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例3 甲、乙两台柴油机，甲的效率低于乙的效率，意义是(
A.甲的功率大于乙的功率
B.甲消耗的燃料多于乙消耗的燃料
C.乙将燃料完全燃烧放出的热量变成有用功的这部分能量的比例比甲的大
D.工作相同时间甲消耗的燃料一定比乙少
注意 热机的效率是指用来做有用功的这部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比，而功率指的是做功快慢。这是两个不同的物理量，两者之间不存在必然的联系。
C
)。A.甲的功率大于乙的功率
B.甲消耗的燃料多于乙消耗的燃料
C.乙将燃料完全燃烧放出的热量变成有用功的这部分能量的比例比甲的大
D.工作相同时间甲消耗的燃料一定比乙少
注意 热机的效率是指用来做有用功的这部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比，而功率指的是做功快慢。这是两个不同的物理量，两者之间不存在必然的联系。
答案
例3 C
解析
【分析】
首先明确两个核心物理概念：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的热量之比，反映能量利用的比例；功率是表示做功快慢的物理量，与效率无必然联系。接下来逐一分析选项：A选项，功率和效率是不同物理量，无法通过效率判断功率大小；B选项，消耗燃料的多少取决于总热量，未说明有用功的情况下，效率低不能确定消耗燃料多；C选项，符合热机效率的定义；D选项，工作相同时间未说明做功多少，无法确定燃料消耗。
【解析】
要解答本题，需先明确热机效率和功率的定义：
1. 热机效率：公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{Q_{放}}$（$Q_{放}$是燃料完全燃烧放出的热量），核心是有用功能量占总放热的比例；
2. 功率：公式为$P=\frac{W}{t}$，核心是做功快慢，与效率无关。
对各选项逐一分析：
A选项：功率与效率是独立的物理量，无法通过效率大小判断功率大小，错误；
B选项：消耗燃料的多少由总放热$Q_{放}$决定，未明确有用功时，效率低不能说明消耗燃料多，错误；
C选项：乙的效率高，即乙将燃料完全燃烧放出的热量转化为有用功的能量比例比甲大，符合效率定义，正确；
D选项：工作相同时间，未说明做功总量，无法比较燃料消耗，错误。
综上，答案为C。
【答案】
C
【知识点】
热机的效率、功率的概念
【点评】
本题考查热机效率与功率的概念区分，需明确两者是不同物理量，效率反映能量利用率，功率反映做功快慢，属于基础概念辨析题，需准确掌握定义。
【难度系数】
0.7
首先明确两个核心物理概念：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的热量之比，反映能量利用的比例；功率是表示做功快慢的物理量，与效率无必然联系。接下来逐一分析选项：A选项，功率和效率是不同物理量，无法通过效率判断功率大小；B选项，消耗燃料的多少取决于总热量，未说明有用功的情况下，效率低不能确定消耗燃料多；C选项，符合热机效率的定义；D选项，工作相同时间未说明做功多少，无法确定燃料消耗。
【解析】
要解答本题，需先明确热机效率和功率的定义：
1. 热机效率：公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{Q_{放}}$（$Q_{放}$是燃料完全燃烧放出的热量），核心是有用功能量占总放热的比例；
2. 功率：公式为$P=\frac{W}{t}$，核心是做功快慢，与效率无关。
对各选项逐一分析：
A选项：功率与效率是独立的物理量，无法通过效率大小判断功率大小，错误；
B选项：消耗燃料的多少由总放热$Q_{放}$决定，未明确有用功时，效率低不能说明消耗燃料多，错误；
C选项：乙的效率高，即乙将燃料完全燃烧放出的热量转化为有用功的能量比例比甲大，符合效率定义，正确；
D选项：工作相同时间，未说明做功总量，无法比较燃料消耗，错误。
综上，答案为C。
【答案】
C
【知识点】
热机的效率、功率的概念
【点评】
本题考查热机效率与功率的概念区分，需明确两者是不同物理量，效率反映能量利用率，功率反映做功快慢，属于基础概念辨析题，需准确掌握定义。
【难度系数】
0.7
例4 一辆氢气动力试验汽车，10 min内在平直路面上匀速行驶了$1.2×10^4$ m，消耗了0.15 kg的氢气。已知这辆汽车的发动机提供的牵引力为$1.0×10^3$ N，氢气的热值取$1.4×10^8$ J/kg。求：
(1)这些氢气完全燃烧放出的热量。
(2)牵引力做功的功率。
(3)汽车发动机的效率。(百分号前保留整数)
解：(1)这些氢气完全燃烧放出的热量
$Q_{放}=\_\_\_\_\_\_×0.15$ kg$=$
(2)牵引力所做的功$W=Fs=$
牵引力做功的功率$P=\frac{W}{t}=$
(3)汽车发动机的效率$\eta=\frac{W}{Q_{放}}=$
(1)这些氢气完全燃烧放出的热量。
(2)牵引力做功的功率。
(3)汽车发动机的效率。(百分号前保留整数)
解：(1)这些氢气完全燃烧放出的热量
$Q_{放}=\_\_\_\_\_\_×0.15$ kg$=$
$1.4×10^8$ J/kg
J(2)牵引力所做的功$W=Fs=$
$1.0×10^3$ N×$1.2×10^4$ m
(代入数据)$=1.2×10^7$ J牵引力做功的功率$P=\frac{W}{t}=$
$\dfrac{1.2×10^7\ \mathrm{J}}{600\ \mathrm{s}}$
(代入数据)$=$$2×10^4$
W(3)汽车发动机的效率$\eta=\frac{W}{Q_{放}}=$
$\dfrac{1.2×10^7\ \mathrm{J}}{2.1×10^7\ \mathrm{J}}$
(代入数据)$=$57
%答案
例4 (1)$qm$ $1.4×10^8$ J/kg $2.1×10^7$
(2)$1.0×10^3$ N×$1.2×10^4$ m $\dfrac{1.2×10^7\ \mathrm{J}}{600\ \mathrm{s}}$ $2×10^4$
(3)$\dfrac{1.2×10^7\ \mathrm{J}}{2.1×10^7\ \mathrm{J}}$ 57
(2)$1.0×10^3$ N×$1.2×10^4$ m $\dfrac{1.2×10^7\ \mathrm{J}}{600\ \mathrm{s}}$ $2×10^4$
(3)$\dfrac{1.2×10^7\ \mathrm{J}}{2.1×10^7\ \mathrm{J}}$ 57
解析
【分析】
本题是热学与力学结合的计算题，解题思路如下：
1. 求氢气完全燃烧放出的热量，需用热值公式$Q_{放}=qm$，代入氢气的热值和质量计算；
2. 求牵引力做功的功率，先利用功的公式$W=Fs$计算牵引力做的功，再将时间单位换算为秒，用功率公式$P=\frac{W}{t}$计算；
3. 求发动机效率，需用有用功（牵引力做功）除以总热量（氢气燃烧放热），结果转换为百分数并保留整数。
【解析】
(1) 氢气完全燃烧放出的热量公式为$Q_{放}=qm$，代入数据：
$Q_{放}=1.4×10^8\ \mathrm{J/kg}×0.15\ \mathrm{kg}=2.1×10^7\ \mathrm{J}$；
(2) 牵引力做功$W=Fs$，代入数据：
$W=1.0×10^3\ \mathrm{N}×1.2×10^4\ \mathrm{m}=1.2×10^7\ \mathrm{J}$；
时间$t=10\ \mathrm{min}=600\ \mathrm{s}$，牵引力做功的功率：
$P=\frac{W}{t}=\frac{1.2×10^7\ \mathrm{J}}{600\ \mathrm{s}}=2×10^4\ \mathrm{W}$；
(3) 汽车发动机的效率：
$\eta=\frac{W}{Q_{放}}=\frac{1.2×10^7\ \mathrm{J}}{2.1×10^7\ \mathrm{J}}≈57\%$。
【答案】
(1) $qm$；$1.4×10^8\ \mathrm{J/kg}$；$2.1×10^7$
(2) $1.0×10^3\ \mathrm{N}×1.2×10^4\ \mathrm{m}$；$\frac{1.2×10^7\ \mathrm{J}}{600\ \mathrm{s}}$；$2×10^4$
(3) $\frac{1.2×10^7\ \mathrm{J}}{2.1×10^7\ \mathrm{J}}$；$57$
【知识点】
热值计算；功率计算；热机效率
【点评】
本题为基础综合计算题，考查热值、功、功率、效率的公式应用，需注意时间单位换算，属于常规题型，难度适中。
【难度系数】
0.7
本题是热学与力学结合的计算题，解题思路如下：
1. 求氢气完全燃烧放出的热量，需用热值公式$Q_{放}=qm$，代入氢气的热值和质量计算；
2. 求牵引力做功的功率，先利用功的公式$W=Fs$计算牵引力做的功，再将时间单位换算为秒，用功率公式$P=\frac{W}{t}$计算；
3. 求发动机效率，需用有用功（牵引力做功）除以总热量（氢气燃烧放热），结果转换为百分数并保留整数。
【解析】
(1) 氢气完全燃烧放出的热量公式为$Q_{放}=qm$，代入数据：
$Q_{放}=1.4×10^8\ \mathrm{J/kg}×0.15\ \mathrm{kg}=2.1×10^7\ \mathrm{J}$；
(2) 牵引力做功$W=Fs$，代入数据：
$W=1.0×10^3\ \mathrm{N}×1.2×10^4\ \mathrm{m}=1.2×10^7\ \mathrm{J}$；
时间$t=10\ \mathrm{min}=600\ \mathrm{s}$，牵引力做功的功率：
$P=\frac{W}{t}=\frac{1.2×10^7\ \mathrm{J}}{600\ \mathrm{s}}=2×10^4\ \mathrm{W}$；
(3) 汽车发动机的效率：
$\eta=\frac{W}{Q_{放}}=\frac{1.2×10^7\ \mathrm{J}}{2.1×10^7\ \mathrm{J}}≈57\%$。
【答案】
(1) $qm$；$1.4×10^8\ \mathrm{J/kg}$；$2.1×10^7$
(2) $1.0×10^3\ \mathrm{N}×1.2×10^4\ \mathrm{m}$；$\frac{1.2×10^7\ \mathrm{J}}{600\ \mathrm{s}}$；$2×10^4$
(3) $\frac{1.2×10^7\ \mathrm{J}}{2.1×10^7\ \mathrm{J}}$；$57$
【知识点】
热值计算；功率计算；热机效率
【点评】
本题为基础综合计算题，考查热值、功、功率、效率的公式应用，需注意时间单位换算，属于常规题型，难度适中。
【难度系数】
0.7
1.（数形结合）燃料在燃烧过程中，燃料的
化学
能转化为内
能。干木柴、焦炭和无烟煤的热值柱状图如图所示，则干木柴
（填“干木柴”“焦炭”或“无烟煤”）的热值最小；完全燃烧0.5 kg的焦炭所放出的热量是$1.5×10^7$
J。答案
1. 化学 内 干木柴 $1.5×10^7$
解析
【分析】
本题需结合燃料燃烧的能量转化规律、柱状图提取热值信息，以及热量计算公式解题。首先明确燃料储存的能量形式，判断燃烧时的能量转化；其次通过柱状图比较不同燃料的热值大小；最后利用热量公式计算焦炭完全燃烧放出的热量。
【解析】
1. 燃料本身储存化学能，燃烧时发生化学反应，将化学能转化为内能；
2. 观察柱状图，干木柴对应的热值柱高度最低，因此干木柴的热值最小；
3. 由图可知焦炭的热值$ q = 3×10^7 \, \mathrm{J/kg} $，根据热量计算公式$ Q_{\mathrm{放}} = mq $，完全燃烧$ 0.5 \, \mathrm{kg} $焦炭放出的热量：$ Q_{\mathrm{放}} = 0.5 \, \mathrm{kg} × 3×10^7 \, \mathrm{J/kg} = 1.5×10^7 \, \mathrm{J} $。
【答案】
化学；内；干木柴；$ 1.5×10^7 $
【知识点】
燃料能量转化；热值；热量计算
【点评】
本题结合柱状图考查热值相关基础知识点，要求学生能从图像提取有效信息，掌握燃料燃烧的能量转化和热量计算方法，属于基础题。
【难度系数】
0.7
本题需结合燃料燃烧的能量转化规律、柱状图提取热值信息，以及热量计算公式解题。首先明确燃料储存的能量形式，判断燃烧时的能量转化；其次通过柱状图比较不同燃料的热值大小；最后利用热量公式计算焦炭完全燃烧放出的热量。
【解析】
1. 燃料本身储存化学能，燃烧时发生化学反应，将化学能转化为内能；
2. 观察柱状图，干木柴对应的热值柱高度最低，因此干木柴的热值最小；
3. 由图可知焦炭的热值$ q = 3×10^7 \, \mathrm{J/kg} $，根据热量计算公式$ Q_{\mathrm{放}} = mq $，完全燃烧$ 0.5 \, \mathrm{kg} $焦炭放出的热量：$ Q_{\mathrm{放}} = 0.5 \, \mathrm{kg} × 3×10^7 \, \mathrm{J/kg} = 1.5×10^7 \, \mathrm{J} $。
【答案】
化学；内；干木柴；$ 1.5×10^7 $
【知识点】
燃料能量转化；热值；热量计算
【点评】
本题结合柱状图考查热值相关基础知识点，要求学生能从图像提取有效信息，掌握燃料燃烧的能量转化和热量计算方法，属于基础题。
【难度系数】
0.7
2. 酒精的热值为$3× 10^7$ J/kg，它表示1 kg的酒精
一盏酒精灯在持续燃烧，酒精越来越少的过程中，酒精的热值
完全
燃烧放出的热量是$3×10^7$
J。一盏酒精灯在持续燃烧，酒精越来越少的过程中，酒精的热值
不变
，酒精的比热容不变
，酒精的密度不变
。（后三空均填“增大”“减小”或“不变”）答案
2. 完全 $3×10^7$ 不变 不变 不变
解析
【分析】要解答本题，需明确两个核心知识点：一是热值的定义，二是热值、比热容、密度作为物质特性的属性。首先，热值的定义是1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，因此第一空需对应“完全”燃烧；其次，热值、比热容、密度都是物质的固有特性，仅与物质的种类和状态有关，与质量等因素无关，因此酒精燃烧时这些量不会随质量减小而改变。
【解析】根据热值的定义，1kg酒精完全燃烧放出的热量为其热值，即$3×10^7$ J；热值、比热容、密度属于物质的特性，不随质量的变化而改变，因此酒精在燃烧过程中，热值、比热容、密度均保持不变。
【答案】完全；$3×10^7$；不变；不变；不变
【知识点】热值的定义；比热容的特性；密度的特性
【点评】本题考查初中物理中热值、比热容、密度的基础概念，属于识记类基础题，需牢记物理量的特性，难度较低。
【难度系数】0.7
【解析】根据热值的定义，1kg酒精完全燃烧放出的热量为其热值，即$3×10^7$ J；热值、比热容、密度属于物质的特性，不随质量的变化而改变，因此酒精在燃烧过程中，热值、比热容、密度均保持不变。
【答案】完全；$3×10^7$；不变；不变；不变
【知识点】热值的定义；比热容的特性；密度的特性
【点评】本题考查初中物理中热值、比热容、密度的基础概念，属于识记类基础题，需牢记物理量的特性，难度较低。
【难度系数】0.7
3. 若某汽车的汽油机在一段时间内所做的有用功为 $2.3 × 10^7$ J，效率为25%，则该汽油机在这段时间内消耗
2
kg的汽油。汽油的热值取 $4.6 × 10^7$ J/kg。答案
3. 2
解析
【分析】
要解决这道题，需结合热机效率和热值的相关公式推导计算。首先明确：热机效率η的定义是有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值，即η=W有用/Q放；而燃料完全燃烧放热公式为Q放=mq（m为燃料质量，q为燃料热值）。解题时，先通过效率公式算出汽油完全燃烧放出的总热量，再代入热值公式变形求出消耗汽油的质量。
【解析】
1. 由热机效率公式η=W有用/Q放，变形得汽油完全燃烧放出的热量：
Q放 = W有用$ / η = (2.3×10^7 J) / 25% = (2.3×10^7 J) / 0.25 = 9.2×10^7 J$。
2. 根据热值公式Q放=mq，变形得消耗汽油的质量：
m = Q放$ / q = (9.2×10^7 J) / (4.6×10^7 J/kg) = 2 kg$。
【答案】
2
【知识点】
热机效率、热值计算
【点评】
本题是热学基础应用题，核心是公式的变形与数值代入，只要牢记效率和热值的相关公式，就能顺利完成计算，属于易得分题型。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，需结合热机效率和热值的相关公式推导计算。首先明确：热机效率η的定义是有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值，即η=W有用/Q放；而燃料完全燃烧放热公式为Q放=mq（m为燃料质量，q为燃料热值）。解题时，先通过效率公式算出汽油完全燃烧放出的总热量，再代入热值公式变形求出消耗汽油的质量。
【解析】
1. 由热机效率公式η=W有用/Q放，变形得汽油完全燃烧放出的热量：
Q放 = W有用$ / η = (2.3×10^7 J) / 25% = (2.3×10^7 J) / 0.25 = 9.2×10^7 J$。
2. 根据热值公式Q放=mq，变形得消耗汽油的质量：
m = Q放$ / q = (9.2×10^7 J) / (4.6×10^7 J/kg) = 2 kg$。
【答案】
2
【知识点】
热机效率、热值计算
【点评】
本题是热学基础应用题，核心是公式的变形与数值代入，只要牢记效率和热值的相关公式，就能顺利完成计算，属于易得分题型。
【难度系数】
0.7
