資源簡介

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第3節 熱機的效率
目錄
【A 夯基礎】 1
一、燃料的熱值 1
二、熱機的效率 3
三、熱效率 5
【B 提能力】 6
【C 鏈中考】 8
燃料的熱值
1．某小組設計了一個實驗來比較“煤油和菜籽油的熱值大小關系”。他們的實驗裝置如圖所示，實驗中收集和記錄的數據如下表所示。
燃燒前水的溫度 燃燒后水的溫度
煤油 25 44
菜籽油 25 34
（1）實驗中，為了可以比較兩種燃料的熱值大小，除需要裝置相同，甲、乙兩杯水的初溫和質量相同之外，還應保持相同的物理量是 ；
（2）實驗前，實驗裝置要按照 （“自上而下”或“自下而上”）的順序進行組裝。燃料燃燒過程中化學能轉化為 。本實驗是用 （選填“水溫升高的多少”或“加熱時間的長短”）來表示煤油和菜籽油放出熱量的多少；
（3）根據實驗中收集的數據，可以看出煤油和菜籽油兩種燃料中，熱值較大的是 。
2．如圖下圖所示，甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同，燃料的質量都是0.1kg，燒杯內的液體質量也相同。
（1）比較不同燃料的熱值，應選擇 兩圖進行實驗；
（2）比較不同物質的比熱容，應選擇 兩圖進行實驗。
3．如圖所示，甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同。燃料的質量都是10g，燒杯內的液體質量和初溫也相同。
（1）比較不同燃料的熱值，應選擇 兩圖進行實驗，燃料完全燃燒放出的熱量，是通過 來反映的（選“溫度計上升示數”或“加熱時間”）；
（2）比較不同物質吸熱升溫的特點：
①應選擇 兩圖進行實驗；需要的測量器材如圖所示：還需秒表和
②不同物質吸熱的多少是通過 來反映的（選填“溫度計示數”或“加熱時間“）；
③如圖丁，若液體B的比熱容是4.0×103J/(kg·℃)，液體A的比熱容是 J/(kg·℃)。
4．把一瓶酒精倒去一半，則剩下的酒精（ ）
A．比熱容和熱值均變為原來的一半
B．比熱容和熱值均不變
C．熱值變為原來的一半，比熱容不變
D．比熱容變為原來的一半，熱值不變
5．送“北斗導航系統”最后一顆衛星升空的“長征三號乙運載火箭”使用的燃料是液態氫，這主要是利用它的 大；“長征三號乙運載火箭”運送升空過程中，從能量轉化的角度來看，燃料的化學能轉化成燃氣的 能，再轉化成火箭的 。
6．2024年10月30日4時27分，神舟十九號載人飛船搭載三名航天員，由長征二號遙十九火箭從我國酒泉衛星發射中心發射升空，約10分鐘后，神舟十九號載人飛船與火箭成功分離，進入預定軌道，發射取得圓滿成功。如圖所示。發射火箭時通常采用液氫作為燃料，原因是其熱值很大，約為，這個熱值的物理意義是 。
7．哈爾濱已進入供暖期，不法商販將煤矸石摻在優質煤中高價銷售，如果讓我們提示客戶不上當，最恰當的方法是檢測下列物理量中的（　　）
A．溫度 B．比熱容 C．熱值 D．質量
二、熱機的效率
8．下列關于熱機效率的說法正確的是（ ）
A．熱機的效率越低，它消耗的燃料就越多
B．燃料燃燒不充分時，部分能量被浪費掉，熱值將減小
C．通過技術改進，熱機效率可以無限增大
D．熱機效率越高，它將內能轉化為機械能的比例越大
9．下列關于熱機效率，說法正確的是（　　）
A．熱機功率越大，效率必定越高
B．用熱值大的燃料就能提高熱機效率
C．不斷創新和改進熱機結構，可以提高熱機效率，最終熱機效率會達到100%
D．利用廢氣的能量及減小摩擦是提高熱機效率的有效途徑
10．如果甲熱機的效率比乙熱機的效率高，則可以說（　　）
A．甲熱機的功率比乙熱機功率的大
B．在單位時間內甲消耗的燃料比乙熱機的少
C．甲熱機比乙熱機做的有用功多
D．在做有用功相同的條件下，甲消耗的燃料少
11．如圖是某內燃機能量流向圖，據圖可知該內燃機的工作效率是（　　）
A．25% B．35% C．40% D．45%
12．質量為3t的載重汽車，額定功率為100kW，汽車先以10m/s的速度在平直公路上以20kW的功率勻速行駛了10min，消耗汽油1.2kg。試問：
(1)1.2kg的汽油完全燃燒放出的熱量為多少？（已知汽油的熱值為4.5x107J/kg）
(2)汽車在平直公路上勻速行駛時，受到的阻力為多少？
(3)汽車在平直公路上勻速行駛時汽油機的效率為多少？
13．建筑工地上，起重機在12s內將質量為的重物沿豎直方向勻速提升6m，此過程起重機消耗柴油0.01kg。柴油的熱值，求：
(1)完全燃燒0.01kg柴油放出的熱量；
(2)起重機提升重物克服物重做功的功率；
(3)此過程起重機的熱機效率。
14．2023年2月國產航母“福建”號開始海試，可搭載質量為的“殲﹣35”戰機60架，航母用重油作為燃料，其發動機的最大功率。（g取10N/kg，，重油的熱值為）求：
(1)“殲﹣35”戰機的重力為多少；
(2)當20架“殲﹣35”戰機從甲板上起飛，艦艇排開海水的體積將減小多少m3；
(3)若航母發動機的效率為30%，航母以最大功率航行2h，需要燃燒重油多少kg。
15．如圖所示是一款遠程無人駕駛清掃車，自動駕駛時使用雷達傳感器，以及激光測距等技術來收集周圍的交通狀況，該車在公路上勻速直線行駛了8km，消耗了汽油1.2kg，若汽油機的效率為30%（汽油的熱值為），求：
(1)1.2kg汽油完全燃燒放出的熱量；
(2)清掃車在勻速行駛過程中受到的阻力。
三、熱效率
16．已知天然氣的熱值，完全燃燒天然氣放出 J的熱量。某天然氣熱水爐燒天然氣，使常溫下5kg的水溫度升高了，則水吸收的熱量是 J，該熱水爐的效率為 。[水的比熱容為]
17．用煤氣灶既方便又環保，一般的煤氣灶正常工作時，15min可使質量為4kg，溫度為50℃的水在一標準氣壓下燒開。已知煤的熱值為q=4.0×107J/m3，水的比熱容為c＝4.2×103J/（kg ℃），求：
(1)水吸收的熱量是多少？
(2)若煤氣灶放出的熱量70%被水吸收，煤氣灶實際放出的熱量為多少？
(3)要放出這些熱量，需燃燒多少m3煤氣？
18．小夸春游時攜帶一個輕質合金鍋、一臺便攜式丁烷氣爐如圖所示（內置一瓶新的燃氣，參數如下表所示），野炊地水的沸點為98℃，測出當地水的溫度為18℃，燃燒0.1kg的燃氣可以將鍋內2.5kg的水燒開，水的比熱容為，求：
氣瓶規格（尺寸/容量）
品名 總質量 凈質量 主要成分 熱值
神州 354g 250g 丁烷 8.4×10 J/kg
(1)一瓶丁烷氣體完全燃燒放出的熱量；
(2)將鍋內2.5kg的水燒開需要吸收的熱量；
(3)輕質合金鍋吸熱的效率；
(4)若改用吸熱效率為30%的鐵鍋，則同樣燒開2.5kg的水能節省多少千克的燃料？
19．有甲、乙兩臺汽油機，在相同的時間內，它們所做的有用功之比是，消耗汽油的質量之比是，那么它們的效率之比是（　　）
A． B． C． D．
20．汽油機甲，飛輪每分鐘轉2400轉，汽油機的汽缸容積為150cm3，滿負荷工作時做功沖程燃氣的平均壓強為2.0×106Pa，且甲汽油機一分鐘消耗25g汽油。汽油機甲與汽油機乙的效率比值為5∶4，汽油機甲的功率是乙的2.5倍，則汽油機甲的功率和甲、乙汽油機相同時間的油耗之比為（　　）（汽油的熱值為4.8×107J/kg）
A．3.6×106W；2∶1 B．6000W；2∶1
C．3.6×106W；1∶2 D．6000W；1∶2
21．現有兩個使用同一種燃料的加熱器，用它們分別對甲、乙兩種不同的物質加熱。已知甲物質的比熱是乙物質的2倍，甲物質的質量是乙物質的，當甲物質升高的溫度是乙物質的時（甲、乙物質的物態都不發生改變），加熱甲物質所用燃料是加熱乙物質的，則兩加熱器利用熱能的效率之比是（　　）
A．3:4 B．1:1 C．3:2 D．2:1
22．物理興趣小組用煤爐給10kg的水加熱，同時繪制了加熱過程中水溫隨時間變化的曲線，如圖所示。若6min內共燃燒了0.6kg的煤，水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃），煤的熱值取3×107J/kg。假設單位時間內燃燒煤的質量相同，下列判斷正確的是（　　）
A．煤的熱值表示煤完全燃燒可以釋放3×107J的熱量
B．0~4min內水吸收的熱量為2.52×106J
C．此次加熱過程中的熱效率為14%
D．將煤磨成粉末，可以增大煤的熱值
Δt=t t0=70 C 20 C=50 C則水吸收的熱量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×50 C=2.1×106J故B錯誤；
C．6min內煤完全燃燒釋放的熱量
Q放=mq=0.6kg×3×107J/kg=1.8×107J0 6min內水吸收的熱量
此次加熱過程中的熱效率
故C正確；
D．將煤磨成粉末，可以燃燒的更充分，但煤的熱值不變，因為熱值是燃料的一種特性，與燃料的質量、是否完全燃燒等因素無關，故D錯誤。
故選C。
23．小明利用圖甲裝置研究某燃料熱值，他取少量燃料置于燃燒皿中，點燃后對100g的熱水加熱4min，然后立即將其熄滅，測得消耗燃料4.2g，并根據實驗數據繪制了水溫隨時間變化的圖像如圖乙中a線所示。已知此過程中燃料均勻燃燒放熱，所放出熱量只有60%被水吸收。水的比熱容為4.2×103J/(kg ℃)，整個過程中忽略水的質量變化。下列說法中正確的是（　　）
A．通過圖像計算得知4min水吸收到的熱量為2520J
B．通過計算得出該燃料的熱值為2×106J/kg
C．這種方法計算出的熱值比實際的熱值偏大
D．若實驗裝置和熱損失比例均不變，利用該燃料加熱另一杯水繪出了如圖乙中b線所示圖像，則這杯水的質量小于上一杯水的質量
24．混合動力汽車具有節能、低排放等優點成為汽車研究與開發領域的重點。某新型混合動力汽車啟動時，內燃機不工作，蓄電池向車輪輸送能量。當需要高速行駛或蓄電池的電能過低時，內燃機啟動，既可以向車輪輸送能量，又可以給蓄電池充電。車速與所受阻力的關系如圖所示。在某次測試中，由內燃機提供能量，汽車以某一速度勻速行駛了2.7×104m．用時0.5h，同時蓄電池的電能增加了2kW h．若所用燃料的熱值是4.5×107J/kg，測試過程中消耗3.4kg的燃料。通過計算可知，下列結果（　　）
①汽車的速度是45km/h
②汽車牽引力做的功5.4×107J
③燃料完全燃燒放出的熱量是1.53×109J
④汽車發動機的效率是40%
A．只有②④正確 B．只有①③正確
C．只有②③正確 D．只有②③④正確
25．中國首次火星探索任務“天問一號”探測器的成功發射，是我國綜合國力和創新能力提升的重要標志，如圖所示是某火箭發射時的場景，目前運載火箭一般使用液體氫作為燃料，液態氧作為助燃劑，液態氫的熱值為。
（1）某火箭發射時攜帶液態氫燃料，這些燃料完全燃燒放出的熱量是多少J？
（2）若第一問放出的熱量只有20%被水吸收，能將、初溫為30℃的水加熱至多少℃？【c水=4.2×103J/(kg ℃)，已知當地大氣壓為1標準大氣壓】
（3）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20min，消耗了1. 5kg燃料，求該發動機的效率。
26．(2025·山東·)汽油在發動機氣缸中燃燒不充分會產生積碳，影響發動機性能。在發動機維護保養后，汽油燃燒會更加充分，其熱值（　　）
A．變大 B．變小 C．不變 D．無法確定
27．(2025·江蘇省連云港市·)運載火箭采用液態氫作為火箭的燃料，原因是液態氫具有（　　）
A．較大的熱值 B．較低的沸點 C．較大的比熱容 D．較高的凝固點
28．(2025·湖北·)如圖是液體燃料火箭噴氣發動機示意圖。輸送裝置將燃料和氧化劑輸送到燃燒室燃燒，產生氣體噴出推動火箭前進。下列說法正確的是（　　）
A．燃料燃燒時內能轉化為化學能
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．火箭前進時，燃料的化學能全部轉化為火箭的機械能
29．(2025·黑龍江·)質量為1kg的酒精和1g的酒精的熱值是 （填“相同”或“不同”）的；若完全燃燒420g的酒精放出的熱量全部被水吸收，可使 kg的水溫度從30℃升高到90℃。[酒精的熱值為3.0×107J/kg，水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃）]
30．(2025·山東省威海市·)小明和爸爸質量共120kg，騎著一輛質量為300kg（含裝備）的三輪摩托車，沿318國道從成都前往拉薩旅行。水平騎行時每只輪胎與地面接觸的面積為0.02m2（g取10N/ kg）
(1)水平騎行時，摩托車對地面的壓力、壓強分別是多少？
(2)在海拔約5000m的米拉山埡口燒水，用燃氣爐將質量2.5kg、初溫為3℃的水加熱至沸騰（水的沸點為83℃）。若燃氣完全燃燒釋放熱量的30%被水吸收。則水吸收了多少熱量？共用掉多少燃氣？[，]
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第3節 熱機的效率
目錄
【A 夯基礎】 1
一、燃料的熱值 1
二、熱機的效率 5
三、熱效率 9
【B 提能力】 11
【C 鏈中考】 17
燃料的熱值
1．某小組設計了一個實驗來比較“煤油和菜籽油的熱值大小關系”。他們的實驗裝置如圖所示，實驗中收集和記錄的數據如下表所示。
燃燒前水的溫度 燃燒后水的溫度
煤油 25 44
菜籽油 25 34
（1）實驗中，為了可以比較兩種燃料的熱值大小，除需要裝置相同，甲、乙兩杯水的初溫和質量相同之外，還應保持相同的物理量是 ；
（2）實驗前，實驗裝置要按照 （“自上而下”或“自下而上”）的順序進行組裝。燃料燃燒過程中化學能轉化為 。本實驗是用 （選填“水溫升高的多少”或“加熱時間的長短”）來表示煤油和菜籽油放出熱量的多少；
（3）根據實驗中收集的數據，可以看出煤油和菜籽油兩種燃料中，熱值較大的是 。
【答案】 燃料的質量 自下而上 內能 水溫升高的多少 煤油
【詳解】（1）[1]比較“煤油和菜籽油的熱值大小關系”時，采用的是控制變量法，實驗中需要控制燃料的質量相同。
（2）[2]因為需要用酒精燈的外焰的加熱，所以需要自下而上的順序組裝實驗器材。
[3]燃料燃燒過程中，消耗燃料的化學能，獲得內能，所以燃燒的過程是化學能轉化為內能。
[4]質量相同的煤油和菜籽油完全燃燒后，水升高的溫度越多，水吸收的熱量越多，表明燃料放出的熱量越多，所以用水溫升高的多少來表示煤油和菜籽油放出熱量的多少。
（3）[5]質量相同的煤油和菜籽油完全燃燒后，水升高的溫度越高，水吸收的熱量越多，表明燃料放出的熱量越多，根據可知，燃料的熱值越大，根據表格中的數據可知，煤油燒水時水的溫度高，則煤油的熱值大。
2．如圖下圖所示，甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同，燃料的質量都是0.1kg，燒杯內的液體質量也相同。
（1）比較不同燃料的熱值，應選擇 兩圖進行實驗；
（2）比較不同物質的比熱容，應選擇 兩圖進行實驗。
【答案】 甲、乙 甲、丙
【詳解】（1）[1]為了比較熱值大小要用不同的燃料，加熱同一種液體，讓液體的質量相同，通過溫度計的示數高低得出吸熱多少，進而判斷熱值大小，應選擇甲和乙兩圖進行實驗。
（2）[2]比較不同物質的比熱容，應控制液體種類不同，燃料相同，由圖可知，甲、丙兩圖所示實驗符合要求。
3．如圖所示，甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同。燃料的質量都是10g，燒杯內的液體質量和初溫也相同。
（1）比較不同燃料的熱值，應選擇 兩圖進行實驗，燃料完全燃燒放出的熱量，是通過 來反映的（選“溫度計上升示數”或“加熱時間”）；
（2）比較不同物質吸熱升溫的特點：
①應選擇 兩圖進行實驗；需要的測量器材如圖所示：還需秒表和
②不同物質吸熱的多少是通過 來反映的（選填“溫度計示數”或“加熱時間“）；
③如圖丁，若液體B的比熱容是4.0×103J/(kg·℃)，液體A的比熱容是 J/(kg·℃)。
【答案】 甲、乙 溫度計上升示數 甲、丙 天平 加熱時間 2.0×103
【詳解】（1）[1][2]比較不同燃料的熱值，應選擇不同的燃料加熱相同的物質，即用甲、乙兩圖進行實驗；質量相同的水，溫度變化越大，說明吸收熱量越多，所以實驗中通過溫度計上升示數來表示燃料放出熱量的多少。
（2）①[3]比較不同物質吸熱升溫的特點，應控制燃料相同而吸熱物質不同，應選擇甲、丙兩圖進行實驗。
[4]因要測量溫度的變化和控制不同物質質量相同及控制加熱時間，測量溫度的工具為溫度計，測量質量的工具是天平，測時間的工具為秒表，故還需要的測量器材是天平及秒表。
②[5]不同物質吸熱的多少是通過加熱時間來反映的，加熱時間越長，物質吸收的熱量越多。
③[6]如果質量和初始溫度均相同的A、B兩種液體，吸熱后它們的溫度隨時間變化的圖象如圖丁所示，由圖可以看出，A溫度升高80℃用10分鐘，B溫度液體升高80℃用20分鐘，升高相同的溫度，B吸收熱量是A的2倍，根據可知，在質量和升高溫度相同的情況下，比熱容c與Q成正比，故液體A的比熱容是
4．把一瓶酒精倒去一半，則剩下的酒精（ ）
A．比熱容和熱值均變為原來的一半
B．比熱容和熱值均不變
C．熱值變為原來的一半，比熱容不變
D．比熱容變為原來的一半，熱值不變
【答案】B
【詳解】酒精倒去一半，質量減半，但種類不變，所以比熱容及熱值均不變，故B符合題意，ACD不符合題意。
故選B。
5．送“北斗導航系統”最后一顆衛星升空的“長征三號乙運載火箭”使用的燃料是液態氫，這主要是利用它的 大；“長征三號乙運載火箭”運送升空過程中，從能量轉化的角度來看，燃料的化學能轉化成燃氣的 能，再轉化成火箭的 。
【答案】 熱值 內能 機械
【詳解】[1]運載火箭使用液態氫作為燃料，原因是液態氫具有較高的熱值，完全燃燒相同質量的液態氫和其它燃料，液態氫放出的熱量更多。
[2][3]火箭在升空過程中，消耗了燃料，將化學能轉化為燃氣的內能，再將內能轉化為火箭的機械能。
6．2024年10月30日4時27分，神舟十九號載人飛船搭載三名航天員，由長征二號遙十九火箭從我國酒泉衛星發射中心發射升空，約10分鐘后，神舟十九號載人飛船與火箭成功分離，進入預定軌道，發射取得圓滿成功。如圖所示。發射火箭時通常采用液氫作為燃料，原因是其熱值很大，約為，這個熱值的物理意義是 。
【答案】質量為1kg的液氫完全燃燒時，放出的熱量約為
【詳解】熱值是反映燃料燃燒時放熱能力的物理量，在數值上等于單位質量的燃料完全燃燒時放出的熱量。液氫的熱值約為，這個熱值的物理意義是質量為1kg的液氫完全燃燒時，放出的熱量約為。
7．哈爾濱已進入供暖期，不法商販將煤矸石摻在優質煤中高價銷售，如果讓我們提示客戶不上當，最恰當的方法是檢測下列物理量中的（　　）
A．溫度 B．比熱容 C．熱值 D．質量
【答案】C
【詳解】比熱容是指相同質量的不同物質升高相同的溫度吸收的熱量不同；
質量是物體所含物質的多少；
溫度是指物體的冷熱程度；
熱值是燃料的一種特性，是指1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，熱值越大的燃料在完全燃燒相同質量的燃料時放出的熱量越多，摻假后煤的熱值降低，所以可以用熱值來區分。而從比熱容、質量、溫度無法區分。故ABD不符合題意，C符合題意。
故選C。
二、熱機的效率
8．下列關于熱機效率的說法正確的是（ ）
A．熱機的效率越低，它消耗的燃料就越多
B．燃料燃燒不充分時，部分能量被浪費掉，熱值將減小
C．通過技術改進，熱機效率可以無限增大
D．熱機效率越高，它將內能轉化為機械能的比例越大
【答案】D
【詳解】A．當有效利用的能量一定時，熱機消耗的燃料越多，熱機效率越低，但選項中沒有說明有效利用的能量一定，故A錯誤；
B．熱值的大小只與燃料的種類有關，與燃燒程度無關，燃料燃燒不充分時，部分能量被浪費掉，熱值不變，故B錯誤；
C．熱機在工作時也不可避免的要克服機械部件間的摩擦做額外功，熱機效率不能達100%，故C錯誤；
D．熱機效率越高，熱機用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的熱量之比越大，內能轉化為機械能的比例越大，故D正確。
故選D。
9．下列關于熱機效率，說法正確的是（　　）
A．熱機功率越大，效率必定越高
B．用熱值大的燃料就能提高熱機效率
C．不斷創新和改進熱機結構，可以提高熱機效率，最終熱機效率會達到100%
D．利用廢氣的能量及減小摩擦是提高熱機效率的有效途徑
【答案】D
【詳解】AB．熱機的效率是指用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產生的能量之比。功率是表示物體做功快慢的物理量，熱機的功率與效率沒有必然的聯系，熱值大的燃料不能提高熱機效率，故AB錯誤；
C．用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機的效率，其表達式為，由于熱機在工作過程中總有能量損失，所以熱機的效率總小于100%，故C錯誤；
D．只有有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比越大時，熱機的效率才會越大。所以，利用廢氣的能量及減小摩擦是提高熱機效率的有效途徑，故D正確。
故選D。
10．如果甲熱機的效率比乙熱機的效率高，則可以說（　　）
A．甲熱機的功率比乙熱機功率的大
B．在單位時間內甲消耗的燃料比乙熱機的少
C．甲熱機比乙熱機做的有用功多
D．在做有用功相同的條件下，甲消耗的燃料少
【答案】D
【分析】熱機效率的概念：熱機的效率是指熱機用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產生的能量之比。比值越大，則效率越高。
【詳解】A．功率是物體做功快慢的物理量，與效率是兩個完全不同的概念，故A錯誤；
B．甲的熱機效率高，說明甲對燃料釋放的熱能利用率比乙高，該選項只強調了消耗的燃料，沒強調做功的多少，故B錯誤；
C．熱機的效率越高，說明熱機用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產生的能量之比越大，但甲所做的有用功不一定多，故C錯誤；
D．在做有用功相同的條件下，甲消耗的燃料少，則甲熱機的效率高，故D正確。
故選D。
【點評】此題沒有直接考查熱機效率的概念，主要考查了學生對熱機效率的理解，同時也考查了熱機效率與功率的區別：
（1）效率是個百分數，功率是做功的快慢；
（2）效率是熱機用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產生的能量之比，或者說成熱機將燃氣產生的內能變成機械能的百分比，或者說成對燃料釋放的熱能利用率。
11．如圖是某內燃機能量流向圖，據圖可知該內燃機的工作效率是（　　）
A．25% B．35% C．40% D．45%
【答案】B
【詳解】熱機的效率是指用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產生的能量之比，即做有用功的能量在燃料完全燃燒產生的能量中所占的百分比，由圖可知，該內燃機的工作效率是
故B符合題意，ACD不符合題意。
故選B。
12．質量為3t的載重汽車，額定功率為100kW，汽車先以10m/s的速度在平直公路上以20kW的功率勻速行駛了10min，消耗汽油1.2kg。試問：
(1)1.2kg的汽油完全燃燒放出的熱量為多少？（已知汽油的熱值為4.5x107J/kg）
(2)汽車在平直公路上勻速行駛時，受到的阻力為多少？
(3)汽車在平直公路上勻速行駛時汽油機的效率為多少？
【答案】(1)
(2)
(3)
【詳解】（1）汽油燃燒放出的熱量為
（2）由 可得牽引力做功為
由可得，汽車行駛的路程
由可得，汽車的牽引力為：
由于汽車在平直公路上勻速行駛，則受到的阻力為
（3）汽車在平直公路上勻速行駛時能量轉化的效率為
13．建筑工地上，起重機在12s內將質量為的重物沿豎直方向勻速提升6m，此過程起重機消耗柴油0.01kg。柴油的熱值，求：
(1)完全燃燒0.01kg柴油放出的熱量；
(2)起重機提升重物克服物重做功的功率；
(3)此過程起重機的熱機效率。
【答案】(1)
(2)
(3)30%
【詳解】（1）完全燃燒0.01kg柴油放出的熱量
（2）物重
起重機對重物所做的有用功為
起重機提升重物的功率
（3）起重機的提升效率
14．2023年2月國產航母“福建”號開始海試，可搭載質量為的“殲﹣35”戰機60架，航母用重油作為燃料，其發動機的最大功率。（g取10N/kg，，重油的熱值為）求：
(1)“殲﹣35”戰機的重力為多少；
(2)當20架“殲﹣35”戰機從甲板上起飛，艦艇排開海水的體積將減小多少m3；
(3)若航母發動機的效率為30%，航母以最大功率航行2h，需要燃燒重油多少kg。
【答案】(1)3×105N
(2)600m3
(3)9.6×104kg
【詳解】（1）“殲﹣35”戰機的重力為
（2）20架“殲﹣35”戰機的重力為G總＝mg＝20×3×104kg×10N/kg＝6×106N
航母漂浮在海面，所受的浮力等于自身的重力，戰機起飛后，航母減小的浮力等于其減小的重力，即20架戰機的重力，減小的浮力為
艦艇排開海水減小的體積
（3）航母以最大功率航行2h，做的有用功
航行時，航母燃燒重油放出的熱量
燃燒重油的質量
15．如圖所示是一款遠程無人駕駛清掃車，自動駕駛時使用雷達傳感器，以及激光測距等技術來收集周圍的交通狀況，該車在公路上勻速直線行駛了8km，消耗了汽油1.2kg，若汽油機的效率為30%（汽油的熱值為），求：
(1)1.2kg汽油完全燃燒放出的熱量；
(2)清掃車在勻速行駛過程中受到的阻力。
【答案】(1)5.4×107J
(2)2025N
【詳解】（1）汽油完全燃燒放出的熱量Q放=mq=1.2kg×4.5×107J/kg=5.4×107J
（2）清掃車發動機做的有用功W有用=Q放η=5.4×107J×30%=1.62×107J
清掃車的牽引力為
因為清掃車在勻速行駛，處于平衡狀態，根據二力平衡可知，受到的阻力等于牽引力，即f=F=2025N
三、熱效率
16．已知天然氣的熱值，完全燃燒天然氣放出 J的熱量。某天然氣熱水爐燒天然氣，使常溫下5kg的水溫度升高了，則水吸收的熱量是 J，該熱水爐的效率為 。[水的比熱容為]
【答案】 42%
【詳解】[1]完全燃燒0.05m3天然氣放出的熱量為
[2]常溫下5kg的水溫度升高了40℃，則水吸收的熱量
[3]該熱水爐的效率
17．用煤氣灶既方便又環保，一般的煤氣灶正常工作時，15min可使質量為4kg，溫度為50℃的水在一標準氣壓下燒開。已知煤的熱值為q=4.0×107J/m3，水的比熱容為c＝4.2×103J/（kg ℃），求：
(1)水吸收的熱量是多少？
(2)若煤氣灶放出的熱量70%被水吸收，煤氣灶實際放出的熱量為多少？
(3)要放出這些熱量，需燃燒多少m3煤氣？
【答案】(1)8.4×105J
(2)1.2×106J
(3)0.03m3
【詳解】（1）水吸收的熱量
（2）由得，煤氣完全燃燒放出熱量
（3）由得，需要煤氣的體積
18．小夸春游時攜帶一個輕質合金鍋、一臺便攜式丁烷氣爐如圖所示（內置一瓶新的燃氣，參數如下表所示），野炊地水的沸點為98℃，測出當地水的溫度為18℃，燃燒0.1kg的燃氣可以將鍋內2.5kg的水燒開，水的比熱容為，求：
氣瓶規格（尺寸/容量）
品名 總質量 凈質量 主要成分 熱值
神州 354g 250g 丁烷 8.4×10 J/kg
(1)一瓶丁烷氣體完全燃燒放出的熱量；
(2)將鍋內2.5kg的水燒開需要吸收的熱量；
(3)輕質合金鍋吸熱的效率；
(4)若改用吸熱效率為30%的鐵鍋，則同樣燒開2.5kg的水能節省多少千克的燃料？
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【詳解】（1）燃料的質量為m=0.25kg，燃料的熱值為，則一瓶燃料完全燃燒放出的熱量為
（2）水的質量為，水的比熱容為，水的溫度變化為
則水燒開需要吸收的熱量為
（3）由題可知，燒開2.5kg的水需要的燃料為，則燃料完全燃燒放出的熱量為
則合金鍋的吸熱效率為
（4）效率為30%，則燃料需要放出熱量為
需要的燃料質量為
則節省的燃料為
19．有甲、乙兩臺汽油機，在相同的時間內，它們所做的有用功之比是，消耗汽油的質量之比是，那么它們的效率之比是（　　）
A． B． C． D．
【答案】D
【詳解】在熱機中，用來做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒放出的熱量之比，叫熱機的效率；根據求出燃料完全燃燒放出的熱量，則它們的效率之比為
故選D。
20．汽油機甲，飛輪每分鐘轉2400轉，汽油機的汽缸容積為150cm3，滿負荷工作時做功沖程燃氣的平均壓強為2.0×106Pa，且甲汽油機一分鐘消耗25g汽油。汽油機甲與汽油機乙的效率比值為5∶4，汽油機甲的功率是乙的2.5倍，則汽油機甲的功率和甲、乙汽油機相同時間的油耗之比為（　　）（汽油的熱值為4.8×107J/kg）
A．3.6×106W；2∶1 B．6000W；2∶1
C．3.6×106W；1∶2 D．6000W；1∶2
【答案】B
【詳解】根據題意知道，一個做功沖程中燃氣對活塞做的功
曲軸每轉兩圈對外做功一次，所以1min轉動2400轉，完成1200個工作循環，對外做功1200次，則1min對外做的總功
汽油機甲的熱功率
甲的功率為P甲，乙的功率為P乙，效率為η甲，效率為η乙，汽油的熱值為q，做功時間為t，甲在時間t內做的有用功
W甲=P甲t
則由題意知道，汽油機甲的功率是乙的2.5倍，汽油機甲與汽油機乙的效率比值為5:4，則甲在時間t內消耗的總能量
甲在時間t內的耗油量
同理可以得到乙在時間t內的耗油量的表達式
甲、乙兩汽油機在相同時間內的耗油量之比就等于兩表達式之比
故B正確。
故選B。
21．現有兩個使用同一種燃料的加熱器，用它們分別對甲、乙兩種不同的物質加熱。已知甲物質的比熱是乙物質的2倍，甲物質的質量是乙物質的，當甲物質升高的溫度是乙物質的時（甲、乙物質的物態都不發生改變），加熱甲物質所用燃料是加熱乙物質的，則兩加熱器利用熱能的效率之比是（　　）
A．3:4 B．1:1 C．3:2 D．2:1
【答案】B
【詳解】由題意可知，，，，由Q吸=cm△t可得，甲、乙物質吸收的熱量之比是
兩加熱器的燃料都相同，那么燃料的熱值是相同的，加熱甲物質所用燃料是加熱乙物質的，也就是說甲、乙兩物質消耗燃料的質量關系是，由Q放=qm可得，兩加熱器消耗燃料完全燃燒釋放的熱量之比是
由熱機效率公式可知道，兩加熱器利用熱能的效率之比是
兩加熱器利用熱能的效率之比是1∶1。
故選B。
22．物理興趣小組用煤爐給10kg的水加熱，同時繪制了加熱過程中水溫隨時間變化的曲線，如圖所示。若6min內共燃燒了0.6kg的煤，水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃），煤的熱值取3×107J/kg。假設單位時間內燃燒煤的質量相同，下列判斷正確的是（　　）
A．煤的熱值表示煤完全燃燒可以釋放3×107J的熱量
B．0~4min內水吸收的熱量為2.52×106J
C．此次加熱過程中的熱效率為14%
D．將煤磨成粉末，可以增大煤的熱值
【答案】C
【詳解】A．煤的熱值是指1kg煤完全燃燒時放出的熱量為3×107J，故A錯誤；
B．由圖象可知，0 4min內，水的溫度變化量
Δt=t t0=70 C 20 C=50 C則水吸收的熱量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×50 C=2.1×106J故B錯誤；
C．6min內煤完全燃燒釋放的熱量
Q放=mq=0.6kg×3×107J/kg=1.8×107J0 6min內水吸收的熱量
此次加熱過程中的熱效率
故C正確；
D．將煤磨成粉末，可以燃燒的更充分，但煤的熱值不變，因為熱值是燃料的一種特性，與燃料的質量、是否完全燃燒等因素無關，故D錯誤。
故選C。
23．小明利用圖甲裝置研究某燃料熱值，他取少量燃料置于燃燒皿中，點燃后對100g的熱水加熱4min，然后立即將其熄滅，測得消耗燃料4.2g，并根據實驗數據繪制了水溫隨時間變化的圖像如圖乙中a線所示。已知此過程中燃料均勻燃燒放熱，所放出熱量只有60%被水吸收。水的比熱容為4.2×103J/(kg ℃)，整個過程中忽略水的質量變化。下列說法中正確的是（　　）
A．通過圖像計算得知4min水吸收到的熱量為2520J
B．通過計算得出該燃料的熱值為2×106J/kg
C．這種方法計算出的熱值比實際的熱值偏大
D．若實驗裝置和熱損失比例均不變，利用該燃料加熱另一杯水繪出了如圖乙中b線所示圖像，則這杯水的質量小于上一杯水的質量
【答案】B
【詳解】A．由圖乙知，a圖線水在前2min內溫度由93℃升到99℃，2~4溫度保持不變，已經沸騰，則前2min吸收的熱量
Q吸=cm水(t-t)=4.2×103J/(kg ℃)×0.1kg×(99-93)℃=2.52×103J
燃料燃燒過程是均勻放熱，那么4min內吸收的熱量
Q吸′=2Q吸=2×2.52×103J=5040J
故A錯誤；
BC．據得，燃燒燃料放出的熱量
則該燃料的熱值
而在燃燒過程中，燃料不能完全燃燒，則用此方法算得的Q放偏小，那么算得的熱值比實際值偏小，故B正確，C錯誤；
D．由圖乙知，b圖線加熱至沸騰的時間比a圖線的長，在實驗裝置和熱損失比例均不變的情況下，b圖線加熱時間更長可能是b圖線中所用的水的初溫比a的低及b圖線中所用的水的質量比a的多，故D錯誤。
故選B。
24．混合動力汽車具有節能、低排放等優點成為汽車研究與開發領域的重點。某新型混合動力汽車啟動時，內燃機不工作，蓄電池向車輪輸送能量。當需要高速行駛或蓄電池的電能過低時，內燃機啟動，既可以向車輪輸送能量，又可以給蓄電池充電。車速與所受阻力的關系如圖所示。在某次測試中，由內燃機提供能量，汽車以某一速度勻速行駛了2.7×104m．用時0.5h，同時蓄電池的電能增加了2kW h．若所用燃料的熱值是4.5×107J/kg，測試過程中消耗3.4kg的燃料。通過計算可知，下列結果（　　）
①汽車的速度是45km/h
②汽車牽引力做的功5.4×107J
③燃料完全燃燒放出的熱量是1.53×109J
④汽車發動機的效率是40%
A．只有②④正確 B．只有①③正確
C．只有②③正確 D．只有②③④正確
【答案】A
【詳解】①由題知，汽車以某一速度勻速行駛了
2.7×104m＝27km
用時0.5h，所以汽車的速度
故①錯誤；
②由圖象可知，汽車速度為15m/s時，所受阻力為2000N，由于汽車勻速行駛，水平方向汽車的牽引力與阻力是一對平衡力，所以
牽引力做功
故②正確
③測試過程中消耗3.4kg的燃料，所以燃料完全燃燒放出的熱量
故③錯誤
④汽車牽引力做功使其前進的同時給蓄電池充電，電能增加了
燃料燃燒轉化為有用的能量
汽車發動機的效率
故④正確。
故選A。
【點評】本題考查了速度、功、熱量、效率的計算，本題關鍵是從圖象讀出汽車所受阻力的大小，通過二力平衡條件求出牽引力，是一道綜合題。
25．中國首次火星探索任務“天問一號”探測器的成功發射，是我國綜合國力和創新能力提升的重要標志，如圖所示是某火箭發射時的場景，目前運載火箭一般使用液體氫作為燃料，液態氧作為助燃劑，液態氫的熱值為。
（1）某火箭發射時攜帶液態氫燃料，這些燃料完全燃燒放出的熱量是多少J？
（2）若第一問放出的熱量只有20%被水吸收，能將、初溫為30℃的水加熱至多少℃？【c水=4.2×103J/(kg ℃)，已知當地大氣壓為1標準大氣壓】
（3）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20min，消耗了1. 5kg燃料，求該發動機的效率。
【答案】（1）8.4×1012；（2）100；（3）40％
【詳解】解：（1）某火箭發射時攜帶液態氫燃料，這些燃料完全燃燒放出的熱量是
（2）若第一問放出的熱量只有20%被水吸收，水吸收的熱量為
由得，這些熱量能使、初溫為30℃的水溫度升高
水的末溫為
而1標準大氣壓下水的沸點為100℃，則水的末溫為100℃。
（3）1. 5kg氫燃料釋放的熱量為
由得，氫能源車的牽引力做的功為
該發動機的效率
26．(2025·山東·)汽油在發動機氣缸中燃燒不充分會產生積碳，影響發動機性能。在發動機維護保養后，汽油燃燒會更加充分，其熱值（　　）
A．變大 B．變小 C．不變 D．無法確定
【答案】C
【來源】2025 山東 中考真題
【詳解】熱值是燃料的特性，與燃料的種類有關，與是否完全燃燒無關。維護后燃燒更充分，說明相同質量的汽油燃燒，釋放的熱量更多，但熱值不變。故ABD不符合題意，C符合題意。
故選C。
27．(2025·江蘇省連云港市·)運載火箭采用液態氫作為火箭的燃料，原因是液態氫具有（　　）
A．較大的熱值 B．較低的沸點 C．較大的比熱容 D．較高的凝固點
【答案】A
【來源】2025 江蘇連云港 中考真題
【詳解】A．液態氫具有較大的熱值，這意味著單位質量的氫燃料完全燃燒時能釋放出更多的熱量，可以為火箭提供更大的推力，故A符合題意；
B．雖然液態氫的沸點較低（-252.8℃），但這只是其物理特性，與作為燃料的優越性無直接關系，故B不符合題意；
C．比熱容表示物質吸熱或放熱的能力，但火箭燃料需要的是燃燒時釋放大量能量，而不是儲存熱量的能力，故C不符合題意；
D．凝固點高低與燃料性能無關，且氫的凝固點極低（-259℃），這反而增加了儲存難度，故D不符合題意。
故選A。
28．(2025·湖北·)如圖是液體燃料火箭噴氣發動機示意圖。輸送裝置將燃料和氧化劑輸送到燃燒室燃燒，產生氣體噴出推動火箭前進。下列說法正確的是（　　）
A．燃料燃燒時內能轉化為化學能
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．火箭前進時，燃料的化學能全部轉化為火箭的機械能
【答案】B
【來源】2025 湖北 中考真題
【詳解】A．燃料燃燒時，燃料的化學能先轉化為內能，再將內能轉化為機械能，故A錯誤；
B．熱值是燃料的基本屬性，與燃料的質量大小無關，所以燃料箱燃料減少，熱值不變，故B正確；
C．熱值是燃料的基本屬性，與燃料燃燒放出熱量多少無關，故C錯誤；
D．火箭前進時，是將燃氣的內能轉化為機械能，由于有熱量損失，燃料不可能全部燃燒等因素影響，燃料的化學能不可能全部轉化為火箭的機械能，故D錯誤。
故選B。
29．(2025·黑龍江·)質量為1kg的酒精和1g的酒精的熱值是 （填“相同”或“不同”）的；若完全燃燒420g的酒精放出的熱量全部被水吸收，可使 kg的水溫度從30℃升高到90℃。[酒精的熱值為3.0×107J/kg，水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃）]
【答案】 相同 50
【來源】2025 黑龍江 中考真題
【詳解】[1]熱值是燃料本身的一種特性，它與燃料的質量以及燃燒條件無關，所以質量為1kg的酒精和1g的酒精的熱值相同。
[2]酒精完全燃燒放出的熱量
由題意，
由，則水的質量
30．(2025·山東省威海市·)小明和爸爸質量共120kg，騎著一輛質量為300kg（含裝備）的三輪摩托車，沿318國道從成都前往拉薩旅行。水平騎行時每只輪胎與地面接觸的面積為0.02m2（g取10N/ kg）
(1)水平騎行時，摩托車對地面的壓力、壓強分別是多少？
(2)在海拔約5000m的米拉山埡口燒水，用燃氣爐將質量2.5kg、初溫為3℃的水加熱至沸騰（水的沸點為83℃）。若燃氣完全燃燒釋放熱量的30%被水吸收。則水吸收了多少熱量？共用掉多少燃氣？[，]
【答案】(1)4200N， 7×10 Pa
(2)8.4×105J， 0.056kg
【來源】2025 山東威海 中考真題
【詳解】（1）摩托車對地面的壓力F=G=m總g=420kg×10N/kg=4200N
摩托車對地面的壓強
（2）水吸收熱量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×2.5kg×(83℃-3℃)=8.4×105J
燃氣釋放熱量
燃氣質量
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