資源簡介

2024-2025學年人教版物理九年級全一冊考點分類專題易錯題匯編培優練
專題14.2 熱機的效率（五大考點）
考點1 熱值的概念、單位和物理意義 1
考點2 比較不同燃料的熱值大小 3
考點3 熱值的公式及相關計算 8
考點4 熱機效率的計算與估算 12
考點5 提高熱機效率的方法 16
考點1 熱值的概念、單位和物理意義
【典例分析】（23-24八年級下·黑龍江齊齊哈爾·期末）燒烤是人類最原始的烹調方式，也是年輕人喜歡的活動之一。在烤肉時，無煙木炭在燃燒過程中將 能轉化為內能， 未使用完無煙木炭的熱值大小變化情況是 （選填“變大”、“變小”或“不變”）。
答案： 化學 不變
規范解答：[1]木炭在燃燒過程中，消耗化學能，產生內能，將化學能轉化為內能。
[2]熱值是燃料的一種特性，它代表燃料性能的優劣，熱值的大小與燃料的種類有關，與燃燒程度、質量的多少以及是否燃燒等均無關。無煙木炭在燃燒過程中，質量減小，熱值不變。
【變式1-1】（2024·江西·中考真題）用比值法定義物理量是物理學中常用的方法。以下物理量不是用這種方法定義的是（　　）
A．密度 B．比熱容 C．質量 D．熱值
答案：C
規范解答：比值法定義法是用兩個基本的物理量的“比”來定義一個新的物理量的方法。
A．密度是某種物質組成的物體的質量與它的體積之比，采用了比值定義法，故A不符合題意；
B．比熱容是一定質量的某種物質，在溫度升高（或降低）時吸收（或放出）的熱量與它的質量和升高（或降低）的溫度的乘積之比，采用了比值定義法，故B不符合題意；
C．質量是指物體所含物質的多少，質量是一種基本物理量，沒有采用比值定義法，故C符合題意；
D．熱值是某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質量之比，采用了比值定義法，故D不符合題意。
故選C。
【變式1-2】（2024·四川眉山·中考真題）熱學知識與人類生活息息相關。下列說法正確的是（ ）
A．酒精燃燒過程中，質量減少，熱值不變
B．鐵塊很難被壓縮，說明固體分子之間不存在間隙
C．內燃機在做功沖程中，氣缸內氣體溫度升高，內能增大
D．內陸地區比沿海地區晝夜溫差大，是由于砂石的比熱容比水的比熱容大
答案：A
規范解答：A．酒精燃燒過程中越來越少，所以質量減少，燃料的熱值只與燃料的種類有關，與質量無關，所以熱值不變，故A正確；
B．鐵塊很難被壓縮，是因為鐵塊被壓縮時，分子間距變小，由于分子間存在相互的斥力，致使鐵塊很難被壓縮，故B錯誤；
C．內燃機在做功沖程中，氣缸內氣體對活塞做功，內能減小，故C錯誤；
D．內陸地區和沿海地區相比，內陸地區砂石的比熱容小，在相同的吸放熱條件下，砂石的溫度變化大，故D錯誤。
故選A。
【變式1-3】（2022·遼寧葫蘆島·一模）2022年4月15日20時整，長征三號乙運載火箭在西昌衛星發射中心點火升空，成功將中星6D衛星送入預定軌道，如圖是火箭發射時的情景。火箭在大氣層中高速飛行時，外殼與空氣劇烈摩擦，火箭外殼的內能會 （填“變大”、“變小”或“不變”），這是用 方法改變的物體的內能。火箭選擇液態氫為燃料，原因是液態氫的 （填“熱值”或“比熱容”）大；
答案： 變大 做功 熱值
規范解答：[1][2]火箭進入大氣層，克服空氣摩擦做功，溫度升高，內能增加，這是通過做功的方式改變物體內能。
[3]選用液態氫作為燃料是由于它具有較大的熱值，與其他燃料相比，完全燃燒相同質量的液態氫時，可以釋放出更多的熱量。
【變式1-4】（23-24九年級下·山東棗莊·期中）如圖所示是單缸四沖程汽油機某一沖程工作示意圖，該沖程是 沖程。若汽油燃燒不充分時，汽油的熱值將 （選填“變大”“變小”或“不變”）。
答案： 壓縮 不變
規范解答：[1]由圖可知，兩個氣門都關閉，活塞上行，因此該沖程壓縮沖程。
[2]熱值是燃料的一種特性，其大小與燃燒情況無關，汽油在汽油機內燃燒的不充分，它的熱值將不變。
【變式1-5】（22-23九年級下·四川內江·開學考試）把一杯酒精倒出去一半，則剩下的酒精（　　）
A．比熱容不變，熱值變小
B．比熱容變小，熱值不變
C．比熱容、熱值都不變
D．比熱容、熱值都變為原來的一半
答案：C
規范解答：比熱容、熱值都是物質的特性，與物質的質量無關；所以把一杯酒精倒出去一半，則剩下的酒精比熱容、熱值都不變，故C符合題意，ABD不符合題意。
故選C。
考點2 比較不同燃料的熱值大小
【典例分析】（2024·江蘇鹽城·二模）小明利用圖示裝置估測紙片的熱值。實驗中利用 來反映紙片燃燒放出熱量的多少。實驗時，應測量并記錄紙片的質量、水的質量、加熱前的水溫和紙片燃盡后的水溫t。用c表示水的比熱容，紙片熱值q的表達式為 。利用該實驗測得的紙片熱值會明顯 （大于/小于）真實值。
答案： 溫度計升高的示數 小于
規范解答：[1] 根據轉換法可知，實驗時用溫度計升高的示數（水升高的溫度）來表示紙片燃燒放出熱量的多少。
[2] 水吸收的熱量為
則紙片熱值為
[3] 因為紙片燃燒放出的熱量不能全部被水吸收，存在熱損失，所以利用該實驗測得的紙片熱值會明顯小于真實值。
【變式2-1】（2024·江蘇南京·二模）用如圖所示的相同裝置進行“探究不同物質吸熱升溫現象”和“比較質量相等的不同燃料燃燒時放出的熱量”兩個實驗，關于兩實驗下列說法正確的是（　　）
A．均需要計時器
B．研究對象均為燒杯中液體
C．均需控制液體和燃料的質量相同
D．均可通過液體升高的溫度反映實驗結果
答案：D
規范解答：A．“探究不同物質吸熱升溫現象”的實驗中，通過加熱時間比較物質吸收熱量的多少，所以需要秒表，測量時間；而“比較質量相等的不同燃料燃燒時放出的熱量”的實驗中，只要兩種質量相同的不同燃料完全燃燒完即可，不需要秒表，故A錯誤；
B．“探究不同物質吸熱升溫現象”的實驗中，研究對象是燒杯中的液體，而“比較質量相等的不同燃料燃燒時放出的熱量”的實驗中，研究對象是燃料，故B錯誤；
C．“探究不同物質吸熱升溫現象”的實驗中需控制不同液體的質量相同，“比較質量相等的不同燃料燃燒時放出的熱量”的實驗中需要控制不同燃料的燃燒時間相同，故C錯誤；
D．“探究不同物質吸熱升溫現象”實驗中，可以加熱相同質量的物質，在相同時間內通過溫度變化來比較吸熱能力的大小，“比較質量相等的不同燃料燃燒時放出的熱量”的實驗中是通過液體升高的溫度比較燃料放熱能力的，故D正確。
故選D。
【變式2-2】（2024·江蘇鹽城·三模）如圖甲、乙所示是“探究不同物質吸熱升溫的現象”和“比較不同燃料燃燒時放出的熱量”的兩組實驗裝置，下列關于該兩組實驗的說法正確的是（　　）
A．每組實驗中，燒杯中物質的質量應該相等
B．甲組實驗中，可以根據溫度計示數變化來比較吸熱的多少
C．乙組實驗中，燃料燃燒的時間必須相等
D．乙組實驗中，可以根據加熱時間的長短來比較吸熱的多少
答案：A
規范解答：A．甲組實驗，探究不同物質吸熱升溫的現象，除了物質種類不同，其它因素都應相同。乙組實驗，探究不同燃料燃燒時放出熱量的多少，除了燃料種類不同，其它因素都應相同，所以兩組實驗中，燒杯中物質的質量應該相等，故A正確；
B．甲組實驗中，用相同的熱源加熱，在相同的時間內放出的熱量相等，燒杯中物質吸收的熱量相同，時間不同，吸收熱量也不同，所以可根據加熱時間來比較吸熱的多少，故B錯誤；
C．乙組實驗中，燃燒相同質量的燃料，比較溫度計示數變化可得出燃料放熱的多少，所以燃料燃燒時間不須相等，故C錯誤；
D．乙組實驗中，熱源不同，不能根據加熱時間的長短來比較吸熱的多少，故D錯誤。
故選A。
【變式2-3】（2024·江蘇無錫·二模）如圖是比較燃料熱值的實驗裝置。下列說法正確的是（　　）
A．實驗時應控制燃料燃燒的時間相同
B．實驗時應控制燒杯中的液體升高的溫度相同
C．兩燃燒皿中應分別裝入種類不同、質量相同的燃料
D．兩燒杯中應分別裝入種類不同、質量相同的液體
答案：C
規范解答：比較不同燃料的熱值，應控制被加熱液體的種類、質量相同而燃料的種類不同、質量相同；質量相同的不同燃料完全燃燒釋放的熱量被相同質量的同種液體吸收，根據可知，實驗中可以通過溫度計示數變化來反應放出熱量多少，從而判斷兩種燃料熱值的大小，所以實驗中不控制燒杯中的液體升高的溫度，應讓燃料完全燃燒，故ABD錯誤，C正確。
故選C。
【變式2-4】（22-23九年級下·遼寧本溪·開學考試）有如圖所示的兩套相同裝置，分別在兩個燃燒皿中放入質量相同的不同燃料，點燃后加熱質量相等的同種液體，當燃料 （填“燃燒相同時間”或“全部燃盡”）后，通過比較 的變化，來判斷兩種燃料熱值的大小。用比熱容 的液體可以使實驗現象更明顯。（實驗中液體沒有沸騰）
答案： 全部燃盡 液體升高的溫度 小
規范解答：[1]比較不同燃料的熱值時，根據可知，要控制燃燒的燃料質量相同，即將相同質量的燃料全部燃盡。
[2]燃料的熱值大小不易測量，實驗時通過比較液體升高的溫度來反映燃料熱值的大小，采用了轉換法。
[3]由可知，在質量和吸收熱量相同時，比熱容小的液體溫度變化量大，實驗現象更明顯。
【變式2-5】（23-24九年級上·江蘇徐州·階段練習）為了比較酒精和碎紙片的熱值，實驗中應控制酒精和碎紙片燃燒的 （時間/質量）相同。燃燒放出的熱量應比較 （加熱時間/水升高的溫度）。水的溫度隨時間變化的關系如圖。由此可知，燃料1的熱值 燃料2熱值。（填“<”或“=”或“>”）
答案： 質量 水升高的溫 >
規范解答：[1]該實驗是比較酒精和碎紙片的熱值大小，由控制變量法可知，除了使所用的兩個玻璃杯規格相同、水的初溫相同外，還需控制相同的量有：水的質量和兩種燃料燃燒的質量。
[2]根據轉換法可知，實驗中通過水升高的溫度來比較熱值的大小，水升高的溫度越高，燃料燃燒放出的熱量越多。
[3]由圖可知，燃料1燃燒2min，液體升高的溫度為
35℃-20℃=15℃
燃料2燃燒3min，液體升高的溫度為
25℃-20℃=5℃
由
Q放=Q吸=cmΔt
可知，燃料燃燒放出熱量之比為
15℃∶5℃=3∶1
根據Q放=mq可知，兩種燃料的熱值之比為3∶1，所以燃料1的熱值為燃料2熱值的3倍，燃料1的熱值較大。
考點3 熱值的公式及相關計算
【典例分析】（2024·黑龍江哈爾濱·中考真題）完全燃燒0.1m3的天然氣放出的熱量是 J；若這些熱量的20%被4kg的液體吸收，使其溫度升高50℃，則該液體的比熱容是 J/(kg·℃)（q天然氣=3.0×107J/m3）
答案： 3.0×106 3×103
規范解答：[1]完全燃燒0.1m3的天然氣放出的熱量
Q放=Vq天然氣=0.1m3×3.0×107J/m3=3.0×106J
[2]液體吸收的熱量
Q吸= Q放η=3.0×106J×20%=6×105J
該液體的比熱容
【變式3-1】（2024·湖南常德·一模）學習熱學知識后，兩位同學設計了一個測定天然氣熱值的實驗，取0.5kg水放入鍋中，用溫度計測得水的初始溫度為20℃，天然氣表的初始示數為12.560m3，然后用天然氣灶給水加熱，當溫度計的示數為80℃時，天然氣表的示數為12.564m3，以下說法正確的是（　　）
A．水吸收的熱量為1.68×103J
B．若水吸收的熱量等于天然氣完全燃燒放出的熱量，天然氣的熱值為4.2×103J/m3
C．利用該方法測得的天然氣的熱值偏大
D．為了減小測量誤差，鍋的質量不宜太大
答案：D
規范解答：A．已知水的
水吸收的熱量
故A錯誤；
B．消耗液化氣的體積
液化氣完全燃燒放出的熱量
熱值
故B錯誤；
C．因為在公式中，是天然氣完全燃燒所放出的熱量，而天然氣完全燃燒放出的熱量并沒有全部被水吸收，所以利用該方法測得的天然氣的熱值偏小，故C錯誤；
D．若鍋的質量太大，會吸收更多的熱量，導致實驗測量誤差加大，故D正確。
故選D。
【變式3-2】（2024·四川達州·中考真題）在1個標準大氣壓下，小明用天然氣灶將質量1kg的水，從20℃加熱到沸騰，水吸收的熱量是 J。他家天然氣熱水器的熱效率是70%，他某次洗澡，耗水20kg，熱水器進水溫度是22℃，出水溫度是42℃，他這次洗澡消耗天然氣 m3。已知水的比熱容是，天然氣的熱值是。
答案： 3.36×105 0.075
規范解答：[1]水吸收的熱量
[2]洗澡時水吸收的熱量
由得，天然氣完全燃燒放出的熱量
由Q放=Vq得，需要天然氣的體積
【變式3-3】（2024·四川成都·二模）在標準大氣壓下，小美同學用同一個加熱器分別加熱質量均為200g的水和甲液體，用測得的數據繪制的溫度隨時間變化圖像如圖所示。甲液體從20℃加熱至沸騰用時10min，水從20℃加熱至沸騰消耗了8g酒精。若單位時間內水吸收的熱量與甲液體吸收的熱量相等[，]，則下列說法中正確的是（ ）
A．沸騰時甲的末溫比水的高，所以吸熱能力更強
B．酒精燈的加熱效率為38%
C．甲液體的比熱容為
D．甲液體的沸點為200℃
答案：C
規范解答：A．根據實驗數據繪制的溫度與時間的關系圖像可知：質量相等的甲液體和水兩種液體，在升高相同的溫度時，水加熱時間長，水吸收的熱量較多；根據比較吸熱能力的方法可知，水的吸熱能力強，比熱容大，故A錯誤；
B．由圖可知，水從20℃加熱至沸騰100℃，用時6min，水吸收的熱量
燃燒8g酒精放出的熱量
酒精燈的加熱效率
故B錯誤；
C．加熱4min，甲液體溫度升高80℃，加熱6min，水溫度升高80℃，因為加熱的裝置相同，故相同的時間內，甲液體、水吸收的熱量相同，又因為甲液體、水質量相同，根據可知
解得
故C正確；
D．10min甲吸收的熱量與水吸收的熱量相等，根據Q吸=cmΔt可知
代入數據解得t甲=220℃，則甲液體的沸點為220℃。故D錯誤。
故選C。
【變式3-4】（23-24九年級下·云南·階段練習）小明同學設計了一個測定天然氣熱值的實驗，取水放入鍋中，用溫度計測得水的初始溫度為20℃，天然氣表的初始示數為，然后用天然氣灶給水加熱。當溫度計的示數為80℃時，天然氣表的示數為，水的比熱容為J/（kg ℃）。以下說法正確的是（　　）
A．天然氣在燃燒過程中熱值變小
B．加熱過程中，水的溫度升高，內能不變
C．水吸收的熱量為
D．若不計熱量損失，天然氣的熱值為
答案：D
規范解答：A．熱值是燃料完全燃燒釋放的熱量與質量的比值，其大小只與燃料的種類有關，與燃燒狀況、消耗燃料的多少、放熱多少等無關，即天然氣在燃燒過程中熱值不變，故A錯誤；
B．內能的大小與溫度有關，同一物體溫度升高時內能增大，所以水在加熱過程中溫度升高，內能增大，故B錯誤；
C．水吸收的熱量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg ℃）×0.5kg×（80℃-20℃）=1.26×105J
故C錯誤；
D．若不計熱量損失，天然氣的熱值為
故D正確。
故選D。
【變式3-5】（2024·云南文山·二模）2024年2月29日，西昌衛星發射中心使用長征三號乙運載火箭，成功將衛星互聯網高軌衛星01星發射升空。火箭加速升空時，機械能 （填“變大”“變小”或“不變”），若完全燃燒的氫燃料，可放出熱量 J。
答案： 變大
規范解答：[1]火箭在加速升空的過程中，質量不變，速度增大、動能增大，高度增大，重力勢能增大，動能和勢能統稱為機械能，機械能增大。
[2]完全燃燒0.5kg的氫燃料，可放出熱量
考點4 熱機效率的計算與估算
【典例分析】（2024·四川成都·二模）小麗用如圖甲所示的裝置加熱一杯質量為100g的水，同時用溫度計測量水溫。加熱4min后她將火熄滅，測得消耗了4.2g燃料，再根據實驗數據繪制了水溫隨時間變化的圖像（圖乙中圖線a）。小聰用相同的裝置加熱另一杯水，根據實驗數據繪制了圖乙中圖線b。已知該裝置中燃料完全燃燒所放出的熱量只有60%被水吸收，水的比熱容為。假設燃燒過程放熱均勻，忽略加熱過程中水的質量變化。下列分析正確的是（　　）
A．該燃料的熱值為1.5×106J/kg
B．小聰加熱的水的質量大于小麗加熱的水的質量
C．小麗在實驗中加熱4min時，水吸收的熱量為5040J
D．降低水的初溫會更慢沸騰，是因為降低了裝置的加熱效率
答案：C
規范解答：AC．加熱2min，水吸收到的熱量為
加熱4min，水吸收到的熱量是
根據，可得消耗燃料4.2g放出的熱量為
由Q放=mq可得該燃料的熱值為
故A錯誤，C正確；
B．由圖可知，相同時間，兩杯水吸收的熱量相同，溫度變化相同，根據Q=cmΔt可知兩杯水的質量相等，故B錯誤；
D．降低水的初溫度增加了水加熱到沸騰的時間，加熱相同時間，水升高的溫度相同，由加熱效率公式可知，與加熱效率無關，故D錯誤。
故選C。
【變式4-1】（2024·遼寧葫蘆島·一模）小赫爸爸購買了一款戶外燃氣爐，準備周末和家人一起去戶外野炊，該燃氣爐燒水時，把1kg初溫為20℃的水加熱到100℃，燃燒了丁烷，則水吸收的熱量為 J，假設丁烷完全燃燒，則燃氣爐的效率為 。[水的比熱容為，丁烷的熱值為]
答案： 22.4%
規范解答：[1]水吸收的熱量
[2]丁烷完全燃燒放出的熱量
燃氣爐的效率
【變式4-2】（2024·四川綿陽·模擬預測）吃早飯的時候，媽媽用熱水給小雪加熱250g的袋裝牛奶，為了使這袋牛奶的溫度由12℃升高到42℃，媽媽用60℃的熱水給牛奶加熱，則加熱過程中，牛奶吸收了 J熱量；若熱水放出熱量的40%被牛奶吸收，則媽媽至少要用熱水 kg（結果保留小數點后兩位）。[水的比熱容為4.2×103J/（kg ℃），該牛奶的比熱容為2.5×103J/（kg ℃）]
答案： 1.875×104 0.62
規范解答：[1]牛奶升溫時吸收的熱量
[2]熱水由60℃降低到42℃放出的熱量，由得，水放出的熱量為
根據得，熱水的質量為
【變式4-3】（2024·黑龍江哈爾濱·模擬預測）氫能源車的發動機工作時將液態氫轉化為氫氣在汽缸中燃燒。某次測試中，一輛氫能源車以70kW的功率勻速行駛0.5h，消耗了 2kg燃料，汽車發動機做的功為 J，該發動機的效率為 。（氫的熱值為）
答案： 45%
規范解答：[1]發動機做的功
[2]消耗2kg燃料放出的熱量
該發動機的效率
【變式4-4】（2024·四川成都·二模）小李家使用的熱水器，30min內均勻消耗了0.3m3的天然氣，將30kg的水從25℃加熱到50℃。天然氣的熱值為4.2×107J/m3，水的比熱容為，則關于該過程的說法正確的是（　　）
A．水吸收的熱量是3.5×106J
B．天然氣完全燃燒釋放出的熱量是3.78×107J
C．熱水器的能量轉化效率與環境溫度無關
D．熱水器的能量轉化效率為25%
答案：D
規范解答：A．將30kg的水從25℃加熱到50℃，水吸收的熱量是
故A錯誤；
B．天然氣完全燃燒放出熱量
Q放＝Vq＝0.3m3×4.2×107J/m7＝1.26×107J
故B錯誤；
C．熱水器的能量轉化效率與環境溫度有關，因為環境溫度越低，加熱的時間越長，其散失的熱量越多，則熱水器的能量轉化效率越低；故C錯誤；
D．熱水器的能量轉化效率
故D正確。
故選D。
【變式4-5】（2024·四川成都·二模）小明同學取a、b兩種粉末各50g，利用如圖甲所示的實驗裝置“探究固體熔化時溫度的變化規律”，每隔一段時間用溫度計分別測量它們的溫度，12分鐘各消耗酒精4g，他根據實驗數據繪制了溫度隨時間變化的圖像如圖乙所示。若單位時間內a、b吸收的熱量相等，酒精的熱值為3×107J/kg，a物質在固態時的比熱容為1.0×103J/(kg·℃)。則下列說法正確的是（　　）
A．a為非晶體，第6min時為固液共存態
B．a物質在第9min和第3min時的溫度相等，內能也相等
C．a物質液態時的比熱容為1.5×103J/(kg·℃)
D．酒精燈的加熱效率為50%
答案：C
規范解答：A．由圖乙可知，在3~9min，a吸收熱量但溫度保持50℃不變，所以a為晶體；且在3~9min，a正處于熔化過程中， 所以第6min時為固液共存態，故A錯誤；
B．在加熱a的過程中，a一直吸收熱量，內能不斷增大，所以a在第9min的內能大于在第3min的內能，故B錯誤；
C．a、b的質量均為50g，合0.05kg，則a物質在前3min內吸收的熱量
同樣的加熱裝置，則在相同時間內物質吸收的熱量相同，所以在9~12min內物質吸收的熱量與該物質前3min吸收的熱量相同，則該物質液態時的比熱容
故C正確；
D．由題意可知，12min各消耗酒精4g，所以加熱物質a，前3min消耗的酒精質量為1g，合1×10-3kg；則燃燒放出的熱量
則酒精燈的加熱效率
故D錯誤。
故選C。
考點5 提高熱機效率的方法
【典例分析】（2024·云南昆明·二模）配備渦輪增壓器的發動機工作時，能利用排出的廢氣帶動渦輪旋轉，從而壓縮空氣來增加進氣量，使燃料燃燒更充分，實現增強動力的目的。下列說法正確的是（ ）
A．燃燒越充分，燃料的熱值越大
B．燃料的熱值越大，燃燒放出的熱量就越多
C．該發動機在做功沖程將內能轉化為機械能
D．渦輪增壓發動機的熱機效率能達到100%
答案：C
規范解答：A．燃料的熱值是燃料本身具有的性質，與燃燒是否充分無關，故A錯誤；
B．燃料燃燒后放出的熱量的多少與燃料的熱值、燃料的質量、燃燒情況有關，只根據熱值無法判定熱量的多少，故B錯誤；
C．發動機做功沖程，燃氣推動活塞做功，將內能轉化為機械能，故C正確；
D．任何能量轉化過程都伴隨能量的損失，任何方法都不可能使汽油機的效率達到100%，故D錯誤。
故選C。
【變式5-1】（21-22九年級上·河南駐馬店·期末）下列說法中正確的是（　　）
A．隨著科學技術的發展，熱機的效率可以達到100%
B．汽車發動機的冷卻液具有比熱容較小的性質
C．夏天吃冰淇淋是利用做功來改變身體的內能
D．汽油機的做功沖程中燃氣的內能減小
答案：D
規范解答：A．熱機在工作過程中不可避免都要克服摩擦力做功，因此熱機的效率不可能達到100%，故A錯誤；
B．汽車發動機工作時會產生大量熱量，此時應選用比熱容較大的物質作為冷卻液，在同等情況下，以吸收更多的熱量，故B錯誤；
C．冰淇淋的溫度低，夏天吃冰淇淋是利用熱傳遞來改變身體的內能，故C錯誤；
D．汽油機的做功沖程中會產生高溫高壓的燃氣推動活塞做功，將內能轉化為機械能，因此燃氣的內能減小，故D正確。
故選D。
【變式5-2】（23-24九年級下·廣西南寧·階段練習）“渦輪增壓”是利用熱機排出的廢氣帶動渦輪旋轉，使廢氣的內能轉化成 能，這樣做合理利用了廢氣所帶走的能量， （選填“提高”或“降低”）熱機的效率。
答案： 機械 提高
規范解答：[1]“渦輪增壓”是利用熱機排出的廢氣帶動渦輪旋轉，消耗內能，產生機械能，將內能轉化為機械能。
[2]在熱機的能量損失中，廢氣帶走了大部分的熱量，所以“渦輪增壓”利用熱機排出的廢氣帶動渦輪旋轉，充分利用了廢氣帶走的熱量，提高了熱機的效率。
【變式5-3】（21-22九年級上·四川內江·期中）關于熱機的效率，下列說法正確的是（　　）
A．熱機消耗的燃料越多，效率就越高
B．熱機做的有用功越多，效率就一定越高
C．熱機的功率越大，做功就越快，但效率卻不一定高
D．改進技術，保證良好的潤滑，熱機效率可以達到100%
答案：C
規范解答：A．熱機消耗的燃料多，做的有用功不一定多，根據可知，效率不一定高，故A錯誤；
B．熱機做的有用功多，燃料放出熱量的多少未知，根據可知，無法判斷效率的高低，故B錯誤；
C．功率是描述做功快慢的物理量，功率越大，做功就越快，功率和效率無關，所以功率高，效率卻不一定高，故C正確；
D．熱機在工作時，廢氣會帶走一部分熱量、燃料不可能完全燃燒、克服部件之間的摩擦會消耗能量等，所以即使改進技術，保證良好的潤滑，熱機的效率也不可能達到100%，故D錯誤。
故選C。
【變式5-4】（22-23八年級下·四川瀘州·期末）2023年5月30日，搭載神舟十六號載人飛船的長征二號F遙十六運載火箭發射成功。發射過程中，燃料燃燒釋放的 能轉化為火箭升空 能，散失的能量越少，發動機效率越 。
答案： 內 機械 高
規范解答：[1][2]火箭內的燃料燃燒將化學能轉化為內能，然后釋放的內能轉化為火箭隊的機械能，使火箭升空。
[3]散失的能量越少，則轉化的機械能越多，發動機的效率就越高。
【變式5-5】（23-24九年級上·廣東江門·階段練習）（1）汽車上很多地方都用到了物理知識，下列現象所對應的解釋不合理的是 ：
A．打開油箱蓋會聞到汽油的味道——擴散現象
B．環保汽車使用氣體燃料——減少對大氣的污染
C．空調車車窗玻璃設計為雙層——減少車內外熱量的傳遞
D．小排量的車一般經濟省油——發動機的效率低
（2）汽油機工作過程中的四個沖程，產生動力的是 沖程。如圖所示，與其沖程對應的是 圖；
A． B．
C． D．
（3）一臺單缸四沖程汽油機，若飛輪轉速是 1200 r/min，該汽油機每秒鐘內完成 個沖程，對外做功 次；
（4）汽油機在 沖程將機械能轉化為內能；汽車行駛過程中，油箱內汽油越來越少，汽油的熱值 （選填“變小”“不變”或“變大”）。
答案： D 做功 D 40 10 壓縮 不變
規范解答：（1）[1]A．打開油箱蓋會聞到汽油的味道，表明汽油分子在不停地做無規則運動，屬于擴散現象，故A正確，不符合題意；
B．氣體燃料含有雜質少，燃燒更充分，則燃燒時產生的一氧化碳、二氧化碳少，所以相同條件下，可以減少對大氣的污染，故B正確，不符合題意；
C．車窗為雙層玻璃會大大減少因為熱傳導而發生的車內外熱量的傳遞，故C正確，不符合題意；
D．完成一樣的有用功時，由于小排量汽車消耗的能源比大排量的車消耗的能源少，所以發動機的效率高，故D錯誤，符合題意。
故選D。
（2）[2][3]汽油機工作過程中的四個沖程分別是：吸熱沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程，產生動力的是做功沖程。
A．進氣門開啟，排氣門關閉，活塞下行，是吸氣沖程；
B．進氣門關閉，排氣門開啟，活塞上行，是排氣沖程；
C．兩氣門都關閉，活塞上行，汽缸容積變小，是壓縮沖程；
D．兩氣門都關閉，活塞下行，汽缸容積變大，是做功沖程。
與其沖程對應的是D圖。
（3）[4][5]一臺單缸四沖程汽油機，若飛輪轉速是
1200 r/min=20r/s
表示每秒飛輪轉動20圈，因為一個工作循環飛輪轉2圈，做功1次，所以飛輪轉20圈共完成10個工作循環，40個沖程，做功10次。
（4）[6]汽油機工作過程中的四個沖程分別是：吸熱沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程，汽油機在壓縮沖程將機械能轉化為內能。
[7]熱值是燃料的一種屬性，大小與燃料的種類有關，與燃料的質量大小無關。汽車行駛過程中，油箱內汽油越來越少，汽油的熱值不變。2024-2025學年人教版物理九年級全一冊考點分類專題易錯題匯編培優練
專題14.2 熱機的效率（五大考點）
考點1 熱值的概念、單位和物理意義 1
考點2 比較不同燃料的熱值大小 2
考點3 熱值的公式及相關計算 4
考點4 熱機效率的計算與估算 6
考點5 提高熱機效率的方法 8
考點1 熱值的概念、單位和物理意義
【典例分析】（23-24八年級下·黑龍江齊齊哈爾·期末）燒烤是人類最原始的烹調方式，也是年輕人喜歡的活動之一。在烤肉時，無煙木炭在燃燒過程中將 能轉化為內能， 未使用完無煙木炭的熱值大小變化情況是 （選填“變大”、“變小”或“不變”）。
【變式1-1】（2024·江西·中考真題）用比值法定義物理量是物理學中常用的方法。以下物理量不是用這種方法定義的是（　　）
A．密度 B．比熱容 C．質量 D．熱值
【變式1-2】（2024·四川眉山·中考真題）熱學知識與人類生活息息相關。下列說法正確的是（ ）
A．酒精燃燒過程中，質量減少，熱值不變
B．鐵塊很難被壓縮，說明固體分子之間不存在間隙
C．內燃機在做功沖程中，氣缸內氣體溫度升高，內能增大
D．內陸地區比沿海地區晝夜溫差大，是由于砂石的比熱容比水的比熱容大
【變式1-3】（2022·遼寧葫蘆島·一模）2022年4月15日20時整，長征三號乙運載火箭在西昌衛星發射中心點火升空，成功將中星6D衛星送入預定軌道，如圖是火箭發射時的情景。火箭在大氣層中高速飛行時，外殼與空氣劇烈摩擦，火箭外殼的內能會 （填“變大”、“變小”或“不變”），這是用 方法改變的物體的內能。火箭選擇液態氫為燃料，原因是液態氫的 （填“熱值”或“比熱容”）大；
【變式1-4】（23-24九年級下·山東棗莊·期中）如圖所示是單缸四沖程汽油機某一沖程工作示意圖，該沖程是 沖程。若汽油燃燒不充分時，汽油的熱值將 （選填“變大”“變小”或“不變”）。
【變式1-5】（22-23九年級下·四川內江·開學考試）把一杯酒精倒出去一半，則剩下的酒精（　　）
A．比熱容不變，熱值變小
B．比熱容變小，熱值不變
C．比熱容、熱值都不變
D．比熱容、熱值都變為原來的一半
考點2 比較不同燃料的熱值大小
【典例分析】（2024·江蘇鹽城·二模）小明利用圖示裝置估測紙片的熱值。實驗中利用 來反映紙片燃燒放出熱量的多少。實驗時，應測量并記錄紙片的質量、水的質量、加熱前的水溫和紙片燃盡后的水溫t。用c表示水的比熱容，紙片熱值q的表達式為 。利用該實驗測得的紙片熱值會明顯 （大于/小于）真實值。
【變式2-1】（2024·江蘇南京·二模）用如圖所示的相同裝置進行“探究不同物質吸熱升溫現象”和“比較質量相等的不同燃料燃燒時放出的熱量”兩個實驗，關于兩實驗下列說法正確的是（　　）
A．均需要計時器
B．研究對象均為燒杯中液體
C．均需控制液體和燃料的質量相同
D．均可通過液體升高的溫度反映實驗結果
【變式2-2】（2024·江蘇鹽城·三模）如圖甲、乙所示是“探究不同物質吸熱升溫的現象”和“比較不同燃料燃燒時放出的熱量”的兩組實驗裝置，下列關于該兩組實驗的說法正確的是（　　）
A．每組實驗中，燒杯中物質的質量應該相等
B．甲組實驗中，可以根據溫度計示數變化來比較吸熱的多少
C．乙組實驗中，燃料燃燒的時間必須相等
D．乙組實驗中，可以根據加熱時間的長短來比較吸熱的多少
【變式2-3】（2024·江蘇無錫·二模）如圖是比較燃料熱值的實驗裝置。下列說法正確的是（　　）
A．實驗時應控制燃料燃燒的時間相同
B．實驗時應控制燒杯中的液體升高的溫度相同
C．兩燃燒皿中應分別裝入種類不同、質量相同的燃料
D．兩燒杯中應分別裝入種類不同、質量相同的液體
【變式2-4】（22-23九年級下·遼寧本溪·開學考試）有如圖所示的兩套相同裝置，分別在兩個燃燒皿中放入質量相同的不同燃料，點燃后加熱質量相等的同種液體，當燃料 （填“燃燒相同時間”或“全部燃盡”）后，通過比較 的變化，來判斷兩種燃料熱值的大小。用比熱容 的液體可以使實驗現象更明顯。（實驗中液體沒有沸騰）
【變式2-5】（23-24九年級上·江蘇徐州·階段練習）為了比較酒精和碎紙片的熱值，實驗中應控制酒精和碎紙片燃燒的 （時間/質量）相同。燃燒放出的熱量應比較 （加熱時間/水升高的溫度）。水的溫度隨時間變化的關系如圖。由此可知，燃料1的熱值 燃料2熱值。（填“<”或“=”或“>”）
考點3 熱值的公式及相關計算
【典例分析】（2024·黑龍江哈爾濱·中考真題）完全燃燒0.1m3的天然氣放出的熱量是 J；若這些熱量的20%被4kg的液體吸收，使其溫度升高50℃，則該液體的比熱容是 J/(kg·℃)（q天然氣=3.0×107J/m3）
【變式3-1】（2024·湖南常德·一模）學習熱學知識后，兩位同學設計了一個測定天然氣熱值的實驗，取0.5kg水放入鍋中，用溫度計測得水的初始溫度為20℃，天然氣表的初始示數為12.560m3，然后用天然氣灶給水加熱，當溫度計的示數為80℃時，天然氣表的示數為12.564m3，以下說法正確的是（　　）
A．水吸收的熱量為1.68×103J
B．若水吸收的熱量等于天然氣完全燃燒放出的熱量，天然氣的熱值為4.2×103J/m3
C．利用該方法測得的天然氣的熱值偏大
D．為了減小測量誤差，鍋的質量不宜太大
【變式3-2】（2024·四川達州·中考真題）在1個標準大氣壓下，小明用天然氣灶將質量1kg的水，從20℃加熱到沸騰，水吸收的熱量是 J。他家天然氣熱水器的熱效率是70%，他某次洗澡，耗水20kg，熱水器進水溫度是22℃，出水溫度是42℃，他這次洗澡消耗天然氣 m3。已知水的比熱容是，天然氣的熱值是。
【變式3-3】（2024·四川成都·二模）在標準大氣壓下，小美同學用同一個加熱器分別加熱質量均為200g的水和甲液體，用測得的數據繪制的溫度隨時間變化圖像如圖所示。甲液體從20℃加熱至沸騰用時10min，水從20℃加熱至沸騰消耗了8g酒精。若單位時間內水吸收的熱量與甲液體吸收的熱量相等[，]，則下列說法中正確的是（ ）
A．沸騰時甲的末溫比水的高，所以吸熱能力更強
B．酒精燈的加熱效率為38%
C．甲液體的比熱容為
D．甲液體的沸點為200℃
【變式3-4】（23-24九年級下·云南·階段練習）小明同學設計了一個測定天然氣熱值的實驗，取水放入鍋中，用溫度計測得水的初始溫度為20℃，天然氣表的初始示數為，然后用天然氣灶給水加熱。當溫度計的示數為80℃時，天然氣表的示數為，水的比熱容為J/（kg ℃）。以下說法正確的是（　　）
A．天然氣在燃燒過程中熱值變小
B．加熱過程中，水的溫度升高，內能不變
C．水吸收的熱量為
D．若不計熱量損失，天然氣的熱值為
【變式3-5】（2024·云南文山·二模）2024年2月29日，西昌衛星發射中心使用長征三號乙運載火箭，成功將衛星互聯網高軌衛星01星發射升空。火箭加速升空時，機械能 （填“變大”“變小”或“不變”），若完全燃燒的氫燃料，可放出熱量 J。
考點4 熱機效率的計算與估算
【典例分析】（2024·四川成都·二模）小麗用如圖甲所示的裝置加熱一杯質量為100g的水，同時用溫度計測量水溫。加熱4min后她將火熄滅，測得消耗了4.2g燃料，再根據實驗數據繪制了水溫隨時間變化的圖像（圖乙中圖線a）。小聰用相同的裝置加熱另一杯水，根據實驗數據繪制了圖乙中圖線b。已知該裝置中燃料完全燃燒所放出的熱量只有60%被水吸收，水的比熱容為。假設燃燒過程放熱均勻，忽略加熱過程中水的質量變化。下列分析正確的是（　　）
A．該燃料的熱值為1.5×106J/kg
B．小聰加熱的水的質量大于小麗加熱的水的質量
C．小麗在實驗中加熱4min時，水吸收的熱量為5040J
D．降低水的初溫會更慢沸騰，是因為降低了裝置的加熱效率
【變式4-1】（2024·遼寧葫蘆島·一模）小赫爸爸購買了一款戶外燃氣爐，準備周末和家人一起去戶外野炊，該燃氣爐燒水時，把1kg初溫為20℃的水加熱到100℃，燃燒了丁烷，則水吸收的熱量為 J，假設丁烷完全燃燒，則燃氣爐的效率為 。[水的比熱容為，丁烷的熱值為]
【變式4-2】（2024·四川綿陽·模擬預測）吃早飯的時候，媽媽用熱水給小雪加熱250g的袋裝牛奶，為了使這袋牛奶的溫度由12℃升高到42℃，媽媽用60℃的熱水給牛奶加熱，則加熱過程中，牛奶吸收了 J熱量；若熱水放出熱量的40%被牛奶吸收，則媽媽至少要用熱水 kg（結果保留小數點后兩位）。[水的比熱容為4.2×103J/（kg ℃），該牛奶的比熱容為2.5×103J/（kg ℃）]
【變式4-3】（2024·黑龍江哈爾濱·模擬預測）氫能源車的發動機工作時將液態氫轉化為氫氣在汽缸中燃燒。某次測試中，一輛氫能源車以70kW的功率勻速行駛0.5h，消耗了 2kg燃料，汽車發動機做的功為 J，該發動機的效率為 。（氫的熱值為）
【變式4-4】（2024·四川成都·二模）小李家使用的熱水器，30min內均勻消耗了0.3m3的天然氣，將30kg的水從25℃加熱到50℃。天然氣的熱值為4.2×107J/m3，水的比熱容為，則關于該過程的說法正確的是（　　）
A．水吸收的熱量是3.5×106J
B．天然氣完全燃燒釋放出的熱量是3.78×107J
C．熱水器的能量轉化效率與環境溫度無關
D．熱水器的能量轉化效率為25%
【變式4-5】（2024·四川成都·二模）小明同學取a、b兩種粉末各50g，利用如圖甲所示的實驗裝置“探究固體熔化時溫度的變化規律”，每隔一段時間用溫度計分別測量它們的溫度，12分鐘各消耗酒精4g，他根據實驗數據繪制了溫度隨時間變化的圖像如圖乙所示。若單位時間內a、b吸收的熱量相等，酒精的熱值為3×107J/kg，a物質在固態時的比熱容為1.0×103J/(kg·℃)。則下列說法正確的是（　　）
A．a為非晶體，第6min時為固液共存態
B．a物質在第9min和第3min時的溫度相等，內能也相等
C．a物質液態時的比熱容為1.5×103J/(kg·℃)
D．酒精燈的加熱效率為50%
考點5 提高熱機效率的方法
【典例分析】（2024·云南昆明·二模）配備渦輪增壓器的發動機工作時，能利用排出的廢氣帶動渦輪旋轉，從而壓縮空氣來增加進氣量，使燃料燃燒更充分，實現增強動力的目的。下列說法正確的是（ ）
A．燃燒越充分，燃料的熱值越大
B．燃料的熱值越大，燃燒放出的熱量就越多
C．該發動機在做功沖程將內能轉化為機械能
D．渦輪增壓發動機的熱機效率能達到100%
【變式5-1】（21-22九年級上·河南駐馬店·期末）下列說法中正確的是（　　）
A．隨著科學技術的發展，熱機的效率可以達到100%
B．汽車發動機的冷卻液具有比熱容較小的性質
C．夏天吃冰淇淋是利用做功來改變身體的內能
D．汽油機的做功沖程中燃氣的內能減小
【變式5-2】（23-24九年級下·廣西南寧·階段練習）“渦輪增壓”是利用熱機排出的廢氣帶動渦輪旋轉，使廢氣的內能轉化成 能，這樣做合理利用了廢氣所帶走的能量， （選填“提高”或“降低”）熱機的效率。
【變式5-3】（21-22九年級上·四川內江·期中）關于熱機的效率，下列說法正確的是（　　）
A．熱機消耗的燃料越多，效率就越高
B．熱機做的有用功越多，效率就一定越高
C．熱機的功率越大，做功就越快，但效率卻不一定高
D．改進技術，保證良好的潤滑，熱機效率可以達到100%
【變式5-4】（22-23八年級下·四川瀘州·期末）2023年5月30日，搭載神舟十六號載人飛船的長征二號F遙十六運載火箭發射成功。發射過程中，燃料燃燒釋放的 能轉化為火箭升空 能，散失的能量越少，發動機效率越 。
【變式5-5】（23-24九年級上·廣東江門·階段練習）（1）汽車上很多地方都用到了物理知識，下列現象所對應的解釋不合理的是 ：
A．打開油箱蓋會聞到汽油的味道——擴散現象
B．環保汽車使用氣體燃料——減少對大氣的污染
C．空調車車窗玻璃設計為雙層——減少車內外熱量的傳遞
D．小排量的車一般經濟省油——發動機的效率低
（2）汽油機工作過程中的四個沖程，產生動力的是 沖程。如圖所示，與其沖程對應的是 圖；
A． B．
C． D．
（3）一臺單缸四沖程汽油機，若飛輪轉速是 1200 r/min，該汽油機每秒鐘內完成 個沖程，對外做功 次；
（4）汽油機在 沖程將機械能轉化為內能；汽車行駛過程中，油箱內汽油越來越少，汽油的熱值 （選填“變小”“不變”或“變大”）。

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