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

该初中物理课件围绕“热机的效率”这一核心知识点，系统梳理了燃料热值、能量转化与守恒、热效率计算等关键内容，通过从生活实例到科学实验再到实际应用的层层递进，构建起清晰的知识脉络，为学生理解能量利用效率提供有效学习支架。 其亮点在于深度融合物理观念、科学思维与科学探究三大核心素养，以真实情境问题驱动学习，如用台风能量类比燃料放热、分析柴油机效率提升数据，体现模型建构与科学推理能力。通过典型例题和实验设计（如控制变量法比较燃料热值），强化证据意识与批判性思维，帮助学生建立“能量观”并提升解决实际问题的能力。学生在掌握知识的同时发展科学素养，教师则可借助结构化习题与情境素材高效开展教学，实现教—学—评一体化。

第3节　热机的效率 A　基础必会 B　能力提升 C 素养培优 A　基础必会 考点一　燃料的热值 1.(2024秋·保定期中)关于燃料的热值,下列说法正确的是( ) A.容易燃烧的燃料,热值一定大 B.燃烧不充分的燃料,热值会变小 C.煤的热值大于干木柴的热值,所以煤燃烧时放出的热量比干木柴放出的多 D.每种燃料都有自己的热值,燃料不同,热值一般不同 2.(2024·海南中考)火箭用液态氢作为燃料,因为液态氢具有较高的__________(选 填“热值”或“比热容”);火箭升空过程中,燃料燃烧将__________能转化为内能。  D 　热值　 　化学　 3.人类发展史也是利用燃料的历史,干木柴、煤的放热本领不同,是因为它们的 __________(选填“热值”“热量”或“温度”)不同。完全燃烧0.28 kg的酒精可放出 ____________J的热量。(q酒精=3.0×107 J/kg)  4.小越参加一次长跑,身体消耗的能量为6.6×106 J,完全燃烧0.55 kg的干木柴才 能得到这些能量,则干木柴的热值为____________J/kg,如果用掉一半后,干木柴的 热值将__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。  5.台风涡旋的巨大能量来源于其中水汽上升凝结所释放的热量。在一个中等强 度的台风中,每天放出的热量约为4.0×1019 J,则这些热量相当于完全燃烧 ___________m3天然气放出的热量。(天然气的热值q=4.0×107 J/m3)  　热值　 　8.4×106　 　1.2×107　 　不变　 　1×1012　 考点二　热机的效率 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 B 7.如图是某款汽油机的能量流向图,由图中信息可知该汽油机的效率为________%。 汽油的热值是4.6×107 J/kg,完全燃烧1 kg的汽油,该汽油机输出的机械能是 _____________J。  　30　 　1.38×107　 考点三　热效率的计算 8.农作物的秸秆可以回收加工制成秸秆煤。完全燃烧0.5 kg的秸秆煤可放出 _____________J的热量;若这些热量被质量为20 kg,初温为20 ℃的水吸收,可使 水温升高到70 ℃,则水吸收了____________J的热量,此时烧水效率为__________。 (已知q秸秆煤=2.1×107 J/kg)  　1.05×107　 　4.2×106　 　40%　 9.北京地铁的座椅利用了石墨烯发热技术,座椅的材料通常为玻璃钢,假设一排座椅的质量大约为50 kg,玻璃钢的比热容为0.6×103 J/(kg·℃)。 (1)求这排座椅从5 ℃升高到25 ℃需要吸收的热量; (2)假如座椅从5 ℃升高到25 ℃,需要0.1 m3的天然气来提供热源,求天然气完全燃烧放出的热量(天然气热值为q=3×107 J/m3); (3)求天然气加热座椅的热效率。 解:(1)这排座椅需要吸收的热量: Q吸=c椅m椅Δt=0.6×103 J/(kg·℃)×50 kg×(25 ℃-5 ℃)=6×105 J; (2)0.1 m3的天然气完全燃烧放出的热量: Q放=Vq=0.1 m3×3×107 J/m3=3×106 J; (3)天然气加热座椅的热效率: η===20%。 B　能力提升 10.(跨学科·传统文化)古语道:“人要实,火要虚。”此话的意思是说做人要脚踏 实地,才能事业有成;可燃物要架空一些,才能燃烧更旺。“火要虚”的目的是( ) A.增大可燃物的热值 B.降低可燃物的着火点 C.能使可燃物尽可能充分燃烧 D.能使可燃物完全燃烧 C 11.(2025·广州质检)2024年世界内燃机大会上,潍柴动力发布了由我国自主研制全球首款热机 效率为53.09%的柴油机,创造了当今世界内燃机领域最高的热机效率。表格是四款柴油机的 效率。则下列说法正确的是(q柴油=4.5×107 J/kg)( ) A.2024年潍柴动力柴油机消耗1 kg的柴油,输出的有用功约为3×107 J B.若四款柴油机输出的有用功相同,则初代柴油机消耗的柴油最多 C.初代柴油机废气带走的能量一定比潍柴动力柴油机多 D.潍柴动力柴油机一定比初代柴油机的功率大 柴油机 型号 初代 柴油机 潍柴动力柴油机 2020年 2022年11月 2024年 热机效率 约38% 50.23% 52.28% 53.09% B 12.(2024·广元中考)随着科技发展,人们已经开始将氢能作为一种新能源加以利 用。已知氢燃料的热值为1.4×108 J/kg,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。如果一 辆汽车平均每月消耗氢燃料30 kg,这些氢燃料完全燃烧释放的热量为_______ ______J,若这些热量完全被水吸收,可使_____________kg水的温度从20 ℃升高到 100 ℃。  　4.2× 109　 　1.25×104　 13.我国已经从餐饮废油中成功提炼出供飞机使用的生物航空煤油(以下简称生 物航煤),其热值与传统的航空煤油热值相当,是一种绿色环保的能源。兴趣小组 想知道生物航煤热值的大小,于是完全燃烧了0.7 kg的生物航煤给水加热,将 40 kg的水从20 ℃加热到70 ℃,该加热装置的热效率为30%。已知水的比热容是 4.2×103 J/(kg·℃)。求: (1)此过程中水吸收的热量; (2)此过程中生物航煤完全燃烧放出的热量; (3)生物航煤的热值。 解:(1)水吸收的热量: Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×40 kg×(70 ℃-20 ℃)=8.4×106 J; (2)根据η=知生物航煤完全燃烧放出的热量:Q放===2.8×107 J; (3)生物航煤的热值: q===4×107 J/kg。 C 素养培优 14.为比较不同燃料燃烧放热能力的差异,小明设计了如图甲、乙所示的两组对比实验,实验装置完全相同。烧杯内水的初温、质量也都相同,实验中忽略热量的散失,且两种燃料燃烧时均匀放热。 (1)实验中还应控制燃料的__________相同。  　质量　 (2)燃料燃烧完后,画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。由此可知,燃料 1燃烧5 min放出的热量__________(选填“大于”“小于”或“等于”)燃料2燃烧15 min放出的 热量。  (3)假设燃料完全燃烧,则燃料1与燃料2的热值之比为__________。  点思路: (1)实验中运用好控制变量法和转换法。 (2)忽略热量的散失:Q吸=Q放。 　大于　 　4∶3　 本课结束 $