2021-2022学年人教版物理九年级第十四章第2节《热机的效率》课时练
一、单选题
1．（2021九上·朝阳期末）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．温度 B．质量 C．热值 D．比热容
2．（2021八下·通州期末）下列关于热值的说法正确的是（ ）
A．燃料燃烧时，用的燃料越多，燃料的热值越大
B．燃料燃烧时，放出的热量越多，燃料的热值越大
C．相同质量的不同燃料燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大
D．相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大
3．（2020九上·成都期中）关于燃料的热值以下说法正确的是（ ）
A．煤的热值比干木柴大，因此煤燃烧放出的热量一定比干木柴多
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．燃料的热值与燃料的质量无关
4．（2020九上·新洲月考）下列关于热值的表述正确的是（ ）
A．酒精的热值等于1kg的酒精燃烧放出的热量
B．燃料的质量越大，热值越大
C．燃料燃烧放出的热量越多，热值越大
D．燃料的热值只与燃料的种类有关
5．（2020九上·新洲月考）下列关于热机效率的表述正确的是（ ）
A．燃料的热值越大，效率越高
B．热机做的有用功越多，热机效率越高
C．做相同多的功，耗油少的机械，热机效率高
D．做功快的热机，效率高
6．（2020九上·龙华期末）关于热值和热机效率，以下说法正确的是（ ）
A．燃料燃烧越充分，燃料的热值越大
B．燃料燃烧释放的热量越大，热值越大
C．使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率
D．热值和热机效率都是定值，与外界条件无关
7．（2021·东平模拟）有一种节能型燃气炉灶，据介绍，使用该种炉灶比普通炉灶烧开同样一壶水可以节约燃气10%~15%。这是因为，使用这种炉灶可以（ ）
A．增大燃气的热值 B．增大燃气的密度
C．降低水的比热容 D．提高燃气的燃烧效率
8．（2021·武侯模拟）热机效率是热机性能的重要指标，下列措施中，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热量
C．尽量使用热值更大的燃料 D．尽量减少热机部件的摩擦
9．（2020九上·庆阳期中）下列提高热机效率的途径中，错误的是（ ）
A．做好保养润滑，减小摩擦
B．减小吸入空气量，减小输出功率
C．合理设置，减小热量损失
D．调节进气比例，使燃料尽量充分燃烧
10．（2020九上·定陶期中）为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施不能提高热机效率的是（ ）
A．尽量增加热机的工作时间
B．尽量减少热机内部各部件间的摩擦
C．让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全
D．在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损失
11．（2021·北部湾模拟）目前石油、煤炭消耗量的迅速增长，易导致能源危机。因此，开发和利用新能源，成为全世界最为关注的问题之一。小明家的太阳能热水器内装有100kg、25℃的水，经过一天照射后，温度升高了50℃。则水吸收的热量及至少可以节约煤的质量分别是（ ）
[水的比热容是4.2×103J/(kg℃)，煤的热值是3.0×107J/kg]
A．1.05×107J，0.35kg B．2.1×107J，0.35kg
C．1.5×107J，0.7kg D．2.1×107J，0.7kg
12．（2020九上·东明月考）如图所示为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为（ ）
A． B．
C． D．
二、填空题
13．（2020九上·天津月考）木炭的热值是3.5×107
J/kg，其物理意义是 。要放出1.05×108 J的热量，需要完全燃烧 kg的木炭。
14．（2020九上·昆明月考）火箭采用液态氢作为推进燃料，是因为液氢的热值 （选填“较大”或“较小”），已知液氢的热值为14.3×107J/kg，其物理意义是 。
15．（2020九上·淮南月考）当汽油在汽车发动机内燃烧不充分时会“黑烟”，车旁的人能闻到浓烈的汽油味，这时发动机的效率将 （选填:“变高”、“变低”或“不变”）。
16．（2020九上·绿园期末）已知汽油的热值是4.6×107J/kg，3kg汽油完全燃烧放出的热量是 J，汽油在燃烧过程中，热值 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
17．（2021·宿迁）“低碳环保”是当今世界环境主题，天然气是一种低污染燃料，在我市已普遍使用。天然气热值为4×107J/m3，完全燃烧0.21m3的天然气所释放的热量为 J，若完全被水吸收，能使 kg的水温度升高40℃。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
18．（2020九上·长沙期末）一台单缸四冲程柴油机在工作运行中，共消耗了5kg的柴油，这些柴油完全燃烧放出的热量是 J，若此柴油机只做了6.27×107
J的有用功，则它的热机效率为 。（q柴油＝3.3×107 J/kg）
19．（2020九上·广州期中）某物理小组的同学在社会实践活动中，通过实际调查和网上查询，绘制了一辆某种型号普通轿车在额定功率下行驶时单位时间内的能量流向图，请你参与讨论有关问题。
（1）根据图中的能量流向，说出该轿车行驶时有哪几个方面的能量损耗。
（2）若将机器转化为有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”。由图中提供的数据可知得，该轿车的能量转化效率为 。（保留三位小数）
三、计算题
20．（2020九上·广东期末）小明家煮饭、烧水使用的是管道天然气，用天然气炉燃烧0.03m3的天然气刚好能把2kg的水从初温25℃加热到100℃。（q天然气=4.5×107J/m3，c水=4.2×103J/(kg×℃)）
（1）水吸收的热量是多少J？
（2）天然气放出的热量是多少？
（3）此过程中天然气炉的热效率是多少？（四舍五入法，百分号前保留整数）
21．（2021·宜昌）小明学习了燃料的热值后，很想知道家中使用的天然气的热值是多少？但在教材的燃料热值表中没有查阅到。于是，他在家里将装有2kg水的水壶放到天然气灶上去烧，用温度计测量水从20℃加热至80℃的过程中，观察到天然气表的数字变化了0.035m3。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36%，已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg· 。求：
（1）在这个过程中水吸收了多少热量
（2）请你帮小明算出天然气的热值。
四、实验探究题
22．（2020九上·芜湖期中）某同学用图1的两个相同装置探究“不同燃料的热值大小”
（1）分别在两个相同的燃烧皿中装入质量相等的甲、乙燃料，点燃它们并对A、B两杯中质量相同、初温相同的水加热；通过比较燃料全部燃烧后 来判断两种燃料的热值的大小。
（2）若实验结束时测得A杯中的水温为42℃，测得B杯中的水温为如图2所示，经分析比较可知：热值较大的是 燃料。
23．（2021·松原模拟）学习了燃料的热值后，小王自己设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。
（1）实验装置如图所示，你认为图中器件的安装顺序是 （由下而上/由上而下）。
（2）为保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应保持 、 、以及两个烧杯都应相同。
（3）实验数据记录如表，根据表中数据，计算出碎纸片的热值是 J/kg。
（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 （大/小），出现这样情况的主要原因是 。（写出一点）
燃料 加热前水温℃ 燃料燃尽时水温℃ 燃料的热值J/kg
酒精 15 35 2.4×106
碎纸片 15 25 ？
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】热值是燃料的一种特性，单位质量的煤炭完全燃烧时放出的热量越大，说明该煤炭的热值越高，品质越好，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C
【分析】燃料的特性是热值，不同燃料热值不同。
2．【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】A．燃料的热值指的是1kg的燃料完全燃烧所释放的热量，与质量无关，A不符合题意；
B．不同的燃料燃烧时，必须是完全燃烧，且要限定质量相同，放出的热量越多，燃料的热值才越大，B不符合题意；
C．需要完全燃烧，C不符合题意；
D．相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大是正确的，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】热值是燃料的特性，和燃料的种类有关；质量相同时，热值越大，燃烧放出的热量越多。
3．【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】A．燃料燃烧放出的热量与是否完全燃烧、燃料的热值和质量都有关系，因此热值大的燃料不一定放出的热量多，A不符合题意；
B．热值是燃料的一种特性，与是否容易燃烧无关，B不符合题意；
C．采取热值高的燃料，其利用率不一定高，所以不一定能提高锅炉的效率，C不符合题意；
D．热值是燃料的一种特性，与燃料的质量无关，D符合题意．
故答案为：D．
【分析】燃料的热值指的是1千克的燃料完全燃烧释放的热量，燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃烧是否充分燃烧没有关系。
4．【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，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。
故答案为：D。
【分析】燃料的热值指的是1千克的燃料完全燃烧释放的热量，燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃烧是否充分燃烧没有关系。
5．【答案】C
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A．热机效率是指用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值，与燃料热值的大小无关，A不符合题意；
B．热机效率是指用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值，有用功越多，不知道总功的多少，热机效率不一定越高，B不符合题意；
C．热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，则有用功占总功的比例越高，即效率一定越高，C符合题意；
D．热机做功越快，表示热机的功率越大，与效率无关，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置，内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值，减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率，但效率不会达到100%。
6．【答案】C
【知识点】燃料的热值；热机的效率
【解析】【解答】A.热值是燃料的特性，和燃烧情况无关，A不符合题意；
B.燃料燃烧释放的能量多少，和热值有关，和燃料的质量有关，B不符合题意；
C.燃料充分燃料，可以减少能量损失，从而提高热机效率，C符合题意；
D.热值是定值，热机效率不是固定值，与外界条件有关，D不符合题意。
故答案为：C.
【分析】热值是燃料的特性，不同燃料的热值一般不同；热机效率是有用功和总热的比值。
7．【答案】D
【知识点】燃料的热值；热机的效率
【解析】【解答】A．热值是燃料的一种特性，与燃料的种类有关，不能增大燃气的热值，A不符合题意；
B．密度是物质的一种特性，与物质的种类有关，不能增大燃气的密度，B不符合题意；
C．比热容是物质的一种特性，与物质的种类有关，不能降低水的比热容，C不符合题意；
D．烧开同样一壶水，水吸收的热量相同，使用节能型燃气炉灶比普通炉灶烧开同样一壶水可以节约燃气10%～15%，说明提高了燃料的利用率，即使用这种炉灶可以提高燃气的燃烧效率，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】所需热量的总量一定时，减少消耗的燃料，可以提高效率。
8．【答案】D
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A．增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率，A不符合题意；
B．增加废气带走的热量，热机的能量利用率降低，即热机的效率降低，B不符合题意；
C．使用热值更大的燃料，其能量利用率不一定高，不一定能提高热机的效率，C不符合题意；
D．尽量减少热机部件的摩擦，减少克服摩擦消耗的内能，可以增大有用能量与燃料完全燃烧放出总能量的比值，可以提高热机的效率，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置，内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值，减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率，但效率不会达到100%。
9．【答案】B
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A．减少摩擦，可以减少由于摩擦消耗的能量，可以提高热机的效率，A正确，不符合题意；
B．减少输出功率，并不能提高热机的效率，B错误，符合题意；
C．减少热损失，可以提高热机能量的利用率，即提高热机的效率，C正确，不符合题意；
D．燃料燃烧得越充分，能量损失越少，热机的效率越高，D正确，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】提高热机效率，可以通过减小摩擦、减小损失、燃料充分燃烧等方法。
10．【答案】A
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】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，比值越大，效率越高。所以减少热量的损失，可以提高热机的效率。所以减少机内部各部件间的摩擦，使燃料充分燃烧，设计与制造热机时要不断改进与创新都可以减少热量的损失，提高热机效率；增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率，A不能提高热机效率，符合题意。
故答案为：A。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置，内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值，减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率，但效率不会达到100%。
11．【答案】D
【知识点】比热容；燃料的热值；能量守恒
【解析】【解答】 由 Q=cm△t ，得出水吸收的热量 Q吸=cm△t = 4.2×103J/(kg℃ ）×100kg×50 ℃ = 2.1×107J ；
至少可以节约煤的质量 ：m煤==0.7kg
【分析】根据 Q水吸= Q煤放，已知水的质量、比热容、升高的温度，算出Q水吸，再根据煤的热值，与 Q煤放，计算出煤的质量。
12．【答案】B
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】由内燃机的能流图可知，燃料完全燃烧放出的热量为E，有用机械能即有用功为E3，所以，内燃机的效率η= ×100%= ×100%
故答案为：B。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置，内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值。
13．【答案】1kg的木炭完全燃烧放出的热量是3.5×107J；3
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】木炭的热值是3.5×107 J/kg，物理意义是1kg的木炭完全燃烧放出的热量是3.5×107J。需要完全燃烧木炭的质量为
需要完全燃烧木炭的质量为3kg。
【分析】热值是单位质量的燃料完全燃烧放出的热量；根据热量和热值的比值计算燃料的质量。
14．【答案】较大；1kg的液氢完全燃烧放出的热量是14.3×107J
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】液氢的热值大，相同质量的液氢和其它燃料相比，完全燃烧时能放出更多的热量，所以火箭采用液态氢作为推进燃料。液氢的热值为14.3×107J/kg，其物理意义是：1kg的液氢完全燃烧放出的热量是14.3×107J。
【分析】燃料的热值指的是1千克的燃料完全燃烧释放的热量，燃料的热值越大，单位质量的燃料燃烧释放的热量多。
15．【答案】变低
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率降低。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置，内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值，减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率；车旁有汽油味，说明燃料不能充分燃烧，热机效率会降低。
16．【答案】1.38X108；不变
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】(1)完全燃烧3kg汽油放出的热量：Q=mq=3kgx4.6x107 J/kg=1.38x108J；
(2) 热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，所以汽油在燃烧过程中，质量减小，热值不变。
【分析】(1)根据Q=mq求出放出的热量。
(2)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、燃烧程度都没有关系。
17．【答案】8.4×106；50
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】完全燃烧0.21m3的天然气所释放的热量为Q=Vq=0.21m3×4×107J/m3=8.4×106J
水质量为
【分析】（1）已知天然气燃烧的热值、完全燃烧的体积，由Q=vq求出天然气所释放的热量 ；
（2）已知水升高的温度，水的比热容，吸收的热量，由可以求出水的质量多少。
18．【答案】1.65×108；38%
【知识点】热量的计算；热机的效率
【解析】【解答】柴油完全燃烧放出的热量 热机效率
则它的热机效率为38%。
【分析】利用密度公式求解消耗汽油的质量，再利用热值公式求解汽油释放的热量；求解汽车发动机做的有用功，利用汽油燃烧释放的热量乘以发动机的机械效率即可。
19．【答案】（1）四个方面：摩擦损耗、散热损耗、排放废气损耗、燃料损耗
（2）15.2%
【知识点】热机的效率；有关热机的计算
【解析】【解答】(1)从能量流程图上可以读出，有用功之外的能量损耗为：摩擦损耗、散热损耗、排放废气损耗、燃料损耗。(2)轿车的能量转化效率为η＝ ×100%≈15.2%
【分析】（1）热机工作时，燃料的能量损失有：摩擦损耗、散热损耗、排放废气损耗、燃料损耗；（2）根据有用功和总热的比值计算热机效率。
20．【答案】（1）解：由吸热公式可知水吸收的热量
答：水吸收的热量为6.3×105J；
（2）解：天然气放出的热量Q放= q天然气V天然气=4.5×107J/m3×0.03m3=1.35×106J
答：天然气放出的热量为1.35×106J；
（3）解：天然气炉的热效率
答：天然气炉的热效率约为47%。
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）根据物体的比热容、质量和温度差的乘积计算热量；（2）根据燃料的质量和热值的乘积计算热量；（3）吸收的热量和总热的比值计算热效率。
21．【答案】（1）解：水吸收的热量Q=cmΔt=4.2×103J/（kg· ）×2kg×（80 -20 ）=5.04×105J
答：在这个过程中水吸收了5.04×105J的热量
（2）解：天然气完全燃烧释放的能量为
根据Q放=Vq得
答：小明算出天然气的热值为4×107J/m3。
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）（1）结合水的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解水吸收的热量即可；
（2）水吸收热量为有用功，除以加热效率为总功，即为燃料释放的热量，除以燃料的体积即为燃料的热值。
22．【答案】（1）温度计示数的变化
（2）甲
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】(1)两种燃料的热值的大小是通过液体吸收的热量，即两种液体的温度变化来反映，故填温度计示数的变化。(2)图2中乙杯水温为37℃，低于A杯水温，故甲燃料热值较大。
【分析】（1）探究不同燃料的热值时，利用相同质量的不同燃料，加热相同质量的同种液体，通过温度变化判断热值大小；（2）根据温度计液柱位置判断温度；根据温度差不同，当物体吸收热量越多，燃料的热值越大。
23．【答案】（1）由下而上
（2）酒精和碎纸片的质量；水的质量
（3）1.2×106
（4）小；是热量损失或燃料燃烧不完全
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】（1）由于要用酒精灯的外焰加热，且温度计的玻璃泡与被测液体充分接触，不能紧靠容器壁或容器底部，所以，在组装装置甲时，要按“从下往上”的原则；
（2）为了尽量减小各种因素对实验的影响，保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应保持酒精和碎纸片的质量、水的质量以及两个烧杯都应相同。
（3）不计热量损失的情况下，根据表中数据和Q=cm t可知，水从酒精吸收的热量和从碎纸片吸收的热量之比为2∶1，则酒精完全燃烧放出的热量和从碎纸片完全燃烧放出的热量之比为2∶1，由 可知，碎纸片的热值是酒精的热值一半，即为1.2×106J/kg。
（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏小，出现这样情况的主要原因是燃料燃烧不完全、热量燃烧放出的热量没有完全被水吸收。
【分析】（1）在组装实验仪器的时候应该按照自下而上的顺序进行组装；
（2）比较不用燃料的热值，需要控制燃料的质量相同即可；通过烧杯内液体温度变化量反映燃料释放热量的多少，故要控制烧杯内的液体质量相同；
（3）结合水的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解水吸收的热量，除以燃料的质量即为热值；
（4）燃料释放的热量不能被水完全吸收掉，故计算得到的热值偏小。
1 / 12021-2022学年人教版物理九年级第十四章第2节《热机的效率》课时练
一、单选题
1．（2021九上·朝阳期末）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．温度 B．质量 C．热值 D．比热容
【答案】C
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】热值是燃料的一种特性，单位质量的煤炭完全燃烧时放出的热量越大，说明该煤炭的热值越高，品质越好，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C
【分析】燃料的特性是热值，不同燃料热值不同。
2．（2021八下·通州期末）下列关于热值的说法正确的是（ ）
A．燃料燃烧时，用的燃料越多，燃料的热值越大
B．燃料燃烧时，放出的热量越多，燃料的热值越大
C．相同质量的不同燃料燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大
D．相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大
【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】A．燃料的热值指的是1kg的燃料完全燃烧所释放的热量，与质量无关，A不符合题意；
B．不同的燃料燃烧时，必须是完全燃烧，且要限定质量相同，放出的热量越多，燃料的热值才越大，B不符合题意；
C．需要完全燃烧，C不符合题意；
D．相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大是正确的，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】热值是燃料的特性，和燃料的种类有关；质量相同时，热值越大，燃烧放出的热量越多。
3．（2020九上·成都期中）关于燃料的热值以下说法正确的是（ ）
A．煤的热值比干木柴大，因此煤燃烧放出的热量一定比干木柴多
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．燃料的热值与燃料的质量无关
【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】A．燃料燃烧放出的热量与是否完全燃烧、燃料的热值和质量都有关系，因此热值大的燃料不一定放出的热量多，A不符合题意；
B．热值是燃料的一种特性，与是否容易燃烧无关，B不符合题意；
C．采取热值高的燃料，其利用率不一定高，所以不一定能提高锅炉的效率，C不符合题意；
D．热值是燃料的一种特性，与燃料的质量无关，D符合题意．
故答案为：D．
【分析】燃料的热值指的是1千克的燃料完全燃烧释放的热量，燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃烧是否充分燃烧没有关系。
4．（2020九上·新洲月考）下列关于热值的表述正确的是（ ）
A．酒精的热值等于1kg的酒精燃烧放出的热量
B．燃料的质量越大，热值越大
C．燃料燃烧放出的热量越多，热值越大
D．燃料的热值只与燃料的种类有关
【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，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。
故答案为：D。
【分析】燃料的热值指的是1千克的燃料完全燃烧释放的热量，燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃烧是否充分燃烧没有关系。
5．（2020九上·新洲月考）下列关于热机效率的表述正确的是（ ）
A．燃料的热值越大，效率越高
B．热机做的有用功越多，热机效率越高
C．做相同多的功，耗油少的机械，热机效率高
D．做功快的热机，效率高
【答案】C
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A．热机效率是指用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值，与燃料热值的大小无关，A不符合题意；
B．热机效率是指用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值，有用功越多，不知道总功的多少，热机效率不一定越高，B不符合题意；
C．热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，则有用功占总功的比例越高，即效率一定越高，C符合题意；
D．热机做功越快，表示热机的功率越大，与效率无关，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置，内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值，减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率，但效率不会达到100%。
6．（2020九上·龙华期末）关于热值和热机效率，以下说法正确的是（ ）
A．燃料燃烧越充分，燃料的热值越大
B．燃料燃烧释放的热量越大，热值越大
C．使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率
D．热值和热机效率都是定值，与外界条件无关
【答案】C
【知识点】燃料的热值；热机的效率
【解析】【解答】A.热值是燃料的特性，和燃烧情况无关，A不符合题意；
B.燃料燃烧释放的能量多少，和热值有关，和燃料的质量有关，B不符合题意；
C.燃料充分燃料，可以减少能量损失，从而提高热机效率，C符合题意；
D.热值是定值，热机效率不是固定值，与外界条件有关，D不符合题意。
故答案为：C.
【分析】热值是燃料的特性，不同燃料的热值一般不同；热机效率是有用功和总热的比值。
7．（2021·东平模拟）有一种节能型燃气炉灶，据介绍，使用该种炉灶比普通炉灶烧开同样一壶水可以节约燃气10%~15%。这是因为，使用这种炉灶可以（ ）
A．增大燃气的热值 B．增大燃气的密度
C．降低水的比热容 D．提高燃气的燃烧效率
【答案】D
【知识点】燃料的热值；热机的效率
【解析】【解答】A．热值是燃料的一种特性，与燃料的种类有关，不能增大燃气的热值，A不符合题意；
B．密度是物质的一种特性，与物质的种类有关，不能增大燃气的密度，B不符合题意；
C．比热容是物质的一种特性，与物质的种类有关，不能降低水的比热容，C不符合题意；
D．烧开同样一壶水，水吸收的热量相同，使用节能型燃气炉灶比普通炉灶烧开同样一壶水可以节约燃气10%～15%，说明提高了燃料的利用率，即使用这种炉灶可以提高燃气的燃烧效率，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】所需热量的总量一定时，减少消耗的燃料，可以提高效率。
8．（2021·武侯模拟）热机效率是热机性能的重要指标，下列措施中，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热量
C．尽量使用热值更大的燃料 D．尽量减少热机部件的摩擦
【答案】D
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A．增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率，A不符合题意；
B．增加废气带走的热量，热机的能量利用率降低，即热机的效率降低，B不符合题意；
C．使用热值更大的燃料，其能量利用率不一定高，不一定能提高热机的效率，C不符合题意；
D．尽量减少热机部件的摩擦，减少克服摩擦消耗的内能，可以增大有用能量与燃料完全燃烧放出总能量的比值，可以提高热机的效率，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置，内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值，减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率，但效率不会达到100%。
9．（2020九上·庆阳期中）下列提高热机效率的途径中，错误的是（ ）
A．做好保养润滑，减小摩擦
B．减小吸入空气量，减小输出功率
C．合理设置，减小热量损失
D．调节进气比例，使燃料尽量充分燃烧
【答案】B
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A．减少摩擦，可以减少由于摩擦消耗的能量，可以提高热机的效率，A正确，不符合题意；
B．减少输出功率，并不能提高热机的效率，B错误，符合题意；
C．减少热损失，可以提高热机能量的利用率，即提高热机的效率，C正确，不符合题意；
D．燃料燃烧得越充分，能量损失越少，热机的效率越高，D正确，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】提高热机效率，可以通过减小摩擦、减小损失、燃料充分燃烧等方法。
10．（2020九上·定陶期中）为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施不能提高热机效率的是（ ）
A．尽量增加热机的工作时间
B．尽量减少热机内部各部件间的摩擦
C．让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全
D．在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损失
【答案】A
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】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，比值越大，效率越高。所以减少热量的损失，可以提高热机的效率。所以减少机内部各部件间的摩擦，使燃料充分燃烧，设计与制造热机时要不断改进与创新都可以减少热量的损失，提高热机效率；增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率，A不能提高热机效率，符合题意。
故答案为：A。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置，内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值，减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率，但效率不会达到100%。
11．（2021·北部湾模拟）目前石油、煤炭消耗量的迅速增长，易导致能源危机。因此，开发和利用新能源，成为全世界最为关注的问题之一。小明家的太阳能热水器内装有100kg、25℃的水，经过一天照射后，温度升高了50℃。则水吸收的热量及至少可以节约煤的质量分别是（ ）
[水的比热容是4.2×103J/(kg℃)，煤的热值是3.0×107J/kg]
A．1.05×107J，0.35kg B．2.1×107J，0.35kg
C．1.5×107J，0.7kg D．2.1×107J，0.7kg
【答案】D
【知识点】比热容；燃料的热值；能量守恒
【解析】【解答】 由 Q=cm△t ，得出水吸收的热量 Q吸=cm△t = 4.2×103J/(kg℃ ）×100kg×50 ℃ = 2.1×107J ；
至少可以节约煤的质量 ：m煤==0.7kg
【分析】根据 Q水吸= Q煤放，已知水的质量、比热容、升高的温度，算出Q水吸，再根据煤的热值，与 Q煤放，计算出煤的质量。
12．（2020九上·东明月考）如图所示为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】由内燃机的能流图可知，燃料完全燃烧放出的热量为E，有用机械能即有用功为E3，所以，内燃机的效率η= ×100%= ×100%
故答案为：B。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置，内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值。
二、填空题
13．（2020九上·天津月考）木炭的热值是3.5×107
J/kg，其物理意义是 。要放出1.05×108 J的热量，需要完全燃烧 kg的木炭。
【答案】1kg的木炭完全燃烧放出的热量是3.5×107J；3
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】木炭的热值是3.5×107 J/kg，物理意义是1kg的木炭完全燃烧放出的热量是3.5×107J。需要完全燃烧木炭的质量为
需要完全燃烧木炭的质量为3kg。
【分析】热值是单位质量的燃料完全燃烧放出的热量；根据热量和热值的比值计算燃料的质量。
14．（2020九上·昆明月考）火箭采用液态氢作为推进燃料，是因为液氢的热值 （选填“较大”或“较小”），已知液氢的热值为14.3×107J/kg，其物理意义是 。
【答案】较大；1kg的液氢完全燃烧放出的热量是14.3×107J
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】液氢的热值大，相同质量的液氢和其它燃料相比，完全燃烧时能放出更多的热量，所以火箭采用液态氢作为推进燃料。液氢的热值为14.3×107J/kg，其物理意义是：1kg的液氢完全燃烧放出的热量是14.3×107J。
【分析】燃料的热值指的是1千克的燃料完全燃烧释放的热量，燃料的热值越大，单位质量的燃料燃烧释放的热量多。
15．（2020九上·淮南月考）当汽油在汽车发动机内燃烧不充分时会“黑烟”，车旁的人能闻到浓烈的汽油味，这时发动机的效率将 （选填:“变高”、“变低”或“不变”）。
【答案】变低
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率降低。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置，内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值，减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率；车旁有汽油味，说明燃料不能充分燃烧，热机效率会降低。
16．（2020九上·绿园期末）已知汽油的热值是4.6×107J/kg，3kg汽油完全燃烧放出的热量是 J，汽油在燃烧过程中，热值 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】1.38X108；不变
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】(1)完全燃烧3kg汽油放出的热量：Q=mq=3kgx4.6x107 J/kg=1.38x108J；
(2) 热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，所以汽油在燃烧过程中，质量减小，热值不变。
【分析】(1)根据Q=mq求出放出的热量。
(2)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、燃烧程度都没有关系。
17．（2021·宿迁）“低碳环保”是当今世界环境主题，天然气是一种低污染燃料，在我市已普遍使用。天然气热值为4×107J/m3，完全燃烧0.21m3的天然气所释放的热量为 J，若完全被水吸收，能使 kg的水温度升高40℃。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】8.4×106；50
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】完全燃烧0.21m3的天然气所释放的热量为Q=Vq=0.21m3×4×107J/m3=8.4×106J
水质量为
【分析】（1）已知天然气燃烧的热值、完全燃烧的体积，由Q=vq求出天然气所释放的热量 ；
（2）已知水升高的温度，水的比热容，吸收的热量，由可以求出水的质量多少。
18．（2020九上·长沙期末）一台单缸四冲程柴油机在工作运行中，共消耗了5kg的柴油，这些柴油完全燃烧放出的热量是 J，若此柴油机只做了6.27×107
J的有用功，则它的热机效率为 。（q柴油＝3.3×107 J/kg）
【答案】1.65×108；38%
【知识点】热量的计算；热机的效率
【解析】【解答】柴油完全燃烧放出的热量 热机效率
则它的热机效率为38%。
【分析】利用密度公式求解消耗汽油的质量，再利用热值公式求解汽油释放的热量；求解汽车发动机做的有用功，利用汽油燃烧释放的热量乘以发动机的机械效率即可。
19．（2020九上·广州期中）某物理小组的同学在社会实践活动中，通过实际调查和网上查询，绘制了一辆某种型号普通轿车在额定功率下行驶时单位时间内的能量流向图，请你参与讨论有关问题。
（1）根据图中的能量流向，说出该轿车行驶时有哪几个方面的能量损耗。
（2）若将机器转化为有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”。由图中提供的数据可知得，该轿车的能量转化效率为 。（保留三位小数）
【答案】（1）四个方面：摩擦损耗、散热损耗、排放废气损耗、燃料损耗
（2）15.2%
【知识点】热机的效率；有关热机的计算
【解析】【解答】(1)从能量流程图上可以读出，有用功之外的能量损耗为：摩擦损耗、散热损耗、排放废气损耗、燃料损耗。(2)轿车的能量转化效率为η＝ ×100%≈15.2%
【分析】（1）热机工作时，燃料的能量损失有：摩擦损耗、散热损耗、排放废气损耗、燃料损耗；（2）根据有用功和总热的比值计算热机效率。
三、计算题
20．（2020九上·广东期末）小明家煮饭、烧水使用的是管道天然气，用天然气炉燃烧0.03m3的天然气刚好能把2kg的水从初温25℃加热到100℃。（q天然气=4.5×107J/m3，c水=4.2×103J/(kg×℃)）
（1）水吸收的热量是多少J？
（2）天然气放出的热量是多少？
（3）此过程中天然气炉的热效率是多少？（四舍五入法，百分号前保留整数）
【答案】（1）解：由吸热公式可知水吸收的热量
答：水吸收的热量为6.3×105J；
（2）解：天然气放出的热量Q放= q天然气V天然气=4.5×107J/m3×0.03m3=1.35×106J
答：天然气放出的热量为1.35×106J；
（3）解：天然气炉的热效率
答：天然气炉的热效率约为47%。
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）根据物体的比热容、质量和温度差的乘积计算热量；（2）根据燃料的质量和热值的乘积计算热量；（3）吸收的热量和总热的比值计算热效率。
21．（2021·宜昌）小明学习了燃料的热值后，很想知道家中使用的天然气的热值是多少？但在教材的燃料热值表中没有查阅到。于是，他在家里将装有2kg水的水壶放到天然气灶上去烧，用温度计测量水从20℃加热至80℃的过程中，观察到天然气表的数字变化了0.035m3。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36%，已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg· 。求：
（1）在这个过程中水吸收了多少热量
（2）请你帮小明算出天然气的热值。
【答案】（1）解：水吸收的热量Q=cmΔt=4.2×103J/（kg· ）×2kg×（80 -20 ）=5.04×105J
答：在这个过程中水吸收了5.04×105J的热量
（2）解：天然气完全燃烧释放的能量为
根据Q放=Vq得
答：小明算出天然气的热值为4×107J/m3。
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）（1）结合水的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解水吸收的热量即可；
（2）水吸收热量为有用功，除以加热效率为总功，即为燃料释放的热量，除以燃料的体积即为燃料的热值。
四、实验探究题
22．（2020九上·芜湖期中）某同学用图1的两个相同装置探究“不同燃料的热值大小”
（1）分别在两个相同的燃烧皿中装入质量相等的甲、乙燃料，点燃它们并对A、B两杯中质量相同、初温相同的水加热；通过比较燃料全部燃烧后 来判断两种燃料的热值的大小。
（2）若实验结束时测得A杯中的水温为42℃，测得B杯中的水温为如图2所示，经分析比较可知：热值较大的是 燃料。
【答案】（1）温度计示数的变化
（2）甲
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】(1)两种燃料的热值的大小是通过液体吸收的热量，即两种液体的温度变化来反映，故填温度计示数的变化。(2)图2中乙杯水温为37℃，低于A杯水温，故甲燃料热值较大。
【分析】（1）探究不同燃料的热值时，利用相同质量的不同燃料，加热相同质量的同种液体，通过温度变化判断热值大小；（2）根据温度计液柱位置判断温度；根据温度差不同，当物体吸收热量越多，燃料的热值越大。
23．（2021·松原模拟）学习了燃料的热值后，小王自己设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。
（1）实验装置如图所示，你认为图中器件的安装顺序是 （由下而上/由上而下）。
（2）为保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应保持 、 、以及两个烧杯都应相同。
（3）实验数据记录如表，根据表中数据，计算出碎纸片的热值是 J/kg。
（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 （大/小），出现这样情况的主要原因是 。（写出一点）
燃料 加热前水温℃ 燃料燃尽时水温℃ 燃料的热值J/kg
酒精 15 35 2.4×106
碎纸片 15 25 ？
【答案】（1）由下而上
（2）酒精和碎纸片的质量；水的质量
（3）1.2×106
（4）小；是热量损失或燃料燃烧不完全
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】（1）由于要用酒精灯的外焰加热，且温度计的玻璃泡与被测液体充分接触，不能紧靠容器壁或容器底部，所以，在组装装置甲时，要按“从下往上”的原则；
（2）为了尽量减小各种因素对实验的影响，保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应保持酒精和碎纸片的质量、水的质量以及两个烧杯都应相同。
（3）不计热量损失的情况下，根据表中数据和Q=cm t可知，水从酒精吸收的热量和从碎纸片吸收的热量之比为2∶1，则酒精完全燃烧放出的热量和从碎纸片完全燃烧放出的热量之比为2∶1，由 可知，碎纸片的热值是酒精的热值一半，即为1.2×106J/kg。
（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏小，出现这样情况的主要原因是燃料燃烧不完全、热量燃烧放出的热量没有完全被水吸收。
【分析】（1）在组装实验仪器的时候应该按照自下而上的顺序进行组装；
（2）比较不用燃料的热值，需要控制燃料的质量相同即可；通过烧杯内液体温度变化量反映燃料释放热量的多少，故要控制烧杯内的液体质量相同；
（3）结合水的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解水吸收的热量，除以燃料的质量即为热值；
（4）燃料释放的热量不能被水完全吸收掉，故计算得到的热值偏小。
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