14.4 《跨学科：热机效率和环境保护》学科素养同步分层练习设计（培优版） 初中物理九年级全一册（沪科版新教材）
试卷更新日期：2026-08-25 类型：同步测试
一、选择题
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1. 用相同的酒精灯分别加热质量均为 200 g、初温均为 0 ℃的甲、乙两种液体，它们的温度随时间变化的图像如图所示，已知 6 ~ 8 min 消耗酒精的质量为 0. 8 g，甲、乙单位时间吸收的热量相等，甲的比热容 c 甲 = 2 ×103J/(kg · ℃)，酒精的热值 q酒精 = 3 ×107J/kg（单位时间消耗酒精的质量相同）。下列说法不正确的是 ( )
A、乙液体的比热容 c 乙 = 3 ×103J/(kg · ℃) B、甲液体在 0 ~ 10 min 吸收的热量是 3. 2 ×103J C、甲液体的沸点为 80 ℃，乙液体的沸点为 40 ℃ D、6 ~ 8 min 酒精灯对甲液体的加热效率约为 33. 3%二、填空题
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2. 紫兰湖能调节周围环境的温度，是因为水具有（选填“比热容”或“热值”）大的特性。周末，齐齐爸爸带着齐齐妈妈和齐齐驾车前往紫兰湖游玩。已知这辆汽车装备的增程器实际上是一个使用汽油的发电机，消耗1 L汽油可以发3.6度电，则这个增程器的发电效率是（结果精确到小数点后一位）%。（汽油的热值是 ， 汽油的密度是）3. 如图是奇瑞的星纪元ET汽车，32度电的电池，加上60L的油箱，满油满电续航里程高达2141km。汽油的热值是4.6×107J/kg，密度是0.7×103kg/m3 ， 则这一箱油完全燃烧，释放的热量为J。这款汽车的增程器实际上是一个使用汽油的发电机，1L汽油可以发3.6度电，则这个增程器的发电效率是 %（保留1位小数）。
4. 建造鹅城大桥的挖掘机由柴油机提供动力。该柴油机的能量流向如图所示，它的热机效率为 ， 经常给挖掘机加润滑油，可以避免发动机的热机效率因摩擦力增大而；若施工过程中用掉了一半质量的柴油，则油箱中剩余柴油的热值将。（后面两个空均选填“变大”、“变小”或“不变”）
5. 2025年2月11日，长征八号甲运载火箭成功发射，该火箭芯二级采用液氢作燃料，是因为液氢的大；如图，航天员在太空用水球打“乒乓球”，水在空间站内呈球形，是因为水分子间存在力。
6. 页岩气是蕴藏在岩层中的天然气，被誉为未来能源的明星。小明同学用他家的燃气灶将质量为 2kg、初温为 18℃的水加热到 68℃，该过程中，水吸收的热量为J。若此燃气灶的热效率为 42%，则此过程消耗页岩气m3。【水的比热容为 ， 页岩气的热值为】
7. 装配WS10B矢量发动机歼10B战机可在空中完成很多的华丽的机动动作，喷气式发动机的工作过程可分为：进气、压缩、燃烧、排气，喷气式发动机的排气过程中的能量转化相当于四冲程汽油机的 冲程，某次执行任务时，歼-10B以400m/s的速度匀速飞行了20min，消耗航空燃油1t，已知所受阻力5×104N，则发动机的效率是 （航空燃油的热值q=5×107J/kg）。
三、实验探究题
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8. 日常生活中，我们发现有的食物很能“抗饿”，不同食物含有的能量相同吗?小明选取花生和薯片，用如图所示的装置进行实验，通过测量食物完全燃烧释放热量的多少来测定食物的能量。
食物
花生
薯片
加热时间/s
449
404
食物的质量/g
1
——
水的体积/mL
30
30
水初始温度/℃
26.2
26.2
水最终温度/℃
53.7
41.2
(1)、由表中信息判断，薯片的质量应为g；(2)、实验中通过比较(选填“水升高的温度”或“加热时间”)来比较食物燃烧放出热量的多少；(3)、由表中数据可知，单位质量含有能量较高的食物是；燃烧薯片加热水的过程中，水吸收的热量为·. c水=4.2×103J/(kg·℃)， ρ水=1×103kg/m3](4)、事实上，实验所测食物的能量低于其实际能量，原因可能是。9. “飞天”实验小组为探究热机的工作原理，将空饮料瓶侧面钻个小孔，从瓶口喷入适量酒精（作为燃料），用轻质塑料杯倒扣密封瓶口，实验装置如图所示。他们用打火枪对准小孔引燃酒精：
(1)、引燃酒精后，塑料杯瞬间被顶起，这一过程对应热机的冲程。(2)、若实验中改用汽油代替酒精作为燃料，相同质量的汽油完全燃烧释放的热量比酒精多，说明汽油的（选填“比热容”“热值”或“密度”）比酒精大。10. 小华学习了热学知识后，为了对比热容、热值的理解，设计如下实验，可完成吸热能力实验和热值实验。甲、乙、丙三个装置，燃料和液体除种类不同之外，质量完全相同，其他装置完全相同。
(1)、为了研究不同物质的吸热能力，利用其中（甲/乙/丙）两幅图进行实验，根据数据做出了两种液体的温度随时间变化的关系图，如图2所示；①实验中不同物质的吸热多少是通过来反映比较的（温度计示数变化/加热时间）；
②已知b液体的比热容是J/（kg·℃），则a液体的比热容是J/（kg·℃）；
(2)、为了研究不同燃料的热值，正确选择其中（甲/乙/丙）两幅图进行实验。在实验前用天平测出了两烧杯中液体的质量相同、燃料的质量相同，这样可以通过（温度计示数变化/加热时间）直观感知哪种燃料的热值大。若a、b液体的比热容已知，记录相关数据，可以计算出吸收热量和燃料放出的热量，从而计算燃料热值。但此方法计算的热值与实际燃料热值相比（偏大/偏小/不变），原因是。四、计算题
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11. 轮渡刚驶离码头，船长发现焦急赶来的老人，立即返航接老人。假设这位老人的质量为60kg ， 站立时与水平地面的接触面积为0.04m2 ， 登上轮渡后，轮渡的总质量为150t。已知柴油的热值为4.3×107J/kg ， 水的密度为1.0×103kg/m3 ， g取10N/kg。(1)、求老人站立时对水平地面的压强。(2)、求轮渡排开水的体积。(3)、轮渡在接老人的过程中，若发动机做了2.58×107J的功，则这些功相当于完全燃烧多少千克柴油放出的热量？12. 题图所示是鲲龙AG600执行森林灭火任务。已知：燃油热值 ， ， 求：
(1)、飞机总质量为60t，求其静止漂浮在水面所受的浮力；(2)、若单程水平距离为300km，水平推力 ， 求水平推力做的功；(3)、若单程消耗燃油500kg，求燃油完全燃烧放出的热量。五、综合题
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13. 我国自行设计研制的 AG600“鲲龙”水陆两栖飞机，配备四台相同的 WJ-6涡轮螺旋桨发动机。已知每台发动机的输出功率为3000kW，效率为60%，燃油的热值为4.3×107J/ kg。
(1)、飞机飞行 1h，每台发动机的输出功为 J，四台发动机总共消耗的燃油质量为kg(结果保留整数)；若发动机中燃料未充分燃烧，其热值(选填“大于”“小于” 或 “等于”) 4.3×107J/ kg。(2)、发动机属于热机，其工作时主要将燃料燃烧产生的能转化为能。图14乙中，与发动机上述能量转化相同的是(选填字母：A.活塞向下压缩空气；B.试管水蒸气冲开木塞；C.热机做功冲程；D.热机压缩冲程；E.蜡烛加热空气推动扇叶)。
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