热机的效率（变式练习）-2025-2026学年人教版九年级物理全一册

14.3热机的效率“举一反三”变式练习

一、燃料的热值：单位质・燃料完全燃烧放出的热・

1.火箭发射升空时，燃料燃烧将燃料的内能转化为火箭的能；火箭的燃料使用液态

氢，主要是因为O

2.司机在加油站给小轿车加油时闻到汽油味，这是现象，小轿车汽油机在冲程

中将机械能转化为内能，随着汽车行驶，油箱中的汽油质量减小，热值_________O（选填“增大”、

“减小”或“不变”）

3.“神舟十五号”载人飞船成功发射。火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为氢的大,火

箭发射升空过程中，燃料的能转化为能，再转化为火箭的机械能。

4.搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火升空。火箭发

射塔下有一个深20米的水池，可装14。吨的水，利用水的大，水升温利汽化时可吸收大

量的热,起到保护发射架的作用：火箭的燃料用液态氢.是因为它的大：飞船在太空中

从远地点向近地点运行，飞船的动能（选填“增大”、"减小''或"不变

5.对于的理解，下列说法正确的是（）

A.热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比

B.燃料燃烧不充分时，部分能量将被浪费掉，热值将减小

C.燃料燃烧时，放出的热量越多，燃料的热值越大

D.某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关

6.汽油作为汽车的常用燃料，它的热值是4.6xl07j/kg,下列说法正确的是（）

A.1kg汽油无论是否完全燃烧，都能放出4.6xlO?J的热量

B.1kg汽油的热值与5（X）g汽油的热值相同

C.消耗的汽油越多，发动机的效率越高

D.做好保养，可以使发动机的效率达到100%

7.煤气是生活中常见的燃料，它是通过的方式变成液态装瓶的；一瓶装满的煤气用

去一半时，瓶内煤气的平均密度将（选填“变大”、"变小”或者"不变”）；发射航天器时会

选用固态氢作为燃料，主要是因为它的较大。

二、热机的效率：热机的效率等于吸收的热量比放出的热量

8.小明用燃气灶烧水时，水需要吸收热量1.68x1⑺J,加热过程中完全燃烧了0.01m3天然气，已知

天然气的热值为4.0xl（）7j/m3,则天然气完全燃烧放出的热量是J,此次燃勺灶烧水的

效率为％。

9.随着科学技术的创新，厨余泣圾也能变航空燃油，若此航空燃油的热值为4.0x107jkg,完全燃烧

15g这种航空燃油可以释放J的热量，这些热量的70%被10kg的水吸收，则水升高的温度

为℃。［c水=4.2xl03j/（kgJC）］

10.我国已经从餐饮废汕（俗称"地沟油''）中成功提炼出供飞机使用的生物航空煤油（以下简称生

物航煤），其热值与传统的航空煤油热值相当，是一种绿色环保的能源。兴趣小组想知道生物航煤热

值的大小，于是完全燃烧了0.7kg的生物航煤给水加热，将40kg的水从20C加热到70℃,该加热装

置的热效率为30%。己知水的比热容是4.2入10*%皆℃）。求：

（1）此过程中水吸收的热量；

（2）此过程中生物航煤完全燃烧放出的热量；

（3）生物航煤的热值。

11.近几年厂家通过对燃气灶炉头进行改造，可以让燃气灶的热效率达到60%以上。小可为了测出

家中使用天然气的热值，将装有2kg水的水壶放到天然气灶上去加热，当水从20C加热至70℃时，

大然气表的数字变化了（）.02m3,这个过程水吸收了J热量。若他家的大然气灶的效率

约为60%,则天然气燃烧放出了J热量，天然气的热值约为J/nf。［水的

比热容c水=4.2xl03j/（kg.℃）|

12.用煤气灶烧水时，把2kg的水从25℃加热到75℃,燃烧了O.O35m3的煤气。设煤气完全燃烧，

水的比热容为4.2x10"（kg・℃）,煤气的热值约为4.0xl07j/m3,试求:

（1）水吸收的热量是多少？

（2）煤气放出的热量是多少？

（3）煤气灶烧水时的效率是多少？

三、有关热机的计算：一功两转四冲程

13.热水瓶注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来，在这一现象中瓶内气体的内

能转化为软木塞的能，该能量转化过程与汽油机的冲程相同。一台四冲程柴

油机的曲轴转速是3（）（）（）r/min,它1秒钟对外做功次，它在吸气冲程中，吸入汽缸里的物

质是。

14.神舟飞船穿越大气层返回地面时，与大气层摩擦，将机械能转化为,这与图

（选填“甲或乙”）汽油机的冲程一致。如果该汽油机飞轮转速是2400r/min,则每分钟燃气对外做功一

次。

甲乙

15.如图是汽油机工作过程中的冲程，除该冲程外，其他冲程是靠飞轮的来完

成的。一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是360（h7min,则该汽油机每秒内对外做功次。

16.如图所不为单缸四冲程汽油机某冲程剖面图，此冲程是冲程。若£轮转速为

30D0r/min,则Is对外做功次,若消耗100g汽油，则对外放出的热量L（q

17.冬天家人团聚时，爱吃火锅，光滑细嫩的冻豆腐（图-1）是涮火锅的必备菜品，它经冷冻再解冻

以后，会出现许多小孔，小孔产生的原因是豆腐里的水（选填”先凝固后汽化”、

“先汽化后凝华''或”先凝固后熔化“）而形成的。如图-2所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意

图，此时它处在冲程，如果此汽油机6轮的转速为2400”min、则每秒内对外做功

次。

图-1图-2

四、与功率有关的效率：效率等于有用功比放出的热■

18.如图是一种以柴油机为动力的抓斗起重机，其部分参数如下表。求:

空载质量4.8t

最大抓举高度6m

空载最大行驶功率4x1(TW

柴油机效率40%

（I）起重机抓起12的木材静止在水平地面上时，对地面的压强是它与地面的接触面

积是多少？（g=ION/kg）

（2）将1.2t的木材抓举到最大高度用时15s,起重机对木材做功的功率多大？

⑶起重机空载时以最大行驶功率行驶2h,消耗柴油多少kg?（取q柴油=4xl（Tj/kg）

19.某汽车在一段平直的高速公路上匀速行驶15km,消耗汽油2L,发动机实际输出功率为

50.4kW,汽油机效率为35%。已知p^=0.8x103kg/n?；q汽油=4.5x10?J/kg,假设汽油完全燃烧。通

过计算可知，下列结果正确的是（）

①消耗的汽油的质量是2kg

②消耗的汽油完全燃烧放出的热量是7.2x10”

③汽车受到的阻力是1680N

④汽车行驶速度是120km/h

A.只有②和③B.只有①和②C.只有①和④D.只有②和④

20.如图所示是我国自行设计研制的大型水陆两栖飞机AG600全状态新构型灭火机，具备强大的灭

火救援能力，是国家应急救援体系建设必备的重大航空装备。若该飞机以288km/h的速度水平匀速

直线航行96km,消耗航空燃油1600kg,飞机发动机的功率为2.4x107w。（航空燃油的热值为4x

107J/kg）求;

（1）飞机在水平航行过程中发动机做的功是多少？

（2）消耗的航空燃油完全燃烧放出多少热量？

（3）发动机的效率是多少？

21.节能减排，保护我们生存的环境！我州用以天然气为燃料的公交车取代以传统燃油为燃料的公

交车。一总质量为187的公交车在平直路面上匀速行驶过程中，所受的阻力为车总重的忐，轮胎与

地面的总接触面积为lOOOcm2,公交车在40s•内行驶了400小，发动机的热机效率为45%。求：

（q无然气=x1。8〃的）

（1）公交车对路面的压强；

（2）公交车牵引力做功的4率；

（3）该过程公交车消耗天然气的质量。

22.氢能源具有清洁、高效、瓦持续以及资源丰富的特点。如图为某氢能科技有限公司的氢能源环

卫车。已知c*=4.2xl（）3j/（kg・℃）,qn=1.4xl（）8j/kg。求：

（I）质量为0.9kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；

（2）若这些热量的80%被水吸收，水温从10C升高到90℃,水的质量为多少？

（3）氢能源环卫车以42kW的恒定功率匀速行驶，燃烧0.9kg的氢燃料能让该车匀速吁驶

25min,该乍发动机的热机效率为多少

五、热值的实验探究

23.如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量均为10g。

甲乙丙

燃料加热前水温（C）燃料燃尽后水温（℃）

a2538

b2531

（1）实验中，发现食用油和水在加热相同时间，食用油的温度上升得较多，由此可以判断

（填“水”或“食用油”）物质的吸热能力较强。

（2）若比较不同燃料的热值应选择两个装置；比较不同物质的比热容应选择

两个装置；（选填装置序号：甲、乙、丙）

（3）在“比较不同燃料的热值''的实验中，通过观察比较燃料燃烧放出热

量的多少进行分析数据可知：热值较大的是。

24.如图所示，甲、乙、丙三图中的燃料均为10g,烧杯内的液体质量、初温均相同。

（1）比较不同物质的比热容，应选择两图进行实验，不同物质吸热的多少是通过_

（选填“温度计示数”或"加热时间''）来反映的。

（2）比较不同燃料的热值，应选择两图进行实验；当燃料完全燃烧时，通过比较_

（选填“温度计示数”或“加热时间”）来比较不同燃料的热值。

（3）质量和初温均相同的A、B两种液体吸热后，它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，由

图可知，液体的比热容较大。若其中比热容较大的液体是水，则另一种液体的比热容为_

J/（kg・℃）。［c水=4.2x10^/（kg•℃）］

（4）若甲装置中的燃料为酒精，烧杯内的液体为水，测出水的质量和燃料烧尽时水升高的温度,

再结合燃料的质量这一数据，从而计算出燃料的热值，则该数值与实际值相比（选填“偏

大’或“偏小

25.如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量也相

（1）比较不同燃料的热值，应选择两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择.

两图进行实验；

（2）水的比热容为4.2x103〃（kg.oC）,读作它的物理含义

是：

（3）酒精的热值为3.0x107〃kg,完全燃烧10g酒精放出的热量为Jo

26.小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知。

（注：燃料完全燃烧放热用Q祈mq计算，某燃料的热值用q表示；其质量用m表示）。己设计一个

实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见表：

H1~।—H1"।—

:温度计:温度计

甲’水乙水

油三籽油

甲乙

燃料加热前的水温FC燃料燃尽后水温FC

煤油25100

菜籽油20100

（1）为了保证实验结论可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中除了要控制甲乙两烧杯内

水的质量相等，煤油和菜籽油的相同；

（2）实验中测的数据如表（无读数错误）：根据数据（填：能或不能）得出煤油热值与

菜籽油热值的关系;

（3）实验中不足之处可能是造成的；

（4）小明纠正实验中不足之处后，还想利用这种实验测量出煤油的热值，除了图中装置以外，那

么小明还要使用的测量仪器是o利用此实验方法计算出的热值将比真实值

（填：偏大或偏小）。

27.小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的然量会被水吸收，而水的比热容已知。

于是自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系，他组装了如图所示的装置进行实

验，记录结果见表：

燃料加热前的水温/℃燃料燃尽后的水温/℃

煤油2544

菜籽油2534

0一*

甲乙

（1）为了保证实验结论可能，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制煤油和菜籽油的

相等；

（2）分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是;

（3）小明同学还利用这种实险方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明利用此实验方法计算出

的热值将比真实值［填“偏大”或“偏小”）。

六、综合训练

28.国产055新型导弹驱逐舰的服役，使中国海军的装备乂一次得到提升。该型号驱逐舰满载时质

量为1.25x1041,在海面上以恒定功率做直线运动，其牵引力F随时间t的变化关系如图甲所示，其

运动速度v随时间t的关系如图乙所示，求该驱逐舰：（p柴油=O.85xlO3kg/m3,q柴油=

4.0x107J/kg,lL=ldm3）

（1）在34〜44s内行驶的路程。

（2）在水下5m处有一面积为200cm2的观察例口，商口受到水的压力大小。“水=

1.0xl03kg/m3）

（3）满载时在匀速航行的过程中所受浮力的大小。

（4）在。〜34s内完全燃烧12.5L柴油的过程中发动机的效率。

29.有甲、乙两台汽油机，甲的效率与乙的效率之比是5：4,相同时间内甲做的有用功是乙做的有

用功的2倍，则在相同的时间内，甲、乙两台汽油机消耗的汽油质量之比为

A.5：2B.2：5C.8：5D.5：8

30.为了探究某物质在固态和液态时的吸热升温情况，小明同学用酒精灯（火焰大小保持不变）均

匀加热0.43该种固体，根据实验数据绘制出的图线如图所示，经测量8c阶段消耗热值为3.0X

107〃kg的酒精10g（假设酒精完全燃烧），通过查阅资料已知该物质液态时的比热容为3x

A.该物质在8点时的内能等于在力点时的内能

B.该物质在A8段共吸收了4.8x/的热量

C.该物质在固态时的比热容为1.2x1。3〃（kg•℃）

D.在8C阶段的加热效率为16%

31.如图为世界上最大的卡车别拉斯75710,其车身长20米，宽度将近10米，高度则有8米，作为

一台在矿山进行工程运输的车辆，该车装配了两个高性能的柴油发动机。安装8条轮胎，车辆自身

重量达到360吨，载重量达到450吨，最高速度可达60km/h,请回答下列问题，g取10N/kg,

(I)该车辆以最高速度行驶lOmin的距离是多少？

(2)车辆每条轮胎与地面的接触面积按O.3m2计算，当该车辆空载时静止在水平地面上，对地面

的压强为多少？

(3)已知其匀速行驶时所受阻力为车重的0.1倍，空载时匀速行驶2.15km,效率按25%来计

算，柴油的热值为4.3xl()7j/kg,那么此过程中消耗柴油多少kg?

32.由中国企业建造的卢塞尔体育场既是卡塔尔的国家名片，也是中国基建实力在海外的强大体

现。如图是中国基建队的一辆质量为lit的流动式混凝土搅拌乍，当装有5t的混凝土时，轮胎与地

而接触的总面积为08/•车以72km/h的速度在平直公路卜匀速行驶时，发动机的输出功率为

128kWo(g取10N/kg,燃油的热值取q=4xl(TJ/kg)求:

(1)装有5t混凝土的搅拌车静止在水平地面上，对地面的压强。

(2)搅拌车以72km/h的速度匀速直线行驶时，受到地面的阻力(拌筒旋转功率忽略不计

(3)搅拌车行驶时发动机的效率为40%,以72km/h的速度匀速行驶10km,需要消耗多少千克

燃油？

33.如图所示，物理实践活动小组的同学用打气筒不断向自制的“水火箭”内打气，一会"Z工火箭”发射

升空。下列说法正确的是()

A.打气时，“水火箭”内气体的内能会增加

B.“水火箭”中的“水”是一种热值较大的燃料

C.“水火箭”加速起飞时将人能转化为机械能

D.整个过程中能量的总量保持不变

34.如图所示，甲、乙、丙、丁分别表示汽油机的四个冲程，请你按正确的顺序进行排

列：;若该汽油机活塞1s内对外做功30次，则该汽油机的飞轮的转速为

r/niin（＞

35.我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第五十四颗导航卫星。卫

星顺利进入预定轨道，后续将进行变轨、在轨测试、试验评，古，适时入网提供服务。下列说法正确

的是（）

A.火箭使用液氢为燃料，主要是利用了它的比热容大

B.火箭加速升空过程中，其惯性增加

C.北斗导航卫星在变轨过程中，其运动状态不变

D.火箭加速升空过程中，其动能和重力势能均增加

36.新型防空导弹“红旗-9”试射，导弹上升过程中，重力势能（选填"增大”、"减小''或

“不变”），而其与空气摩擦导致内能（选填“增大”、"减小''或"不变''），此内能改变是通过

的方式实现的。某台汽油机飞轮的转速为2400r/min,在Is内，汽油机完成个工作循环，

对外做功次。

37.如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g。烧杯内的液体质量和初温

也相同。

过来反映的；

（2）比较不同物质吸热能力的特点:

①应诜择两图讲行实验：

②不同物质吸热的多少是通过来反映的；

③比较不同物质吸热能力关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是

A.采用相同的加热方法

B.烧杯中分别装入相同质量的同种液体

C.使用相同的烧杯

D.控制液体初温度相同

④如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体，采用相同燃料供热，吸热后它们的温度随时间

变化的图像如图丁所示，分析图像可知，液体的吸热能力更强，A、B两种液体的比热容

之比为o

38.小李同学想比较甲物质与水的吸热本领，在老师指导下，用同一套实验装置分别加热200g的甲

物质和水，如图甲所示。测得的数据绘制了如图乙所示的温度随时间变化图像，已知酒精的热值q酒

产3xl07j/kg,加热时酒精灯平均每分钟消耗0.28g酒精，相同时间内甲吸收的热量与水吸收的热量

相等，CQ4.2X1(FJ/(kg・C),则卜列说法中止确的是()

甲

A.实验前应“自上而下”安装器材

B.甲与水的比热容之比为2：1

C.前lOmin,甲吸收的热量为2.52X1SJ

D.酒精灯的加热效率为35%

39.某太阳能热水器中注入50kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃。试求

(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？

(2)如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8x10”,则这段时间该热水器的效

率是多少？

(3)若用煤燃烧来提供2.8x10〃的热量，需完全燃烧多少千克煤？(煤的热值约为

3.5x107J/kg)

40.天然气热水器将40kg的水从15c加热到65C,此过程中天然气完全燃烧释放热量的84%被水

吸收，水吸收热量J,需要消耗天然气kg,这是通过方式改变水

的内能。【cQ4.2X103J/(kg.℃),q天然气=4x107J/kg]

答案解析部分

1.【答案】机械；液态氢具有较高的热值

【知识点】燃料的热值；能量的转化或转移

【解析】【解答】火箭发射升空时，燃料燃烧将燃料的内能转化为火箭的机械能；火箭的燃料使用液

态氢，主要是因为液态氢具有较高的热值。

【分析】火箭升空将内能转化为机械能；氢燃料的热值较大。

2.【答案】扩散；压缩；不变

【知识点】燃料的热值；内燃机的四个冲程；分子热运动

【解析】【解答】给汽车加油时，会闻到汽油味，从物理学角度来看，属于扩散现象，这个现象表明

汽油分子在永不停息地做无则规运动。在内燃机的四个冲程中，压缩冲程使机械能转化为气体的内

能，其内能增加，温度升高。热值与质量无关，与物质种类有关，所以质量减小，热值不变。

【分析】扩散现象表明汽油分子在永不停息地做无则规运动：在内燃机的四个冲程中，压缩冲程使

机械能转化为气体的内能；质量减小，热值不变。

3.【答案】热值；化学；内

【知识点】燃料的热值；能量的转化或转移

【解析】【解答】由于液态氢的热值较大，完全燃烧相同质量的液态氢和其他燃料相比，液态氢放出

的热量较多，所以火箭的燃料使用了液态氢。燃料燃烧过程中，将化学能转化为燃气的内能，再通

过燃气膨胀做功，将内能转化为火箭的机械能。

【分析】液态氢的热值较大；燃料燃烧过程中，将化学能转化为燃气的内能。

4.【答案】比热容；热值；增大

【知识点】动能大小的比较；比热容；燃料的热值

【解析】【解答】火箭发射塔卜.有一个深20米的水池，利用水的比热容大，水升温和汽化时可吸收

大量的热，起到保护发射架的作用。火箭的燃料用液态氢，是因为它的热值大，跟同体积的其他燃

料相比，其完全燃烧释放的热量比较大。《船在太空中从远地点向近地点运行，E船的质量不变，

速度变大，所以动能增大。

【分析】利用水的比热容大，水升温和汽化时可吸收大量的热，起到保护发射架的作用；液态氢的

热值大，从远地点向近地点运行，飞船的质量不变，速度变大，所以动能增大。

5.【答案】D

【知识点】燃料的热值

【解析】【解答】A.热值是质量为1kg的燃料完全燃烧时所释放出的热量，热佰是燃料本身的特

性，与热量无关，A不符合题意；

B.热值的大小只与燃料的种类有关，与燃烧程度无关，B不符合题意；

C.热值是燃料的一种特性，与放出的热量无关，C不符合题意；

D.热值是由燃料本身特性决定的，与燃料是否充分燃烧无关，D符合题意。

故答案为：Do

【分析】热值是燃料的特性，和燃烧、质量等无关。

6.【答案】B

【知识点】燃料的热值；热机的效率

【解析】【解答】A.完全燃烧1kg汽油放出4.6X107J的热量，A不符合题意；

B.热值是燃料的特性，1kg汽油的热值与500g汽油的热值相同，B符合题意；

C.发动机的效率是有用功和总热的比值，不是消耗能量的多少，C不符合题意；

D.做好保养，可以提高发动机的效率，但不能到达10（）%,D不符合题意。

故答案为：B.

【分析】热值是燃料的特性，和质量无关：热机效率不能到达100%,是热机做的功和总热的比值。

7.【答案】压缩体积；变小；热值

【知识点】液化及液化放热；密度公式及其应用；燃料的热值

【解析】【解答】Q）煤气是生活中常见的燃料，它是通过压缩体积的方式变成液态装瓶的；

（2）一瓶装满的煤气用去一半时，煤气的体积不变，质量减小，根据公式p=f可知，瓶内煤气的

平均密度将变小；

（3）发射航天器时会选用固态氢作为燃料，主要是因为它的热值较大。

【分析】（1）液化的方法：①降低温度；②压缩体积；

（2）根据公式p=多分析密度变化；

（3）热值是表示燃烧放热本领大小的物理量。

8.【答案】4.0x105；42

【知识点】燃料的热值

【解析】【解答】天然气完全燃烧放出的热量是Q『Vq=0.01m3x4.0xl（）7j/m3=4.0xl05j,此次燃气灶烧

水的效率为叩=x100%=L68xlpx100%=42%

Q放4.0X105/

【分析】根据燃料的体积和热值的乘积计算热量；根据物体吸收的热量和总热的比值，计算热效

率。

9.【答案】6x105；10

【知识点】热量的计算：燃料的然值

【解析】【解答】完全燃烧15g这种航空燃油可以释放的热量Q卡mq=15xl(T

3kgx4.OxlO7J/kg=6xlO5J,水吸收的热量Q吸=Q胶n=6xl05jx70%=4.2xl()5j,水升高的温度仇=

为=4.2xl()5/=10℃

c次m'4.2X103//(^-℃)X10^

【分析】根据燃料的质量和热值的乘积计算热量；结合热效率计算吸收的热量，利用热量和物体的

比热容、质量的比值，计算温度差。

10.【答案】(1)解:此过程中水吸收的热量QkC水mMt-to)=4.2xl03j/(kgJC)x40kgx(70℃・

20℃)=8.4xl06J

答：此过程中水吸收的热量为&4xl()6j

(2)解：由〃=万里得，此过程中生物航煤完全燃烧放出的热量0一=@=药"％=28X

y放y放rj30%

io7/

答：此过程中生物航煤完全燃烧放出的热量为2.8x107J

(3)解：生物航煤的热值为q=?=端粤=4xl07//kg

答：生物航煤的热值为4xI07j/kg。

【知识点】热量的计算；燃料的烝值

【解析】【分析】Q)根据物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算热量；

(2)根据总热和热效率的比值，计算总热；

(3)根据热量和物体的质量的比值，计算热值。

11.【答案】4.2x105.7x10s：3.5x107

【知识点】热量的计算；燃料的然值

【解析】【解答】(1)水吸收的热量：Q般=c家m水(t-to)=4.2x103〃(kg・C)x2kgx(70℃-20℃)

=4.2x10也

(2)天然气完全燃烧放出的热量：Q依=整=生编*=7X105/；

则天然气的热值“天然气=学=穗=3.5XW〃4

【分析】(1)利用Quecm(t-tc)计算出水吸收的热量；

（2）利用〃求出天然气完全燃烧放出的热量，再利用处计算出需要天然气的热值。

Q放"v

12.【答案】（1）解：根据Q=C77hdt

3

可得Q眩=cm水a-t0）=4.2x10//（kg-C）x2kgx^75℃-25℃；=4.2x10）

答：水的吸收的热量为4.2xl05j

（2）解：根据。二%

可得Q故=Vq=0.035m3x4.0x107//m3=1.4x106；

答：煤气放出的热量为L4xlO6j；

(3)解：根据题意可得7?=X100%=4-2xl02X100%=30%

Q放1.4x107

答：煤气灶烧水时的效率为30%。

【知识点】热量的计算；热机的效率

【解析】【分析】（1）根据公式、吸=口「（t末“初），可求出水的吸收的热量;

（2）根据公式、=丫4,可求出放出的热量;

Q吸

（3）根据公式7?=葭,可求出效率。

13.【答案】机械；做功；25；空气

【知识点】内燃机的四个冲程；有关热机的计算

【解析】【解答】软木塞会跳起来，机械能增大，这是由于热水瓶内气体膨胀做功造成的，水蒸气的

内能转化成瓶塞的机械能。

汽油机在做功冲程中，气缸内高温气体膨胀推动活塞做功，内能转化为机械能；故该能量转化过程

与汽油机的做功冲程相同。

四冲程柴油机飞轮的转速是v=平”=嚅工=50r/s

lmin60s'

表示每秒飞轮转动50圈，而每2圈4个冲程，做功一次，所以1s内完成100个冲程、对外做功25

次。

四冲程柴油机吸入气缸的物质是空气，柴油由喷油嘴喷出。

【分析】水蒸气的内能转化成瓶塞的机械能，软木塞跳起；每2圈4个冲程，做功一次；四冲程柴

油机吸入气缸的物质是空气，柴油由喷油嘴喷出。

14.【答案】内能；乙；1200

【知识点】内燃机的四个冲程；有关热机的计算

【解析】【解答】神舟飞船穿越大气层返回地面时，与大气层摩擦，克服摩擦做功，将机械能转化为

内能，飞船的温度升高。在图甲中的进气门和排气门都关闭，且活塞向下运动，是做功冲程，将内

能转化为机械能；图乙中的进气门和排气门都关闭，且活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化

为内能，故图乙符合题意。在内燃机的一个工作循环中，曲轴转动2圈，对外做功I次；飞轮转速

为2400r/min,所以，每分钟可以完成1200个工作循环，做功1200次。

【分析】克服摩擦做功，将机械能转化为内能；进气门和排气门都关闭，且活塞向上运动，是压缩

冲程，将机械能转化为内能；在内燃机的一个工作循环中，曲轴转动2圈，对外做功1次。

15.【答案】做功；惯性；30

【知识点】内燃机的四个冲程；芍关热机的计算

【解析】【解答】从图中可以看到，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，并且火花塞产生电火

花,可知道这是汽油机工作过程中的做功冲程。

做功冲程不是靠飞轮的惯性完成的，而其他冲程则是。

由题意可知，汽油机的飞轮转速是36()0「/min,则Is内飞轮转数九=驾f=60r

60s

由于飞轮转两转，完成一个工作循环，做功一次，则飞轮转60r,做功30次，即该汽油机每秒内对

外做功3()次。

【分析】进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，并且火花塞产生电火花，是汽油机工作过程中的

做功冲程；其他是靠飞轮的惯性完成的；飞轮转两转，完成一个工作循环，做功一次。

16.【答案】做功;25；4.6x106

【知识点】热量的计算；内燃机的四个冲程；有关热机的计算

【解析】【解答】由图可知，进气门、排气门均关闭，火花塞点火，燃料燃烧释放能量，推动活塞做

功，活塞向下运动，此冲程是做功冲程。

飞轮转速为3000r/min,则1s飞轮转50圈，由汽油机一个工作循环，飞轮转2圈，对外做功1次可

知，1s对外做功25次。

消耗l()()g汽油，则对外放出的热量Q祈mq汽油=0.1kgx4.6xl07j/kg=4.6xl()6j

【分析】进气门、排气门均关闭，火花塞点火，是做功冲程：汽油机一个工作循环，飞轮转2圈,

对外做功1次：根据Q行mqy,浦，可求出放出的热量。

17.【答案】先凝固后熔化；做功；20

【知识点】熔化与熔化吸热特点：凝固与凝固放热特点：内燃机的四个冲程：有关热机的计算

【解析】【解答】豆腐中含有大量的水分，豆腐冷冻时这些水分就会凝固为小冰晶，同时体积变大,

这些小冰晶将整块豆腐挤压成螳窝形状；待豆腐解冻后，小冰晶熔化为水，就留下了很多小孔。

图中两个气门都关闭，火花塞打火，活塞向下运动，因此是做功冲程；此汽油机飞轮的转速为

240Qr/min=40r/s

每秒钟转40转，完成了20个工作循环，对外做功20次。

【分析】固体变为液体是熔化，液体变为固体是凝固现象；汽油机匕轮转数在做功数的2倍。

18.【答案】（1）解:起重机对地面的总压力F=G=mg=（1.2x|O3kg+4.8xlO3kg）xiON/kg=6x］（）4N

与地面的接触面积S=-='Xi》=o.2m2

P3xlObPa

答：与地面的接触面积是0.2m2；

（2）解：起重机对木材做的功W=Gh=mgh=1.2xl03kgx|0N/kgx6m=7.2xlO，J

4

起重机对木材做功的功率p=或=7.2x10/=4800〃

t15s

答：起重机对木材做功的功率4800W；

（3）解：起重机空载时以最大行驶功率行驶2h所做的功W=Pt=4x104Wx2x3600s=2.88x108J

根据片卷x100%可得，燃料放出的热量Q於吟=鬻需/=7.2X108/

8

消耗柴油m=^=7,2X107=1

q4x1。/〃的

答：起重机空载时以最大行驶功率行驶2h,消耗柴油18kg。

【知识点】功率的计算；燃料的然值：压强的大小及其计算；功的计算及应用

【解析】【分析】

（1）根据F=G=mg求出地面的压力，再根据S=（求出受力面积；

（2）根据W=Gh=mgh求出起重机对木材做的功，再根据P=华求出功率；

€*

w

（3）根据W=Pt先求出起重机做的功，再根据100%求出燃料放出的热量，再根据租=

4求出柴油的质量。

q

19.【答案】A

【知识点】功率计算公式的应用：燃料的热俏：功的计算及应用

【解析】【解答】①已知消耗汽油的体积V=2L=2xlO-3m3

消耗的汽油的质量m=pAiwV=0.8x103kg/m3x2x10*3m3=1.6kg

故①错误；

②由热值公式q=条可得汽油完全燃烧放出的热量Q=仃闻汽油=L6kgx4.5x107J/kg=7.2x

IO7/

故②正确；

③汽车所做机械功W=i]Q=35%x7.2x107J=2.52x107J

7

汽车所受牵引力的大小f=^=2-52X10/=1680N

s15x10，

汽车匀速行驶，所受牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，则阻力f=F=1680N

故③正确；

3

④由P=Fv可得汽车行驶速度P5。温胪=30M/S=108km"

V=F1680/V''

故④错误。

故答案为：Ao

【分析】根据物体的密度和体积的乘积计算质量；根据质量和燃料的热值，计算热量；根据总热和

热机效率的乘积，计算做功多少；利用功和路程的比值，计算力的大小；根据功率和力的比值，计

算速度。

20.【答案】（1）解：飞机以288km/h的速度水平匀速直线航行96km,飞行的时间t=：=

96km1,

288km/h~3h~1o2n0n0s

飞机发动机的功率为2.4x107WZ,则飞机在水平航行过程中发动机做的功W=Pt=2.4x

107Wx1200s=2.88xIO107

答：飞机在水平航行过程中发动机做的功是2.88x101。1

（2）解：航空燃油的热值为4x107J/ky,消耗航空燃油1600kg,则消耗的航空燃油完全燃烧放

出的热量Q或=mq=1600kgx4x107J/kg=6.4xIO10/

答：消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是6.4x1O10/

w?ooy1°

（3）解：发动机的效率〃=让=，3o/xlOO%=45%

Q成6.4x107

答：发动机的效率是45%。

【知识点】功率计算公式的应用；热量的计算；热机的效率；功的计算及应用

【解析】【分析】（I）根据公式t=^W=Pl,可求出功；

（2）根据公式Q=mq,可求出放出的热量；

（3）根据公式//=%,可求出效率。

3

21.【答案】Q）解：公交车对水平地面的压力等于重力，F^=G=m4,g=18xl0kgx

10N/kg=1.8X105/V，

F5

公交车对路面的压强：p=与=1.8x10：?=18*106Pa.

51000xl0-4m2

答：公交车对路面的压强为1.8X106PQ；

（2）解：因为公交车匀速行驶时，受力平衡，牵引力等于阻力，则牵引力尸=/=忐G,；=

忐m率g=焉x18x103kgxION/kg=1.8x103/V,

公交车行驶400m时，牵引力做的功W=Fs=1.8x103/Vx400m=7.2x105/,

公交车牵引力做功的功率p=T=*QZ=i8xl04w;

t40s,

答：公交车牵引力做功的功率是1.8X104^.

7S

（3）解.：该过程中公交车消耗的天然气完全燃烧放出的热量n./=^=-2xlQ/=16xl067,

，取rj45%,

消耗天然气的质量m=—=1气啊=04*10-2kg=0,004kg。

q4x107/^9

答：该过程中公交车消耗天然气的质量是0.004kgo

【知识点】功率的计算：燃料的热值；热机的效率；重力及其大小的计算：压强的大小及其计算：功的计

算及应用

【解析】【分析】Q）根据物体的质量计算重力，利用压力和受力面积的比值，计算压强；

（2）根据摩擦力和重力的关系，计算摩擦力；利用物体受到的力和距离的乘积计算做功多少，功和

时间的比值，il算功率；

（3）根据功和热机效率的比值，计算总热，结合热值计算燃料的质量。

8

22.【答案】（1）解：质量为0.9kg的氢燃料完全燃烧放出的热量:Qtt=m«qM=0.9kgxl.4xl0J/kg

=L26xlOT；

答：质量为0.9kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为L26X108J

（2）解：根据题意可知，水吸收的热量：Q吸=80%Q故=80%x1.26x1（）4=1.008x10盯，

由Q吸=（：01加可知，水的质量：m=Q吸/c4；At=1.0（）«x1（）8J/4.2x1（）3J/（kg*'C）x（90*C-10'C）=3（）（）kg

答;若这些热量的80%被水吸收，水温从10℃升高到90℃,水的质量为300kg；

（3）解：氢能源环卫车所做的有用功：W=Pt=42x1000W＞：25x60s=6.3x107J,

该车发动机的热效率：il=WQ攻=6.3X107J/1.26X108JX100%=50%。

答：该车发动机的热效率为50%。

【知识点】热悬的计算；燃料的现值；热机的效率；功的计算及应用

【解析】【分析】（I）根据燃料的质量和热值的乘积计算热量；

（2）根据热效率和总热的乘枳计算吸热多少，根据吸收的热量和物体的比热容、温度差计算质量；

（3）利用功率和时间的乘积计算做功多少，根据功和总热的比值，计算热机效率。

23•【答案】（1）水

（2）乙、丙；甲、乙

（3）温度计示数的变化；燃料a

【知识点】燃料的热值；比较不同物质吸热的情况实验

【解析】【解答］（1）若比较不同燃料的热值应选择不同燃料，加热相同的液体，选择乙、内两个装

置；比较不同物质的比热容时，选择相同燃料加热不同的液体，应选择甲、乙两个装置；

（2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察温度计示数的变化，比较燃料燃烧放出热量的多

少质量和吸收热量相同时，a物体的温度差更大，说明对应燃料的热值大；

（3）实验中，发现食用油和水在加热相同时间，食用油的温度上升得较多，吸热能力弱，可以判断

水的吸热能力较强。

【分析】（1）探究燃料的热值时，利用不同的燃料加热相同物体；探究比热容时，利用相同燃料加

热不同物质；

（2）当质量相同的同种物质，温度差越大，吸收的热量越多；

（3）质量和吸收热量相同时，温度差越大，比热容越小。

24.【答案】（I）甲、丙；加热时间

（2）甲、乙；温度计示数

（3）B；2.1xl（）3

（4）偏小

【知识点】比热容；热量的计算；燃料的热值；比较不同物质吸热的情况实验

【解析】【解答］（1）比较不同物质的比热容，应控制被加热液体种类不同，燃料相同保证相同时

间放出的热量相同，由图可知，甲、丙两图所示实验符合要求；不同物质吸热的多少是通过加热时

间来反映的。

（2）为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数

高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲和乙两图进行实验。当燃料完全燃烧时，通过比

较温度计示数来比较不同燃料的热值；

（3）如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体，采用相同燃料供热，由图丁所示可知，吸收相

等的热量，B升高的温度低，由Q=cm△t可知，B液体的比热容较大；由图像知温度都升高到80C

时，A需要lOmin,B需要2（）min,故B吸收的热量是A的2倍，由Q=cm△t可知，B的比热容是A

的2倍，

若比热容较大的液体是水，则另•种液体的比热容为c*水=1x4.2xl03j/（kg・C）=2.1xl03j/

（kg・℃）o

（4）因为燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收或燃料燃烧不完全，存在热散失，所以测得的热值

会偏小。

【分析】（1）比较不同物质的比热容，应控制液体种类不同，燃料相同；不同物质吸热的多少是

通过加热时间来反映的。

（2）为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数

高低得出吸热多少，进而判断热值大小；

（3）根据Q=cmAt可知，比热容较大物体升高相同的温度吸收的热量多；由Q=cm△t可知，另一种

液体的比热容；

（4）存在热散失，燃料燃烧放出的热量没有全部被液体吸收，测得的热值会偏小。

25.【答案】（1）甲、乙；甲、丙

（2）4.2x103焦耳每千克摄氏度；ikg水温度升高（或降低）1C,所吸收（或放出）的热量为

4.2x103J

（3）3.0x105

【知识点】比热容；热量的计算；燃料的热值；比较不同物质吸热的情况实验

【解析】【解答】（1）为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过

温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲乙两图进行实验；为了比较两种液

体的比热容，需要燃烧相同的燃料・，加热不同的液体，让液外的质量相同，通过温度计的示数高低

得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲丙两图进行实验；

⑵水的比热容为42xlO3J/（kgc）,它的物理含义是1kg水温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热

量：为4.2x10%

3375

（3）m=lOg=lOx10kg,酒精完全燃烧放出的热量：Qw=mq=10x10kgx3.OxlOJ/kg=3.Ox1OJ

【分析】（1）为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，道过温度计

的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，

加热不同的液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容

的大小关系。

⑵根据比热容的概念（单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量叫做这种物质

的比热容）答；

⑶知道酒精的质量和酒精的热值，利用燃料完全燃烧放出的热量公式Q放二mq求酒精完全燃烧放出

的热量。

26.【答案】（1）质量

（2）不能

（3）水温达到100℃,无法比较水吸热的多少

（4）天平；偏小

【知识点】比热容；热量的计算；燃料的热值；比较小同物质吸热的情况实验

【解析】【解答】（1）热值是质量1kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量，探究燃料热值大小时，应控

制两套装置中燃料的质量相同，比较放出热量的多少；

⑵因为水沸腾时温度保持不变，两只烧杯中的水温都是100C,无法判断水吸热的多少，所以无法

比较煤油热值与菜籽油热值的关系；

⑶实验过程中水温达到100℃,无法比较水吸热的多少，因此实验中要使水的末温低于100℃,所以

要减少燃油的质量或者增加水的质量；

（4）要控制质量相等，需要用天立来测量；由于燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装

置吸了热，使Q放大于Q吸，依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些。

【分析】⑴热值是单位质量的其种燃料完全燃烧时放出的热量，据此分析；

⑵由表格数据可知，水的末温相同，但是100℃,根据水沸鹿的特点进行判断；

⑶根据表中数据可知水的末温相同，无法判断水吸收热量的多少，据此进行分析；

（4）燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小。

27.【答案】（1）质量

（2）煤油

（3）偏小

【知识点】燃料的热值

【解析】【解答】（1）因燃料放出的热量与质量有关，必须控制燃料的质量相等，由于水吸收热量后

升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中应控制水的质量相等。

(2)由图表数据可知在相同时司内甲杯中的水温度升高的高，所以煤油的热值较大。

(3)由于燃料并不可能完全燃烧，燃料燃烧放出的热会散失到空气中，乂或被烧杯等实验装置吸了

热，使Q故大于Q如依此计算出煤汕和菜籽油的热值比实际要偏小些。

【分析】由于燃料的热值不能直接测量，所以通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小，又

由于燃料燃烧释放的热量既与燃料的