第2章 改变世界的热机 复习课件-2025-2026学年物理教科版九年级上册

第2章 改变世界的热机复习 一、选择题(每小题5分,共30分) 1.(2024江苏常州中考)四冲程汽油机工作时,将内能转化为机 械能的冲程是 ( ) A.吸气冲程　　　    B.压缩冲程 C.做功冲程　　　    D.排气冲程     C     解析　汽油机的四个冲程中,压缩冲程和做功冲程有明显的 能量转化,压缩冲程将机械能转化成内能,做功冲程将内能转 化成机械能。故选C。 2.(2025河北保定月考)关于“热机”,下列说法中正确的是  ( ) A.热机做的有用功占燃料完全燃烧放出热量的比值越大,效 率就一定越高 B.用水循环来降低热机的温度,主要是利用水蒸发时吸热的 特性 C.改进技术,可以使热机的效率达到100% D.做功冲程的能量转化是机械能转化为内能     A     解析　热机效率等于热机做的有用功与燃料完全燃烧放出的 热量之比,热机做的有用功占燃料完全燃烧放出热量的比值 越大,效率就一定越高,故A正确;用水循环来降低热机的温度, 主要是利用水的比热容大的特性,故B错误;由于摩擦、散热 等因素的存在,改进技术也不可能使热机的效率达到100%,故 C错误;做功冲程的能量转化是将内能转化为机械能,故D错 误。故选A。 3.【新中考·创新实验】(2025四川眉山月考)喜欢思考的小明 用塑料矿泉水瓶进行了如下探究:瓶中留有少量水,盖上瓶盖 (如图甲),扭转瓶身(如图乙),拧松瓶盖(如图丙),瓶盖被瓶内的 气体冲出,同时瓶口出现白雾(如图丁)。图乙和图丁所示的过 程,分别与四冲程内燃机的两个冲程类似,下列说法正确的是  ( )     B     A.图乙相当于压缩冲程,将内能转化为机械能 B.图丁相当于做功冲程,将内能转化为机械能 C.图乙相当于做功冲程,将机械能转化为内能 D.图丁相当于排气冲程,将机械能转化为内能 解析　扭转瓶身时,通过外力挤压瓶内气体,对气体做功,使气 体内能增大,温度升高,相当于四冲程内燃机的压缩冲程;瓶内 温度较高、压强较大的气体将盖子冲出,气体对盖子做功,气 体内能减小,温度降低,导致气体中的水蒸气液化成小水滴,就 是我们看到的“白雾”,此过程中内能转化为机械能,相当于 四冲程内燃机的做功冲程。故选B。 4.(2024辽宁盘锦三模)如图是某内燃机的能量流向图。下列 有关说法正确的是 ( )       C     A.①是废气带走的热量 B.该内燃机是在压缩冲程获得动力 C.该内燃机的效率为28% D.改进构造减小摩擦可提高③所占百分比 解析　在内燃机的能量流向图中,废气带走的热量占比最大, 所以③是废气带走的热量,故A错误;内燃机是在做功冲程获 得动力,将内能转化为机械能,故B错误;该内燃机的效率为10 0%-6%-30%-36%=28%,故C正确;改进构造减小摩擦可提高机 械效率,即提高有用机械能的占比,故D错误。故选C。 5.如表是一些燃料的热值(单位:J/kg),下列判断正确的是 ( ) C     无烟煤 约3.4×107 煤油 4.6×107 焦炭 3.0×107 汽油 4.6×107 酒精 3.0×107 氢 1.43×108 A.使燃料燃烧更充分,可以增大热值 B.燃烧2 kg无烟煤放出的热量,一定比燃烧2 kg 酒精放出的热 量多 C.部分火箭使用液态氢作燃料,是因为它具有较大的热值 D.热机使用的燃料的热值越大,热机的效率就越高 解析    热值是燃料的一种特性,与燃料的种类有关,与燃料是 否充分燃烧无关,故A错误;完全燃烧2 kg无烟煤比完全燃烧2 kg酒精放出的热量多,但不确定燃烧情况时,无法比较两者放 出热量的多少,故B错误;完全燃烧相同质量的燃料时,氢的热 值比较大,放出的热量较多,所以部分火箭使用液态氢作燃料, 故C正确;热机的效率是指热机所做有用功与所用燃料完全燃 烧释放的热量之比,与燃料的热值无关,故D错误。 6.利用一燃气热水器对10 kg、20 ℃的水进行加热时,完全燃 烧了0.105 m3的天然气。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃), 天然气的热值为4×107 J/m3,该热水器烧水的效率是50%。下 列说法中 ( ) ①天然气完全燃烧放出的热量是4.41×103 J ②水吸收的热量是 2.1×106 J ③水温升高了50 ℃ ④加热过程中水的内能保持不变 A.只有①④正确　　　    B.只有②③正确 C.只有①②正确　　　    D.只有②③④正确     B     解析　天然气完全燃烧放出的热量 Q放=Vq=0.105 m3×4×107 J /m3=4.2×106 J,故①错误;由 η= 得水吸收的热量Q吸=Q放×5 0%=4.2×106 J×50%=2.1×106 J,故②正确;由Q=cmΔt 得水升高 的温度 Δt= = =50 ℃,故③正确;在加 热过程中,水吸收热量,温度升高,内能增加,故④错误;综上,只 有②③正确。故选B。 二、填空题(每空4分,共48分) 7.(2025新疆巴音郭楞期中)除了燃料使用柴油以外,柴油机与 汽油机的不同之处还在于:柴油机在结构上有________(选 填“火花塞”或“喷油嘴”),采用的是_______式点火,在吸 气冲程中,_______(选填“空气”或“汽油和空气”)通过进 气门进入汽缸等。某柴油机1 s内对外做功15次,其曲轴的转 速为__________r/min。火箭喷气发动机除了带有燃料之外, 还带有助燃剂如________(选填“液态氧”或“酒精”),因此 它可以在地球大气层外工作。 　液体氧         1 800     　空气     　压燃     　喷油嘴     解析　汽油机与柴油机在结构上有不同的地方:汽油机顶部 是火花塞,柴油机的顶部是喷油嘴;汽油机采用点燃式点火,柴 油机采用压燃式点火;汽油机吸入汽缸的是空气和汽油的混 合物,柴油机吸入汽缸的是空气。柴油机一个工作循环曲轴 转两圈,完成四个冲程,对外做功一次,某柴油机1 s内对外做功 15次,则完成15个工作循环,曲轴每秒钟转30圈,所以曲轴的转 速为30 r/s= =1 800 r/min;运载火箭自身携带的助燃剂 是液态氧,使燃料可以在大气层外燃烧,产生高温高压气体,推 动火箭做功。 8.(2025江苏盐城期中)家用轿车的发动机是四冲程内燃机,其 在工作过程中是将______能直接转化为机械能;汽油的热值 是4.6×107 J/kg,完全燃烧0.5 kg的汽油,释放出的热量是_______ J。如图是内燃机的能量流向图,根据图中给出的信息,该内燃 机的效率为_______%。     30         2.3×107  　内     解析    在四冲程内燃机工作的四个冲程中,做功冲程将内能 转化为机械能;完全燃烧0.5 kg的汽油放出的热量Q放=mq=0.5 kg×4.6×107 J/kg=2.3×107 J;该内燃机的效率为η=100%-33%-3 0%-7%=30%。 9.(2025黑龙江绥化期中)如图甲是一台单缸四冲程汽油机的 工作状态示意图,由图甲可以看出,它此时处在_______冲程, 其能量转化情况与______(选填“乙”或“丙”)图相同。若 此汽油机飞轮的转速为3 600 r/min,则该汽油机1 min对外做 功___________次;若该汽油机提供的牵引力1 min内做功3.6× 105 J,汽油机能量转化效率为40%,则工作1 min需要燃烧汽油 ______kg(汽油的热值为q=4.6×107 J/kg,结果保留两位小数)。 0. 02              1 800     　丙     　做功     解析    由甲图可知,进气门和排气门关闭,火花塞点火,活塞向 下运动,推动连杆运动,对外做功,将内能转化为机械能,故此时 汽油机处于做功冲程;乙图中,向下压活塞,对玻璃筒里的气体 做功,将机械能转化为内能;丙图中,水蒸气推动塞子,使塞子喷 出,将内能转化为机械能,所以甲图的能量转化情况与丙图相 同;若汽油机飞轮的转速为3 600 r/min,则1 min完成1 800 个工 作循环,故汽油机1 min对外做功1 800次;汽油机能量转化效 率为40%,汽油机提供的牵引力1 min 内做功3.6×105 J,则汽油 燃烧放出的热量为Q放= = =9×105 J,工作1 min需要 燃烧汽油的质量为m= = ≈0.02 kg。 三、实验探究题(共12分) 10.【新中考·项目式学习】(2025河南鹤壁月考)物理课后,明 明在老师的帮助下做了如下实验:  　　　      (1)图甲中,压缩活塞对筒内气体做功,硝化棉被点燃,跟汽油机 _______冲程的能量转化相同,都是将机械能转化为_______; (2)图乙试管内的水沸腾后,水蒸气驱动叶轮转动,水蒸气的 ________转化成了叶轮的________。 　机械能     内能               　压缩     　内能 解析    (1)压缩活塞对筒内气体做功,筒内气体的内能增加,温 度升高,达到硝化棉的燃点后,硝化棉被点燃,此过程中机械能 转化为内能,与汽油机压缩冲程中的能量转化相同。 (2)水沸腾后,水蒸气驱动叶轮转动,水蒸气对叶轮做功,消耗水 蒸气的内能,转化为叶轮的机械能。 四、计算题(共10分) 11.(2025四川成都月考)已知某型号的汽车在一段平直的高速 公路上匀速行驶8 min,消耗燃油3 L(假设燃油完全燃烧)。汽 车发动机在这段时间内的功率为63 kW,若燃油的密度是0.8× 103 kg/m3,热值是3.15×107 J/kg。求: (1)汽车发动机所做的功; (2)汽车发动机的效率。 解析    (1)汽车发动机所做的功为 W=Pt=63×103 W×8×60 s=3.024×107 J; (2)消耗的燃油的质量为 m=ρV=0.8×103 kg/m3×3×10-3 m3=2.4 kg, 燃油完全燃烧放出的热量 Q放=qm=3.15×107 J/kg×2.4 kg=7.56×107 J, 汽车发动机的效率是η= ×100%= ×100%=40%。 $$