14.3 热机的效率 同步练-2026-2027学年人教版九年级物理全一册

**基本信息** 围绕“热机的效率”，通过基础辨析、情境应用、综合计算三层设计，覆盖能量转化、热值、比热容等核心知识点，强化物理观念与科学思维的渐进培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础|热机效率概念、能量转化方向、热值特性|单选1-12（如第4题辨析效率提升途径）、填空16-20（如第18题压缩冲程能量转化），侧重概念辨析与基础计算| |中档|综合情境分析|单选13-15（如第13题结合图像分析比热容与效率），融合图像分析与多知识点关联| |提升|实际问题解决|计算21-23（如第23题汽车效率计算），强化科学推理与模型建构|

人教版物理九年级上册第十四章第三节 热机的效率 1、 单选题 1.我们生活在能量的世界里,下列关于热机工作和能量的说法不正确的是( ) A.热机工作时产生的废气会污染环境 B.物质运动的多样性与能量形式的多样性之间没有关系 C.能量转化和转移过程是有方向性、不可逆的 D.提高热机的效率可以节约能源减少污染 2.2026年5月17日,世界超级摩托车锦标赛(WSBK)捷克站WorldSSP组别赛事落下帷幕。国产张雪机车搭载自主研发的820RR-RS赛车,第五次斩获冠军,打破欧美日品牌数十年对该赛事的长期垄断。下列关于摩托车相关物理知识,说法正确的是( ) A.摩托车依靠内燃机驱动,工作过程中将机械能转化为内能 B.内燃机做功冲程中,燃气内能逐渐增大 C.汽油不断消耗燃烧,其热值会不断变小 D.提升内燃机气缸外壳隔热保温效果,能够提高热机效率 3.陕北铁锅炖羊肉是当地的一道特色小吃,历史悠久,肉香汤鲜,营养丰富,下列有关说法中正确的是( ) A.烹饪时使煤球燃烧更加充分可以增大燃料的热值 B.把羊肉煮熟是通过热传递的方式增加其内能 C.刚出锅的羊肉很烫是因为它含有的热量多 D.羊肉汤香味扑鼻而来是因为分子不停地做有规则运动 4.下列提高热机效率的途径中,不正确的是( ) A.保证良好的润滑,减少因克服摩擦而消耗的能量 B.使用热值更高的燃料 C.设法利用废气的能量 D.改善燃烧条件,使燃料燃烧更充分 5.2026年3月13日,长征八号甲运载火箭成功将卫星互联网低轨20颗卫星送入预定轨道,如图所示。该火箭的发动机以液氢为燃料,主要是由于( ) A.液氢的密度较小 B.液氢的比热容较大 C.液氢的热值较大 D.液氢燃烧越充分,热值越大 6.小明在家做饭的过程中,发现很多现象与物理知识相关。下列说法正确的是( ) A.做饭前去离家600m的超市购买调料,步行10min,小明的平均速度为3.6km/h B.炖汤时,壶盖被顶起的能量转化与内燃机的压缩冲程能量转化相同 C.利用天然气灶台烧菜时,调大火力可以提高天然气的热值 D.在烧菜的翻炒过程中,主要是通过做功方式增加菜的内能 7.下列说法正确的是( ) A.水中加盐后变咸,说明分子是运动的 B.同一物体温度越高,其具有的热量越多 C.铁块很难被压缩,说明分子间只存在斥力 D.燃料完全燃烧时放出的热量越多,其热值越大 8.下列说法中正确的是( ) A.电热器发热是通过热传递使内能增加 B.用干冰进行人工降雨,是因为干冰汽化要吸热 C.清晨树叶上的露珠呈椭球状是因为分子间有引力的作用 D.发射卫星的火箭用液态氢作燃料是利用了氢的比热容大的特性 9.火箭升空——普及大国重器中的物理知识。长征八号遥三运载火箭以液态氢作为燃料的原因是 ( ) A.热值大 B.密度大 C.质量大 D.比热容大 10.汽油在发动机气缸中燃烧不充分会产生积碳,影响发动机性能。在发动机维护保养后,汽油燃烧会更加充分,其汽油热值( ) A.不变 B.变小 C.变大 D.先变小后变大 11.为减少能源消耗,保护环境,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.使用热值更大的燃料 C.尽量减少热机部件的摩擦 D.尽量延长热机工作时间 12.对于渔船的单缸四冲程柴油机(),下列说法正确的是( ) A.吸气冲程,吸进气缸的是柴油和空气的混合物 B.若柴油未能完全燃烧,则其热值会变小 C.每消耗1kg柴油,放出热量 D.无论如何改进柴油机,都无法使其效率达到 13.用同样的酒精灯加热初温相同(未知)、质量均为100g的两种物质甲、乙,已知6~8min消耗酒精的质量为0.4g,它们的温度随时间变化的图像如图所示,物质甲、乙单位时间吸收的热量相等,物质甲的比热容为,酒精的热值为(单位时间消耗酒精的质量相同)。下列说法正确的是( ) A.物质甲的沸点一定为80 ,物质乙的沸点一定为40 B.0~6min酒精灯对物质甲的加热效率约为33.3% C.物质甲、乙的初温为20 D.物质乙的比热容为 14.北京时间2025年1月17日12时7分,我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭,成功将巴基斯坦PRSC-EO1卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。火箭在发射升空时,下列有关说法正确的是( ) A.火箭理想的液态燃料是液态氢,是因为它具有较大的比热容 B.火箭喷气发动机的效率越高说明做功越快 C.火箭喷气发动机损失的能量中,废气带走的能量较少,机械摩擦损失的能量较多 D.火箭加速升空的过程中,火箭与空气摩擦,火箭外壳内能增大 15.2025年3月12日0时38分,在海南商业航天发射场,千帆星座第五批组网卫星以“一箭18星”方式成功发射,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。如图是火箭发射时的情景,下列有关说法正确的是( ) A.火箭升空时,以卫星为参照物,火箭是运动的 B.火箭发射过程中,燃料若不完全燃烧,热值会减小 C.火箭发射过程中,燃烧的燃料越多,火箭发动机效率越高 D.发射火箭时的能量转化与热机做功冲程的能量转化相同 2、 填空题 16.完全燃烧的天然气放出的热量20%被的液体吸收,使其温度升高50 ,则该液体的比热容是() 17.小涵把2kg水从15 加热到65 ,至少需吸收热量J。若他家烧水使用的是管道天然气,天然气燃烧放出的热量有50%被有效利用,则需要完全燃烧的天然气。(天然气的热值为) 18.柴油机的工作循环中,冲程是机械能转化为内能的过程;柴油的热值为,则完全燃烧2kg柴油放出热量J。 19.春天来了,同学们踏在刚修剪过的草坪时闻到阵阵的“青草香”,这是现象。冬天,在北方取暖设备中常常用水而不用其他液体,主要是由于水的比热容较的缘故。煤矸石是在地下长期和煤共存的石头,过去,煤矸石因为过低而不能被当作燃料煤使用。 20.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 )] 3、 计算题 21.某中学为学生供应开水,用锅炉将200kg的水从25 加热到100 ,燃烧了6kg的无烟煤。无烟煤的热值是3.4 107J/kg。求: (1)锅炉内的水吸收的热量是多少? (2)无烟煤完全燃烧放出的热量是多少? (3)此锅炉的效率是多少? (4)试分析使用家用煤炉烧水的主要缺点有哪些? 22.全球的首款无人驾驶巴士“阿波龙”满载时,以36km/h的速度匀速直线行驶,发动机的输出功率为13.8kW。求:(,g取10N/kg) (1)以36km/h的速度满载匀速直线行驶了2km牵引力做的功是多少? (2)若该车用效率为30%的汽油机提供动力工作,且以36km/h的速度满载匀速直线行驶了2km,则需消耗多少千克汽油? 23.十一”假期,小江一家到加油站加满油,准备驱车外出旅游。当汽车以的速度在高速公路上匀速直线行驶路程时,汽车共消耗汽油,汽车受到的阻力是。(汽油热值,)求: (1)汽车牵引力做功的功率是多少? (2)汽油完全燃烧放出的热量。 (3)求汽车发动机的效率。 参考答案 1.B 【详解】A.热机工作排出的废气含有有毒有害物质,会污染环境,故A正确,不符合题意; B.不同的运动形式对应不同的能量形式,物质运动的多样性与能量形式的多样性存在对应关系,故B错误,符合题意; C.根据能量转化和转移的规律,能量转化和转移过程具有方向性、不可逆性,故C正确,不符合题意; D.热机效率公式为,输出相同有用功时,效率越高,燃料完全燃烧释放的总能量越少,消耗的燃料越少,可节约能源减少污染,故D正确,不符合题意。 故选B。 2.D 【详解】A.摩托车依靠内燃机驱动,内燃机工作过程中,是将燃料燃烧获得的内能转化为机械能对外驱动车辆,故A错误; B.内燃机做功冲程中,燃气推动活塞对外做功,内能转化为机械能,燃气自身的内能逐渐减小,故B错误; C.热值是燃料本身的固有特性,热值大小只与燃料的种类有关,与燃料的质量无关,汽油不断消耗燃烧后,剩余汽油的热值不变,故C错误; D.热机效率是热机做有用功的能量与燃料完全燃烧释放总能量的比值。提升内燃机气缸外壳隔热保温效果,可以减少气缸向外散热的能量损失,增加了用来做有用功的能量占总能量的比例,能够提高热机效率,故D正确。 故选D。 3.B 【详解】A.热值是燃料的属性,与燃料是否完全燃烧无关,故A错误; B.煮羊肉时羊肉吸收热量,内能增加,是通过热传递的方式改变内能,故B正确; C.热量是指在热传递过程中内能改变的多少,是一个过程量,所以不能说物体含有热量,故C错误; D.羊肉汤散发的香味扑鼻而来,这是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,而不是做有规则运动,故D错误。 故选B。 4.B 【详解】A.保证良好的润滑,可以减小摩擦力,减少因克服摩擦而消耗的能量,故A正确,不符合题意; B.使用热值更高的燃料,不能改变有用功与燃料完全燃烧释放热量的比值,不能改变热机效率,故B错误,符合题意; C.设法利用废气的能量,可以增大有用功,提高热机效率,故C正确,不符合题意; D.改善燃烧条件,使燃料燃烧更充分,减小热量损失,提高热机效率,故D正确,不符合题意。 故选B。 5.C 【详解】运载火箭使用液氢作为燃料是因为液态氢具有较大的热值,燃烧相同质量的液氢与其他燃料相比,由于液氢的热值较大,可以放出更多的热量,热值是燃料本身的特性,只和燃料种类有关,故ABD不符合题意,C符合题意。 故选C。 6.A 【详解】A.做饭前去离家600m的超市购买调料,步行10min,小明的平均速度为 故A正确; B.炖汤时,壶盖被顶起时,水蒸气对壶盖做功,内能转化为机械能,壶盖被顶起的能量转化与内燃机的做功冲程能量转化相同,故B错误; C.热值是燃料的一种特性,只与燃料种类有关,与燃烧状况无关,利用天然气灶台烧菜时,调大火力也不可以提高天然气的热值,故C错误; D.在烧菜的翻炒过程中,菜吸收热量,主要是通过热传递方式增加菜的内能,故D错误。 故选A。 7.A 【详解】A.水中加盐后变咸,说明盐进入到水中了,发生了扩散现象,说明分子是运动的,故A正确; B.热量是过程量,不能描述为含有或具有热量,故B错误; C.分子间同时有引力和斥力,只是压缩时斥力更明显。故C错误; D.热值是燃料的属性,与燃料放出热量的多少无关,故D错误。 故选A。 8.C 【详解】A.电热器发热是电流做功将电能转化为内能,是通过做功的方式增加内能,不是热传递,故A错误; B.干冰是固态二氧化碳,人工降雨时干冰直接从固态变为气态,该过程是升华吸热,不是汽化吸热,故B错误; C.清晨树叶上的露珠呈椭球状,是因为分子间存在引力,使液体表面收缩形成该形状,故C正确; D.发射火箭用液态氢作燃料,是利用了氢热值大的特性,而不是比热容大,故D错误。 故选C。 9.A 【详解】运载火箭采用液态氢作为燃料,是因为液态氢不仅密度小,而且具有较大的热值,故A正确;BCD错误。 故选A。 10.A 【详解】热值是单位质量燃料完全燃烧时释放的热量,与燃烧程度无关。即使保养后燃烧更充分,汽油的热值也不会改变。故选A。 11.C 【详解】A.尽量增加废气带走的热量,会让更多的能量被浪费,降低热机效率,故A不符合题意; B.使用热值大的燃料,只能在燃料质量相同时放出的热量更多,但不会改变有用功和总功的比值,故B不符合题意; C.尽量减少热机部件的摩擦,可以减少额外功,提高有用能量占总能量的比例,可以提高热机效率,故C符合题意; D.尽量延长热机工作时间,做的有用功增多,总功也增多,但有用功与总功的比值不变,不能提高热机效率,故D不符合题意。 故选C。 12.D 【详解】A.汽油机在吸气冲程中吸入的是空气和汽油的混合气体,柴油机吸入的只有空气,故A错误; BC.热值是1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,但实际上物质不可能完全燃烧,物质燃烧不充分时,放出的热量少,但热值不变,故BC错误; D.使用机械就一定会做额外功,废气温度很高,带走的能量很多,故无论如何改进柴油机,效率不可能达到,故D正确。 故选D。 13.B 【详解】A.晶体在熔化时,温度不变,液体沸腾时,温度也保持不变,所以80 可能是甲的熔点,也可能是其沸点,40 可能是乙的熔点,也可能是其沸点,故A错误; B.由图示知,甲在6min到8min,温度变化量为 在这2min内,甲吸收的热量 消耗的酒精完全燃烧放出的热量 甲和乙单位时间吸收的热量相等,单位时间消耗酒精的质量相同,所以在0~8min,酒精灯对甲的加热效率不变,则0~6min酒精灯对物质甲的加热效率为,故B正确; C.甲和乙单位时间吸收的热量相等,0~6min这6分钟内,甲吸收的热量为 则甲在0~6min升高的温度为 则甲的初温为 甲乙初温相同,所以乙的初温也为0 ,故C错误; D.乙在0~6min升温40 ,吸收的热量为12000J,则乙的比热容,故D错误。 故选B。 14.D 【详解】A.火箭选用液态氢作燃料,主要是因为液态氢具有较大的热值,完全燃烧相同质量的液态氢可以释放出更多的热量,故A错误; B.火箭喷气发动机的效率越高,说明消耗相同多的燃料时,做的有用功较多,但不能说明做功越快,故B错误; C.火箭发动机在工作时要克服机械部件间的摩擦做额外功,但废气带走的能量最多,机械摩擦损失的能量较少,故C错误; D.火箭升空过程中与空气摩擦,外壳温度升高,这是通过做功的方式使外壳的内能增大,故D正确。 故选D。 15.D 【详解】A.在火箭发射过程中,卫星是被火箭搭载的,在火箭升空阶段,卫星和火箭是作为一个整体一起运动的,它们之间的相对位置没有发生改变。所以以卫星为参照物,火箭是静止的,故A错误; B.热值只与燃料的种类有关,与燃料是否完全燃烧、燃烧的多少等因素无关。火箭发射过程中,燃料若不完全燃烧,热值不变,故B错误; C.发动机效率是指发动机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。火箭发动机效率的高低取决于发动机的设计、工作状态等多种因素。燃烧更多的燃料,如果其中大部分能量没有转化为有用功,发动机效率也不会提高,故C错误; D.火箭发射时,燃料燃烧将化学能转化为内能,然后内能再转化为火箭的机械能,使火箭获得升空的动力。 热机做功冲程中,燃料燃烧产生高温高压的燃气,推动活塞运动,也是将内能转化为机械能。所以发射火箭时的能量转化与热机做功冲程的能量转化相同,故D正确。 故选D。 16. 【详解】完全燃烧0.1m3的天然气放出的热量 液体吸收的热量 液体的比热容 17. 0.01 【详解】[1]水的温度变化 水吸收的热量 [2]天然气燃烧放出的热量 需要的天然气的体积 18. 压缩 8.6 107 【详解】[1]柴油机的工作过程分为吸气、压缩、做功和排气四个冲程。其中压缩冲程中,活塞向上运动,进、排气门均关闭,活塞对汽缸内的空气进行压缩,活塞的机械能转化为空气的内能,使空气内能增大,温度升高。 [2]完全燃烧 2kg 柴油放出的热量 19. 扩散 大 热值 【详解】一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动,青草的香气分子扩散到空气中被人感知,这属于扩散现象。 根据放热公式,在质量和降低温度相同的条件下,比热容越大的物质放出的热量越多。水的比热容较大,取暖时能放出更多热量,因此北方取暖设备常用水。 热值是衡量燃料放热能力的物理量,煤矸石热值过低,完全燃烧释放的热量无法满足燃料使用需求,所以不能当作燃料煤。 20. 相同 50 【详解】[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 21.(1)6.3 107J (2)2.04 108J (3)30.9% (4)见详解 【详解】【小题1】水吸收的热量 Q吸=cm(t-t0)=4.2 103J/(kg• ) 200kg (100 ﹣25 )=6.3 107J 【小题2】无烟煤完全燃烧放出的热量 Q放=qm′=3.4 107J/kg 6kg=2.04 108J 【小题3】锅炉的效率 【小题4】家用煤炉烧水的主要缺点是会产生空气污染,而且效率不高。 22.(1) (2)0.2kg 【详解】(1)由题意得,巴士行驶速度 发动机输出功率 根据,可得牵引力 巴士行驶路程 故牵引力做的功 (2)汽油完全燃烧放出的热量 消耗汽油的质量 23.(1)4.4 104W (2)2.31 108J (3) 【详解】(1)汽车匀速直线行驶,牵引力F等于阻力f,即 汽车牵引力做功的功率为 (2)汽油质量 汽油燃烧放热 (3)牵引力做的功 发动机效率 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 第 1 页 共 6 页 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 $