2024-2025学年人教版物理九年级全一册考点分类专题易错题汇编培优练
专题14.2 热机的效率（五大考点）
考点1 热值的概念、单位和物理意义 1
考点2 比较不同燃料的热值大小 3
考点3 热值的公式及相关计算 8
考点4 热机效率的计算与估算 12
考点5 提高热机效率的方法 16
考点1 热值的概念、单位和物理意义
【典例分析】（23-24八年级下·黑龙江齐齐哈尔·期末）烧烤是人类最原始的烹调方式，也是年轻人喜欢的活动之一。在烤肉时，无烟木炭在燃烧过程中将 能转化为内能， 未使用完无烟木炭的热值大小变化情况是 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
答案： 化学 不变
规范解答：[1]木炭在燃烧过程中，消耗化学能，产生内能，将化学能转化为内能。
[2]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。无烟木炭在燃烧过程中，质量减小，热值不变。
【变式1-1】（2024·江西·中考真题）用比值法定义物理量是物理学中常用的方法。以下物理量不是用这种方法定义的是（ ）
A．密度 B．比热容 C．质量 D．热值
答案：C
规范解答：比值法定义法是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。
A．密度是某种物质组成的物体的质量与它的体积之比，采用了比值定义法，故A不符合题意；
B．比热容是一定质量的某种物质，在温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）的温度的乘积之比，采用了比值定义法，故B不符合题意；
C．质量是指物体所含物质的多少，质量是一种基本物理量，没有采用比值定义法，故C符合题意；
D．热值是某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，采用了比值定义法，故D不符合题意。
故选C。
【变式1-2】（2024·四川眉山·中考真题）热学知识与人类生活息息相关。下列说法正确的是（ ）
A．酒精燃烧过程中，质量减少，热值不变
B．铁块很难被压缩，说明固体分子之间不存在间隙
C．内燃机在做功冲程中，气缸内气体温度升高，内能增大
D．内陆地区比沿海地区昼夜温差大，是由于砂石的比热容比水的比热容大
答案：A
规范解答：A．酒精燃烧过程中越来越少，所以质量减少，燃料的热值只与燃料的种类有关，与质量无关，所以热值不变，故A正确；
B．铁块很难被压缩，是因为铁块被压缩时，分子间距变小，由于分子间存在相互的斥力，致使铁块很难被压缩，故B错误；
C．内燃机在做功冲程中，气缸内气体对活塞做功，内能减小，故C错误；
D．内陆地区和沿海地区相比，内陆地区砂石的比热容小，在相同的吸放热条件下，砂石的温度变化大，故D错误。
故选A。
【变式1-3】（2022·辽宁葫芦岛·一模）2022年4月15日20时整，长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火升空，成功将中星6D卫星送入预定轨道，如图是火箭发射时的情景。火箭在大气层中高速飞行时，外壳与空气剧烈摩擦，火箭外壳的内能会 （填“变大”、“变小”或“不变”），这是用 方法改变的物体的内能。火箭选择液态氢为燃料，原因是液态氢的 （填“热值”或“比热容”）大；
答案： 变大 做功 热值
规范解答：[1][2]火箭进入大气层，克服空气摩擦做功，温度升高，内能增加，这是通过做功的方式改变物体内能。
[3]选用液态氢作为燃料是由于它具有较大的热值，与其他燃料相比，完全燃烧相同质量的液态氢时，可以释放出更多的热量。
【变式1-4】（23-24九年级下·山东枣庄·期中）如图所示是单缸四冲程汽油机某一冲程工作示意图，该冲程是 冲程。若汽油燃烧不充分时，汽油的热值将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
答案： 压缩 不变
规范解答：[1]由图可知，两个气门都关闭，活塞上行，因此该冲程压缩冲程。
[2]热值是燃料的一种特性，其大小与燃烧情况无关，汽油在汽油机内燃烧的不充分，它的热值将不变。
【变式1-5】（22-23九年级下·四川内江·开学考试）把一杯酒精倒出去一半，则剩下的酒精（ ）
A．比热容不变，热值变小
B．比热容变小，热值不变
C．比热容、热值都不变
D．比热容、热值都变为原来的一半
答案：C
规范解答：比热容、热值都是物质的特性，与物质的质量无关；所以把一杯酒精倒出去一半，则剩下的酒精比热容、热值都不变，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
考点2 比较不同燃料的热值大小
【典例分析】（2024·江苏盐城·二模）小明利用图示装置估测纸片的热值。实验中利用 来反映纸片燃烧放出热量的多少。实验时，应测量并记录纸片的质量、水的质量、加热前的水温和纸片燃尽后的水温t。用c表示水的比热容，纸片热值q的表达式为 。利用该实验测得的纸片热值会明显 （大于/小于）真实值。
答案： 温度计升高的示数 小于
规范解答：[1] 根据转换法可知，实验时用温度计升高的示数（水升高的温度）来表示纸片燃烧放出热量的多少。
[2] 水吸收的热量为
则纸片热值为
[3] 因为纸片燃烧放出的热量不能全部被水吸收，存在热损失，所以利用该实验测得的纸片热值会明显小于真实值。
【变式2-1】（2024·江苏南京·二模）用如图所示的相同装置进行“探究不同物质吸热升温现象”和“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”两个实验，关于两实验下列说法正确的是（ ）
A．均需要计时器
B．研究对象均为烧杯中液体
C．均需控制液体和燃料的质量相同
D．均可通过液体升高的温度反映实验结果
答案：D
规范解答：A．“探究不同物质吸热升温现象”的实验中，通过加热时间比较物质吸收热量的多少，所以需要秒表，测量时间；而“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”的实验中，只要两种质量相同的不同燃料完全燃烧完即可，不需要秒表，故A错误；
B．“探究不同物质吸热升温现象”的实验中，研究对象是烧杯中的液体，而“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”的实验中，研究对象是燃料，故B错误；
C．“探究不同物质吸热升温现象”的实验中需控制不同液体的质量相同，“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”的实验中需要控制不同燃料的燃烧时间相同，故C错误；
D．“探究不同物质吸热升温现象”实验中，可以加热相同质量的物质，在相同时间内通过温度变化来比较吸热能力的大小，“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”的实验中是通过液体升高的温度比较燃料放热能力的，故D正确。
故选D。
【变式2-2】（2024·江苏盐城·三模）如图甲、乙所示是“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的两组实验装置，下列关于该两组实验的说法正确的是（ ）
A．每组实验中，烧杯中物质的质量应该相等
B．甲组实验中，可以根据温度计示数变化来比较吸热的多少
C．乙组实验中，燃料燃烧的时间必须相等
D．乙组实验中，可以根据加热时间的长短来比较吸热的多少
答案：A
规范解答：A．甲组实验，探究不同物质吸热升温的现象，除了物质种类不同，其它因素都应相同。乙组实验，探究不同燃料燃烧时放出热量的多少，除了燃料种类不同，其它因素都应相同，所以两组实验中，烧杯中物质的质量应该相等，故A正确；
B．甲组实验中，用相同的热源加热，在相同的时间内放出的热量相等，烧杯中物质吸收的热量相同，时间不同，吸收热量也不同，所以可根据加热时间来比较吸热的多少，故B错误；
C．乙组实验中，燃烧相同质量的燃料，比较温度计示数变化可得出燃料放热的多少，所以燃料燃烧时间不须相等，故C错误；
D．乙组实验中，热源不同，不能根据加热时间的长短来比较吸热的多少，故D错误。
故选A。
【变式2-3】（2024·江苏无锡·二模）如图是比较燃料热值的实验装置。下列说法正确的是（ ）
A．实验时应控制燃料燃烧的时间相同
B．实验时应控制烧杯中的液体升高的温度相同
C．两燃烧皿中应分别装入种类不同、质量相同的燃料
D．两烧杯中应分别装入种类不同、质量相同的液体
答案：C
规范解答：比较不同燃料的热值，应控制被加热液体的种类、质量相同而燃料的种类不同、质量相同；质量相同的不同燃料完全燃烧释放的热量被相同质量的同种液体吸收，根据可知，实验中可以通过温度计示数变化来反应放出热量多少，从而判断两种燃料热值的大小，所以实验中不控制烧杯中的液体升高的温度，应让燃料完全燃烧，故ABD错误，C正确。
故选C。
【变式2-4】（22-23九年级下·辽宁本溪·开学考试）有如图所示的两套相同装置，分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料，点燃后加热质量相等的同种液体，当燃料 （填“燃烧相同时间”或“全部燃尽”）后，通过比较 的变化，来判断两种燃料热值的大小。用比热容 的液体可以使实验现象更明显。（实验中液体没有沸腾）
答案： 全部燃尽 液体升高的温度 小
规范解答：[1]比较不同燃料的热值时，根据可知，要控制燃烧的燃料质量相同，即将相同质量的燃料全部燃尽。
[2]燃料的热值大小不易测量，实验时通过比较液体升高的温度来反映燃料热值的大小，采用了转换法。
[3]由可知，在质量和吸收热量相同时，比热容小的液体温度变化量大，实验现象更明显。
【变式2-5】（23-24九年级上·江苏徐州·阶段练习）为了比较酒精和碎纸片的热值，实验中应控制酒精和碎纸片燃烧的 （时间/质量）相同。燃烧放出的热量应比较 （加热时间/水升高的温度）。水的温度随时间变化的关系如图。由此可知，燃料1的热值 燃料2热值。（填“<”或“=”或“>”）
答案： 质量 水升高的温 >
规范解答：[1]该实验是比较酒精和碎纸片的热值大小，由控制变量法可知，除了使所用的两个玻璃杯规格相同、水的初温相同外，还需控制相同的量有：水的质量和两种燃料燃烧的质量。
[2]根据转换法可知，实验中通过水升高的温度来比较热值的大小，水升高的温度越高，燃料燃烧放出的热量越多。
[3]由图可知，燃料1燃烧2min，液体升高的温度为
35℃-20℃=15℃
燃料2燃烧3min，液体升高的温度为
25℃-20℃=5℃
由
Q放=Q吸=cmΔt
可知，燃料燃烧放出热量之比为
15℃∶5℃=3∶1
根据Q放=mq可知，两种燃料的热值之比为3∶1，所以燃料1的热值为燃料2热值的3倍，燃料1的热值较大。
考点3 热值的公式及相关计算
【典例分析】（2024·黑龙江哈尔滨·中考真题）完全燃烧0.1m3的天然气放出的热量是 J；若这些热量的20%被4kg的液体吸收，使其温度升高50℃，则该液体的比热容是 J/(kg·℃)（q天然气=3.0×107J/m3）
答案： 3.0×106 3×103
规范解答：[1]完全燃烧0.1m3的天然气放出的热量
Q放=Vq天然气=0.1m3×3.0×107J/m3=3.0×106J
[2]液体吸收的热量
Q吸= Q放η=3.0×106J×20%=6×105J
该液体的比热容
【变式3-1】（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1.68×103J
B．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/m3
C．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
规范解答：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。
【变式3-2】（2024·四川达州·中考真题）在1个标准大气压下，小明用天然气灶将质量1kg的水，从20℃加热到沸腾，水吸收的热量是 J。他家天然气热水器的热效率是70%，他某次洗澡，耗水20kg，热水器进水温度是22℃，出水温度是42℃，他这次洗澡消耗天然气 m3。已知水的比热容是，天然气的热值是。
答案： 3.36×105 0.075
规范解答：[1]水吸收的热量
[2]洗澡时水吸收的热量
由得，天然气完全燃烧放出的热量
由Q放=Vq得，需要天然气的体积
【变式3-3】（2024·四川成都·二模）在标准大气压下，小美同学用同一个加热器分别加热质量均为200g的水和甲液体，用测得的数据绘制的温度随时间变化图像如图所示。甲液体从20℃加热至沸腾用时10min，水从20℃加热至沸腾消耗了8g酒精。若单位时间内水吸收的热量与甲液体吸收的热量相等[，]，则下列说法中正确的是（ ）
A．沸腾时甲的末温比水的高，所以吸热能力更强
B．酒精灯的加热效率为38%
C．甲液体的比热容为
D．甲液体的沸点为200℃
答案：C
规范解答：A．根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像可知：质量相等的甲液体和水两种液体，在升高相同的温度时，水加热时间长，水吸收的热量较多；根据比较吸热能力的方法可知，水的吸热能力强，比热容大，故A错误；
B．由图可知，水从20℃加热至沸腾100℃，用时6min，水吸收的热量
燃烧8g酒精放出的热量
酒精灯的加热效率
故B错误；
C．加热4min，甲液体温度升高80℃，加热6min，水温度升高80℃，因为加热的装置相同，故相同的时间内，甲液体、水吸收的热量相同，又因为甲液体、水质量相同，根据可知
解得
故C正确；
D．10min甲吸收的热量与水吸收的热量相等，根据Q吸=cmΔt可知
代入数据解得t甲=220℃，则甲液体的沸点为220℃。故D错误。
故选C。
【变式3-4】（23-24九年级下·云南·阶段练习）小明同学设计了一个测定天然气热值的实验，取水放入锅中，用温度计测得水的初始温度为20℃，天然气表的初始示数为，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，水的比热容为J/（kg ℃）。以下说法正确的是（ ）
A．天然气在燃烧过程中热值变小
B．加热过程中，水的温度升高，内能不变
C．水吸收的热量为
D．若不计热量损失，天然气的热值为
答案：D
规范解答：A．热值是燃料完全燃烧释放的热量与质量的比值，其大小只与燃料的种类有关，与燃烧状况、消耗燃料的多少、放热多少等无关，即天然气在燃烧过程中热值不变，故A错误；
B．内能的大小与温度有关，同一物体温度升高时内能增大，所以水在加热过程中温度升高，内能增大，故B错误；
C．水吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg ℃）×0.5kg×（80℃-20℃）=1.26×105J
故C错误；
D．若不计热量损失，天然气的热值为
故D正确。
故选D。
【变式3-5】（2024·云南文山·二模）2024年2月29日，西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将卫星互联网高轨卫星01星发射升空。火箭加速升空时，机械能 （填“变大”“变小”或“不变”），若完全燃烧的氢燃料，可放出热量 J。
答案： 变大
规范解答：[1]火箭在加速升空的过程中，质量不变，速度增大、动能增大，高度增大，重力势能增大，动能和势能统称为机械能，机械能增大。
[2]完全燃烧0.5kg的氢燃料，可放出热量
考点4 热机效率的计算与估算
【典例分析】（2024·四川成都·二模）小丽用如图甲所示的装置加热一杯质量为100g的水，同时用温度计测量水温。加热4min后她将火熄灭，测得消耗了4.2g燃料，再根据实验数据绘制了水温随时间变化的图像（图乙中图线a）。小聪用相同的装置加热另一杯水，根据实验数据绘制了图乙中图线b。已知该装置中燃料完全燃烧所放出的热量只有60%被水吸收，水的比热容为。假设燃烧过程放热均匀，忽略加热过程中水的质量变化。下列分析正确的是（ ）
A．该燃料的热值为1.5×106J/kg
B．小聪加热的水的质量大于小丽加热的水的质量
C．小丽在实验中加热4min时，水吸收的热量为5040J
D．降低水的初温会更慢沸腾，是因为降低了装置的加热效率
答案：C
规范解答：AC．加热2min，水吸收到的热量为
加热4min，水吸收到的热量是
根据，可得消耗燃料4.2g放出的热量为
由Q放=mq可得该燃料的热值为
故A错误，C正确；
B．由图可知，相同时间，两杯水吸收的热量相同，温度变化相同，根据Q=cmΔt可知两杯水的质量相等，故B错误；
D．降低水的初温度增加了水加热到沸腾的时间，加热相同时间，水升高的温度相同，由加热效率公式可知，与加热效率无关，故D错误。
故选C。
【变式4-1】（2024·辽宁葫芦岛·一模）小赫爸爸购买了一款户外燃气炉，准备周末和家人一起去户外野炊，该燃气炉烧水时，把1kg初温为20℃的水加热到100℃，燃烧了丁烷，则水吸收的热量为 J，假设丁烷完全燃烧，则燃气炉的效率为 。[水的比热容为，丁烷的热值为]
答案： 22.4%
规范解答：[1]水吸收的热量
[2]丁烷完全燃烧放出的热量
燃气炉的效率
【变式4-2】（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
规范解答：[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
【变式4-3】（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在汽缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了 2kg燃料，汽车发动机做的功为 J，该发动机的效率为 。（氢的热值为）
答案： 45%
规范解答：[1]发动机做的功
[2]消耗2kg燃料放出的热量
该发动机的效率
【变式4-4】（2024·四川成都·二模）小李家使用的热水器，30min内均匀消耗了0.3m3的天然气，将30kg的水从25℃加热到50℃。天然气的热值为4.2×107J/m3，水的比热容为，则关于该过程的说法正确的是（ ）
A．水吸收的热量是3.5×106J
B．天然气完全燃烧释放出的热量是3.78×107J
C．热水器的能量转化效率与环境温度无关
D．热水器的能量转化效率为25%
答案：D
规范解答：A．将30kg的水从25℃加热到50℃，水吸收的热量是
故A错误；
B．天然气完全燃烧放出热量
Q放＝Vq＝0.3m3×4.2×107J/m7＝1.26×107J
故B错误；
C．热水器的能量转化效率与环境温度有关，因为环境温度越低，加热的时间越长，其散失的热量越多，则热水器的能量转化效率越低；故C错误；
D．热水器的能量转化效率
故D正确。
故选D。
【变式4-5】（2024·四川成都·二模）小明同学取a、b两种粉末各50g，利用如图甲所示的实验装置“探究固体熔化时温度的变化规律”，每隔一段时间用温度计分别测量它们的温度，12分钟各消耗酒精4g，他根据实验数据绘制了温度随时间变化的图像如图乙所示。若单位时间内a、b吸收的热量相等，酒精的热值为3×107J/kg，a物质在固态时的比热容为1.0×103J/(kg·℃)。则下列说法正确的是（ ）
A．a为非晶体，第6min时为固液共存态
B．a物质在第9min和第3min时的温度相等，内能也相等
C．a物质液态时的比热容为1.5×103J/(kg·℃)
D．酒精灯的加热效率为50%
答案：C
规范解答：A．由图乙可知，在3~9min，a吸收热量但温度保持50℃不变，所以a为晶体；且在3~9min，a正处于熔化过程中， 所以第6min时为固液共存态，故A错误；
B．在加热a的过程中，a一直吸收热量，内能不断增大，所以a在第9min的内能大于在第3min的内能，故B错误；
C．a、b的质量均为50g，合0.05kg，则a物质在前3min内吸收的热量
同样的加热装置，则在相同时间内物质吸收的热量相同，所以在9~12min内物质吸收的热量与该物质前3min吸收的热量相同，则该物质液态时的比热容
故C正确；
D．由题意可知，12min各消耗酒精4g，所以加热物质a，前3min消耗的酒精质量为1g，合1×10-3kg；则燃烧放出的热量
则酒精灯的加热效率
故D错误。
故选C。
考点5 提高热机效率的方法
【典例分析】（2024·云南昆明·二模）配备涡轮增压器的发动机工作时，能利用排出的废气带动涡轮旋转，从而压缩空气来增加进气量，使燃料燃烧更充分，实现增强动力的目的。下列说法正确的是（ ）
A．燃烧越充分，燃料的热值越大
B．燃料的热值越大，燃烧放出的热量就越多
C．该发动机在做功冲程将内能转化为机械能
D．涡轮增压发动机的热机效率能达到100%
答案：C
规范解答：A．燃料的热值是燃料本身具有的性质，与燃烧是否充分无关，故A错误；
B．燃料燃烧后放出的热量的多少与燃料的热值、燃料的质量、燃烧情况有关，只根据热值无法判定热量的多少，故B错误；
C．发动机做功冲程，燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故C正确；
D．任何能量转化过程都伴随能量的损失，任何方法都不可能使汽油机的效率达到100%，故D错误。
故选C。
【变式5-1】（21-22九年级上·河南驻马店·期末）下列说法中正确的是（ ）
A．随着科学技术的发展，热机的效率可以达到100%
B．汽车发动机的冷却液具有比热容较小的性质
C．夏天吃冰淇淋是利用做功来改变身体的内能
D．汽油机的做功冲程中燃气的内能减小
答案：D
规范解答：A．热机在工作过程中不可避免都要克服摩擦力做功，因此热机的效率不可能达到100%，故A错误；
B．汽车发动机工作时会产生大量热量，此时应选用比热容较大的物质作为冷却液，在同等情况下，以吸收更多的热量，故B错误；
C．冰淇淋的温度低，夏天吃冰淇淋是利用热传递来改变身体的内能，故C错误；
D．汽油机的做功冲程中会产生高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，因此燃气的内能减小，故D正确。
故选D。
【变式5-2】（23-24九年级下·广西南宁·阶段练习）“涡轮增压”是利用热机排出的废气带动涡轮旋转，使废气的内能转化成 能，这样做合理利用了废气所带走的能量， （选填“提高”或“降低”）热机的效率。
答案： 机械 提高
规范解答：[1]“涡轮增压”是利用热机排出的废气带动涡轮旋转，消耗内能，产生机械能，将内能转化为机械能。
[2]在热机的能量损失中，废气带走了大部分的热量，所以“涡轮增压”利用热机排出的废气带动涡轮旋转，充分利用了废气带走的热量，提高了热机的效率。
【变式5-3】（21-22九年级上·四川内江·期中）关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）
A．热机消耗的燃料越多，效率就越高
B．热机做的有用功越多，效率就一定越高
C．热机的功率越大，做功就越快，但效率却不一定高
D．改进技术，保证良好的润滑，热机效率可以达到100%
答案：C
规范解答：A．热机消耗的燃料多，做的有用功不一定多，根据可知，效率不一定高，故A错误；
B．热机做的有用功多，燃料放出热量的多少未知，根据可知，无法判断效率的高低，故B错误；
C．功率是描述做功快慢的物理量，功率越大，做功就越快，功率和效率无关，所以功率高，效率却不一定高，故C正确；
D．热机在工作时，废气会带走一部分热量、燃料不可能完全燃烧、克服部件之间的摩擦会消耗能量等，所以即使改进技术，保证良好的润滑，热机的效率也不可能达到100%，故D错误。
故选C。
【变式5-4】（22-23八年级下·四川泸州·期末）2023年5月30日，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭发射成功。发射过程中，燃料燃烧释放的 能转化为火箭升空 能，散失的能量越少，发动机效率越 。
答案： 内 机械 高
规范解答：[1][2]火箭内的燃料燃烧将化学能转化为内能，然后释放的内能转化为火箭队的机械能，使火箭升空。
[3]散失的能量越少，则转化的机械能越多，发动机的效率就越高。
【变式5-5】（23-24九年级上·广东江门·阶段练习）（1）汽车上很多地方都用到了物理知识，下列现象所对应的解释不合理的是 ：
A．打开油箱盖会闻到汽油的味道——扩散现象
B．环保汽车使用气体燃料——减少对大气的污染
C．空调车车窗玻璃设计为双层——减少车内外热量的传递
D．小排量的车一般经济省油——发动机的效率低
（2）汽油机工作过程中的四个冲程，产生动力的是 冲程。如图所示，与其冲程对应的是 图；
A． B．
C． D．
（3）一台单缸四冲程汽油机，若飞轮转速是 1200 r/min，该汽油机每秒钟内完成 个冲程，对外做功 次；
（4）汽油机在 冲程将机械能转化为内能；汽车行驶过程中，油箱内汽油越来越少，汽油的热值 （选填“变小”“不变”或“变大”）。
答案： D 做功 D 40 10 压缩 不变
规范解答：（1）[1]A．打开油箱盖会闻到汽油的味道，表明汽油分子在不停地做无规则运动，属于扩散现象，故A正确，不符合题意；
B．气体燃料含有杂质少，燃烧更充分，则燃烧时产生的一氧化碳、二氧化碳少，所以相同条件下，可以减少对大气的污染，故B正确，不符合题意；
C．车窗为双层玻璃会大大减少因为热传导而发生的车内外热量的传递，故C正确，不符合题意；
D．完成一样的有用功时，由于小排量汽车消耗的能源比大排量的车消耗的能源少，所以发动机的效率高，故D错误，符合题意。
故选D。
（2）[2][3]汽油机工作过程中的四个冲程分别是：吸热冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，产生动力的是做功冲程。
A．进气门开启，排气门关闭，活塞下行，是吸气冲程；
B．进气门关闭，排气门开启，活塞上行，是排气冲程；
C．两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程；
D．两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程。
与其冲程对应的是D图。
（3）[4][5]一台单缸四冲程汽油机，若飞轮转速是
1200 r/min=20r/s
表示每秒飞轮转动20圈，因为一个工作循环飞轮转2圈，做功1次，所以飞轮转20圈共完成10个工作循环，40个冲程，做功10次。
（4）[6]汽油机工作过程中的四个冲程分别是：吸热冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，汽油机在压缩冲程将机械能转化为内能。
[7]热值是燃料的一种属性，大小与燃料的种类有关，与燃料的质量大小无关。汽车行驶过程中，油箱内汽油越来越少，汽油的热值不变。2024-2025学年人教版物理九年级全一册考点分类专题易错题汇编培优练
专题14.2 热机的效率（五大考点）
考点1 热值的概念、单位和物理意义 1
考点2 比较不同燃料的热值大小 2
考点3 热值的公式及相关计算 4
考点4 热机效率的计算与估算 6
考点5 提高热机效率的方法 8
考点1 热值的概念、单位和物理意义
【典例分析】（23-24八年级下·黑龙江齐齐哈尔·期末）烧烤是人类最原始的烹调方式，也是年轻人喜欢的活动之一。在烤肉时，无烟木炭在燃烧过程中将 能转化为内能， 未使用完无烟木炭的热值大小变化情况是 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【变式1-1】（2024·江西·中考真题）用比值法定义物理量是物理学中常用的方法。以下物理量不是用这种方法定义的是（ ）
A．密度 B．比热容 C．质量 D．热值
【变式1-2】（2024·四川眉山·中考真题）热学知识与人类生活息息相关。下列说法正确的是（ ）
A．酒精燃烧过程中，质量减少，热值不变
B．铁块很难被压缩，说明固体分子之间不存在间隙
C．内燃机在做功冲程中，气缸内气体温度升高，内能增大
D．内陆地区比沿海地区昼夜温差大，是由于砂石的比热容比水的比热容大
【变式1-3】（2022·辽宁葫芦岛·一模）2022年4月15日20时整，长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火升空，成功将中星6D卫星送入预定轨道，如图是火箭发射时的情景。火箭在大气层中高速飞行时，外壳与空气剧烈摩擦，火箭外壳的内能会 （填“变大”、“变小”或“不变”），这是用 方法改变的物体的内能。火箭选择液态氢为燃料，原因是液态氢的 （填“热值”或“比热容”）大；
【变式1-4】（23-24九年级下·山东枣庄·期中）如图所示是单缸四冲程汽油机某一冲程工作示意图，该冲程是 冲程。若汽油燃烧不充分时，汽油的热值将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【变式1-5】（22-23九年级下·四川内江·开学考试）把一杯酒精倒出去一半，则剩下的酒精（ ）
A．比热容不变，热值变小
B．比热容变小，热值不变
C．比热容、热值都不变
D．比热容、热值都变为原来的一半
考点2 比较不同燃料的热值大小
【典例分析】（2024·江苏盐城·二模）小明利用图示装置估测纸片的热值。实验中利用 来反映纸片燃烧放出热量的多少。实验时，应测量并记录纸片的质量、水的质量、加热前的水温和纸片燃尽后的水温t。用c表示水的比热容，纸片热值q的表达式为 。利用该实验测得的纸片热值会明显 （大于/小于）真实值。
【变式2-1】（2024·江苏南京·二模）用如图所示的相同装置进行“探究不同物质吸热升温现象”和“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”两个实验，关于两实验下列说法正确的是（ ）
A．均需要计时器
B．研究对象均为烧杯中液体
C．均需控制液体和燃料的质量相同
D．均可通过液体升高的温度反映实验结果
【变式2-2】（2024·江苏盐城·三模）如图甲、乙所示是“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的两组实验装置，下列关于该两组实验的说法正确的是（ ）
A．每组实验中，烧杯中物质的质量应该相等
B．甲组实验中，可以根据温度计示数变化来比较吸热的多少
C．乙组实验中，燃料燃烧的时间必须相等
D．乙组实验中，可以根据加热时间的长短来比较吸热的多少
【变式2-3】（2024·江苏无锡·二模）如图是比较燃料热值的实验装置。下列说法正确的是（ ）
A．实验时应控制燃料燃烧的时间相同
B．实验时应控制烧杯中的液体升高的温度相同
C．两燃烧皿中应分别装入种类不同、质量相同的燃料
D．两烧杯中应分别装入种类不同、质量相同的液体
【变式2-4】（22-23九年级下·辽宁本溪·开学考试）有如图所示的两套相同装置，分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料，点燃后加热质量相等的同种液体，当燃料 （填“燃烧相同时间”或“全部燃尽”）后，通过比较 的变化，来判断两种燃料热值的大小。用比热容 的液体可以使实验现象更明显。（实验中液体没有沸腾）
【变式2-5】（23-24九年级上·江苏徐州·阶段练习）为了比较酒精和碎纸片的热值，实验中应控制酒精和碎纸片燃烧的 （时间/质量）相同。燃烧放出的热量应比较 （加热时间/水升高的温度）。水的温度随时间变化的关系如图。由此可知，燃料1的热值 燃料2热值。（填“<”或“=”或“>”）
考点3 热值的公式及相关计算
【典例分析】（2024·黑龙江哈尔滨·中考真题）完全燃烧0.1m3的天然气放出的热量是 J；若这些热量的20%被4kg的液体吸收，使其温度升高50℃，则该液体的比热容是 J/(kg·℃)（q天然气=3.0×107J/m3）
【变式3-1】（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1.68×103J
B．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/m3
C．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
【变式3-2】（2024·四川达州·中考真题）在1个标准大气压下，小明用天然气灶将质量1kg的水，从20℃加热到沸腾，水吸收的热量是 J。他家天然气热水器的热效率是70%，他某次洗澡，耗水20kg，热水器进水温度是22℃，出水温度是42℃，他这次洗澡消耗天然气 m3。已知水的比热容是，天然气的热值是。
【变式3-3】（2024·四川成都·二模）在标准大气压下，小美同学用同一个加热器分别加热质量均为200g的水和甲液体，用测得的数据绘制的温度随时间变化图像如图所示。甲液体从20℃加热至沸腾用时10min，水从20℃加热至沸腾消耗了8g酒精。若单位时间内水吸收的热量与甲液体吸收的热量相等[，]，则下列说法中正确的是（ ）
A．沸腾时甲的末温比水的高，所以吸热能力更强
B．酒精灯的加热效率为38%
C．甲液体的比热容为
D．甲液体的沸点为200℃
【变式3-4】（23-24九年级下·云南·阶段练习）小明同学设计了一个测定天然气热值的实验，取水放入锅中，用温度计测得水的初始温度为20℃，天然气表的初始示数为，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，水的比热容为J/（kg ℃）。以下说法正确的是（ ）
A．天然气在燃烧过程中热值变小
B．加热过程中，水的温度升高，内能不变
C．水吸收的热量为
D．若不计热量损失，天然气的热值为
【变式3-5】（2024·云南文山·二模）2024年2月29日，西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将卫星互联网高轨卫星01星发射升空。火箭加速升空时，机械能 （填“变大”“变小”或“不变”），若完全燃烧的氢燃料，可放出热量 J。
考点4 热机效率的计算与估算
【典例分析】（2024·四川成都·二模）小丽用如图甲所示的装置加热一杯质量为100g的水，同时用温度计测量水温。加热4min后她将火熄灭，测得消耗了4.2g燃料，再根据实验数据绘制了水温随时间变化的图像（图乙中图线a）。小聪用相同的装置加热另一杯水，根据实验数据绘制了图乙中图线b。已知该装置中燃料完全燃烧所放出的热量只有60%被水吸收，水的比热容为。假设燃烧过程放热均匀，忽略加热过程中水的质量变化。下列分析正确的是（ ）
A．该燃料的热值为1.5×106J/kg
B．小聪加热的水的质量大于小丽加热的水的质量
C．小丽在实验中加热4min时，水吸收的热量为5040J
D．降低水的初温会更慢沸腾，是因为降低了装置的加热效率
【变式4-1】（2024·辽宁葫芦岛·一模）小赫爸爸购买了一款户外燃气炉，准备周末和家人一起去户外野炊，该燃气炉烧水时，把1kg初温为20℃的水加热到100℃，燃烧了丁烷，则水吸收的热量为 J，假设丁烷完全燃烧，则燃气炉的效率为 。[水的比热容为，丁烷的热值为]
【变式4-2】（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 ℃）]
【变式4-3】（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在汽缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了 2kg燃料，汽车发动机做的功为 J，该发动机的效率为 。（氢的热值为）
【变式4-4】（2024·四川成都·二模）小李家使用的热水器，30min内均匀消耗了0.3m3的天然气，将30kg的水从25℃加热到50℃。天然气的热值为4.2×107J/m3，水的比热容为，则关于该过程的说法正确的是（ ）
A．水吸收的热量是3.5×106J
B．天然气完全燃烧释放出的热量是3.78×107J
C．热水器的能量转化效率与环境温度无关
D．热水器的能量转化效率为25%
【变式4-5】（2024·四川成都·二模）小明同学取a、b两种粉末各50g，利用如图甲所示的实验装置“探究固体熔化时温度的变化规律”，每隔一段时间用温度计分别测量它们的温度，12分钟各消耗酒精4g，他根据实验数据绘制了温度随时间变化的图像如图乙所示。若单位时间内a、b吸收的热量相等，酒精的热值为3×107J/kg，a物质在固态时的比热容为1.0×103J/(kg·℃)。则下列说法正确的是（ ）
A．a为非晶体，第6min时为固液共存态
B．a物质在第9min和第3min时的温度相等，内能也相等
C．a物质液态时的比热容为1.5×103J/(kg·℃)
D．酒精灯的加热效率为50%
考点5 提高热机效率的方法
【典例分析】（2024·云南昆明·二模）配备涡轮增压器的发动机工作时，能利用排出的废气带动涡轮旋转，从而压缩空气来增加进气量，使燃料燃烧更充分，实现增强动力的目的。下列说法正确的是（ ）
A．燃烧越充分，燃料的热值越大
B．燃料的热值越大，燃烧放出的热量就越多
C．该发动机在做功冲程将内能转化为机械能
D．涡轮增压发动机的热机效率能达到100%
【变式5-1】（21-22九年级上·河南驻马店·期末）下列说法中正确的是（ ）
A．随着科学技术的发展，热机的效率可以达到100%
B．汽车发动机的冷却液具有比热容较小的性质
C．夏天吃冰淇淋是利用做功来改变身体的内能
D．汽油机的做功冲程中燃气的内能减小
【变式5-2】（23-24九年级下·广西南宁·阶段练习）“涡轮增压”是利用热机排出的废气带动涡轮旋转，使废气的内能转化成 能，这样做合理利用了废气所带走的能量， （选填“提高”或“降低”）热机的效率。
【变式5-3】（21-22九年级上·四川内江·期中）关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）
A．热机消耗的燃料越多，效率就越高
B．热机做的有用功越多，效率就一定越高
C．热机的功率越大，做功就越快，但效率却不一定高
D．改进技术，保证良好的润滑，热机效率可以达到100%
【变式5-4】（22-23八年级下·四川泸州·期末）2023年5月30日，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭发射成功。发射过程中，燃料燃烧释放的 能转化为火箭升空 能，散失的能量越少，发动机效率越 。
【变式5-5】（23-24九年级上·广东江门·阶段练习）（1）汽车上很多地方都用到了物理知识，下列现象所对应的解释不合理的是 ：
A．打开油箱盖会闻到汽油的味道——扩散现象
B．环保汽车使用气体燃料——减少对大气的污染
C．空调车车窗玻璃设计为双层——减少车内外热量的传递
D．小排量的车一般经济省油——发动机的效率低
（2）汽油机工作过程中的四个冲程，产生动力的是 冲程。如图所示，与其冲程对应的是 图；
A． B．
C． D．
（3）一台单缸四冲程汽油机，若飞轮转速是 1200 r/min，该汽油机每秒钟内完成 个冲程，对外做功 次；
（4）汽油机在 冲程将机械能转化为内能；汽车行驶过程中，油箱内汽油越来越少，汽油的热值 （选填“变小”“不变”或“变大”）。
