第05講： 熱機的效率、能量的轉化和守恒【7大題型】-2024-2025學年九年級全一冊物理《考點?題型 ?技巧》（原卷版+解析版）（人教版）

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第05講： 熱機的效率、能量的轉化和守恒 【考點歸納】 考點一：熱值的概念 考點二：熱值的公式與計算 考點三：熱機能量走向示意圖 考點四：能量的轉化與守恒 考點五：提高熱機效率的辦法 考點六：探究燃料熱值的實驗 考點七：熱機效率的計算 【知識梳理】 知識點一：燃料的熱值 1、燃料的熱值 ①定義：某種燃料完全燃燒放出的熱量與的其質量之比，叫做這種燃料的熱值。用符號“q”表示。 ②定義式：q=（q為熱值） （ 若燃料是氣體燃料 q=） ③單位：J/kg，讀作：焦耳每千克 J/m3 讀作：焦耳每立方米 酒精的熱值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃燒放出的熱量是3.0×107J。 煤氣的熱值是3.9×107J/ m3，它表示：1m3煤氣完全燃燒放出的熱量是3.9×107J。 ④關于熱值的理解： A、對于熱值的概念，要注重理解三個關鍵詞“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是針對燃料的質量而言，如果燃料的質量不是1kg，那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不是熱值。某種燃料：說明熱值與燃料的種類有關。完全燃燒：表明要完全燒盡，否則1kg燃料化學能轉變成內能就不是該熱值所確定的值。 B、熱值反映的是某種物質的一種燃燒特性，同時反映出不同燃料燃燒過程中，化學能轉變成內能的本領大小，也就是說，它是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關，與燃料的形態(tài)、質量、體積等均無關。 常用燃料的熱值對應表 （5）熱量的計算： 知識點二：熱機的效率 1. 內燃機中熱量燃燒的能量流向圖 2 熱機效率 （1）定義：用來做有用功的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量的比值。 （2）計算公式： 對熱機而言，其中用來做有用功的能量Q有用等于熱機對外的有用功W有用，故熱機的效率公式又可寫成：。 （3）物理意義：熱機的效率表示使用熱機時對燃料的利用率的高低，因此熱機的效率是熱機性能的一個重要指標。 (4)提高熱機效率的主要途徑 ①改善燃燒環(huán)境，使燃料盡可能完全燃燒，提高燃料的燃燒效率。 ②盡量減小各種熱散失。 ③減小各部件間的摩擦以減小因克服摩擦做功而消耗的能量。 ④充分利用廢氣帶走的能量，從而提高燃料的利用率。 知識點三：能量的轉化 1. 各種形式的能 2. 能量的轉化與轉移 （1）能量的轉化 在一定條件下，能量可以從一種形式的能量轉化為另一種形式的能量，這種現象叫能量的轉化。自然界轉化各種形式的能，在一定條件下都可以相互轉化。如圖為能量轉化示意圖。 （2）能量的轉移 能量可以從一個物體轉移到另一個物體，也可以從物體的一部分轉移到另一部分。例如，在熱傳遞過程中，內能從高溫物體轉移到低溫物體，或從物體的高溫部分轉移到低溫部分，這屬于能量的轉移。 知識點四：能量守恒定律 1. 能量守恒定律 （1）能量守恒定律內容：能量既不會消滅，也不會產生，它只會從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移過程中，能量的總量保持不變。 （2）對能量守恒定律的理解 ①能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天體，小到原子核，無論是物理學問題還是化學、生物學、地理學、天文學的問題，所有能量轉化的過程，都遵從能量守恒定律。 ②能量守恒定律包括“能量轉化”和“能量轉移”兩個方面。 2. 永動機 （1）永動機：不需要動力就能源源不斷地對外做功的機器，人們把這種機器叫做永動機。 （2）永動機不可能實現。事實證明，能量在轉化過程中只要有運動，摩擦就是不可避免的，從而產生熱，這樣運動的能量就會減少，如果不補充能量，運動就會停止。永動機違背了能量守恒定律，是不可能研制成功的。 【題型歸納】 題型一：熱值的概念 1．（24-25九年級上·全國）關于燃料的熱值，下列說法正確的是（　?。?A．熱值在數值上等于1kg某種燃料燃燒放出的熱量 B．10kg木炭比1kg木炭的熱值大 C．熱值大的燃料比熱值小的燃料燃燒時放出的熱量多 D．燃料燃燒時放出熱量的多少與是否完全燃燒有關 【答案】D 【詳解】A．燃料熱值的物理意義表示單位質量的燃料完全燃燒時所釋放出的熱量，故A錯誤； BD．熱值是燃料的一種特性，它代表燃料性能的優(yōu)劣，熱值的大小與燃料的種類有關，與燃燒程度、質量的多少以及是否燃燒等均無關，故B錯誤，D正確； C．由可知，燃料燃燒釋放的熱量與燃料的質量和熱值大小都有關，質量不確定時，熱值大的燃料不一定比熱值小的燃料燃燒時放出的熱量多，故C錯誤。 故D正確。 2．（2024·江蘇連云港·中考真題）下列關于燃料的熱值說法正確的是（　　） 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，完全燃燒1kg焦炭能放出的熱量 【答案】D 【詳解】A．燃料的熱值僅與燃料的種類有關，而與燃料的燃燒程度無關，故A錯誤； B．根據Q=mq可知，放出的熱量與熱值、質量有關，故B錯誤； C．一瓶酒精用去三分之一后，質量變化、熱值不變，故C錯誤； D．焦炭的熱值是3.0×107J/kg，它表示的意思是1kg的焦炭完全燃燒時放出的熱量是3.0×107J，故D正確。 故選D。 3．（2024·甘肅武威·二模）關于燃料的熱值，以下說法中正確的是（　?。?A．燃料燃燒時，質量越大，熱值越大 B．燃料不完全燃燒時的熱值比完全燃燒時的熱值小 C．相同質量的不同燃料，完全燃燒時熱值大的放出的熱量多 D．燃燒1kg某種燃料放出的熱量叫這種燃料的熱值 【答案】C 【詳解】A．熱值與質量無關，只與燃料種類有關，故A錯誤； B．燃料的熱值與燃料的種類有關系，與燃料的質量，燃燒狀況無關，是否完全燃燒無關，故B錯誤； C．由可知，相同質量的不同燃料，完全燃燒時熱值大的放出的熱量多，故C正確； D．燃燒1千克某種燃料放出的熱量叫這種燃料的熱值，必須是完全燃燒放出的熱量，才是燃料的熱值，故D錯誤。 故選C。 題型二：熱值的公式與計算 4．（2024·湖南常德·一模）學習熱學知識后，兩位同學設計了一個測定天然氣熱值的實驗，取0.5kg水放入鍋中，用溫度計測得水的初始溫度為20℃，天然氣表的初始示數為12.560m3，然后用天然氣灶給水加熱，當溫度計的示數為80℃時，天然氣表的示數為12.564m3，以下說法正確的是（　?。?A．水吸收的熱量為1.68×103J B．若水吸收的熱量等于天然氣完全燃燒放出的熱量，天然氣的熱值為4.2×103J/m3 C．利用該方法測得的天然氣的熱值偏大 D．為了減小測量誤差，鍋的質量不宜太大 【答案】D 【詳解】A．已知水的 水吸收的熱量 故A錯誤； B．消耗液化氣的體積 液化氣完全燃燒放出的熱量 熱值 故B錯誤； C．因為在公式中，是天然氣完全燃燒所放出的熱量，而天然氣完全燃燒放出的熱量并沒有全部被水吸收，所以利用該方法測得的天然氣的熱值偏小，故C錯誤； D．若鍋的質量太大，會吸收更多的熱量，導致實驗測量誤差加大，故D正確。 故選D。 5．（23-24九年級上·四川成都·期中）小帆在老師指導下，用如下圖1所示的同一個實驗裝置分別加熱100g的甲、乙兩種液體（其中一種是水），用測得的數據繪制了溫度隨時間變化圖像（圖2），乙從加熱至沸騰剛好消耗了4g酒精（）。若單位時間內甲吸收的熱量與乙吸收的熱量相等，，則下列說法中正確的是（　?。? A． B．乙液體是水 C．0~8min乙吸收的熱量為 D．該酒精燈的加熱效率為35% 【答案】D 【詳解】BC．由圖2可知，加熱相同的時間，甲和乙吸收的熱量相同，甲溫度變化的少，因此甲是水，甲在0~8min內吸收的熱量為 故BC錯誤； A．因加熱裝置相同，因此0~8min內甲和乙吸收的熱量相同，乙吸收的熱量為。則0~4min內乙吸收的熱量為 由圖2可知，0~4min內乙溫度升高了 由可知，乙的比熱容 故A錯誤； D．乙加熱至沸騰使用了10min，則10min內乙吸收的熱量 乙從加熱至沸騰剛好消耗了4g酒精，則酒精燃燒釋放的熱量為 該酒精燈的加熱效率為 故D正確。 故選D。 6．（23-24九年級上·湖北恩施·期中）太陽能熱水器水箱內水深0.5m，水的質量為200kg。在陽光照射下，水溫從20℃上升到35℃。則水吸收的熱量相當于完全燃燒（　　）千克煤所放出的熱量（q煤=3×107J/kg）。 A．4.2×10-2kg B．4.2×10-1kg C．4.2kg D．42kg 【答案】B 【詳解】煤的質量 故選B。 題型三：熱機能量走向示意圖 7．（23-24九年級上·廣西南寧·期末）如圖，甲是四沖程汽油機某沖程的示意圖，乙是其能量流向圖。下列說法正確的是（　?。? A．圖甲是吸氣沖程的示意圖 B．圖甲沖程使汽車獲得動力 C．水箱散熱導致的能量損失最多 D．設法利用廢氣的能量可提高燃料利用率 【答案】D 【詳解】A．由圖可知，進氣門關閉，排氣門關閉，活塞向上運動，為壓縮沖程，故A錯誤； B．使汽車獲得動力的沖程是做功沖程，圖甲是壓縮沖程，機械能轉化為內能，故B錯誤； C．由圖乙可知，水箱散熱耗能30%，廢棄帶走熱量36%，所以廢氣帶走的能量損失最多，故C錯誤； D．因為廢氣帶走的能量最多，所以設法利用廢氣的能量，是提高燃料利用率的重要措施，故D正確。 故選D。 8．（23-24九年級上·福建寧德·期中）如圖所示，是汽油機的能量流向圖，對照此圖，下列說法正確的是（　?。? A．廢氣的排放所占的比例最小 B．減少廢氣能量損失是提高熱機效率的有效手段 C．汽油機工作時燃燒汽油越多，汽油的熱值越大 D．汽油機的能量利用率可達100% 【答案】B 【詳解】AB．由圖示知，廢氣帶走了大部分的能量，所以減少該部分的能量損失是提高熱機效率的有效手段，故A錯誤，B正確； C．熱值是燃料的一種特性，它代表燃料性能的優(yōu)劣，熱值的大小與燃料的種類有關，與燃燒程度、質量的多少以及是否燃燒等均無關，故C錯誤； D．由于在汽油機的工作過程中，總是會存在能量損失，即有用能量總是小于燃料放出的總能量，所以汽油機的效率不可能達到100%，故D錯誤。 故選B。 9．（23-24九年級上·山東聊城·階段練習）汽車是現代生活中最常見的一種交通工具，如圖甲、乙分別是某汽油機的某沖程及能量流向圖。下列有關說法正確的是（　?。? A．甲圖是做功沖程，氣缸內的氣體對活塞做功，氣體的內能減小 B．由乙圖可知該汽油機的效率是28% C．汽車尾氣中的“汽油味”越濃燃料燃燒得越不充分，這會降低燃料的熱值 D．為節(jié)能冬天汽車都會利用尾氣中的余熱給車內供暖，該舉措大大據高了燃料的熱值 【答案】B 【詳解】A．甲圖兩氣閥關閉，活塞向上運動，是壓縮沖程，活塞對氣缸內的氣體做功，氣體的內能增大，溫度升高，故A錯誤； B．由圖可知該汽油機的效率是 故B正確； C．汽車尾氣中的“汽油味”越濃燃料燃燒得越不充分，而熱值是燃料的一種特性，與燃料燃燒充分與否無關，所以不會降低熱值，故C錯誤； D．為了節(jié)能，冬天汽車都會利用尾氣中的余熱給車內供暖，會提高熱效率，但熱值是燃料的一種特性，此過程中燃料的熱值不變，故D錯誤。 故選B。 題型四：能量的轉化與守恒 10．（24-25九年級上·全國·單元測試）配套千萬千瓦級風、光電基地，河北豐寧抽水蓄能電站將低谷過剩電能轉換為高峰電能，被譽為世界最大的“超級充電寶”。抽水蓄能電站在用電低谷時，用過剩電力抽水儲存，在用電高峰時放水發(fā)電。如圖所示，當風、光發(fā)電盤大用不完時，電站從下水庫向上水庫抽水蓄能（a）；當風、光發(fā)電量不足時，電站則向下水庫放水發(fā)電（b）。下列說法中錯誤的是（　　） A．光伏發(fā)電是將光能轉化為化學能 B．風力發(fā)電是將風能轉化為電能 C．電機抽水是將電能轉化為機械能 D．放水發(fā)電是將水能轉化為電能 【答案】A 【詳解】A．光伏發(fā)電是將光能轉化為電能，故A錯誤，符合題意﹔ B．風力發(fā)電是將風能（風的機械能）轉化為電能，故B正確，不符合題意； C．電機抽水是將電能轉化為水的機械能，故C正確，不符合題意； D．放水發(fā)電是將水能（水的機械能）轉化為電能，故D正確，不符合題意。 故選A。 11．（23-24九年級上·遼寧葫蘆島·期末）下列能量轉化或轉移的情景中，屬于能量轉移的是（　?。?A．冬天人們在室外曬太陽，感覺暖和 B．植物吸收太陽光進行光合作用 C．摩擦生熱 D．水電站里水輪機帶動發(fā)電機發(fā)電 【答案】A 【詳解】A．曬太陽，人們吸收太陽光，太能的能量轉移到人身上，人的內能增大，感覺暖和，故A符合題意； B．植物吸收太陽光進行光合作用，是太能能轉化為化學能，故B不符合題意； C．摩擦生熱，是機械能轉化為內能，故C不符合題意； D．水電站里水輪機帶動發(fā)電機發(fā)電，將機械能轉化為電能，故D不符合題意。 故選A。 12．（23-24九年級上·四川廣安·期末）下列關于能量的轉化和守恒的說法中，正確的是（　?。?A．酒精燃燒時發(fā)熱，將內能轉化為化學能 B．單缸四沖程汽油機的做功沖程中，將內能轉化為機械能 C．綠色植物的光合作用將化學能轉化為光能 D．隨著科學技術的不斷進步，永動機是可以制造出來的 【答案】B 【詳解】A．酒精在燃燒的過程中，將化學能轉化為內能，故A錯誤； B．汽油機做功沖程中，將燃料燃燒產生的內能轉化為機械能，故B正確； C．綠色植物的光合作用制造有機物，將光能轉化為化學能，故C錯誤； D．永動機是不消耗能量而能永遠對外做功的機器，根據能量守恒定律表明，永動機是不可能制成的，故D錯誤。 故選B。 題型五：提高熱機效率的辦法 13．（23-24九年級上·廣西賀州·期中）為節(jié)約能源，需提高熱機的效率，下列措施中不能提高熱機效率的是（??） A．盡量增加熱機的工作時間 B．盡量減少熱機部件間的摩擦 C．盡量使燃料充分燃燒 D．盡量減少廢氣帶走的熱量 【答案】A 【詳解】熱機效率是指熱機有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比，所以減少熱量的損失可以提高熱機的效率，則使燃料充分燃燒、減少廢氣帶走的熱量、減少熱機部件間的摩擦都可以減少熱量的損失，提高效率；增加熱機的工作時間，并不能減少熱量的損失，所以不能提高熱機的效率，故A符合題意，BCD不符合題意。 故選A。 【點睛】此題通過考查影響熱機效率的幾個因素，考查了學生對熱機效率的理解。要知道要想提高熱機的效率，就要減少熱量的損失 14．（23-24九年級上·山東濟南·期末）現在越來越多的家庭開始選購純電動汽車，和傳統(tǒng)燃油汽車相比，下面幾個方面的差異不利于提升電動汽車的整車效率的是（　?。?A．電動汽車缺少燃料燃燒的環(huán)節(jié) B．電動汽車不排放任何尾氣 C．電動汽車缺少活塞在汽缸中往復運動的過程 D．電動汽車的蓄電池組比普通燃油汽車的蓄電池要重很多 【答案】D 【詳解】A．傳統(tǒng)燃油汽車燃料燃燒存在燃燒不充分的情況，使得效率降低，故A不符合題意； B．傳統(tǒng)燃油汽車排放的尾氣攜帶有很多熱量，使得效率降低，故B不符合題意； C．傳統(tǒng)燃油汽車活塞在汽缸中往復運動的過程中要克服摩擦，這使得額外功進一步增多，故C不符合題意； D．電動汽車的蓄電池組比普通燃油汽車的蓄電池要重很多，這使得電動汽車的額外功增多，效率變低，不利于提升電動汽車的整車效率，故D符合題意。 故選D。 15．（23-24九年級上·山東臨沂·期末）關于熱機效率的說法中，正確的是（　?。?A．熱機所用燃料的熱值越大，效率越高 B．熱機功率越大，熱機效率越高 C．不斷創(chuàng)新和改進熱機結構，可以提高熱機效率，使熱機效率等于1 D．蒸汽機、汽油機和柴油機的熱機效率分別是、、，則有 【答案】D 【詳解】A．用熱值大的燃料完全燃燒相同質量可以放出更多的熱量，但用來做有用功的能量不一定多，用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產生的能量的比值不一定大，熱機效率不一定高，故A錯誤； B．有用功占燃料完全燃燒放出熱量的比例越大，熱機的效率越高；功率是指做功的快慢，二者沒有必然聯(lián)系，故B錯誤； C．不斷創(chuàng)新和改進熱機結構，可以提高熱機效率，但使用熱機時有能量散失，熱機效率始終小于1，故C錯誤； D．汽油機和柴油機是內燃機，由熱機的特點可知，汽油機的效率低于柴油機的效率；而蒸汽機的燃料是在機器的外部燃燒，熱損失最多，效率最低，故 D正確。 故選D。 題型六：探究燃料熱值的實驗 16．（24-25九年級上·廣西南寧）小明利用三套完全相同的裝置完成如圖1所示的實驗，液體1和2的質量相同。燃料A和B的質量也相同。三組實驗均至燃料燃盡時的液體溫度變化如圖3所示。 (1)安裝實驗裝置時，應按照 （填“由下而上”或“由上而下”）的順序； (2)實驗前所測液體的初溫均如圖2所示，溫度計的示數為 ℃； (3)比較不同物質的比熱容，應選擇圖1中的 兩組實驗； (4)比較不同燃料的熱值，應選擇圖1中的 兩組實驗；分析圖3可知：冬天在自制暖手袋時，應選液體 （選填“1”或“2”）作為供暖物質；不計熱量損失，燃料A和B的熱值之比為 ； (5)另一組同學用同樣的裝置進行實驗，在實驗中兩種燃料完全燃燒完之前都使得水沸騰了。為避免這種情況的出現，請對該組提出一條改進建議： 。 【答案】(1)由下而上 (2)24 (3)甲、丙 (4) 乙、丙 1 (5)增加水的質量 【詳解】（1）使用酒精燈加熱時，要用外焰加熱，所以要根據酒精燈火焰的高度確定燒杯的高度，故組裝裝置時，要按照自下而上的順序。 （2）圖中溫度計的分度值為1℃ ，示數為24℃。 （3）比較不同物質的比熱容時，要選擇相同的燃料，不同的液體，所以應選擇甲、丙兩組實驗進行探究。 （4）[1]比較不同燃料的熱值時 ，應選擇不同的燃料、相同的液體，所以應選擇乙、丙兩組實驗進行探究。 [2]由圖可知，吸收相同的熱量，甲溫度升高的更少，說明液體1的比熱容更大，所以應選擇液體1作為自制暖手袋中的供暖物質。 [3]由圖可知，燃料完全燃燒后乙溫度變化量為 丙溫度變化量為 由可知，乙和丙吸收熱量之比為 由上述分析可知，乙圖是燃料B，丙圖是燃料A，不計熱量損失，則燃料A和B放出熱量之比為，由可知，熱值之比為。 （5）為了防止在實驗過程中水 沸騰的情況出現，可以增大水的質量，由可知，吸收相同的熱量，水的質量越大，溫度變化量就越小。 17．（24-25九年級上·黑龍江哈爾濱·開學考試）為了比較不同燃料的熱值，陸久帥同學設計了如下實驗方案。用天平量取相同質量的酒精和碎紙片，組裝了如圖所示的裝置進行實驗，請幫助小董完成以下環(huán)節(jié)： (1)實驗中選擇用水吸熱升溫來反映燃料燃燒放出熱量的多少，裝置中兩燒杯中水的質量需要 （選填“相同”或“不同”）； (2)在組裝實驗裝置時應按照 （選填“先下后上”或“先上后下”）的順序； (3)當兩種燃料均燃盡后，發(fā)現甲裝置中溫度計示數上升較多，可知道 的熱值更大； (4)陸久帥同學測出了水的質量，結合公式計算出水在這個過程中吸收的熱量，然后利用公式，計算得出酒精的熱值，請分析陸久帥同學測得的酒精熱值的數值 （選填“準確”或“偏小”或“偏大”）。請你說明原因： 。 【答案】(1)相同 (2)先下后上 (3)酒精 (4) 偏小 見解析 【詳解】（1）比較不同燃料燃燒時放出的熱量，實驗中控制酒精與碎紙片質量相等，燒杯中水的質量與初溫相等。 （2）實驗中為了使燃料燃燒時外焰加熱，按照先下后上的順序。 （3）當兩種燃料均燃盡后，甲裝置中溫度計示數上升較多，說明酒精放出的熱量較多，在燃料的質量相同的情況下，根據Q=mq可知，酒精的熱值大。 （4）[1][2]由于給水加熱時有熱損失，因此根據公式計算出水吸收的熱量要比燃料完全燃燒放出的熱量小，利用這個熱量計算出燃料的熱值，要比課本中給出的燃料熱值偏小。 18．（2024·江蘇揚州·二模）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）在組裝裝置時，按 的順序組裝； （2）比較不同燃料的熱值，選擇 兩圖進行實驗；觀察 比較兩種燃料的熱值大??； （3）比較不同物質的比熱容，選用如圖合適裝置加熱相同一段時間后，繪制出“溫度-時間”圖像（圖?。⒂蓤D像可看出液體a的比熱容 （大于/小于/等于）液體b的比熱容，因此，冬天在自制暖手袋時，應選液體 （a/b）作為供暖物質，效果更佳； （4）通過進一步學習可知水的吸熱能力較強，下列屬于水的這種特性的應用的是 ； A．夏天給教室灑水，感覺涼????B．用鹽水腌蛋，一段時間后蛋會變咸 C．用水冷卻汽車的發(fā)動機????D．冰熔化成水需要吸收熱量 【答案】 自下而上 甲、乙 溫度計升高的示數 小于 b C 【詳解】（1）[1]實驗中要用火焰的外焰加熱，在組裝如圖所示的裝置時，應按自下而上的順序組裝。 （2）[2]要比較不同燃料的熱值，根據控制變量法，應控制被加熱液體的種類相同而燃料不同，故應選擇甲、乙兩圖進行實驗。 [3]根據轉換法，同時點燃燃料后，需等待燃料燃盡后然后通過觀察比較燒杯內液體升高的溫度（溫度計升高的示數）來比較兩種燃料熱值大小。 （3）[4]根據繪制出溫度-時間圖像（如圖?。?，升高相同的溫度，b加熱時間長，根據比較吸熱能力的方法，液體a的比熱容小于液體b的比熱容。 [5]根據Q=cmΔt可知，相同質量的a、b兩種液體降低相同的溫度時，b放熱多，故應選b液體作為供暖物質，效果更佳。 （4）[6]水的吸熱能力較強，則水的比熱容較大。 A．夏天給教室灑水，感覺涼，是利用水蒸發(fā)吸熱，具有致冷作用，故A不符合題意； B．用鹽水腌蛋，一段時間后蛋會變咸，是分子無規(guī)則運動的結果，故B不符合題意； C．用水冷卻汽車的發(fā)動機，是利用水的比熱大的特點，故C符合題意； D．冰熔化成水需要吸收熱量，是指熔化過程需要吸熱，故D不符合題意。 故選C。 題型七：熱機效率的計算 19．（23-24九年級上·安徽滁州·階段練習）氫發(fā)動機是用氣態(tài)氫作為燃料，代替?zhèn)鹘y(tǒng)以汽油、柴油為燃料的內燃機，氫氣燃燒的生成物為水。如圖所示，這是氫發(fā)動機汽車，它的四沖程內燃機轉速為1200r/min。該車在平直路面上以36km/h的速度勻速行駛，所受的阻力為800N，行駛5min消耗氫氣0.15m3。（q氫氣=4×107J/m3）下列說法正確的是（　?。? A．氫氣燃燒的生成物為水，所以氫發(fā)動機的效率可達100% B．該汽車氫發(fā)動機1s對外做功20次 C．該過程汽車牽引力做功的功率為8000W D．該氫發(fā)動機汽車的熱機效率為80% 【答案】C 【詳解】A．由于存在能量的損失，所有的機器效率都會小于100%，所以氫發(fā)動機的效率不可能達到100%，故A錯誤； B．四沖程內燃機轉速為1200r/min，合20r/s，即內燃機飛輪每秒轉20圈，由于發(fā)動機一個工作循環(huán)完成4個沖程，飛輪和曲軸轉2圈，對外做功1次，所以該汽車氫發(fā)動機1s對外做功10次，故B錯誤； C．汽車勻速行駛時，汽車的牽引力與受到的阻力是一對平衡力，根據二力平衡條件可知，汽車的牽引力 F=f=800N 汽車的速度 v=36km/h=10m/s 則該過程汽車牽引力做功的功率 故C正確； D．消耗的氫氣完全燃燒放出的熱量 Q放=Vq氫氣=0.15m3×4×107J/m3=6×106J 汽車所做的有用功 W=Pt=8000W×5×60s=2.4×106J 發(fā)動機的熱機效率 故D錯誤。 故選C。 20．（23-24九年級下·內蒙古巴彥淖爾·開學考試）小明學習了有關熱學的知識后，知道了水的比熱容是，他想估算一下自己家每天燒水做飯需要的熱量，于是他仔細記錄了家里每天燒水、做飯、炒菜需要的時間，并把它折算成燒水時間，相當于是每天將30kg、20℃的水燒開。 （1）小明家每天燒水、做飯需要多少熱量？ （2）如果普通煤的熱值為，從理論上講小明家每天燒水、做飯需要多少千克的煤？ （3）小明家實際平均每天要燒4塊蜂窩煤，按每塊蜂窩煤含0.5kg煤來算，他家實際用煤2kg。請你計算出小明家煤爐的效率。 【答案】（1）；（2）；（3） 【詳解】解：（1）小明家每天燒水、做飯需要熱量為 （2）依題意可知，小明家每天燒水、做飯需要煤的質量為 （3）實際用煤2kg完全燃燒放出的熱量為 則小明家煤爐的效率為 答：（1）小明家每天燒水、做飯需要熱量為； （2）如果普通煤的熱值為，從理論上講小明家每天燒水、做飯需要煤； （3）小明家煤爐的效率為。 21．（24-25九年級上·黑龍江哈爾濱·開學考試）小強對家中太陽能熱水器的加熱性能進行研究，他用“溫度傳感器”測得裝滿水的水箱中水的溫度為20℃，該地區(qū)太陽輻射到地面每平方米的面積上的功率為P=2.0×103W，該太陽能熱水器的集熱面積為S=2.5m2，太陽光持續(xù)照射集熱面4000秒后，“溫度傳感器”顯示水箱中的水溫為40℃，已知水箱容積是100L。求： (1)該過程中水吸收的熱量；[] (2)若用液化氣灶加熱使水吸收同樣的熱量，需要完全燃燒多少m3液化氣？[液化氣的熱值為q=5×107J/m3 (3)此太陽能熱水器在這個過程中的光熱轉化效率η（即將太陽能的轉化為水的內能的效率）是多少？ 【答案】(1) (2)0.168m3 (3)42% 【詳解】（1）水的質量為 水吸收的熱量為 （2）根據題意可知 則需要完全燃燒液化氣的體積為 （3）太陽光持續(xù)照射集熱面4000秒后獲得的能量為 太陽能熱水器在這個過程中的光熱轉化效率 【高分演練】 一、單選題 22．（23-24九年級上·山東德州）汽車發(fā)動機之一是汽油機，汽油的熱值為4.6×107J/kg，王同學閱讀了某汽車發(fā)動機的說明書后，將內燃機的能量流向制成如圖所示，下列回答正確的是（　　） A．該內燃機的效率為70% B．1kg的汽油燃燒一定能夠釋放4.6×107J的能量 C．利用廢氣的能量及減小摩擦是提高熱機效率的有效途徑 D．汽油機壓縮沖程把燃料燃燒產生的內能轉化為機械能 【答案】C 【詳解】A．由圖可知，有用功的效率 故A錯誤； B．1kg的汽油燃燒若不能完全燃燒，則放出的熱量小于4.6×107J，故B錯誤； C．利用廢氣的能量及減小摩擦，可以提高有用功，，增加熱機的效率，故C正確； D．壓縮沖程中，壓縮汽油和空氣的混合物，將機械能轉化為內能，故D錯誤。 故選C。 23．（2024·陜西·中考真題）渦軸9“玉龍”是我國完全自主研發(fā)的航空渦軸發(fā)動機，其大致工作過程是：空氣通過進氣道進入壓氣機，被壓氣機壓縮后進入燃燒室與燃料混合，燃料在燃燒室燃燒后，產生的高溫高壓氣體推動渦輪轉動，從而輸出動力。該發(fā)動機工作過程中的相關說法正確的是（　?。?A．燃燒室中燃料燃燒越充分，發(fā)動機效率越高 B．燃料和壓縮空氣混合后，燃料的熱值增大 C．壓氣機壓縮空氣，空氣的內能減小 D．高溫高壓氣體推動渦輪轉動時，將機械能轉化為內能 【答案】A 【詳解】A．使燃料燃燒越充分，可以增大有效利用的能量，提高熱機的效率，故A正確； B．熱值是燃料的一種特性，大小取決于燃料的種類，與其它因素無關，燃料和壓縮空氣混合后，燃料的熱值不變，故B錯誤； C．壓氣機壓縮空氣，壓氣機對空氣做功，空氣的內能增大，故C錯誤； D．高溫高壓氣體推動渦輪轉動時，消耗內能，將內能轉化為機械能，故D錯誤。 故選Ａ。 24．（2024·青?！ぶ锌颊骖}）與固體燃料相比，液體燃料火箭無需人工雕刻火藥。甲烷是天然氣的主要成分。液態(tài)甲烷作為火箭發(fā)射的燃料之一，其密度約為0.42×103kg/m3，熱值為5.0×107J/kg。酒精的密度為0.8×103kg/m3，熱值為3.0×107J/kg，下列關于液態(tài)甲烷和酒精的敘述正確的是（　?。?A．酒精的密度比液態(tài)甲烷的密度小 B．液態(tài)甲烷燃燒時，內能轉化為化學能 C．相同體積的液態(tài)甲烷和酒精，液態(tài)甲烷的質量更大 D．10kg的液態(tài)甲烷完全燃燒，放出的熱量為5.0×108J 【答案】D 【詳解】A．液態(tài)甲烷密度約為0.42×103kg/m3，酒精的密度為0.8×103kg/m3，酒精的密度比液態(tài)甲烷的密度大，故A錯誤； B．液態(tài)甲烷燃燒時，化學能轉化為內能，故B錯誤； C．酒精的密度比液態(tài)甲烷的密度大，根據，相同體積的液態(tài)甲烷和酒精，液態(tài)甲烷的質量較小，故C錯誤； D．10kg的液態(tài)甲烷完全燃燒，放出的熱量為 故D正確。 故選D。 25．（2024·廣西賀州·三模）以下四幅圖中，關于能量轉化說法正確的是（　?。? A．圖甲所示，過山車向下運動時，是動能轉化為重力勢能 B．圖乙所示，水電站將水的電能轉化為機械能 C．圖丙所示，自行車運動員奮力蹬車時，人體內的一部分化學能轉化為機械能 D．圖丁所示，汽車在剎車過程中，剎車片會發(fā)熱，將內能轉化為機械能 【答案】C 【詳解】A．圖甲所示，過山車向下運動時高度減小，速度增大，是重力勢能轉化為動能，故A錯誤； B．圖乙所示，水力發(fā)電，將機械能轉化為電能，故B錯誤； C．圖丙所示，自行車運動員奮力蹬車時，人體內的一部分化學能轉化為機械能，故C正確； D．圖丁所示，汽車在剎車過程中，剎車片會發(fā)熱，是通過摩擦做功將機械能轉化為內能，故D錯誤。 故選C。 26．（23-24九年級下·湖南長沙·期中）下列關于“熱機”說法中，正確的是（　?。?A．汽車的發(fā)動機用水做冷卻劑，主要是因為水的沸點高 B．汽油機工作時如果汽油沒有完全燃燒，則汽油的熱值會減小 C．發(fā)射火箭時利用液態(tài)氫做燃料，主要是因為液態(tài)氫的熱值大 D．發(fā)射出的火箭在加速上升的過程中，化學能直接轉化為機械能 【答案】C 【詳解】A．汽車的發(fā)動機用水做冷卻劑，主要是因為水的比熱容大，與其他物質質量相同時，吸收相同熱量，升高溫度較少，故A錯誤； B．熱值是燃料的一種特性，汽油機工作時如果汽油沒有完全燃燒，則汽油的熱值不會改變，故B錯誤； C．發(fā)射火箭時利用液態(tài)氫做燃料，主要是因為液態(tài)氫的熱值大，燃燒質量相同時，釋放熱量較大，故C正確； D．發(fā)射出的火箭在加速上升的過程中，化學能轉化為內能，再將內能轉化為機械能，故D錯誤。 故選C。 27．（2024·四川廣安·中考真題）內燃機的發(fā)明是第二次工業(yè)革命中應用技術領域的一項重大成就。如圖所示為單缸四沖程汽油機的一個沖程示意圖，若該汽油機的效率為30%，飛輪每分鐘轉動1800圈（），則下列說法正確的是（　　） A．圖中所示沖程是做功沖程 B．若該汽油機完全燃燒5kg汽油，則汽油機做的有用功為 C．該汽油機在1s內做功30次 D．汽油機消耗的燃料越少，效率一定越高 【答案】B 【詳解】A．圖中所示沖程兩氣閥關閉，活塞向上運動，是壓縮沖程，故A錯誤； B．若該汽油機完全燃燒5kg汽油，則汽油機做的有用功為 故B正確； C．飛輪每分鐘轉動1800圈，則每秒轉動30圈，該汽油機飛輪轉動2圈對外做功一次，則在1s內做功15次，故C錯誤； D．由得，汽油機消耗的燃料越少，完全燃燒釋放的熱量越少，做的有用功不知，無法比較效率高低，故D錯誤。 故選B。 28．（2024·廣東廣州·二模）某臺熱機的工作效率為30%，可能符合其能量流向的選項是（　?。?A． B． C． D． 【答案】D 【詳解】A．輸入內能1000J，輸出內能不可能還是1000J，故A不符合題意； B．熱機是將內能轉化為機械能的機器，輸入的是內能，不是電能，故B不符合題意； C．熱機的工作效率為 故C不符合題意； D．熱機的工作效率為 故D符合題意。 故選D。 29．（23-24九年級上·河北邯鄲·期中）下列有關熱機效率、燃料熱值、物體內能、比熱容的說法中，正確的是（??） A．熱機所用燃料的熱值越大，效率越高 B．質量相同的不同物質，當吸收或放出同樣熱量時，比熱容大的物質溫度變化較大 C．汽油的熱值大于柴油的熱值，所以汽油燃燒放出的熱量多 D．熱機所用燃料的化學能轉化成的內能越多，效率不一定越高 【答案】D 【詳解】A．用熱值大的燃料，燃燒相同燃料可以放出更多的熱量，但用來做有用功的能量不一定多，用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產生的能量的比值不一定大，熱機效率不一定得到提高，故A錯誤； B．質量相同的不同物質，當吸收或放出同樣熱量時，由可知，比熱容大的物質，溫度變化小，故B錯誤； C．由可知，燃料燃燒發(fā)出熱量的多少與燃料的質量、熱值有關，由于不知道汽油和柴油的質量關系，雖然汽油的熱值大于柴油的熱值，但是無法確定汽油燃燒發(fā)出的熱量是否比柴油多，故C錯誤； D．熱機效率是指熱機用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出能量的比值，熱機所用燃料的化學能轉化成的內能多，但是轉化的有用功不一定多，所以效率不一定高，故D正確。 故選D。 30．（23-24九年級上·陜西渭南·階段練習）北京時間2023年10月26日11時14分，搭載神舟十七號載人飛船的長征二號F遙十七運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射，如圖所示。下列有關說法正確的是（　?。? A．火箭使用的液態(tài)氫燃料在燃燒過程中熱值大小不變 B．火箭加速升空過程中，火箭的機械能轉化為燃料燃燒的內能 C．隨著科技的發(fā)展，火箭發(fā)動機的熱機效率可達100% D．火箭飛入太空后，太空溫度很低，火箭的內能可能為零 【答案】A 【詳解】A．燃料的熱值是燃料的特性，與燃料的質量和燃燒程度無關，所以液態(tài)氫燃燒的過程中，其熱值保持不變，故A正確； B．火箭升空的過程中，燃料燃燒釋放出的內能轉化為機械能，故B錯誤； C．發(fā)動機在工作時避免不了熱量損失、機械損失，故火箭發(fā)動機的熱機效率不可能達到100%，故C錯誤； D．一切物體在任何狀態(tài)下都有內能，太空雖然溫度很低，但是火箭的內能不為零，故D錯誤。 故選A。 31．（23-24九年級下·山東臨沂·期中）在交通運輸中，常用“客運效率”來反映交通工具的某項效能，“客運效率”表示每消耗單位能量對應的載客數和運送路程的乘積，即客運效率= ，一個人騎電動自行車，在1.5h內行駛了30 km。其電動自行車的銘牌如下： 一輛載有4人的普通轎車，車的油耗為10L/100km，則電動自行車與這輛轎車的客運效率之比約為（　?。?。（汽油的燃燒值為4.6×107J/kg，汽油的密度為0.72 ×103kg/m3，汽車發(fā)動機的效率約為30%） A．250：1 B．75：1 C．8：1 D．25：1 【答案】D 【詳解】①電動車行駛30千米的客運效率，已知U=36V，I=5A t=1.5h=5400s 則電動車消耗的行駛30千米消耗的能量 W1=UIt=36V×5A×5400s=9.72×105J 電動車的客運效率 ②轎車行駛100千米的客運效率，已知q=4.6×107J/Kg，ρ=0.72×103kg/m3 V=10L=1×10?2m3 轎車行駛100千米所消耗的汽油質量 m=ρV=0.72×103kg/m3×1×10?2m3=7.2kg 轎車行駛100千米所消耗能量 Q=mq=7.2kg×4.6×107J/Kg=3.312×108J 轎車的客運效率 兩者的客運效率之比 故選D。 二、填空題 32．（24-25九年級上·全國·課后作業(yè)）核能作為一種新型能源正在逐步被人們開發(fā)和利用，它屬于 （選填“一次”或“二次”）能源。核電站的核心設備是核反應堆，核反應堆利用的是核材料發(fā)生 （選填“核裂變”或“核聚變”）提供能量，如圖是核電站的工作流程，其能量轉換過程：核能→內能→ →電能。 【答案】 一次 核裂變 機械能 【詳解】[1]核能可以直接從自然界獲取，它屬于一次能源。 [2]核反應堆利用不帶電的中子轟擊鈾核，發(fā)生可控核裂變產生核能的。 [3]核電站發(fā)電過程中，先是將核裂變產生的核能轉化為內能，內能對外做功，轉化為機械能，然后機械能再通過發(fā)電機轉化為電能。 33．（25-26九年級上·福建莆田·開學考試）一臺單缸四沖程汽油機，轉速是，該汽油機每秒鐘完成 次做功。已知汽油的熱值為，汽油完全燃燒時釋放的熱量為 J。設計時，汽缸外有一個水套用水來冷卻汽缸是因為水的 較大。 【答案】 30 比熱容 【詳解】[1]汽油機的轉速為 汽油機一個工作循環(huán)需要完成4個沖程，飛輪轉動2周，對外做功1次，故汽油機每秒鐘做功次數為30次。 [2]2kg汽油完全燃燒時釋放的熱量為 [3]設計時，汽缸外有一個水套，用水來冷卻汽缸是因為水的比熱容較大，在與同條件的其它物質相比，升高相同的溫度時，水吸收的熱量更多。 34．（24-25九年級上·黑龍江哈爾濱·開學考試）為落實全面推進“鄉(xiāng)村振興”戰(zhàn)略，加快農業(yè)農村綠色發(fā)展，我國不少農村改用清潔的天然氣煮飯。小明利用家中的天然氣灶加熱質量為3kg、初溫為20℃的水，此過程消耗的天然氣為，則加熱過程中天然氣完全燃燒釋放的熱量為 J；若此次加熱的熱效率為60%，水最終被加熱到 ℃。[，] 【答案】 【詳解】[1]天然氣完全燃燒釋放的熱量為 [2]若此次加熱的熱效率為60%，則水吸收的熱量為 水升高的溫度為 所以水最終被加熱到 35．（2024·湖南長沙·二模）氫能源作為新型能源，其熱值大，有著巨大的開發(fā)使用潛力。1kg氫能源完全燃燒放出的熱量為 J。若有21%的熱量被水吸收，可以使 kg的水從20℃升高到70℃。（液氫的熱值q液氫＝1.4×108J/kg，水的比熱容） 【答案】 1.4×108 140 【詳解】[1]1kg氫能源完全燃燒放出的熱量為 Q=mq液氫＝1kg×1.4×108J/kg=1.4×108J [2]水吸收的熱量為 水的質量為 36．（2024·四川綿陽·模擬預測）吃早飯的時候，媽媽用熱水給小雪加熱250g的袋裝牛奶，為了使這袋牛奶的溫度由12℃升高到42℃，媽媽用60℃的熱水給牛奶加熱，則加熱過程中，牛奶吸收了 J熱量；若熱水放出熱量的40%被牛奶吸收，則媽媽至少要用熱水 kg（結果保留小數點后兩位）。[水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），該牛奶的比熱容為2.5×103J/（kg?℃）] 【答案】 1.875×104 0.62 【詳解】[1]牛奶升溫時吸收的熱量 [2]熱水由60℃降低到42℃放出的熱量，由得，水放出的熱量為 根據得，熱水的質量為 三、實驗題 37．（23-24九年級上·四川眉山·期中）物理興趣小組小軍同學學習了燃料的熱值后，自己設計了一個實驗來探究酒精和碎紙片的熱值大小關系。小軍的實驗步驟如下： ①他準備了如圖1、2所示的兩套完全相同的實驗裝置； ②分別在燃燒皿中放入質量相同的酒精和碎紙片； ③同時點燃酒精和碎紙片對質量和初溫相等的水加熱； ④記錄燃燒相同時間后水升高的溫度Δt。 （1）小軍設計的方案中步驟 （①②③④）存在明顯的缺陷； （2）糾正錯誤后繼續(xù)實驗，從以上步驟中可以看出，該實驗是通過比較 來比較燃料燃燒放出熱量多少，下列實驗中也用到這種實驗方法的是 ； A．看不見的電流相當于水管中的水流，電源相當于抽水機 B．在研究平面鏡成像實驗中，用兩根完全相同的蠟燭，通過其中一根未點燃的蠟燭來代替另一根點燃的蠟燭的像 C．控制物體的質量一定，研究物體的動能與速度的關系 D．通過擴散現象研究分子的熱運動 （3）在圖1中小軍測量水的質量為m1，初溫t1，末溫t2，燃燒酒精的質量為m2，根據水的比熱容計算出酒精的熱值為 （用已知物理量和測量物理量的字母表示，水的比熱容為c水），不計熱量損失； （4）另一組同學計劃用兩種燃料將初溫和質量相同的水加熱至剛好沸騰，他們是通過比較 來反映這兩種燃料熱值的大小關系。 ?? 【答案】 ④ 水升高的溫度 D 比較消耗燃料的質量 【詳解】（1）[1]比較不同燃料的熱值的實驗時，應控制燃料的質量相同；燃料燃燒相同時間，所燃燒的燃料的質量不一定相同，所以步驟④存在明顯的缺陷。 （2）[2][3]燃料燃燒放出熱量的多少是通過加熱相同質量的水，水升高的溫度來呈現，這種方法叫轉換法。 A．看不見的電流相當于水管中的水流，電源相當于抽水機，采用類比法，故A不符合題意； B．在研究平面鏡成像實驗中，用兩根完全相同的蠟燭，通過其中一根未點燃的蠟燭來代替另一根點燃的蠟燭的像，采用了等效替代法，故B不符合題意； C．控制物體的質量一定，研究物體的動能與速度的關系，采用了控制變量法，故C不符合題意； D．通過宏觀的擴散現象來研究微觀的分子的熱運動，采用了轉換法，故D符合題意。 故選D。 （3）[4]水吸收的熱量 Q吸=c水m1(t2-t1) 不計熱量損失，燃燒酒精放出的熱量 Q放=Q吸=c水m1(t2-t1) 酒精的熱值 （4）[5]用兩種燃料將初溫和質量相同的水加熱至剛好沸騰，水吸收的熱量相同，加熱所需燃料的質量越小，燃料的熱值越大，所以可以用比較消耗燃料的質量來反映兩種燃料熱值大小關系。 38．（2024·廣東廣州·一模）初三3班的小莊同學帶領他的實驗小組完成“探究水沸騰實驗”。在實驗過程中，小莊同學和他的組員遇到了幾個實驗問題，請你幫小莊同學解決： ?? （1）小莊在實驗前提醒組員必須關注溫度計的正確放置，請你在圖A中選出正確的溫度計放置的圖片代碼( )； （2）組裝好實驗裝置后，小莊同學變開始點燃酒精燈開始實驗并每隔1min記錄下水的溫度，實驗過程中，細心地小莊發(fā)現組員們正在第2min是溫度沒有記下，他馬上拿出手機拍下了當時的實驗裝置和溫度計的示數如圖B，請你在實驗表格的相應位置補全對應的溫度數據；( ) （3）請你在圖C坐標圖中畫出時間－溫度的圖像 ，從圖像可以看出此時，水的沸點為 。如果只考慮氣壓因素，可以推斷出該地的氣壓 （選填“大于”、“小于”或者“等于”）標準大氣壓； ?? ?? （4）小莊同學在觀察水沸騰時，燒杯口的蓋子會跳動，杯口的位置有少量水滴黏在玻璃上，這是因為水蒸氣的 變成了杯蓋的機械能，該過程與圖D中的熱機的 沖程（填代碼）相似。損失能量的水蒸氣會發(fā)生 （填物態(tài)變化），變成液態(tài)的水； （5）實驗的最后小莊還想測算酒精燈的熱效率，于是他想出了以下的步驟，請你幫小莊完成空白的步驟冰補充適當的物理量字母； ①用電子天平稱量實驗前酒精燈的質量、燒杯中水的質量； ②用溫度計測量實驗前水的溫度，記作； ③加熱一段時間后用溫度計測量水的溫度，記作t； ④ ，計算消耗的酒精質量； 小莊查的實驗用酒精的熱值為q，水的比熱容為c，以上出現的物理量均可看做已知數值，請你利用上述的物理量字母，寫出酒精燈熱效率的表達式 。 【答案】 B 94 ?? 98 小于 內能 甲 液化 用電子天平稱量實驗后酒精燈的質量為 【詳解】（1）[1]溫度計使用時玻璃泡要完全浸沒在被測液體中，玻璃泡不要碰到容器底部和容器壁，故正確的溫度計放置為圖B。 （2）[2]由圖可知，該溫度計一大格為10攝氏度，一小格為1℃，即其分度值為1℃，讀數為94℃。 （3）[3][4][5]根據表格中的數據描點作圖，畫出時間－溫度的圖像，如下圖所示： ?? 由圖像可知，水升溫到98℃后吸熱溫度保持不變，故水的沸點為98℃，小于一個標準大氣壓下水的沸點100℃，故可以推斷出該地的氣壓低于一個標準大氣壓。 （4）[6][7][8]水沸騰時，燒杯口的蓋子會跳動，杯口的位置有少量水滴黏在玻璃上，這是水蒸氣對杯蓋做功，水蒸氣的內能轉化為杯蓋的機械能，該過程的能量轉化與熱機的做功沖程相同，做功沖程兩氣門關閉，火花塞點火，活塞向下移動，由圖D可知，圖甲符合題意，故該過程與圖D中的熱機的甲的沖程相似；損失能量的水蒸氣遇冷變成液態(tài)的水，發(fā)生了液化現象。 （5）[9][10]用電子天平稱量實驗前酒精燈的質量、燒杯中水的質量；用溫度計測量實驗前水的溫度，記作；加熱一段時間后用溫度計測量水的溫度，記作t；用電子天平稱量實驗后酒精燈的質量，記作，計算出消耗的酒精質量 酒精燈熱效率 四、綜合題 39．（24-25九年級上·廣東茂名·開學考試）如圖甲所示，這是我國自主研發(fā)的一款油電混合動力汽車。該混合動力汽車啟動時，內燃機不工作，車內蓄電池輸出能量；當高速行駛或蓄電池存能過低時，內燃機啟動，既可以向車輪輸出能量，同時又可以向蓄電池充電。在某次測試中，司機駕駛該車在平直公路上以50km/h的速度勻速行駛1h。這段時間內燃機消耗燃油10kg，蓄電池儲存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%。該車行駛時所受阻力f和車速v的關系如圖丙所示，該汽車的某些參數如表所示。（燃油熱值） (1)該混合動力汽車的內燃機是一臺四沖程汽油機，圖乙是汽油機的 沖程；汽車行駛一段時間后，油箱中剩余燃油的熱值 （選填“變大”“變小”或“不變”）；若該汽油機的轉速為3000r/min時，其中一個氣缸在1s內做功 次。 (2)駕駛員乘坐汽車時應系好安全帶，這是防止汽車緊急剎車或碰撞時人由于 而被傷害； (3)汽油機使用水做冷卻劑，是因為水的 較大。 (4)在測試過程中，該汽車的能量利用率為 %。 【答案】(1) 做功 不變 25 (2)慣性 (3)比熱容 (4)40 【詳解】（1）[1]圖乙中火花塞點火，活塞向下運動，是汽油機的做功沖程。 [2]熱值是燃料的一種特性，與質量無關，汽車行駛一段時間后，油箱中剩余燃油的熱值不變。 [3]若該汽油機的轉速為 即1s飛輪轉動50圈，飛輪轉動2圈，對外做功1次，則其中一個氣缸在1s內做功25次。 （2）駕駛員乘坐汽車時應系好安全帶，這是防止汽車緊急剎車或碰撞時人由于慣性保持原來的運動狀態(tài)而被傷害。 （3）汽油機使用水做冷卻劑，是因為水的比熱容較大，其他情況相同時，水吸收的熱量較多。 （4）由圖丙得，汽車的速度為50km/h時，阻力為2000N，此時汽車行駛1h，克服阻力做的功為 蓄電池儲存的電能為 消耗的燃油釋放的熱量為 在測試過程中，該汽車的能量利用率為 40．（2024·陜西渭南·二模）汽車已經成為現代生活中不可缺少的一部分，環(huán)保、節(jié)能、安全是汽車研發(fā)和使用時 必須關注的問題。如圖甲所示，小明家新購一輛汽車，其質量為1.2×103kg，靜止在水平路面時，車輪與路面的總接觸面積為200cm2。問：（g取10 N/kg） （1）汽車在高速行駛過程中，汽車對地面的壓力 （選填“大于”“小于”或“等于”） 汽車的重力。通過技術改進，汽車發(fā)動機的效率 （選填“能”或“不能”）達到100%； （2）汽車靜止在水平路面時，對路面的壓強為多少？ （3）最低油耗是指燃燒最少的汽油獲得最大有用功的能量，若該汽車的最低油耗可達0.2 kg/（kW·h）[0.2kg/（kW·h）表示獲得1kW·h的能量需要消耗0.2kg汽油]，則汽車發(fā)動機的效率最高為多少？（計算結果精確至0.1%，汽油的熱值為4.6×107J/kg） （4）小明爸爸在給他講車的性能時，總是說“排量”，卻很少說“功率”，為此他從網上查到了排量的定義：活塞從上止點移動到下止點所通過的“工作容積”稱為氣缸排量，如圖乙所示。若該汽車四缸發(fā)動機的單缸排量為0.5L， 單缸飛輪轉速為40r/s時，做功沖程燃氣對活塞的平均壓強為5×105Pa，此時汽車發(fā)動機單缸的輸出功率為多少？ 【答案】 小于 不能 6×105Pa 39.1% 5×103W 【詳解】（1）[1][2]汽車在高速行駛過程中，上方空氣流速大，壓強小，汽車受到一個向上的升力，所以汽車對地面的壓力小于汽車的重力。通過技術改進，汽車發(fā)動機的效率也不能到達100%，因為額外功不能避免。 （2）[3]汽車靜止時對水平路面的壓力等于車的重力，故壓力為 汽車對水平路面的壓強 （3）[4]汽車消耗0.2kg汽油時，汽油完全燃燒放出熱量 汽車獲得能量 發(fā)動機的效率最高為 （4）[5]由，，得，發(fā)動機單缸做功一次輸出的功為 單缸飛輪轉速為40r/s，則單缸1s內做功20次，做功1次所用時間為0.05s， 則發(fā)動機單缸的輸出功率為 五、計算題 41．（24-25九年級上·福建莆田·階段練習）如圖，小明的新家使用即熱式天然氣熱水器供家里洗刷用水，他想估測家中熱水器的加熱效率。打開熱水器，用溫度計測得熱水器進水管的水溫為，出水管的水溫為，放出的熱水后，從燃氣表中看到天然氣表示數由變?yōu)?。［，］求??? (1)此過程中天然氣完全燃燒放出的熱量； (2)的水吸收的熱量； (3)熱水器的加熱效率。 【答案】(1)2.1×107J (2)8.4×106J (3)40% 【詳解】（1）從燃氣表中看到天然氣表示數由2365.19m3變?yōu)?365.69m3，表示燃燒掉的天然氣的體積為 V=32365.69m3-2365.19m3=0.5m3 0.5m3的天然氣完全燃燒放出的熱量 Q放=Vq=0.5m3×4.2×107J/m3=2.1×107J （2）水吸收的熱量為 （3）熱水器的實際效率為 答：（1）天然氣完全燃燒放出的熱量為2.1×107J； （2）水吸收的熱量為8.4×106J； （3）熱水器的加熱效率為40%。 42．（23-24八年級下·河北張家口·期末）汽車是我們經常使用的代步工具，已知一汽車以10m/s的速度在平直公路上勻速行駛23km，此過程消耗了汽油3kg。 （1）計算完全燃燒3kg汽油，放出的熱量為多少？（） （2）該車在以10m/s的速度勻速行駛時，牽引力的功率為，那么該汽車在這個過程受到的阻力為多少？ （3）該車的汽油機效率為多少？ 【答案】（1）；（2）；（3）20% 【詳解】解：（1）汽油完全燃燒釋放的熱量 （2）由 可求得汽車的牽引力 汽車勻速運動，牽引力與阻力平衡，由平衡條件可知汽車所受阻力 （3）汽車行駛23km做的功 汽油機的效率 答：（1）完全燃燒3kg汽油放出的熱量為 ； （2）該汽車受到的阻力為； （3）該車的汽油機效率為20%。 43．（2024·江蘇常州·中考真題）中國工程師利用焦爐氣中的氫氣與工業(yè)尾氣中的二氧化碳，合成液態(tài)燃料，作為第19屆亞洲運動會主火炬的燃料．工程師在科普館用如圖所示的裝置為同學們演示模擬實驗，測量該燃料的熱值． ①在空酒精燈內加入適量該液態(tài)燃料，得到“燃料燈”； ②在空燒杯內加入1kg水，測得水的初溫為31℃，點燃“燃料燈”開始加熱； ③當水恰好沸騰時，立即熄滅“燃料燈”，測得“燃料燈”消耗燃料30g。 已知實驗時氣壓為1標準大氣壓，，用該裝置加熱水的效率為42%．求： （1）此過程中，燒杯內水吸收的熱量； （2）該液態(tài)燃料的熱值。 【答案】（1）2.898×105J（2）2.3×107J/kg 【詳解】解：（1）燒杯內水吸收的熱量為 （2）該液態(tài)燃料完全燃燒放出的熱量為 該液態(tài)燃料的熱值為 答：（1）此過程中，燒杯內水吸收的熱量為2.898×105J； （2）該液態(tài)燃料的熱值為2.3×107J/kg。 車型：20時（車輪直徑：508 mm）電池規(guī)格：36V12Ah（蓄電池）整車質量：40kg額定轉速：210r/min（轉/分）外形尺寸：L1800mm×W650mm×H1100mm充電時間：2~8h電機：后輪驅動、直流永磁式電機額定工作電壓/電流：36V/5A時間/min01234567溫度/90929698989898電機電池整車輸出最大功率/kW輸出電壓/V最大容量/J質量/t99300