第05讲： 热机的效率、能量的转化和守恒【7大题型】-2024-2025学年九年级全一册物理《考点•题型 •技巧》（原卷版+解析版）（人教版）

这是一份第05讲： 热机的效率、能量的转化和守恒【7大题型】-2024-2025学年九年级全一册物理《考点•题型 •技巧》（原卷版+解析版）（人教版），文件包含第05讲热机的效率能量的转化和守恒原卷版docx、第05讲热机的效率能量的转化和守恒解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共53页， 欢迎下载使用。
第05讲： 热机的效率、能量的转化和守恒【考点归纳】考点一：热值的概念考点二：热值的公式与计算考点三：热机能量走向示意图考点四：能量的转化与守恒考点五：提高热机效率的办法考点六：探究燃料热值的实验考点七：热机效率的计算【知识梳理】知识点一：燃料的热值1、燃料的热值①定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与的其质量之比，叫做这种燃料的热值。用符号“q”表示。②定义式：q=（q为热值） （ 若燃料是气体燃料 q=）③单位：J/kg，读作：焦耳每千克 J/m3 读作：焦耳每立方米酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。煤气的热值是3.9×107J/ m3，它表示：1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。④关于热值的理解：A、对于热值的概念，要注重理解三个关键词“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg是针对燃料的质量而言，如果燃料的质量不是1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。某种燃料：说明热值与燃料的种类有关。完全燃烧：表明要完全烧尽，否则1kg燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。B、热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小，也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。常用燃料的热值对应表（5）热量的计算：知识点二：热机的效率1. 内燃机中热量燃烧的能量流向图2 热机效率（1）定义：用来做有用功的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值。（2）计算公式：对热机而言，其中用来做有用功的能量Q有用等于热机对外的有用功W有用，故热机的效率公式又可写成：。（3）物理意义：热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机的效率是热机性能的一个重要指标。(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。知识点三：能量的转化1. 各种形式的能2. 能量的转化与转移（1）能量的转化在一定条件下，能量可以从一种形式的能量转化为另一种形式的能量，这种现象叫能量的转化。自然界转化各种形式的能，在一定条件下都可以相互转化。如图为能量转化示意图。（2）能量的转移能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从物体的一部分转移到另一部分。例如，在热传递过程中，内能从高温物体转移到低温物体，或从物体的高温部分转移到低温部分，这属于能量的转移。 知识点四：能量守恒定律1. 能量守恒定律（1）能量守恒定律内容：能量既不会消灭，也不会产生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。（2）对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。大到天体，小到原子核，无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。②能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面。2. 永动机（1）永动机：不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫做永动机。（2）永动机不可能实现。事实证明，能量在转化过程中只要有运动，摩擦就是不可避免的，从而产生热，这样运动的能量就会减少，如果不补充能量，运动就会停止。永动机违背了能量守恒定律，是不可能研制成功的。【题型归纳】题型一：热值的概念1．（24-25九年级上·全国）关于燃料的热值，下列说法正确的是（　　）A．热值在数值上等于1kg某种燃料燃烧放出的热量B．10kg木炭比1kg木炭的热值大C．热值大的燃料比热值小的燃料燃烧时放出的热量多D．燃料燃烧时放出热量的多少与是否完全燃烧有关【答案】D【详解】A．燃料热值的物理意义表示单位质量的燃料完全燃烧时所释放出的热量，故A错误；BD．热值是燃料的一种特性，它代表燃料性能的优劣，热值的大小与燃料的种类有关，与燃烧程度、质量的多少以及是否燃烧等均无关，故B错误，D正确；C．由可知，燃料燃烧释放的热量与燃料的质量和热值大小都有关，质量不确定时，热值大的燃料不一定比热值小的燃料燃烧时放出的热量多，故C错误。故D正确。2．（2024·江苏连云港·中考真题）下列关于燃料的热值说法正确的是（　　）A．燃料燃烧越充分，其热值越大B．燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少C．一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小D．焦炭的热值是，完全燃烧1kg焦炭能放出的热量【答案】D【详解】A．燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料的燃烧程度无关，故A错误；B．根据Q=mq可知，放出的热量与热值、质量有关，故B错误；C．一瓶酒精用去三分之一后，质量变化、热值不变，故C错误；D．焦炭的热值是3.0×107J/kg，它表示的意思是1kg的焦炭完全燃烧时放出的热量是3.0×107J，故D正确。故选D。3．（2024·甘肃武威·二模）关于燃料的热值，以下说法中正确的是（　　）A．燃料燃烧时，质量越大，热值越大B．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小C．相同质量的不同燃料，完全燃烧时热值大的放出的热量多D．燃烧1kg某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值【答案】C【详解】A．热值与质量无关，只与燃料种类有关，故A错误；B．燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量，燃烧状况无关，是否完全燃烧无关，故B错误；C．由可知，相同质量的不同燃料，完全燃烧时热值大的放出的热量多，故C正确；D．燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值，必须是完全燃烧放出的热量，才是燃料的热值，故D错误。故选C。题型二：热值的公式与计算4．（2024·湖南常德·一模）学习热学知识后，两位同学设计了一个测定天然气热值的实验，取0.5kg水放入锅中，用温度计测得水的初始温度为20℃，天然气表的初始示数为12.560m3，然后用天然气灶给水加热，当温度计的示数为80℃时，天然气表的示数为12.564m3，以下说法正确的是（　　）A．水吸收的热量为1.68×103JB．若水吸收的热量等于天然气完全燃烧放出的热量，天然气的热值为4.2×103J/m3C．利用该方法测得的天然气的热值偏大D．为了减小测量误差，锅的质量不宜太大【答案】D【详解】A．已知水的水吸收的热量故A错误；B．消耗液化气的体积液化气完全燃烧放出的热量热值故B错误；C．因为在公式中，是天然气完全燃烧所放出的热量，而天然气完全燃烧放出的热量并没有全部被水吸收，所以利用该方法测得的天然气的热值偏小，故C错误；D．若锅的质量太大，会吸收更多的热量，导致实验测量误差加大，故D正确。故选D。5．（23-24九年级上·四川成都·期中）小帆在老师指导下，用如下图1所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化图像（图2），乙从加热至沸腾刚好消耗了4g酒精（）。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，，则下列说法中正确的是（　　）A．B．乙液体是水C．0~8min乙吸收的热量为D．该酒精灯的加热效率为35%【答案】D【详解】BC．由图2可知，加热相同的时间，甲和乙吸收的热量相同，甲温度变化的少，因此甲是水，甲在0~8min内吸收的热量为故BC错误；A．因加热装置相同，因此0~8min内甲和乙吸收的热量相同，乙吸收的热量为。则0~4min内乙吸收的热量为由图2可知，0~4min内乙温度升高了由可知，乙的比热容故A错误；D．乙加热至沸腾使用了10min，则10min内乙吸收的热量乙从加热至沸腾刚好消耗了4g酒精，则酒精燃烧释放的热量为该酒精灯的加热效率为故D正确。故选D。6．（23-24九年级上·湖北恩施·期中）太阳能热水器水箱内水深0.5m，水的质量为200kg。在阳光照射下，水温从20℃上升到35℃。则水吸收的热量相当于完全燃烧（　　）千克煤所放出的热量（q煤=3×107J/kg）。A．4.2×10-2kgB．4.2×10-1kgC．4.2kgD．42kg【答案】B【详解】煤的质量故选B。题型三：热机能量走向示意图7．（23-24九年级上·广西南宁·期末）如图，甲是四冲程汽油机某冲程的示意图，乙是其能量流向图。下列说法正确的是（　　）A．图甲是吸气冲程的示意图B．图甲冲程使汽车获得动力C．水箱散热导致的能量损失最多D．设法利用废气的能量可提高燃料利用率【答案】D【详解】A．由图可知，进气门关闭，排气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，故A错误；B．使汽车获得动力的冲程是做功冲程，图甲是压缩冲程，机械能转化为内能，故B错误；C．由图乙可知，水箱散热耗能30%，废弃带走热量36%，所以废气带走的能量损失最多，故C错误；D．因为废气带走的能量最多，所以设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施，故D正确。故选D。8．（23-24九年级上·福建宁德·期中）如图所示，是汽油机的能量流向图，对照此图，下列说法正确的是（　　）A．废气的排放所占的比例最小 B．减少废气能量损失是提高热机效率的有效手段C．汽油机工作时燃烧汽油越多，汽油的热值越大 D．汽油机的能量利用率可达100%【答案】B【详解】AB．由图示知，废气带走了大部分的能量，所以减少该部分的能量损失是提高热机效率的有效手段，故A错误，B正确；C．热值是燃料的一种特性，它代表燃料性能的优劣，热值的大小与燃料的种类有关，与燃烧程度、质量的多少以及是否燃烧等均无关，故C错误；D．由于在汽油机的工作过程中，总是会存在能量损失，即有用能量总是小于燃料放出的总能量，所以汽油机的效率不可能达到100%，故D错误。故选B。9．（23-24九年级上·山东聊城·阶段练习）汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　　）A．甲图是做功冲程，气缸内的气体对活塞做功，气体的内能减小B．由乙图可知该汽油机的效率是28%C．汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值D．为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大据高了燃料的热值【答案】B【详解】A．甲图两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的内能增大，温度升高，故A错误；B．由图可知该汽油机的效率是故B正确；C．汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，而热值是燃料的一种特性，与燃料燃烧充分与否无关，所以不会降低热值，故C错误；D．为了节能，冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，会提高热效率，但热值是燃料的一种特性，此过程中燃料的热值不变，故D错误。故选B。题型四：能量的转化与守恒10．（24-25九年级上·全国·单元测试）配套千万千瓦级风、光电基地，河北丰宁抽水蓄能电站将低谷过剩电能转换为高峰电能，被誉为世界最大的“超级充电宝”。抽水蓄能电站在用电低谷时，用过剩电力抽水储存，在用电高峰时放水发电。如图所示，当风、光发电盘大用不完时，电站从下水库向上水库抽水蓄能（a）；当风、光发电量不足时，电站则向下水库放水发电（b）。下列说法中错误的是（　　）A．光伏发电是将光能转化为化学能B．风力发电是将风能转化为电能C．电机抽水是将电能转化为机械能D．放水发电是将水能转化为电能【答案】A【详解】A．光伏发电是将光能转化为电能，故A错误，符合题意﹔B．风力发电是将风能（风的机械能）转化为电能，故B正确，不符合题意；C．电机抽水是将电能转化为水的机械能，故C正确，不符合题意；D．放水发电是将水能（水的机械能）转化为电能，故D正确，不符合题意。故选A。11．（23-24九年级上·辽宁葫芦岛·期末）下列能量转化或转移的情景中，属于能量转移的是（　　）A．冬天人们在室外晒太阳，感觉暖和B．植物吸收太阳光进行光合作用C．摩擦生热D．水电站里水轮机带动发电机发电【答案】A【详解】A．晒太阳，人们吸收太阳光，太能的能量转移到人身上，人的内能增大，感觉暖和，故A符合题意；B．植物吸收太阳光进行光合作用，是太能能转化为化学能，故B不符合题意；C．摩擦生热，是机械能转化为内能，故C不符合题意；D．水电站里水轮机带动发电机发电，将机械能转化为电能，故D不符合题意。故选A。12．（23-24九年级上·四川广安·期末）下列关于能量的转化和守恒的说法中，正确的是（　　）A．酒精燃烧时发热，将内能转化为化学能B．单缸四冲程汽油机的做功冲程中，将内能转化为机械能C．绿色植物的光合作用将化学能转化为光能D．随着科学技术的不断进步，永动机是可以制造出来的【答案】B【详解】A．酒精在燃烧的过程中，将化学能转化为内能，故A错误；B．汽油机做功冲程中，将燃料燃烧产生的内能转化为机械能，故B正确；C．绿色植物的光合作用制造有机物，将光能转化为化学能，故C错误；D．永动机是不消耗能量而能永远对外做功的机器，根据能量守恒定律表明，永动机是不可能制成的，故D错误。故选B。题型五：提高热机效率的办法13．（23-24九年级上·广西贺州·期中）为节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高热机效率的是（  ）A．尽量增加热机的工作时间B．尽量减少热机部件间的摩擦C．尽量使燃料充分燃烧D．尽量减少废气带走的热量【答案】A【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，所以减少热量的损失可以提高热机的效率，则使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率；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符合题意，BCD不符合题意。故选A。【点睛】此题通过考查影响热机效率的几个因素，考查了学生对热机效率的理解。要知道要想提高热机的效率，就要减少热量的损失14．（23-24九年级上·山东济南·期末）现在越来越多的家庭开始选购纯电动汽车，和传统燃油汽车相比，下面几个方面的差异不利于提升电动汽车的整车效率的是（　　）A．电动汽车缺少燃料燃烧的环节B．电动汽车不排放任何尾气C．电动汽车缺少活塞在汽缸中往复运动的过程D．电动汽车的蓄电池组比普通燃油汽车的蓄电池要重很多【答案】D【详解】A．传统燃油汽车燃料燃烧存在燃烧不充分的情况，使得效率降低，故A不符合题意；B．传统燃油汽车排放的尾气携带有很多热量，使得效率降低，故B不符合题意；C．传统燃油汽车活塞在汽缸中往复运动的过程中要克服摩擦，这使得额外功进一步增多，故C不符合题意；D．电动汽车的蓄电池组比普通燃油汽车的蓄电池要重很多，这使得电动汽车的额外功增多，效率变低，不利于提升电动汽车的整车效率，故D符合题意。故选D。15．（23-24九年级上·山东临沂·期末）关于热机效率的说法中，正确的是（　　）A．热机所用燃料的热值越大，效率越高B．热机功率越大，热机效率越高C．不断创新和改进热机结构，可以提高热机效率，使热机效率等于1D．蒸汽机、汽油机和柴油机的热机效率分别是、、，则有【答案】D【详解】A．用热值大的燃料完全燃烧相同质量可以放出更多的热量，但用来做有用功的能量不一定多，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量的比值不一定大，热机效率不一定高，故A错误；B．有用功占燃料完全燃烧放出热量的比例越大，热机的效率越高；功率是指做功的快慢，二者没有必然联系，故B错误；C．不断创新和改进热机结构，可以提高热机效率，但使用热机时有能量散失，热机效率始终小于1，故C错误；D．汽油机和柴油机是内燃机，由热机的特点可知，汽油机的效率低于柴油机的效率；而蒸汽机的燃料是在机器的外部燃烧，热损失最多，效率最低，故 D正确。故选D。题型六：探究燃料热值的实验16．（24-25九年级上·广西南宁）小明利用三套完全相同的装置完成如图1所示的实验，液体1和2的质量相同。燃料A和B的质量也相同。三组实验均至燃料燃尽时的液体温度变化如图3所示。(1)安装实验装置时，应按照 （填“由下而上”或“由上而下”）的顺序；(2)实验前所测液体的初温均如图2所示，温度计的示数为 ℃；(3)比较不同物质的比热容，应选择图1中的 两组实验；(4)比较不同燃料的热值，应选择图1中的 两组实验；分析图3可知：冬天在自制暖手袋时，应选液体 （选填“1”或“2”）作为供暖物质；不计热量损失，燃料A和B的热值之比为 ；(5)另一组同学用同样的装置进行实验，在实验中两种燃料完全燃烧完之前都使得水沸腾了。为避免这种情况的出现，请对该组提出一条改进建议： 。【答案】(1)由下而上(2)24(3)甲、丙(4) 乙、丙 1 (5)增加水的质量【详解】（1）使用酒精灯加热时，要用外焰加热，所以要根据酒精灯火焰的高度确定烧杯的高度，故组装装置时，要按照自下而上的顺序。（2）图中温度计的分度值为1℃ ，示数为24℃。（3）比较不同物质的比热容时，要选择相同的燃料，不同的液体，所以应选择甲、丙两组实验进行探究。（4）[1]比较不同燃料的热值时 ，应选择不同的燃料、相同的液体，所以应选择乙、丙两组实验进行探究。[2]由图可知，吸收相同的热量，甲温度升高的更少，说明液体1的比热容更大，所以应选择液体1作为自制暖手袋中的供暖物质。[3]由图可知，燃料完全燃烧后乙温度变化量为 丙温度变化量为由可知，乙和丙吸收热量之比为由上述分析可知，乙图是燃料B，丙图是燃料A，不计热量损失，则燃料A和B放出热量之比为，由可知，热值之比为。（5）为了防止在实验过程中水 沸腾的情况出现，可以增大水的质量，由可知，吸收相同的热量，水的质量越大，温度变化量就越小。17．（24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·开学考试）为了比较不同燃料的热值，陆久帅同学设计了如下实验方案。用天平量取相同质量的酒精和碎纸片，组装了如图所示的装置进行实验，请帮助小董完成以下环节：(1)实验中选择用水吸热升温来反映燃料燃烧放出热量的多少，装置中两烧杯中水的质量需要 （选填“相同”或“不同”）；(2)在组装实验装置时应按照 （选填“先下后上”或“先上后下”）的顺序；(3)当两种燃料均燃尽后，发现甲装置中温度计示数上升较多，可知道 的热值更大；(4)陆久帅同学测出了水的质量，结合公式计算出水在这个过程中吸收的热量，然后利用公式，计算得出酒精的热值，请分析陆久帅同学测得的酒精热值的数值 （选填“准确”或“偏小”或“偏大”）。请你说明原因： 。【答案】(1)相同(2)先下后上(3)酒精(4) 偏小 见解析【详解】（1）比较不同燃料燃烧时放出的热量，实验中控制酒精与碎纸片质量相等，烧杯中水的质量与初温相等。（2）实验中为了使燃料燃烧时外焰加热，按照先下后上的顺序。（3）当两种燃料均燃尽后，甲装置中温度计示数上升较多，说明酒精放出的热量较多，在燃料的质量相同的情况下，根据Q=mq可知，酒精的热值大。（4）[1][2]由于给水加热时有热损失，因此根据公式计算出水吸收的热量要比燃料完全燃烧放出的热量小，利用这个热量计算出燃料的热值，要比课本中给出的燃料热值偏小。18．（2024·江苏扬州·二模）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。（1）在组装装置时，按 的顺序组装；（2）比较不同燃料的热值，选择 两图进行实验；观察 比较两种燃料的热值大小；（3）比较不同物质的比热容，选用如图合适装置加热相同一段时间后，绘制出“温度-时间”图像（图丁）、由图像可看出液体a的比热容 （大于/小于/等于）液体b的比热容，因此，冬天在自制暖手袋时，应选液体 （a/b）作为供暖物质，效果更佳；（4）通过进一步学习可知水的吸热能力较强，下列属于水的这种特性的应用的是 ；A．夏天给教室洒水，感觉凉    B．用盐水腌蛋，一段时间后蛋会变咸C．用水冷却汽车的发动机    D．冰熔化成水需要吸收热量【答案】 自下而上 甲、乙 温度计升高的示数 小于 b C【详解】（1）[1]实验中要用火焰的外焰加热，在组装如图所示的装置时，应按自下而上的顺序组装。（2）[2]要比较不同燃料的热值，根据控制变量法，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同，故应选择甲、乙两图进行实验。[3]根据转换法，同时点燃燃料后，需等待燃料燃尽后然后通过观察比较烧杯内液体升高的温度（温度计升高的示数）来比较两种燃料热值大小。（3）[4]根据绘制出温度-时间图像（如图丁），升高相同的温度，b加热时间长，根据比较吸热能力的方法，液体a的比热容小于液体b的比热容。[5]根据Q=cmΔt可知，相同质量的a、b两种液体降低相同的温度时，b放热多，故应选b液体作为供暖物质，效果更佳。（4）[6]水的吸热能力较强，则水的比热容较大。A．夏天给教室洒水，感觉凉，是利用水蒸发吸热，具有致冷作用，故A不符合题意；B．用盐水腌蛋，一段时间后蛋会变咸，是分子无规则运动的结果，故B不符合题意；C．用水冷却汽车的发动机，是利用水的比热大的特点，故C符合题意；D．冰熔化成水需要吸收热量，是指熔化过程需要吸热，故D不符合题意。故选C。题型七：热机效率的计算19．（23-24九年级上·安徽滁州·阶段练习）氢发动机是用气态氢作为燃料，代替传统以汽油、柴油为燃料的内燃机，氢气燃烧的生成物为水。如图所示，这是氢发动机汽车，它的四冲程内燃机转速为1200r/min。该车在平直路面上以36km/h的速度匀速行驶，所受的阻力为800N，行驶5min消耗氢气0.15m3。（q氢气=4×107J/m3）下列说法正确的是（　　）A．氢气燃烧的生成物为水，所以氢发动机的效率可达100%B．该汽车氢发动机1s对外做功20次C．该过程汽车牵引力做功的功率为8000WD．该氢发动机汽车的热机效率为80%【答案】C【详解】A．由于存在能量的损失，所有的机器效率都会小于100%，所以氢发动机的效率不可能达到100%，故A错误；B．四冲程内燃机转速为1200r/min，合20r/s，即内燃机飞轮每秒转20圈，由于发动机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以该汽车氢发动机1s对外做功10次，故B错误；C．汽车匀速行驶时，汽车的牵引力与受到的阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，汽车的牵引力F=f=800N汽车的速度v=36km/h=10m/s则该过程汽车牵引力做功的功率故C正确；D．消耗的氢气完全燃烧放出的热量Q放=Vq氢气=0.15m3×4×107J/m3=6×106J汽车所做的有用功W=Pt=8000W×5×60s=2.4×106J发动机的热机效率故D错误。故选C。20．（23-24九年级下·内蒙古巴彦淖尔·开学考试）小明学习了有关热学的知识后，知道了水的比热容是，他想估算一下自己家每天烧水做饭需要的热量，于是他仔细记录了家里每天烧水、做饭、炒菜需要的时间，并把它折算成烧水时间，相当于是每天将30kg、20℃的水烧开。（1）小明家每天烧水、做饭需要多少热量？（2）如果普通煤的热值为，从理论上讲小明家每天烧水、做饭需要多少千克的煤？（3）小明家实际平均每天要烧4块蜂窝煤，按每块蜂窝煤含0.5kg煤来算，他家实际用煤2kg。请你计算出小明家煤炉的效率。【答案】（1）；（2）；（3）【详解】解：（1）小明家每天烧水、做饭需要热量为（2）依题意可知，小明家每天烧水、做饭需要煤的质量为（3）实际用煤2kg完全燃烧放出的热量为则小明家煤炉的效率为答：（1）小明家每天烧水、做饭需要热量为；（2）如果普通煤的热值为，从理论上讲小明家每天烧水、做饭需要煤；（3）小明家煤炉的效率为。21．（24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·开学考试）小强对家中太阳能热水器的加热性能进行研究，他用“温度传感器”测得装满水的水箱中水的温度为20℃，该地区太阳辐射到地面每平方米的面积上的功率为P=2.0×103W，该太阳能热水器的集热面积为S=2.5m2，太阳光持续照射集热面4000秒后，“温度传感器”显示水箱中的水温为40℃，已知水箱容积是100L。求：(1)该过程中水吸收的热量；[](2)若用液化气灶加热使水吸收同样的热量，需要完全燃烧多少m3液化气？[液化气的热值为q=5×107J/m3(3)此太阳能热水器在这个过程中的光热转化效率η（即将太阳能的转化为水的内能的效率）是多少？【答案】(1)(2)0.168m3(3)42%【详解】（1）水的质量为水吸收的热量为（2）根据题意可知则需要完全燃烧液化气的体积为（3）太阳光持续照射集热面4000秒后获得的能量为太阳能热水器在这个过程中的光热转化效率【高分演练】一、单选题22．（23-24九年级上·山东德州）汽车发动机之一是汽油机，汽油的热值为4.6×107J/kg，王同学阅读了某汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图所示，下列回答正确的是（　　）A．该内燃机的效率为70%B．1kg的汽油燃烧一定能够释放4.6×107J的能量C．利用废气的能量及减小摩擦是提高热机效率的有效途径D．汽油机压缩冲程把燃料燃烧产生的内能转化为机械能【答案】C【详解】A．由图可知，有用功的效率故A错误；B．1kg的汽油燃烧若不能完全燃烧，则放出的热量小于4.6×107J，故B错误；C．利用废气的能量及减小摩擦，可以提高有用功，，增加热机的效率，故C正确； D．压缩冲程中，压缩汽油和空气的混合物，将机械能转化为内能，故D错误。 故选C。23．（2024·陕西·中考真题）涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。该发动机工作过程中的相关说法正确的是（　　）A．燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高B．燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大C．压气机压缩空气，空气的内能减小D．高温高压气体推动涡轮转动时，将机械能转化为内能【答案】A【详解】A．使燃料燃烧越充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故A正确；B．热值是燃料的一种特性，大小取决于燃料的种类，与其它因素无关，燃料和压缩空气混合后，燃料的热值不变，故B错误；C．压气机压缩空气，压气机对空气做功，空气的内能增大，故C错误；D．高温高压气体推动涡轮转动时，消耗内能，将内能转化为机械能，故D错误。故选Ａ。24．（2024·青海·中考真题）与固体燃料相比，液体燃料火箭无需人工雕刻火药。甲烷是天然气的主要成分。液态甲烷作为火箭发射的燃料之一，其密度约为0.42×103kg/m3，热值为5.0×107J/kg。酒精的密度为0.8×103kg/m3，热值为3.0×107J/kg，下列关于液态甲烷和酒精的叙述正确的是（　　）A．酒精的密度比液态甲烷的密度小B．液态甲烷燃烧时，内能转化为化学能C．相同体积的液态甲烷和酒精，液态甲烷的质量更大D．10kg的液态甲烷完全燃烧，放出的热量为5.0×108J【答案】D【详解】A．液态甲烷密度约为0.42×103kg/m3，酒精的密度为0.8×103kg/m3，酒精的密度比液态甲烷的密度大，故A错误；B．液态甲烷燃烧时，化学能转化为内能，故B错误；C．酒精的密度比液态甲烷的密度大，根据，相同体积的液态甲烷和酒精，液态甲烷的质量较小，故C错误；D．10kg的液态甲烷完全燃烧，放出的热量为故D正确。故选D。25．（2024·广西贺州·三模）以下四幅图中，关于能量转化说法正确的是（　　）A．图甲所示，过山车向下运动时，是动能转化为重力势能B．图乙所示，水电站将水的电能转化为机械能C．图丙所示，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为机械能D．图丁所示，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将内能转化为机械能【答案】C【详解】A．图甲所示，过山车向下运动时高度减小，速度增大，是重力势能转化为动能，故A错误；B．图乙所示，水力发电，将机械能转化为电能，故B错误；C．图丙所示，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为机械能，故C正确；D．图丁所示，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，是通过摩擦做功将机械能转化为内能，故D错误。故选C。26．（23-24九年级下·湖南长沙·期中）下列关于“热机”说法中，正确的是（　　）A．汽车的发动机用水做冷却剂，主要是因为水的沸点高B．汽油机工作时如果汽油没有完全燃烧，则汽油的热值会减小C．发射火箭时利用液态氢做燃料，主要是因为液态氢的热值大D．发射出的火箭在加速上升的过程中，化学能直接转化为机械能【答案】C【详解】A．汽车的发动机用水做冷却剂，主要是因为水的比热容大，与其他物质质量相同时，吸收相同热量，升高温度较少，故A错误；B．热值是燃料的一种特性，汽油机工作时如果汽油没有完全燃烧，则汽油的热值不会改变，故B错误；C．发射火箭时利用液态氢做燃料，主要是因为液态氢的热值大，燃烧质量相同时，释放热量较大，故C正确；D．发射出的火箭在加速上升的过程中，化学能转化为内能，再将内能转化为机械能，故D错误。故选C。27．（2024·四川广安·中考真题）内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动1800圈（），则下列说法正确的是（　　）A．图中所示冲程是做功冲程B．若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为C．该汽油机在1s内做功30次D．汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高【答案】B【详解】A．图中所示冲程两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故A错误；B．若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为故B正确；C．飞轮每分钟转动1800圈，则每秒转动30圈，该汽油机飞轮转动2圈对外做功一次，则在1s内做功15次，故C错误；D．由得，汽油机消耗的燃料越少，完全燃烧释放的热量越少，做的有用功不知，无法比较效率高低，故D错误。故选B。28．（2024·广东广州·二模）某台热机的工作效率为30%，可能符合其能量流向的选项是（　　）A．B．C．D．【答案】D【详解】A．输入内能1000J，输出内能不可能还是1000J，故A不符合题意；B．热机是将内能转化为机械能的机器，输入的是内能，不是电能，故B不符合题意；C．热机的工作效率为故C不符合题意；D．热机的工作效率为故D符合题意。故选D。29．（23-24九年级上·河北邯郸·期中）下列有关热机效率、燃料热值、物体内能、比热容的说法中，正确的是（  ）A．热机所用燃料的热值越大，效率越高B．质量相同的不同物质，当吸收或放出同样热量时，比热容大的物质温度变化较大C．汽油的热值大于柴油的热值，所以汽油燃烧放出的热量多D．热机所用燃料的化学能转化成的内能越多，效率不一定越高【答案】D【详解】A．用热值大的燃料，燃烧相同燃料可以放出更多的热量，但用来做有用功的能量不一定多，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量的比值不一定大，热机效率不一定得到提高，故A错误；B．质量相同的不同物质，当吸收或放出同样热量时，由可知，比热容大的物质，温度变化小，故B错误；C．由可知，燃料燃烧发出热量的多少与燃料的质量、热值有关，由于不知道汽油和柴油的质量关系，虽然汽油的热值大于柴油的热值，但是无法确定汽油燃烧发出的热量是否比柴油多，故C错误；D．热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出能量的比值，热机所用燃料的化学能转化成的内能多，但是转化的有用功不一定多，所以效率不一定高，故D正确。故选D。30．（23-24九年级上·陕西渭南·阶段练习）北京时间2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，如图所示。下列有关说法正确的是（　　）A．火箭使用的液态氢燃料在燃烧过程中热值大小不变B．火箭加速升空过程中，火箭的机械能转化为燃料燃烧的内能C．随着科技的发展，火箭发动机的热机效率可达100%D．火箭飞入太空后，太空温度很低，火箭的内能可能为零【答案】A【详解】A．燃料的热值是燃料的特性，与燃料的质量和燃烧程度无关，所以液态氢燃烧的过程中，其热值保持不变，故A正确；B．火箭升空的过程中，燃料燃烧释放出的内能转化为机械能，故B错误；C．发动机在工作时避免不了热量损失、机械损失，故火箭发动机的热机效率不可能达到100%，故C错误；D．一切物体在任何状态下都有内能，太空虽然温度很低，但是火箭的内能不为零，故D错误。故选A。31．（23-24九年级下·山东临沂·期中）在交通运输中，常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能，“客运效率”表示每消耗单位能量对应的载客数和运送路程的乘积，即客运效率= ，一个人骑电动自行车，在1.5h内行驶了30 km。其电动自行车的铭牌如下：一辆载有4人的普通轿车，车的油耗为10L/100km，则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比约为（　　）。（汽油的燃烧值为4.6×107J/kg，汽油的密度为0.72 ×103kg/m3，汽车发动机的效率约为30%）A．250：1B．75：1C．8：1D．25：1【答案】D【详解】①电动车行驶30千米的客运效率，已知U=36V，I=5At=1.5h=5400s则电动车消耗的行驶30千米消耗的能量W1=UIt=36V×5A×5400s=9.72×105J电动车的客运效率②轿车行驶100千米的客运效率，已知q=4.6×107J/Kg，ρ=0.72×103kg/m3V=10L=1×10−2m3轿车行驶100千米所消耗的汽油质量m=ρV=0.72×103kg/m3×1×10−2m3=7.2kg轿车行驶100千米所消耗能量Q=mq=7.2kg×4.6×107J/Kg=3.312×108J轿车的客运效率两者的客运效率之比故选D。二、填空题32．（24-25九年级上·全国·课后作业）核能作为一种新型能源正在逐步被人们开发和利用，它属于 （选填“一次”或“二次”）能源。核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆利用的是核材料发生 （选填“核裂变”或“核聚变”）提供能量，如图是核电站的工作流程，其能量转换过程：核能→内能→ →电能。【答案】 一次 核裂变 机械能【详解】[1]核能可以直接从自然界获取，它属于一次能源。[2]核反应堆利用不带电的中子轰击铀核，发生可控核裂变产生核能的。[3]核电站发电过程中，先是将核裂变产生的核能转化为内能，内能对外做功，转化为机械能，然后机械能再通过发电机转化为电能。33．（25-26九年级上·福建莆田·开学考试）一台单缸四冲程汽油机，转速是，该汽油机每秒钟完成 次做功。已知汽油的热值为，汽油完全燃烧时释放的热量为 J。设计时，汽缸外有一个水套用水来冷却汽缸是因为水的 较大。【答案】 30 比热容【详解】[1]汽油机的转速为汽油机一个工作循环需要完成4个冲程，飞轮转动2周，对外做功1次，故汽油机每秒钟做功次数为30次。[2]2kg汽油完全燃烧时释放的热量为[3]设计时，汽缸外有一个水套，用水来冷却汽缸是因为水的比热容较大，在与同条件的其它物质相比，升高相同的温度时，水吸收的热量更多。34．（24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·开学考试）为落实全面推进“乡村振兴”战略，加快农业农村绿色发展，我国不少农村改用清洁的天然气煮饭。小明利用家中的天然气灶加热质量为3kg、初温为20℃的水，此过程消耗的天然气为，则加热过程中天然气完全燃烧释放的热量为 J；若此次加热的热效率为60%，水最终被加热到 ℃。[，]【答案】 【详解】[1]天然气完全燃烧释放的热量为[2]若此次加热的热效率为60%，则水吸收的热量为水升高的温度为所以水最终被加热到35．（2024·湖南长沙·二模）氢能源作为新型能源，其热值大，有着巨大的开发使用潜力。1kg氢能源完全燃烧放出的热量为 J。若有21%的热量被水吸收，可以使 kg的水从20℃升高到70℃。（液氢的热值q液氢＝1.4×108J/kg，水的比热容）【答案】 1.4×108 140【详解】[1]1kg氢能源完全燃烧放出的热量为Q=mq液氢＝1kg×1.4×108J/kg=1.4×108J[2]水吸收的热量为水的质量为36．（2024·四川绵阳·模拟预测）吃早饭的时候，妈妈用热水给小雪加热250g的袋装牛奶，为了使这袋牛奶的温度由12℃升高到42℃，妈妈用60℃的热水给牛奶加热，则加热过程中，牛奶吸收了 J热量；若热水放出热量的40%被牛奶吸收，则妈妈至少要用热水 kg（结果保留小数点后两位）。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），该牛奶的比热容为2.5×103J/（kg•℃）]【答案】 1.875×104 0.62【详解】[1]牛奶升温时吸收的热量[2]热水由60℃降低到42℃放出的热量，由得，水放出的热量为根据得，热水的质量为三、实验题37．（23-24九年级上·四川眉山·期中）物理兴趣小组小军同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小关系。小军的实验步骤如下：①他准备了如图1、2所示的两套完全相同的实验装置；②分别在燃烧皿中放入质量相同的酒精和碎纸片；③同时点燃酒精和碎纸片对质量和初温相等的水加热；④记录燃烧相同时间后水升高的温度Δt。（1）小军设计的方案中步骤 （①②③④）存在明显的缺陷；（2）纠正错误后继续实验，从以上步骤中可以看出，该实验是通过比较 来比较燃料燃烧放出热量多少，下列实验中也用到这种实验方法的是 ；A．看不见的电流相当于水管中的水流，电源相当于抽水机B．在研究平面镜成像实验中，用两根完全相同的蜡烛，通过其中一根未点燃的蜡烛来代替另一根点燃的蜡烛的像C．控制物体的质量一定，研究物体的动能与速度的关系D．通过扩散现象研究分子的热运动（3）在图1中小军测量水的质量为m1，初温t1，末温t2，燃烧酒精的质量为m2，根据水的比热容计算出酒精的热值为 （用已知物理量和测量物理量的字母表示，水的比热容为c水），不计热量损失；（4）另一组同学计划用两种燃料将初温和质量相同的水加热至刚好沸腾，他们是通过比较 来反映这两种燃料热值的大小关系。  【答案】 ④ 水升高的温度 D 比较消耗燃料的质量【详解】（1）[1]比较不同燃料的热值的实验时，应控制燃料的质量相同；燃料燃烧相同时间，所燃烧的燃料的质量不一定相同，所以步骤④存在明显的缺陷。（2）[2][3]燃料燃烧放出热量的多少是通过加热相同质量的水，水升高的温度来呈现，这种方法叫转换法。A．看不见的电流相当于水管中的水流，电源相当于抽水机，采用类比法，故A不符合题意；B．在研究平面镜成像实验中，用两根完全相同的蜡烛，通过其中一根未点燃的蜡烛来代替另一根点燃的蜡烛的像，采用了等效替代法，故B不符合题意；C．控制物体的质量一定，研究物体的动能与速度的关系，采用了控制变量法，故C不符合题意；D．通过宏观的扩散现象来研究微观的分子的热运动，采用了转换法，故D符合题意。故选D。（3）[4]水吸收的热量Q吸=c水m1(t2-t1)不计热量损失，燃烧酒精放出的热量Q放=Q吸=c水m1(t2-t1)酒精的热值（4）[5]用两种燃料将初温和质量相同的水加热至刚好沸腾，水吸收的热量相同，加热所需燃料的质量越小，燃料的热值越大，所以可以用比较消耗燃料的质量来反映两种燃料热值大小关系。38．（2024·广东广州·一模）初三3班的小庄同学带领他的实验小组完成“探究水沸腾实验”。在实验过程中，小庄同学和他的组员遇到了几个实验问题，请你帮小庄同学解决：  （1）小庄在实验前提醒组员必须关注温度计的正确放置，请你在图A中选出正确的温度计放置的图片代码( )；（2）组装好实验装置后，小庄同学变开始点燃酒精灯开始实验并每隔1min记录下水的温度，实验过程中，细心地小庄发现组员们正在第2min是温度没有记下，他马上拿出手机拍下了当时的实验装置和温度计的示数如图B，请你在实验表格的相应位置补全对应的温度数据；( )（3）请你在图C坐标图中画出时间－温度的图像 ，从图像可以看出此时，水的沸点为 。如果只考虑气压因素，可以推断出该地的气压 （选填“大于”、“小于”或者“等于”）标准大气压；    （4）小庄同学在观察水沸腾时，烧杯口的盖子会跳动，杯口的位置有少量水滴黏在玻璃上，这是因为水蒸气的 变成了杯盖的机械能，该过程与图D中的热机的 冲程（填代码）相似。损失能量的水蒸气会发生 （填物态变化），变成液态的水；（5）实验的最后小庄还想测算酒精灯的热效率，于是他想出了以下的步骤，请你帮小庄完成空白的步骤冰补充适当的物理量字母；①用电子天平称量实验前酒精灯的质量、烧杯中水的质量；②用温度计测量实验前水的温度，记作；③加热一段时间后用温度计测量水的温度，记作t；④ ，计算消耗的酒精质量；小庄查的实验用酒精的热值为q，水的比热容为c，以上出现的物理量均可看做已知数值，请你利用上述的物理量字母，写出酒精灯热效率的表达式 。【答案】 B 94    98 小于 内能 甲 液化 用电子天平称量实验后酒精灯的质量为 【详解】（1）[1]温度计使用时玻璃泡要完全浸没在被测液体中，玻璃泡不要碰到容器底部和容器壁，故正确的温度计放置为图B。（2）[2]由图可知，该温度计一大格为10摄氏度，一小格为1℃，即其分度值为1℃，读数为94℃。（3）[3][4][5]根据表格中的数据描点作图，画出时间－温度的图像，如下图所示：  由图像可知，水升温到98℃后吸热温度保持不变，故水的沸点为98℃，小于一个标准大气压下水的沸点100℃，故可以推断出该地的气压低于一个标准大气压。（4）[6][7][8]水沸腾时，烧杯口的盖子会跳动，杯口的位置有少量水滴黏在玻璃上，这是水蒸气对杯盖做功，水蒸气的内能转化为杯盖的机械能，该过程的能量转化与热机的做功冲程相同，做功冲程两气门关闭，火花塞点火，活塞向下移动，由图D可知，图甲符合题意，故该过程与图D中的热机的甲的冲程相似；损失能量的水蒸气遇冷变成液态的水，发生了液化现象。（5）[9][10]用电子天平称量实验前酒精灯的质量、烧杯中水的质量；用温度计测量实验前水的温度，记作；加热一段时间后用温度计测量水的温度，记作t；用电子天平称量实验后酒精灯的质量，记作，计算出消耗的酒精质量酒精灯热效率四、综合题39．（24-25九年级上·广东茂名·开学考试）如图甲所示，这是我国自主研发的一款油电混合动力汽车。该混合动力汽车启动时，内燃机不工作，车内蓄电池输出能量；当高速行驶或蓄电池存能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输出能量，同时又可以向蓄电池充电。在某次测试中，司机驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶1h。这段时间内燃机消耗燃油10kg，蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%。该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图丙所示，该汽车的某些参数如表所示。（燃油热值）(1)该混合动力汽车的内燃机是一台四冲程汽油机，图乙是汽油机的 冲程；汽车行驶一段时间后，油箱中剩余燃油的热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）；若该汽油机的转速为3000r/min时，其中一个气缸在1s内做功 次。(2)驾驶员乘坐汽车时应系好安全带，这是防止汽车紧急刹车或碰撞时人由于 而被伤害；(3)汽油机使用水做冷却剂，是因为水的 较大。(4)在测试过程中，该汽车的能量利用率为 %。【答案】(1) 做功 不变 25(2)惯性(3)比热容(4)40【详解】（1）[1]图乙中火花塞点火，活塞向下运动，是汽油机的做功冲程。[2]热值是燃料的一种特性，与质量无关，汽车行驶一段时间后，油箱中剩余燃油的热值不变。[3]若该汽油机的转速为即1s飞轮转动50圈，飞轮转动2圈，对外做功1次，则其中一个气缸在1s内做功25次。（2）驾驶员乘坐汽车时应系好安全带，这是防止汽车紧急刹车或碰撞时人由于惯性保持原来的运动状态而被伤害。（3）汽油机使用水做冷却剂，是因为水的比热容较大，其他情况相同时，水吸收的热量较多。（4）由图丙得，汽车的速度为50km/h时，阻力为2000N，此时汽车行驶1h，克服阻力做的功为蓄电池储存的电能为消耗的燃油释放的热量为在测试过程中，该汽车的能量利用率为40．（2024·陕西渭南·二模）汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，环保、节能、安全是汽车研发和使用时 必须关注的问题。如图甲所示，小明家新购一辆汽车，其质量为1.2×103kg，静止在水平路面时，车轮与路面的总接触面积为200cm2。问：（g取10 N/kg）（1）汽车在高速行驶过程中，汽车对地面的压力 （选填“大于”“小于”或“等于”） 汽车的重力。通过技术改进，汽车发动机的效率 （选填“能”或“不能”）达到100%；（2）汽车静止在水平路面时，对路面的压强为多少？ （3）最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量，若该汽车的最低油耗可达0.2 kg/（kW·h）[0.2kg/（kW·h）表示获得1kW·h的能量需要消耗0.2kg汽油]，则汽车发动机的效率最高为多少？（计算结果精确至0.1%，汽油的热值为4.6×107J/kg） （4）小明爸爸在给他讲车的性能时，总是说“排量”，却很少说“功率”，为此他从网上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的“工作容积”称为气缸排量，如图乙所示。若该汽车四缸发动机的单缸排量为0.5L， 单缸飞轮转速为40r/s时，做功冲程燃气对活塞的平均压强为5×105Pa，此时汽车发动机单缸的输出功率为多少？ 【答案】 小于 不能 6×105Pa 39.1% 5×103W【详解】（1）[1][2]汽车在高速行驶过程中，上方空气流速大，压强小，汽车受到一个向上的升力，所以汽车对地面的压力小于汽车的重力。通过技术改进，汽车发动机的效率也不能到达100%，因为额外功不能避免。 （2）[3]汽车静止时对水平路面的压力等于车的重力，故压力为汽车对水平路面的压强（3）[4]汽车消耗0.2kg汽油时，汽油完全燃烧放出热量汽车获得能量发动机的效率最高为（4）[5]由，，得，发动机单缸做功一次输出的功为单缸飞轮转速为40r/s，则单缸1s内做功20次，做功1次所用时间为0.05s， 则发动机单缸的输出功率为五、计算题41．（24-25九年级上·福建莆田·阶段练习）如图，小明的新家使用即热式天然气热水器供家里洗刷用水，他想估测家中热水器的加热效率。打开热水器，用温度计测得热水器进水管的水温为，出水管的水温为，放出的热水后，从燃气表中看到天然气表示数由变为。［，］求：  (1)此过程中天然气完全燃烧放出的热量；(2)的水吸收的热量；(3)热水器的加热效率。【答案】(1)2.1×107J(2)8.4×106J(3)40%【详解】（1）从燃气表中看到天然气表示数由2365.19m3变为2365.69m3，表示燃烧掉的天然气的体积为V=32365.69m3-2365.19m3=0.5m30.5m3的天然气完全燃烧放出的热量Q放=Vq=0.5m3×4.2×107J/m3=2.1×107J（2）水吸收的热量为（3）热水器的实际效率为答：（1）天然气完全燃烧放出的热量为2.1×107J；（2）水吸收的热量为8.4×106J；（3）热水器的加热效率为40%。42．（23-24八年级下·河北张家口·期末）汽车是我们经常使用的代步工具，已知一汽车以10m/s的速度在平直公路上匀速行驶23km，此过程消耗了汽油3kg。（1）计算完全燃烧3kg汽油，放出的热量为多少？（）（2）该车在以10m/s的速度匀速行驶时，牵引力的功率为，那么该汽车在这个过程受到的阻力为多少？（3）该车的汽油机效率为多少？【答案】（1）；（2）；（3）20%【详解】解：（1）汽油完全燃烧释放的热量（2）由可求得汽车的牵引力汽车匀速运动，牵引力与阻力平衡，由平衡条件可知汽车所受阻力（3）汽车行驶23km做的功汽油机的效率答：（1）完全燃烧3kg汽油放出的热量为 ；（2）该汽车受到的阻力为；（3）该车的汽油机效率为20%。43．（2024·江苏常州·中考真题）中国工程师利用焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳，合成液态燃料，作为第19届亚洲运动会主火炬的燃料．工程师在科普馆用如图所示的装置为同学们演示模拟实验，测量该燃料的热值．①在空酒精灯内加入适量该液态燃料，得到“燃料灯”；②在空烧杯内加入1kg水，测得水的初温为31℃，点燃“燃料灯”开始加热；③当水恰好沸腾时，立即熄灭“燃料灯”，测得“燃料灯”消耗燃料30g。已知实验时气压为1标准大气压，，用该装置加热水的效率为42%．求：（1）此过程中，烧杯内水吸收的热量；（2）该液态燃料的热值。【答案】（1）2.898×105J（2）2.3×107J/kg【详解】解：（1）烧杯内水吸收的热量为（2）该液态燃料完全燃烧放出的热量为该液态燃料的热值为答：（1）此过程中，烧杯内水吸收的热量为2.898×105J；（2）该液态燃料的热值为2.3×107J/kg。车型：20时（车轮直径：508 mm）电池规格：36V12Ah（蓄电池）整车质量：40kg额定转速：210r/min（转/分）外形尺寸：L1800mm×W650mm×H1100mm充电时间：2~8h电机：后轮驱动、直流永磁式电机额定工作电压/电流：36V/5A时间/min01234567温度/90929698989898电机电池整车输出最大功率/kW输出电压/V最大容量/J质量/t99300