2.2 热机效率-【学海风暴】2025-2026学年新教材九年级上册物理同步备课（教科版2024）

4.解：(1)质量为1kg,温度为20℃的水温度升高到 80℃，则水吸收的热量 Q每=ckm*△：=4.2×103J/(kg·℃)×1kg× (80℃-20℃)=2.52×102J (2)金属块放出的热量全部被水吸收，因此水吸收的 热量等于金属块放出的热量，即Qm=Q=2.52× 10J 金属块的比热容 Q 2.52×10J m金△ 7=m金Y=2kgX(500C-80C= 0.3×103J/(kg·℃) (3)若这些热水继续吸收1.05×105J的热量，则水升 高的温度△”= Q' 1.05×105J c本m东4.2×10J/(kg·℃)X1kg =25℃ t'=80℃+25℃=105℃ 因为在1个标准大气压下水的沸点为100℃，所以水 的末温为100℃。 恩B层提升训练 1.较大热值2.剧烈减小3.D 4.【证据】(1)乙，丙(2)①加热时间②升高的温度 【解释】水【交流】(1)沙子受热不均匀(2)加热时 间的长短【拓展】质量燃尽后 第2章 改变世界的热机 1热机 巴课内基础闯关 1.内机械2.A3.D 4.压缩24005.乙惯性 6.B7.D 四课外拓展提高 1.内做功2.降低减小排气 3.丙内4.吸气2080 5.B6.C7.BC ②核心素养提升 (1)压缩(2)使橡皮塞下压更长的距离（合理即可） 2热机效率 课内基础闯关 1.有用功25% 2.D3.D4.C5.C 四课外拓展提高 1.降低比热容2.做功2 3.甲乙4.0.625 190 九年级物理K版 5.A 6.C 7.ABC 8.解：(1)汽车通过隧道的平均速度v= 2400m= 1205 20m/s (2)完全燃烧0.1kg汽油放出的热量 Qt=mg=0.1kg×4.6×10J/kg=4.6×10°J 题 (3)汽车通过隧道的过程中发动机的效率？=Q。 100%= 1.38×10J 4.6×10J ×100%=30% 核心素养提升 (1)0.32(2)2800 专题一热量的相关计算 1,解：(1)铁制品放出的热量Q数=cn铁△1：=0.46× 103J/(kg·℃)×20×10-3kg×(820℃-20℃) =7360J (2)不考虑周围环境的影响和热损失，液体吸收的热 量Qm=Q=7360J 由Q=cm△1可知，该液体的比热容 Q 7360J ct=mh△y368X10kg×(20℃-10C=2× 103J/(kg·℃) 2.解：(1)水吸收的热量 Q段=c水m求△/=4.2X103J/(kg·℃)×2.5kg×80℃ =8.4×10J -Q×100%可得，煤完全燃烧放出的热量 (2)由7=QR Q.=0=84X10J=8.4×101 7 10% 由Q:=mg可得，需要煤的质量 QE_8.4×10°J gm 3X10 J/kg =0.28kg 3.解：(1)金属球的质量 Q 1.26×10J m。=c。y。=0.42×10J/kg·C)×(108℃-48℃ =0.05kg=50g (2)根据Q=Qw=cm(1一t。)可得，该液体的比热容 Q 1.26×102J c=m(t-to） =0.1kgX(48C-5C)=4.2× 102J/(kg·℃) 所以该液体是水。 (3)若该液体再吸收2.52×10J的热量，侧该液体升 高的温度 Q 2.52×10J m4.2x10J/(kg·℃)x0.1kg=60C △1开=热 课前预习导航 一、热机效率 1.定义：把热机所做的有用功与所用燃料 完全燃烧释放的热量之比叫作热机效率。 2.公式：7= W有用×100%。 Q做 名师点睛 热机效率是热机性能的重要指标。热 机效率越高，在做功同样多的情况下，消耗 的燃料越少，从而节约能源，减少污染。 3.热机效率低的原因 (1)燃料不可能宽全燃烧 (2)废气要带走很大一部分能量 (3)热机部件散热要消耗一部分能量。 (4)克服摩擦做功要损失一部分能量。 4.提高热机效率的主要途径 (1)尽量使燃料充分燃烧。 (2)减少燃烧过程中的热量教失。 (3)减少机械转动过程中的能量损失。 (4)在热机的设计和制造上采用先进技术。 二、改变世界的热机 1.蒸汽机的应用，使世界进入了以“火”为 动力的“蒸汽机时代”，完成了人类的第一次工 业革命。 2.蒸汽轮机广泛应用在火力发电厂以及 大型舰船上。 3.很多汽车，农用机械，轮船上配备的是 汽油机和柴油机。 4.在航空航天中，使用的是更加高效的喷 气式发动机 三、飞向太空 1.火箭的原理：燃料燃烧产生的气体膨 机效率 胀，从箭筒的尾端向后高速喷出，从而推动箭 筒向前飞行。 2.利用火箭，人类不仅可以发射人造卫 星，还能发射载人宇宙飞船。 已经典例题剖析 【例】右图所示的是新农村 建设中广泛使用的一种小型农 用柴油机，其铭牌的部分信息如 下表所示，其中活塞行程是指一个冲程中活塞 移动的距离。该柴油机为单缸四冲程内燃机， 压缩冲程中汽缸内气体内能的增加是通过 的方式实现的：正常工作1min,该柴油 机输出的有用功为 J,消耗柴油 kg:做功冲程中，燃气对活塞的平均压力 为 N。(g袋M=4.0×10J/kg) 型号 HR05b 活塞行程 100mm 转速 2 400 r/min 输出功率 8kW 效率 40% 【解题点拨】在柴油机的压缩冲程中，活塞 压缩气体做功，使气体的内能增大，由机械能 转化为内能：已知输出功率P和工作时间，根 据W=P:可计算出柴油机输出的有用功：根 据效率公式7-×100%计第出卷完金 燃烧放出的热量，再利用公式Q#=mq计算出 消耗柴油的质量；由于飞轮每转2周对外做功 1次，计算出飞轮转2400周对外做功的次数， 根据有用功和做功的次数可计算出一个做功 冲程中燃气对活塞做的功，再由公式W=F 计算出做功冲程中燃气对活塞的平均压力。 参考答案。【例】做功4.8×1050.03 4000 上册第2罩 19 @课内基础闯关 考点①热机效率 1.一台柴油机的热机效率为25%，这表示的意 义是：柴油机用来做 的那部 分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比为 2.有甲、乙两台汽油机，甲的效率比乙高，说明 A.在相同的时间内，甲比乙做功多 B.工作相同的时间，甲比乙消耗的汽油少 C.做相同的功，甲比乙消耗的汽油多 D.消耗同样多的汽油，甲比乙做的有用功多 3.为了节约能源，需要提高热机的效率。下列 措施不能提高热机效率的是 () A.让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比 较充分 B.在设计与制造热机时要不断改进与创新， 以减少能量的损失 C.尽量减小热机内部各部件间的摩擦 D.尽量增加热机的工作时间 考点②改变世界的热机 4.下列运载工具中，不需要利用热机的是 A.喷气式飞机 B.柴油拖拉机 C.电动汽车 D.长征系列火箭 5.下图是蒸汽机工作的原理示意图。关于蒸 汽机的工作过程中所涉及的物理知识，下列 说法正确的是 进气管 滑块阀门 蒸汽 曲柄带动轮 排气管 锅炉 活塞汽缸用煤或煤油做燃料 A.燃料燃烧产生的内能全部转化为蒸汽的 内能 B.汽缸内的蒸汽推动活塞做功，蒸汽的内能 增大 420 九年级物理JK版 C.汽缸内的蒸汽推动活塞做功，其能量的转 化过程与汽油机的做功冲程一样 D.蒸汽机加装冷凝器，能减少废气带走的 温度 已课外拓展提高 一、填空题 1.当汽油在发动机内燃烧不充分时排气管会 冒出“黑烟”，这时发动机的效率会 (选填“升高”“降低”或“不变”)：发动机 散热器常用水作为冷却剂，这是因为水的 大。 2.汽油机在 冲程中将内能转化为 机械能。若某汽车的汽油机在一段时间内所 做的有用功为2.3×10°J,效率为25%，则该 汽油机在这段时间内消耗了 kg的 汽油。（汽油的热值取4.6×10J/kg) 3.下列图片所示的是甲、乙两个热机某次做功 的参数。甲、乙相比， 损失的能 量较少， 的热机效率较低。（均 选填“甲”或“乙”) 甲热机 乙热机 2000J 5000JH 1500J 4000J 3000 500J 有用损失废气 有用损失废气 机械德能量内能 机械能能量内能 4.某种国产汽车，当它在某平直公路上以 20m/s的速度匀速行驶时，每百公里的油耗 为6L。该汽车行驶500s,消耗的汽油是 L。假设该汽车在运动过程中受到的 平均阻力是495N,则汽油机的效率是 %。(已知汽油的热值是3.3×10J/L) 二、选择题 5.甲、乙两辆汽车的热机效率大小关系为？甲 <?乙，在水平高速公路上匀速行驶时动力相 同。甲车在水平高速公路上匀速行驶50km 消耗的汽油为4L,则相同情况下乙车行驶 100km消耗的汽油可能为 A.7.5LB.8LC.8.5LD.10L 6.汽车是现代生活中一种常见的交通工具，下 图是某汽油机的能量流向图。下列有关说 法错误的是 克服摩擦机械散热废气带走 耗能6%耗能30%热量36% 燃料完全 燃烧放出 分分5 有用 的能量100% 机械能 A.由图可知，该汽油机的效率是28% B.技术改进可提升发动机的热机效率，但热 机效率一定小于100% C.汽油在汽缸中燃烧越充分，汽油的热值 越大 D.冬天汽车都会利用发动机的余热给车内 供暖，该举措有利于节约能源和环境保护 7.(多选)一辆汽车使用的是四冲程内燃机。图 甲所示的是内燃机的一个冲程，该汽车以恒 定的功率在水平公路上做直线运动，其速度 随时间变化的关系如图乙所示，汽车在行驶 过程中所受阻力不变，为4000N。内燃机的 效率为40%，汽油的热值为4.6×10J/kg。 下列有关叙述不正确的是 /八msy 10 20 A.图甲所示的冲程中内能转化为机械能 B.该汽车一直做匀速直线运动 C.0~20s内，该汽车牵引力所做的功为8× 103J D.需要完全燃烧约0.043kg汽油才能使该 汽车完成前10s的运动 三、计算题 8.(2025广安)五一假期，小莉一家乘汽车出去 旅游。汽车通过一条长2400m的隧道，用 时120s,消耗0.1kg的汽油，汽车通过隧道 的过程中牵引力做的有用功为1.38×10J。 (汽油的热值q=4.6×10J/kg)求： (1)汽车通过隧道的平均速度。 (2)完全燃烧0.1kg汽油放出的热量。 (3)汽车通过隧道的过程中发动机的效率刀。 已核心素养提升 科学思维某飞机最大起飞质量为371，最大 飞行高度达20000m,最大航行速度达2.5 倍声速（合3060km/h),最大载油量为10t, 该飞机航行时所受阻力的大小与速度的关 系如下表所示。 速度v/(m·s1) 100 200 300 400 500 0.3×1.2×2.7×4.8× 7.5× 阻力∫/N 101 10 10* 10 10 (1)根据表格提供的信息分析，该飞机航行 时所受的阻力「与其速度v的关系式为∫= 。(不用写出单位) (2)已知该飞机发动机中燃油完全燃烧的能 量转化为机械能的效率是42%，燃油的热值 为5×10J/kg。在飞机油箱中加满燃油后， 该飞机以1800km/h的速度巡航，则其最大 航程约是 km. 上册第2罩