14.3《热机的效率》同步专题练习 -2026-2027学年人教版物理九年级全一册

九年级物理14.3《热机的效率》同步专题练习 分考点精练 - 基础巩固 - 培优提高 目 录 第一部分 分考点精练（共27题） 考点一 热值的概念和意义（3题） 考点二 热值的公式及相关计算（3题） 考点三 热机效率的定义及理解（3题） 考点四 比较不同燃料的热值大小（3题） 考点五 热机燃料燃烧能量走向示意图（3题） 考点六 提高热机的效率的方法（3题） 考点七 热机效率的计算（3题） 考点八 比热容和热值的综合计算（3题） 考点九 有关热机和功以及压强的综合计算（3题） 第二部分 基础巩固（共12题） 第三部分 培优提高（共12题） 第一部分 分考点精练 考点一 热值的概念和意义 1.（2024九年级上广东广州期末）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．当燃料未完全燃烧时，它的热值会变小 C．不同燃料的热值有可能相同 D．燃料的热值越大，放出的热量越多 2.（2024九年级上内蒙古包头期末）释放化学能的过程不断地发生在人体内，食物也是一种“燃料”，营养成分在人体细胞里与氧结合，提供细胞组织所雲的能量。一袋饼干的营养成分表上标有“2500kJ/100g”，该该标识的含义与以下物理量的含义类似的是（　　） A．热量 B．热值 C．比热容 D．内能 3.（2024九年级上贵州毕节期中）小聪家用天然气取代烧饭做菜所用的燃煤，主要是因为天然气的 （选填“热值”或“比热容”）比燃煤高，燃烧时放热能力强。 考点二 热值的公式及相关计算 1.金鸡报吉，著名期刊《科学》刊发了中国科学界胡炳成团队关于全氮类物质燃料研究成果文章．该燃料预估其热值q氮类=4.6×105J/g，完全燃烧1kg该燃料可放出 J的热量．我国长征某型号火箭需40t航空煤油作燃料，改由全氮类物质燃料替代，则该起飞时火箭的总质量可以减少 kg，大大提高了我国火箭的运载力．（ρ煤油=0.8×103kg/m3， q煤油=4.6×107 J/kg） 2.（2024九年级上山东青岛期末）汽油的热值为4.6×107J/kg。这个数值究竟有多大？有人通过一个具体例子来认识汽油热值的大小：一个60kg的中学生，从大厦的1楼步行至第11楼（走了10层楼），每层楼的层高为3m。如果质量为m的汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和中学生克服重力做的功相等。下列说法正确的是（　　） A．汽油的热值为4.6×107J/kg，表示1kg汽油燃烧放出的热量为4.6×107J B．汽油的热值与汽油的质量和燃烧放出的热量均无关 C．该中学生克服重力做了1.8×104J的功 D．通过计算可知汽油的质量m约为0.39g 3.小明利用图-1的装置研究某燃料热值，他取少量燃料置于燃烧皿中，点燃后对100g的热水加热4min，然后立即将其熄灭，测得消耗燃料4.2g，并根据实验数据绘制了水温随时间变化的图像如图-2中a线所示。已知此过程中燃料均匀燃烧放热，所放出热量只有60%被水吸收。实验装置和热损失比例均不变，利用该燃料加热另一杯水绘出了如图-2中b线所示图像。水的比热容为，整个过程中忽略水的质量变化，下列说法中正确的是（   ） A．通过图线a计算得知4min水吸收到的热量为2520J B．通过计算得出该燃料的热值为 C．这种方法计算出的热值比实际的热值偏大 D．b线代表的水的质量小于a线代表的水的质量 考点三 热机效率的定义及理解 1.全球首款热效率达50%的商业化柴油机已发布，如果应用在汽车上将会节约更多的燃料。假设某辆柴油机汽车原效率为40%，每年消耗柴油1800kg，换用新的柴油机后，每年可以节约燃油 kg。 2.（2024九年级上甘肃金昌期中）在热机里，设用来做有用功的那部分能量为E1，废气带走的能量为E2，散热消耗的能量为E3，克服摩擦做功消耗的能量为E4，燃料完全燃烧放出的总能量为E，热机的效率为，则E= ，= 。 3.（2025九年级上山西）跨学科实践。 小小汽轮机 “牛顿”学习小组的同学们在项目化学习过程中，制作了如图所示的器具研究热机原理。实验时向烧瓶内部注入适量的水，塞上带导气管的塞子。将导气管的另一端管口对准叶轮的叶片。点燃酒精灯，当导气管出气口有蒸汽喷出时，叶片就转动起来。 (1)该装置工作时，涉及多处能量转化或转移，请仿照示例写出一例。 【示例】现象：酒精灯加热水使水温升高。能量转化或转移：通过热传递使内能发生了转移。 现象： 。 能量转化或转移： 。 (2)实验时若叶轮不转动，请你写出一个解决办法： 。 (3)这种热机的效率能不能达到100％？请你说明判断的理由： 。 考点四 比较不同燃料的热值大小 1.为比较不同燃料燃烧放热的差异，小明设计了如图所示的甲、乙两组对比实验，实验装置、烧杯内水的初温和质量都相同，实验中还应控制燃料燃烧的 （选填“时间”或“质量”）相同，燃烧放热是通过 （选填“温度计变化的示数”或“加热时间”）来反映的。忽略热量损失和水的质量变化，燃料燃尽，画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙，则燃料1放出的热量 （选填“>”或“<”）燃料2，燃料1与燃料2的热值之比为 。 2.用两种等质量燃料先后给同一杯2kg的水加热，甲燃料燃尽后，水的温度上升了10℃，水吸收的热量为 J，再用另一种乙燃料加热，燃料燃烧一半后，水的温度又上升了10℃，甲、乙两种燃料的热值之比为 。（全过程无能量损失） 3.如图所示，在两组相同的装置中，用甲、乙两种燃料分别加热质量和初温相同的水，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），不计热量损失。下列说法正确的是（　　） A．m相同时，Δt越小，燃料的热值越大 B．Δt相同时，m越大，燃料的热值越大 C．的比值越大，燃料的热值越大 D．的比值越小，燃料的热值越大 考点五 热机燃料燃烧能量走向示意图 1.在日常生活中，我们使用的汽车内燃机将燃料的化学能进行转化。如图所示，燃料的化学能一部分转化为有用机械能，另一部分去向未知（图中“？”处）。以下关于汽车内燃机能量转化的说法正确的是（　　） A．为了提高汽车内燃机的效率，应尽量增大“？”处能量的损耗 B．冬天汽车刚启动时，“？”处能量中废气带走的热量相对更多 C．汽车长时间高速行驶时，“？”处能量中克服机械摩擦消耗的能量会减少 D．若汽车使用的燃料质量相同，无论汽车处于何种行驶状态，“？”处能量的大小都不变 2.（2024九年级上山西吕梁期末）某汽油机的能量流向如图。在未来的汽车市场，零碳内燃机采用绿氢等零碳燃料，在全生命周期可实现零碳排放，前景可观。下列有关说法正确的是（　　） A．零碳内燃机比普通内燃机更环保 B．由图可知该汽油机的效率是6% C．冬天汽车利用尾气中的余热给车内供暖，降低了燃料的利用率 D．汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明燃料燃烧得越充分，燃料的热值会降低 3.（2025九年级上陕西渭南）如图所示是某品牌汽车汽油机的能量流向图，某次该汽车行驶过程中消耗了0.1 kg汽油，汽油的热值为，下列说法正确的是（　　） A．该汽油机的效率为 B．该行驶过程输出的有用功为 C．减少废气带走的热量可以提高热机效率 D．随着技术的进步，汽油机的效率能达到100% 考点六 提高热机的效率的方法 1.（23-24九年级上贵州黔南期末）汽车作为人们的代步工具，给人们的生活提供极大的便利，但是由于汽车的发动机在工作过程中有较大的能量损失，形成了“高能耗，低效率”的现状，同时也给环境带来了一定的污染。请回答下列问题： （1）请分析汽车发动机“低效率”的原因；（至少写出两点） （2）请写出一条“节能减排，低碳生活”的措施。 2.如图所示是某汽车汽油机的能量流向图，完全燃烧的汽油，该汽油机能够输出 J的有用功；汽油机常用水作冷却剂是因为水的 较大；请你提出一条提高该汽油机效率的方法： 。（汽油的热值为） 3.（2025九年级上吉林长春）近日，我国某动力公司发布最新款高热效率柴油机，刷新了全球纪录。 (1)如图甲所示的是柴油机的 冲程，它的能量转化是 。若该柴油机飞轮的转速是2400r/min，则它每秒钟对外做功 次。 (2)如图乙所示是该柴油机工作时的能量流向图，该柴油机的效率为 (3)请根据能量流向图，写出一种提高热机效率的方法: 。 考点七 热机效率的计算 1.某牌号汽车发动机的能量流向如图所示，根据图表给出的信息，该汽车的效率为 。已知该汽车行驶120km，发动机牵引力做的有用功是，则消耗的汽油的质量是 kg（汽油的热值）。在现实生活中，我们经常会看到汽车行驶过程中冒“黑烟”，这时发动机的效率相对较 （选填“高”或“低”）。 2.将焚烧生活垃圾放出的热量用来发电，是综合利用垃圾的一种方法。若某生活垃圾的热值为0.7×107J/kg，完全燃烧1t该垃圾可释放的热量为 J；若某发电厂焚烧1t这种生活垃圾可输出350kW·h的电能，则此次发电的效率为 %。 3.（2024九年级上江苏无锡期末）一辆汽车以某速度在一段平直且限速80km/h的内环快速路上匀速行驶9km，消耗汽油2kg，汽油机实际输出功率为75kW，汽油机的效率为30%。（q汽油＝4.5×107J/kg）求： (1)2kg汽油完全燃烧放出的热量Q是多少？ (2)该汽车在本次行驶过程中，受到的阻力是多大？ (3)试通过计算说明该车是否超速？ 考点八 比热容和热值的综合计算 1.（2024九年级上山东滨州期中）目前天然气进农村已基本完成，既解决农村冬季取暖问题，又减少燃煤产生的碳排放。某家庭天然气热水器给38kg供暖用水加热，消耗的天然气，最终使水从15℃升高到55℃达到供暖温度。[，]。求： (1)水吸收的热量？ (2)消耗的天然气完全燃烧放出的热量？ (3)天然气热水器的加热效率？ 2.（2024九年级上山东枣庄）图所示为某种固体酒精炉，固体酒精炉比液体酒精炉使用时更安全，为了测定该固体酒精炉的热效率，在炉中放入40g的固体酒精，当固体酒精燃烧完后，锅中1kg的水温度从20℃升高到了70℃。若固体酒精完全燃烧，放出的热量是 J，固体酒精炉的热效率是 。【已知固体酒精的热值为，冰的比热容是】 3.（2024九年级上山西吕梁期末）茶文化在我国历史悠久，饮茶是现代人的一种休闲生活方式。若用酒精炉将质量为2.5kg，温度为20℃的水加热至沸腾（1个标准大气压下），需完全燃烧50g酒精。已知c水=4.2×103J/（kg・℃），q酒精=3.0×107J/kg。求： (1)50g酒精完全燃烧放出的热量； (2)水吸收的热量； (3)酒精炉的效率。 考点九 有关热机和功以及压强的综合计算 1.如图所示是我国自主研发的无人驾驶电动运输车，该车质量为1440kg，轮胎与地面的总接触面积为，充满电后可储存电能．求： (1)该车的重力． (2)该车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ (3)该车充满电后储存的电能相当于完全燃烧多少燃油放出的热量（）? 2.氢内燃汽车（HICEV）是燃烧氢提供动力的汽车。为测试某氢内燃汽车的性能，驾驶该车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶20min，消耗氢的质量为0.6kg，此过程中发动机的牵引力恒为1.12×103N，氢的热值q氢＝1.4×108J/kg。求该汽车在测试时间内： (1)行驶的路程； (2)牵引力做的功； (3)利用氢燃料的效率。 3.（2024九年级上陕西咸阳期中）如图所示是一台手扶双轮压路机，质量为550kg，水箱容积为15L。在一次压路作业中，在水平路面上匀速行驶120m，行驶过程中受到的平均阻力是总重的0.4倍。求：（g取10N/kg，柴油的热值取） (1)水箱装满水是为了降低发动机的温度，确保发动机正常工作，当满水箱的水从上升到时可以吸收多少热量；[水的比热容为]。 (2)压路机在这次压路作业中牵引力做的功是多少； (3)若发动机的效率为30%，这次作业要消耗多少千克柴油? 第二部分 基础巩固 1.（23-24九年级上四川泸州期中）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是（　　） A．65% B．40% C．15% D．35% 2.家用燃油汽车的发动机主要是汽油机。关于四冲程汽油机，下列说法正确的是（　　） A．汽油机的压缩冲程为汽车提供动力 B．汽油燃烧越充分，汽油机的热效率越高 C．汽油机的飞轮每转一圈，对外做功一次 D．用水做发动机的冷却液是因为水的比热容小 3.下列关于比热容和热值的说法正确的是（　　） A．物体的质量越大，它的比热容越大 B．物质的比热容跟物体吸收或放出的热量有关 C．燃料的热值与燃料是否完全燃烧无关 D．燃烧时放出热量多的燃料热值大 4.（2024九年级上云南曲靖期中）下列说法不正确的是（　　） A．物体内能与物体的温度有关，物体温度升高内能增加 B．燃料的热值与燃料的种类有关，与热量和质量无关 C．一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将不变 D．比热容的大小只与物质的种类有关。与热量和质量，温度无关 5.甲、乙两台汽油机，甲汽油机的效率为30%，乙汽油机的效率为20%，则下列说法正确的是（　　） A．甲汽油机做的功比乙汽油机做的功多 B．甲汽油机的功率比乙汽油机的功率大 C．在相同的时间内甲汽油机燃烧的汽油比乙汽油机的多 D．在消耗相同的汽油时，甲汽油机做的有用功比乙汽油机多 6.下列有关内燃机说法正确的是（　　） A．汽油机吸气冲程吸入的是空气 B．柴油机压缩冲程中将内能转化为机械能 C．内燃机工作时的热机效率总小于1 D．热机使用时只有噪声污染 7.（2024九年级上湖北武汉期末）2024年9月11日，我国自主研发的朱雀三号可重复使用垂直回收试验箭，在酒泉卫星发射中心完成10公里级垂直起降返回飞行试验。试验箭为单级液氧甲烷火箭，火箭使用液氧甲烷作为燃料是因为其具有较大的 ，燃烧时释放的大量能量可转化为火箭升空的 能。以甲烷为推进剂，完全燃烧0.5t甲烷，放出的热量是 J。（） 8.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。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动1800圈，则下列说法正确的是（　　）(q汽油=4.6ｘ107J/kg) A．图中所示冲程是压缩冲程 B．若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为2.3ｘ108J C．该汽油机在1s内做功30次 D．汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 9.（2024九年级上湖南岳阳期中）如图是汽油机工作时的四个冲程，其中说法正确的是（　　） A．其一个工作循环的正确排列顺序是丁、乙、丙、甲 B．若飞轮的转速为，该汽油机每秒对外做功15次 C．使用热值更高的燃料可提高热机的效率 D．丁冲程中活塞向下运动，汽缸内压强变小，大气压将空气压入汽缸 10.（2025重庆三模）汽油通常从石油中提炼而成，10kg汽油完全燃烧放出的热量是 J。如图为某汽油机工作时的能量流向图，其消耗10kg汽油输出的有用功可以让质量为1000kg、初温为20℃的水升高到 ℃。（汽油的热值， 11.相约春天，一起“趣”春游。小明一家开车在平直公路上匀速行驶，到达露营公园野炊，若该过程汽车牵引力为2000N，消耗汽油1kg，则汽车发动机的效率为 ，汽油燃烧过程中，热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）。野炊时，用如图所示的卡式炉将2kg初温为的水加热到，水吸收的热量为 J，该过程消耗了气罐中的丁烷气体，则卡式炉烧水的效率为 。[,,] 12.某物理兴趣小组的同学，用天然气给10kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在内完全燃烧了的天然气每分钟放热相同。水的比热容为，天然气的热值为。 (1)完全燃烧天然气释放的热量为多少？ (2)“”水吸收的热量为多少？ (3)在烧水过程中，“”、“”、“”请判断哪个时间段热效率最高？最高热效率为多少？ 第三部分 培优提高 1.（2025江苏无锡三模）如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，从易拉罐开口端向罐内喷适量酒精喷雾，然后将一个空纸杯迅速套上。用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上，将点燃的打火枪靠近底部的小孔，纸杯就会“向前”飞去。纸杯飞出过程中，下列说法正确的是（　　） A．罐内气体的内能增加 B．该过程机械能转化为内能 C．能量转化情况与内燃机的压缩冲程相同 D．能量转化情况与内燃机的做功冲程相同 2.2024世界内燃机大会上，潍柴动力发布了由我国自主研制的全球首款热机效率为的柴油机，创造了当今世界内燃机效率的最高纪录。四款柴油机的效率如表格所示，下列说法错误的是（　　） 柴油机型号 初代柴油机 潍柴动力柴油机 2020年 2022年 2024年 热机效率 约 A．在柴油机的吸气冲程中，吸进汽缸的只有空气 B．在柴油机的做功冲程中，进气门和排气门都关闭 C．在柴油机的压缩冲程中，存在着内能转化为机械能的过程 D．若输出的有用功相同，则四款柴油机中2024年产潍柴动力柴油机消耗的柴油最少 3.2024年4月25日，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭，在酒泉卫星发射中心成功发射。下列有关说法中不正确的是（   ） A．火箭燃料在燃烧过程中，质量减小、热值不变 B．火箭加速上升过程中的机械能守恒 C．使燃料充分燃烧是提高热机效率的有效途径 D．火箭常利用液氢作燃料，是因为液氢的热值大且不会对环境造成污染 4.某款汽车在平直公路上匀速行驶6.9km，消耗汽油0.6kg，已知该汽车行驶时汽油机提供的牵引力恒为1200N，汽油的热值为。下列说法错误的是（   ） A．汽油机的做功冲程将内能转化为机械能 B．0.6kg汽油完全燃烧放出的热量为 C．该汽油机的效率为30% D．使燃料燃烧更充分，可以提高汽油机的效率 5.用相同的酒精灯分别加热质量均为200g、初温均为0℃的甲、乙两种液体，它们的温度随时间变化的图像如图所示，已知6~8min消耗酒精的质量为0.8g，甲、乙单位时间吸收的热量相等，甲的比热容，酒精的热值（单位时间消耗酒精的质量相同）。下列说法不正确的是（　　） A．乙液体的比热容（） B．甲液体在0～10min吸收的热量是 C．甲液体的沸点为80℃，乙液体的沸点为40℃ D．6~8min酒精灯对甲液体的加热效率约为33.3% 6.（2024九年级上四川期末）小李用相同的酒精灯分别加热质量均为100g的水和甲液体，4min内各消耗酒精1g，用得到的实验数据绘制出了如图所示的图像。相同时间内两液体吸收的热量相等，q酒＝3×107J/kg；c水＝4.2×103J/（kg·℃）。下列说法正确的是（　　） A．甲液体和水升高相同的温度时，甲液体比水吸收的热量更多 B．甲液体在4min内吸收的热量为3×104J C．甲液体的比热容为2.1×103J/（kg·℃） D．酒精灯的加热效率为42% 7.如图所示，甲、乙、丙的三套装置完全相同，燃料质量、液体质量及液体初温均相同，不考虑热量损失，点燃后燃料稳定燃烧直至尽，同一套装置中液体单位时间内吸热相等，三套装置烧杯中液体升高的温度随时间变化的图像如图丁所示，下列判断正确的是（　　） A．两种液体的比热容之比 B．两种燃料的热值之比 C．时间段甲、乙液体吸收的热量之比 D．时间段乙中液体a与时间段丙中液体b吸收的热量之比 8.如图所示为某柴油水泵机组（水泵机组动力由单缸四冲程柴油机提供），正常工作1小时可以将54m3的水抽到20m高处，该水泵机组的效率为40%，下列说法正确的是（ρ水=1.0×103kg/m3，q柴油=4.6×107J/kg，g取10N/kg）（　　） A．水泵机组对水做的功为1.2×107J B．水泵机组对水做功的功率为3000W C．水泵机组消耗柴油的质量为0.46kg D．单缸四冲程柴油机的压缩冲程将内能转化为机械能 9.（23-24九年级上贵州六盘水）质量为3t的载重汽车，额定功率为100kW，汽车先以10m/s的速度在平直公路上以20kW的功率匀速行驶了10min，消耗汽油1.2kg。试问： (1)1.2kg的汽油完全燃烧放出的热量为多少？（已知汽油的热值为4.5x107J/kg） (2)汽车在平直公路上匀速行驶时，受到的阻力为多少？ (3)汽车在平直公路上匀速行驶时汽油机的效率为多少？ 10.（2024九年级上江苏宿迁期末）如图是完全相同的装置甲、乙、丙，兴趣小组用这些装置来比较不同物质的比热容或不同燃料的热值。燃料的质量都是10g，烧杯内液体的质量和初温均相同。 (1)为了比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验；实验通过 （选填“升高的温度”或“加热的时间”）反映液体吸热的多少。 (2)比较不同物质的比热容，选用图中合适的装置加热相同时间后，绘制出温度﹣时间图象如图丁，液体a的比热容 （选填“大于”“小于”或“等于”）液体b的比热容。 (3)小华用图甲装置，根据酒精燃烧后水升高的温度，测出酒精的热值。这种方法测出的热值与“标准值”相比 （选填“偏大”“偏小”或“一样”），理由是 。 (4)小明选用甲、乙两个装置比较不同燃料的热值过程中，甲烧杯内液体沸腾时下面的燃料还未燃尽，而乙烧杯中液体在燃料燃尽时都未沸腾（两种燃料都充分燃烧） （选填“能”或“不能”）比较出哪种燃料热值大。 11.（2025九年级上辽宁铁岭）氢燃料公交车行驶时运行平稳，无振动无噪声，零下40℃也可正常启动运行。与传统公交车相比，最大特点是“零污染、零排放”。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源。[，c水=4.2×103J/(kg·℃)]，一标准大气压环境下]求： (1)质量为0.5kg的氢燃料完全燃烧放出的热量； (2)若这些热量的60%被质量为100kg，温度为20℃的水吸收，水升高的温度； (3)若氢燃料公交车发动机的热机效率为50%，氢燃料公交车以42kW的恒定功率匀速行驶，如果完全燃烧0.5kg的氢燃料，这些热量能让该氢燃料公交车匀速行驶多少秒？ 12.“运-20”飞机是我国研究制造的新一代大型运输机，具有航程远、载重大、飞行速度快、巡航高度高、低速性能佳等特点。如图所示，“运-20”飞机的发动机通过航空煤油在气室中燃烧，使发动机获得向前的动力。若“运-20”飞机在恒定的水平推力F的作用下，沿水平方向以720km/h的速度匀速航行1h需要燃烧航空煤油4500kg，飞行时发动机提供的机械功率是3×107W。求：（q航空煤油=4×107J/kg） (1)水平推力F的大小； (2)“运-20”飞机发动机的热机效率。 学科网（北京）股份有限公司 $ 九年级物理14.3《热机的效率》同步专题练习 分考点精练 - 基础巩固 - 培优提高 目 录 第一部分 分考点精练（共27题） 考点一 热值的概念和意义（3题） 考点二 热值的公式及相关计算（3题） 考点三 热机效率的定义及理解（3题） 考点四 比较不同燃料的热值大小（3题） 考点五 热机燃料燃烧能量走向示意图（3题） 考点六 提高热机的效率的方法（3题） 考点七 热机效率的计算（3题） 考点八 比热容和热值的综合计算（3题） 考点九 有关热机和功以及压强的综合计算（3题） 第二部分 基础巩固（共12题） 第三部分 培优提高（共12题） 第一部分 分考点精练 考点一 热值的概念和意义 1.（2024九年级上广东广州期末）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．当燃料未完全燃烧时，它的热值会变小 C．不同燃料的热值有可能相同 D．燃料的热值越大，放出的热量越多 【答案】C 【详解】AB．热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，与燃料是否完全燃烧无关，与产生的热量无关，故AB错误； C．热值是燃料本身的一种特性，不同燃料的热值一般不同，也有可能相同，故C正确； D．由可知，燃料燃烧放出热量的多少与燃料的质量和热值两个因素有关，燃料的热值大，放出的热量不一定多，故D错误。 故选C。 2.（2024九年级上内蒙古包头期末）释放化学能的过程不断地发生在人体内，食物也是一种“燃料”，营养成分在人体细胞里与氧结合，提供细胞组织所雲的能量。一袋饼干的营养成分表上标有“2500kJ/100g”，该该标识的含义与以下物理量的含义类似的是（　　） A．热量 B．热值 C．比热容 D．内能 【答案】B 【详解】热值反映了所有能燃烧的物质的一种特性，反映了不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能本领的大小，也就是说，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、质量、体积、是否完全燃烧、放出热量多少均没关系。一袋饼干的营养成分表上标有“2500kJ/100g”，该标识的含义与以下物理量的含义类似的是热值，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 3.（2024九年级上贵州毕节期中）小聪家用天然气取代烧饭做菜所用的燃煤，主要是因为天然气的 （选填“热值”或“比热容”）比燃煤高，燃烧时放热能力强。 【答案】热值 【规范解答】热值是指单位质量（或体积）的燃料完全燃烧时所放出的热量。天然气的热值比燃煤高，这意味着相同质量的天然气和燃煤完全燃烧时，天然气能够释放出更多的热量，所以燃烧时放热能力更强。而比热容是物质的一种特性，反映的是物质吸热或放热能力，所以小聪家用天然气取代燃煤，主要是因为天然气的热值比燃煤高。 考点二 热值的公式及相关计算 1.金鸡报吉，著名期刊《科学》刊发了中国科学界胡炳成团队关于全氮类物质燃料研究成果文章．该燃料预估其热值q氮类=4.6×105J/g，完全燃烧1kg该燃料可放出 J的热量．我国长征某型号火箭需40t航空煤油作燃料，改由全氮类物质燃料替代，则该起飞时火箭的总质量可以减少 kg，大大提高了我国火箭的运载力．（ρ煤油=0.8×103kg/m3， q煤油=4.6×107 J/kg） 【答案】 4.6×108 3.6×104 【分析】（1）利用求完全燃烧1kg全氮类物质燃料放出的热量； （2）利用求完全燃烧40t煤油放出的热量，再利用该公式求出这些热量需要完全燃烧全氮类物质燃料的质量，煤油的质量减去完全燃烧全氮类物质燃料的质量可得该起飞时火箭的总质量． 【详解】(1)完全燃烧1kg全氮类物质燃料放出的热量：； (2)完全燃烧40t煤油放出的热量： ， 改由全氮类物质燃料替代，这些热量需要完全燃烧全氮类物质燃料的质量：， 起飞时火箭的总质量的减少量： . 故答案为4.6×108；3.6×104. 2.（2024九年级上山东青岛期末）汽油的热值为4.6×107J/kg。这个数值究竟有多大？有人通过一个具体例子来认识汽油热值的大小：一个60kg的中学生，从大厦的1楼步行至第11楼（走了10层楼），每层楼的层高为3m。如果质量为m的汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和中学生克服重力做的功相等。下列说法正确的是（　　） A．汽油的热值为4.6×107J/kg，表示1kg汽油燃烧放出的热量为4.6×107J B．汽油的热值与汽油的质量和燃烧放出的热量均无关 C．该中学生克服重力做了1.8×104J的功 D．通过计算可知汽油的质量m约为0.39g 【答案】BCD 【详解】A．汽油的热值为4.6×107J/kg，表示1kg汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J，故A错误； B．汽油的热值是燃料本身的一种特性，与汽油的质量和燃烧放出的热量无关，故B正确； C．该中学生克服重力所做的功 故C正确； D．汽油完全燃烧放出的热量 汽油的质量 故D正确。 故选BCD。 3.小明利用图-1的装置研究某燃料热值，他取少量燃料置于燃烧皿中，点燃后对100g的热水加热4min，然后立即将其熄灭，测得消耗燃料4.2g，并根据实验数据绘制了水温随时间变化的图像如图-2中a线所示。已知此过程中燃料均匀燃烧放热，所放出热量只有60%被水吸收。实验装置和热损失比例均不变，利用该燃料加热另一杯水绘出了如图-2中b线所示图像。水的比热容为，整个过程中忽略水的质量变化，下列说法中正确的是（   ） A．通过图线a计算得知4min水吸收到的热量为2520J B．通过计算得出该燃料的热值为 C．这种方法计算出的热值比实际的热值偏大 D．b线代表的水的质量小于a线代表的水的质量 【答案】B 【详解】A．通过图线a可知，水在加热2min后沸腾，可知加热2min，水吸收到的热量是 则4min水吸收到的热量为 故A错误； B．消耗燃料4.2g放出的热量为 该燃料的热值为 故B正确； C．因为燃料燃烧时，有热损失，水吸收的热量小于燃料燃烧放出的热量，所以计算出的燃料的热值比实际的热值偏小，故C错误； D．由图可知，0-2min内，相同时间，两杯水吸收的热量相同，温度变化相同，根据可知，两杯水的质量相等，故D错误。 故选B。 考点三 热机效率的定义及理解 1.全球首款热效率达50%的商业化柴油机已发布，如果应用在汽车上将会节约更多的燃料。假设某辆柴油机汽车原效率为40%，每年消耗柴油1800kg，换用新的柴油机后，每年可以节约燃油 kg。 【答案】360 【详解】每年消耗柴油1800kg，柴油放出的热量为 则柴油机有效利用的能量为 换用新的柴油机后，每年消耗的汽油质量为 每年可以节约燃油 故每年可以节约燃油为。 2.（2024九年级上甘肃金昌期中）在热机里，设用来做有用功的那部分能量为E1，废气带走的能量为E2，散热消耗的能量为E3，克服摩擦做功消耗的能量为E4，燃料完全燃烧放出的总能量为E，热机的效率为，则E= ，= 。 【答案】 E1+E2+E3+E4 【规范解答】[1]用来做有用功的那部分能量、废气带走的能量、散热消耗的能量、克服摩擦做功消耗的能量之和等于燃料完全燃烧放出的总能量，故E=E1+E2+E3+E4 [2]用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比等于热机的效率，故= 3.（2025九年级上山西）跨学科实践。 小小汽轮机 “牛顿”学习小组的同学们在项目化学习过程中，制作了如图所示的器具研究热机原理。实验时向烧瓶内部注入适量的水，塞上带导气管的塞子。将导气管的另一端管口对准叶轮的叶片。点燃酒精灯，当导气管出气口有蒸汽喷出时，叶片就转动起来。 (1)该装置工作时，涉及多处能量转化或转移，请仿照示例写出一例。 【示例】现象：酒精灯加热水使水温升高。能量转化或转移：通过热传递使内能发生了转移。 现象： 。 能量转化或转移： 。 (2)实验时若叶轮不转动，请你写出一个解决办法： 。 (3)这种热机的效率能不能达到100％？请你说明判断的理由： 。 【答案】(1) 蒸汽喷出使叶轮转动 内能转化为机械能 (2)增大酒精灯火焰 (3)不能；存在热量损失，机械能不可能完全转化为有用功 【规范解答】（1）蒸汽从管口喷出具有内能，推动叶轮使其转动起来，叶轮获得了机械能，这是内能向机械能的转化过程。 现象：蒸汽推动叶轮转动。 能量转化或转移：蒸汽的内能转化为叶轮的机械能。 （2）如果叶轮不转动，可能是蒸汽产生的动力不足，增大酒精灯火焰可以使水更快地沸腾产生更多蒸汽，从而增大蒸汽的动力；检查装置气密性是因为如果装置漏气，蒸汽的压力会减小，导致无法推动叶轮转动。 （3）不能达到100%。理由：在热机工作过程中，燃料燃烧放出的能量，一部分用来做有用功推动叶轮转动，但是还有一部分能量会散失到周围环境中（如向外界散热、克服机械间的摩擦等），所以热机效率不能达到100%。 考点四 比较不同燃料的热值大小 1.为比较不同燃料燃烧放热的差异，小明设计了如图所示的甲、乙两组对比实验，实验装置、烧杯内水的初温和质量都相同，实验中还应控制燃料燃烧的 （选填“时间”或“质量”）相同，燃烧放热是通过 （选填“温度计变化的示数”或“加热时间”）来反映的。忽略热量损失和水的质量变化，燃料燃尽，画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙，则燃料1放出的热量 （选填“>”或“<”）燃料2，燃料1与燃料2的热值之比为 。 【答案】 质量 温度计变化的示数 > 8∶3 【详解】[1]为了比较不同燃料燃烧放热的差异，除了实验装置、烧杯内水的初温和质量相同外，还需要控制燃料燃烧的质量相同，这样才能比较两种燃料的燃烧放热能力。 [2]实验中，让两种质量相等的不同燃料燃烧放热给两杯完全相同的水加热，水吸热温度升高的越多，则燃料燃烧放出的热量也越多。燃料燃烧放热是通过温度计变化的示数来反映的。 [3]由于实验忽略了热量损失和水的质量变化，观察图丙，可以看到燃料1燃尽时，5分钟将水加热到100℃，且让水沸腾持续了5分钟；而燃料2燃尽时将同样的水只加热到80℃，说明燃料1放出的热量多。 [4]由于实验中忽略了热量的散失和水的质量变化，且两种燃料燃烧时均匀放热，因此在相同的时间内水吸收的热量等于燃料燃烧放出的热量，燃料在相等的时间内放出的热量相等。分析图丙可知，燃料1在5分钟将水升高80℃，则燃料1在10分钟放出的热量 燃料2在15分钟将同样的水升高60℃。则燃料2在15分钟放出的热量 由Q吸=Q放=mq，可以得到： c水m水Δt水=m燃料q； 由于实验中控制了燃料燃烧的质量相同，则燃料1与燃料2的热值之比 2.用两种等质量燃料先后给同一杯2kg的水加热，甲燃料燃尽后，水的温度上升了10℃，水吸收的热量为 J，再用另一种乙燃料加热，燃料燃烧一半后，水的温度又上升了10℃，甲、乙两种燃料的热值之比为 。（全过程无能量损失） 【答案】 1:2 【详解】[1][2]由可知，水吸收的热量为 全过程无能量损失，用另一种燃料加热，燃料燃烧一半后，水的温度又上升了10℃，由可知，水吸收的热量相同，则两种燃料燃烧部分的质量关系为 根据可知，甲、乙两种燃料的热值之比为 3.如图所示，在两组相同的装置中，用甲、乙两种燃料分别加热质量和初温相同的水，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），不计热量损失。下列说法正确的是（　　） A．m相同时，Δt越小，燃料的热值越大 B．Δt相同时，m越大，燃料的热值越大 C．的比值越大，燃料的热值越大 D．的比值越小，燃料的热值越大 【答案】C 【详解】A．燃料的热值大小不能直接测量，需要通过水吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，即，而水吸收热量的多少跟水的质量和升高的温度有关，则有，可得，由可知，若m相同，△t越小，燃料的热值越小，故A错误； B．由可知，若Δt相同，m越大，燃料的热值越小，故B错误； CD．由可知，若的比值越大，燃料的热值越大，的比值越小，燃料的热值越小，故C正确，D错误。 故选C。 考点五 热机燃料燃烧能量走向示意图 1.在日常生活中，我们使用的汽车内燃机将燃料的化学能进行转化。如图所示，燃料的化学能一部分转化为有用机械能，另一部分去向未知（图中“？”处）。以下关于汽车内燃机能量转化的说法正确的是（　　） A．为了提高汽车内燃机的效率，应尽量增大“？”处能量的损耗 B．冬天汽车刚启动时，“？”处能量中废气带走的热量相对更多 C．汽车长时间高速行驶时，“？”处能量中克服机械摩擦消耗的能量会减少 D．若汽车使用的燃料质量相同，无论汽车处于何种行驶状态，“？”处能量的大小都不变 【答案】B 【详解】A．为了提高汽车内燃机的效率，应尽量减小“？”处能量的损耗，增大有用机械能占燃料化学能的比例，故A错误； B．冬天汽车刚启动时发动机温度低、燃烧不完全，“？”处能量中废气带走的热量相对更多，故B正确； C．汽车长时间高速行驶时，克服机械摩擦的能量会减少，没有根据，通常随转速升高机械摩擦也会增大，故C错误； D．若汽车使用的燃料质量相同，无论汽车处于何种行驶状态，“？”处能量的大小会改变，故D错误。 故选B。 2.（2024九年级上山西吕梁期末）某汽油机的能量流向如图。在未来的汽车市场，零碳内燃机采用绿氢等零碳燃料，在全生命周期可实现零碳排放，前景可观。下列有关说法正确的是（　　） A．零碳内燃机比普通内燃机更环保 B．由图可知该汽油机的效率是6% C．冬天汽车利用尾气中的余热给车内供暖，降低了燃料的利用率 D．汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明燃料燃烧得越充分，燃料的热值会降低 【答案】A 【详解】A．零碳内燃机采用绿氢等零碳燃料，在全生命周期可实现零碳排放，则零碳内燃机比普通内燃机更环保，故A正确； B．由图可知该汽油机的效率是 故B错误； C．冬天汽车利用尾气中的余热给车内供暖，使汽车法发动机产生的热量再利用，提高了燃料的利用率，故C错误； D．汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明燃料燃烧得越不充分，或降低燃料的利用率，而燃料的热值时燃料本身的一种特性，与燃料的燃烧充分程度无关，则燃料的热值不变，故D错误。 故选A。 3.（2025九年级上陕西渭南）如图所示是某品牌汽车汽油机的能量流向图，某次该汽车行驶过程中消耗了0.1 kg汽油，汽油的热值为，下列说法正确的是（　　） A．该汽油机的效率为 B．该行驶过程输出的有用功为 C．减少废气带走的热量可以提高热机效率 D．随着技术的进步，汽油机的效率能达到100% 【答案】C 【规范解答】A．根据能量流向图可知，该汽油机的效率为，故A错误； B．消耗了0.1 kg汽油，放出的热量为 该行驶过程输出的有用功为，故B错误； C．减少废气带走的热量，减小额外损失的能量，可以提高热机效率，故C正确； D．汽油机在使用过程中避免不了会存在能量的额外损失，因此效率不可能达到100%，故D错误。 故选C。 考点六 提高热机的效率的方法 1.（23-24九年级上贵州黔南期末）汽车作为人们的代步工具，给人们的生活提供极大的便利，但是由于汽车的发动机在工作过程中有较大的能量损失，形成了“高能耗，低效率”的现状，同时也给环境带来了一定的污染。请回答下列问题： （1）请分析汽车发动机“低效率”的原因；（至少写出两点） （2）请写出一条“节能减排，低碳生活”的措施。 【答案】见解析 【详解】（1）汽车发动机“低效率”的原因有： ①汽油不能完全燃烧会造成燃料燃烧放出的热量减少；②机械散热会损失一部分能量；③克服机械摩擦做功会消耗一部分能量；④废气带走相当大一部分能量。 （2）出行少开私家车，尽量选择步行、骑自行车或乘坐公共交通工具都可以“节能减排，低碳生活”。 2.如图所示是某汽车汽油机的能量流向图，完全燃烧的汽油，该汽油机能够输出 J的有用功；汽油机常用水作冷却剂是因为水的 较大；请你提出一条提高该汽油机效率的方法： 。（汽油的热值为） 【答案】 比热容 见解析 【详解】[1]完全燃烧的汽油放出的热量为 由图可知，汽油机的效率 汽油机输出的有用功为 [2]水的比热容大，与其它物质相比，在质量和升高温度一定时，由可知，水吸收的热量多，冷却效果好，故常用水来冷却汽车的发动机。 [3]要提高汽油机效率，可让汽油燃烧更充分、减少尾气带走的热量、减少热量散失、减小摩擦做功。 3.（2025九年级上吉林长春）近日，我国某动力公司发布最新款高热效率柴油机，刷新了全球纪录。 (1)如图甲所示的是柴油机的 冲程，它的能量转化是 。若该柴油机飞轮的转速是2400r/min，则它每秒钟对外做功 次。 (2)如图乙所示是该柴油机工作时的能量流向图，该柴油机的效率为 (3)请根据能量流向图，写出一种提高热机效率的方法: 。 【答案】(1) 做功 内能转化为机械能 20 (2)52％ (3)加润滑油减小因摩擦而消耗的能量 【规范解答】（1）[1][2]图甲中，油嘴喷油，活塞向下运动，这是柴油机的做功冲程。在做功冲程中，内能转化为机械能。 [3]柴油机飞轮转速是2400r/min，则每秒飞轮转动的圈数为40r。因为柴油机一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两圈，对外做功一次，所以每秒对外做功的次数为20次。 （2）由图乙可知，燃料化学能为100%，摩擦消耗10%，废气带走23%，未完全燃烧15%，则有用机械能占比为100%-10%-23%-15%=52%，所以该柴油机的效率为52%。 （3）根据能量流向图，可通过减少摩擦消耗的能量，例如加润滑油，使机器部件间更光滑，减小摩擦；减少废气带走的热量，例如改进排气系统；使燃料充分燃烧，例如优化喷油系统，让燃料与空气更充分混合等方法来提高热机效率。 考点七 热机效率的计算 1.某牌号汽车发动机的能量流向如图所示，根据图表给出的信息，该汽车的效率为 。已知该汽车行驶120km，发动机牵引力做的有用功是，则消耗的汽油的质量是 kg（汽油的热值）。在现实生活中，我们经常会看到汽车行驶过程中冒“黑烟”，这时发动机的效率相对较 （选填“高”或“低”）。 【答案】 30% 10 低 【详解】[1]根据图表给出的信息，该汽车的效率为 η=100%-33%-30%-7%=30% [2]汽油完全燃烧放出的热量 消耗的汽油的质量 [3]有时会看到汽车行驶过程中冒“黑烟”，这是汽油在发动机内燃烧不充分，消耗燃料将会增加，有用功不变，由可知此时会降低发动机的效率。 2.将焚烧生活垃圾放出的热量用来发电，是综合利用垃圾的一种方法。若某生活垃圾的热值为0.7×107J/kg，完全燃烧1t该垃圾可释放的热量为 J；若某发电厂焚烧1t这种生活垃圾可输出350kW·h的电能，则此次发电的效率为 %。 【答案】 7×109 18 【详解】[1][2]完全燃烧1t该垃圾可以释放出的热量为Q放=mq=1×103kg×0.7×107J/kg=7×109J 1t这种垃圾可以输出的电能为 此次发电的效率为 3.（2024九年级上江苏无锡期末）一辆汽车以某速度在一段平直且限速80km/h的内环快速路上匀速行驶9km，消耗汽油2kg，汽油机实际输出功率为75kW，汽油机的效率为30%。（q汽油＝4.5×107J/kg）求： (1)2kg汽油完全燃烧放出的热量Q是多少？ (2)该汽车在本次行驶过程中，受到的阻力是多大？ (3)试通过计算说明该车是否超速？ 【答案】(1)9×107J (2)3000N (3)该车超速 【详解】（1）2kg汽油完全燃烧放出的热量为 （2）汽油机实际输出的有用机械功为 则汽车的牵引力为 因汽车匀速行驶，根据二力平衡关系可知，汽车受到的阻力为 （3）汽车行驶的速度为，故该车超速。 考点八 比热容和热值的综合计算 1.（2024九年级上山东滨州期中）目前天然气进农村已基本完成，既解决农村冬季取暖问题，又减少燃煤产生的碳排放。某家庭天然气热水器给38kg供暖用水加热，消耗的天然气，最终使水从15℃升高到55℃达到供暖温度。[，]。求： (1)水吸收的热量？ (2)消耗的天然气完全燃烧放出的热量？ (3)天然气热水器的加热效率？ 【答案】(1)6.384×106 J (2)1.064×107 J (3)60% 【规范解答】（1）水吸收的热量 （2）天然气完全燃烧放出的热量 （3）天然气热水器的加热效率 2.（2024九年级上山东枣庄）图所示为某种固体酒精炉，固体酒精炉比液体酒精炉使用时更安全，为了测定该固体酒精炉的热效率，在炉中放入40g的固体酒精，当固体酒精燃烧完后，锅中1kg的水温度从20℃升高到了70℃。若固体酒精完全燃烧，放出的热量是 J，固体酒精炉的热效率是 。【已知固体酒精的热值为，冰的比热容是】 【答案】 35% 【详解】[1]固体酒精完全燃烧，放出的热量是 [2]水吸收的热量为 固体酒精炉的热效率是 3.（2024九年级上山西吕梁期末）茶文化在我国历史悠久，饮茶是现代人的一种休闲生活方式。若用酒精炉将质量为2.5kg，温度为20℃的水加热至沸腾（1个标准大气压下），需完全燃烧50g酒精。已知c水=4.2×103J/（kg・℃），q酒精=3.0×107J/kg。求： (1)50g酒精完全燃烧放出的热量； (2)水吸收的热量； (3)酒精炉的效率。 【答案】(1)1.5×106J (2)8.4×105J (3)56% 【详解】（1）50g酒精完全燃烧放出的热量 （2）水吸收的热量 （3）酒精炉的效率 考点九 有关热机和功以及压强的综合计算 1.如图所示是我国自主研发的无人驾驶电动运输车，该车质量为1440kg，轮胎与地面的总接触面积为，充满电后可储存电能．求： (1)该车的重力． (2)该车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ (3)该车充满电后储存的电能相当于完全燃烧多少燃油放出的热量（）? 【答案】(1) (2) (3)2.7kg 【详解】（1）该车的重力 （2）该车静止在水平地面上时，对地面的压力为 根据可得，对地面的压强为 （3）该车充满电后储存的电能为 由可得，该车充满电后储存的电能相当于完全燃烧燃油的质量为 2.氢内燃汽车（HICEV）是燃烧氢提供动力的汽车。为测试某氢内燃汽车的性能，驾驶该车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶20min，消耗氢的质量为0.6kg，此过程中发动机的牵引力恒为1.12×103N，氢的热值q氢＝1.4×108J/kg。求该汽车在测试时间内： (1)行驶的路程； (2)牵引力做的功； (3)利用氢燃料的效率。 【答案】(1)30km (2)3.36×107J (3)40% 【详解】（1）根据可得，行驶的路程 （2）根据可得，牵引力做的功 （3）氢完全燃烧放出的热量为 利用氢燃料的效率 3.（2024九年级上陕西咸阳期中）如图所示是一台手扶双轮压路机，质量为550kg，水箱容积为15L。在一次压路作业中，在水平路面上匀速行驶120m，行驶过程中受到的平均阻力是总重的0.4倍。求：（g取10N/kg，柴油的热值取） (1)水箱装满水是为了降低发动机的温度，确保发动机正常工作，当满水箱的水从上升到时可以吸收多少热量；[水的比热容为]。 (2)压路机在这次压路作业中牵引力做的功是多少； (3)若发动机的效率为30%，这次作业要消耗多少千克柴油? 【答案】(1) (2) (3)0.0226kg 【规范解答】（1）水箱中水的质量 水吸收的热量 （2）水箱中水的重力为 压路机的重力为 压路机静止时对水平地面的压力等于自身的重力加上水的重力，压路机静止对水平面的压力为 压路机匀速前进时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等， 即 压路机做的功 （3）由得，柴油完全燃烧释放的热量 由可得，消耗柴油的质量 第二部分 基础巩固 1.（23-24九年级上四川泸州期中）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是（　　） A．65% B．40% C．15% D．35% 【答案】D 【规范解答】因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，所以，由内燃机的能量流向图可得，内燃机的热机效率为 故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 2.家用燃油汽车的发动机主要是汽油机。关于四冲程汽油机，下列说法正确的是（　　） A．汽油机的压缩冲程为汽车提供动力 B．汽油燃烧越充分，汽油机的热效率越高 C．汽油机的飞轮每转一圈，对外做功一次 D．用水做发动机的冷却液是因为水的比热容小 【答案】B 【详解】A．汽油机的做功冲程中，汽油和空气的混合物遇到明火剧烈燃烧，产生了高温高压的燃气，推动活塞运动，将燃气的内能转化为活塞运动的机械能，为车辆提供动力，故A错误； B．汽油燃烧越充分，能够输出的有用机械能越多，汽油机的热效率越高，故B正确； C．汽油机的一个工作循环中，飞轮转2圈，对外做功一次。故C错误； D．用水做发动机的冷却液是因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，故D错误。 故选B。 3.下列关于比热容和热值的说法正确的是（　　） A．物体的质量越大，它的比热容越大 B．物质的比热容跟物体吸收或放出的热量有关 C．燃料的热值与燃料是否完全燃烧无关 D．燃烧时放出热量多的燃料热值大 【答案】C 【详解】AB．比热容是物质的一种特性；物质的比热容只跟物质的种类和状态有关，与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关，故AB错误； CD．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、体积、是否完全燃烧、放出热值多少均没关系，故C正确，D错误。 故选C。 4.（2024九年级上云南曲靖期中）下列说法不正确的是（　　） A．物体内能与物体的温度有关，物体温度升高内能增加 B．燃料的热值与燃料的种类有关，与热量和质量无关 C．一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将不变 D．比热容的大小只与物质的种类有关。与热量和质量，温度无关 【答案】D 【规范解答】A．物体内能的大小与温度、质量、状态等有关，同一物体温度升高内能增大。故A正确，不符合题意； BC．燃料的热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧放热的多少、燃烧情况等无关。所以一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值不会发生变化。故BC正确，不符合题意； D．物质比热容的大小与物质的种类有关，还与物质的状态有关，例如水和冰状态不同，水的比热容大于冰的比热容；与热量和质量，温度无关。故D错误，符合题意。 故选D。 5.甲、乙两台汽油机，甲汽油机的效率为30%，乙汽油机的效率为20%，则下列说法正确的是（　　） A．甲汽油机做的功比乙汽油机做的功多 B．甲汽油机的功率比乙汽油机的功率大 C．在相同的时间内甲汽油机燃烧的汽油比乙汽油机的多 D．在消耗相同的汽油时，甲汽油机做的有用功比乙汽油机多 【答案】D 【详解】A．做功的多少与功率和做功的时间有关系，与其效率无关，故A错误； B．效率表示功的利用率；功率表示做功快慢，这两个物理量是没有必然的联系的。故B错误； C．汽油机燃烧汽油的多少与功率和效率都有关系，其主要与汽油机的功率有关，故C错误； D．甲汽油机的效率高于乙汽油机的效率，说明：消耗相同的汽油，甲汽油机做的有用功多，即输出的能量多，故D正确。 故选D。 6.下列有关内燃机说法正确的是（　　） A．汽油机吸气冲程吸入的是空气 B．柴油机压缩冲程中将内能转化为机械能 C．内燃机工作时的热机效率总小于1 D．热机使用时只有噪声污染 【答案】C 【详解】A．汽油机吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物，故A错误； B．柴油机压缩冲程中将机械能转化为内能，故B错误； C．内燃机工作时的热机效率总小于1，因为总有能量损失，故C正确；                                                                D．热机使用时既有噪声污染，还有空气污染，故D错误。 故选C。 7.（2024九年级上湖北武汉期末）2024年9月11日，我国自主研发的朱雀三号可重复使用垂直回收试验箭，在酒泉卫星发射中心完成10公里级垂直起降返回飞行试验。试验箭为单级液氧甲烷火箭，火箭使用液氧甲烷作为燃料是因为其具有较大的 ，燃烧时释放的大量能量可转化为火箭升空的 能。以甲烷为推进剂，完全燃烧0.5t甲烷，放出的热量是 J。（） 【答案】 热值 机械 【详解】[1]火箭使用液氧甲烷作为燃料是因为其热值较大，其他条件相同时，它能够释放出更多的热量，为火箭的升空提供更多能量。 [2]燃料燃烧是化学变化，将化学能转化为燃气的内能，又将内能转化为火箭的机械能，从而推动火箭升空。 [3]液氧甲烷完全燃烧放出的热量为 8.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。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动1800圈，则下列说法正确的是（　　）(q汽油=4.6ｘ107J/kg) A．图中所示冲程是压缩冲程 B．若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为2.3ｘ108J C．该汽油机在1s内做功30次 D．汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 【答案】A 【详解】A．由图可知，两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故A正确； B．汽油机做的有用功为 故B错误； C．该汽油机飞轮每分钟转动1800圈，则每秒转动30圈，该汽油机飞轮转动2圈对外做功一次，则在1s内做功15次，故C错误； D．根据可知，汽油机消耗的燃料越少，燃料完全燃烧释放的热量越少，做的有用功未知，故效率不一定越高，故D错误。 故选A。 9.（2024九年级上湖南岳阳期中）如图是汽油机工作时的四个冲程，其中说法正确的是（　　） A．其一个工作循环的正确排列顺序是丁、乙、丙、甲 B．若飞轮的转速为，该汽油机每秒对外做功15次 C．使用热值更高的燃料可提高热机的效率 D．丁冲程中活塞向下运动，汽缸内压强变小，大气压将空气压入汽缸 【答案】B 【规范解答】A．一个工作循环为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，所其正确排列顺序是丁、甲、丙、乙，故A错误； B．若飞轮的转速为1800r/min，该汽油机每秒飞轮转，因为飞轮转2圈对外做功1次，所以飞轮转30r，对外做功15次，故B正确； C．热机效率是热机工作时，用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧时所释放的总能量之比。与燃料的热值无关，故C错误； D．丁冲程中活塞向下运动，汽缸体积变大，其内的压强变小，大气压将空气和汽油的混合物压入汽缸，故D错误。 故选B。 10.（2025重庆三模）汽油通常从石油中提炼而成，10kg汽油完全燃烧放出的热量是 J。如图为某汽油机工作时的能量流向图，其消耗10kg汽油输出的有用功可以让质量为1000kg、初温为20℃的水升高到 ℃。（汽油的热值， 【答案】 【规范解答】[1]10kg汽油完全燃烧放出的热量： [2] 由汽油机工作时的能量流向图可得汽油机的效率 该汽油机消耗10kg汽油可输出有用功 由题知，水吸收的热量 由可得水升高的温度 水温升高到 11.相约春天，一起“趣”春游。小明一家开车在平直公路上匀速行驶，到达露营公园野炊，若该过程汽车牵引力为2000N，消耗汽油1kg，则汽车发动机的效率为 ，汽油燃烧过程中，热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）。野炊时，用如图所示的卡式炉将2kg初温为的水加热到，水吸收的热量为 J，该过程消耗了气罐中的丁烷气体，则卡式炉烧水的效率为 。[,,] 【答案】 30% 不变 28% 【详解】[1]牵引力做的功为 汽油完全燃烧放出的热量为 汽车发动机的效率为 [2]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，因此汽油燃烧过程中热值不变。 [3][4]水吸收的热量为 丁烷气体完全燃烧放出的热量为 则卡式炉烧水的效率为 12.某物理兴趣小组的同学，用天然气给10kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在内完全燃烧了的天然气每分钟放热相同。水的比热容为，天然气的热值为。 (1)完全燃烧天然气释放的热量为多少？ (2)“”水吸收的热量为多少？ (3)在烧水过程中，“”、“”、“”请判断哪个时间段热效率最高？最高热效率为多少？ 【答案】(1)， (2) (3) 【详解】（1）因为天然气的质量为，天然气的热值为，所以 天然气完全燃烧释放的热量为 （2）由题意得，内水的温度变化度数为，所以水吸收的热量为 （3）由题意可知，每分钟放热相同，所以在相等的时间段内，天然气放出的热量相等，而随着水温的不断升高，温度变化越来越慢，故可判断时间内，在吸收热量相同的情况下，水升高的温度最大，热效率最高； 内，水吸收的热量为，天然气完全燃烧释放的热量为 故最高的热效率为 第三部分 培优提高 1.（2025江苏无锡三模）如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，从易拉罐开口端向罐内喷适量酒精喷雾，然后将一个空纸杯迅速套上。用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上，将点燃的打火枪靠近底部的小孔，纸杯就会“向前”飞去。纸杯飞出过程中，下列说法正确的是（　　） A．罐内气体的内能增加 B．该过程机械能转化为内能 C．能量转化情况与内燃机的压缩冲程相同 D．能量转化情况与内燃机的做功冲程相同 【答案】D 【规范解答】纸杯飞出过程中，罐内气体体积膨胀，对外做功，将气体的内能转化为纸杯的机械能，罐内气体的内能减小；内燃机的做功冲程中，缸内气体推动活塞做功，将内能转化为机械能，故纸杯飞出过程中，能量转化情况与内燃机的做功冲程相同，故D正确，ABC错误。 故选D。 2.2024世界内燃机大会上，潍柴动力发布了由我国自主研制的全球首款热机效率为的柴油机，创造了当今世界内燃机效率的最高纪录。四款柴油机的效率如表格所示，下列说法错误的是（　　） 柴油机型号 初代柴油机 潍柴动力柴油机 2020年 2022年 2024年 热机效率 约 A．在柴油机的吸气冲程中，吸进汽缸的只有空气 B．在柴油机的做功冲程中，进气门和排气门都关闭 C．在柴油机的压缩冲程中，存在着内能转化为机械能的过程 D．若输出的有用功相同，则四款柴油机中2024年产潍柴动力柴油机消耗的柴油最少 【答案】C 【详解】四冲程工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能。 A．在柴油机的吸气冲程中，吸进汽缸的只有空气，故A正确，不符合题意； B．在柴油机的做功冲程中，进气门和排气门都关闭，故B正确，不符合题意； C．在柴油机的压缩冲程中，存在着机械能转化为内能的过程，故C错误，符合题意； D．若输出的有用功相同，则四款柴油机中2024年产潍柴动力柴油机消耗的柴油最少，因为其效率是高，故D正确，不符合题意； 故选C。 3.2024年4月25日，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭，在酒泉卫星发射中心成功发射。下列有关说法中不正确的是（   ） A．火箭燃料在燃烧过程中，质量减小、热值不变 B．火箭加速上升过程中的机械能守恒 C．使燃料充分燃烧是提高热机效率的有效途径 D．火箭常利用液氢作燃料，是因为液氢的热值大且不会对环境造成污染 【答案】B 【详解】A．热值是燃料的特性，其大小与质量无关，所以火箭燃料在燃烧过程中，质量减小、热值不变，故A正确，不符合题意； B．火箭加速升空过程中，速度增大，动能增大，高度增大，重力势能增大，机械能增大，机械能不守恒，故B错误，符合题意； C．火箭中的液氢燃料燃烧越充分，燃料利用率越高，火箭的热机效率越高，所以使燃料充分燃烧是提高热机效率的有效途径，故C正确，不符合题意； D．火箭常利用液氢作燃料，是因为液氢的热值大，相同质量的液氢和其它燃料相比，完全燃烧时可以放出更多热量，且液氢燃烧的产物是水，不会对环境造成污染，故D正确，不符合题意。 故选B。 4.某款汽车在平直公路上匀速行驶6.9km，消耗汽油0.6kg，已知该汽车行驶时汽油机提供的牵引力恒为1200N，汽油的热值为。下列说法错误的是（   ） A．汽油机的做功冲程将内能转化为机械能 B．0.6kg汽油完全燃烧放出的热量为 C．该汽油机的效率为30% D．使燃料燃烧更充分，可以提高汽油机的效率 【答案】B 【详解】A．汽油机的做功冲程，气体膨胀对活塞做功，将内能转化为机械能，故A正确，不符合题意； B．0.6kg汽油完全燃烧放出的热量为 故B错误，符合题意； C．该汽油机做的有用功为 汽油机的效率为 故C正确，不符合题意； D．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，使燃料燃烧更充分，可以提高燃料的利用率，可以提高热机效率，故D正确，不符合题意。 故选B。 5.用相同的酒精灯分别加热质量均为200g、初温均为0℃的甲、乙两种液体，它们的温度随时间变化的图像如图所示，已知6~8min消耗酒精的质量为0.8g，甲、乙单位时间吸收的热量相等，甲的比热容，酒精的热值（单位时间消耗酒精的质量相同）。下列说法不正确的是（　　） A．乙液体的比热容（） B．甲液体在0～10min吸收的热量是 C．甲液体的沸点为80℃，乙液体的沸点为40℃ D．6~8min酒精灯对甲液体的加热效率约为33.3% 【答案】B 【详解】A．甲液体在6min~8min内吸收的热量Q吸=c甲mΔt=2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(80℃-60℃)=8×103J 由题知，甲、乙单位时间吸收的热量相等，由图可知，在0~6min内，物质乙吸收的热量Q吸乙=3Q吸=3×8×103J =2.4×104J 由Q=cmΔt可知物质乙的比热容 故A正确，不符合题意； B．由A知，甲液体在6min~8min内吸收的热量Q吸=8×103J，则甲液体在0~10min吸收的热量是Q吸'=5×8×103J=4×104J 故B错误，符合题意； C．由图象可知，甲液体在8min后吸收热量、温度不变，甲液体的沸点为80℃；乙液体在6min后吸收热量、温度不变，乙液体的沸点为40℃，故C正确，不符合题意； D．0.8g酒精完全燃烧放出的热量Q放=m酒精q=0.8×10-3kg×3×107J/kg=2.4×104J 即2min酒精完全燃烧放出的热量为2.4×104J，6min~8min酒精灯对物质甲的加热效率 故D正确，不符合题意。 故选B。 6.（2024九年级上四川期末）小李用相同的酒精灯分别加热质量均为100g的水和甲液体，4min内各消耗酒精1g，用得到的实验数据绘制出了如图所示的图像。相同时间内两液体吸收的热量相等，q酒＝3×107J/kg；c水＝4.2×103J/（kg·℃）。下列说法正确的是（　　） A．甲液体和水升高相同的温度时，甲液体比水吸收的热量更多 B．甲液体在4min内吸收的热量为3×104J C．甲液体的比热容为2.1×103J/（kg·℃） D．酒精灯的加热效率为42% 【答案】CD 【详解】A．水和甲液体的质量相同，水的比热容大于甲的比热容，由Q吸＝cmΔt可知，两液体升高相同的温度，比热容大的水，吸收热量较多，故A错误； B．由图知，8min内，水的初温为10℃、末温为40℃，水吸收的热量为Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.1kg×（40℃﹣10℃）＝1.26×104J 4min内，水吸收的热量为 由题知，相同时间内另一种液体吸收的热量与水吸收的热量相等，所以4min内甲液体吸收的热量也是6.3×103J，故B错误； C．由图知，4min内，甲液体的初温为20℃、末温为50℃，由Q吸＝cmΔt可得 故C正确； D．消耗酒精1g放出的热量Q放＝qm酒精＝3×107J/kg×1×10-3kg＝3×104J 酒精灯的加热效率为 故D正确。 故选CD。 7.如图所示，甲、乙、丙的三套装置完全相同，燃料质量、液体质量及液体初温均相同，不考虑热量损失，点燃后燃料稳定燃烧直至尽，同一套装置中液体单位时间内吸热相等，三套装置烧杯中液体升高的温度随时间变化的图像如图丁所示，下列判断正确的是（　　） A．两种液体的比热容之比 B．两种燃料的热值之比 C．时间段甲、乙液体吸收的热量之比 D．时间段乙中液体a与时间段丙中液体b吸收的热量之比 【答案】A 【详解】A．对比甲、丙两个实验可知，实验所用燃料相同，两种液体a、b加热相同的时间吸收的热量相同，由图丁可知，时间段内，液体b的温度变化为，液体a的温度变化为，两种液体的比热容之比 故A正确； B．对比甲、乙两个实验可知，实验所用液体种类、质量、初温都相同，燃料不相同，燃料完全燃烧提供的热量都被液体a吸收，燃料1时液体a升高的温度为，燃料2时液体a升高的温度为，两种燃料的热值之比 故B错误； C. 时间段，甲、乙装置中燃料的种类不同，加热液体的种类和质量相同，相同时间液体升高的温度不同，液体吸收的热量不同，，故C错误； D．时间段，乙中液体a吸收的热量 时间段，丙中液体b吸收的热量 时间段乙中液体a与时间段丙中液体b吸收的热量之比 故D错误。 故选A。 8.如图所示为某柴油水泵机组（水泵机组动力由单缸四冲程柴油机提供），正常工作1小时可以将54m3的水抽到20m高处，该水泵机组的效率为40%，下列说法正确的是（ρ水=1.0×103kg/m3，q柴油=4.6×107J/kg，g取10N/kg）（　　） A．水泵机组对水做的功为1.2×107J B．水泵机组对水做功的功率为3000W C．水泵机组消耗柴油的质量为0.46kg D．单缸四冲程柴油机的压缩冲程将内能转化为机械能 【答案】B 【详解】A．1h所抽送的水的体积为V=54m3，这些水的重力大小为 这些水被提升的高度为h=20m，对水所做的功为 故A错误； B．水泵机组对水做功的功率为 故B正确； C．根据可得，柴油完全燃烧所放出的热量为 则消耗柴油的质量为 故C错误； D．四冲程柴油机的压缩冲程将机械能转化为内能，故D错误。 故选B。 9.（23-24九年级上贵州六盘水）质量为3t的载重汽车，额定功率为100kW，汽车先以10m/s的速度在平直公路上以20kW的功率匀速行驶了10min，消耗汽油1.2kg。试问： (1)1.2kg的汽油完全燃烧放出的热量为多少？（已知汽油的热值为4.5x107J/kg） (2)汽车在平直公路上匀速行驶时，受到的阻力为多少？ (3)汽车在平直公路上匀速行驶时汽油机的效率为多少？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）汽油燃烧放出的热量为 （2）由 可得牵引力做功为 由可得，汽车行驶的路程   由可得，汽车的牵引力为： 由于汽车在平直公路上匀速行驶，则受到的阻力为 （3）汽车在平直公路上匀速行驶时能量转化的效率为 10.（2024九年级上江苏宿迁期末）如图是完全相同的装置甲、乙、丙，兴趣小组用这些装置来比较不同物质的比热容或不同燃料的热值。燃料的质量都是10g，烧杯内液体的质量和初温均相同。 (1)为了比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验；实验通过 （选填“升高的温度”或“加热的时间”）反映液体吸热的多少。 (2)比较不同物质的比热容，选用图中合适的装置加热相同时间后，绘制出温度﹣时间图象如图丁，液体a的比热容 （选填“大于”“小于”或“等于”）液体b的比热容。 (3)小华用图甲装置，根据酒精燃烧后水升高的温度，测出酒精的热值。这种方法测出的热值与“标准值”相比 （选填“偏大”“偏小”或“一样”），理由是 。 (4)小明选用甲、乙两个装置比较不同燃料的热值过程中，甲烧杯内液体沸腾时下面的燃料还未燃尽，而乙烧杯中液体在燃料燃尽时都未沸腾（两种燃料都充分燃烧） （选填“能”或“不能”）比较出哪种燃料热值大。 【答案】(1) 甲、丙 加热的时间 (2)大于 (3) 偏小 存在热量损失 (4)能 【详解】（1）[1][2]比较不同物质的比热容，应该用相同的加热源对不同物质进行加热，所以选甲、丙；根据转换法的应用，用加热时间反映物体吸热的多少。 （2）根据绘制出温度﹣时间图象（如上图丁），升高相同的温度，a加热时间较长、吸收的热量较多，则a吸热能力强，即液体a的比热容大于液体b的比热容。 （3）[1][2]在加热的过程中，酒精未完全燃烧、酒精产生的热量部分被烧杯和石棉网吸收还有一部分被空气吸收，存在热量损失，则计算出酒精放出的热量偏小，所以，计算出酒精放出的热量偏小。 （4）甲、乙中液体种类，质量均相等，甲烧杯内液体沸腾时下面的燃料还未燃尽，而乙烧杯中液体在燃料燃尽时都未沸腾（两种燃料都充分燃烧），说明甲装置中液体吸收的热量大于乙装置中液体吸收的热量，即较少质量的燃料1比较多质量的燃料2放出的热量多，由能比较出，燃料1的热值比燃料2的热值大。 11.（2025九年级上辽宁铁岭）氢燃料公交车行驶时运行平稳，无振动无噪声，零下40℃也可正常启动运行。与传统公交车相比，最大特点是“零污染、零排放”。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源。[，c水=4.2×103J/(kg·℃)]，一标准大气压环境下]求： (1)质量为0.5kg的氢燃料完全燃烧放出的热量； (2)若这些热量的60%被质量为100kg，温度为20℃的水吸收，水升高的温度； (3)若氢燃料公交车发动机的热机效率为50%，氢燃料公交车以42kW的恒定功率匀速行驶，如果完全燃烧0.5kg的氢燃料，这些热量能让该氢燃料公交车匀速行驶多少秒？ 【答案】(1)7×107J (2)80℃ (3)833s 【规范解答】（1）质量为0.5kg的氢燃料完全燃烧放出的热量 （2）水吸收的热量 水升高的温度 理论上水的末温为t末=t0+Δt=20℃+100℃=120℃ 因为在一标准大气压下，水的沸点为100℃，且温度达到沸点后不再升高，所以水升高的温度应为 （3）氢燃料公交车发动机的热机效率为50%，由上面的小问可知完全燃烧0.5kg的氢燃料放出的热量为7×107J，则用来做有用功的这部分能量为 氢燃料公交车的功率为P=42kW=4.2×104W 则该氢燃料公交车匀速行驶的时间为 12.“运-20”飞机是我国研究制造的新一代大型运输机，具有航程远、载重大、飞行速度快、巡航高度高、低速性能佳等特点。如图所示，“运-20”飞机的发动机通过航空煤油在气室中燃烧，使发动机获得向前的动力。若“运-20”飞机在恒定的水平推力F的作用下，沿水平方向以720km/h的速度匀速航行1h需要燃烧航空煤油4500kg，飞行时发动机提供的机械功率是3×107W。求：（q航空煤油=4×107J/kg） (1)水平推力F的大小； (2)“运-20”飞机发动机的热机效率。 【答案】(1)1.5×105N (2)60% 【详解】（1）飞机的速度 由可知，飞机的水平推力 （2）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量 “运”飞机发动机所做的有用功 “运”飞机发动机的热机效率 学科网（北京）股份有限公司 $