第十四章 第3节热机的效率 同步练习2025-2026学年人教版九年级物理全一册（有解析）

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热机的效率
基础练
01 燃料的热值
1 .木炭的热值为3.4×10 J/ kg,它表示1kg木炭 ( )
A.具有 的热量
B.具有 的内能
C.完全燃烧对外做功
D.完全燃烧放出热量
2 2022年1 月26日，我国在酒泉卫星发射中心采用“长征四号丙”运载火箭，成功发射陆地探测号01组 A 星。火箭用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢的 ( )
A.温度高 B.热值大 C.比热容大 D .热量多
3.下表中列出了某些物质的热值，下列判断正确的是 ( )
酒精 氢
焦炭 3.0×10 J/ kg 煤气 约
汽油 4.6×10 J/ kg 沼气 约
A.固体、液体和气体的热值单位是不同的
B.液态物质的热值比气态的大
C.2k g焦炭的热值是1 kg焦炭的两倍
D.所有燃料的热值都是不相等的
4. 我们每天都在产生大量垃圾，合理分类和利用垃圾是我们面临的一个重大课题。某垃圾处理厂处理垃圾时提炼出了200 kg燃料油，若燃料油的热值为4.0×10 J/kg，则这些燃料油完全燃烧放出的热量为 J，燃料油燃烧时发热，燃料油的化学能转化为 能。
02 热机的效率
5(核心素养·物理观念)热机的效率是热机性能的重要指标。甲汽车发动机的效率为37%，乙汽车发动机的效率为33%。如果上述两款汽车发动机工作时汽油均完全燃烧，下列表述正确的是 ( )
A.甲汽车发动机消耗1 kg汽油做的有用功更多
B.甲汽车发动机消耗 1 kg 汽油释放的热量更多
C.甲汽车发动机消耗 1 kg 汽油散失的热量更多
D.甲汽车发动机工作时消耗的燃料一定更少
6.一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25%，废气带走的能量占30%，摩擦等机械损耗占10%，则它的机械效率为 ( )
A.35% B.30% C.55% D.65%
7 22版课标母题 P25 活动建议(1)改编 下列提高热机效率的方法中，错误的是 ( )
A.尽量减小热机的功率
B.尽量使燃料充分燃烧
C.尽量减少各种热损失
D.保证转动部分的良好润滑
8 一台单缸四冲程汽油机在一个工作循环中的平均功率是9.2kW，该汽油机每分钟需燃烧汽油50g，问：(汽油的热值是
(1)该汽油机每分钟做多少功
(2)该汽油机每分钟完全燃烧汽油放出多少热量
(3)该汽油机的效率是多大
易错练
易错点：不理解热值的影响因素
9 关于热值下列说法正确的是 ( )
A.燃料燃烧不完全时热值变小
B.燃料热值越大，燃烧放出的热量越多
C.2k g煤的热值大于1 kg同种煤的热值
D.燃料热值是燃料的特性，与其他因素无关
能力练
10.下列关于热值和热机效率的说法，正确的是 ( )
A.使燃料燃烧更充分，可以增大热值
B.使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
C.柴油机的热机效率通常为100%
D.燃料燃烧释放的热量越大，热值越大
11 完全燃烧1.4g酒精释放的热量是完全燃烧0.7g酒精释放热量的 倍。0.7 g酒精完全燃烧释放的热量是2.1×10 J,这些热量全部被100g的液体A吸收，液体的温度升高了50℃；完全燃烧1.4g 酒精释放的热量全部被200g的液体A 吸收，液体的温度升高了△t= ℃(不考虑散热)。
12.用液化气灶烧水，把1.5kg 初温为20℃ 的水加热到100℃，需要吸收的热量为 J。若上述过程中完全燃烧了0.021 kg液化气，且只有60%的热量被水吸收，则液化气的热值为
13 如图是内燃机的能量流向图，根据图中给出的信息，该内燃机的效率为 。已知汽油的热值是 ，完全燃烧0.5kg 的汽油，按该内燃机的工作效率计算，该汽车获得的机械能是 J。
14.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6.5g 的碎纸片和6.5g酒精为燃料进行了实验。(1)小林组装的实验装置如
图所示，他在器材安装中的一处错误是 。
(2)本实验中，燃料完全燃烧放出热量的多少是通过 来反映的。
(3)正确组装实验装置后，小林用相同质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 。
温度 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽时的水温/℃ 水温的变化/℃
酒精 20 65 45
碎纸片 20 80 60
15 小彤家使用的是瓶装液化气，每瓶中装入的液化气质量为21 kg。
(1)21 kg的液化气完全燃烧，释放的热量是多少 (液化气的热值
若整瓶液化气完全燃烧释放热量的40%被利用，那么可以把多少千克的水的温度由20℃加热到70℃。[水的比热容
专题① 热量与效率的综合计算(常考)
高分特训
01 与比热容相关的计算
1 将装有温度约为90℃、质量约为0.7 kg热牛奶的奶瓶放入室温下盛有温度约为20℃、质量约为1 kg水的容器中，经过一段叶间后，再测量容器中的水和奶瓶中的奶的温度均为40℃，若牛奶放出的热量全部被水吸收，则牛奶的比热容为多少 10 J/(kg·℃)]
2 在1标准大气压下，在不计热量损失的情况下，完全燃烧1 kg热值为 的干木柴，能使40 kg、30℃的水温度升高多少摄氏度
3 [2023·辽宁大连第九中学期中]“铁板牛肉”是一道经典美食，其做法为先将牛肉炒至九成熟，再将牛肉盛放在烧得发烫的铁板上，从而通过铁板放热将牛肉烧熟。科学研究发现，质量为3kg、初温为590 ℃的铁块，当温度降到30℃时放出了 的热量。某餐馆利用这种铁块制成了2k g的铁板烧制“铁板牛肉”，将铁板加热到 130 ℃，再将九成熟的牛肉片盛放在铁板上，等铁板温度降到70 ℃时，牛肉片已十成熟了。已知铁板烧牛肉时的热效率为70%，求：
(1)铁板的比热容；
(2)铁板烧制牛肉时放出的热量；
(3)牛肉从铁板处吸收的热量。
4 [2022·江西中考]如图所示，某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知密闭锅内水的质量为5kg，水的初温为22 ℃，当水刚好烧开时，共消耗了0.06 m 的天然气，该燃气灶烧水的热效率为70%。[水的比热容为 天然气的热值为4.0× 求：
(1)0.06 m 的天然气完全燃烧所放出的热量；
(2)以上过程中，水吸收的热量；
(3)密闭的锅内水烧开时的温度。
02 与生活热机相关的计算.
5 [2023·四川成都西川中学期中]如图所示的小排量汽车，以72 km/h 的速度在水平路面上匀速行驶了36km，消耗汽油3kg。若已知该汽车发动机的功率(即牵引力的功率)为23 kW，汽油的热值为4.6×10 J/ kg。则对于上述的行驶过程，求：
(1)该汽车行驶的时间；
(2)汽油完全燃烧放出的热量；
(3)该汽车发动机的效率。
6我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37 t，最大飞行高度达2×10 m,最大航行速度达2.5倍声速(合3 060 km/h),最大载油量为10 t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：
速度 100 200 300 400 600
阻力f/N 0.3×10 1.2×10 2.7×10 4.8×10 10.8×10
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是45%，飞机使用的航空燃油的热值为5×10 J/ kg。求：
(1)飞机发动机完全燃烧 10 t燃油获得的热量；
(2)当飞机以400 m/s 的速度匀速巡航时，飞机发动机的输出功率；
(3)若在飞机油箱中加满燃油，并且以500 m/s的速度匀速巡航时，飞机的最大航程。
1. D 解析 木炭的热值是3.4×10 J/ kg,它的物理意义是 1 kg 木炭完全燃烧放出的热量是3.4×10 J,故A、B、C错误,D正确。
2. B解析运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢的热值大，与其他燃料相比，质量相同时，液态氢完全燃烧可以释放出更多的热量，故B符合题意。
3. A解析 固体、液体和气体燃料的热值单位不同，故A正确；热值是燃料的一种特性，热值的大小与燃料的质量、物态没有关系，不同燃料的热值可能不同，也可能相同，故B、C、D错误。
4.8.0×10 内 解析 这些燃料油完全燃烧放出的热量 燃料油燃烧时发热，燃料油的化学能转化为内能。
5. A解析 由题可知η甲>ηz,故甲汽车发动机消耗1 kg汽油做的有用功更多，即消耗相同的燃料，甲汽车做的有用功更多，故A 正确；根据Q=mq可知，发动机完全燃烧1 kg汽油释放的热量相同，故B 错误；甲汽车发动机的效率更高，有用功占总功的比例更大，散失的内能更少，故C 错误；甲汽车发动机的效率更高，是有用功占总功的比例更大，但工作时消耗的燃料不一定更少，故D 错误。
Ⅲ核心素养解读 本题以汽车发动机为背景，考查了同学们对热机效率概念的理解，以及应用物理知识解决生活中的实际问题的能力，体现了“物理观念”的核心素养。
6. A解析因为一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25%，废气带走的能量占30%，摩擦等机械损耗占10%，所以用来做有用功的那部分能量占比为 10%=35%，由机械效率的定义知，有用功在总功中所占的百分比叫机械效率，因此它的机械效率为35%。
7. A解析热机功率是指单位时间内对外输出的功，与热机的效率高低无关，故A 错误，符合题意；燃料燃烧得越充分，能量损失得越少，热机的效率越高，故B 正确，不符合题意；尽量减少各种热散失，可以提高热机能量的利用率，即提高热机的效率，故C正确，不符合题意；保证转动部分的良好润滑，可以减少由于摩擦消耗的能量，从而提高热机效率，故D 正确，不符合题意。
8. 解(1)该汽油机每分钟做的功 W= Pt=9.2×
(2)该汽油机每分钟完全燃烧50g汽油放出的热量 10 J。
(3)该汽油机的效率 100%=24%。
9. D解析燃料的热值与燃料的燃烧程度无关，故A 错误；根据Q=qm可知，燃料完全燃烧放出的热量与其质量、热值有关，只有在相同质量并且完全燃烧的情况下，燃料的热值越大，放出的热量才越多，故B 错误；对于同种燃料，其热值是相同的，故C错误；综上可知，热值是燃料的特性，与其他因素无关，故D 正确。
10. B解析 热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧、释放热量的多少无关，故A、D错误；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，故B正确；热机在工作时不可避免地克服机械部件间的摩擦做额外功，热机效率不可能达到100%，故C错误。
11.2 50 解析 热值是燃料的一种特性，根据Q= mq可知,1.4g 是0.7g的两倍,所以完全燃烧1.4g酒精释放的热量是完全燃烧0.7 g酒精释放的热量的2倍；液体A 的比热容不变，完全燃烧 1.4g酒精加热液体A 的质量是完全燃烧0.7g酒精加热液体A 的质量的2倍，根据Q=cm△t可知，液体升高的温度相同，为50℃。
, 解析 水吸收的热量 由题知，Q吸= 则液化气的热值 10 J/ kg。
13.40% 9.2×10 解析由题图可知，输出的有用功在总能量中所占的比例为100%-20%-40%=40%，所以内燃机的效率η=40%。完全燃烧0.5kg 的汽油放出的热量 汽车获得的机械能
14.(1)温度计的玻璃泡接触到了容器底 (2)温度计的示数变化 (3)控制被加热的水的质量相等 解析(1)由题图知，实验中温度计的玻璃泡碰到了容器底。(2)实验中将燃料燃烧放出的热量转换为温度计的示数变化，示数变化越大，说明燃料完全燃烧放出的热量越多。(3)实验中要用相同质量的不同燃料加热相同质量的同种液体，但没有给出加热水的质量是否相同，而且小林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，故原因可能是没有控制被加热的水的质量相等。
15.解(1)21 kg的液化气完全燃烧，释放的热量
(2)若整瓶液化气完全燃烧释放热量的40%被利用，那么可利用的热量 1
解得m=2000 kg。
专题1 热量与效率的综合计算常考
1.解水吸收的热量 10 J,
牛奶释放的热量
牛 奶 的 比 热 容
满分攻略
热平衡状态时Q吸和Q放的计算方法
温度不同的两个物体相互接触后将会发生热传递现象。若不计热量损失，则当两物体达到热平衡状态时，它们的温度是相同的，且高温物体放出的热量等于低温物体所吸收的热量，即 常用公式
2. 1 kg干木柴完全燃烧放出的热量 前提条件不能缺少
在不计热量损失的情况下，水吸收的热量
由Q吸=cm△t可知，水升高的温度
而在1标准大气压下，水的沸点t=100℃，且 注意最后的温度是否超过沸点，超过则最后的温度等于沸点的温度
30℃，所以水实际升高的温度
3.解(1)由 得，铁的比热容
(2)由题知，铁板烧制牛肉时，铁板降低的温度 铁板在此降温过程中放出的热量
(3)牛肉从铁板处吸收的热量
4.解(1)天然气的热值为 根据Q=Vq可得，0.06 m 的天然气完全燃烧所放出的热量
(2)燃气灶烧水的热效率为70%，水吸收的热量
(3)烧开水时，水的 温 度 变 化量
所以密闭的锅内水烧开时的温度 末温=初温+变化的温度
5. (1)由 可得，该汽车行驶的时间
(2)汽油完全燃烧放出的热量
(3)由 可得，汽车发动机做的功 W=Pt=23×
汽车发动机的效率 100%=30%。
6.解(1)燃油完全燃烧放出的热量
(2)由题表中数据可知，飞机以400 m/s的速度巡航时，所受阻力
由于飞机做匀速直线运动，则牵引力等于阻力，即 则飞机发动机的输出功率 P=
(3)根据题表中的数据可知，阻力的大小与速度的平方成正比，
注意根据表格中的数据总结规律
则 500 m/s 时 的 阻力
则飞机的牵引力 由(1)可知，
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是45%，
则有用功 10 J,
由 W = Fs 可得飞机 的最大航程
满分攻略
计算热机效率的基本解题思路
(1)汽车做的有用功常用 或W= Pt计算；如果汽车做匀速直线运动，则牵引力 F 等于阻力f。
(2)汽油完全燃烧放出的热量常用 计算。
(3)汽车的效率常用 计算。