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人教版物理九年级14.2热机的效率 同步练习
一、单选题
1．（2021九上·凤山期末）我国随着航天事业发展需要，正在研制大功率液氢火箭发动机，可以把更多的货物运上太空。这种发动机主要是利用液氢具有（ ）
A．较小的密度 B．较大的比热容
C．较高的热值 D．较低的沸点
2．（2021九上·林甸期末）下列说法中正确的是（ ）
A．热传递过程中，温度高的物体，由于具有较大的内能，所以会把内能传给低温物体
B．夏天室内常洒一些水，是利用水蒸发吸热达到降温的目的
C．物体吸收热量，内能增加，温度一定升高
D．运载火箭的燃料采用液氢，是因为液氢的比热容大
3．（2021九上·南丹期末）关于热值和热机效率，下列说法正确的是（ ）
A．使燃料燃烧更充分，可提高热机效率
B．热机使用的燃料的热值越大，热机效率就越高
C．1kg 汽油在气缸内燃烧放出的热量，就是汽油的热值
D．把煤磨成煤粉或煤粒，加大送风量使其燃烧更充分，可以提高煤的热值
4．（2022九上·荔湾期末）汽油机甲的效率比汽油机乙的效率高，这说明（ ）
A．甲做的有用功多
B．相同的时间内，汽油机甲比乙所用的汽油节约一些
C．甲比乙用的汽油少
D．完全燃烧相等的汽油，其内能转化为有用功的能量甲比乙多
5．（2021九上·番禺期末）如图甲是热机的能量流向图。图乙显示的是甲、乙两热机的参数。甲、乙相比，甲的（ ）
A．有用机械能较大 B．损失能量较小
C．燃料的化学能较大 D．热机效率较低
6．（2021九上·越秀期末）如图所示分别为内燃机甲、乙的能量流向图，则下列说法正确的是（ ）
A．通过技术改进，可使甲的E4等于E1
B．若E4大于E4＇，则甲的热机效率一定高于乙
C．若E5小于E5＇，则甲的热机效率一定高于乙
D．若甲、乙的热机效率相等且E1等于E1＇，则E4一定等于E4＇
7．（2021九上·顺德期末）2020年11月24日，我国搭载“嫦娥五号”月球探测器的长征五号火箭成功发射升空，液氢是长征五号运载火箭的主要燃料之一，其热值q氢=1.4×108J/kg，下列说法正确的是（ ）
A．用液氢作为燃料，是因为其热值大
B．火箭升空过程中，液氢的热值不断减小
C．燃烧5g液氢产生7×108J的热量
D．液氢燃烧过程是内能向机械能转化
8．（2021九上·白云期末）潍柴集团于2020年正式发布全球首款热机效率突破50%的商用柴油机，世界内燃机发展出现历史性新突破。关于对此柴油机的说法正确是（ ）
A．它必须用热值较高的燃油才能提高其热机效率
B．对比其他柴油机，相同时间内对外做功更快
C．对比其他柴油机，对外做同样的功消耗的燃料减少
D．随着技术的进步，集团生产的内燃机效率能达到100%
9．（2021九上·海陵期末）用图示同样的装置探究“不同物质的吸热本领”（甲实验）和“不同燃料的热值”（乙实验），以下说法正确的是（ ）
A．两个实验都要控制被加热物质的种类一样
B．两个实验都要控制被加热物质的体积一样
C．甲实验加热相同时间，不同的物质吸收的热量相等
D．乙实验燃料如没有充分燃烧，燃料的热值将会变小
10．（2021九上·蓬安期中）做同样的功，甲柴油机用3h，消耗2kg柴油；乙柴油机用2h，消耗掉3kg柴油，下列说法中正确的是（ ）
A．甲的功率大，效率低 B．甲的功率大，效率高
C．乙的功率大，效率低 D．乙的功率大，效率高
11．（2021九上·江都月考）将一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的（ ）
A．热值、比热容都不变
B．热值、比热容都变为原来的三分之二
C．热值变为原来的三分之二，比热容不变
D．热值不变，比热容变为原来的三分之二
12．（2021九上·定远月考）关于热机效率，下列说法正确的是（ ）
A．不断改进热机的设计，就有可能使热机的效率达到100%
B．若甲汽油机的效率高于乙汽油机，则甲消耗的汽油少于乙消耗的汽油
C．保证转动部分良好的润滑可以提高热机的效率
D．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
二、填空题
13．（2022九下·定远月考）为了消杀新冠病毒，工作人员在教室喷洒酒精后，同学们进入教室闻到刺鼻的酒精味，这是 现象；把质量相同的酒精和汽油（已知热值q汽油>q酒精）充分完全燃烧，产生热量较多的是 。
14．（2022九下·南雄开学考）2020年5月5日，我国长征五号B运载火箭成功发射。火箭使用的燃料是液态氢，这是利用了液态氢 的特点。装载的2t的液态氢完全燃烧放出的热量是 J。发射台下方建有水池，通过水 （填物态变化名称）吸收热量，使发射时发射台不至于温度过高被烧坏。（q氢＝1.4×108J/kg）
15．（2022九下·哈尔滨开学考）质量为2kg水的温度由20℃升高到60℃，这杯水的内能 (选填“增加”、“减少”或“不变”)，这些热量相当于完个燃烧 g 酒精. (q酒精=3. 0×107J/kg) .
16．（2021九上·岑溪期末）我国北方房屋中的“暖气”用水作为介质，是因为水的 大；火箭用液态氢作燃料，是因为液态氢的 大。（ 以上两空均选填 “热值”“比热容”）
17．（2021九上·茂南期末）某品牌太阳能热水器的光热转换效率为50%，该太阳能热水器内装有20kg、温度为20℃的水，阳光照射一天后，水温升高到70℃，则热水器内的水吸收了 J的热量，热水器接收 J太阳能，这些太阳能相当于完全燃烧了 m3的天然气。[已知水的比热容为，天然气的热值约为4.2×107J/m3]
18．（2021九上·高要期末）汽车上的散热器用水作为冷却剂，散热器中装有10kg的水，在温度升高了20℃的过程中，水吸收的热量是 J，这些热量相当于完全燃烧 kg的天然气放出的热量（已知：水的比热容C水=4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值q=8.4×107J/kg），天然气在燃烧的过程中，热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
19．（2021九上·德惠期末）国庆假期，小刚同学参观科技馆了解到，中国南海海底探明有大量的“可燃冰”；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。这说明“可燃冰”的 （选填“热值”、“比热容”或“密度”）很大；如图所示瓶塞从瓶口中弹出来，烧瓶内的气体将塞子推出的过程，瓶内气体的 能转化为瓶塞的机械能。四冲程汽油机工作过程中的 冲程与上述能量转化过程相同。
20．（2021九上·环江期末）运动会上常用气球来装饰会场，在烈日曝晒下，气球的内能增大，这是通过 的方式改变气球内能的。现代火箭用液态氢作燃料，是因为它具有较大的 ，其燃烧过程时将化学能转化为内能。
21．（2021九上·崇左期末）我国“长征二号F”运载火箭的燃料是液态氢，主要因为氢的 大（选填“比热容”或“热值”）；火箭升空时，燃气对火箭做功，燃气的内能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
22．（2021九上·天峨期末）1.5kg的煤气完全燃烧放出的热量是 J，这些热量可以使 kg的水从20℃加热至 100℃。[q煤气＝4.2×107J/kg、c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
三、实验探究题
23．（2022九下·武功月考）小侨要探究“不同物质吸热升温的现象”，同时又想要探究“不同燃料完全燃烧的放热能力”，他设计了如图所示的两组实验装置：（甲图中两酒精灯完全相同；乙图中酒精和碎纸片的质量相同，烧杯中水的质量、初温也相同）
质量/g 升温10℃所需时间/s
沙子 100 60
水 100 252
（1）你认为研究不同燃料燃烧放热能力应选用 （选填“甲”或“乙”）图器材；
（2）进行甲图实验时，要控制水和沙子的初温和 相同；
（3）除了图中实验器材外，还要用到搅拌器，使用搅拌器的好处是 ；
（4）甲图实验中当沙子和水升高相同的温度时，小侨是通过比较 来判断物质吸收热量的多少；小侨将实验数据记录在表一中，分析实验数据可知 （选填“沙子”或“水”）的吸热能力强；
（5）下列示例中与比热容无关的是____（填字母）；
A．城市建造人工湖来改善气候
B．空调房间里放盐水可以增加湿度
C．用冷水冷却发动机
（6）乙组实验中，通过 来反映燃料放出热量的多少。
24．（2022九上·惠州期末）小明一家驾车旅行，汽车应用了好多物理知识，请回答下列问题：
（1）加油时闻到汽油味，说明分子在 ；
（2）图示为车发动机的 冲程，其能量转化情况是 ；
（3）若车的总质量为1.5t，匀速直线行驶9km，所受阻力为车重的0.1倍，完全燃烧汽油1L，则1L汽油完全燃烧放出的热量是 J，车所受牵引力是 N，车的工作效率是 %。（ 汽油=0.8×103kg/m3，q汽油=4.5×107J/kg，g 取10N/kg）
25．（2021九上·汕头期中）在“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验中，小林选用碎纸片和酒精为燃料进行了实验。
（1）小林将天平放在水平桌面上并将游码归零后，若指针静止时位置如图甲所示，则他应将平衡螺母向 端调节；图乙是正确测量所用碎纸片质量时的场景，此时游码所处位置如图丙所示，则他还应称量 g的酒精；
（2）小林组装的实验装置如图丁所示，他在器材安装中的一处错误是 ；
（3）本实验中，燃料完全燃烧放出热量的多少是通过 来反映的；
（4）正确组装实验装置后，小林用（1）中所称量的碎纸片和酒精分别进行实验，正确采集的数据如下表所示．根据实验数据，小林却得出了与事实相反的实验结论：质量相同的碎纸片和酒精完全燃烧后，碎纸片放出的热量较多．你认为他在实验中最有可能遗漏的操作是
四、计算题
26．（2022九下·覃塘月考）用煤气灶把1kg、初温为20℃的水烧到70℃，消耗了10g煤气。已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），煤气的热值为4.2x107J/kg，求∶
（1）水吸收的热量；
（2）煤气完全燃烧放出的热量
（3）煤气灶烧水的效率。
27．（2022九下·月考）某校学生乘坐校车到距离9km处的考点参加考试（设道路是平直、均匀材质的路面），校车与所载学生的总质量为9000kg，车轮与地面的接触总面积为0.15m2．问：
（1）校车对地面的压强多大？
（2）若校车以12m/s的速度匀速行驶时受到的阻力为4500N，则校车发动机牵引力的功率是多大？
（3）若校车匀速驶完全程共消耗了4.8kg燃油（假设燃油完全燃烧，燃油的热值为3.2×107J/kg），则校车发动机的效率是多少？
28．（2022九下·武功月考）如下图所示是乡镇道路两旁安装的“风光互补路灯”。其顶部装有发电机，中间有太阳能电池板。当无风有光时，可以通过太阳能电池板发电，有风无光时通过风力发电机发电，二者也可同时发电，日夜为蓄电池充电。1台“风光互补路灯”1年大约可发电3.6×109J，已知c水=4.2×103J/（kg·℃），煤炭的热值为3×107J/kg。问：
（1）若此路灯每年的发电量用燃烧煤炭来提供，则每台这样的路灯每年至少可节约多少千克煤炭？
（2）若每台路灯每年节约能量14%被水吸收，在标准大气压下，可将多少千克的水由20℃加热到沸腾？
五、简答题
29．小明用图中的实验装置加热水，他查出酒精热值为 ，水的比热容为 ，温度计测出烧杯中水的温度 ，用电子秤测出烧杯中水的质量 及酒精灯中酒精的质量 ，接着用酒精加热水一定时间后，水仍未沸腾，水减少的质量忽略不计，用温度计测出此时水的温度为 。 以上条件能否求出此装置加热水的效率 ？如果能，写出 的表达式如果条件不足，写出必须补充的物理量的测量步骤和符号，并写出 的表达式。（ 用题目已知及补充的物理量符号表示）
30．一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3 600转/分．
①该柴油机活塞1 秒内对外做功多少次？（说明理由）
②柴油机效率为40%，当消耗2.5×107 J的内能，转化成的机械能是多少焦耳？
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】液氢作为燃料，在等质量的情况下，完全燃烧时可以释放出更多的热量，是因为其有较高的热值，ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】燃料应该具有其有较高的热值。
2．【答案】B
【知识点】汽化及汽化吸热的特点；内能的概念；热传递改变物体内能；燃料的热值
【解析】【解答】A．热传递实质是内能从高温物体转移到低温物体或者从物体的高温部分传递到低温部分；内能的大小与质量、温度、状态等因素有关，内能大，温度不一定高，A不符合题意；
B．夏天室内常洒一些水，水蒸发时会吸收热量，能降低室温，B符合题意；
C．物体吸收热量，内能增加，温度不一定升高，例如晶体熔化时，吸收热量，温度不变，C不符合题意；
D．运载火箭的燃料采用液氢，是因为液氢的热值大，密度小，而和它的比热容无关，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】发生热传递的条件是存在温度差。
汽化：物质从液态变为气态的过程叫汽化，汽化的方式有蒸发和沸腾。都要吸热。蒸发：是在任何温度下，且只在液体表面发生的，缓慢的汽化现象。
内能的大小与质量、温度、状态等因素有关。
氢具有较大的热值，同质量的氢与其他燃料相比，完全燃烧后，氢放出的热量多。
3．【答案】A
【知识点】燃料的热值；热机的效率
【解析】【解答】A．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，A符合题意；
B．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，与燃料的热值无关，B不符合题意；
CD.1kg汽油完全燃烧放出的热量叫做汽油的热值，热值是燃料的一种特性，和燃料是否燃烧、是否完全燃烧、燃料的质量等无关，CD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】热值是燃料的特性，和燃料的质量、燃烧情况无关；热机做的有用功和燃料燃烧放出的热量的比值，计算热机效率。
4．【答案】D
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】效率是表明有用功占总功百分比的物理量。如果汽油机甲的效率比乙的高，说明汽油机甲的性能好，燃烧相同的汽油，甲做的有用功多；做相同的有用功，甲消耗的汽油少。因此在比较过程中一定要有前提条件，ABC不符合题意；D符合题意。
故答案为：D。
【分析】热机效率指热机做的功和总热的比值。
5．【答案】B
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A．如图所示，甲的有用机械能为2000J，乙的有用机械能为4000J，所以甲的有用机械能小，A不符合题意；
B．如图所示，甲损失能量为500J，乙损失能量为5000J，所以甲损失能量小，B符合题意；
C．如图所示，甲燃料的化学能为
乙燃料的化学能为
所以甲燃料的化学能较小，C不符合题意；
D．根据题意，甲热机效率为
乙热机效率为
所以甲的热机效率较高。D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】燃料燃烧的内能减去机械自身消耗能量和废气带走能量的百分比，即为获得有用机械能的百分比，也就是该内燃机的热机效率。
6．【答案】D
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A．无论怎样技术改进，额外功的产生不可避免，有用功E4总是小于总功E1。故错误；
BC．根据公式知，若E4大于E4＇，只有E1等于E1＇时，甲的热机效率一定高于乙；若E5小于E5＇，甲的热机效率不一定高于乙。BC不符合题意；
D．根据知，若甲、乙的热机效率相等且E1等于E1＇，则E4一定等于E4＇。D符合题意，
故答案为：D。
【分析】热机效率是指有用功能量与燃料完全燃烧放出的能量的比值，比值越高，效率越高；热机在工作过程中不可避免地要克服机械间的摩擦而做额外功，因此效率不可能达到100%。
7．【答案】A
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】A．用液氢作为燃料，是因为液氢的热值较大，与其它燃料相比，燃烧相同质量的液氢放出的热量更多，A符合题意；
B．燃料的热值是燃料本身的一种属性，与燃料的质量无关，故可知火箭升空过程中，液氢的热值不变，B不符合题意；
C．由题意可知，燃烧5g液氢产生的热量为Q=mq=0.005kg×1.4×108J/kg=7×105J
C不符合题意；
D．液氢燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】燃料的热值是燃料本身的一种属性，与燃料的质量无关，燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能，利用Q=mq求得燃烧5g液氢产生的热量。
8．【答案】C
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A．热机效率是有用功与燃料完全燃烧所放出的热量的比，与燃料的热值无关，A不符合题意；
B．柴油机效率高，只表明有用功与总功的比值大，相同时间做功快指功率，效率与功率没有必然联系，B不符合题意；
C．柴油机效率高，根据效率公式，当有用功一定时，效率越高，所需要总功更少，即燃烧同种燃料时，需要的燃料更少，C符合题意；
D．柴油机属于热机，在工作过程中不可避免会存在燃料燃烧不完全等因素导致能量损失，不可能达到100%，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据效率公式，热机效率是有用功与燃料完全燃烧所放出的热量的比，与燃料的热值无关。
9．【答案】C
【知识点】比热容；燃料的热值
【解析】【解答】A．比较不同物质的吸热本领时，需要改变物质的种类，比较不同燃料的热值时，需要加热相同种类的物质，A不符合题意；
B．比较不同物质的吸热本领时，需要控制两种物质的质量相同；比较不同燃料的热值时，需要控制被加热的物质的种类相同，物质的质量相同，B不符合题意；
C．比较不同物质的吸热本领时，用相同的加热器加热，相同时间内，放出的热量相同，物质吸收的热量是相同的，C符合题意；
D．热值是燃料的一种特性，与是否充分燃烧无关，乙实验燃料如没有充分燃烧，燃料的热值不变，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）比较两种液体的吸热能力，则需要燃烧相同的燃料（研究对象），加热相同的时间，比较质量和初温相同的液体升高的温度，由△t=比较温度的变化，温度升高越多，则吸热能力越小；
（2）为了比较热值大小，要用质量相同不同的燃料，加热质量相同的同种液体（研究对象），根据Q=cm△t，液体升温越高，则燃料放出的热量越多，根据q=，这种燃料热值越大，据此分析。
10．【答案】C
【知识点】功率的计算；燃料的热值；热机的效率
【解析】【解答】由Q=mq可知，消耗柴油产生的热量之比等于质量之比，则
Q甲放：Q乙放=m甲：m乙=2：3
时间之比为t甲：t乙=3：2
则由可求功率之比为
做同样的功，则由可求效率之比为
综合可得，乙的功率大，甲的效率高。
故答案为：C。
【分析】根据可知功率的大小，根据Q=mq和×100%即可比较效率的高低。
11．【答案】A
【知识点】比热容；燃料的热值
【解析】【解答】比热容、燃料的热值都属于物质的特性，它们的大小与物体的质量和体积均无关系，将一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的比热容、热值都不变。
故答案为：A。
【分析】热值是燃料的特性，比热容是物体的吸热能力，是物体的特性，热值和比热容都与质量无关。
12．【答案】C
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】热机效率是指热机有效利用的能量（有用功）与燃料完全燃烧放出的能量的比值；
A．热机在工作的过程中，始终会有能量的散失，故热机的效率不可能达到100%，A不符合题意；
B．甲热机比乙热机的效率高，在做相同有用功的情况下，甲消耗的燃料才少，B不符合题意；
C．保证转动部分良好的润滑，减小机械摩擦，可以提高热机的效率，C符合题意；
D．柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油机在吸气冲程中吸入的是空气，在压缩冲程中压缩程度大，做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值大，与热值大小无关， D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】热机效率是指热机有效利用的能量（有用功）与燃料完全燃烧放出的能量的比值。
13．【答案】扩散；汽油
【知识点】燃料的热值；分子热运动
【解析】【解答】闻到酒精的气味是扩散现象，原因是分子在不停地做无规则运动。
已知热值q汽油>q酒精，由可知质量相等的酒精和汽油充分完全燃烧，产生热量较多的是汽油。
【分析】闻到气味，是分子在不停的无规则运动形成的；质量相同时，燃料的热值越大，产生的热量越多。
14．【答案】热值大；2.8×1011；汽化
【知识点】汽化及汽化吸热的特点；热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】火箭使用的燃料是液态氢，这是利用了液态氢热值大的特点；
2t的液态氢完全燃烧放出的热量是
发射台下方建有水池，通过水汽化吸收热量，使发射时发射台不至于温度过高被烧坏。
【分析】火箭要用热值的燃料才能获得较大推力；用Q=mq计算燃料燃烧释放的热量；发射台下的水是为了吸收火箭发射时产生的巨大热量，保护发射台不被高温烧坏。
15．【答案】增加；11.2
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】水的温度升高，水的内能增大；
水吸收的热量为
不考虑热量散失时，燃烧酒精放出的热量
所以需要的酒精质量为
【分析】物体温度升高，内能增大；不考虑热量散失时，酒精释放的热量等于水吸收的热量，由Q=mq计算需要的酒精质量。
16．【答案】比热容；热值
【知识点】比热容；燃料的热值
【解析】【解答】暖气片中用水作为介质，是因为水的比热容大，和质量相同的其他液体相比，降低相同的温度时能放出更多的热量。
火箭用液态氢作燃料，是因为液态氢的热值大，和质量相同的其他燃料相比，液态氢燃烧能放出更多的热量。
【分析】水的比热容大，和质量相同的其他液体相比，降低相同的温度时能放出更多的热量。
液态氢的热值大，和质量相同的其他燃料相比，液态氢燃烧能放出更多的热量。
17．【答案】4.2×106；8.4×106；0.2
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】由可得热水器内的水吸收的热量为
由可知热水器接收的太阳能为
由可知这些太阳能相当于完全燃烧的天然气的体积为
【分析】根据物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算热量；利用热量和热效率的比值， 计算总热；根据热量和热值的比值， 计算燃料的体积。
18．【答案】8.4×105；0.01；不变
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】10kg水温度升高20℃吸收的热量为
水吸收的热量相当于完全燃烧天然气的质量
燃料的热值只与燃料的种类有关，而与燃料燃烧的程度无关，所以热值不变。
【分析】利用公式Q吸=cmΔt可计算水吸收热量的多少；由题知，Q吸=Q放，而Q放=mq，据此求出需要完全燃烧天然气的质量。注意热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关。
19．【答案】热值；内；做功
【知识点】做功改变物体内能；燃料的热值
【解析】【解答】在同等条件下，包含质量相同，“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”的热值很大，热值指的是物质完全燃烧与质量之比，故可燃冰的热值比较大。
由图可知，用打气筒向烧瓶中打气，烧瓶内气压增大，当气压达到一定程度时，瓶内气体会对塞子做功，将气体的内能会转化为塞子的机械能。
此过程与汽油机的做功冲程类似，在做功冲程中也是燃气的内能转化为活塞的机械能。
【分析】不同燃料的热值不同；内能对外做功时，将内能转化为机械能，内能减小；汽油机的做功冲程将内能转化为机械能。
20．【答案】热传递；热值
【知识点】热传递改变物体内能；燃料的热值
【解析】【解答】气球在烈日曝晒下，球内气体吸收热量、内能增加、温度升高，这是通过热传递的方式改变气球内能的。
现代火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较大的热值，燃烧时能放出更多的热量。
【分析】温度不同的物体间通过热传递改变内能；不同燃料的热值不同。
21．【答案】热值；减小
【知识点】内能的利用及其意义；燃料的热值
【解析】【解答】液态氢的热值较大，完全燃烧相同质量的液态氢和其他燃料，液态氢放出的热量更多，因此运载火箭中，采用液态氢作燃料。
燃气对火箭做功，将内能转化为火箭的机械能，燃气的内能减小，使得火箭的机械能增大。
【分析】液态氢的热值较大，完全燃烧相同质量的液态氢和其他燃料，液态氢放出的热量更多。
改变物体的内能两种方法：做功和热传递，这两种方法对改变物体的内能是等效的。物体对外做功，物体的内能减小；外界对物体做功，物体的内能增大。物体吸收热量，当温度升高时，物体内能增大；物体放出热量，当温度降低时，物体内能减小。
22．【答案】6.3×107；187.5
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】1.5kg的煤气完全燃烧放出的热量是
水的质量为
【分析】根据燃料的质量和热值的乘积，计算热量；根据热量和物体的比热容、温度差的比值，计算物体的质量。
23．【答案】（1）乙
（2）质量
（3）受热均匀
（4）加热时间；水
（5）B
（6）升高的温度
【知识点】燃料的热值；比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)研究不同燃料燃烧放热能力应选用不同的燃料，因此选乙组器材。
(2)根据比较不同物质吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，故要控制水和沙子的初温和质量相同。
(3)除了图中实验器材外，还要用到搅拌器，使用搅拌器的好处是使物质受热均匀。
(4)根据比较吸热能力的第一种方法，甲图实验中当沙子和水升高相同的温度时，小侨是通过比较加热时间来判断物质吸收热量的多少；小侨将实验数据记录在下表中，分析实验数据可知，升高相同温度，水加热时间长，故水的吸热能力强；
(5)A．城市建造人工湖来改善气候，因水的比热容大，当环境温度发生改变时，水的温度变化不明显，从而调节周围环境的温度，与比热容有关。A不符合题意；
B．空调房间里放盐水可以增加湿度，是通过蒸发增加湿度的，与比热容无关。B符合题意；
C．用冷水冷却发动机，因水的比热容大，降低相同的温度吸收的热量多，与比热容有关。C不符合题意。
故答案为：B。
(6)乙组实验中，通过水升高的温度来反映应燃料放出热量的多少。
【分析】（1）研究不同燃料燃烧放热能力，应选用不同的燃料，通过使相同液体升高的温度来判断。
（2）我们使用相同的酒精灯（或加热器）通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法。比较物质吸热能力的2种方法：
①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强；
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强。
（3）用搅拌器的好处是使物质受热均匀。
（5）水的比热容大，说明相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多。
24．【答案】（1）无则规运动
（2）压缩；机械能转化为内能
（3）3.6×107；1.5×103；37.5%
【知识点】密度公式及其应用；燃料的热值；内燃机的四个冲程；有关热机的计算；重力及其大小的计算；分子热运动
【解析】【解答】（1）给汽车加油时，会闻到汽油味，从物理学角度来看，属于扩散现象，这个现象表明这汽油分子在不停地做无规则运动
（2）图中进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，机械能转化为内能。
（3）汽油的体积为
，根据
，汽油的质量为
根据
，1L汽油完全燃烧放出的热量
汽车的重力为
车所受的阻力为
因为汽车匀速行驶，所以牵引力与阻力是对平衡力，故有
牵引力做的功为
车的效率为
【分析】（1）闻到气味说明分子在不停的无规则运动；
（2）汽油机的气门关闭，活塞上行，是压缩冲程，将机械能转化为内能；
（3）根据物体的密度和体积的乘积，计算质量，结合热值，计算热量；根据质量计算物体的重力，结合摩擦力和重力关系，计算摩擦力；利用力和距离的乘积，计算做功多少；根据有用功和总热的比值， 计算热机效率。
25．【答案】（1）左；6.5
（2）温度计的玻璃泡接触到了容器底
（3）温度计的示数变化
（4）控制被加热水的质量相等
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】（1）把天平放在水平桌面上，将游码调到标尺左端的零刻线处；此时指针偏向右侧，说明天平的左侧上翘，平衡螺母应向左移动；碎纸片的质量为
为了比较热值大小，要用相同质量的不同的燃料，所以则他还应称量6.5g的酒精。
（2）由图知，实验中温度计的玻璃泡碰到了容器底，造成测量数据不准确。
（3）为了比较热值大小，要用相同质量的不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小。
（4）实验中要用相同质量的不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，而小林却得出了与事实相反的实验结论：质量相同的碎纸片和酒精完全燃烧后，碎纸片放出的热量较多，可能是没有控制被加热水的质量相等。
【分析】（1）调节天平平衡时，螺母反指针。为了比较热值大小，要用相同质量的不同的燃料。
（2）根据温度计的使用规则分析解答。
（3）燃料的热值大小不能直接测量，需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关，因此为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小。
26．【答案】（1）水吸收的热量；
（2）煤气完全燃烧放出的热量；
（3）煤气灶烧水的效率
【知识点】热量的计算；热机的效率
【解析】【分析】（1） 水吸收的热量由计算；
（2）煤气完全燃烧放出的热量由计算；
（3）煤气灶烧水的效率由计算.
27．【答案】（1）校车对地面的压力：F1=G=m1g=9000kg×9.8N/kg=8.82×104N，
校车对地面的压强：P1= = =5.88×105Pa；
（2）因为汽车做匀速直线行驶，所以牵引力：F2=f=4500N，
则牵引力功率：P2=F2v=4500N×12m/s=5.4×104W；
（3）牵引力做功：W=F2s2=4500N×9000m=4.05×107J，
燃油完全燃烧放出的热量：Q放=m2q=4.8kg×3.2×107J/kg=1.536×108J，
则发动机的效率：η= ×100%= ×100%≈26.37%．
【知识点】功率的计算；热机的效率；压强的大小及其计算
【解析】【分析】（1）汽车在水平路面上，压力大小等于总重力大小，受力面积为汽车总接触面积，由压强公式计算车对地面压强；
（2）汽车做匀速直线行驶，牵引力等于阻力，由P=Fv计算功率；
（3）牵引力做功为有用功，发动机的效率为。
28．【答案】（1）解：由Q放=mq可得，每台这样的路灯每年至少可节约煤炭的质量
答：若此路灯每年的发电量用燃烧煤炭来提供，则每台这样的路灯每年至少可节约120千克煤炭；
（2）解：由题意可知，水吸收的热量Q吸=3.6×109J×14%=5.04×108J
可加热到沸腾水的质量
答：若每台路灯每年节约能量14%被水吸收，在标准大气压下，可将1500千克的水由20℃加热到沸腾。
【知识点】热量的计算；燃料的热值；热机的效率
【解析】【分析】（1）根据Q放=mq求出每台这样的路灯每年至少可节约煤炭的质量。
（2）根据题意求出水吸收的热量，在标准大气压下水的沸点为100℃，根据Q吸=cm（t-t0）求出可加热到沸腾水的质量。
29．【答案】解：由 可知，要测加热效率需测量水吸收的热量和酒精燃烧所放出的热量，水吸收的热量根据题目测定的量可以求得，但燃烧的酒精的质量题目没有量，根据题目条件不能写出加热的效率；要测量加热效率，需要测出加热后剩余的酒精的质量，记为 。
水吸收的热量为
酒精燃料所放出的热量为
加热效率为
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】根据比热容、质量和温度差计算吸收的热量，结合燃料放出的热量计算热效率。
30．【答案】解：①飞轮转速为3600r/min＝60r/s，因为一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，所以，该柴油机1s对外做功30次；②由η＝×100%可得，转化成的机械能：W＝ηQ＝40%×2.5×107J＝1×107J
【知识点】热机的效率；内燃机的四个冲程
【解析】【分析】利用热机的飞轮转数和做功数的关系计算做功次数，利用热机消耗的内能和热机效率，计算做的有用功的多少.
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人教版物理九年级14.2热机的效率 同步练习
一、单选题
1．（2021九上·凤山期末）我国随着航天事业发展需要，正在研制大功率液氢火箭发动机，可以把更多的货物运上太空。这种发动机主要是利用液氢具有（ ）
A．较小的密度 B．较大的比热容
C．较高的热值 D．较低的沸点
【答案】C
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】液氢作为燃料，在等质量的情况下，完全燃烧时可以释放出更多的热量，是因为其有较高的热值，ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】燃料应该具有其有较高的热值。
2．（2021九上·林甸期末）下列说法中正确的是（ ）
A．热传递过程中，温度高的物体，由于具有较大的内能，所以会把内能传给低温物体
B．夏天室内常洒一些水，是利用水蒸发吸热达到降温的目的
C．物体吸收热量，内能增加，温度一定升高
D．运载火箭的燃料采用液氢，是因为液氢的比热容大
【答案】B
【知识点】汽化及汽化吸热的特点；内能的概念；热传递改变物体内能；燃料的热值
【解析】【解答】A．热传递实质是内能从高温物体转移到低温物体或者从物体的高温部分传递到低温部分；内能的大小与质量、温度、状态等因素有关，内能大，温度不一定高，A不符合题意；
B．夏天室内常洒一些水，水蒸发时会吸收热量，能降低室温，B符合题意；
C．物体吸收热量，内能增加，温度不一定升高，例如晶体熔化时，吸收热量，温度不变，C不符合题意；
D．运载火箭的燃料采用液氢，是因为液氢的热值大，密度小，而和它的比热容无关，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】发生热传递的条件是存在温度差。
汽化：物质从液态变为气态的过程叫汽化，汽化的方式有蒸发和沸腾。都要吸热。蒸发：是在任何温度下，且只在液体表面发生的，缓慢的汽化现象。
内能的大小与质量、温度、状态等因素有关。
氢具有较大的热值，同质量的氢与其他燃料相比，完全燃烧后，氢放出的热量多。
3．（2021九上·南丹期末）关于热值和热机效率，下列说法正确的是（ ）
A．使燃料燃烧更充分，可提高热机效率
B．热机使用的燃料的热值越大，热机效率就越高
C．1kg 汽油在气缸内燃烧放出的热量，就是汽油的热值
D．把煤磨成煤粉或煤粒，加大送风量使其燃烧更充分，可以提高煤的热值
【答案】A
【知识点】燃料的热值；热机的效率
【解析】【解答】A．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，A符合题意；
B．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，与燃料的热值无关，B不符合题意；
CD.1kg汽油完全燃烧放出的热量叫做汽油的热值，热值是燃料的一种特性，和燃料是否燃烧、是否完全燃烧、燃料的质量等无关，CD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】热值是燃料的特性，和燃料的质量、燃烧情况无关；热机做的有用功和燃料燃烧放出的热量的比值，计算热机效率。
4．（2022九上·荔湾期末）汽油机甲的效率比汽油机乙的效率高，这说明（ ）
A．甲做的有用功多
B．相同的时间内，汽油机甲比乙所用的汽油节约一些
C．甲比乙用的汽油少
D．完全燃烧相等的汽油，其内能转化为有用功的能量甲比乙多
【答案】D
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】效率是表明有用功占总功百分比的物理量。如果汽油机甲的效率比乙的高，说明汽油机甲的性能好，燃烧相同的汽油，甲做的有用功多；做相同的有用功，甲消耗的汽油少。因此在比较过程中一定要有前提条件，ABC不符合题意；D符合题意。
故答案为：D。
【分析】热机效率指热机做的功和总热的比值。
5．（2021九上·番禺期末）如图甲是热机的能量流向图。图乙显示的是甲、乙两热机的参数。甲、乙相比，甲的（ ）
A．有用机械能较大 B．损失能量较小
C．燃料的化学能较大 D．热机效率较低
【答案】B
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A．如图所示，甲的有用机械能为2000J，乙的有用机械能为4000J，所以甲的有用机械能小，A不符合题意；
B．如图所示，甲损失能量为500J，乙损失能量为5000J，所以甲损失能量小，B符合题意；
C．如图所示，甲燃料的化学能为
乙燃料的化学能为
所以甲燃料的化学能较小，C不符合题意；
D．根据题意，甲热机效率为
乙热机效率为
所以甲的热机效率较高。D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】燃料燃烧的内能减去机械自身消耗能量和废气带走能量的百分比，即为获得有用机械能的百分比，也就是该内燃机的热机效率。
6．（2021九上·越秀期末）如图所示分别为内燃机甲、乙的能量流向图，则下列说法正确的是（ ）
A．通过技术改进，可使甲的E4等于E1
B．若E4大于E4＇，则甲的热机效率一定高于乙
C．若E5小于E5＇，则甲的热机效率一定高于乙
D．若甲、乙的热机效率相等且E1等于E1＇，则E4一定等于E4＇
【答案】D
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A．无论怎样技术改进，额外功的产生不可避免，有用功E4总是小于总功E1。故错误；
BC．根据公式知，若E4大于E4＇，只有E1等于E1＇时，甲的热机效率一定高于乙；若E5小于E5＇，甲的热机效率不一定高于乙。BC不符合题意；
D．根据知，若甲、乙的热机效率相等且E1等于E1＇，则E4一定等于E4＇。D符合题意，
故答案为：D。
【分析】热机效率是指有用功能量与燃料完全燃烧放出的能量的比值，比值越高，效率越高；热机在工作过程中不可避免地要克服机械间的摩擦而做额外功，因此效率不可能达到100%。
7．（2021九上·顺德期末）2020年11月24日，我国搭载“嫦娥五号”月球探测器的长征五号火箭成功发射升空，液氢是长征五号运载火箭的主要燃料之一，其热值q氢=1.4×108J/kg，下列说法正确的是（ ）
A．用液氢作为燃料，是因为其热值大
B．火箭升空过程中，液氢的热值不断减小
C．燃烧5g液氢产生7×108J的热量
D．液氢燃烧过程是内能向机械能转化
【答案】A
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】A．用液氢作为燃料，是因为液氢的热值较大，与其它燃料相比，燃烧相同质量的液氢放出的热量更多，A符合题意；
B．燃料的热值是燃料本身的一种属性，与燃料的质量无关，故可知火箭升空过程中，液氢的热值不变，B不符合题意；
C．由题意可知，燃烧5g液氢产生的热量为Q=mq=0.005kg×1.4×108J/kg=7×105J
C不符合题意；
D．液氢燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】燃料的热值是燃料本身的一种属性，与燃料的质量无关，燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能，利用Q=mq求得燃烧5g液氢产生的热量。
8．（2021九上·白云期末）潍柴集团于2020年正式发布全球首款热机效率突破50%的商用柴油机，世界内燃机发展出现历史性新突破。关于对此柴油机的说法正确是（ ）
A．它必须用热值较高的燃油才能提高其热机效率
B．对比其他柴油机，相同时间内对外做功更快
C．对比其他柴油机，对外做同样的功消耗的燃料减少
D．随着技术的进步，集团生产的内燃机效率能达到100%
【答案】C
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A．热机效率是有用功与燃料完全燃烧所放出的热量的比，与燃料的热值无关，A不符合题意；
B．柴油机效率高，只表明有用功与总功的比值大，相同时间做功快指功率，效率与功率没有必然联系，B不符合题意；
C．柴油机效率高，根据效率公式，当有用功一定时，效率越高，所需要总功更少，即燃烧同种燃料时，需要的燃料更少，C符合题意；
D．柴油机属于热机，在工作过程中不可避免会存在燃料燃烧不完全等因素导致能量损失，不可能达到100%，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据效率公式，热机效率是有用功与燃料完全燃烧所放出的热量的比，与燃料的热值无关。
9．（2021九上·海陵期末）用图示同样的装置探究“不同物质的吸热本领”（甲实验）和“不同燃料的热值”（乙实验），以下说法正确的是（ ）
A．两个实验都要控制被加热物质的种类一样
B．两个实验都要控制被加热物质的体积一样
C．甲实验加热相同时间，不同的物质吸收的热量相等
D．乙实验燃料如没有充分燃烧，燃料的热值将会变小
【答案】C
【知识点】比热容；燃料的热值
【解析】【解答】A．比较不同物质的吸热本领时，需要改变物质的种类，比较不同燃料的热值时，需要加热相同种类的物质，A不符合题意；
B．比较不同物质的吸热本领时，需要控制两种物质的质量相同；比较不同燃料的热值时，需要控制被加热的物质的种类相同，物质的质量相同，B不符合题意；
C．比较不同物质的吸热本领时，用相同的加热器加热，相同时间内，放出的热量相同，物质吸收的热量是相同的，C符合题意；
D．热值是燃料的一种特性，与是否充分燃烧无关，乙实验燃料如没有充分燃烧，燃料的热值不变，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）比较两种液体的吸热能力，则需要燃烧相同的燃料（研究对象），加热相同的时间，比较质量和初温相同的液体升高的温度，由△t=比较温度的变化，温度升高越多，则吸热能力越小；
（2）为了比较热值大小，要用质量相同不同的燃料，加热质量相同的同种液体（研究对象），根据Q=cm△t，液体升温越高，则燃料放出的热量越多，根据q=，这种燃料热值越大，据此分析。
10．（2021九上·蓬安期中）做同样的功，甲柴油机用3h，消耗2kg柴油；乙柴油机用2h，消耗掉3kg柴油，下列说法中正确的是（ ）
A．甲的功率大，效率低 B．甲的功率大，效率高
C．乙的功率大，效率低 D．乙的功率大，效率高
【答案】C
【知识点】功率的计算；燃料的热值；热机的效率
【解析】【解答】由Q=mq可知，消耗柴油产生的热量之比等于质量之比，则
Q甲放：Q乙放=m甲：m乙=2：3
时间之比为t甲：t乙=3：2
则由可求功率之比为
做同样的功，则由可求效率之比为
综合可得，乙的功率大，甲的效率高。
故答案为：C。
【分析】根据可知功率的大小，根据Q=mq和×100%即可比较效率的高低。
11．（2021九上·江都月考）将一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的（ ）
A．热值、比热容都不变
B．热值、比热容都变为原来的三分之二
C．热值变为原来的三分之二，比热容不变
D．热值不变，比热容变为原来的三分之二
【答案】A
【知识点】比热容；燃料的热值
【解析】【解答】比热容、燃料的热值都属于物质的特性，它们的大小与物体的质量和体积均无关系，将一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的比热容、热值都不变。
故答案为：A。
【分析】热值是燃料的特性，比热容是物体的吸热能力，是物体的特性，热值和比热容都与质量无关。
12．（2021九上·定远月考）关于热机效率，下列说法正确的是（ ）
A．不断改进热机的设计，就有可能使热机的效率达到100%
B．若甲汽油机的效率高于乙汽油机，则甲消耗的汽油少于乙消耗的汽油
C．保证转动部分良好的润滑可以提高热机的效率
D．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
【答案】C
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】热机效率是指热机有效利用的能量（有用功）与燃料完全燃烧放出的能量的比值；
A．热机在工作的过程中，始终会有能量的散失，故热机的效率不可能达到100%，A不符合题意；
B．甲热机比乙热机的效率高，在做相同有用功的情况下，甲消耗的燃料才少，B不符合题意；
C．保证转动部分良好的润滑，减小机械摩擦，可以提高热机的效率，C符合题意；
D．柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油机在吸气冲程中吸入的是空气，在压缩冲程中压缩程度大，做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值大，与热值大小无关， D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】热机效率是指热机有效利用的能量（有用功）与燃料完全燃烧放出的能量的比值。
二、填空题
13．（2022九下·定远月考）为了消杀新冠病毒，工作人员在教室喷洒酒精后，同学们进入教室闻到刺鼻的酒精味，这是 现象；把质量相同的酒精和汽油（已知热值q汽油>q酒精）充分完全燃烧，产生热量较多的是 。
【答案】扩散；汽油
【知识点】燃料的热值；分子热运动
【解析】【解答】闻到酒精的气味是扩散现象，原因是分子在不停地做无规则运动。
已知热值q汽油>q酒精，由可知质量相等的酒精和汽油充分完全燃烧，产生热量较多的是汽油。
【分析】闻到气味，是分子在不停的无规则运动形成的；质量相同时，燃料的热值越大，产生的热量越多。
14．（2022九下·南雄开学考）2020年5月5日，我国长征五号B运载火箭成功发射。火箭使用的燃料是液态氢，这是利用了液态氢 的特点。装载的2t的液态氢完全燃烧放出的热量是 J。发射台下方建有水池，通过水 （填物态变化名称）吸收热量，使发射时发射台不至于温度过高被烧坏。（q氢＝1.4×108J/kg）
【答案】热值大；2.8×1011；汽化
【知识点】汽化及汽化吸热的特点；热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】火箭使用的燃料是液态氢，这是利用了液态氢热值大的特点；
2t的液态氢完全燃烧放出的热量是
发射台下方建有水池，通过水汽化吸收热量，使发射时发射台不至于温度过高被烧坏。
【分析】火箭要用热值的燃料才能获得较大推力；用Q=mq计算燃料燃烧释放的热量；发射台下的水是为了吸收火箭发射时产生的巨大热量，保护发射台不被高温烧坏。
15．（2022九下·哈尔滨开学考）质量为2kg水的温度由20℃升高到60℃，这杯水的内能 (选填“增加”、“减少”或“不变”)，这些热量相当于完个燃烧 g 酒精. (q酒精=3. 0×107J/kg) .
【答案】增加；11.2
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】水的温度升高，水的内能增大；
水吸收的热量为
不考虑热量散失时，燃烧酒精放出的热量
所以需要的酒精质量为
【分析】物体温度升高，内能增大；不考虑热量散失时，酒精释放的热量等于水吸收的热量，由Q=mq计算需要的酒精质量。
16．（2021九上·岑溪期末）我国北方房屋中的“暖气”用水作为介质，是因为水的 大；火箭用液态氢作燃料，是因为液态氢的 大。（ 以上两空均选填 “热值”“比热容”）
【答案】比热容；热值
【知识点】比热容；燃料的热值
【解析】【解答】暖气片中用水作为介质，是因为水的比热容大，和质量相同的其他液体相比，降低相同的温度时能放出更多的热量。
火箭用液态氢作燃料，是因为液态氢的热值大，和质量相同的其他燃料相比，液态氢燃烧能放出更多的热量。
【分析】水的比热容大，和质量相同的其他液体相比，降低相同的温度时能放出更多的热量。
液态氢的热值大，和质量相同的其他燃料相比，液态氢燃烧能放出更多的热量。
17．（2021九上·茂南期末）某品牌太阳能热水器的光热转换效率为50%，该太阳能热水器内装有20kg、温度为20℃的水，阳光照射一天后，水温升高到70℃，则热水器内的水吸收了 J的热量，热水器接收 J太阳能，这些太阳能相当于完全燃烧了 m3的天然气。[已知水的比热容为，天然气的热值约为4.2×107J/m3]
【答案】4.2×106；8.4×106；0.2
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】由可得热水器内的水吸收的热量为
由可知热水器接收的太阳能为
由可知这些太阳能相当于完全燃烧的天然气的体积为
【分析】根据物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算热量；利用热量和热效率的比值， 计算总热；根据热量和热值的比值， 计算燃料的体积。
18．（2021九上·高要期末）汽车上的散热器用水作为冷却剂，散热器中装有10kg的水，在温度升高了20℃的过程中，水吸收的热量是 J，这些热量相当于完全燃烧 kg的天然气放出的热量（已知：水的比热容C水=4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值q=8.4×107J/kg），天然气在燃烧的过程中，热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】8.4×105；0.01；不变
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】10kg水温度升高20℃吸收的热量为
水吸收的热量相当于完全燃烧天然气的质量
燃料的热值只与燃料的种类有关，而与燃料燃烧的程度无关，所以热值不变。
【分析】利用公式Q吸=cmΔt可计算水吸收热量的多少；由题知，Q吸=Q放，而Q放=mq，据此求出需要完全燃烧天然气的质量。注意热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关。
19．（2021九上·德惠期末）国庆假期，小刚同学参观科技馆了解到，中国南海海底探明有大量的“可燃冰”；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。这说明“可燃冰”的 （选填“热值”、“比热容”或“密度”）很大；如图所示瓶塞从瓶口中弹出来，烧瓶内的气体将塞子推出的过程，瓶内气体的 能转化为瓶塞的机械能。四冲程汽油机工作过程中的 冲程与上述能量转化过程相同。
【答案】热值；内；做功
【知识点】做功改变物体内能；燃料的热值
【解析】【解答】在同等条件下，包含质量相同，“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”的热值很大，热值指的是物质完全燃烧与质量之比，故可燃冰的热值比较大。
由图可知，用打气筒向烧瓶中打气，烧瓶内气压增大，当气压达到一定程度时，瓶内气体会对塞子做功，将气体的内能会转化为塞子的机械能。
此过程与汽油机的做功冲程类似，在做功冲程中也是燃气的内能转化为活塞的机械能。
【分析】不同燃料的热值不同；内能对外做功时，将内能转化为机械能，内能减小；汽油机的做功冲程将内能转化为机械能。
20．（2021九上·环江期末）运动会上常用气球来装饰会场，在烈日曝晒下，气球的内能增大，这是通过 的方式改变气球内能的。现代火箭用液态氢作燃料，是因为它具有较大的 ，其燃烧过程时将化学能转化为内能。
【答案】热传递；热值
【知识点】热传递改变物体内能；燃料的热值
【解析】【解答】气球在烈日曝晒下，球内气体吸收热量、内能增加、温度升高，这是通过热传递的方式改变气球内能的。
现代火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较大的热值，燃烧时能放出更多的热量。
【分析】温度不同的物体间通过热传递改变内能；不同燃料的热值不同。
21．（2021九上·崇左期末）我国“长征二号F”运载火箭的燃料是液态氢，主要因为氢的 大（选填“比热容”或“热值”）；火箭升空时，燃气对火箭做功，燃气的内能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】热值；减小
【知识点】内能的利用及其意义；燃料的热值
【解析】【解答】液态氢的热值较大，完全燃烧相同质量的液态氢和其他燃料，液态氢放出的热量更多，因此运载火箭中，采用液态氢作燃料。
燃气对火箭做功，将内能转化为火箭的机械能，燃气的内能减小，使得火箭的机械能增大。
【分析】液态氢的热值较大，完全燃烧相同质量的液态氢和其他燃料，液态氢放出的热量更多。
改变物体的内能两种方法：做功和热传递，这两种方法对改变物体的内能是等效的。物体对外做功，物体的内能减小；外界对物体做功，物体的内能增大。物体吸收热量，当温度升高时，物体内能增大；物体放出热量，当温度降低时，物体内能减小。
22．（2021九上·天峨期末）1.5kg的煤气完全燃烧放出的热量是 J，这些热量可以使 kg的水从20℃加热至 100℃。[q煤气＝4.2×107J/kg、c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
【答案】6.3×107；187.5
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】1.5kg的煤气完全燃烧放出的热量是
水的质量为
【分析】根据燃料的质量和热值的乘积，计算热量；根据热量和物体的比热容、温度差的比值，计算物体的质量。
三、实验探究题
23．（2022九下·武功月考）小侨要探究“不同物质吸热升温的现象”，同时又想要探究“不同燃料完全燃烧的放热能力”，他设计了如图所示的两组实验装置：（甲图中两酒精灯完全相同；乙图中酒精和碎纸片的质量相同，烧杯中水的质量、初温也相同）
质量/g 升温10℃所需时间/s
沙子 100 60
水 100 252
（1）你认为研究不同燃料燃烧放热能力应选用 （选填“甲”或“乙”）图器材；
（2）进行甲图实验时，要控制水和沙子的初温和 相同；
（3）除了图中实验器材外，还要用到搅拌器，使用搅拌器的好处是 ；
（4）甲图实验中当沙子和水升高相同的温度时，小侨是通过比较 来判断物质吸收热量的多少；小侨将实验数据记录在表一中，分析实验数据可知 （选填“沙子”或“水”）的吸热能力强；
（5）下列示例中与比热容无关的是____（填字母）；
A．城市建造人工湖来改善气候
B．空调房间里放盐水可以增加湿度
C．用冷水冷却发动机
（6）乙组实验中，通过 来反映燃料放出热量的多少。
【答案】（1）乙
（2）质量
（3）受热均匀
（4）加热时间；水
（5）B
（6）升高的温度
【知识点】燃料的热值；比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)研究不同燃料燃烧放热能力应选用不同的燃料，因此选乙组器材。
(2)根据比较不同物质吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，故要控制水和沙子的初温和质量相同。
(3)除了图中实验器材外，还要用到搅拌器，使用搅拌器的好处是使物质受热均匀。
(4)根据比较吸热能力的第一种方法，甲图实验中当沙子和水升高相同的温度时，小侨是通过比较加热时间来判断物质吸收热量的多少；小侨将实验数据记录在下表中，分析实验数据可知，升高相同温度，水加热时间长，故水的吸热能力强；
(5)A．城市建造人工湖来改善气候，因水的比热容大，当环境温度发生改变时，水的温度变化不明显，从而调节周围环境的温度，与比热容有关。A不符合题意；
B．空调房间里放盐水可以增加湿度，是通过蒸发增加湿度的，与比热容无关。B符合题意；
C．用冷水冷却发动机，因水的比热容大，降低相同的温度吸收的热量多，与比热容有关。C不符合题意。
故答案为：B。
(6)乙组实验中，通过水升高的温度来反映应燃料放出热量的多少。
【分析】（1）研究不同燃料燃烧放热能力，应选用不同的燃料，通过使相同液体升高的温度来判断。
（2）我们使用相同的酒精灯（或加热器）通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法。比较物质吸热能力的2种方法：
①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强；
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强。
（3）用搅拌器的好处是使物质受热均匀。
（5）水的比热容大，说明相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多。
24．（2022九上·惠州期末）小明一家驾车旅行，汽车应用了好多物理知识，请回答下列问题：
（1）加油时闻到汽油味，说明分子在 ；
（2）图示为车发动机的 冲程，其能量转化情况是 ；
（3）若车的总质量为1.5t，匀速直线行驶9km，所受阻力为车重的0.1倍，完全燃烧汽油1L，则1L汽油完全燃烧放出的热量是 J，车所受牵引力是 N，车的工作效率是 %。（ 汽油=0.8×103kg/m3，q汽油=4.5×107J/kg，g 取10N/kg）
【答案】（1）无则规运动
（2）压缩；机械能转化为内能
（3）3.6×107；1.5×103；37.5%
【知识点】密度公式及其应用；燃料的热值；内燃机的四个冲程；有关热机的计算；重力及其大小的计算；分子热运动
【解析】【解答】（1）给汽车加油时，会闻到汽油味，从物理学角度来看，属于扩散现象，这个现象表明这汽油分子在不停地做无规则运动
（2）图中进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，机械能转化为内能。
（3）汽油的体积为
，根据
，汽油的质量为
根据
，1L汽油完全燃烧放出的热量
汽车的重力为
车所受的阻力为
因为汽车匀速行驶，所以牵引力与阻力是对平衡力，故有
牵引力做的功为
车的效率为
【分析】（1）闻到气味说明分子在不停的无规则运动；
（2）汽油机的气门关闭，活塞上行，是压缩冲程，将机械能转化为内能；
（3）根据物体的密度和体积的乘积，计算质量，结合热值，计算热量；根据质量计算物体的重力，结合摩擦力和重力关系，计算摩擦力；利用力和距离的乘积，计算做功多少；根据有用功和总热的比值， 计算热机效率。
25．（2021九上·汕头期中）在“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验中，小林选用碎纸片和酒精为燃料进行了实验。
（1）小林将天平放在水平桌面上并将游码归零后，若指针静止时位置如图甲所示，则他应将平衡螺母向 端调节；图乙是正确测量所用碎纸片质量时的场景，此时游码所处位置如图丙所示，则他还应称量 g的酒精；
（2）小林组装的实验装置如图丁所示，他在器材安装中的一处错误是 ；
（3）本实验中，燃料完全燃烧放出热量的多少是通过 来反映的；
（4）正确组装实验装置后，小林用（1）中所称量的碎纸片和酒精分别进行实验，正确采集的数据如下表所示．根据实验数据，小林却得出了与事实相反的实验结论：质量相同的碎纸片和酒精完全燃烧后，碎纸片放出的热量较多．你认为他在实验中最有可能遗漏的操作是
【答案】（1）左；6.5
（2）温度计的玻璃泡接触到了容器底
（3）温度计的示数变化
（4）控制被加热水的质量相等
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】（1）把天平放在水平桌面上，将游码调到标尺左端的零刻线处；此时指针偏向右侧，说明天平的左侧上翘，平衡螺母应向左移动；碎纸片的质量为
为了比较热值大小，要用相同质量的不同的燃料，所以则他还应称量6.5g的酒精。
（2）由图知，实验中温度计的玻璃泡碰到了容器底，造成测量数据不准确。
（3）为了比较热值大小，要用相同质量的不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小。
（4）实验中要用相同质量的不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，而小林却得出了与事实相反的实验结论：质量相同的碎纸片和酒精完全燃烧后，碎纸片放出的热量较多，可能是没有控制被加热水的质量相等。
【分析】（1）调节天平平衡时，螺母反指针。为了比较热值大小，要用相同质量的不同的燃料。
（2）根据温度计的使用规则分析解答。
（3）燃料的热值大小不能直接测量，需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关，因此为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小。
四、计算题
26．（2022九下·覃塘月考）用煤气灶把1kg、初温为20℃的水烧到70℃，消耗了10g煤气。已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），煤气的热值为4.2x107J/kg，求∶
（1）水吸收的热量；
（2）煤气完全燃烧放出的热量
（3）煤气灶烧水的效率。
【答案】（1）水吸收的热量；
（2）煤气完全燃烧放出的热量；
（3）煤气灶烧水的效率
【知识点】热量的计算；热机的效率
【解析】【分析】（1） 水吸收的热量由计算；
（2）煤气完全燃烧放出的热量由计算；
（3）煤气灶烧水的效率由计算.
27．（2022九下·月考）某校学生乘坐校车到距离9km处的考点参加考试（设道路是平直、均匀材质的路面），校车与所载学生的总质量为9000kg，车轮与地面的接触总面积为0.15m2．问：
（1）校车对地面的压强多大？
（2）若校车以12m/s的速度匀速行驶时受到的阻力为4500N，则校车发动机牵引力的功率是多大？
（3）若校车匀速驶完全程共消耗了4.8kg燃油（假设燃油完全燃烧，燃油的热值为3.2×107J/kg），则校车发动机的效率是多少？
【答案】（1）校车对地面的压力：F1=G=m1g=9000kg×9.8N/kg=8.82×104N，
校车对地面的压强：P1= = =5.88×105Pa；
（2）因为汽车做匀速直线行驶，所以牵引力：F2=f=4500N，
则牵引力功率：P2=F2v=4500N×12m/s=5.4×104W；
（3）牵引力做功：W=F2s2=4500N×9000m=4.05×107J，
燃油完全燃烧放出的热量：Q放=m2q=4.8kg×3.2×107J/kg=1.536×108J，
则发动机的效率：η= ×100%= ×100%≈26.37%．
【知识点】功率的计算；热机的效率；压强的大小及其计算
【解析】【分析】（1）汽车在水平路面上，压力大小等于总重力大小，受力面积为汽车总接触面积，由压强公式计算车对地面压强；
（2）汽车做匀速直线行驶，牵引力等于阻力，由P=Fv计算功率；
（3）牵引力做功为有用功，发动机的效率为。
28．（2022九下·武功月考）如下图所示是乡镇道路两旁安装的“风光互补路灯”。其顶部装有发电机，中间有太阳能电池板。当无风有光时，可以通过太阳能电池板发电，有风无光时通过风力发电机发电，二者也可同时发电，日夜为蓄电池充电。1台“风光互补路灯”1年大约可发电3.6×109J，已知c水=4.2×103J/（kg·℃），煤炭的热值为3×107J/kg。问：
（1）若此路灯每年的发电量用燃烧煤炭来提供，则每台这样的路灯每年至少可节约多少千克煤炭？
（2）若每台路灯每年节约能量14%被水吸收，在标准大气压下，可将多少千克的水由20℃加热到沸腾？
【答案】（1）解：由Q放=mq可得，每台这样的路灯每年至少可节约煤炭的质量
答：若此路灯每年的发电量用燃烧煤炭来提供，则每台这样的路灯每年至少可节约120千克煤炭；
（2）解：由题意可知，水吸收的热量Q吸=3.6×109J×14%=5.04×108J
可加热到沸腾水的质量
答：若每台路灯每年节约能量14%被水吸收，在标准大气压下，可将1500千克的水由20℃加热到沸腾。
【知识点】热量的计算；燃料的热值；热机的效率
【解析】【分析】（1）根据Q放=mq求出每台这样的路灯每年至少可节约煤炭的质量。
（2）根据题意求出水吸收的热量，在标准大气压下水的沸点为100℃，根据Q吸=cm（t-t0）求出可加热到沸腾水的质量。
五、简答题
29．小明用图中的实验装置加热水，他查出酒精热值为 ，水的比热容为 ，温度计测出烧杯中水的温度 ，用电子秤测出烧杯中水的质量 及酒精灯中酒精的质量 ，接着用酒精加热水一定时间后，水仍未沸腾，水减少的质量忽略不计，用温度计测出此时水的温度为 。 以上条件能否求出此装置加热水的效率 ？如果能，写出 的表达式如果条件不足，写出必须补充的物理量的测量步骤和符号，并写出 的表达式。（ 用题目已知及补充的物理量符号表示）
【答案】解：由 可知，要测加热效率需测量水吸收的热量和酒精燃烧所放出的热量，水吸收的热量根据题目测定的量可以求得，但燃烧的酒精的质量题目没有量，根据题目条件不能写出加热的效率；要测量加热效率，需要测出加热后剩余的酒精的质量，记为 。
水吸收的热量为
酒精燃料所放出的热量为
加热效率为
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】根据比热容、质量和温度差计算吸收的热量，结合燃料放出的热量计算热效率。
30．一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3 600转/分．
①该柴油机活塞1 秒内对外做功多少次？（说明理由）
②柴油机效率为40%，当消耗2.5×107 J的内能，转化成的机械能是多少焦耳？
【答案】解：①飞轮转速为3600r/min＝60r/s，因为一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，所以，该柴油机1s对外做功30次；②由η＝×100%可得，转化成的机械能：W＝ηQ＝40%×2.5×107J＝1×107J
【知识点】热机的效率；内燃机的四个冲程
【解析】【分析】利用热机的飞轮转数和做功数的关系计算做功次数，利用热机消耗的内能和热机效率，计算做的有用功的多少.
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