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人教版九年級(jí)物理 第十四章內(nèi)能的利用
第3節(jié) 熱機(jī)的效率（基礎(chǔ)訓(xùn)練）
【基礎(chǔ)鞏固練習(xí)】
燃料的熱值
1.完全燃燒1g液態(tài)氫能釋放出1.4×105J的熱量,是完全燃燒1g汽油釋放熱量的3倍,由此可知液態(tài)氫比汽油【 】
A.內(nèi)能大　 B.溫度高 C.熱值大　　 D.密度大
【答案】C
【解析】1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量,叫這種燃料的熱值。完全燃燒1g液態(tài)氫能釋放出1.4×105J的熱量,是完全燃燒1g汽油釋放熱量的3倍,說明液態(tài)氫的熱值較大。
2024年9月25日8時(shí)44分,中國(guó)人民解放軍火箭軍向太平洋相關(guān)公海海域,成功發(fā)射一枚攜載訓(xùn)練模擬彈頭的洲際彈道導(dǎo)彈“東風(fēng)-31AG”,準(zhǔn)確落入預(yù)定海域,彰顯出我國(guó)軍事的絕對(duì)實(shí)力。以下有關(guān)說法正確的是【 】
A.發(fā)動(dòng)機(jī)使用的燃料應(yīng)選比熱容大的
B.燃料燃燒過程中,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
C.燃料燃燒越充分,其熱值越大
D.導(dǎo)彈與空氣摩擦生熱,是通過熱傳遞的方式改變物體的內(nèi)能
【答案】B
【解析】A.發(fā)動(dòng)機(jī)使用的燃料應(yīng)選熱值大的。因?yàn)橄嗤|(zhì)量的不同燃料,熱值大的燃料完全燃燒放出的熱量多；
B.燃料的燃燒過程是化學(xué)變化過程，燃料燃燒過程中把燃料儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
C.燃料的熱值與燃料的種類有關(guān),與燃料的質(zhì)量、體積、燃燒程度以及燃料的狀態(tài)(固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài))無關(guān)；
D.導(dǎo)彈與空氣摩擦生熱,是通過做功的方式改變物體的內(nèi)能。
3.近年來,我國(guó)航天技術(shù)發(fā)展迅速,現(xiàn)已處于世界領(lǐng)先水平。
（1）火箭加速升空時(shí),燃料燃燒產(chǎn)生的______能轉(zhuǎn)化為火箭的機(jī)械能,此過程中能量轉(zhuǎn)化與汽油機(jī)的_______沖程相同。
（2）液態(tài)氫由于熱值高而被選作火箭燃料。若完全燃燒400g氫燃料共放出5.6×107J熱量,則該氫燃料的熱值為__________J/kg.
【答案】（1）內(nèi) 做功 （2）1.4×108
【解析】（1）燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)鈱?duì)火箭做功,將燃?xì)獾囊徊糠謨?nèi)能轉(zhuǎn)化為火箭的機(jī)械能，四沖程汽油機(jī)工作的做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,二者的能量轉(zhuǎn)化情況相同。
（2）該氫燃料的熱值
4.（2025年湖南中考題）2025年2月11日，長(zhǎng)征八號(hào)甲運(yùn)載火箭成功發(fā)射，如圖所示。該火箭芯二級(jí)以液氫為燃料，這主要是因?yàn)橐簹涞腳__________大，它燃燒過程中將___________能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
【答案】熱值 化學(xué)
【解析】長(zhǎng)征八號(hào)甲運(yùn)載火箭的芯二級(jí)以液氫為燃料，原因是液態(tài)氫具有較大的熱值，完全燃燒相同質(zhì)量的氫時(shí)，可以釋放出更多的熱量。液氫燃燒時(shí)，消耗化學(xué)能，產(chǎn)生內(nèi)能，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再通過發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能推動(dòng)火箭。
5.（2025年山東中考題）汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中燃燒不充分會(huì)產(chǎn)生積碳，影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能。在發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)保養(yǎng)后，汽油燃燒會(huì)更加充分，其熱值【 】
A.變大
B.變小
C.不變
D.無法確定
【答案】C
【解析】燃料的熱值是燃料的一種性質(zhì)，反映燃料的燃燒放熱能力，由燃料的種類決定，大小等于燃料完全燃燒放出的熱量和完全燃燒的燃料質(zhì)量的比值，但跟燃料燃燒放出的熱量、燃燒的燃料質(zhì)量、燃料的燃燒情況均沒有關(guān)系。
加熱效率（燃料的利用率）
6.為了減少大氣污染,可對(duì)秸稈進(jìn)行回收加工制成秸稈煤,完全燃燒200 g秸稈煤可放出的熱量是　　　　。若這些熱量只有50%被水吸收,可使質(zhì)量為10 kg、初溫20 ℃的水溫度升高　　　　℃.燃燒一半后,秸稈煤的熱值　　　　(選填“變大”、“變小”或“不變”)。[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),q秸稈煤=2.1×107 J/kg]
【答案】4.2×106 J　50　不變
【解析】200 g秸稈煤完全燃燒釋放的熱量
Q=mq秸稈煤=0.2 kg×2.1×107 J/kg=4.2×106 J
由,水吸收的熱量Q吸=ηQ=50%×4.2×106 J=2.1×106 J
由Q吸=cm（t-t0）=cmΔt得,水升高的溫度Δt = =50 ℃
熱值是燃料的一種特性,只與燃料的種類有關(guān),秸稈煤的質(zhì)量改變,熱值不變。
7.如圖是燃?xì)庠顭那榫昂驮撊細(xì)庠钤铑^的示意圖。壺中裝有質(zhì)量為2kg的水.根據(jù)Q=qV,若天然氣的熱值q=4.2×107J/m3,完全燃燒V=1.0×10-2m3的天然氣放出的熱量為　　J,其中1.68×105J的熱量被水吸收,已知水未沸騰,水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃),則水的溫度升高了　　　　℃.
【答案】4.2×105 J　20
【解析】完全燃燒體積為V=1.0×10-2m3的天然氣放出熱量為
由Q吸=cm（t-t0）=cmΔt得,水的溫度升高了
8. “自嗨鍋”成為當(dāng)下一種時(shí)尚快餐,很受年輕人喜愛。它里面的發(fā)熱包在將600g水從10℃加熱至沸騰(標(biāo)準(zhǔn)氣壓下)的過程中,提供給水的熱量至少為　　　　J.如果用酒精燈給600g水加熱升高同樣溫度,至少需要　　　　g酒精。[c水=4.2×103J/(kg·℃)、q酒精=3×107 J/kg]
【答案】2.268×105　 7.56
【解析】標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水的沸點(diǎn)是100℃,600g水吸收的熱量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.6kg×(100℃-10℃)=2.268×105J
不計(jì)熱量損失,酒精完全燃燒放出的熱量Q放=Q吸=2.268×105 J
由Q放=mq可得,需要完全燃燒酒精的質(zhì)量m酒精==0.00756kg=7.56g
9.在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,小明用天然氣灶將質(zhì)量1 kg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20 kg,熱水器進(jìn)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4.2×103 J/(kg·℃),天然氣的熱值是3.2×107 J/m3.　
【答案】3.36×105 0.075
【解析】水吸收的熱量
洗澡時(shí)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
10.科研工作者研發(fā)出一種清潔環(huán)保的新能源生物燃料油,燃燒時(shí)只生成二氧化碳和水,不易燃不易爆,安全可靠。現(xiàn)將200 kg的水從20 ℃加熱到80 ℃需燃燒5 kg新能源生物燃料油,若這一加熱過程的熱效率為14%,求:[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
（1）水吸收的熱量;
（2）5 kg新能源生物燃料油完全燃燒釋放的熱量;
（3）該新能源生物燃料油的熱值。
【答案】（1）5.04×107 J （2）3.6×108 J　（3）7.2×107 J/kg
【解析】（1）水吸收的熱量
Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×200kg×(80℃-20℃)=5.04×107 J；
（2）由得,生物燃料油完全燃燒放出的熱量
（3）這種生物燃料油的熱值為
熱機(jī)的效率
11.甲柴油機(jī)的效率比乙柴油機(jī)的效率高,這表明【 】
A.甲的功率比乙的大
B.甲做的功比乙多
C.甲消耗的柴油比乙少
D.甲柴油機(jī)內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的百分比大
【答案】D
【解析】A、D．甲柴油機(jī)的效率比乙柴油機(jī)的效率高,說明甲柴油機(jī)用來做有用功的能量占消耗的柴油完全燃燒放出能量的百分比大；功率表示物體做功的快慢,與熱機(jī)的效率沒有單一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，熱機(jī)效率高的柴油機(jī)做功的功率不一定大；
B．甲柴油機(jī)做功多,用來做有用功的能量占消耗的柴油完全燃燒放出能量的百分比不一定大；
C．甲柴油機(jī)消耗柴油少,用來做有用功的能量與消耗的柴油完全燃燒放出能量的比值不一定大。
12.在討論內(nèi)燃機(jī)中的能量去哪里的活動(dòng)過程中,屬于有效利用的能量是【 】
A.熱傳遞到空氣的能量
B.機(jī)械摩擦轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的能量
C.廢氣帶走的能量
D.轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的能量
【答案】D
【解析】?jī)?nèi)燃機(jī)在工作過程中,能量會(huì)以多種形式損失,有效利用的能量是指用來做有用功的那部分能量,即轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的能量。
13.小明同學(xué)閱讀了某型號(hào)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的說明書后,將內(nèi)燃機(jī)的能量流向制成如圖所示的圖表,請(qǐng)你根據(jù)給出的信息,計(jì)算該內(nèi)燃機(jī)的效率范圍是_______________。寫出一種提高熱機(jī)效率的方法:__________________________。
【答案】24%～30% 盡量使燃料充分燃燒
【解析】當(dāng)損失的各種能量在消耗的燃料完全燃燒放出能量中占的百分比最大時(shí),該內(nèi)燃機(jī)的效率最低,即100%-35%-32%-9%=24%；當(dāng)損失的各種能量在消耗的燃料完全燃燒放出能量中占的百分比最小時(shí),該內(nèi)燃機(jī)的效率最高,即100%-33%-30%-7%=30%；所以,該內(nèi)燃機(jī)的效率范圍是24%～30%。熱機(jī)效率指熱機(jī)有效利用的能量與消耗的燃料完全燃燒放出的熱量之比。要提高熱機(jī)的效率,首先使燃料充分燃燒,然后減少燃料燃燒產(chǎn)生能量的損失,提高其利用率。
14.（2025年山東煙臺(tái)中考題）汽油機(jī)是燃油汽車的動(dòng)力來源之一。如圖所示是某臺(tái)汽油機(jī)工作時(shí)的能量數(shù)據(jù)，圖中橫線處應(yīng)填寫的內(nèi)容是：①___________②______________。若汽油的熱值為4.6×107 J/kg，則該工作過程中消耗的汽油質(zhì)量為______kg.
【答案】 ① 1.61×105 ②機(jī)械 3.5×10-3
【解析】汽油機(jī)中燃料完全燃燒放出的熱量等于損失的能量和有用的機(jī)械能之和，燃料完全燃燒放出的熱量Q放=W損失+W有用=1.2×105J+4.1×104J=1.61×105J
由Q放=qm得，該工作過程中消耗的汽油質(zhì)量為
15.（2025年四川廣安中考題）“五·一”假期，小莉一家出去旅游。汽車通過一條長(zhǎng)2400m的隧道，用時(shí)120s，消耗0.1kg的汽油，汽車通過隧道牽引力做的有用功為1.38×106 J.（汽油的熱值q=4.6×107 J/kg）求：
（1）汽車通過隧道的平均速度；
（2）完全燃燒0.1kg汽油放出的熱量；
（3）汽車通過隧道發(fā)動(dòng)機(jī)的效率η。
【答案】（1）20m/s （2）4.6×106J （3）30%
【解析】（1）汽車通過隧道的平均速度
（2）完全燃燒0.1kg汽油放出的熱量
（3）汽車通過隧道發(fā)動(dòng)機(jī)的效率
【能力提升練習(xí)】
16.下列關(guān)于燃料熱值的說法正確的是【 】
A.燃料燃燒越充分,其熱值越大
B.燃料的熱值越小,完全燃燒放出的熱量越少
C.一瓶酒精用去三分之一,剩余酒精的熱值將減小
D.焦炭的熱值是3.0×107 J/kg,完全燃燒1kg焦炭能放出3.0×107J的熱量
【答案】D
【解析】A．燃料的熱值僅與燃料的種類有關(guān),與燃料的燃燒程度無關(guān)；
B．由Q=mq知,燃料燃燒放出的熱量由燃料的熱值、質(zhì)量共同決定；
C．一瓶酒精用去三分之一后,質(zhì)量變化,但熱值不變；
D．焦炭的熱值是3.0×107 J/kg,它表示1kg的焦炭完全燃燒時(shí)放出的熱量是3.0×107 J.
17.某單缸四沖程汽油機(jī),飛輪每分鐘轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn),則每秒對(duì)外做功_____次,每次對(duì)外做功115J,該汽油機(jī)的效率為25%,連續(xù)工作1h需消耗汽油________kg(q汽油=4.6×107 J/kg).
【答案】25 0.9
【解析】四沖程汽油機(jī)1個(gè)工作循環(huán)完成4個(gè)沖程，飛輪和曲軸轉(zhuǎn)2轉(zhuǎn)，對(duì)外做功1次。該汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為50 r/s,每秒對(duì)外做功25次；
汽油機(jī)1h對(duì)外所做的功為W總＝3600×25×115J＝1.035×107J，
由η＝可知，汽油完全燃燒放出的熱量：Q放＝＝＝4.14×107J，
由Q放＝mq可知，消耗汽油的質(zhì)量：m＝＝＝0.9kg.
18.小明在老師指導(dǎo)下進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：甲、乙兩燒杯各裝100g水，用酒精燈加熱甲燒杯，煤油燈加熱乙燒杯，直至杯內(nèi)水沸騰1min即熄滅該燈，測(cè)得消耗酒精4g、煤油2.5g.她根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了水溫與加熱時(shí)間關(guān)系的圖像（如圖）。若水沸騰前質(zhì)量不改變，同一杯水沸騰前后單位時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相等，q酒精＝3.0×107J/kg，q煤油＝4.6×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg ℃），則下列說法正確的是【 】
A．整個(gè)過程，甲杯中的水吸收的熱量更多
B．前3min，乙杯中的水吸收的熱量為3.36×104J
C．消耗的煤油完全燃燒放出的熱量為1.15×108J
D．酒精燈加熱的效率為28%
【答案】B
【解析】A、B.甲、乙兩燒杯中裝的水的質(zhì)量相等，水的初始溫度相同，根據(jù)Q吸＝cm（t-t0）可知，水沸騰前，兩杯水吸收的熱量相等，為
Q吸＝c水m（t-t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×0.1kg×（98℃﹣18℃）＝3.36×104J
同一杯水沸騰前后單位時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相等，則整個(gè)過程甲、乙兩杯水所吸收的熱量分別為：Q甲吸＝
Q乙吸＝
所以整個(gè)過程，乙杯中的水吸收的熱量更多，
C.整個(gè)過程消耗的煤油完全燃燒放出的熱量為
Q煤油＝q煤油m煤油＝4.6×107J/kg×2.5×10﹣3kg＝1.15×105J；
D.在整個(gè)過程中，4g酒精完全燃燒放出的熱量為
Q酒精＝q酒精m酒精＝3.0×107J/kg×4×10﹣3kg＝1.2×105J
酒精燈加熱的效率為：η＝＝＝33.6%，
19.（2025年湖北中考題）如圖是液體燃料火箭噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)示意圖。輸送裝置將燃料和氧化劑輸送到燃燒室燃燒，產(chǎn)生氣體噴出推動(dòng)火箭前進(jìn)。下列說法正確的是【 】
A. 燃料燃燒時(shí)內(nèi)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
B. 燃料箱燃料減少，燃料熱值不變
C. 燃燒放出熱量越多，燃料熱值越大
D. 火箭前進(jìn)時(shí)，燃料的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為火箭的機(jī)械能
【答案】B
【解析】A．燃料燃燒時(shí)，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，燃?xì)馔苿?dòng)火箭做功將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
B、熱值是燃料的一種性質(zhì)，由燃料的種類決定，與燃料的質(zhì)量大小無關(guān)，所以燃料箱中燃料質(zhì)量減少，燃料的熱值不變；
C．熱值是燃料的一種性質(zhì)，由燃料的種類決定，與燃料是否燃燒、燃料是否完全燃燒、燃料燃燒放出的熱量多少無關(guān)；
D．火箭前進(jìn)時(shí)，是將燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，由于有熱量損失，燃料不可能完全燃燒等因素影響，燃料的化學(xué)能不可能全部轉(zhuǎn)化為火箭的機(jī)械能。
20.2024年4月，兩輛氫能源汽車實(shí)現(xiàn)了從北京到上海1500公里長(zhǎng)距離運(yùn)輸測(cè)試，這是中國(guó)氫能源車輛首次大范圍、長(zhǎng)距離、跨區(qū)域的實(shí)際運(yùn)輸測(cè)試。如圖所示是某款氫能源汽車，該款氫能源汽車在公路上行駛30km，用時(shí)0.4h，受到的牽引力為1.4×103N，消耗氫氣0.8kg，則此過程中汽車行駛的平均速度為______km/h，氫氣燃燒放出的熱量為______J，利用氫能的效率為______。（q氫氣=1.4×108 J/kg）
【答案】75 1.12×108 37.5%
【解析】汽車行駛的平均速度
消耗的氫氣完全燃燒放出的熱量
汽車行駛過程中牽引力做功
利用氫能的效率為
【素養(yǎng)提升練習(xí)】
21.（2025年湖北中考題）風(fēng)云雷電，氣象萬千。對(duì)以下熱現(xiàn)象解釋正確的是【 】
A.潔白的霧凇是水蒸氣在一定條件下放熱凝固形成的
B.鉆木取火是利用熱傳遞的方式改變物體的內(nèi)能
C.風(fēng)雪天行人感覺冷，是因?yàn)槿梭w溫度高于環(huán)境溫度向外放熱
D.燃燒液態(tài)氫推動(dòng)火箭升空，是利用液態(tài)氫比熱容大的特性
【答案】C
【解析】A.潔白的霧凇是水蒸氣在一定條件下放熱凝華形成的冰晶；
B.鉆木取火是克服摩擦力對(duì)物體做功，把消耗的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使物體的內(nèi)能增加溫度升高達(dá)到物體燃點(diǎn)燃燒的，這是利用做功的方式改變物體的內(nèi)能；
C.風(fēng)雪天行人感覺冷，是因?yàn)槿梭w溫度高于環(huán)境溫度發(fā)生熱傳遞，內(nèi)能從溫度高的人體傳遞到周圍溫度低的物體，人體向外放出熱量；
D.燃燒液態(tài)氫推動(dòng)火箭升空，是利用液態(tài)氫熱值大的特性。
22.煤油的熱值為4.6×107J/kg、比熱容為2.1×103J/(kg·℃),以下說法中正確的是【 】
A.煤油的熱值、比熱容與質(zhì)量大小無關(guān)
B.燃燒1 kg煤油一定放出4.6×107 J的熱量
C.1 kg煤油用去一半,煤油的熱值減小,比熱容不變
D.1 kg煤油溫度升高1 ℃需要放出2.1×103 J的熱量
【答案】A
【解析】A.比熱容和熱值都是物質(zhì)的特性,其大小與質(zhì)量無關(guān)；
B.煤油的熱值為4.6×107J/kg,表示完全燃燒1kg煤油可放出4.6×107J的熱量；
C.比熱容和熱值都是物質(zhì)的特性,其大小與質(zhì)量無關(guān)。1kg煤油用去一半,煤油的質(zhì)量減小為原來的一半，煤油的熱值和比熱容都不變；
D.煤油的比熱容為2.1×103 J/(kg·℃),它表示1 kg煤油的溫度升高1 ℃需要吸收2.1×103J的熱量。
23.小明家新買了一輛汽車,在高速公路上行駛時(shí),記錄了一組數(shù)據(jù):勻速行駛27 km,耗油2 L,由此數(shù)據(jù)可以計(jì)算出2 L汽油完全燃燒時(shí)放出的熱量為　　　J；又查到汽油機(jī)的效率一般為30%,則該汽車勻速行駛時(shí)的牽引力為　　　N.(已知q汽油=4.6×107 J/kg,ρ汽油=0.71×103 kg/m3)
【答案】6.532×107 725.78
【解析】由得，汽車行駛消耗的汽油質(zhì)量
m=ρ汽油V=0.71×103kg/m3×2×10-3m3 = 1.42 kg
消耗的汽油完全燃燒放出的熱量為Q=q汽油m=4.6×107J/kg×1.42kg=6.532×107J
由得，汽車行駛時(shí)牽引力做的有用機(jī)械功
W=ηQ=30%×6.532×107 J=1.9596×107 J
由W=Fs得，汽車勻速行駛的牽引力為
24.如圖所示的氫能公交車行駛時(shí)運(yùn)行平穩(wěn),無振動(dòng)無噪聲。與傳統(tǒng)公交車相比,最大特點(diǎn)是“零污染、零排放”,產(chǎn)物僅為電、熱和水,實(shí)現(xiàn)了真正意義的零排放。氫燃料具有清潔無污染、效率高等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是21世紀(jì)最理想的能源。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q氫=1.4×108 J/kg,標(biāo)準(zhǔn)大氣壓環(huán)境]求:
（1）質(zhì)量為0.6 kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量；
（2）若這些熱量的80%被質(zhì)量為200kg,溫度為25℃的水吸收,則水升高的溫度；
（3）若氫能公交車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為50%,氫能公交車以42 kW的恒定功率勻速行駛,如果完全燃燒0.6kg的氫燃料,則這些熱量能讓該氫能公交車勻速行駛多長(zhǎng)時(shí)間。
【答案】（1）8.4×107 J （2）75 ℃ （3）1 000 s
【解析】（1）0.6 kg的氫完全燃燒放出的熱量
Q=mq氫=0.6 kg×1.4×108J/kg=8.4×107J
（2）由得,水吸收的熱量
Q吸=ηQ =80% Q = 80%×8.4×107J=6.72×107J,
由Q吸=cm（t-t0）=cmΔt得，
水升高的溫度Δt==80 ℃
水的末溫t=t0+Δt=25 ℃+80 ℃=105 ℃,因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水的沸點(diǎn)為100 ℃,水沸騰時(shí),吸收熱量、溫度不變,所以水實(shí)際升高的溫度為100 ℃-25 ℃=75 ℃
由得，氫能公交車行駛時(shí)牽引力做的機(jī)械功
W=η′Q=50% Q=50%×8.4×107J=4.2×107 J,
由 得，氫能公交車行駛時(shí)間
25.小明學(xué)習(xí)了燃料的熱值后,自己設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)來探究煤油和菜籽油的熱值大小關(guān)系。他實(shí)驗(yàn)時(shí)組裝了如圖所示的兩套規(guī)格完全相同的裝置,并每隔1min記錄了燒杯中水的溫度(如表)。
加熱時(shí)間/min 0 1 2 3
甲燒杯水溫/℃ 25 27 29 32
乙燒杯水溫/℃ 25 26 27 28
　
（1）在安裝、調(diào)整實(shí)驗(yàn)器材時(shí),甲圖中合理的順序是先調(diào)整固定　　　　(選填“A”或“B”)的位置。實(shí)驗(yàn)中,除了用到溫度計(jì)還需要的測(cè)量工具是　　　　　　。
（2）為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可靠性,選擇了兩套相同裝置,在實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)控制:煤油和菜籽油、燒杯內(nèi)的水　　　相同。燃料完全燃燒放出的熱量,可以間接通過　　　(選“溫度計(jì)上升示數(shù)”或“加熱時(shí)間”)來反映。
（3）通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知,相同時(shí)間內(nèi)燒杯甲中的水吸收的熱量大于燒杯乙中的水吸收的熱量,由此可見,相同時(shí)間內(nèi)　　　　放出的熱量多。
【答案】（1）B　秒表和天平　（2）質(zhì)量　溫度計(jì)上升示數(shù)　（3）煤油
【解析】（1）為了利用油燈的外焰給燒杯充分加熱,安裝器材時(shí)需要先固定B的位置,然后再調(diào)整A的位置；除了用到溫度計(jì)測(cè)量被加熱的液體的溫度外,還需要用天平來測(cè)水、燃料的質(zhì)量,根據(jù)題意還需要用停表來測(cè)量加熱時(shí)間。
（2）為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可靠性,選擇了兩套相同裝置,在實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)控制:煤油和菜籽油、兩燒杯內(nèi)水的質(zhì)量均相同。燃料燃燒放出的熱量被水吸收,水吸熱越多,溫度計(jì)示數(shù)上升得越多,所以,燃料完全燃燒放出的熱量是通過溫度計(jì)上升示數(shù)來反映的。
（3）由圖知,燃燒煤油用來加熱甲燒杯中的水,而燃燒菜籽油用來加熱乙燒杯中的水；已知相同時(shí)間內(nèi)燒杯甲中的水吸收的熱量大于燒杯乙中的水吸收的熱量,所以相同時(shí)間內(nèi)煤油放出的熱量多。人教版九年級(jí)物理 第十四章內(nèi)能的利用
第3節(jié) 熱機(jī)的效率（基礎(chǔ)訓(xùn)練）
【基礎(chǔ)鞏固練習(xí)】
燃料的熱值
1.完全燃燒1g液態(tài)氫能釋放出1.4×105J的熱量,是完全燃燒1g汽油釋放熱量的3倍,由此可知液態(tài)氫比汽油【 】
A.內(nèi)能大　 B.溫度高 C.熱值大　　 D.密度大
2.2024年9月25日8時(shí)44分,中國(guó)人民解放軍火箭軍向太平洋相關(guān)公海海域,成功發(fā)射一枚攜載訓(xùn)練模擬彈頭的洲際彈道導(dǎo)彈“東風(fēng)-31AG”,準(zhǔn)確落入預(yù)定海域,彰顯出我國(guó)軍事的絕對(duì)實(shí)力。以下有關(guān)說法正確的是【 】
A.發(fā)動(dòng)機(jī)使用的燃料應(yīng)選比熱容大的
B.燃料燃燒過程中,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
C.燃料燃燒越充分,其熱值越大
D.導(dǎo)彈與空氣摩擦生熱,是通過熱傳遞的方式改變物體的內(nèi)能
3.近年來,我國(guó)航天技術(shù)發(fā)展迅速,現(xiàn)已處于世界領(lǐng)先水平。
（1）火箭加速升空時(shí),燃料燃燒產(chǎn)生的______能轉(zhuǎn)化為火箭的機(jī)械能,此過程中能量轉(zhuǎn)化與汽油機(jī)的_______沖程相同。
（1）液態(tài)氫由于熱值高而被選作火箭燃料。若完全燃燒400g氫燃料共放出5.6×107J熱量,則該氫燃料的熱值為__________J/kg.
【答案】（1）內(nèi) 做功 （2）1.4×108
【解析】（1）燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)鈱?duì)火箭做功,將燃?xì)獾囊徊糠謨?nèi)能轉(zhuǎn)化為火箭的機(jī)械能，四沖程汽油機(jī)工作的做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,二者的能量轉(zhuǎn)化情況相同。
（2）該氫燃料的熱值
4.（2025年湖南中考題）2025年2月11日，長(zhǎng)征八號(hào)甲運(yùn)載火箭成功發(fā)射，如圖所示。該火箭芯二級(jí)以液氫為燃料，這主要是因?yàn)橐簹涞腳__________大，它燃燒過程中將___________能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
5.（2025年山東中考題）汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中燃燒不充分會(huì)產(chǎn)生積碳，影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能。在發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)保養(yǎng)后，汽油燃燒會(huì)更加充分，其熱值【 】
A.變大
B.變小
C.不變
D.無法確定
加熱效率（燃料的利用率）
6.為了減少大氣污染,可對(duì)秸稈進(jìn)行回收加工制成秸稈煤,完全燃燒200 g秸稈煤可放出的熱量是　　　　。若這些熱量只有50%被水吸收,可使質(zhì)量為10 kg、初溫20 ℃的水溫度升高　　　　℃.燃燒一半后,秸稈煤的熱值　　　　(選填“變大”、“變小”或“不變”)。[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),q秸稈煤=2.1×107 J/kg]
7.如圖是燃?xì)庠顭那榫昂驮撊細(xì)庠钤铑^的示意圖。壺中裝有質(zhì)量為2kg的水.根據(jù)Q=qV,若天然氣的熱值q=4.2×107J/m3,完全燃燒V=1.0×10-2m3的天然氣放出的熱量為　　J,其中1.68×105J的熱量被水吸收,已知水未沸騰,水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃),則水的溫度升高了　　　　℃.
8. “自嗨鍋”成為當(dāng)下一種時(shí)尚快餐,很受年輕人喜愛。它里面的發(fā)熱包在將600g水從10℃加熱至沸騰(標(biāo)準(zhǔn)氣壓下)的過程中,提供給水的熱量至少為　　　　J.如果用酒精燈給600g水加熱升高同樣溫度,至少需要　　　　g酒精。[c水=4.2×103J/(kg·℃)、q酒精=3×107 J/kg]
9.在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,小明用天然氣灶將質(zhì)量1 kg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20 kg,熱水器進(jìn)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4.2×103 J/(kg·℃),天然氣的熱值是3.2×107 J/m3.　
10.科研工作者研發(fā)出一種清潔環(huán)保的新能源生物燃料油,燃燒時(shí)只生成二氧化碳和水,不易燃不易爆,安全可靠。現(xiàn)將200 kg的水從20 ℃加熱到80 ℃需燃燒5 kg新能源生物燃料油,若這一加熱過程的熱效率為14%,求:[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
（1）水吸收的熱量;
（2）5 kg新能源生物燃料油完全燃燒釋放的熱量;
（3）該新能源生物燃料油的熱值。
熱機(jī)的效率
11.甲柴油機(jī)的效率比乙柴油機(jī)的效率高,這表明【 】
A.甲的功率比乙的大
B.甲做的功比乙多
C.甲消耗的柴油比乙少
D.甲柴油機(jī)內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的百分比大
12.在討論內(nèi)燃機(jī)中的能量去哪里的活動(dòng)過程中,屬于有效利用的能量是【 】
A.熱傳遞到空氣的能量
B.機(jī)械摩擦轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的能量
C.廢氣帶走的能量
D.轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的能量
13.小明同學(xué)閱讀了某型號(hào)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的說明書后,將內(nèi)燃機(jī)的能量流向制成如圖所示的圖表,請(qǐng)你根據(jù)給出的信息,計(jì)算該內(nèi)燃機(jī)的效率范圍是_______________。寫出一種提高熱機(jī)效率的方法:__________________________。
14.（2025年山東煙臺(tái)中考題）汽油機(jī)是燃油汽車的動(dòng)力來源之一。如圖所示是某臺(tái)汽油機(jī)工作時(shí)的能量數(shù)據(jù)，圖中橫線處應(yīng)填寫的內(nèi)容是：①___________②______________。若汽油的熱值為4.6×107 J/kg，則該工作過程中消耗的汽油質(zhì)量為______kg.
15.（2025年四川廣安中考題）“五·一”假期，小莉一家出去旅游。汽車通過一條長(zhǎng)2400m的隧道，用時(shí)120s，消耗0.1kg的汽油，汽車通過隧道牽引力做的有用功為1.38×106 J.（汽油的熱值q=4.6×107 J/kg）求：
（1）汽車通過隧道的平均速度；
（2）完全燃燒0.1kg汽油放出的熱量；
（3）汽車通過隧道發(fā)動(dòng)機(jī)的效率η。
【能力提升練習(xí)】
16.下列關(guān)于燃料熱值的說法正確的是【 】
A.燃料燃燒越充分,其熱值越大
B.燃料的熱值越小,完全燃燒放出的熱量越少
C.一瓶酒精用去三分之一,剩余酒精的熱值將減小
D.焦炭的熱值是3.0×107 J/kg,完全燃燒1kg焦炭能放出3.0×107J的熱量
17.某單缸四沖程汽油機(jī),飛輪每分鐘轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn),則每秒對(duì)外做功_____次,每次對(duì)外做功115J,該汽油機(jī)的效率為25%,連續(xù)工作1h需消耗汽油________kg(q汽油=4.6×107 J/kg).
18.小明在老師指導(dǎo)下進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：甲、乙兩燒杯各裝100g水，用酒精燈加熱甲燒杯，煤油燈加熱乙燒杯，直至杯內(nèi)水沸騰1min即熄滅該燈，測(cè)得消耗酒精4g、煤油2.5g.她根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了水溫與加熱時(shí)間關(guān)系的圖像（如圖）。若水沸騰前質(zhì)量不改變，同一杯水沸騰前后單位時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相等，q酒精＝3.0×107J/kg，q煤油＝4.6×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg ℃），則下列說法正確的是【 】
A．整個(gè)過程，甲杯中的水吸收的熱量更多
B．前3min，乙杯中的水吸收的熱量為3.36×104J
C．消耗的煤油完全燃燒放出的熱量為1.15×108J
D．酒精燈加熱的效率為28%
19.（2025年湖北中考題）如圖是液體燃料火箭噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)示意圖。輸送裝置將燃料和氧化劑輸送到燃燒室燃燒，產(chǎn)生氣體噴出推動(dòng)火箭前進(jìn)。下列說法正確的是【 】
A. 燃料燃燒時(shí)內(nèi)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
B. 燃料箱燃料減少，燃料熱值不變
C. 燃燒放出熱量越多，燃料熱值越大
D. 火箭前進(jìn)時(shí)，燃料的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為火箭的機(jī)械能
20.2024年4月，兩輛氫能源汽車實(shí)現(xiàn)了從北京到上海1500公里長(zhǎng)距離運(yùn)輸測(cè)試，這是中國(guó)氫能源車輛首次大范圍、長(zhǎng)距離、跨區(qū)域的實(shí)際運(yùn)輸測(cè)試。如圖所示是某款氫能源汽車，該款氫能源汽車在公路上行駛30km，用時(shí)0.4h，受到的牽引力為1.4×103N，消耗氫氣0.8kg，則此過程中汽車行駛的平均速度為______km/h，氫氣燃燒放出的熱量為______J，利用氫能的效率為______。（q氫氣=1.4×108 J/kg）
【素養(yǎng)提升練習(xí)】
21.（2025年湖北中考題）風(fēng)云雷電，氣象萬千。對(duì)以下熱現(xiàn)象解釋正確的是【 】
A.潔白的霧凇是水蒸氣在一定條件下放熱凝固形成的
B.鉆木取火是利用熱傳遞的方式改變物體的內(nèi)能
C.風(fēng)雪天行人感覺冷，是因?yàn)槿梭w溫度高于環(huán)境溫度向外放熱
D.燃燒液態(tài)氫推動(dòng)火箭升空，是利用液態(tài)氫比熱容大的特性
22.煤油的熱值為4.6×107J/kg、比熱容為2.1×103J/(kg·℃),以下說法中正確的是【 】
A.煤油的熱值、比熱容與質(zhì)量大小無關(guān)
B.燃燒1 kg煤油一定放出4.6×107 J的熱量
C.1 kg煤油用去一半,煤油的熱值減小,比熱容不變
D.1 kg煤油溫度升高1 ℃需要放出2.1×103 J的熱量
23.小明家新買了一輛汽車,在高速公路上行駛時(shí),記錄了一組數(shù)據(jù):勻速行駛27 km,耗油2 L,由此數(shù)據(jù)可以計(jì)算出2 L汽油完全燃燒時(shí)放出的熱量為　　　J；又查到汽油機(jī)的效率一般為30%,則該汽車勻速行駛時(shí)的牽引力為　　　N.(已知q汽油=4.6×107 J/kg,ρ汽油=0.71×103 kg/m3)
24.如圖所示的氫能公交車行駛時(shí)運(yùn)行平穩(wěn),無振動(dòng)無噪聲。與傳統(tǒng)公交車相比,最大特點(diǎn)是“零污染、零排放”,產(chǎn)物僅為電、熱和水,實(shí)現(xiàn)了真正意義的零排放。氫燃料具有清潔無污染、效率高等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是21世紀(jì)最理想的能源。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q氫=1.4×108 J/kg,標(biāo)準(zhǔn)大氣壓環(huán)境]求:
（1）質(zhì)量為0.6 kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量；
（2）若這些熱量的80%被質(zhì)量為200kg,溫度為25℃的水吸收,則水升高的溫度；
（3）若氫能公交車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為50%,氫能公交車以42 kW的恒定功率勻速行駛,如果完全燃燒0.6kg的氫燃料,則這些熱量能讓該氫能公交車勻速行駛多長(zhǎng)時(shí)間。
25.小明學(xué)習(xí)了燃料的熱值后,自己設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)來探究煤油和菜籽油的熱值大小關(guān)系。他實(shí)驗(yàn)時(shí)組裝了如圖所示的兩套規(guī)格完全相同的裝置,并每隔1min記錄了燒杯中水的溫度(如表)。
加熱時(shí)間/min 0 1 2 3
甲燒杯水溫/℃ 25 27 29 32
乙燒杯水溫/℃ 25 26 27 28
　
（1）在安裝、調(diào)整實(shí)驗(yàn)器材時(shí),甲圖中合理的順序是先調(diào)整固定　　　　(選填“A”或“B”)的位置。實(shí)驗(yàn)中,除了用到溫度計(jì)還需要的測(cè)量工具是　　　　　　。
（2）為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可靠性,選擇了兩套相同裝置,在實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)控制:煤油和菜籽油、燒杯內(nèi)的水　　　相同。燃料完全燃燒放出的熱量,可以間接通過　　　(選“溫度計(jì)上升示數(shù)”或“加熱時(shí)間”)來反映。
（3）通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知,相同時(shí)間內(nèi)燒杯甲中的水吸收的熱量大于燒杯乙中的水吸收的熱量,由此可見,相同時(shí)間內(nèi)　　　　放出的熱量多。

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