第14章 3 第3节 热机的效率（作业课件）-【优翼·学练优】2025-2026学年新教材九年级物理上册同步备课（人教版2024）

2025秋季学期 《学练优》·九年级物理上·RJ（通用） 第十四章 内能的利用 第3节　热机的效率 D 1 1.2×107　不变　 2 质量　质量　酒精　 3 快速对答案 4 30％　降低　不变　ACD　 提示：点击 进入习题讲评 快速对答案 5 解：（1）由P＝可得，这辆公交车在这5min内的牵引力做的功W＝Pt＝140×103W×5×60s＝4.2×107J。 （2）0.6kg氢燃料完全燃烧放出的热量Q放＝ q氢m氢＝1.4×108J/kg×0.6kg＝8.4×107J。 （3）该氢能源公交车的热机效率η＝＝＝0.5＝50％。 B 6 A 7 8 快速对答案 6.72×105　0.04　 快速对答案 9 解：（1）由p＝得，燃气对活塞的平均压力F＝pS＝1.5×106Pa×1.2×10－2m2＝1.8×104N；该柴油机在一次做功冲程中能做的功W＝FL＝1.8×104N×0.3m＝5400J。 （2）飞轮转速为360r/min，一个工作循环飞轮转2圈，对外做功1次，10min飞轮转3600圈，对外做功1800次； 快速对答案 则柴油机每工作10min做的有用功W有用＝1800W＝1800×5400J＝9.72×106J，由η＝可得，燃烧柴油放出的热量Q放＝＝＝3.24× 107J，由Q放＝qm可得，柴油机每工作10min需燃烧柴油的质量m＝＝≈0.75kg。 快速对答案 10 乙　9.2×107　2.3×107　 2 3 4 5 6 7 8 知识点一　燃料的热值 1.对于燃料的热值，下列说法中正确的是（　 　） A.汽油的热值为4.6×107J/kg，表示每燃烧1kg的汽油可获得4.6×107J的热量 B.燃料的热值跟燃料的质量成正比 C.燃料不燃烧时，热值为0 D.燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的质量和燃烧状况无关 9 10 1 D 2.物理学与日常生活一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106J，这些能量相当于完全燃烧0.55kg的干木柴放出的热量，则干木柴的热值为_________J/kg，干木柴用掉一半后，剩余干木柴的热值_______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 1.2×107 不变 3.某学校物理兴趣小组的同学们设计实验，比较酒精、柴油、汽油的热值。 （1）如图甲、乙、丙装置完全相同，水的______和初温相同。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 质量 3.某学校物理兴趣小组的同学们设计实验，比较酒精、柴油、汽油的热值。 （2）实验中三种待测燃料的___________（选填“质量”“体积”或“温度”）应保持相同。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 质量 3.某学校物理兴趣小组的同学们设计实验，比较酒精、柴油、汽油的热值。 （3）待燃料全部燃烧后，水没有沸腾，三支温度计示数的关系为t甲＜t乙＜t丙，由此可以初步判断实验中的三种燃料热值最小的是______（写出燃料的名称）。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 酒精 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 知识点二　热机的效率 4.一题多问热机的效率是热机性能的重要指标，如图所示是某品牌汽车的能量流向图。 （1）图示汽车内燃机的效率为_______。 30％ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 4.一题多问热机的效率是热机性能的重要指标，如图所示是某品牌汽车的能量流向图。 （2）当汽油在发动机 内燃烧不充分时会冒“黑 烟”，这是燃料没有完 全燃烧的体现，会导致 发动机的效率______（选填“升高”“降低”“不变”），此时燃料的热值_____（选填“变大”“变小”或“不变”）。 降低 不变 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 4.一题多问热机的效率是热机性能的重要指标，如图所示是某品牌汽车的能量流向图。 （3）（多选题）通过分析汽车的能量流向图，下列措施能提高热机效率的是（　 　） A.让燃料与空气混合充 分，使燃料完全燃烧 B.减少热机的工作时间 C.通过改进与创新，减 少能量的损失 D.保障良好的润滑，减少摩擦 ACD 5.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。一辆氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶5min，消耗了0.6kg氢燃料。已知q氢＝1.4×108J/kg。求： （1）这辆公交车在这5min内的牵引力做的功。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解：由P＝可得，这辆公交车在这5min内的牵引力做的功W＝Pt＝140×103W×5×60s＝4.2×107J。 5.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。一辆氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶5min，消耗了0.6kg氢燃料。已知q氢＝1.4×108J/kg。求： （2）0.6kg氢燃料完全燃烧放出的热量。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解：0.6kg氢燃料完全燃烧放出的热量Q放＝q氢m氢＝1.4×108J/kg×0.6kg＝8.4×107J。 5.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。一辆氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶5min，消耗了0.6kg氢燃料。已知q氢＝1.4×108J/kg。求： （3）该氢能源公交车的热机效率。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解：该氢能源公交车的热机效率η＝＝＝0.5＝50％。 6.新情境 潍柴动力柴油机 2024世界内燃机大会上，潍柴动力发布了由我国自主研制的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。下表是四款柴油机的效率及柴油的热值。则下列说法正确的是（　 　） 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 柴油机型号 初代柴油机 潍柴动力柴油机 2020年 2022年 2024年 热机效率 约38％ 50.23％ 52.28％ 53.09％ 柴油热值：4.3×107J/kg A.2024年潍柴动力柴油机消耗1kg的柴油，输出的有用功约为3×107J 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.潍柴动力柴油机的功率一定比初代柴油机大 B 7. 新情境 涡轴9“玉龙（2024·陕西）涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。该发动机工作过程中的相关说法正确的是（　 　） A.燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高 B.燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大 C.压气机压缩空气，空气的内能减小 D.高温高压气体推动涡轮转动时，将机械能转化为内能 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 A 8.使用清洁能源天然气有助于国家提出的2060年前实现碳中和的目标。小明同学用他家的天然气灶将质量为2kg、初温为15℃的水加热到95℃，水吸收的热量是___________J；若此过程的热效率为40％，则此过程消耗天然气_______ m3。[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），天然气热值取4.2×107J/m3] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 6.72×105 0.04 9.一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速为360r/min，在做功冲程中活塞受到燃气的平均压强为1.5×106Pa，活塞的横截面积是S＝1.2×10－2m2，行程是L＝0.3m。 （1）该柴油机在一次做功冲程中能做多少功？ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解：由p＝得，燃气对活塞的平均压力F＝pS＝1.5×106Pa×1.2×10－2m2＝1.8×104N；该柴油机在一次做功冲程中能做的功W＝FL＝1.8×104N×0.3m＝5400J。 9.一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速为360r/min，在做功冲程中活塞受到燃气的平均压强为1.5×106Pa，活塞的横截面积是S＝1.2×10－2m2，行程是L＝0.3m。 （2）若该柴油机将内能转化为机械能的效率为30％，已知柴油的热值是4.3×107J/kg，求该柴油机每工作10min需燃烧的柴油质量。（结果保留两位小数） 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解：飞轮转速为360r/min，一个工作循环飞轮转2圈，对外做功1次，10min飞轮转3600圈，对外做功1800次； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 则柴油机每工作10min做的有用功W有用＝1800W＝1800×5400J＝9.72×106J，由η＝可得，燃烧柴油放出的热量Q放＝＝＝3.24×107J，由Q放＝qm可得，柴油机每工作10min需燃烧柴油的质量m＝＝≈0.75kg。 10. 如图所示 为甲、乙、丙三台汽油机燃料完 全燃烧释放的内能和汽油机输出 的机械能的二维柱状图。根据图 中的信息可知____（选填“甲”“乙”或“丙”）的效率最高；若丙消耗了2kg汽油，假如汽油完全燃烧，释放的热量为__________J，输出的机械能为__________J。（汽油热值q＝4.6×107J/kg） 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 乙 9.2×107 2.3×107 $