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14.3 热机的效率 跟踪练习
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%
5．一台柴油机中的燃料完全燃烧放出了8×107 J的热量，共计损失了4.8×107 J能量，下列说法错误的是
A．该柴油机的效率为40%
B．用来做有用功的能量为3.2×107 J
C．通过科技进步，在未来可以实现能量零损失
D．减少机械间的摩擦可以提高热机效率
6．热机效率是热机性能的重要指标，下列措施中，可以提高热机效率的是（　　）
A．尽量增加热机的工作时间 B．尽量增加废气带走的热量
C．尽量使用热值更大的燃料 D．尽量减少热机部件的摩擦
7．下面是某同学“物理学习笔记”中的摘录，其中错误的是（　 　）
A．燃料的热值与燃烧程度无关
B．用水作汽车发动机的冷却液，是因为水的比热容较大
C．单缸四冲程汽油机的飞轮每转一转，汽油机就对外做功一次
D．尽量减少工作过程中各种能量的损失是提高热机效率的主要途径
二、填空题
8．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”）。
9．班级厨艺展示活动中，小丽用煤气灶做的湖南特色菜“剁椒鱼头”香气四溢。“剁椒鱼头”香气四溢是 现象，说明分子在不停地做无规则的运动。细心的她发现火苗呈黄色，这是煤气燃烧不充分的表现，此时应注意通风。煤气燃烧不充分时，其热值 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
10．用天然气灶给5kg的水加热，水温从20℃上升到80℃用时6min，燃烧了的天然气，这一过程中水吸收的热量是 J，天然气完全燃烧释放的热量为 J。〔天然气的热值为，水的比热容为〕
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．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
14．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？
15．我国自主研制的新型战斗机，具备电磁隐身，超音速巡航、超机动性、超视距攻击等优异性能。近期飞机装备了最新的WS－15涡扇航空发动机，使得其机械性能“如虎添翼”大幅提升，最大飞行高度超20000m，最大航行速度高达2.2马赫（约2700km/h）。若在执行某次巡航任务中，该飞机以1800km/h的速度沿直线匀速飞行1h，消耗6t航空燃油，已知航空燃油的热值为，求：
速度v（m/s） 100 200 300 400 500
阻力f/N
(1)6t航空燃油完全燃烧释放的热量。
(2)此次巡航时飞机的输出功率。
(3)WS－15涡扇发动机此次巡航的热机效率。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案 D D C D C D 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．C
【详解】一台柴油机中的燃料完全燃烧放出了8×107 J的热量，共计损失了4.8×107 J能量，则用来做有用功的能量为
W有用=8×107 J -4.8×107 J =3.2×107 J
柴油机的效率等于有用功与总功的比值，故
柴油机在工作过程中不可避免的要有能量的损失，未来不可能实现能量零损失；减少机械间的摩擦可以减少能量的损失，故可以提高热机的效率；不正确的说法为C，C符合题意。
故选C。
6．D
【详解】A．增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率，故A不符合题意；
B．增加废气带走的热量，热机的能量利用率降低，即热机的效率降低，故B不符合题意；
C．使用热值更大的燃料，其能量利用率不一定高，不一定能提高热机的效率，故C不符合题意；
D．尽量减少热机部件的摩擦，减少克服摩擦消耗的内能，可以增大有用能量与燃料完全燃烧放出总能量的比值，可以提高热机的效率，故D符合题意。
故选D。
7．C
【分析】（1）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关；
（2）因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多；
（3）汽油机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2圈；
（4）提高热机效率的主要途径：①改善燃烧环境，使燃料尽可能完全燃烧，提高燃料的燃烧效率；②尽量减小各种热散失；③减小各部件间的摩擦以减小因克服摩擦做功而消耗的能量；④充分利用废气带走的能量，从而提高燃料的利用率．
【详解】A. 热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，故A正确；B. 水的比热容较大，与其它物质相比，在质量和升高的温度相同时，水吸收的热量最多，所以用水来冷却，故B正确；C. 汽油机一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2圈，故C错误；D. 尽量减少工作过程中各种能量的损失是提高热机效率的主要途径，故D正确．故选C.
8． 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。
9． 扩散 不变
【详解】[1]不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散。“剁椒鱼头” 香气四溢，是因为组成 “剁椒鱼头” 香味的分子在不停地做无规则运动，进入到空气中，属于扩散现象。
[2]热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。所以煤气燃烧不充分时，其热值不变。
10．
【详解】[1]这一过程中水吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg ℃)×5kg×(80℃-20℃)=1.26×106J
[2]0.1m3天然气完全燃烧产生热量Q放=V气q=0.1m3×3.6×107J/m3=3.6×106J
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．(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。
14．(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
15．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）6t航空燃油完全燃烧释放的热量为
（2）此次巡航时，飞机的速度为v=1800km/h=500m/s
由表可知，此时阻力为，飞机做匀速直线运动，牵引力和阻力是一对平衡力，牵引力为
飞机的输出功率为
（3）飞机飞行的距离为
WS－15涡扇发动机此次巡航的热机效率为
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