14.3 热机的效率 2025-2026学年人教版（2024）物理九年级全一册

该初中物理课件聚焦“热机的效率”核心内容，系统覆盖热值概念、热机效率计算及能量转化分析，通过液化天然气动力船、火箭燃料选择等实际案例导入，衔接前序能量转化知识，搭建从具体现象到物理观念（能量观念）的学习支架，帮助学生理解燃料特性与热机效率的内在联系。 其亮点在于深度融合新课标核心素养：通过“比较不同燃料热值”“探究吸热能力”等实验设计（科学探究），强化控制变量法与数据分析（科学思维）；结合氢能源公交车、垃圾焚烧发电等真实情境（科学态度与责任），引导学生运用热值公式、效率公式解决实际问题（物理观念）。教师使用时可通过分层习题（选择、计算、综合题）落实知识应用，学生在探究与计算中提升科学推理和问题解决能力，深化对能源利用与环保的认知。

2025-2026学年人教版新教材物理九年级上学期课堂限时训练： 14.3热机的效率 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题：本大题共10小题，共20分。 1.“达飞雅克萨德号”是我国制造的全球最大的液化天然气双燃料动力船，如图，它可以通过传统燃油驱动，也可以通过携带的液化天然气驱动。选择液化天然气作为能源，除了环保，主要还因为它的(    ) A. 密度小 B. 比热容大 C. 沸点高 D. 热值高 2.两台汽油机，甲的效率为，乙的效率为，这两个数据表示(    ) A. 甲做的功比乙多 B. 甲消耗的汽油比乙多 C. 甲的功率比乙大 D. 消耗同样多的汽油，甲做的有用功比乙多 3.下列关于热值和热机效率的说法，正确的是(    ) A. 使燃料燃烧更充分，可以增大热值 B. 使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率 C. 柴油机的热机效率通常为 D. 燃料燃烧释放的热量越大，热值越大 4.某内燃机的能量流向图如图所示。该内燃机的效率为(    ) A. B. C. D. 5.下列措施中能提高汽车热机效率的是(    ) A. 提高汽车的车速 B. 增加汽车行驶的路程 C. 减少汽车行驶的时间 D. 减少汽车热机部件间的摩擦 6.如图为甲、乙两汽油机的数据．两者相比，甲汽油机(    ) A. 热机效率较大 B. 热机效率较小 C. 产生的有用机械能较少 D. 产生的有用机械能较多 7.“嫦娥五号”探测器在“胖五”运载火箭的助推下成功发射，该火箭选择液氢作为燃料是因为它有(    ) A. 较小的密度 B. 较大的比热容 C. 较高的热值 D. 较低的熔点 8.年月日，长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心发射，成功将通信技术试验卫星十七号发射升空。下列说法正确的是(    ) A. 火箭搭载着卫星升空的过程中，以卫星为参照物，火箭是静止的 B. 火箭发动机工作过程中的热机效率是 C. 火箭“体内”的液氢燃料温度低至，内能为零 D. 火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大 9.在“比较不同物质的吸热能力”实验中，小源用如图甲所示的同一个实验装置分别加热的水和煤油，用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图乙，加热刚好消耗了酒精。若单位时间内水吸收的热量与煤油吸收的热量相等，已知，，下列分析正确的是(    ) A. 煤油的末温比水的高，所以吸热能力更强 B. 煤油的比热容是 C. 该酒精灯的加热效率为 D. 加热，煤油吸收热量 10.如图所示是我国自行设计研制的“鲲龙”水陆两栖飞机。飞机使用四台相同的发动机，每台发动机的输出功率可达，效率可达。在这种情况下，飞机飞行消耗的燃油为(    ) 燃油的热值为 A. 吨 B. 吨 C. 吨 D. 吨 二、填空题：本大题共5小题，共10分。 11.从能量转化的角度，有关效率的意义的说法正确的是______。 某太阳能电池工作效率是，该电池能把的太阳能转化为电能。 某电动机工作效率是，该电动机可以把的电能转化为机械能。 某锂电池充电时效率是，该电池可以把的电能转化为化学能。 某柴油机工作效率是，该柴油机可以把的化学能转化为内能。 12.小亮记录了如表所示错题，请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。 错题记录 错题改正 三峡水电站年发电量约为，若燃煤发电的效率为，标准煤的热值为，三峡水电站运行一年大约为国家节约标准煤的质量？ 解：燃煤火力发电，需要完全燃烧煤放出的热量： 由得，节约标准煤的质量： 错误之处：______； 错因分析：______； 正确解答：______。 13.如图所示为便携式丁烷气炉，内置一瓶的燃气。已知燃气的热值为，若的燃气完全燃烧，则释放的热量为______；若此便携式丁烷气炉的热效率为，则这瓶燃气完全燃烧后能将个标准大气压下______的水由加热至沸腾。 14.随着人们生活水平的提高，汽车已经进入千家万户，它给我们的生活提供了便利，促进了社会的发展。请你解答：    当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率会          选填“升高”“降低”或“不变”。 如图所示为汽车发动机的四个冲程。图          所示的冲程是给汽车提供动力的。该汽油机飞轮的转速为，则每秒钟对外做功          次。 小明同学阅读了某发动机的说明书后，将发动机的能量流向制成了如图所示的图表，请根据给出的信息计算：完全燃烧的汽油能够获得          的能量，这些能量能产生          的有用功。汽油的热值为 15.科技让农业发展更加迅速。某研究所研究出一款插秧机，质量为。经过一段时间，消耗了的汽油，则汽油完全燃烧放出的热量为______；若该段时间，插秧机没有进行其他作业，只是向前行驶了，则该插秧机在这段时间的机械效率为______；若这些热量完全被、初温为的水吸收，则在标准大气压下水温升高______。若无法计算出精确结果，则取整数 三、实验探究题：本大题共2小题，共12分。 16.为比较酒精和汽油热值的大小，制定了以下实验方案： 取质量__________填“相同”或“不相同”的酒精和汽油作燃料，制成酒精灯和汽油灯； 两灯同时点燃后分别给两杯质量和初温相同的水加热烧杯质量相同，如图所示； 通过观察水温的变化，由此判断两种燃料热值的大小。 请根据上面的设计方案回答： 如图甲中温度计的读数是，当两灯的燃料__________选填“燃烧相同时间”或“完全燃烧完后”，甲装置中温度计读数是，而乙装置的读数是。由此判断__________填“酒精”或“汽油”的热值比较大； 根据计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出汽油的热值，发现结果与资料中给出的汽油热值相比__________选填“偏大”或“偏小”。 17.小明设计了一组实验，如图所示，根据所学知识回答下列问题： 如图甲所示，先在试管内装上半管有色水，再从管上部慢慢注满酒精，用塞子塞紧管口，上下颠倒几次看到管中液面降低了少许，此现象直接说明分子间有______； 如图乙所示为研究气体扩散的实验装置，二氧化氮气体的密度比空气大，在、两种放置玻璃瓶方中，方式______更合理；抽掉玻璃板后，静置一段时间，两瓶气体颜色相同； 如图所示，丙、丁、戊三个实验装置完全相同，燃料的质量都为，烧杯内液体的初温、质量都相同请你解答下列问题： 比较不同燃料热值的实验，应选择______两个装置选填装置序号，取少量燃料，使之完全燃烧通过比较______选填“温度计升高的度数”或“加热时间的长短”来比较不同燃料热值的大小； 比较不同物质比热容的实验，应选择______两个装置选填装置序号和______请填实验器来完成该实验，加热过程中，液体吸收热量的多少是通过比较______来选填“温度计升高的度数或“加热时间的长短”判断的。 四、计算题：本大题共2小题，共16分。 18.氢燃料具有清洁、效率高等优点，被认为是理想的能源之一，目前我国部分城市已有多批氢能源公交车投放使用。 质量为的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少 若这些热量全部被质量为、温度为的水吸收，水的温度会升高到多少 若这些热量恰好能供某氢能源公交车在平直路面上以的恒定功率匀速行驶，则该氢能源公交车的效率是多少 19.垃圾分类看似小事，实则是“大事”，它体现了一座城市的社会文明水平。襄阳市生活垃圾焚烧发电厂位于襄城区余家湖。日处理生活垃圾，每年发电量可供万户家庭的全年使用，生活垃圾的平均热值约。求： 垃圾燃烧产生的能量_______选填“能”或“不能”完全转化为电能； 垃圾完全燃烧产生的热量相当于多少吨煤完全燃烧所产生的热量？ 若垃圾完全燃烧产生热量的被水吸收，则能使初温为的水温度升高到多少摄氏度？大气压为一个标准大气压， 五、综合题：本大题共1小题，共10分。 20.阅读短文，回答问题。 燃气热水器 如图为某款燃气热水器结构和工作原理示意图。使用热水器时，先通电，绿色指示灯亮，再打开冷水阀和燃气管上的燃气阀。之后打开热水阀时，电子点火器点火，燃气在燃烧器内燃烧，产生的高温烟气，此时红色指示灯亮，同时风机工作，高温烟气上升，流经热交换器，将从点处流入热交换器的冷水加热，产生的热水从点处源源不断流出热交换器，低温烟气从排烟管排出。关闭热水阀时，热水器停止加热。研究发现：热交换器中，烟气与水之间单位时间传递的热量随交换器内水管表面积的增大而增大。 适用燃气 天然气 热值 额定耗气量 热水产出率 该燃气热水器的技术参数如表，其中“热水产出率”的含义是：每分钟使水温升高时的出水体积；“额定耗气量”的含义是：热水器正常工作小时消耗的燃气体积。 某次洗浴，设定热水管出水温度，热水器正常工作用时，放出的热量为______，热水器的热交换器相同时间水吸收的热量相同，测得冷水管进水温度，则上述过程热水器的出水流量为______，加热效率为______。 答案和解析 1.【答案】  【解析】选择液化天然气作为能源，除了环保，主要还因为它的热值高，完全燃烧相同质量的液化天然气与其它燃料相比，放出的热量更多。 故选：。 热值是燃料的一种特性，完全燃烧相同的质量的不同燃料，热值越大的燃料，放出的热量越多。 本题考查对燃料热值特性的理解，是一道基础题。 2.【答案】  【解析】略 3.【答案】  【解析】略 4.【答案】  【解析】略 5.【答案】  【解析】略 6.【答案】  【解析】略 7.【答案】  【解析】略 8.【答案】  【解析】解：火箭搭载着卫星升空的过程中，火箭和卫星之间的相对位置没有发生变化。以卫星为参照物，火箭是静止的，故A正确。 B.火箭发动机工作时，燃料燃烧释放的能量不可能全部用来做有用功，存在能量损耗，所以热机效率不可能是，故B错误。 C.一切物体在任何温度下都具有内能，火箭“体内”的液氢燃料温度低至，仍然具有内能，C 错误。 D.热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧情况无关。火箭的燃料燃烧得越充分，燃料的热值不变，故D错误。 故选：。 在物理学中，判断物体的运动状态取决于所选的参照物。热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比。内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和，一切物体都具有内能。热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关。 本题目是对参照物、热机效率、内能和热值内容的综合考查，须知道参照物选择的相对性、热机效率不能达到、一切物体在任何温度下都具有内能和热值是燃料的一种特性等关键点。 9.【答案】  【解析】解：由图可知，加热相同的时间，即吸收相同的热量，煤油升高的温度较高，煤油吸热能力弱，故A错误； B.加热时，二者吸收热量相等，煤油升高温度，水升高的温度，水和煤油的质量相等，由可知，升高的温度与比热容成反比，煤油的比热容：，故B错误； C.酒精燃烧消耗酒精，放出的热量 由图乙可知，加热水的温度升高到，加热水的温度升高到，则加热水的温度升高到，所以加热水升高的温度为， 水吸收的热量， 该酒精灯的加热效率为， 故C错误； D.加热，煤油吸热温度升高，吸收的热量，故D正确。 故选：。 使相同质量的不同物质吸收相同的热量即加热相同的时间，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强； 加热时，二者吸收热量相等，煤油升高温度，水升高的温度，水和煤油的质量相等，由可知，升高的温度与比热容成反比，据此解答； 根据得出酒精燃烧消耗酒精放出的热量，根据吸热公式得出加热内水吸收的热量，由效率公式得出的酒精灯的加热效率； 根据吸热公式得出加热煤油吸收热量。 本题比较不同物质的吸热能力，考查了转换法的应用、比较吸热能力的方法及热值公式和的运用，为热学中的重要内容。 10.【答案】  【解析】飞机使用四台相同的发动机飞行发动机所做的有用功， 燃油完全燃烧放出的热量， 燃油的质量。 故选：。 根据得出飞机飞行四台发动机所做的有用功，根据得出燃油完全燃烧放出的热量，根据得出燃油的质量。 本题考查热值和效率的计算，是一道综合题。 11.【答案】解：、某太阳能电池工作的效率是，意义是该太阳能电池把的太阳能转化为电能，故正确； 、某电动机工作的效率是，意义是该电动机可以把的电能转化为机械能，故正确； 、某锂电池充电时的效率是，意义是该锂电池充电时可以把的电能转化为化学能，故正确； 、某柴油机工作的效率是，意义是该柴油机把柴油完全燃烧燃烧时释放能量的转化为机械能，故错误。 故答案为：。  【解析】能量的利用率是有效利用的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比。 本题考查了能量的转化和转移，是一道较为简单的应用题。 12.【答案】  有用能量和总能量概念不清，燃煤完全燃烧放出的热量为总能量，三峡水电站年发电量为有用能量  由可知，燃煤火力发电，需要完全燃烧煤放出的热量， 由得，节约标准煤的质量  【解析】解：错误之处：； 错误分析：有用能量和总能量概念不清，燃煤完全燃烧放出的热量为总能量，三峡水电站年发电量为有用能量； 正确解答：由可知，燃煤火力发电，需要完全燃烧煤放出的热量， 由得，节约标准煤的质量。 故答案为：；有用能量和总能量概念不清，燃煤完全燃烧放出的热量为总能量，三峡水电站年发电量为有用能量；由可知，燃煤火力发电，需要完全燃烧煤放出的热量， 由得，节约标准煤的质量。 有用能量和总能量概念不清，燃煤完全燃烧放出的热量为总能量，三峡水电站年发电量为有用能量。 本题考查了效率公式、燃料完全燃烧放热公式的应用，属于基础题目。 13.【答案】    【解析】解：的燃气完全燃烧放出的热量为： ； 水吸收的热量为： ， 个标准大气压下水的沸点为，则水的质量为： 。 故答案为：；。 根据求出的燃气完全燃烧放出的热量； 根据求出水吸收的热量，利用求出水的质量。 本题考查热量的计算，主要有吸热公式、燃料完全燃烧放热公式以及热效率公式的应用。 14.【答案】降低 丁   【解析】略 15.【答案】      【解析】解：汽油完全燃烧放出的热量： ； 该插秧机在重力方向上没有移动距离，则做的有用功为， 所以该插秧机在这段时间的机械效率为； 水吸收的热量， 由可知，水升高的温度： ， 由于在个标准大气压下，水的沸点是，水的末温，所以水升高的温度是：。 故答案为：；；。 根据求出汽油完全燃烧放出的热量； 根据定义知，该插秧机在重力方向上没有移动距离，据此回答； 利用求出水升高的温度，由于在个标准大气压下，水的沸点是，再求出水的末温。 本题主要考查重力、热量以、功以及机械效率的计算，要特别注意在一个标准大气压下，水的沸点是，水温升高到以后，吸收热量，温度保持不变。 16.【答案】相同  ； 完全燃烧完后  ；汽油  ；偏小。  【解析】比较酒精和汽油热值的大小时，采用的是控制变量法，需要控制酒精和汽油的质量相等。 实验中，需控制酒精和汽油的质量相等，所以要使两灯的燃料完全燃烧完后，再比较温度变化； 两杯水的初温相等，甲装置中温度计读数是，而乙装置的读数是，根据公式可知，在相同情况下，汽油加热的水吸收的热量较多，说明汽油放出的热量较多，根据公式可知，汽油的热值大于酒精的热值。 燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收，存在热损失，即水吸收的热量会小于燃料完全燃烧放出的热量，由  可知，计算得出的热值将比燃料的真实热值偏小。 17.【答案】间隙；  ；  丁、戊；温度计升高的度数；丙、丁；秒表；加热时间的长短  【解析】水和酒精混合均匀以后，体积会变小，说明分子间存在着间隙； 图乙为研究气体扩散的实验装置，二氧化氮气体的密度比空气大，在、两种放置玻璃瓶方式中，方式更合理，可以避免因为二氧化氮气体的密度较大带来的影响； 比较不同燃料热值的实验，由控制变量法可知，应控制加热相同质量的同种液体，相同质量的不同燃料，所以选择丁、戊两个装置； 由于不同燃料热值的大小不能直接观察，所以运用转换法，完全燃烧相同质量的不同燃料，烧杯中液体温度升高越高，燃料的热值越大，所以通过温度计升高的示数来比较不同燃料热值的大小； 比较不同物质比热容的实验，由控制变量法可知，应使用相同燃料加热，烧杯中不同液体的质量相同，所以选择丙、丁两个装置； 加热过程中，液体吸收热量的多少不能直接测量，所以运用转换法，加热时间越长，燃料放出的热量越多，液体吸收的热量越多，所以通过加热时间来判断液体吸收热量的多少，故需要秒表。 故答案为：间隙；；丁、戊；温度计升高的度数；丙、丁；秒表；加热时间的长短。 分子间存在着间隙； 二氧化氮气体的密度比空气大，据此分析； 燃料的热值大小不能直接测量，需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关，因此为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小； 燃料完全燃烧释放的热量可以通过液体温度计示数变化来反映； 使用相同的热源通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法； 比较物质吸热能力的种方法： 使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量即比较加热时间，吸收热量多的吸热能力强； 使相同质量的不同物质吸收相同的热量即加热相同的时间，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强。 本题考查分子动理论的基本知识、比较不同物质的吸热能力和热值，注重物理规律在生产生活中的应用，要求学生能准确的用所学理论解释相关现象。 18.【答案】解：质量为的氢燃料完全燃烧放出的热量为 由题意可知，水吸收的热量为 水吸收这些热量升高的温度为 水的末温为 公交车在平直路面上以的恒定功率匀速行驶，所做的有用功为 有用 该氢能源公交车的效率为   【解析】详细答案和解答过程见答案。 19.【答案】解：不能。 垃圾完全燃烧产生的热量为 如果燃烧煤，需要燃烧煤的质量为 水温度升高的温度为 水的末温为 答：不能。 垃圾完全燃烧产生的热量相当于煤完全燃烧所产生的热量。 能使初温为的水温度升高到。   【解析】解：垃圾燃烧产生的能量会有部分热损失，不可以全部用来发电，机械设备一定存在摩擦等，故垃圾燃烧产生的能量不能完全转化为电能。 根据放热公式进行计算，注意单位换算。 根据吸热公式进行计算，注意乘上效率。 本题考察热机效率相关计算，整体难度不大。 20.【答案】半导体；并；  ；；  【解析】两指示灯是二极管灯泡，二极管是由半导体材料制成的；两指示灯能够独立工作、互不影响，则它们应并联在电路中； 工作消耗燃气的体积； 燃气完全燃烧释放的热量； 根据知，每分钟出水的质量为： ； 每分钟水吸收的热量  当冷水的温度为和出水温度为时，水吸收的热量 ； 因同一燃气热水器正常工作时相同时间内水吸收的热量相等，则，即 ； 则每分钟流出热水的质量； 每分钟流出热水的体积； 即上述过程热水器的出水流量为。 水吸收的热量 加热效率。 故答案为：；；。 根据热水产出率得出每分钟出热水的体积，根据求出这些水的质量； 根据额定耗气量求出热水器正常工作用时消耗燃气的体积，利用求出燃气完全燃烧释放的热量；当热水器热水产出率为时，根据表示出每分钟水吸收的热量，当冷水的温度为和出水温度为时，根据表示出每分钟水吸收的热量，根据同一燃气热水器正常工作时相同时间内水吸收的热量相等得出等式即可求出此时出水的质量，根据密度公式求出每分钟流出热水的体积即为上述过程热水器的出水流量，根据吸热公式求出内水吸收的热量。根据吸收和放出的热量计算加热效率。 本题考查了吸热公式、密度公式、燃料完全燃烧释放热量公式、效率公式的综合应用，涉及到的知识点多，综合性强，从题干中获取有用的信息并利用信息解决问题是关键。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$