2026年作业上海教育出版社九年级物理全一册人教版宁夏专版第23页答案
5.若汽车发动机运行时各种能量损耗大致为气缸散热损失25%,废气带走的能量占30%,摩擦等机械损耗占11%,汽油没有完全燃烧损失占5%,则它的热机效率为
29%
。

答案

5. 29%

解析

【分析】
要解决这个问题,需明确热机效率的定义:热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的总能量之比,因此热机效率等于100%减去所有能量损耗的百分比之和。
【解析】
根据热机效率的计算方法,代入题目中的损耗百分比计算:
热机效率 = 100% - 气缸散热损失占比 - 废气带走能量占比 - 机械损耗占比 - 未完全燃烧损失占比
= 100% - 25% - 30% - 11% - 5% = 29%
【答案】
29%
【知识点】
热机效率的计算
【点评】
本题考查热机效率的基础计算,属于概念直接应用类题目,只要掌握热机效率的定义即可快速解答,难度较低。
【难度系数】
0.8
6.某台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1 200 r/min,在 1 s 内汽油机对外做功
10
次。若该汽油机的效率为30%,汽油机在某段时间完全燃烧了400 g汽油,则汽油完全燃烧放出的热量为
1.84 × 10⁷
J,汽油机输出的有用机械功为
5.52 × 10⁶
J。($q_{汽油}=4.6×10^7 J/kg$)

答案

6. 10 1.84 × 10⁷ 5.52 × 10⁶

解析

【分析】
要解决这道题,需分三步梳理思路:①掌握四冲程汽油机的工作规律:飞轮每转2圈完成1个工作循环,对外做功1次,先将飞轮转速的单位从“转/分钟”转换为“转/秒”,再计算1秒内的做功次数;②计算汽油完全燃烧放出的热量,需运用热值公式$Q_{放}=mq$,注意将汽油质量单位从克转换为千克;③计算汽油机输出的有用功,利用热机效率公式$\eta=\frac{W_{有用}}{Q_{放}}$变形推导,代入数据计算即可。
【解析】
1. 计算1s内汽油机对外做功次数:
飞轮转速为$1200\ \mathrm{r/min}$,转换为每秒转数:$1200\ \mathrm{r/min} = \frac{1200}{60}\ \mathrm{r/s} = 20\ \mathrm{r/s}$;
四冲程汽油机每2转对外做功1次,因此1s内做功次数:$\frac{20}{2}=10$次。
2. 计算汽油完全燃烧放出的热量:
汽油质量$m=400\ \mathrm{g}=0.4\ \mathrm{kg}$;
根据热值公式$Q_{放}=mq$,代入数据得:$Q_{放}=0.4\ \mathrm{kg}×4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}=1.84×10^7\ \mathrm{J}$。
3. 计算汽油机输出的有用机械功:
已知效率$\eta=30\%$,由热机效率公式$\eta=\frac{W_{有用}}{Q_{放}}$变形得$W_{有用}=Q_{放}×\eta$;
代入数据:$W_{有用}=1.84×10^7\ \mathrm{J}×30\%=5.52×10^6\ \mathrm{J}$。
【答案】
10;$1.84×10^7$;$5.52×10^6$
【知识点】
四冲程汽油机工作原理、热值计算、热机效率计算
【点评】
本题综合考查热学中汽油机的工作规律、热值及热机效率的计算,属于初中物理热学部分的基础常考题,需注意单位换算和汽油机做功次数的核心规律,整体难度适中。
【难度系数】
0.7
1. [物理观念]关于燃料和热值,下列说法正确的是(
A
)。

A.燃料的热值与燃料的种类有关系,与燃料的质量和燃烧状况无关
B.容易燃烧的燃料,热值一定大
C.煤的热值大于干木柴的热值,燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D.火箭使用液氢燃料,主要是利用了液氢的比热容大

答案

1. A

解析

【分析】
本题考查燃料热值的相关概念,解题时需明确:热值是燃料的固有特性,仅与燃料种类有关,与燃料质量、燃烧状况等无关;同时要区分热值与比热容的不同,以及燃料放热的影响因素,再逐一分析各选项的正误即可。
【解析】
1. 明确热值定义: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,只与燃料的种类有关,与燃料的质量、是否燃烧、燃烧是否充分等均无关。
2. 分析选项A:根据热值的特性,其与燃料种类有关,与质量、燃烧状况无关,故A正确。
3. 分析选项B:热值大小仅由燃料种类决定,与燃料是否容易燃烧无关,容易燃烧是燃料的着火点低,不属于热值的范畴,故B错误。
4. 分析选项C:燃料燃烧放出热量的公式为$Q_{放}=mq$,放出热量的多少由热值和燃料质量共同决定,煤的热值大于干木柴,但未说明两者质量关系,无法确定放出热量的多少,故C错误。
5. 分析选项D:火箭使用液氢燃料,是因为液氢的热值大,相同质量的液氢完全燃烧时放出的热量多,而非比热容大,故D错误。
【答案】
A
【知识点】
燃料的热值、热量的计算
【点评】
本题属于基础概念题,核心考查对热值概念的理解,需准确把握热值是燃料的固有特性,区分热值与比热容的应用,以及燃料放热的影响因素,难度较低,是学生应掌握的基础知识点。
【难度系数】
0.8
2. 关于燃料的热值,下列说法正确的是 (
C
)。

A.提供充足的氧气,让燃料更充分地燃烧,可以提高燃料的热值
B.根据热值计算公式 $q = \frac{Q}{m}$ 可知,减小 m 可以提高热值
C.燃料的热值只与燃料的种类有关
D.一点就着的纸比很难引燃的煤块热值高

答案

2. C

解析

【分析】本题考查燃料热值的概念,解题思路为:首先明确热值是燃料的固有特性,仅与燃料种类有关,与燃烧情况、质量等无关;再逐一分析每个选项,排除错误选项,确定正确答案。
【解析】热值的定义是:1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值,热值是燃料本身的特性,只取决于燃料的种类,与燃料的质量、是否完全燃烧、燃烧放出热量的多少均无关。对各选项分析如下:
A选项:燃料的热值与燃烧是否充分无关,充分燃烧不会改变燃料的热值,该选项错误;
B选项:公式$q=\frac{Q}{m}$是热值的计算式,而非决定式,热值与质量m、热量Q无关,减小m不能提高热值,该选项错误;
C选项:燃料的热值只与燃料的种类有关,该选项正确;
D选项:纸易引燃是因为其着火点低,而热值是单位质量燃料完全燃烧放出的热量,与着火点无关,不能据此比较热值大小,该选项错误。
【答案】C
【知识点】燃料的热值
【点评】本题属于热学基础概念题,核心考查对热值特性的理解,需注意区分热值与着火点、燃烧充分度等易混淆概念,只要准确掌握热值的定义和特性即可快速作答。
【难度系数】0.8
3.沼气是一种清洁燃料,部分地区因地制宜建造沼气池,利用沼气烧水做饭。已知沼气的热值为$1.9× 10^{7}\ \mathrm{J/m}^3$,完全燃烧$0.2\ \mathrm{m}^3$沼气,放出的热量为
3.8×10⁶
J。

答案

3. 3.8×10⁶

解析

【分析】本题考查燃料完全燃烧放出热量的计算,解题思路为:已知沼气的热值和完全燃烧的体积,利用燃料完全燃烧放热公式直接代入数值计算,即可求出放出的热量。
【解析】根据燃料完全燃烧放出热量的计算公式:$Q_{\mathrm{放}} = qV$,其中沼气的热值$q=1.9×10^7\ \mathrm{J/m}^3$,完全燃烧的体积$V=0.2\ \mathrm{m}^3$,代入公式得:
$Q_{\mathrm{放}} = 1.9×10^7\ \mathrm{J/m}^3 × 0.2\ \mathrm{m}^3 = 3.8×10^6\ \mathrm{J}$
【答案】$3.8×10^6$
【知识点】燃料的热值、热量计算
【点评】本题是对热值计算公式的基础应用,难度较低,主要考查学生对公式的掌握和基本运算能力,属于基础题。
【难度系数】0.9
4.已知$c_{水}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C}),q_{天然气}=4.2×10^{7}\ \mathrm{J}/\mathrm{kg}$。小明家的燃气热水器将100 kg的水由20 ℃加热到50 ℃,水吸收的热量为
1.26×10⁷
J;若不计热损失,需要消耗
0.3
kg的天然气。洗澡后小明发现,浴室里热水器的两根水管,有一根表面布满水珠,另一根没有水珠,则表面布满水珠的水管中通的是
冷
(选填“热”或“冷”)水。

答案

4. 1.26×10⁷ 0.3 冷

解析

【分析】
本题分为三个部分:第一部分计算水吸收的热量,需运用吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$;第二部分不计热损失时,天然气完全燃烧放出的热量等于水吸收的热量,利用热值公式$Q_{放}=mq$计算天然气质量;第三部分判断水管类型,需结合液化的条件(水蒸气遇冷液化)分析。
【解析】
1. 计算水吸收的热量:
水的质量$m_{水}=100\ \mathrm{kg}$,初温$t_0=20\ \mathrm{℃}$,末温$t=50\ \mathrm{℃}$,温度变化$\Delta t=t-t_0=30\ \mathrm{℃}$。
根据吸热公式$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t$,代入数据得:
$Q_{吸}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×100\ \mathrm{kg}×30\ \mathrm{℃}=1.26×10^7\ \mathrm{J}$。
2. 计算需要消耗的天然气质量:
不计热损失,天然气完全燃烧放出的热量$Q_{放}=Q_{吸}=1.26×10^7\ \mathrm{J}$。
根据热值公式$Q_{放}=m_{天然气}q_{天然气}$,变形得$m_{天然气}=\frac{Q_{放}}{q_{天然气}}$,代入数据:
$m_{天然气}=\frac{1.26×10^7\ \mathrm{J}}{4.2×10^7\ \mathrm{J/kg}}=0.3\ \mathrm{kg}$。
3. 判断水管类型:
浴室中的水蒸气遇冷会液化成小水珠附着在水管表面,因此表面布满水珠的水管中通的是冷水(冷水温度低,使水蒸气液化)。
【答案】
$1.26×10^7$;$0.3$;冷
【知识点】
热量的计算、燃料的热值、液化现象
【点评】
本题综合考查热量计算、热值应用和液化知识点,属于基础题型,要求学生掌握相关公式与液化条件,难度适中,多数学生可正确解答。
【难度系数】
0.7
5.关于热机的效率,下列说法不正确的是(
C
)。

A.燃料更充分燃烧可以提高热机的效率
B.减少机械间的摩擦可以提高热机的效率
C.通过科技进步,热机的效率可以达到100%
D.将燃烧排出的废气再利用可以提高热机的效率

答案

5. C

解析

【分析】首先明确热机效率的定义:热机效率是热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,由于热机工作时必然存在能量损失(如废气散热、机械摩擦、热散失等),因此效率始终小于1。接下来逐一分析选项:A选项,燃料充分燃烧可让更多能量被有效利用,能提高效率,说法正确;B选项,减少摩擦可降低额外功,提升有用功占比,提高效率,说法正确;C选项,热机无法避免能量损失,效率不可能达100%,说法错误;D选项,废气再利用可减少能量损失,提高效率,说法正确。题目要求选不正确的,故答案为C。
【解析】根据热机效率的概念,对各选项分析如下:
1. 选项A:燃料充分燃烧,能使燃料释放的化学能更多转化为有效利用的能量,从而提高热机效率,该说法正确;
2. 选项B:减少机械间的摩擦,可减少克服摩擦消耗的额外功,增大有用功在总能量中的占比,进而提高热机效率,该说法正确;
3. 选项C:热机工作过程中,总有部分能量随废气排出、机械散热或克服摩擦等损失,无法将燃料完全燃烧释放的能量全部用于有用功,因此热机效率不可能达到100%,该说法错误;
4. 选项D:将燃烧排出的废气再利用,可回收原本损失的能量,增加可利用的有用能量,从而提高热机效率,该说法正确。
综上,不正确的说法是选项C。
【答案】C
【知识点】热机效率、能量的利用
【点评】本题考查热机效率的核心概念及影响因素,属于初中物理热学的基础题型,需准确理解热机效率的定义和能量损失的不可避免性,即可快速判断。
【难度系数】0.6
6. [教材图改编]某辆行驶的小轿车,其正常工作时的能量转化情况如图所示。若输入的化学能为2 000 J,输出的动能为300 J,则输出的内能和声能共计
1700
J;输出的有用能量是动能,则小轿车发动机正常工作时的效率为
15%
。

6题图

答案

6. 1700 15%

解析

【分析】首先明确能量转化过程中,输入的总能量(化学能)等于所有输出能量(动能、内能、声能)之和,据此可计算内能和声能的总和;发动机的效率是有用能量(本题中为动能)与总输入能量的比值,通过该比值可计算效率。
【解析】1. 根据能量守恒定律,输入的化学能为总能量,输出的动能、内能和声能之和等于总能量,因此输出的内能和声能共计:$2000\ \mathrm{J} - 300\ \mathrm{J} = 1700\ \mathrm{J}$。2. 小轿车发动机的效率为有用能量(动能)与总输入能量(化学能)的百分比,计算得:$\eta = \frac{\mathrm{有用能量}}{\mathrm{总能量}} × 100\% = \frac{300\ \mathrm{J}}{2000\ \mathrm{J}} × 100\% = 15\%$。
【答案】1700;15%
【知识点】能量守恒、机械效率
【点评】本题结合能量转化图考查能量守恒和热机效率的基础计算,关键是明确总能量与有用能量的对应关系,属于基础应用类题目。
【难度系数】0.3
7. [易错题]下列关于热机的效率的说法中正确的是 (
D
)。

A.热机的功率越大,效率越高
B.热机消耗的燃料越少,效率越高
C.燃料的热值越大,效率越高
D.完成相同的有用功,所用的同种燃料越少,效率越高

答案

7. D

解析

【分析】首先明确热机效率的定义: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总能量的比值,公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{Q_{总}}$($Q_{总}=mq$,$m$为燃料质量,$q$为燃料热值)。接下来逐一分析选项:A选项中,功率是表示热机做功快慢的物理量,与效率(能量利用率)无直接关联,故A错误;B选项,热机消耗燃料少仅说明总能量可能少,但有用功的大小不确定,无法判断效率高低,故B错误;C选项,燃料热值大仅反映单位质量燃料放热能力强,若有用功少或燃烧不充分,效率仍不一定高,故C错误;D选项,完成相同有用功($W_{有用}$相同),同种燃料($q$相同),所用燃料越少则总能量$Q_{总}$越小,根据效率公式可知效率越高,故D正确。
【解析】根据热机效率的定义($\eta=\frac{W_{有用}}{Q_{总}}$),对各选项分析如下:
1. 选项A:功率描述做功快慢,效率描述能量利用率,二者是不同物理量,无直接关系,A错误;
2. 选项B:效率由有用功与总能量的比值决定,消耗燃料少不代表比值大,B错误;
3. 选项C:热值是燃料固有属性,效率还与有用功、燃烧充分度有关,热值大不代表效率高,C错误;
4. 选项D:$W_{有用}$相同,同种燃料($q$相同),燃料越少则$Q_{总}$越小,$\eta=\frac{W_{有用}}{Q_{总}}$越大,效率越高,D正确。
【答案】D
【知识点】热机效率、功率与效率的区别、热值的概念
【点评】本题为热学易错题,核心考查对热机效率概念的理解,学生易混淆功率、热值、燃料消耗与效率的关系,需紧扣“有用功与总能量的比值”这一效率定义分析,避免概念误判。
【难度系数】0.5