12.4　热机 2025-2026学年物理鲁科版（2024）九年级上册

第四节　热 机 1．[2024·新疆]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．纯电动汽车 D．长征系列火箭 2．[2024·兰州]如图所示，用酒精灯对试管加 热，等水沸腾后，可以看到蒸汽把软木塞顶跑． 下列说法正确的是( ) A．用酒精灯加热试管，水内能的增加是通过做功的方式实现的 B．蒸气把软木塞顶跑的过程，实现了内能向机械能的转化 C．蒸气把软木塞顶跑的过程，相当于汽油机的排气冲程 D．试管口出现的白雾是水汽化后形成的水蒸气 3．[2023·淄博]下列关于热和能的说法正确的是( ) A．温度高的物体，内能不一定大 B．热传递过程中，传递的是温度 C．物体吸收热量，温度一定升高 D．内燃机工作时，压缩冲程将内能转化为机械能 4．[2024·菏泽]家用汽车常用汽油机提供动力，以下有关说法正确的是( ) A．汽油燃烧时它的热值减小 B．汽油机的冷却液温度越高，含有的热量越多 C.汽油机的做功冲程，内能转化为机械能 D．汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越充分 5．[2024·泰安]关于下列四幅图的说法中( ) ①如图甲，试管中的水在升温过程中是通过热传递的方式增加内能的 ②如图乙，两块表面光滑的铅块紧压后，下方可挂起重物，说明分子间有引力 ③如图丙，燃气推动活塞向下运动，活塞的机械能转化为燃气的内能 ④如图丁，水沸腾时不断吸收热量，温度保持不变 A．只有①③正确 B．只有①②④正确 C．只有②④正确 D．①②③④都正确 6．[2024·临沂]2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录．如图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是( ) A．① B．② C．③ D．④ 7．[2024·广安]内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就．如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动1 800圈(q汽油＝4.6×107 J/kg)，则下列说法正确的是( ) A．图中所示冲程是做功冲程 B．若该汽油机完全燃烧5 kg汽油，则汽油机做的 有用功为6.9×107 J C．该汽油机在1 s内做功30次 D.汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 8．[2024·枣庄]古代的人们曾发明一种活塞式点火器，如图所示，以牛角作套筒，木质推杆前端粘附艾绒，取火时，一手握住套筒，另一手猛推推杆，艾绒即燃．下列事例与猛推推杆入筒的过程中，能量转化情况不同的是( ) A．内燃机的做功冲程 B．内燃机的压缩冲程 C．钻木取火 D．流星雨的形成 9．[2024·哈尔滨]完全燃烧0.1 m3的天然气放出的热量是 ______J；若这些热量的20%被4 kg的液体吸收．使其温度 升高50 ℃，则该液体的比热容是______J/(kg·℃)． (q天然气＝3.0×107 J/m3) 10．[2024·辽宁]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2.3×107 J， 效率为25%，则该汽油机在这段时间内消耗__kg的汽油．(汽油 的热值取4.6×107 J/kg) 3×106 3×103 做功 2 11．[2024·广元]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 12．[2023·自贡]如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工 作示意图，图E、F是演示实验的示意图．图B是_____冲程，与它 原理相同的是__图所示的演示实验． 压缩 E 13．[2024·达州]在1个标准大气压下，小明用天然气灶将质量 1 kg的水，从20 ℃加热到沸腾，水吸收的热量是_________J． 他家天然气热水器的热效率是70%，他某次洗澡，耗水20 kg， 热水器进水温度是22 ℃，出水温度是42 ℃，他这次洗澡消耗 天然气______m3.已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，天然 气的热值是3.2×107 J/m3. 3.36×105 0.075 14．[2024·陕西]如图甲所示，将水桶平放在地面上，向桶中倒 入少量酒精，点燃酒精后，水桶向后喷出燃气并加速向前运动， 此过程中，内能转化为_____能，该能量转化过程与汽油机_____ 冲程的相同．燃气停止喷出后，迅速堵住水桶口，在_______的 作用下，水桶变扁，如图乙所示． 机械 做功 大气压 15．[2024·息县期中]小林想估算一下他家每天烧水、做饭需要 的热量，于是他仔细记录好家里每天烧水、做饭、炒菜需要的时 间，并把它折算成烧水的时间，相当于每天将50 kg、20 ℃的水 烧到80 ℃.水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，煤的热值是3× 107 J/kg. (1)小林家每天烧水、做饭、炒菜需要多少热量？ (2)小林家每天共使用2 kg煤，煤完全燃烧可以放出多少热量？ (3)小林家煤炉的效率是多大？ 解：(1)水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)× 50 kg×(80 ℃－20 ℃)＝1.26×107 J； (2)2 kg煤完全燃烧放出的热量：Q放＝m煤q＝2 kg×3×107 J/kg ＝6×107 J； (3)小林家煤炉的效率为 16．小明冬天在家用某品牌天然气热水器洗澡，当天自来水温为10 ℃，他将热水器温度调到50 ℃，洗澡时大约用了20 L水，已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，水的密度为1×103 kg/m3，热水器工作效率为40%，天然气的热值为3.2×107 J/m3，假设天然气完全燃烧．求： (1)洗澡用水吸收的总热量； (2)燃烧的天然气放出的热量； (3)消耗的天然气体积．(结果均保留3位有效数字) 解：(1)水的体积V＝20 L＝0.02 m3，则根据ρ＝ 可得水的质量： m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×0.02 m3＝20 kg， 水进入热水器前温度是10 ℃，洗澡时热水器输出热水的温度设 定为50 ℃，热水吸收的热量： Q吸＝cm(t－t0) ＝4.2×103 J/(kg·℃)×20 kg×(50 ℃－10 ℃) ＝3.36×106 J； 17．[2023·岑溪期末]“地锅鱼”是东北地区的传统美食．它将鱼、各种蔬菜、秘制酱料和水放在锅中，用干木柴作燃料对其进行炖煮，其味香浓郁，深受大家的喜爱．已知，锅内所有食材的平均比热容为4×103J/(kg·℃)，干木柴的热值为1.2×107J/kg. (1)将一锅5 kg、10 ℃的食材，加热到100 ℃，吸收的热量是多少焦耳？ (2)炖制过程中，消耗了0.5 kg的干木柴，则炖制地锅鱼的效率是多少？ (3)若食材吸收的热量由燃烧煤气获得，则至少要消耗多少立方米的煤气？(不计热量损失，煤气的热值约为4×107J/m3) η＝eq \f(Q吸,Q放)×100%＝eq \f(1.26×107 J,6×107 J)×100%＝21%. eq \f(m,V) (2)由η＝eq \f(Q吸,Q放)×100%得天然气完全燃烧释放热量： Q放＝eq \f(Q吸,40%)＝eq \f(3.36×106 J,40%)＝8.40×106 J； (3)由Q放＝Vq得需要天然气的体积： V＝eq \f(Q放,q)＝eq \f(8.4×106 J,3.2×107 J/m3)≈0.263 m3. 解：(1)食材吸收的热量为Q吸＝cm(t－t0)＝4×103 J/(kg·℃)× 5 kg×(100 ℃－10 ℃)＝1.8×106J; (2)干木柴完全燃烧放出的热量：Q放＝qm′＝1.2×107 J/kg× 0.5 kg＝6×106 J，则炖制地锅鱼的效率是η＝eq \f(Q吸,Q放)×100%＝eq \f(1.8×106 J,6×106 J)×100%＝30%; (3)由题意知，煤气完全燃烧放出的热量：Q放＝Q吸＝1.8×106 J，由Q＝Vq得，需要消耗煤气的体积为：V＝eq \f(Q放,q煤气)＝eq \f(1.8×106 J,4×107 J/m3)＝ 0.045 m3. $