2026年课时提优计划作业本九年级物理上册苏科版第84页答案
13. 如图所示是甲、乙两种燃料完全燃烧时释放的热量$Q$与其质量$m$的关系图像.下列有关说法正确的是(
A


A.甲燃料的热值大于乙燃料的热值
B.甲燃料的热值随着质量的增大而增大
C.乙燃料的热值随着质量的增大而增大
D.燃料的热值越大,燃烧的效率越高

答案

13. A 解析:由题图可知,在燃料的质量相同时,两种燃料完全燃烧时释放的热量的大小关系为$Q_\mathrm{甲}>Q_\mathrm{乙}$,根据$q=\dfrac{Q_{\mathrm{放}}}{m}$可知,$q_\mathrm{甲}>q_\mathrm{乙}$,A正确;热值是燃料的一种特性,与燃料的种类有关,与其质量无关,B、C错误;在质量相同时,燃料的热值大,燃料完全燃烧放出的热量多,但有效利用的热量不一定多,即效率不一定高,D错误.

解析

【分析】
拿到这道题首先先明确图像的横纵坐标含义:横坐标代表燃料的质量m,纵坐标代表燃料完全燃烧释放的热量Q。我们可以按照以下思路逐步推导:第一,结合热值的定义式$q=\frac{Q_{\mathrm{放}}}{m}$,用控制变量法,取相同质量的甲、乙燃料,对比二者完全燃烧放出的热量大小,就能直接比较甲乙热值的大小关系;第二,回忆热值的物理属性,热值是燃料本身的固有特性,只和燃料种类有关,和燃料质量、燃烧状态都无关,就能直接判断B、C选项的正误;第三,区分热值和热效率的概念,热效率是有效利用的热量占总放热的比例,和热值没有直接必然联系,就能判断D选项是否正确。
【解析】
1. 验证A选项:取质量相等的甲、乙两种燃料,从图像中可直接看出完全燃烧时甲释放的热量$Q_\mathrm{甲}>Q_\mathrm{乙}$,代入热值公式$q=\frac{Q_{\mathrm{放}}}{m}$,质量m相同时,释放热量越大则热值越大,因此$q_\mathrm{甲}>q_\mathrm{乙}$,A选项说法正确。
2. 验证B、C选项:热值是燃料的固有特性,仅由燃料的种类决定,和燃料的质量、燃烧是否充分等因素均无关,不会随燃料质量的增大而增大,因此B、C说法均错误。
3. 验证D选项:热效率是有效利用的热量与燃料完全燃烧释放总热量的比值,燃料热值大仅代表单位质量燃料完全燃烧放出的总热量多,但有效利用的热量占比不一定更高,因此燃烧效率不一定更高,D说法错误。
综上,只有A选项正确。
【答案】
A
【知识点】
燃料的热值,热效率
【点评】
本题的核心考察点是热值的概念理解和Q-m图像的控制变量分析,易错点一是容易错误认为热值随燃料质量变化,二是容易混淆热值和热效率的逻辑关系,要明确热值是燃料本身的属性,热值大小和燃烧效率没有直接的必然关联。
【难度系数】
0.7
14. 汽车是现代生活中常见的一种交通工具,图甲、乙分别是汽油机的某冲程及能量流向图. 下列有关说法正确的是
A



A.图甲是压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,气体的温度升高
B.由图乙可知,该汽油机的效率是 $30\%$
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓,燃料燃烧得越不充分,燃料的热值越小
D.为了节能,冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举措大大提高了燃料的热值

答案

14. A 解析:由题图甲可知,两个气门关闭,活塞向上移动,故题图甲为压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,机械能转化为内能,气体的温度升高,A正确;热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值,由题图乙可知,有用机械能所占比例为$100\%-36\%-30\%-6\%=28\%$,即该汽油机的效率为$28\%$,B错误;热值是燃料本身的一种物理属性,由燃料种类决定,和燃料的质量、放出热量的多少、燃烧是否充分、温度高低无关,C、D错误.

解析

【分析】
我们可以逐个对选项进行分析判断:1. 先观察图甲的汽油机结构,通过气门开闭状态和活塞运动方向判断冲程类型,结合做功改变内能的规律判断A选项是否正确;2. 根据热机效率的定义,用燃料完全燃烧释放的总能量100%减去所有能量损耗的占比,算出实际的汽油机效率,判断B选项正误;3. 回忆热值的物理属性,明确热值只和燃料种类有关,和燃烧充分程度、能量利用方式都无关,即可判断C、D选项的对错,最终选出正确答案。
【解析】
A. 图甲中汽油机的进气门、排气门均关闭,活塞向上运动,属于压缩冲程,该过程活塞对气缸内的气体做功,机械能转化为气体的内能,气体内能增大,温度升高,A正确;
B. 热机效率是指转化为有用机械能的能量占燃料完全燃烧释放总能量的比例,由图乙可得,该汽油机的效率为:$\eta=100\%-6\%-30\%-36\%=28\%$,并非30%,B错误;
C. 热值是燃料本身的固有物理属性,仅由燃料的种类决定,和燃料燃烧是否充分无关,因此燃烧不充分时汽油的热值不会变小,C错误;
D. 利用尾气余热供暖只是提升了能量的利用率,并没有改变燃料的种类,因此燃料的热值不会发生变化,D错误。
【答案】
A
【知识点】
汽油机冲程判断,热机效率计算,热值的特性
【点评】
本题是热学部分的综合基础题,核心考察汽油机冲程识别、热机效率的计算逻辑、热值的基本概念,易错点是容易误将图中的机械散热占比当作热机效率,或是错误认为燃烧充分程度、能量利用方式会改变燃料的热值,解题时要牢记热值是燃料的固有属性,不受外界使用因素影响。
【难度系数】
0.7
15. (2024·日照)有一种小型单缸四冲程汽油机,每个工作循环做功 500 J,曲轴的转速是300 r/min,每分钟消耗汽油 5 g. 则该汽油机的功率是
1250
W,效率是
32.6%
(百分号前保留 1 位小数). (汽油热值为$4.6× 10^{7}\ \mathrm{J}/\mathrm{kg}$)

答案

15. 1 250 32.6% 解析:单缸四冲程汽油机的一个工作循环中,曲轴转2圈,完成4个冲程,做功1次,由于曲轴的转速为300 r/min,则汽油机每分钟完成150个工作循环,对外做功150次,则汽油机工作1 min做的功$W=150×500\ \mathrm{J}=7.5×10^{4}\ \mathrm{J}$,该汽油机的功率$P=\dfrac{W}{t}=\dfrac{7.5×10^{4}\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{s}}=1\ 250\ \mathrm{W}$;5 g汽油完全燃烧释放的热量$Q_{\mathrm{放}}=mq_{\mathrm{汽油}}=5×10^{-3}\ \mathrm{kg}×4.6×10^{7}\ \mathrm{J/kg}=2.3×10^{5}\ \mathrm{J}$,汽油机的效率$\eta=\dfrac{W}{Q_{\mathrm{放}}}×100\%=\dfrac{7.5×10^{4}\ \mathrm{J}}{2.3×10^{5}\ \mathrm{J}}×100\%≈32.6\%$.

解析

【分析】
解题时首先要回忆单缸四冲程汽油机的核心工作规律:1个完整工作循环中曲轴转2圈,仅对外做功1次。第一步先根据给出的曲轴转速,算出每分钟汽油机对外做功的总次数,结合单次做功的数值,求出1分钟内汽油机做的总有用功,再代入功率定义式P=W/t即可算出功率;第二步将消耗汽油的质量换算为国际单位,利用燃料完全燃烧放热公式Q放=mq算出汽油燃烧释放的总热量,最后根据热机效率的定义,用有用功除以总放热得到汽油机的效率,计算时要注意单位统一,避免单位换算错误。
【解析】
1. 计算汽油机每分钟对外做功次数:
单缸四冲程汽油机每完成1个工作循环,曲轴转动2r,对外做功1次。已知曲轴转速为300r/min,即每分钟曲轴转300圈,因此每分钟完成的工作循环数、对外做功次数均为 $n=\frac{300}{2}=150$ 次。
2. 计算汽油机的功率:
1分钟内汽油机对外做的总有用功:
$W = 150 × 500\ \mathrm{J} = 7.5 × 10^4\ \mathrm{J}$
做功时间$t=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s}$,根据功率公式:
$P=\frac{W}{t}=\frac{7.5 × 10^4\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{s}}=1250\ \mathrm{W}$
3. 计算汽油完全燃烧释放的总热量:
消耗汽油的质量$m=5\ \mathrm{g}=5×10^{-3}\ \mathrm{kg}$,根据燃料完全燃烧放热公式:
$Q_{\mathrm{放}}=mq=5×10^{-3}\ \mathrm{kg} × 4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}=2.3×10^5\ \mathrm{J}$
4. 计算汽油机的效率:
根据热机效率定义:
$\eta=\frac{W}{Q_{\mathrm{放}}} × 100\% =\frac{7.5×10^4\ \mathrm{J}}{2.3×10^5\ \mathrm{J}} × 100\% \approx 32.6\%$
【答案】
1250;32.6%
【知识点】
四冲程汽油机工作特点;功率计算;热机效率
【点评】
本题是热机板块的常规基础计算题,核心易错点是混淆曲轴转数和对外做功次数的对应关系,不少同学会直接将曲轴转速等同于做功次数导致结果翻倍,同时需要注意质量、时间的单位统一换算,整体属于热机部分的高频考点题型。
【难度系数】
0.7
16. 小华在做“比较不同燃料充分燃烧时放出的热量”的实验.
(1)小华选用酒精和面巾纸碎片分别给试管中的水加热,实验中必须控制相等的物理量是(

A. 加热时间
B. 水的质量
C. 水的初始温度
D. 燃料的质量
(2)实验中通过
来比较酒精和面巾纸碎片充分燃烧放出的热量.
(3)已知图甲中水的质量为 30 g,温度从 $28\ \mathrm{° C} $升高到$68\ \mathrm{° C} $,则水吸收的热量是
J;图乙中水的温度升高了$22\ \mathrm{° C} $,酒精的热值$q_\mathrm{酒}=3×10^7\ \mathrm{J/kg}$,若酒精和面巾纸碎片充分燃烧后放出的热量被水吸收的效率都是15%,则面巾纸碎片的热值$q_\mathrm{纸}=\_\_\_\_\_\_\mathrm{J/kg}$.[水的比热容为$4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·° C)}$]

答案

16. (1)BD (2)水升高的温度 (3)$5.04×10^3$ $1.65×10^7$ 解析:(1)根据控制变量法可知,比较不同燃料充分燃烧时放出的热量时,要控制燃料的质量相等,同时为了通过观察水升高的温度来反映燃料燃烧放出的热量的多少,需要控制水的质量相等,B、D符合题意.(2)实验中通过水升高的温度来比较酒精和面巾纸碎片充分燃烧放出的热量,根据$Q_{\mathrm{吸}}=cm\Delta t$可知,水升高的温度越大,吸收的热量越多,说明燃料燃烧放出的热量越多.(3)水吸收的热量$Q_{\mathrm{吸}}=cm\Delta t_{\mathrm{水酒}}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×30×10^{-3}\ \mathrm{kg}×(68\ ℃-28\ ℃)=5.04×10^3\ \mathrm{J}$;酒精和面巾纸碎片燃烧放热被水吸收的效率相等,即$\eta=\dfrac{Q_{\mathrm{纸水吸}}}{Q_{\mathrm{纸放}}}×100\%=\dfrac{Q_{\mathrm{酒水吸}}}{Q_{\mathrm{酒放}}}×100\%=15\%$,则有$\dfrac{Q_{\mathrm{纸水吸}}}{Q_{\mathrm{酒水吸}}}=\dfrac{cm\Delta t_{\mathrm{水纸}}}{cm\Delta t_{\mathrm{水酒}}}=\dfrac{\Delta t_{\mathrm{水纸}}}{\Delta t_{\mathrm{水酒}}}=\dfrac{22\ ℃}{40\ ℃}=\dfrac{Q_{\mathrm{纸放}}}{Q_{\mathrm{酒放}}}=\dfrac{m_{\mathrm{纸}}q_{\mathrm{纸}}}{m_{\mathrm{酒}}q_{\mathrm{酒}}}=\dfrac{q_{\mathrm{纸}}}{q_{\mathrm{酒}}}$,可得$q_{\mathrm{纸}}=\dfrac{22}{40}×q_{\mathrm{酒}}=\dfrac{22}{40}×3×10^7\ \mathrm{J/kg}=1.65×10^7\ \mathrm{J/kg}$.

解析

【分析】
这是一道热学探究实验题,解题时首先要明确实验目的是对比不同燃料完全燃烧放出的热量:第一问用控制变量法的思路思考,要保证仅燃料种类不同,其余会影响实验结论的变量统一,需要控制燃料质量、被加热的水的质量相等,才能通过水的升温情况对比放热多少,排除不需要控制的变量选出答案;第二问用转换法的思路,相同质量的水,升温越多代表吸收热量越多,间接反映燃料放热的多少;第三问先代入吸热公式计算水吸收的热量,再结合热效率相等、燃料质量相等的条件,通过比例关系推导出面巾纸的热值,简化计算过程。
【解析】
(1) 在比较不同燃料充分燃烧放出热量的实验中,根据控制变量法要求:需要控制两种燃料的质量相等,同时控制被加热的水的质量相等,才能通过水升高的温度来对比燃料完全燃烧放出的热量多少,不需要控制加热时间和水的初始温度,因此选BD。
(2) 根据转换法,水的质量和比热容固定时,水升高的温度越大,水吸收的热量就越多,对应燃料完全燃烧放出的热量也越多,因此实验中通过水升高的温度来比较酒精和面巾纸碎片充分燃烧放出的热量。
(3) ① 计算甲图中水吸收的热量:
已知水的质量$m=30\ \mathrm{g}=0.03\ \mathrm{kg}$,温度差$\Delta t_1=68\ \mathrm{° C}-28\ \mathrm{° C}=40\ \mathrm{° C}$,水的比热容$c=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg· ° C)}$,代入吸热公式:
$Q_{\mathrm{吸}}=cm\Delta t_1=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg· ° C)} × 0.03\ \mathrm{kg} × 40\ \mathrm{° C}=5.04×10^3\ \mathrm{J}$
② 计算面巾纸碎片的热值:
已知两次实验的热效率$\eta$相等,且燃料质量相等,由$\eta=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{Q_{\mathrm{放}}}$、$Q_{\mathrm{放}}=mq$可得:
$\frac{q_{\mathrm{纸}}}{q_{\mathrm{酒}}}=\frac{\Delta t_2}{\Delta t_1}$,代入$\Delta t_2=22\ \mathrm{° C}$、$\Delta t_1=40\ \mathrm{° C}$、$q_{\mathrm{酒}}=3×10^7\ \mathrm{J/kg}$:
$q_{\mathrm{纸}}=\frac{22\ \mathrm{° C}}{40\ \mathrm{° C}} × 3×10^7\ \mathrm{J/kg}=1.65×10^7\ \mathrm{J/kg}$
【答案】
(1) BD (2) 水升高的温度 (3) $5.04×10^3$;$1.65×10^7$
【知识点】
控制变量法、转换法、热值计算
【点评】
本题围绕不同燃料放热的探究实验展开,既考察了热学实验常用的两种研究方法的应用,也结合吸热、放热公式进行推导计算,易错点是第三问的比例推导,不需要单独计算燃料总放热量,利用效率相等、燃料质量相等的条件即可简化运算,计算时注意质量单位从克转换为千克,避免单位错误。
【难度系数】
0.6