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【大单元整体教学】物理学科人教版九年级全一册
第十四章 分课时设计
课题 热机的效率
课型 新授课 √ 复习课 试卷讲评课 其他课
1.教学内容分析 本节课的教学内容是人教版九年级第十四章第二节《热机的效率》，本节内容是对上一节知识的延续，经过本节课的学习，可以使学生认识到内燃机工作时，燃料燃烧放出的热量并不能全部被利用，这样对内能的利用有一个更全面的认识。本节内容由“燃料的热值”和“热机的效率”两个部分组成，这些知识不仅有利于学生对后续的能量的转化与守恒知识的理解，而且在生活实际中也有广泛的应用。
2.学习者分析 九年级学生通过一年对物理知识的学习，已经初步掌握了研究物理问题的方法，在上一节《热机》的学习中，已经了解了热机的工作原理以及内燃机的构造和工作过程，且在上一单元的《内能》和《比热容》的学习中，对“热量”这个名词也都有较深入的理解，这些都是教学中的优势因素。但学生对于物理的综合应用题的分析能力还是较差的，一旦涉及到较复杂的计算，学生便无从下手。
3.学习目标确定与教学重难点 （1）建立热值概念，知道热值是燃料的重要特性；（2）能利用热值表进行有关燃料放热的简单计算；（3）知道热机工作时燃料释放能量的主要流向，了解热机效率，能进行简单的计算；（4）知道可以怎样提高热机效率以及提高热机效率的意义所在；（5）了解热机的利用与人类社会发展的关系，并能够简述热机使用产生的排放物对环境的不良影响。本节教学的重点是燃料的热值、热机效率的理解与应用。教学难点是热机效率的理解和计算。
4.评价量表 《热机的效率》的评价量表任务列表任务要求（满分：20分）学生自评同学互评教师评价任务一：热值理解什么是热值，知道热值是燃料的一种特性，知道计算燃料燃烧放出的热量（10分）任务二：热机的效率知道内能的利用存在效率，知道计算热机的效率，知道计算加热水时的热效率（10分）
5.学习活动设计
教师活动 学生活动 设计意图/学习评价
任务一：引入新课
课件展示：火的利用给人类社会带来了进步。无论是烧菜做饭，还是奔驰的火车，乃至直人苍穹的火箭等都离不开燃料。人们使用的能量绝大部分是通过燃料燃烧获得的。你知道蒸汽火车和火箭使用的燃料有什么不同吗？不同的热机对燃料的利用效率一样吗？我们这节课就来学习热机的效率。 观察图片，思考问题，进入情景。 运用多媒体展示让内容形象直观，激趣导入，提高学生学习的自觉性和探究的主动性。
任务二：燃料的热值
1. 燃料【提问】你能说出常用的一些燃料吗？燃料燃烧时能量发生怎样的转化？【总结】（1）燃料的种类：固体燃料有木柴、煤炭等；液体燃料有汽油、柴油、酒精灯；气体燃料有煤气、天然气等。（2）燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能。2. 燃料的热值①热值的定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值，用字母q表示。②热值的计算公式：q=Q表示放出的热量，单位是焦（J）；m表示固、液体燃料的质量，单位是千克（kg）；q表示热值，单位是焦/千克（J/kg）。③热值的物理意义：热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。如木炭的热值为3.4×107J/kg，它表示：1kg木炭完全燃烧时放出的热量是3.4×107J。同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值一般不同。④燃料燃烧放出热量的计算： Q放=qm⑤气体燃料的热值：q= V表示气体燃料的体积，单位是米3（m3）； Q表示放出的热量，单位是焦（J）；q表示气体燃料的热值，单位使用焦/米3 （J/m3 ）。 （3）常见燃料的热值表提问：①热值表中，热值最大的是哪种燃料？热值最小的是哪种燃料？②火箭上为什么用液态氢作燃料？③热值反映了燃料的什么性质？不同燃料的热值一定不同吗？归纳总结：热值是燃料的一种特性，只有燃料的种类有关。 列举出生活中常见的一些燃料并进行分类。学生思考讨论：（1）根据你的经验，相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是不是相同？有哪些事实来支持你的观点，进行交流列举。分析：①不同的燃料燃烧释放热量的能力是不一样的。根据实验发现1kg的煤燃烧释放出的热量是1kg木柴燃烧释放出的热量的两倍多。②怎么比较燃料燃烧放出热量的能力呢？可以采取比较物体密度大小的方法：所有物体都取1m ，比较它们质量的多少。把所有燃料都取1kg，让它们完全燃烧，比较它们放出热量的多少。由于燃料的成分不同，相同质量的不同燃料在完全燃烧时放出的热量不同，在物理学中用热值来表示燃料完全燃烧时放热本领的大小。学生思考讨论，回答问题：①表中热值最大的是氢，热值1.4×108J/kg，热值最小的是干木柴，热值1.2×107J/kg。②火箭上用液态氢作燃料是因为氢的热值大。③热值是燃料的一种特性，不同的燃料有不同的热值。 图文并茂加上老师的讲解，让枯燥的知识生动化，让学生直观的感受不同的燃料的热值是不同的。掌握燃料的热值的有关概念、公式、单位及其特性。【评价标准】理解什么是热值，知道热值是燃料的一种特性，知道计算燃料燃烧放出的热量（10分）理解什么是热值，不熟悉热值是燃料的一种特性，知道计算燃料燃烧放出的热量（8分）理解什么是热值，不熟悉热值是燃料的一种特性，计算燃料燃烧放出的热量不熟练（6分）
任务三：热机的效率
提出问题：用煤气灶烧水时，煤气能完全燃烧吗？煤气燃烧放出的热量能全部被水吸收吗 提出问题：在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？热机的效率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，叫做热机的效率。②公式： η= 或 η=③物理意义：热机的效率是热机性能的重要指标。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。提出问题：如何提高热机效率？归纳总结（1）使燃料充分燃烧，节约能源、减少污染；（2）改进热机，减少各种能量损失，提高效率；（3）利用废气的能量，提高燃料的利用率。 学生讨论，分析回答。（1）煤气不能完全燃烧，损失了一部分能量，装水的容器吸收了一部分能量，煤气灶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，等等。水吸收的热量只占煤气完全燃烧放出热量的一部分，只有水吸收的热量才是被有效利用的。（2）汽油在汽缸内不能完全燃烧，损失了一部分能量；废气带走了一部分能量；热机自身对外散热，带走了一部分能量；由于机械传动等克服摩擦要消耗一部分能量；机械装置自身吸收一部分能量，等等。所以真正转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧所释放能量的一部分。只有对外做有用功的能量是被有效利用的。联系实际情况，简单分析提高热机效率的方法。 新课标要求:“从物理走向社会”，只有将所学的知识加以运用，才能使其变成自己的东西,所以要让学生以社会生活中的问题为载体，施展自己的才华,培养学生运用所学知识为人类服务的意识。【评价标准】知道内能的利用存在效率，知道计算热机的效率，知道计算加热水时的热效率（10分）知道内能的利用存在效率，计算热机的效率和计算加热水时的热效率不熟练（8分）知道内能的利用存在效率，不能正确计算热机的效率和计算加热水时的热效率（6分）
6.板书设计一、燃料的热值1. 定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值.2. 公式：q=（固体燃料）；q=（气体燃料）3. 单位： J/kg（固体）； J/m3（气体）二、热机的效率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称为热机效率.2. 公式：η=×100%3. 提高热机效率的方法 （1）使燃料充分燃烧;（2）尽量减少各种热量损失；（3）利用废气的能量（主要措施）；（4）注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。
7.作业与拓展学习设计 1．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，水的比热容为。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，若这些热量完全被水吸收，可使 kg水的温度从20℃升高到100℃。【答案】 【详解】[1]这些氢燃料完全燃烧释放的热量这些氢燃料完全燃烧释放的热量为。[2]若这些热量完全被水吸收，水的质量可使水的温度从20℃升高到100℃。2．完全燃烧42g焦炭放出的热量是 J，这些热量若有50%被水吸收，则可使质量为2kg、初温为30℃的水，升高 此时外界气压为1标准大气压]【答案】 1.26×106 70【详解】[1]由Q放=mq可得焦炭放出的热量[2]这些热量若有50%被水吸收，则水吸收的热量为水升高的温度此时外界气压为1标准大气压。在1标准大气压下，水的沸点是100℃，由于水的初温为30℃，则水温只能升高70℃。3．如图所示，这是四冲程汽油机的 冲程；汽油的热值是4.6×107J/kg，当消耗4kg汽油时，这些汽油完全燃烧放出的热量为 J。【答案】 做功 1.84×108【详解】[1]由图可知，该汽油机的进气门和排气门均关闭，活塞向下运动，火花塞有火花，说明是汽油机的做功冲程。[2]汽油完全燃烧释放的热量为Q放=qm=4.6×107J/kg×4kg=1.84×108J4．氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在汽缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了 2kg燃料，汽车发动机做的功为 J，该发动机的效率为 。（氢的热值为）【答案】 45%【详解】[1]发动机做的功[2]消耗2kg燃料放出的热量该发动机的效率5．下列关于燃料的热值说法正确的是（ ）A．燃料燃烧越充分，其热值越大B．燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少C．一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小D．焦炭的热值是，完全燃烧1kg焦炭能放出的热量【答案】D【详解】A．燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料的燃烧程度无关，故A错误；B．根据Q=mq可知，放出的热量与热值、质量有关，故B错误；C．一瓶酒精用去三分之一后，质量变化、热值不变，故C错误；D．焦炭的热值是3.0×107J/kg，它表示的意思是1kg的焦炭完全燃烧时放出的热量是3.0×107J，故D正确。故选D。6．我国北方某地最低气温曾达到，当地多使用酒精温度计，这是利用了酒精的（ ）A．热值高 B．比热容大 C．沸点低 D．凝固点低【答案】D【详解】而酒精的凝固点较低，是－117℃，在-52.3℃时，酒精仍然是液态，所以当地多使用酒精温度计。故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。7．热学知识与人类生活息息相关。下列说法正确的是（ ）A．酒精燃烧过程中，质量减少，热值不变B．铁块很难被压缩，说明固体分子之间不存在间隙C．内燃机在做功冲程中，气缸内气体温度升高，内能增大D．内陆地区比沿海地区昼夜温差大，是由于砂石的比热容比水的比热容大【答案】A【详解】A．酒精燃烧过程中越来越少，所以质量减少，燃料的热值只与燃料的种类有关，与质量无关，所以热值不变，故A正确；B．铁块很难被压缩，是因为铁块被压缩时，分子间距变小，由于分子间存在相互的斥力，致使铁块很难被压缩，故B错误；C．内燃机在做功冲程中，气缸内气体对活塞做功，内能减小，故C错误；D．内陆地区和沿海地区相比，内陆地区砂石的比热容小，在相同的吸放热条件下，砂石的温度变化大，故D错误。故选A。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（ ）A．图中所示冲程是做功冲程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】B【详解】A．图中所示冲程两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故A错误；B．若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为故B正确；C．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．由得，汽油机消耗的燃料越少，完全燃烧释放的热量越少，做的有用功不知，无法比较效率高低，故D错误。故选B。9．山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取4.5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3）（1）求汽车的平均速度。（2）汽车全程消耗汽油25L，求汽油完全燃烧放出的热量Q。（3）若汽车发动机全程的平均功率为25kW，求汽车发动机的效率。【答案】（1）90km/h；（2）9×108J；（3）40%【详解】解：（1）汽车的平均速度（2）全程消耗汽油的体积为V=25L=0.025m3汽油的质量为m=ρV=0.8×103kg/m3×0.025m3=20kg汽油完全燃烧放出的热量Q=mq=20kg×4.5×107J/kg=9×108J（3）汽车全程所做的有用功为W=Pt=25×103W×4×3600s=3.6×108J则汽车发动机的效率答：（1）汽车的平均速度为90km/h；（2）汽汽油完全燃烧放出的热量为9×108J；（3）汽车发动机的效率为40%。10．如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2L初温为25℃的水，用卡式炉加热至100℃，消耗了25g丁烷气体（水的比热容为，丁烷的热值为）。求：（1）壶中水的质量；（2）水吸收的热量；（3）卡式炉的加热效率。【答案】（1）2kg；（2）；（3）52.5%【详解】解：（1）壶中水的质量为（2）水吸收的热量为（3）丁烷放出的热量卡式炉的加热效率为（1）壶中水的质量为2kg；（2）水吸收的热量为6.3×105J；（3）卡式炉的加热效率为52.5%。
8.教学反思与改进本节知识并不生动形象，更多是概念性知识，易使学生乏味、走神。所以要调动学生积极性，语言要生动有趣，对学生的学习情况进行监控，尽量把重点放在前面，并进行阶段性重复，加深印象，多鼓励学生。教学采用问答法，问答法是以学生为主体的教学方法，极易将看似活跃的课堂变为形式化，所以对教师的主导能力非常看重，要做好非常严密的备课准备。
作业设计
14.2热机的效率课时作业（时间：20min）
【基础训练】
知识点1：热值的概念、计算
1．把一杯酒精倒出去一半，则剩下的酒精（ ）
A．比热容不变，热值变小
B．比热容变小，热值不变
C．比热容、热值都不变
D．比热容、热值都变为原来的一半
【答案】C
【详解】比热容、热值都是物质的特性，与物质的质量无关；所以把一杯酒精倒出去一半，则剩下的酒精比热容、热值都不变，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
2．与固体燃料相比，液体燃料火箭无需人工雕刻火药。甲烷是天然气的主要成分。液态甲烷作为火箭发射的燃料之一，其密度约为0.42×103kg/m3，热值为5.0×107J/kg。酒精的密度为0.8×103kg/m3，热值为3.0×107J/kg，下列关于液态甲烷和酒精的叙述正确的是（ ）
A．酒精的密度比液态甲烷的密度小
B．液态甲烷燃烧时，内能转化为化学能
C．相同体积的液态甲烷和酒精，液态甲烷的质量更大
D．10kg的液态甲烷完全燃烧，放出的热量为5.0×108J
【答案】D
【详解】A．液态甲烷密度约为0.42×103kg/m3，酒精的密度为0.8×103kg/m3，酒精的密度比液态甲烷的密度大，故A错误；
B．液态甲烷燃烧时，化学能转化为内能，故B错误；
C．酒精的密度比液态甲烷的密度大，根据，相同体积的液态甲烷和酒精，液态甲烷的质量较小，故C错误；
D．10kg的液态甲烷完全燃烧，放出的热量为
故D正确。
故选D。
知识点2：热机效率的计算
3．某汽车发动机的能量流向如图所示，完全燃烧0.7kg的汽油，输出的有用功为 J，废气带走的能量最多能使 kg的水升高10℃。[q汽油＝4.6×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg·℃）]
【答案】 9.66×106 253
【详解】[1]完全燃烧0.7kg的汽油放出的热量
Q放＝m汽油q汽油＝0.7kg×4.6×107J/kg＝3.22×107J
输出的有用功效率
η＝100%﹣33%﹣30%﹣7%＝30%
则输出的有用功为
W有用＝ηQ放＝30%×3.22×107J＝9.66×106J
[2]废气带走的热量为
Q气＝η′Q放＝33%×3.22×107J＝1.0626×107J
水吸收的热量
Q吸＝Q气＝1.0626×107J
已知Δt＝10℃，根据公式Q吸＝cmΔt可得
4．探究水沸腾实验时，将烧杯中200g水从加热至，水吸收的热量 J，消耗11.2g的酒精，则该过程加热效率是 %。（酒精的热值，水的比热容）
【答案】 67200 20
【详解】[1]水吸收的热量
[2]消耗11.2g酒精放出的热量
该过程加热效率
【能力提升】
1．如图所示，2022年6月5日，神舟十四号完美飞天，振奋国人。火箭通常选用热值 （选填“较大”或“较小”）的物质作为燃料；在飞船加速上升过程中，它的机械能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 较大 变大
【详解】[1]火箭发动机应选用热值较大的燃料，在燃料质量相同时，热值大的释放出的热量越多。
[2]飞船加速升空的过程中：质量不变，速度变大，动能变大；质量不变，高度变大，重力势能变大；机械能=势能+动能，动能变大，重力势能变大，所以机械能变大。
2．2023年5月30日，在酒泉基地发射的“神舟十六号”载人飞船升空过程中，燃料舱内的液态氢的热值 （选填“变大”、“不变”或“变小”）；若100g液态氢完全燃烧放出的热量有60%被水吸收，水温升高了50℃，则水的质量为 kg。
【答案】 不变 40
【详解】[1]热值是物质的属性，与质量、温度、位置等无关，与燃料的种类有关，所以载人飞船升空过程中，燃料舱内的液态氢的热值不变。
[2]100g液态氢完全燃烧放出的热量
水吸收的热量
由可得，水的质量为
3．氢燃料被认为是21世纪最理想的能源，具有清洁无污染、热值高等优点。某品牌节能燃气灶完全燃烧0.02kg氢燃料，可在一个标准大气压下把5kg初温为的水烧至沸腾。则此过程中，完全燃烧0.02kg氢燃料放出的热量是 J，燃气灶的热效率为 。[，]
【答案】 60%
【详解】[1][2]一个标准大气压下把5kg初温为的水烧至沸腾，水吸收的热量为
完全燃烧0.02kg氢燃料放出的热量是
燃气灶的热效率为
4．自热食品是户外活动必备的一种快餐。某品牌自热食品的发热包可以将500g水从 加热至沸腾（标准大气压下），此过程中发热包放出的热量至少为 J；如果燃烧固体酒精给500g水加热升高同样的温度，且热效率为40%，则至少需要 g酒精。[c水 =，q酒精 =3×107 J/kg]
【答案】 1.68×105 14
【详解】[1][2]此过程中发热包放出的热量被水吸收，则
根据热效率可知固体酒精燃烧放出的热量为
则至少需要酒精的质量为
5．（1）已知50g的A燃料和100g的B燃料完全燃烧放出的热量如图所示， （选填“A”或“B”）燃料的热值更大，B燃料的热值为 J/kg；
（2）把某金属块完全浸入15℃的水中，金属一直处于固态，然后燃烧燃料A给这杯水持续加热，水温上升到45℃时，观察到金属块已经完全变成液态，该金属的熔点可能是 。
A．10℃ B．30℃ C．40℃ D．50℃ E.60℃
【答案】 A 3×107 BC
【详解】（1）[1][2]由可知，A燃料的热值为
B燃料的热值为
因此A燃料的热值更大。
（2）[3]把某金属块完全浸入15℃的水中，金属一直处于固态，给水加热，水温上升到45℃时，观察到金属块已经完全熔化成液态，说明金属块的熔点在15~45℃之间，故ADE不符合题意，BC符合题意。
故选BC。
6．2024年4月25日，搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭（如图）在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（ ）
A．火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大
B．火箭发动机工作过程中的热机效率是100%
C．火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，内能为零
D．火箭搭载着飞船升空的过程中，飞船的重力势能越来越大
【答案】D
【详解】A．热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，所以火箭的燃料燃烧得越充分，热值不变，故A错误；
B．火箭发动机在工作过程中，其热机效率并不能达到100%。这是因为火箭发动机在工作时，不可避免地会产生一些能量损失。故B错误；
C．一切物体在任何情况下都具有内能，所以火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，内能不为零，故C错误；
D．火箭搭载着飞船升空的过程中，飞船的质量不变，高度不断增大，重力势能越来越大。故D正确。
故选D。
7．学习热学知识后，两位同学设计了一个测定天然气热值的实验，取0.5kg水放入锅中，用温度计测得水的初始温度为20℃，天然气表的初始示数为12.560m3，然后用天然气灶给水加热，当温度计的示数为80℃时，天然气表的示数为12.564m3，以下说法正确的是（ ）
A．水吸收的热量为1.68×103J
B．若水吸收的热量等于天然气完全燃烧放出的热量，天然气的热值为4.2×103J/m3
C．利用该方法测得的天然气的热值偏大
D．为了减小测量误差，锅的质量不宜太大
【答案】D
【详解】A．已知水的
水吸收的热量
故A错误；
B．消耗液化气的体积
液化气完全燃烧放出的热量
热值
故B错误；
C．因为在公式中，是天然气完全燃烧所放出的热量，而天然气完全燃烧放出的热量并没有全部被水吸收，所以利用该方法测得的天然气的热值偏小，故C错误；
D．若锅的质量太大，会吸收更多的热量，导致实验测量误差加大，故D正确。
故选D。
8．如图甲、乙所示是“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的两组实验装置，下列关于该两组实验的说法正确的是（ ）
A．每组实验中，烧杯中物质的质量应该相等
B．甲组实验中，可以根据温度计示数变化来比较吸热的多少
C．乙组实验中，燃料燃烧的时间必须相等
D．乙组实验中，可以根据加热时间的长短来比较吸热的多少
【答案】A
【详解】A．甲组实验，探究不同物质吸热升温的现象，除了物质种类不同，其它因素都应相同。乙组实验，探究不同燃料燃烧时放出热量的多少，除了燃料种类不同，其它因素都应相同，所以两组实验中，烧杯中物质的质量应该相等，故A正确；
B．甲组实验中，用相同的热源加热，在相同的时间内放出的热量相等，烧杯中物质吸收的热量相同，时间不同，吸收热量也不同，所以可根据加热时间来比较吸热的多少，故B错误；
C．乙组实验中，燃烧相同质量的燃料，比较温度计示数变化可得出燃料放热的多少，所以燃料燃烧时间不须相等，故C错误；
D．乙组实验中，热源不同，不能根据加热时间的长短来比较吸热的多少，故D错误。
故选A。
9．如图显示的是甲、乙、丙三部汽油机的参数。甲、乙、丙相比，正确的是（ ）
A．甲输出的机械能比丙多，效率比丙高
B．在消耗质量相同的同种燃料时，乙输出机械能与甲一样多
C．在输出的机械能相同时，乙比丙消耗更多的同种燃料
D．三部汽油机中，乙的效率最高
【答案】D
【详解】AD．图中，假设纵坐标轴的单位长度为1，则甲的效率
乙的效率
丙的效率为
可见，三部汽油机中，乙的效率最高，甲、丙的效率相同，故A错误，D正确；
B．由图可知，在消耗质量相同的同种燃料时，乙输出的机械能是比甲更多，故B错误；
C．由图可知，比较乙、丙，在输出的机械能相同时，丙比乙完全燃烧释放的内能更多，则丙比乙消耗更多的同种燃料，故C错误。
故选D。
10．为了保护环境，我们应大力提倡使用清洁能源。某次小明使用了0.15m3天然气，天然气热水器使20kg、20℃的水，温度升高到70℃。[c水=4.2×103J/（kg·℃），q天然气=4×107J/m3]
求：（1）计算水吸收的热量；
（2）天然气完全燃烧时释放出的热量及其热效率。
【答案】（1）；（2），70%
【详解】解：（1）水吸收的热量为
（2）0.15m3天然气完全燃烧放出的热量为
Q放=V天然气q天然气=0.15m3×4×107J/m3=6×106J
热效率为
答:（1）水吸收的热量为4.2×106J；
（2）天然气完全燃烧时释放出的热量为6×106J，热效率为70%。
11．一般小汽车每消耗1kg汽油就会排放2.3kg的二氧化碳气体，为了实现节能减排，各种新能源汽车相继出现，如图所示为某太阳能汽车，能将太阳能转换为电能储存起来供汽车行驶，真正实现了零排放。若该太阳能汽车行驶时受到的阻力恒为920N，某天接收到的太阳能，可供汽车匀速行驶30km路程。求：
（1）该太阳能汽车匀速行驶30km过程中牵引力所做的功；
（2）该太阳能汽车太阳能转化为机械能的效率；
（3）相比较效率为30%的汽油车，牵引力做相同的功可以减少多少千克二氧化碳气体的排放？（汽油热值为）
【答案】（1）2.76×107J；（2）24%；（3）4.6kg
【详解】解：（1）该太阳能汽车匀速行驶时，牵引力与阻力是一对平衡力，即
F=f=920N
匀速行驶30km过程中牵引力所做的功
W=Fs=920N×30km=920N×30000m=2.76×107J
（2）某天接收到的太阳能
E=1.15×108J
该太阳能汽车太阳能转化为机械能的效率
（3）如果是效率为30%的汽油车，牵引力做相同的功消耗的汽油质量m，由于
所以
因为每消耗1kg汽油就会排放2.3kg的二氧化碳气体，消耗2kg的汽油可以排放4.6kg的二氧化碳气体，太阳能汽车是零排放的，即可以减少4.6kg的二氧化碳气体排放。
答：（1）该太阳能汽车匀速行驶30km过程中牵引力所做的功为2.76×107J；
（2）该太阳能汽车太阳能转化为机械能的效率为24%；
（3）相比较效率为30%的汽油车，牵引力做相同的功可以减少4.6kg二氧化碳气体的排放。
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