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14.3 热机的效率 过关练习
2025-2026学年上期初中物理人教版（2024）九年级全一册
一、单选题
1．中国的货运飞船天舟一号是从海南文昌航天发射中心，由长征七号遥二运载火箭发射升空的，火箭燃料中有液态氢，液态氢常作为燃料，是因为液态氢有（ ）
A．较多的热量 B．较大的密度 C．较大的比热容 D．较大的热值
2．一瓶酒精用去一半后，剩下的酒精（　　）
A．热值不变，比热容减小一半 B．热值和比热容都减小一半
C．热值减小一半，比热容不变 D．热值不变，比热容不变
3．热机的效率的高低（ ）
A．功率越大，效率越高
B．取决于热机燃料的热值，燃料的热值高，效率就高
C．热量损失少，效率就高
D．热机的声音越大，效率越高
4．内燃机的能量流向图如图所示。内燃机的效率为（　　）
A．7% B．28% C．31% D．34%
5．如图所示，甲、乙、丙的三套装置完全相同，燃料质量、液体质量及液体初温均相同，不考虑热量损失，点燃后燃料稳定燃烧直至尽，同一套装置中液体单位时间内吸热相等，三套装置烧杯中液体升高的温度随时间变化的图像如图丁所示，下列判断正确的是（　　）
A．两种液体的比热容之比
B．两种燃料的热值之比
C．时间段甲、乙液体吸收的热量之比
D．时间段乙中液体a与时间段丙中液体b吸收的热量之比
6．物理兴趣小组用煤炉给10kg的水加热，同时绘制了加热过程中水温随时间变化的曲线，如图所示。若6min内共燃烧了0.6kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤的热值取3×107J/kg。下列判断正确的是（　　）
A．将煤磨成粉末，可以增大煤的热值
B．此次加热过程中水吸收的热量为2.52×105J
C．此次加热过程中的效率为14%
D．煤的热值表示煤完全燃烧可以释放3×107J的热量
二、填空题
7．某燃气热水器使用天然气作为燃料，若使用中消耗掉0.02m3的天然气，则这些天然气完全燃烧放出的热量为 J （q天然气=3.2×107J/m3）；如果这些热量完全被水吸收，则水的内能 （选填 “增大”、“不变” 或“减小”）。
8．完全燃烧100g酒精所放出的热量为 J，若其放出的热量有70%被水吸收，能使10kg的水从20℃升高到 ℃。
9．某汽油机的各项能量损失所占的百分率分别是：废气内能35%，散热损失30%，机械失10%，则该汽油机的热机效率是 。一般情况下柴油机的热机效率 汽油机的热机效率。（选填：“大于”“等于”或“小于”）
10．把1 kg初温为35 ℃的水加热到85 ℃，消耗了10 g的煤气，此过程水吸收的热量为 J，加热装置的效率为 （煤气的热值q煤气=4.2×107 J/kg）．
11．九洲大道快速化改造时用到了挖掘机，其动力由柴油机提供.若完全燃烧2kg柴油能释放 J的能量，油箱中剩余柴油热值 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。该柴油机能量流向如题图所示，则其效率为 （柴油的热值为4.3×107J/kg）。
12．2023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”）；一台四冲程汽油机，完全燃烧2kg的汽油可以转化为2.3×107J的机械能，2kg汽油完全燃烧放出的热量为 J，该汽油机的热机效率是 。（已知汽油的热值为4.6×107J/kg）
三、实验题
13．课外小组的同学们想探究“影响电水壶热效率的因素”。实验桌上备有温度计、电子秤、电水壶、停表、功率计量插座（如图所示，它能直接测量电水壶的实际功率）。实验前，同学们提出猜想：电水壶的热效率可能与电水壶的保温性、功率、装水的质量、环境温度等有关。同学们按照不同猜想，分小组进行实验探究，在每次实验开始时，保证电水壶和水的初温与室温相同。下表为一小组同学用同一只电水壶进行两次实验所记录的实验数据。
0.5 1.5
17 17
100 100
1555 1555
135 350
① ②
（1） 根据实验数据分析，该电水壶的热效率η较高的应是 ；（选填“①”或“②”）
（2）请根据表格中实验数据，归纳出实验结论： 。
14．俊俊同学在实验室对热学中的相关实验进行探究。
(1)俊俊同学用相同的酒精灯分别给水和煤油加热（如图甲所示），探究水和煤油的吸热能力。
①组装实验装置时，放置陶土网的铁圈位置和悬挂温度计的铁夹位置的调节非常重要。实验时他应当先调整固定 （填“铁圈”或“铁夹”）的位置；
②在两个相同的烧杯中应加入初温和 相同的水和煤油，实验中用相同的酒精灯加热的目的是：使水和煤油在相同时间内 ；
③水和煤油的温度随时间变化的图像如图乙所示。根据图乙可判断：a物质是 （填“水”或“煤油”），b物质吸热能力较 （填“强”或“弱”）；
(2)如图丙所示，为比较酒精和碎纸片的热值，俊俊用两个相同规格的烧杯装相等质量的水，取质量 （填“相等”或“不相等”）的酒精和碎纸片，分别放入两个燃烧皿中，分别给烧杯加热，直到酒精和碎纸片完全燃尽，通过比较 （填“加热时间”或“水升高的温度”）来确定酒精和碎纸片热值的大小。
四、计算题
15．小林同学想购买一款户外分体式燃气炉去户外野炊，图甲是某品牌的宣传图，其中“火力3000 W”的字样是指气体燃料完全燃烧时燃气炉每秒放出 3000 J的热量。通过商家了解，在标准大气压下，用该燃气炉将1.25kg水从40℃加热到沸腾用时250s。[水的比热容为4.2×103J（kg·℃）]
烹饪项目 每次耗时/ min 次数/次
炒菜 8 3
煮汤 10 2
烧水 8 2
(1)燃气炉烧水时的效率是多少
(2)查阅说明书得知“燃气炉火力[单位：瓦（W）]与耗气量[消耗燃气质量与时间的比，单位：千克/时（kg/h）]之比为10000 W·h/ kg，则该燃气炉所使用燃料的热值是多少
(3)上表是小林在这次户外野炊时的烹饪规划，按照规划他至少应携带几个如图乙所示的新储气罐？
16．全球汽车保有量在迅速增长，截至2011年，全球处于使用状态的汽车数量已突破10亿辆。每辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机平均效率为29%。
(1)汽油的热值为4.6×107J/kg，表示1kg汽油在 时放出的热量为4.6×107J。
(2)全球10亿辆汽车每年燃烧汽油完全放出的热量为 J。
(3)如果能把内燃机效率提高1%，全球每年可以节约 吨燃油。
17．某物理兴趣小组的同学，用天然气给10kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在内完全燃烧了的天然气每分钟放热相同。水的比热容为，天然气的热值为。
(1)完全燃烧天然气释放的热量为多少？
(2)“”水吸收的热量为多少？
(3)在烧水过程中，“”、“”、“”请判断哪个时间段热效率最高？最高热效率为多少？
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6
答案 D D C D A C
1．D
【详解】运载火箭采用液态氢作为燃料，是因为液态氢不仅密度小，而且具有较大的热值，故D正确；ABC错误。
故选D。
2．D
【详解】酒精的比热容、热值两个物理量，都是表示酒精的某种特性；是从不同的角度来描述酒精的特性，只与物质的种类和状态有关，是一般不发生变化的量；一瓶酒精用去一半，则剩下的酒精的比热容、热值不变，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选。
3．C
【分析】热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比；要提高效率，就要减少热的损失．
【详解】热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比；要提高效率，首先使燃料充分燃烧，然后减少燃烧产生能量的损失，提高其利用率；故C正确．
4．D
【详解】内燃机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，所以，结合能量流向图可知，该内燃机的效率为34%。
故选D。
5．A
【详解】A．对比甲、丙两个实验可知，实验所用燃料相同，两种液体a、b加热相同的时间吸收的热量相同，由图丁可知，时间段内，液体b的温度变化为，液体a的温度变化为，两种液体的比热容之比
故A正确；
B．对比甲、乙两个实验可知，实验所用液体种类、质量、初温都相同，燃料不相同，燃料完全燃烧提供的热量都被液体a吸收，燃料1时液体a升高的温度为，燃料2时液体a升高的温度为，两种燃料的热值之比
故B错误；
C. 时间段，甲、乙装置中燃料的种类不同，加热液体的种类和质量相同，相同时间液体升高的温度不同，液体吸收的热量不同，，故C错误；
D．时间段，乙中液体a吸收的热量
时间段，丙中液体b吸收的热量
时间段乙中液体a与时间段丙中液体b吸收的热量之比
故D错误。
故选A。
6．C
【详解】A．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的形状、燃烧情况等均无关。将煤磨成粉末，煤的热值不变，故A错误；
B．在6min内水升高的温度Δt=80℃-20℃=60℃
水吸收的热量Q吸=cm水Δt=4.2×103J/（kg·℃）×10kg×60℃=2.52×106J，故B错误；
C．煤完全燃烧产生的热量Q放=m煤q=0.6kg×3×107J/kg=1.8×107J
此次加热过程中的热效率，故C正确。
D．煤的热值是3×107J/kg，表示1kg煤完全燃烧放出的热量是3×107J，而不是说煤完全燃烧就一定释放3×107J热量，故D错误。
故选C。
7． 增大
【详解】[1]这些天然气完全燃烧放出的热量为
[2]不断吸收热量，则水的内能增大，通过热传递的方式增大内能。
8． 3×106 70
【详解】[1]酒精完全燃烧放出的热量为
Q放=mq=0.1kg×3×107J/kg=3×106J
[2]水吸收得热量为
Q吸=ηQ放=3×106J×70%=2.1×106J
根据吸热公式Q吸=cm(t﹣t0)可知，水升到的温度为
9． 25% 大于
【详解】[1]各种能量损耗的总和是：35%+30%+10%=75%，所以它的机械效率为：η=100%-75%=25%。
[2]柴油机的效率要高于汽油机，故柴油机多用在重型机器上。
10． 2.1×105 50%
【详解】水吸收的热量为：
，
煤气完全燃烧放出的热量为：
，
加热装置的效率为：
．
11． 8.6×107 不变 36%
【详解】[1] 根据热值公式（其中为燃料完全燃烧放出的热量，为燃料的质量，为燃料的热值），则完全燃烧2kg柴油释放的能量。
[2]热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、是否完全燃烧等因素无关，所以油箱中剩余柴油热值不变。
[3]由图可知，废气带走的能量，附属设备损耗的能量，传动部件损耗的能量，那么输出有用功的能量占比为，即柴油机的效率为。
12． 不变 9.2×107 25%
【详解】[1]热值是燃料的一种特性，与燃料质量及燃烧情况无关，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][3]2kg汽油完全燃烧放出的热量为
该汽油机的热机效率是
13． ② 其它因素一定时，装水的质量越大，电水壶的效率越高
【详解】（1）[1]第一次实验，水吸收的热量
第一次实验消耗的电能
第一次实验的热效率
第二次实验时水吸收的热量
第二次实验消耗的电能
第二次实验的热效率
根据实验数据分析，该电水壶的热效率较高的应是②。
（2）[2]由以上计算可知，在电水壶的保温性、功率、环境温度等因素相同的情况下，装的水质量较大时，电水壶的热效率也较高，所以可得出结论，电水壶热效率与装水的质量有关，其它因素一定时，装水的质量越大，电水壶的效率越高。
14．(1) 铁圈 质量 吸收相等的热量 水 弱
(2) 相等 水升高的温度
【详解】（1）[1]由于需要用酒精灯的外焰加热，所以实验装置应按自下而上的顺序组装，应当先调整固定铁圈的位置。
[2][3]为了达到实验目的前提条件是：在两个相同的烧杯中应加入初温相同、质量相同的水和煤油，选取相同的酒精灯可以在相同的时间内提供的热量相同，使水和煤油在相同时间内吸收的热量相同。
[4][5]由图乙可知，a、b两物质加热相同时间后（吸热相同），b物质的温度变化的快，b物质的吸热本领弱，b物质是煤油，a物质是水。
（2）[1]燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量有关，又与燃料的热值大小有关，所以在设计实验时应控制燃料的质量相同。
[2]将酒精和碎纸片放入两个燃烧皿中，分别给烧杯加热，直到酒精和碎纸片完全燃烧，通过比较水升高的温度比较热值的大小，水升高的温度比较多，说明该燃料的热值较大。
15．(1)42％
(2)3.6×107J/kg
(3)3
【详解】（1）燃气炉烧水时的效率是
（2）该燃气炉所使用燃料的热值是
（3）由表格中数据得，小林在这次户外野炊需要的热量为
由得，需要的燃料的质量为
则按照规划他至少应携带的新储气罐个数为
16．(1)完全燃烧
(2)8.28×1019
(3)6×107
【详解】[1]热值也称为燃料发热量，指固体或液体单位质量或气体单位体积的燃料完全燃烧，燃烧产物冷却到燃烧前的温度（一般为环境温度）所释放出来的热量；因此汽油的热值是4.6×105J/kg，其物理意义是：质量为1kg的汽油完全燃烧放出的热量是4.6×107J。
[2]10亿辆汽车每年燃烧燃油质量为
根据计算10亿辆汽车每年燃烧燃油完全放出的热量为
[3]汽车的有用功保持不变为
内燃机效率提高1%，燃油燃烧需要放出的热量为
需要燃烧燃油质量为
全球每年可以节约燃油质量为
17．(1)，
(2)
(3)
【详解】（1）因为天然气的质量为，天然气的热值为，所以
天然气完全燃烧释放的热量为
（2）由题意得，内水的温度变化度数为，所以水吸收的热量为
（3）由题意可知，每分钟放热相同，所以在相等的时间段内，天然气放出的热量相等，而随着水温的不断升高，温度变化越来越慢，故可判断时间内，在吸收热量相同的情况下，水升高的温度最大，热效率最高；
内，水吸收的热量为，天然气完全燃烧释放的热量为
故最高的热效率为
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