多少，故B错误； C．比较热值大小时，需要控制被加热液体的种类、质量都相同，只改变燃料种类，因此液体1和液体2必须是同种液体，故C错误； D．无论探究吸热能力，还是比较热值，都需要控制液体质量相同（控制变量法要求，只有研究的变量不同，其他变量都要保持一致），故D正确。 故选D。 2．（25-26九年级上·山东临沂·期末）如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验，关于这两个实验，下列说法正确的是（　　） A．每组实验中，燃料的质量均应相等 B．每组实验中，烧杯中的物质的质量均应相等 C．都是通过温度计示数的变化来比较燃料燃烧放出热量的多少 D．除了图中所示的测量器材，两个实验都要用到天平和秒表 【答案】B 【详解】AB．由图可知，甲图是“探究不同物质吸热升温现象”，需要控制被加热的沙子和水的质量相等，并使用相同的热源加热，不需要控制燃料质量相等；乙图是“比较不同燃料燃烧放出的热量”，目的是比较热值的大小，需要控制不同燃料的质量相等，烧杯中被加热的水质量相等，故A错误，B正确； C．甲实验使用相同的热源加热，是通过加热时间长短来比较放出热量多少的，故C错误； D．乙实验中不需要秒表，故D错误。 故选B。 3．（25-26九年级上·辽宁营口·阶段检测）小明采用如图所示的装置探究“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”。 燃料 加热前水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃ 酒精 25 65 纸片 25 44 (1)探究过程中，要控制两套装置中燃料的质量和烧杯中水的________和________相等； (2)实验时，可以通过比较________________（选填“加热时间”或“水升高的温度”）来比较酒精和碎纸片放出热量的多少； (3)从表格中数据可以发现，质量相同的酒精和碎纸片都充分燃烧后，________放出的热量多； (4)通过实验表明，质量相等的不同燃料，充分燃烧所放出的热量一般是________（选填“相同”或“不同”）的； (5)在学习时，我们把燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比（）称为热值，用q表示，这里定义热值的方法，我们称为比值法，热值是能够燃烧的物质的属性。下列用比值法定义，并反映物质属性的物理量有：________（填写序号）。 ①速度    ②功率    ③密度    ④压强 【答案】(1) 质量 初温 (2)水升高的温度 (3)酒精 (4)不同 (5)③ 【详解】（1）本实验使用控制变量法，根据吸热公式，要通过水温变化反映燃料放热多少，需要控制燃料质量，以及烧杯中水的质量和初温相等，才能进行比较。 （2）本实验用转换法比较放热，两种燃料都充分燃烧完，水升高的温度大的，吸收的热量多，即燃料放出的热量多，所以通过观察水升高的温度判断放热多少。 （3）由表格数据可知，酒精燃烧使水温升高了，碎纸片使水温升高了，酒精燃烧使水温升高更大，说明质量相同的酒精完全燃烧放出的热量更多。 （4）实验结果表明，酒精和碎纸片燃烧放出的热量是不同的，即质量相等的不同燃料，充分燃烧放出的热量一般是不同的，这是不同燃料热值不同的体现。 （5）比值法定义且反映物质属性，速度描述运动快慢、功率描述做功快慢、压强描述压力作用效果，都不是物质本身固有的属性；密度是物质的固有属性，与质量和体积的大小无关，用质量和体积的比值定义，符合要求，因此选③。 角度02 与热值相关的计算 1．“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数十倍，说明“可燃冰”的______很大。若以10倍的关系粗略计算，0.2kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为______J，可以使______kg的水从20℃加热至60℃。（，） 【答案】 热值 500 【详解】热值表示单位质量的燃料完全燃烧时放出的热量，同等条件下“可燃冰”完全燃烧放出的热量远多于煤气，说明其热值很大；根据题意，0.2kg可燃冰完全燃烧放出的热量是同等条件下煤气完全燃烧放出热量的10倍，则 水吸收的热量等于可燃冰燃烧放出的热量，水的温度变化 根据，可得水的质量 2．取10g酒精和10g花生米，点燃后分别对100g的水加热，直至充分燃烧。数据记录在表中，可见质量相等的酒精和花生米充分燃烧所放出的热量______（选填“相等”或“不相等”），所测的酒精的热值为______J/kg（不计热量损失）。酒精和花生米中，______的热值小。[] 燃料 加热前的水温/℃ 加热后的水温/℃ 10g酒精 20 80 10g花生米 20 50 【答案】 不相等 2.52×106 花生米 【详解】质量相等的酒精和花生米充分燃烧，加热相同质量的水，水升高的温度不同，说明水吸收的热量不同，而水吸收的热量来自燃料燃烧放出的热量，因此质量相等的两种燃料充分燃烧放出的热量不相等。 水升高的温度 吸收热量 忽略热量损失时，酒精燃烧放出的热量等于水吸收的热量，酒精质量，酒精的热值 质量相等的不同燃料完全燃烧，使相同质量的水升高的温度越低，说明燃料放出的热量越少，热值越小。花生米加热后水的温度升高得更少，所以花生米的热值小。 3．秸秆可以回收加工制成秸秆煤，已知秸秆煤的热值q秸秆煤=2.1×107J/kg，天然气的热值q天然气=4.2×107J/m3。求： （1）完全燃烧0.5kg的秸秆煤放出的热量？ （2）这些热量相当于完全燃烧天然气的体积？ 【答案】（1）1.05×107J；（2）0.25m3 【详解】（1）完全燃烧秸秆煤放出的热量 Q放=m煤q秸秆煤=0.5kg×2.1×107J/kg=1.05×107J （2）这些热量相当于完全燃烧天然气的体积为 角度03 加热效率计算 1．如图所示为便携卡式炉，它采用丁烷作为燃料。若在水壶中装入2kg初温为25℃的水，用卡式炉加热至100℃，消耗丁烷25g。已知，，下列说法正确的是（　　） A．加热过程中，水的温度升高，比热容增大 B．水吸收的热量为 C．25g丁烷完全燃烧放出的热量为 D．该卡式炉的加热效率为52.5% 【答案】D 【详解】A．比热容是物质本身的特性，与温度变化无关，故A错误； B．水吸收的热量为，故B错误； C．丁烷燃烧放出的热量为，故C错误； D．该卡式炉的加热效率，故D正确。 故选D。 2．使用清洁能源天然气有助于国家提出的2060年前实现碳中和的目标。小明同学用他家的天然气灶将质量为2kg、初温为15℃的水加热到95℃，水吸收的热量是_________J；若此过程的热效率为40%，则此过程消耗天然气_________。[水的比热容为，天然气热值为] 【答案】 0.04 【详解】水吸收的热量 天然气完全燃烧放出的热量 消耗天然气的体积 3．“小锅米线”是官渡的著名小吃，小杨同学在家煮小锅米线时，将质量为500g的水从24℃加热至94℃（昆明本地水的沸点），消耗了天然气，天然气的热值为，水的比热容为。求： (1)水吸收的热量； (2)完全燃烧天然气放出的热量； (3)该燃气灶的热效率。 【详解】（1）已知水的质量 故水吸收的热量为（2）完全燃烧天然气放出的热量 （3）燃气灶的热效率 4．（25-26九年级下·山东泰安·期中）如图所示是我国建造的全球聚光面积最大的敦煌熔盐塔式光热电站，在满足光照条件下，每天可使该电站的6000t熔盐温度上升400℃。高温的熔盐通过蒸汽发生器产生蒸汽推动汽轮机发电，日发电量W=6.48×1011J。已知c熔盐=1.5×103J/（kg·℃），求： (1)6000t熔盐每天吸收的热量； (2)该光热电站的热电转换效率。 【答案】(1) (2) 【解析】（1）由题意可得，6000t熔盐每天吸收的热量 （2）该光热电站的热电转换效率 角度04 热机效率计算 1．如图所示是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率为______；若完全燃烧400g燃料共放出J热量，则该燃料的热值为______J/kg。 【答案】 35% 【详解】热机效率是有用机械能占燃料燃烧内能的比例。已知机械自身消耗 25%，废气带走 40%，所以热机效率 该燃料的热值 2．汽油的热值为，燃烧过程中汽油的热值_______（选填“增大”“不变”或“减小”）；某汽车发动机的热效率为40%，在平直公路上匀速行驶时，牵引力为920N，则燃烧0.5kg的汽油最多能让这辆汽车行驶________km。 【答案】 不变 【详解】热值是燃料的固有特性，仅由燃料的种类决定，与燃料的燃烧状态、质量等因素无关，因此燃烧过程中汽油的热值不变； 完全燃烧0.5kg汽油放出的热量 由热效率公式得汽车获得的有用功 根据功的公式得汽车行驶的距离 3. 如图所示是我国自行研制的大型客机C919，若它在高空水平定速巡航飞行消耗的航空煤油为，受到的阻力为，航空煤油完全燃烧放出的热量是________J；飞机发动机的热机效率为________（航空煤油热值为） 【答案】 【详解】[1]航空煤油完全燃烧放出的热量 [2]飞机水平定速巡航时，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，即 飞行距离 牵引力所做的功 飞机发动机的热机效率 4. 氢燃料被认为是21世纪最理想的能源，氢燃料新能源公交车逐渐在很多城市投放使用。氢的热值为1.4×108J/kg，求： (1)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少？ (2)燃烧0.5kg的氢燃料可以使恒定功率为的公交车匀速行驶5分钟，则氢燃料公交车的效率为多少？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）氢燃料完全燃烧放出的热量 （2）0.5kg的氢燃料完全燃烧放出的热量 由P=W/t得，公交车所做的功 氢燃料公交车的效率 1．（2026内蒙古）搭载我国自主研发的全球首款兆瓦级氢燃料涡桨发动机的无人运输机，于2026年4月完成首飞。选择质量更小、放热更多、零碳排放的液氢作为发动机的燃料，是因为液氢的（　　） A．沸点高 B．热值大 C．比热容大 D．凝固点高 🗝️解密：这个考点藏在教材第20页， 本题源自教材第23页习题3的变式。 【答案】B 【解析】液氢满足“质量更小、放热更多”的特点，刚好符合热值大的特性，因此选择液氢作为燃料是利用了液氢热值大的特点，故选B。 2．（2026四川达州）如图所示，在热机的原理实验中，完全燃烧的酒精可放出________的热量；加热过程中观察到风车慢慢转动，其能量转化方式与内燃机的________冲程类似。（） 🗝️解密：这个考点藏在教材第20页， 本题源自教材第23页习题2的变式。 【答案】 做功 【解析】完全燃烧酒精放出的热量为 实验中，水受热汽化为水蒸气，高温蒸汽推动风车转动，能量转化为内能转化为机械能，内燃机的做功冲程为燃气的内能转化为活塞机械能，因此和做功冲程能量转化一致。 3．（2026四川成都）锻造钢制零件时常将零件加热至高温后浸入水中快速冷却，即“淬火”。某课外研究小组在实验室模拟“淬火”过程如下：在17℃的室温环境下，用酒精灯将质量为100g的钢片均匀加热至高温后立即浸没于100g水中，水温升至40℃后缓慢下降。加热钢片消耗酒精1.4g，酒精完全燃烧。不考虑水的汽化，忽略钢片转移至水中过程热量损失，假设钢片放出的热量完全被水吸收。已知水的比热容为，钢的比热容为，酒精的热值为。下列计算结果正确的是（     ） A．水吸收的热量为 B．酒精燃烧释放的热量为 C．钢片吸热后温度升高233℃ D．加热钢片过程中能量转化效率为23% 🗝️解密：这个考点藏在教材第21页， 本题源自教材第23页习题2的变式。 【答案】C 【解析】A．由题意可知，室温为17℃，因此钢片和水的初温均为17℃，水吸收的热量为，故A错误； B．酒精燃烧释放的热量为，故B错误； C．因为忽略钢片转移至水中过程热量损失，钢片浸没于水中时放出的热量等于水吸收的热量，即 所以根据可得钢片初始高温为 即用酒精灯给钢片加热后，钢片的末温为250℃，因此钢片吸热后温度升高值为，故C正确； D．加热钢片过程中，钢片吸收的热量为 加热钢片的能量转化效率为，故D错误。 故选C。 4．（2026天津）（多选）一辆燃油汽车以的速度匀速行驶时发动机的输出功率为，若其行驶了，消耗燃油，已知燃油密度为，热值为。则（     ） A．汽车的牵引力为 B．汽车的牵引力为 C．发动机的效率为 D．发动机的效率为 🗝️解密：这个考点藏在教材第21页， 本题源自教材第23页习题1的变式。 【答案】AD 【解析】AB．根据，功率，速度 牵引力，故A符合题意，B不符合题意； CD．发动机效率，有用功 燃油完全燃烧放出的热量 发动机的效率为，故C不符合题意，D符合题意。 故选AD。 5．（2026甘肃武威）张雪机车创造了中国摩托车制造商在WSBK赛事中的历史性突破。该机车大量使用密度较小的碳纤维材料，有助于_________（选填“增大”或“减小”）机车惯性；比赛过程中，油箱内的汽油用去一半，剩余汽油的热值将__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 🗝️解密：这个考点藏在教材第20页， 本题源自教材第23页习题2的变式。 【答案】 减小 不变 【解析】 惯性的大小仅与物体的质量有关，质量越小，惯性越小；已知碳纤维材料密度较小，在机车体积不变时，根据公式，使用该材料能减小机车的质量，进而减小机车惯性。 热值是燃料的固有特性，其大小只取决于燃料的种类，与燃料的质量、体积等均无关；油箱内汽油用去一半后，剩余汽油的种类未发生变化，因此热值不变。 6．（2026重庆）神舟二十三号载人飞船于5月24日成功发射，如图所示。运载火箭使用的推进剂中含有热值为4.2×107J/kg的偏二甲肼燃料，完全燃烧1×105kg的这种燃料可以释放______J的热量。飞船与空间站“天和核心舱”对接成功后，飞船相对于核心舱是______的。 🗝️解密：这个考点藏在教材第20页， 本题源自教材第23页习题2的变式。 【答案】 静止 【解析】完全燃烧1×105kg的这种偏二甲肼燃料可以释放的热量为 飞船与空间站“天和核心舱”对接成功后，飞船相对于核心舱的位置不变，是静止的。 7．（2026四川广安）某折叠卡式炉如图所示，它采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2 kg水，用卡式炉给水加热使之温度升高了50 ℃，丁烷完全燃烧释放了的能量。此过程通过________（选填“做功”或“热传递”）方式增大了水的内能，该卡式炉烧水的效率为________。水的比热容为。 🗝️解密：这个考点藏在教材第21页， 本题源自教材第23页习题2的变式。 【答案】 热传递 【解析】改变内能的方式分为做功和热传递，本题中燃料燃烧放热，传递给水被水吸收，因此是通过热传递的方式增大水的内能。 水吸收的热量为 所以卡式炉的加热效率为 8．（2026江西）某电热水壶的额定功率为P，正常工作一段时间，使壶内质量为的水温度升高了（水未沸腾），水的比热容为，则水吸收的热量为_____，该电热水壶的加热效率_____ 。（本小题均用题中所给的字母表示） 🗝️解密：这个考点藏在教材第21页， 本题源自教材第23页习题2的变式。 【答案】 【解析】[1]根据比热容的吸热公式，物体吸收的热量等于比热容、质量与温度变化量的乘积，即吸收的热量。 [2]电热水壶正常工作时，消耗的电能等于额定功率与工作时间的乘积，即；加热效率的定义是被加热物体吸收的热量与消耗的电能的比值，即。 9．（2026江苏苏州）小区使用管道天然气为住户供气，所用天然气热值为。某天，小明家利用燃气热水器将20kg的水从20℃加热到40℃，热水器的加热效率为80%。已知水的比热容。求： (1)水升温吸收的热量。 (2)消耗的天然气体积。 🗝️解密：这个考点藏在教材第21页， 本题源自教材第23页习题2的变式。 【答案】(1) (2) 【解析】（1）水升温吸收的热量 （2）天然气完全燃烧放出的热量 消耗天然气的体积 10．（2026湖北）现存于湖北省博物馆的曾侯乙铜鉴缶（图甲）被誉为我国最早的保温箱和冰箱，冬天在外层鉴腹内装入热水，可让内层铜缶内的酒升温，夏天则装入冰块让酒降温。为研究其温酒的热效率，在内外两个金属容器中分别加入酒和适量热水（图乙），记录它们的温度随时间变化情况（图丙）。[] (1)水的内能__________（填变化趋势），酒吸收的热量__________。 (2)水放出的热量，热效率__________%，热效率不能达到100%是因为____________________。 (3)夏天给酒降温，若铜鉴缶的外壁出现水珠，这是__________现象（填物态变化名称）。 🗝️解密：这个考点藏在教材第21页， 本题源自教材第23页习题2的变式。 【答案】(1) 不断减小 (2) 30 有一部分热量散失到空气中（容器吸收了部分热量） (3)液化 【解析】（1）由图丙可知，水的温度不断降低，所以内能不断减小。 由图丙可知，酒的初温是0℃，末温是50℃，酒吸收的热量为 （2）热效率为 热效率达不到100%的原因：有一部分热量散失到空气中（容器吸收了部分热量）。 （3）空气中的水蒸气遇冷变成小水珠，属于液化现象。 ⚡基础速刷 1．如图所示，有三种燃料，分别是：天然气、酒精和煤炭。在三种燃料中，属于液体燃料的是______。三种燃料在燃烧时，都把______能转化为______能。相同质量的三种燃料，完全燃烧时，放出的热量不同，反映了三种燃料的______不同。 【答案】 酒精 化学 内 热值 【详解】在天然气、酒精、煤炭三种燃料中，酒精可以流动、具有一定的体积，属于液体燃料。 三种燃料都具有化学能，在燃烧时，释放热量，把化学能转化为内能。 相同质量的三种燃料完全燃烧时，释放的热量不同，即燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比不同，而“燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比” 叫作这种燃料的热值，所以反映了三种燃料的热值不同。 2．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1.4×108J/kg，如果一辆汽车平均每月消耗氢燃料30kg，这些氢燃料完全燃烧释放的热量为_____J。 【答案】4.2×109 【详解】30kg氢燃料完全燃烧释放的热量为 3．小明在课后查阅到一些燃料的热值，将其记录如下： 燃料 酒精 木炭 柴油 氢 热值（J/kg） 3.0×107 3.4×107 4.3×107 1.4×108 表中提到的四种燃料质量相等，完全燃烧后，放出热量最少的是___ 。若为卫星运载火箭选择其中一种作为推进燃料，最好的是___ 。 【答案】 酒精 氢 【详解】对比表中四种燃料的热值，酒精的热值最小，根据可知，质量相等的四种燃料完全燃烧后，酒精放出的热量最少；卫星运载火箭选择推进燃料时，需要在燃料质量相同的情况下获得尽可能大的推力，也就要求燃料完全燃烧能放出更多热量，因此要选择热值最大的燃料，四种燃料里氢的热值最高，所以最适合作为火箭推进燃料。 4．用煤气灶把2kg、初温为的水加热到，消耗了煤气。已知水的比热容是，煤气的热值为，则水吸收的热量是________J，煤气完全燃烧放出的热量是________J，该煤气灶烧水的效率是________。 【答案】 【详解】[1]水吸收的热量为 [2]煤气完全燃烧放出的热量为 [3]该煤气灶烧水的效率为 5．如图为汽油车的能量流向图，某品牌汽油车在一次行驶过程中消耗汽油30kg，汽油完全燃烧放出的热量为________J。若汽油机的热效率为30%，则有用机械能为________J（汽油的热值为）。 【答案】 【详解】[1]汽油完全燃烧放出的热量 [2]有用机械能 6．某三口之家单独使用不同种类的燃料（假设均完全燃烧）时，平均月消耗量分别为：木柴约200 kg，烟煤约80 kg，液化石油气约30 kg，煤气约60 kg。则这四种燃料中哪一种燃料的热值最高（　　） A．液化石油气 B．煤气 C．烟煤 D．木柴 【答案】A 【详解】三口之家每月生活需要的总热量是固定的，因此四种燃料完全燃烧放出的总热量是相等的。 根据热值公式 ，变形可得 ：当放出总热量相同时，燃料的质量越小，热值越大。 四种燃料中液化石油气的月消耗量质量最小（仅30kg），因此液化石油气的热值最高，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 7．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 【答案】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。 8．在“探究燃料放热能力”的实验中，某组同学利用图示装置分别进行了两次实验，两次实验过程中需要保持相同的物理量是（   ） A．水的质量 B．燃料的种类 C．水升高的温度 D．燃料燃烧的时间 【答案】A 【详解】A．探究燃料的放热能力，要控制水的质量相同，由水吸收的热量可知，只有水的质量相同，才能通过水升高的温度来反映燃料放出热量的多少，即哪种燃料燃烧时，能使质量相同的水升高的温度更高，说明该燃料的放热能力更强，故A符合题意； B．实验目的是探究不同燃料的放热能力，所以燃料的种类应不同，故B不符合题意； C．水升高的温度是实验中需要测量的量，用来比较燃料放出热量的多少，不需要保持相同，故C不符合题意； D．燃料燃烧的时间不能直接决定放出的热量，且不同燃料燃烧速度不同，无需保持燃烧时间相同，故D不符合题意。 故选A。 9．某物理兴趣小组用煤炉给10kg的水加热，同时绘制了加热过程中水温随时间变化的曲线，如图所示。在0~6min内燃烧了0.6kg的煤。水的比热容为，该煤的热值为。下列判断正确的是（　　） A．将煤磨成粉末，燃烧更充分，可以增大煤的热值 B．此次加热过程中水吸收的热量约为J C．此次加热过程中煤炉的效率约为14% D．该煤的热值为，表示该煤完全燃烧可以释放的热量 【答案】C 【详解】A．热值是燃料本身的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的形态无关，将煤磨成粉末，燃烧更充分，煤的热值不变，故A错误； B．在6min内水升高的温度 水吸收的热量 故B错误； C．煤完全燃烧产生的热量 此次加热过程中的热效率 故C正确； D．该煤的热值为，表示煤完全燃烧1kg可以释放的热量，故D错误。 故选C。 10．下列关于提高家用汽车汽油机热机效率的积极意义，说法错误的是（     ） A．可以降低日常出行的燃油消耗成本 B．能完全消除汽车行驶过程中产生的噪声 C．减少燃油燃烧的能量浪费，节约能源 D．降低尾气中未完全燃烧的污染物排放，利于环保 【答案】B 【详解】A．热机效率提升后，相同有用功下消耗的燃油更少，能直接降低出行成本，故A正确； B．提高热机效率只能减少能量损耗，无法完全消除汽车运行的机械噪声，故B错误； C．提高热机效率能让更多燃油内能转化为机械能，减少能量浪费，节约能源，故C正确； D．效率提升会让燃料燃烧更充分，减少尾气中有害污染物的排放，助力节能减排、保护环境，故D正确。 本题选错误的选项，因此选B。 🚀能力跃升 11．（25-26九年级上·云南曲靖·期末）某单缸四冲程汽油机飞轮转速为1800r/min，则1s内汽油机对外做功____次；若其效率为30%，消耗100g汽油（热值），对外做的有用功为______J。 【答案】 15 【详解】[1]一个工作循环飞轮转动2周，对外做功1次，飞轮转速为 则1s汽油机对外做功15次。 [2]消耗100g汽油放出的热量 则汽油机对外做的有用功 12．（25-26九年级上·四川泸州·期末）某景区最新推出了一款太阳能观光车，若该车的顶部太阳能电池板的面积为，5h内接收到的太阳能为，太阳能电池板接收的太阳能转化成了的电能。则该车太阳能电池的光电转化效率是_____；若该观光车的电能转化为机械能的效率为80%，该车满载时水平方向的阻力约为1000N，充满电后最多能行驶_____m；若上述机械能由效率为30%的内燃机提供，需消耗1.2kg的燃油，则燃油的热值是_____J/kg。 【答案】 20% 1.728×104 4.8×107 【详解】[1]该车太阳能电池的光电转化效率是 [2]充满电后最多可输出的机械能为 匀速行驶时牵引力，由公式可得， [3]燃料燃烧放出的热量为 燃油的热值为 13．（25-26九年级上·四川成都·期末）小华为了测量未知物质甲的比热容，在标准大气压下，他利用实际功率为100W的电加热器分别对400g的物质甲和500g的水进行加热。实验中，他记录了两种物质的温度随时间变化的数据，并绘制成如图所示的温度-时间图像。已知水的比热容为，水和甲物质单位时间吸收热量相同，下列说法正确的是（    ） A．图线A表示的是水的温度-时间的变化关系 B．甲物质的比热容为 C．10~15min，甲物质吸收的热量是 D．电加热器的加热效率为75% 【答案】C 【详解】A．水的比热容较大，质量也较大，根据可知，加热相同时间，吸收相同热量，水升高的温度少，所以图线B表示的是水的温度-时间的变化关系，则图线A表示的是物质甲的温度-时间的变化关系，故A错误； B．由图线可知，加热相同时间（5min），吸收相同热量，物质甲升温，水升温，根据，物质甲和水比热容之比为 则甲物质的比热容为 故B错误； C．0~5min，甲物质吸收的热量为 水和甲物质单位时间吸收热量相同，则10~15min，甲物质吸收的热量也为，故C正确； D．0~5min，消耗的电能为 则电加热器的加热效率为 故D错误。 故选C。 🌟思维挑战 14．（2026·广东·一模）汽车采用油压制动刹车从时速100公里到静止可能只需要几秒，消耗的动能最终被释放掉，造成了能源的浪费。为节约能源，现在的混合动力汽车采用再生制动器，它能把汽车刹车制动时消耗的动能部分转化为电能储存在蓄电池中，同时产生汽车所需的制动力，从而有效减少了汽车的燃油消耗和制动器摩擦片的磨损。 (1)汽车在行驶过程中，很多部位会发热，如：①发动机外壳发烫；②轮胎发热；③刹车片发热；④水箱中的水变热。其中主要属于通过做功改变内能的是______（填写序号）； (2)下列关于汽油机的说法中，正确的是________； A．汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是空气 B．汽油在发动机内燃烧越充分，其热值越大 C．汽油机的效率越高，所消耗的汽油热值越大 D．使汽油燃烧更充分，可以提高汽油机的效率 (3)该汽车的汽缸在某时刻的状态如图甲所示，此时为______冲程，其输出功率随转速变化如图乙所示，转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数，当发动机的转速为时，该发动机在1 s内做功为_____J； (4)储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率。某次测试储能效率中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能，画出随s变化的图像如图丙所示：则图中表示开启再生制动器的图线是_____（选填“①”或“②”）；依据图像计算本次测试的储能效率为_____%。 【答案】(1)②③ (2)D (3)压缩 (4)② 40 【解析】（1）①发动机外壳发烫是因为发动机内部放出的热量传递给外壳，外壳内能增大，温度升高，属于热传递改变物体的内能； ②轮胎发热，是因为轮胎克服摩擦做功，轮胎内能增大，温度升高，属于做功改变物体的内能； ③刹车片发热，是因为刹车片克服摩擦做功，刹车片内能增大，温度升高，属于做功改变物体的内能； ④水箱中的水变热，是发动机放出的热量传递给水，水的内能增大，温度升高，属于热传递改变物体的内能。 综上所述，通过做功改变内能的是②③。 （2）A．汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是空气和汽油的混合物，故A错误； BC．热值是燃料的一种特性，与燃烧是否充分、热机效率高低等无关，故BC错误； D．使汽油燃烧更充分，可以提高燃料的利用率，从而提高热机效率，故D正确。 故选D。 （3）[1]如图所示，两个气门均关闭，活塞向上运动，压缩缸内气体，为压缩冲程。 [2]如图乙所示，可设发动机功率P与转速n的关系为 当转速为时，功率为30kw，所以有① 当转速为时，功率为140kw，所以有② ①②联立解得，，所以发动机功率P与转速n的关系为 所以当转速为时，发动机功率 所以该发动机在1 s内做功 （4）[1]关闭再生制动器，汽车克服摩擦做功，动能全部转化为内能；开启再生制动器，动能除了转化为内能，有部分动能转化为电能，克服摩擦做功的能量减少，摩擦力大小不变，所以汽车运动的距离减小，所以表示开启再生制动器的是曲线②。 [2]由图像可知，正常行驶的情况时关闭发动机后，汽车行驶了 开启再生制动器行驶的距离 因此动能转化为内能的效率为 所以储能效率 17 / 34 学科网（北京）股份有限公司 $ 第10.4节 热机的效率 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 什么是燃料的热值 考点02 什么是热机的效率 考点03 热机的使用对环境有何影响 03 避坑指南·解题通法 角度01 比较不同燃料的热值大小 角度02 与热值相关的计算 角度03 加热效率的计算 角度04 热机效率的计算 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.知道燃料热值的定义、单位、物理意义、公式，能进行热值相关计算。 2.知道热机效率的定义、公式，理解热机效率不能达到100%的原因，掌握热机效率的计算方法。 3.了解提高热机效率的主要途径，认识热机使用对环境的影响，知晓环境保护的相关措施。 1. 结合生活中燃料燃烧的实例，用比值定义法理解热值的物理含义。 2. 梳理热机能量流向图，分析各类能量损失，理解热机效率的定义，总结效率计算的核心方法。 3. 联系生活实际，整理提高热机效率的措施，建立效率提升与环境保护的关联。 考点01 什么是燃料的热值 1. 人类使用燃料的历程： 在历史上很长一段时期，木柴和煤炭是人类的主要生活燃料。20世纪末，煤气成为城市居民日常使用的生活燃料，煤气生产出来后储存在巨大的“煤气包”中，并通过管道输送到千家万户；进入21世纪以后，更清洁环保的天然气逐步替代煤气成为居民的主要生活燃料，遍布城市各处的“煤气包”也陆续退出历史舞台。人类使用燃料的历程：木柴和煤炭→煤气→天然气。 2. 燃料的种类： （1）燃料是指可燃烧的物质，根据不同标准，燃料可分为不同的种类。 （2）燃料燃烧时能量转化 燃料在燃烧时将化学能转化为内能，也就是我们常说的释放能量。 3. 燃料的热值 （1）定义： 把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值，用字母q表示。 （2）单位：J/kg或J/m3。 （3）物理意义： 热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，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。 （4）特性：热值只与燃料的种类有关，与燃料的状态、质量、体积、是否燃烧等均无关。 （5）公式：Q＝mq或者Q＝Vq。 （6）表是一些常见燃料的热值。 【深化点拨】 对燃料热值的理解 （1）“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽。1kg的某种燃料，只有在完全燃烧时放出热量的大小，在数值上才等于这种燃料的热值。如果没有完全燃烧，放出的热量比按热值计算出的热量要小。 （2）热值是燃料本身的一种性质,它只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧、放出热量的多少均没有关系，同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值不同。 1．（2026·内蒙古·中考真题）搭载我国自主研发的全球首款兆瓦级氢燃料涡桨发动机的无人运输机，于2026年4月完成首飞。选择质量更小、放热更多、零碳排放的液氢作为发动机的燃料，是因为液氢的（　　） A．沸点高 B．热值大 C．比热容大 D．凝固点高 2．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% 3．“可燃冰”主要成分是甲烷，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，所以“可燃冰”是一种新型清洁能源。其中甲烷的热值为q甲烷=4.2×107J／m3，其物理意义是（ ） A. 1J的甲烷完全燃烧能产生4.2×107 m3热量。 B. 4.2×107J的甲烷完全燃烧能产生1m3热量。 C. 1m3甲烷完全燃烧能产生4.2×107 J热量。 D. 4.2×107m3的甲烷完全燃烧能产生1J热量。 4. 关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（　　） A．没有燃烧的燃料，其热值等于零 B．燃料的热值与其质量和燃烧状态无关 C．燃料完全燃烧时，它的热值最大 D．燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多 考点02 什么是热机的效率 1. 热机效率： （1）定义：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧释放的能量之比。 （2）热机能量流向图： （3）公式： η =W有用/Q放×100% （4）物理意义：热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，节约能源。 （5）常见热机的效率： 蒸汽机 6%～15%，汽油机 20%～30%，柴油机30%～40%，喷气式飞机上的发动机50%～60%。 2. 提高热机效率的主要途径 热机的效率是热机性能的重要指标。在做功相同的情况下，热机的效率越高，燃料的消耗越少。 （1）减少燃烧过程中的热量损失：使燃料充分燃烧，例如内燃机要掌握火花塞点火或喷油嘴喷油的最佳时间，保证燃料与空气充分混合；蒸汽类热机将煤研磨成粉状，用风吹入锅炉内燃烧，增大燃料与空气的接触面积，提高燃烧效率。 （2）减小摩擦损失：尽量简化机械传动部分，选用优良的润滑材料，减少部件之间的摩擦，降低机械能转化为内能的损耗。 （3）减少传热损失：对热机的气缸、外壳等部件进行保温处理，减少内能通过热传递散失到周围环境中。 （4）回收利用废气能量：利用废气的内能预热吸入的空气或燃料，提高进入气缸内气体的温度，减少燃料燃烧时消耗的能量，提高能量利用率。 【深化点拨】 1．对于热机效率的理解： 热机效率是衡量热机性能好坏的一个重要参数，要提高热机的效率就是要提高热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1。 2．对于提高热机效率措施的理解： （1）效率提升措施：如使燃料充分燃烧、减小摩擦、回收废气能量；这样做的核心是“减少能量损失，提高燃料利用率”。 （2）环保措施：如安装尾气净化装置、使用清洁能源、植树造林；这样做的核心是“减少污染物排放，改善环境质量”。 （3）措施兼具两种作用：如使用氢气作为燃料，既提高了燃料利用率（热值大），又减少了污染物排放（燃烧产物只有水）。 1.关于热机效率，以下说法中正确的是（    ） A．在做功同样多的情况下，消耗的燃料越多，热机的效率越高 B．热机效率越高，热机做的有用功就一定越多 C．新能源汽车发动机的效率可以达到100% D．消耗的燃料相同时，热机做的有用功越多，热机的效率越高 2. 汽车发动机一般是柴油机或汽油机，小明查看了某品牌汽车发动机的说明书后，将该汽车发动机的能量流向制成如图所示的图表。若完全燃烧了10kg的汽油，下列说法正确的是（　　）（汽油的热值为4.6×107J/kg） A．该汽车发动机的效率为100% B．冷却水带走的能量最多 C．燃料燃烧时把内能转化为化学能 D．能够输出的有用功为 3．（2026·广西·一模）某款新能源汽车采用氢燃料发动机获得动力。若某次汽车以的恒定功率在水平公路上匀速行驶，消耗的氢能为。下列说法正确的是（　　） A．汽车发动机的效率为60% B．汽车牵引力做的功为 C．氢燃料燃烧是内能转化为化学能 D．氢燃料的热值越大，发动机的效率一定越高 4．（25-26九年级上·陕西渭南·阶段检测）无人驾驶汽车是一种智能汽车，主要依靠车内以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。如图所示，某无人驾驶汽车以的速度沿水平路面匀速直线行驶了，行驶过程受到的牵引力为，发动机消耗柴油。已知柴油的热值为，则下列说法正确的是（　　） A．柴油完全燃烧放出的热量为 B．牵引力做功的功率为 C．汽车发动机的效率为40% D．增大行驶路程，发动机做的有用功会增多，发动机的效率将提高 5．如图所示是某品牌汽车汽油机的能量流程图，某次该汽车行驶过程中消耗了0.1kg汽油。已 知汽油的热值为4.2×107J/kg，水的比热容为，求： (1)该汽油机的效率； (2)若释放的热量有 25%被冷却水吸收，质量为5kg的冷却水升高的温度。 考点03 热机的使用对环境有何影响 1. 热机对环境的主要影响： （1）大气污染：现代工业大量燃烧煤炭、石油和天然气等化石燃料，热机工作时排放的烟尘会使大气变得十分浑浊，降低空气质量；燃料燃烧过程中释放的二氧化硫、氮氧化合物等有害气体，会与空气中的水蒸气结合，形成酸雨，酸雨会危害植物生长、腐蚀建筑物、污染土壤和水源，对生态环境造成严重破坏。此外，汽车尾气中还含有一氧化碳、碳氢化合物等有害气体，会直接危害人体健康。 （2）噪声污染：热机工作时，发动机的运转、排气等过程会产生较大的噪声，长期处于噪声环境中，会影响人们的听力和身心健康，干扰正常的生活和工作。 2. 环境保护的相关措施 （1）优化燃料结构：减少煤炭、石油等传统化石燃料的使用，推广使用天然气、氢气等清洁能源，发展太阳能、风能、水能等可再生能源，从源头减少污染物的排放。 （2）改进热机技术：研发和推广高效、低污染的热机，改进尾气处理技术，安装尾气净化装置，将有害气体转化为无害物质后再排放。 （3）加强环境管理：制定严格的环保法规，限制污染物的排放总量，加强对工业企业、交通运输等领域的环境监管，加大对污染行为的处罚力度。 （4）加强生态建设：大力植树造林，增加植被覆盖率，利用植物的光合作用吸收二氧化碳，净化空气，改善生态环境。 1．（25-26九年级上·河北唐山·期末）下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是（　　） A．热机的效率能达到100% B．热机的大量使用不会造成环境污染 C．使用热值更高的燃料，可以有效提高热机的效率 D．改进热机性能，可以有效利用资源，减少排放污染 2．（25-26九年级上·福建宁德·期中）关于热机和能量守恒定律，下列说法正确的是（    ） A．热机效率越高，在做功同样多的情况下消耗能量越多 B．热机排出的尾气、产生的噪声会对环境造成污染 C．汽油机上安装一个笨重的飞轮，是为了提高它的效率 D．随着技术发展，热机的效率可以达到100% 3．下列关于热机和环境保护的说法，正确的是（　　） A．所有的热机都用汽油作燃料 B．汽车排出的尾气都是有毒气体 C．热机的大量使用会造成环境污染 D．热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除 4．如图所示，某现代化火力发电厂采用先进技术：水蒸气进行二次加热，使它继续推动发电机发电，提高发电效率；在煤燃烧前经过洗选来去除杂质，在充分燃烧后，对排出的烟气进行脱硫、脱硝、除尘等净化处理，减少二氧化硫等污染物的排放，从而提高了发电效率并减少污染排放。下列关于其工作过程的说法中，‌错误的是‌（     ） A．对水蒸气进行二次加热，可以提高蒸汽的内能，从而提升汽轮机做功效率 B．二次加热后的蒸汽在推动汽轮机时，能量转化形式为内能转化为机械能 C．煤燃烧前洗选是为了提高热值，使单位质量的煤释放更多热量 D．烟气经过脱硫、脱硝处理，可有效减少酸雨的形成 热机的效率综合应用 1．比较不同燃料燃烧的放热能力： 方案一：将质量相同的酒精与蜡烛完全燃尽，比较初温、质量相同的水温高低（将水温高低转换为热量多少），水温越高（即水吸收的热量越多），放热本领越大： 方案二：控制水的初温、质量、升高的温度相同（升高的温度转换为吸热多少），比较酒精与蜡烛燃烧的质量，燃烧的质量越少，放热本领越大。 2．燃料的加热效率： （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。例如，燃料不能完全燃烧而损失了一部分能量，装水的容器吸收了一部分能量、灶体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，水吸收的热量只占燃料燃烧放出热量的一部分，只有水吸收的热量才是有效利用的部分。如图所示： （2）加热效率公式： （3）提高锅炉燃料利用率的途径： 让燃料尽可能充分燃烧，如将煤研磨成粉状，加大进风量等； 减少热量损失，如加大有效受热面积等。 3．热机效率计算步骤： 第一步，根据燃料状态和热值，用 Q放=mq（或 Vq）计算燃料完全燃烧放出的热量； 第二步，明确热机对外做的有用功（题目中通常直接给出或通过 W=Fs、W=Pt 计算）； 第三步，代入效率公式计算，注意结果用百分数表示，且小于100%。 角度01 比较不同燃料的热值大小 1．（2025·江苏镇江·二模）如图是实验室探究“不同物质吸热能力”和“比较热值大小”的实验装置（   ） A．探究不同物质的吸热能力，甲、乙燃料质量相同 B．温度计升高的量都能反映吸收热量多少 C．若比较热值大小，液体1和液体2是不同种液体 D．两个实验液体1和液体2的质量都必须相同 2．（25-26九年级上·山东临沂·期末）如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验，关于这两个实验，下列说法正确的是（　　） A．每组实验中，燃料的质量均应相等 B．每组实验中，烧杯中的物质的质量均应相等 C．都是通过温度计示数的变化来比较燃料燃烧放出热量的多少 D．除了图中所示的测量器材，两个实验都要用到天平和秒表 3．（25-26九年级上·辽宁营口·阶段检测）小明采用如图所示的装置探究“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”。 燃料 加热前水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃ 酒精 25 65 纸片 25 44 (1)探究过程中，要控制两套装置中燃料的质量和烧杯中水的________和________相等； (2)实验时，可以通过比较________________（选填“加热时间”或“水升高的温度”）来比较酒精和碎纸片放出热量的多少； (3)从表格中数据可以发现，质量相同的酒精和碎纸片都充分燃烧后，________放出的热量多； (4)通过实验表明，质量相等的不同燃料，充分燃烧所放出的热量一般是________（选填“相同”或“不同”）的； (5)在学习时，我们把燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比（）称为热值，用q表示，这里定义热值的方法，我们称为比值法，热值是能够燃烧的物质的属性。下列用比值法定义，并反映物质属性的物理量有：________（填写序号）。 ①速度    ②功率    ③密度    ④压强 角度02 与热值相关的计算 1．“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数十倍，说明“可燃冰”的______很大。若以10倍的关系粗略计算，0.2kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为______J，可以使______kg的水从20℃加热至60℃。（，） 2．取10g酒精和10g花生米，点燃后分别对100g的水加热，直至充分燃烧。数据记录在表中，可见质量相等的酒精和花生米充分燃烧所放出的热量______（选填“相等”或“不相等”），所测的酒精的热值为______J/kg（不计热量损失）。酒精和花生米中，______的热值小。[] 燃料 加热前的水温/℃ 加热后的水温/℃ 10g酒精 20 80 10g花生米 20 50 3．秸秆可以回收加工制成秸秆煤，已知秸秆煤的热值q秸秆煤=2.1×107J/kg，天然气的热值q天然气=4.2×107J/m3。求： （1）完全燃烧0.5kg的秸秆煤放出的热量？ （2）这些热量相当于完全燃烧天然气的体积？ 角度03 加热效率计算 1．如图所示为便携卡式炉，它采用丁烷作为燃料。若在水壶中装入2kg初温为25℃的水，用卡式炉加热至100℃，消耗丁烷25g。已知，，下列说法正确的是（　　） A．加热过程中，水的温度升高，比热容增大 B．水吸收的热量为 C．25g丁烷完全燃烧放出的热量为 D．该卡式炉的加热效率为52.5% 2．使用清洁能源天然气有助于国家提出的2060年前实现碳中和的目标。小明同学用他家的天然气灶将质量为2kg、初温为15℃的水加热到95℃，水吸收的热量是_________J；若此过程的热效率为40%，则此过程消耗天然气_________。[水的比热容为，天然气热值为] 3．“小锅米线”是官渡的著名小吃，小杨同学在家煮小锅米线时，将质量为500g的水从24℃加热至94℃（昆明本地水的沸点），消耗了天然气，天然气的热值为，水的比热容为。求： (1)水吸收的热量； (2)完全燃烧天然气放出的热量； (3)该燃气灶的热效率。 4．（25-26九年级下·山东泰安·期中）如图所示是我国建造的全球聚光面积最大的敦煌熔盐塔式光热电站，在满足光照条件下，每天可使该电站的6000t熔盐温度上升400℃。高温的熔盐通过蒸汽发生器产生蒸汽推动汽轮机发电，日发电量W=6.48×1011J。已知c熔盐=1.5×103J/（kg·℃），求： (1)6000t熔盐每天吸收的热量； (2)该光热电站的热电转换效率。 角度04 热机效率计算 1．如图所示是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率为______；若完全燃烧400g燃料共放出J热量，则该燃料的热值为______J/kg。 2．汽油的热值为，燃烧过程中汽油的热值_______（选填“增大”“不变”或“减小”）；某汽车发动机的热效率为40%，在平直公路上匀速行驶时，牵引力为920N，则燃烧0.5kg的汽油最多能让这辆汽车行驶________km。 3. 如图所示是我国自行研制的大型客机C919，若它在高空水平定速巡航飞行消耗的航空煤油为，受到的阻力为，航空煤油完全燃烧放出的热量是________J；飞机发动机的热机效率为________（航空煤油热值为） 4. 氢燃料被认为是21世纪最理想的能源，氢燃料新能源公交车逐渐在很多城市投放使用。氢的热值为1.4×108J/kg，求： (1)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少？ (2)燃烧0.5kg的氢燃料可以使恒定功率为的公交车匀速行驶5分钟，则氢燃料公交车的效率为多少？ 1．（2026内蒙古）搭载我国自主研发的全球首款兆瓦级氢燃料涡桨发动机的无人运输机，于2026年4月完成首飞。选择质量更小、放热更多、零碳排放的液氢作为发动机的燃料，是因为液氢的（　　） A．沸点高 B．热值大 C．比热容大 D．凝固点高 🗝️解密：这个考点藏在教材第20页， 本题源自教材第23页习题3的变式。 2．（2026四川达州）如图所示，在热机的原理实验中，完全燃烧的酒精可放出________的热量；加热过程中观察到风车慢慢转动，其能量转化方式与内燃机的________冲程类似。（） 🗝️解密：这个考点藏在教材第20页， 本题源自教材第23页习题2的变式。 3．（2026四川成都）锻造钢制零件时常将零件加热至高温后浸入水中快速冷却，即“淬火”。某课外研究小组在实验室模拟“淬火”过程如下：在17℃的室温环境下，用酒精灯将质量为100g的钢片均匀加热至高温后立即浸没于100g水中，水温升至40℃后缓慢下降。加热钢片消耗酒精1.4g，酒精完全燃烧。不考虑水的汽化，忽略钢片转移至水中过程热量损失，假设钢片放出的热量完全被水吸收。已知水的比热容为，钢的比热容为，酒精的热值为。下列计算结果正确的是（     ） A．水吸收的热量为 B．酒精燃烧释放的热量为 C．钢片吸热后温度升高233℃ D．加热钢片过程中能量转化效率为23% 🗝️解密：这个考点藏在教材第21页， 本题源自教材第23页习题2的变式。 4．（2026天津）（多选）一辆燃油汽车以的速度匀速行驶时发动机的输出功率为，若其行驶了，消耗燃油，已知燃油密度为，热值为。则（     ） A．汽车的牵引力为 B．汽车的牵引力为 C．发动机的效率为 D．发动机的效率为 🗝️解密：这个考点藏在教材第21页， 本题源自教材第23页习题1的变式。 5．（2026甘肃武威）张雪机车创造了中国摩托车制造商在WSBK赛事中的历史性突破。该机车大量使用密度较小的碳纤维材料，有助于_________（选填“增大”或“减小”）机车惯性；比赛过程中，油箱内的汽油用去一半，剩余汽油的热值将__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 🗝️解密：这个考点藏在教材第20页， 本题源自教材第23页习题2的变式。 6．（2026重庆）神舟二十三号载人飞船于5月24日成功发射，如图所示。运载火箭使用的推进剂中含有热值为4.2×107J/kg的偏二甲肼燃料，完全燃烧1×105kg的这种燃料可以释放______J的热量。飞船与空间站“天和核心舱”对接成功后，飞船相对于核心舱是______的。 🗝️解密：这个考点藏在教材第20页， 本题源自教材第23页习题2的变式。 7．（2026四川广安）某折叠卡式炉如图所示，它采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2 kg水，用卡式炉给水加热使之温度升高了50 ℃，丁烷完全燃烧释放了的能量。此过程通过________（选填“做功”或“热传递”）方式增大了水的内能，该卡式炉烧水的效率为________。水的比热容为。 🗝️解密：这个考点藏在教材第21页， 本题源自教材第23页习题2的变式。 8．（2026江西）某电热水壶的额定功率为P，正常工作一段时间，使壶内质量为的水温度升高了（水未沸腾），水的比热容为，则水吸收的热量为_____，该电热水壶的加热效率_____ 。（本小题均用题中所给的字母表示） 🗝️解密：这个考点藏在教材第21页， 本题源自教材第23页习题2的变式。 9．（2026江苏苏州）小区使用管道天然气为住户供气，所用天然气热值为。某天，小明家利用燃气热水器将20kg的水从20℃加热到40℃，热水器的加热效率为80%。已知水的比热容。求： (1)水升温吸收的热量。 (2)消耗的天然气体积。 🗝️解密：这个考点藏在教材第21页， 本题源自教材第23页习题2的变式。 10．（2026湖北）现存于湖北省博物馆的曾侯乙铜鉴缶（图甲）被誉为我国最早的保温箱和冰箱，冬天在外层鉴腹内装入热水，可让内层铜缶内的酒升温，夏天则装入冰块让酒降温。为研究其温酒的热效率，在内外两个金属容器中分别加入酒和适量热水（图乙），记录它们的温度随时间变化情况（图丙）。[] (1)水的内能__________（填变化趋势），酒吸收的热量__________。 (2)水放出的热量，热效率__________%，热效率不能达到100%是因为____________________。 (3)夏天给酒降温，若铜鉴缶的外壁出现水珠，这是__________现象（填物态变化名称）。 🗝️解密：这个考点藏在教材第21页， 本题源自教材第23页习题2的变式。 ⚡基础速刷 1．如图所示，有三种燃料，分别是：天然气、酒精和煤炭。在三种燃料中，属于液体燃料的是______。三种燃料在燃烧时，都把______能转化为______能。相同质量的三种燃料，完全燃烧时，放出的热量不同，反映了三种燃料的______不同。 2．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1.4×108J/kg，如果一辆汽车平均每月消耗氢燃料30kg，这些氢燃料完全燃烧释放的热量为_____J。 3．小明在课后查阅到一些燃料的热值，将其记录如下： 燃料 酒精 木炭 柴油 氢 热值（J/kg） 3.0×107 3.4×107 4.3×107 1.4×108 表中提到的四种燃料质量相等，完全燃烧后，放出热量最少的是___ 。若为卫星运载火箭选择其中一种作为推进燃料，最好的是___ 。 4．用煤气灶把2kg、初温为的水加热到，消耗了煤气。已知水的比热容是，煤气的热值为，则水吸收的热量是________J，煤气完全燃烧放出的热量是________J，该煤气灶烧水的效率是________。 5．如图为汽油车的能量流向图，某品牌汽油车在一次行驶过程中消耗汽油30kg，汽油完全燃烧放出的热量为________J。若汽油机的热效率为30%，则有用机械能为________J（汽油的热值为）。 6．某三口之家单独使用不同种类的燃料（假设均完全燃烧）时，平均月消耗量分别为：木柴约200 kg，烟煤约80 kg，液化石油气约30 kg，煤气约60 kg。则这四种燃料中哪一种燃料的热值最高（　　） A．液化石油气 B．煤气 C．烟煤 D．木柴 7．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 8．在“探究燃料放热能力”的实验中，某组同学利用图示装置分别进行了两次实验，两次实验过程中需要保持相同的物理量是（   ） A．水的质量 B．燃料的种类 C．水升高的温度 D．燃料燃烧的时间 9．某物理兴趣小组用煤炉给10kg的水加热，同时绘制了加热过程中水温随时间变化的曲线，如图所示。在0~6min内燃烧了0.6kg的煤。水的比热容为，该煤的热值为。下列判断正确的是（　　） A．将煤磨成粉末，燃烧更充分，可以增大煤的热值 B．此次加热过程中水吸收的热量约为J C．此次加热过程中煤炉的效率约为14% D．该煤的热值为，表示该煤完全燃烧可以释放的热量 10．下列关于提高家用汽车汽油机热机效率的积极意义，说法错误的是（     ） A．可以降低日常出行的燃油消耗成本 B．能完全消除汽车行驶过程中产生的噪声 C．减少燃油燃烧的能量浪费，节约能源 D．降低尾气中未完全燃烧的污染物排放，利于环保 🚀能力跃升 11．（25-26九年级上·云南曲靖·期末）某单缸四冲程汽油机飞轮转速为1800r/min，则1s内汽油机对外做功____次；若其效率为30%，消耗100g汽油（热值），对外做的有用功为______J。 12．（25-26九年级上·四川泸州·期末）某景区最新推出了一款太阳能观光车，若该车的顶部太阳能电池板的面积为，5h内接收到的太阳能为，太阳能电池板接收的太阳能转化成了的电能。则该车太阳能电池的光电转化效率是_____；若该观光车的电能转化为机械能的效率为80%，该车满载时水平方向的阻力约为1000N，充满电后最多能行驶_____m；若上述机械能由效率为30%的内燃机提供，需消耗1.2kg的燃油，则燃油的热值是_____J/kg。 13．（25-26九年级上·四川成都·期末）小华为了测量未知物质甲的比热容，在标准大气压下，他利用实际功率为100W的电加热器分别对400g的物质甲和500g的水进行加热。实验中，他记录了两种物质的温度随时间变化的数据，并绘制成如图所示的温度-时间图像。已知水的比热容为，水和甲物质单位时间吸收热量相同，下列说法正确的是（    ） A．图线A表示的是水的温度-时间的变化关系 B．甲物质的比热容为 C．10~15min，甲物质吸收的热量是 D．电加热器的加热效率为75% 🌟思维挑战 14．（2026·广东·一模）汽车采用油压制动刹车从时速100公里到静止可能只需要几秒，消耗的动能最终被释放掉，造成了能源的浪费。为节约能源，现在的混合动力汽车采用再生制动器，它能把汽车刹车制动时消耗的动能部分转化为电能储存在蓄电池中，同时产生汽车所需的制动力，从而有效减少了汽车的燃油消耗和制动器摩擦片的磨损。 (1)汽车在行驶过程中，很多部位会发热，如：①发动机外壳发烫；②轮胎发热；③刹车片发热；④水箱中的水变热。其中主要属于通过做功改变内能的是______（填写序号）； (2)下列关于汽油机的说法中，正确的是________； A．汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是空气 B．汽油在发动机内燃烧越充分，其热值越大 C．汽油机的效率越高，所消耗的汽油热值越大 D．使汽油燃烧更充分，可以提高汽油机的效率 (3)该汽车的汽缸在某时刻的状态如图甲所示，此时为______冲程，其输出功率随转速变化如图乙所示，转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数，当发动机的转速为时，该发动机在1 s内做功为_____J； (4)储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率。某次测试储能效率中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能，画出随s变化的图像如图丙所示：则图中表示开启再生制动器的图线是_____（选填“①”或“②”）；依据图像计算本次测试的储能效率为_____%。 1 / 20 学科网（北京）股份有限公司 $