专题02 改变世界的热机（期中知识清单）九年级物理上学期新教材教科版

专题02 改变世界的热机（解析版） 【清单01】热机 ■知识点一：热机 1. 热机 （1）热机：是把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置。 （2）热机的能量转化： 燃料的化学能（燃烧）→内能（做功）→机械能 （3）内燃机： 燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。常见的内燃机有汽油机和柴油机两类。 ■知识点二：汽油机 汽油机 1.定义：利用汽油在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功的内燃机。 2.汽油机的构造 气缸、活塞、进气道、进气阀、排气道、排气阀、曲轴连杆、飞轮和火花塞组成。 3.四个冲程： 冲程：活塞从气缸一端运动到另一端。 汽油机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 进气门 开 关 关 关 排气门 关 关 关 开 活塞 下 上 下 上 能量转化 -- 机械能转化为内能 内能转化为机械能 -- 4.工作过程： 在汽油机的四个冲程中，利用曲轴的惯性来完成的是吸气、压缩和排气冲程。发生能量转化的有两个冲程：压缩（机械能转化为内能）和做功冲程（内能转化为机械能）。 ■知识点三：汽油机 汽油机和柴油机的不同点： 内燃机 汽油机 柴油机 燃料 汽油 柴油 结构 火花塞 喷油嘴 吸入物质 汽油和空气混合物 空气 压缩程度 较小 较大 点火方式 点燃式 压燃式 效率 较低 较高 应用 轻型机械 重型机械 相同点 一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次； 压缩冲程把机械能转化为内能，做功冲程把内能转化为机械能 【清单02】热机效率 ■知识点一：热值 1.定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与所用燃料质量之比，叫做这种燃料的热值。 2.单位：J/kg或J/m3 3.物理意义：热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小。 4.特性：热值只与燃料的种类有关，与燃料的状态、质量、体积、是否燃烧等均无关。 5.酒精的热值是3.0×107J/kg表示： 1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。 6.公式：Q＝mq或者Q＝Vq。 7.火箭常用液态氢做燃料，是因为： 液态氢的热值大，体积小便于储存和运输。 8.炉子的效率： （1）定义：炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。 （2）公式：η=Q吸/ Q放 ×100% （3）炉子效率比较低的原因： A.燃料燃烧不充分。B.存在各种热量损失。 （4）提高炉子效率的方法： A.使燃料充分燃烧。B.减少各种热量损失。 ■知识点二：热机效率 1.热机能量走向图： 2.热机效率定义： 热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。 3.公式：η=W有用/ Q总 × 100% 4.提高热机效率的途径： （1）使燃料充分燃烧。 （2）尽量减小各种热量损失。 （3）机件间保持良好的润滑、减小摩擦。 ■知识点三：飞向太空 1.14世纪末，我国的一位官吏万户，发明了最早的火箭。 火箭工作原理：竹筒内装火药，点燃火药，火药燃烧后产生的气体体积膨胀，从竹筒的尾端向后高速喷出，推动箭筒向前飞行。和现代火箭发动机原理是一样的。 2.常用的火箭是多级火箭。第一级燃料用完以后就自动脱落，以减少质量；随后第二级点火发动，燃料用完后也自动脱落，再点燃第三级，使飞船进入预定轨道。 【清单03】跨学科：保护地球家园 ■知识点一：内能利用带来的环境保护 1.带来的环境问题： （1）废气污染。（2）烟尘污染。（3）噪音污染。 2.解决办法： （1）变分散为集中供热，提高燃料利用率。 （2）改进燃烧装置，加装消烟除尘设备，以减少烟尘排放。 （3）推广、普及“清洁能源”。 （4）种植绿色植物，净化空气。 ■知识点二：国家发展战略 我国已经有能力利用绿色能源，研究和开发低能耗、少污染的高性能动力机械，控制和减少污染，坚定不移走生态优先、绿色低碳的高质量发展之路。 ■知识点三：保护地球从我做起 1.低碳生活：低碳出行、低碳饮食、纸张再利用、低碳穿衣等。 2.节约用水、节约用电。 【考点题型一】热机 【例1】（2025·四川乐山）如图所示，试管内的水沸腾后，塞子受到水蒸气的压力而冲出去，这个过程中能量转化的情况与汽油机 冲程能量转化的情况相同；课前准备时，给酒精灯添加酒精，闻到了酒精味，这是 现象。 【答案】做功 扩散 【解析】[1]试管内的水沸腾后，水蒸气内能增加，塞子受到水蒸气的压力冲出去，所以水蒸气的内能转换为塞子的机械能，而汽油机的做功冲程的内能转化是内能转化为机械能，能量转化情况与汽油机的做功冲程的能量转化情况相同。 [2]向酒精灯内添加酒精时，闻到了酒精味，这是酒精的扩散现象，表示分子在永不停息地做无规则运动。 【变式1-1】（2025·江苏扬州）如图是单缸四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是（   ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】B 【解析】由图可知，进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内气体，火花塞未点火，即为压缩冲程，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 【变式1-2】（2025·甘肃武威、嘉峪关、临夏）用打气筒打气时，气筒壁会发热，这主要是因为活塞对筒内气体 （选填“做功”或“热传递”），使筒内气体内能增大，温度升高，此过程中的能量转化与四冲程汽油机 冲程的能量转化相同。 【答案】做功 压缩 【解析】[1][2]改变物体内能有两种方法：做功、热传递；用打气筒打气时，活塞对筒内气体做功，使气体的内能增大，温度升高，此过程中机械能转化成内能；汽油机压缩冲程中，活塞对汽缸内的气体做功，机械能转化成内能，打气筒打气的能量转化与四冲程汽油机压缩冲程相同。 【变式1-3】（2025·黑龙江伊春市）一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是2400r/min，则此汽油机每秒完成的冲程个数和对外做功次数分别是（　　） A. 完成80个冲程，对外做功20次 B. 完成80个冲程，对外做功40次 C. 完成40个冲程，对外做功10次 D. 完成40个冲程，对外做功40次 【答案】A 【解析】 【详解】四冲程内燃机一个工作循环，活塞往复两次、飞轮转两周，完成四个冲程，对外做功一次，当飞轮的转速是2400r/min，即40r/s时，每秒内完成80个冲程，对外做功20次，故A正确，BCD错误。 故选A。 【变式1-4】（24-25·山东淄博 期中）如图所示的是某学校自制的教具，在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从上方瓶口喷入液态酒精并盖上一次性纸杯，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸杯即刻飞出，瓶口出现白雾。气体推动纸杯飞出的过程中（　　） A．外界对气体做功，气体内能增加 B．气体膨胀对外做功，内能增加 C．能量转化与内燃机的压缩冲程能量转化相同 D．能量转化与内燃机的做功冲程能量转化相同 【答案】D 【详解】气体推动纸杯飞出的过程中，气体膨胀对外做功，内能减小，能量转化由内能转化为机械能，内燃机的做功冲程中，内能转化为机械能，能量转化与内燃机的做功冲程能量转化相同，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【变式1-5】如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，从易拉罐开口端向罐内喷适量酒精喷雾，然后将一个空纸杯迅速套上。用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上，将点燃的打火枪靠近底部的小孔，纸杯就会“向前”飞去。纸杯飞出过程中，下列说法正确的是（　　） A．罐内气体对纸杯做了功 B．罐内气体的内能增加 C．能量转化情况与内燃机的压缩冲程相同 D．能量转化情况与内燃机的排气冲程相同 【答案】A 【详解】AB．纸杯飞出去时，易拉罐内的酒精气体对纸杯做功，气体的内能减小，故A正确、B错误； CD．纸杯飞出过程中，内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程相同，故CD错误。 故选A。 【变式1-6】某汽车动力来自单缸四冲程汽油机，如图所示要完成汽油机的一个工作循环正确的顺序是____（用字母表示），其中将内能转化为机械能的冲程是图中的____（选填“A”、“B”、“C”或“D”），当它正常工作时转速为1800r/min，则每秒钟对外做功_____次。 【答案】 DACB，C，15。 【详解】A图：两气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为内能； B图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程； C图：两气门都关闭，活塞向下运行，是做功冲程，将燃料燃烧释放的内能转化为机械能； D图：进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程。 故汽油机的一个工作循环正确的顺序是DACB。 将内能转化为机械能的冲程是做功冲程，是图C。 汽油机在一个工作循环中经历4个冲程，飞轮转动2转，对外做功1次。当它正常工作时转速为 1800r/min =30r/s，则该汽油机每秒钟转动30转，每秒做功15次。 【变式1-7】下列说法中正确的是（   ） A．雪花缓慢飘落表明温度越低分子运动越慢 B．构成物质的分子间同时存在引力和斥力 C．汽油机在做功冲程中将机械能转化为内能 D．钻木取火是通过热传递的方式改变内能 【答案】B 【详解】A．分子运动是微观的、肉眼看不见的分子无规则热运动 。雪花缓慢飘落是宏观物体（雪花）在重力、空气阻力等作用下的机械运动，并非分子运动，所以不能通过雪花飘落速度说明温度与分子运动快慢的关系，故A 错误； B．分子间的引力和斥力是同时存在的。当分子间距离较小时，斥力起主要作用；当分子间距离较大时，引力起主要作用，它们共同维持分子间的相互作用，故B 正确； C．汽油机做功冲程中，燃料燃烧产生的高温高压燃气推动活塞做功，是将燃气的内能转化为活塞的机械能，从而为汽车提供动力，并非机械能转化为内能，故C 错误； D．钻木取火时，克服摩擦做功，机械能转化为木头的内能，使木头温度升高达到着火点而燃烧，是通过做功的方式改变内能；热传递是由于温度差引起的热量转移现象（如传导、对流、辐射 ），钻木取火不属于热传递，故D 错误。 故选B。 【考点题型二】 热机效率 【例2】（2025·山东卷）汽油在发动机气缸中燃烧不充分会产生积碳，影响发动机性能。在发动机维护保养后，汽油燃烧会更加充分，其热值（　　） A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定 【答案】C 【解析】 【详解】热值是燃料的特性，与燃料的种类有关，与是否完全燃烧无关。维护后燃烧更充分，说明相同质量的汽油燃烧，释放的热量更多，但热值不变。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 【变式2-1】（2025·湖北）如图是液体燃料火箭喷气发动机示意图。输送装置将燃料和氧化剂输送到燃烧室燃烧，产生气体喷出推动火箭前进。下列说法正确的是（　　） A. 燃料燃烧时内能转化为化学能 B. 燃料箱燃料减少，燃料热值不变 C. 燃烧放出热量越多，燃料热值越大 D. 火箭前进时，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能 【答案】B 【解析】 【详解】A．燃料燃烧时，燃料的化学能先转化为内能，再将内能转化为机械能，故A错误； B．热值是燃料的基本属性，与燃料的质量大小无关，所以燃料箱燃料减少，热值不变，故B正确； C．热值是燃料的基本属性，与燃料燃烧放出热量多少无关，故C错误； D．火箭前进时，是将燃气的内能转化为机械能，由于有热量损失，燃料不可能全部燃烧等因素影响，燃料的化学能不可能全部转化为火箭的机械能，故D错误。 故选B。 【变式2-2】（2025·江西）用燃气灶给一定质量的水加热，完全燃烧体积为的燃气（燃气的热值为），水吸收的热量为，则此燃烧过程中燃气放出的热量为 ，该燃气灶的热效率为 ×100%。（本小题用题中字母表示） 【答案】 【解析】[1][2]已知燃气的热值为，完全燃烧燃气的体积为V，燃烧过程中燃气放出的热量为Q放=qV 该燃气灶的热效率为 【变式2-3】（2025·四川德阳）小阳在家使用天然气灶为家人煮面条，他将初温为、质量为的水加热至沸腾（一个标准大气压下），该过程中水吸收的热量是 ，水吸收的热量相当于完全燃烧天然气放出的热量，则天然气的热值为 。 【答案】 【解析】[1]一个标准大气压下水的沸点是100℃，该过程中水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J [2]天然气完全燃烧放出的热量Q放=Q吸=6.72×105J 天然气的热值为 【变式2-4】（2025·四川广安）“五·一”假期，小莉一家出去旅游。汽车通过一条长2400m的隧道，用时120s，消耗0.1kg的汽油，汽车通过隧道牵引力做的有用功为。（汽油的热值）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)汽车通过隧道发动机的效率。 【答案】(1)20m/s (2) (3)30% 【解析】（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）汽车通过隧道牵引力做的有用功 汽车通过隧道发动机的效率 【变式2-5】用烟煤烧水时，将10kg的水从加热到，燃烧了1.4kg的烟煤，烟煤的热值为，则水吸收的热量是 J，烧水的热效率是 。 【答案】 8% 【详解】[1]水吸收的热量是 [2]燃烧1.4kg烟煤产生的热量 烧水的热效率 【变式2-6】关于热机的效率，下列说法正确的是（　　） A.在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多； B.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高； C.热机的效率越高说明做功越快； D.热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的 【答案】B。 【解析】A．热机的效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多，故A错误。 B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高，多用在重型机器上，故B正确； C．热机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，热机的效率越高说明有用功占的比值越大，功率表示做功的快慢，功率越高说明做功越快，效率和功率是两个不同的物理量，二者之间没有必然联系，故C错误； D．根据内燃机的能量流向，热机损失的能量中，废气带走的能量较多，故D错误。故选B。 【变式2-7】有经验的维修师，通过观、闻等方式，就可以初步判断一台柴油机的效率高低。下列判断方式不可靠的是（　　） A．观察尾气的颜色是否发黑 B．闻尾气中柴油味的浓淡 C．观察柴油机外观是否干净 D．感受排气管附近温度的高低 【答案】C 【详解】A．如果尾气颜色发黑，说明燃料燃烧不充分，有碳粒等未完全燃烧的产物排出，这会导致柴油机的效率降低。因此，观察尾气的颜色是否发黑是一个可靠的判断方式。故A不符合题意； B．如果尾气中柴油味浓，说明燃料没有充分燃烧，有较多的柴油以气态形式排出，这同样会导致柴油机的效率降低。因此，闻尾气中柴油味的浓淡也是一个可靠的判断方式。故B不符合题意； C．柴油机的外观干净与否，主要与其维护情况、使用环境等因素有关，而与燃料的燃烧效率没有直接关系。因此，观察柴油机外观是否干净并不是一个可靠的判断柴油机效率的方式。故C符合题意； D．如果排气管附近温度高，说明柴油机在工作过程中有较多的热能以热辐射的形式散失到环境中，这会导致柴油机的效率降低。因此，感受排气管附近温度的高低也是一个可靠的判断方式。故D不符合题意。 故选C。 【考点题型三】跨学科：保护地球家园 【例3】 2020年9月22日，国家主席习近平在第75届联合国大会上提出，把“碳达峰”、“碳中和”工作列为重点任务之一，提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现“碳中和”。如图形象解读了“碳达峰”和“碳中和”。下列措施不符合上述发展理念的是（ ） A.优先选乘公共交通 B.随手关闭电源 C.尽量用一次性餐具 D.使用节能灯泡 【答案】C 【解析】A.优先选乘公共交通可以减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，降低大气中二氧化碳的含量，不符合题意； B.随手关闭电源可以节约用电，减少生产电能时二氧化碳的排放量，降低大气中二氧化碳的含量，不符合题意； C.尽量用一次性餐具会浪费资源，增加二氧化碳的排放，增加大气中二氧化碳的含量，符合题意； D.使用节能灯泡，能减少生产电能时二氧化碳的排放量，降低大气中二氧化碳的含量，不符合题意。 故选C。 【变式3-1】下列说法不正确的是（ ） A.热机给人类文明带来了进步，也给生态环境造成了污染 B.改进燃烧设备，加装消烟除尘装置，可减少烟尘的排放 C.内能的利用会造成环境污染，因此应禁止内能的利用 D.提高热机效率可以节约能源，减少环境污染 【答案】C 【解析】A.热机给人类文明带来了进步，但热机在使用过程中会造成环境污染，故A正确，不符合题意； B.改进燃烧设备，加装消烟除尘装置，可减少向空气中烟尘的排放，故B正确，不符合题意； C.内能的利用在一定程度上会对环境造成污染，如汽油或柴油的燃烧等，但不能禁止内能的利用，而是应积极改进设备减少环境污染的同时，寻找新能源作为替代品，故C错误，符合题意； D.提高热机效率可以提升燃料利用率节约能源，减少环境污染，故D正确，不符合题意； 故应选C。 【变式3-2】下列关于热机和环境保护的说法中正确的是（　　） A.热机的大量使用会造成环境污染 B.所有的热机都是用汽油作燃料 C.汽车排出的尾气都是有毒气体 D.热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除 【答案】A 【解析】A.热机都是靠燃烧燃料获得能量的，汽油、柴油等燃料燃烧时都会放出有害气体，污染环境，所以A是正确的； B.热机中有燃烧汽油的（汽油机），有燃烧柴油的（柴油机），有燃烧液态氢的（火箭喷气发动机），所以B是错误的； C.汽车排出的气体中有二氧化碳、水蒸气、一氧化碳、氮氢化合物等，其中二氧化碳和水蒸气是无害的，所以C是错误的； D.消声器只是减弱噪声，而不是消除噪声，所以D是错误的． 故选A。 【变式3-3】小明来到江汉油田“小龙虾”美食城，看到有清蒸和油焖两种加工方式的“小龙虾”。他想探究食8.我国多个地区严重缺水，因此要保护水资源。下列做法中，可能会造成水体污染的是（　　） A.生活污水经处理后再排放 B.禁止含磷洗涤剂的使用 C.合理使用农药和化肥 D.在水库周边兴建造纸厂 【答案】D 【解析】A.生活污水经处理后再排放，能防止水体的污染，故A不符合题意； B.禁止含磷洗涤剂的使用，能防止水体的污染，故B不符合题意； C.合理使用农药和化肥，能防止水体的污染，故C不符合题意； D.在水库周边兴建造纸厂，会造成水污染，故D符合题意。 故选D。 【变式3-4】热机的效率是衡量汽车发动机性能的关键指标。2020年9月，我国潍柴集团发布全球首款热机的效率突破50%的商业化柴油机，这一成果的意义犹如人类历史上首次百米赛跑突破10s。立志成为汽车设计师的小明，也想设计改造发动机，使热机的效率达80%。考虑影响热机效率的因素，你认为小明可以在哪些方面改进创新？_______________。假如小明的设想实现了，会给我们的生活带来哪些影响？_______________。（写出一条即可） 【答案】改良发动机结构；节能（环保） 【解析】为了提高热机效率，可以改良发动机结构，减少能量损失，提高内能转化为机械能的效率。 假如小明的设想实现了，热机效率的提高可以减少燃油的消耗，可以节能和保护环境。 【变式3-5】“低碳环保”是当今世界环境主题，天然气是一种低污染燃料，在我市已普遍使用。天然气热值为4×107J/m3。完全燃烧0.42m3的天然气所释放的热量为 J，若释放的这些能量能使100kg的水温度升高20℃，那么该过程中的热效率是 。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 【答案】1.68×107；50% 【解析】完全燃烧0.42m3的天然气放出的热量： Q放=Vq=0.42m3×4×107J/m3=1.68×107J 这些热量能使100kg的水温度升高20℃，则水吸收的热量： Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×20℃=8.4×106J 该过程中的热效率是： 故答案为：1.68×107；50%。 学科网（北京）股份有限公1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 改变世界的热机（解析版） 【清单01】热机 ■知识点一：热机 1. 热机 （1）热机：是把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置。 （2）热机的能量转化： 燃料的化学能（燃烧）→内能（做功）→机械能 （3）内燃机： 燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。常见的内燃机有汽油机和柴油机两类。 ■知识点二：汽油机 汽油机 1.定义：利用汽油在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功的内燃机。 2.汽油机的构造 气缸、活塞、进气道、进气阀、排气道、排气阀、曲轴连杆、飞轮和火花塞组成。 3.四个冲程： 冲程：活塞从气缸一端运动到另一端。 汽油机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 进气门 开 关 关 关 排气门 关 关 关 开 活塞 下 上 下 上 能量转化 -- 机械能转化为内能 内能转化为机械能 -- 4.工作过程： 在汽油机的四个冲程中，利用曲轴的惯性来完成的是吸气、压缩和排气冲程。发生能量转化的有两个冲程：压缩（机械能转化为内能）和做功冲程（内能转化为机械能）。 ■知识点三：汽油机 汽油机和柴油机的不同点： 内燃机 汽油机 柴油机 燃料 汽油 柴油 结构 火花塞 喷油嘴 吸入物质 汽油和空气混合物 空气 压缩程度 较小 较大 点火方式 点燃式 压燃式 效率 较低 较高 应用 轻型机械 重型机械 相同点 一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次； 压缩冲程把机械能转化为内能，做功冲程把内能转化为机械能 【清单02】热机效率 ■知识点一：热值 1.定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与所用燃料质量之比，叫做这种燃料的热值。 2.单位：J/kg或J/m3 3.物理意义：热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小。 4.特性：热值只与燃料的种类有关，与燃料的状态、质量、体积、是否燃烧等均无关。 5.酒精的热值是3.0×107J/kg表示： 1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。 6.公式：Q＝mq或者Q＝Vq。 7.火箭常用液态氢做燃料，是因为： 液态氢的热值大，体积小便于储存和运输。 8.炉子的效率： （1）定义：炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。 （2）公式：η=Q吸/ Q放 ×100% （3）炉子效率比较低的原因： A.燃料燃烧不充分。B.存在各种热量损失。 （4）提高炉子效率的方法： A.使燃料充分燃烧。B.减少各种热量损失。 ■知识点二：热机效率 1.热机能量走向图： 2.热机效率定义： 热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。 3.公式：η=W有用/ Q总 × 100% 4.提高热机效率的途径： （1）使燃料充分燃烧。 （2）尽量减小各种热量损失。 （3）机件间保持良好的润滑、减小摩擦。 ■知识点三：飞向太空 1.14世纪末，我国的一位官吏万户，发明了最早的火箭。 火箭工作原理：竹筒内装火药，点燃火药，火药燃烧后产生的气体体积膨胀，从竹筒的尾端向后高速喷出，推动箭筒向前飞行。和现代火箭发动机原理是一样的。 2.常用的火箭是多级火箭。第一级燃料用完以后就自动脱落，以减少质量；随后第二级点火发动，燃料用完后也自动脱落，再点燃第三级，使飞船进入预定轨道。 【清单03】跨学科：保护地球家园 ■知识点一：内能利用带来的环境保护 1.带来的环境问题： （1）废气污染。（2）烟尘污染。（3）噪音污染。 2.解决办法： （1）变分散为集中供热，提高燃料利用率。 （2）改进燃烧装置，加装消烟除尘设备，以减少烟尘排放。 （3）推广、普及“清洁能源”。 （4）种植绿色植物，净化空气。 ■知识点二：国家发展战略 我国已经有能力利用绿色能源，研究和开发低能耗、少污染的高性能动力机械，控制和减少污染，坚定不移走生态优先、绿色低碳的高质量发展之路。 ■知识点三：保护地球从我做起 1.低碳生活：低碳出行、低碳饮食、纸张再利用、低碳穿衣等。 2.节约用水、节约用电。 【考点题型一】热机 【例1】（2025·四川乐山）如图所示，试管内的水沸腾后，塞子受到水蒸气的压力而冲出去，这个过程中能量转化的情况与汽油机 冲程能量转化的情况相同；课前准备时，给酒精灯添加酒精，闻到了酒精味，这是 现象。 【变式1-1】（2025·江苏扬州）如图是单缸四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是（   ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【变式1-2】（2025·甘肃武威、嘉峪关、临夏）用打气筒打气时，气筒壁会发热，这主要是因为活塞对筒内气体 （选填“做功”或“热传递”），使筒内气体内能增大，温度升高，此过程中的能量转化与四冲程汽油机 冲程的能量转化相同。 【变式1-3】（2025·黑龙江伊春市）一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是2400r/min，则此汽油机每秒完成的冲程个数和对外做功次数分别是（　　） A. 完成80个冲程，对外做功20次 B. 完成80个冲程，对外做功40次 C. 完成40个冲程，对外做功10次 D. 完成40个冲程，对外做功40次 【变式1-4】（24-25·山东淄博 期中）如图所示的是某学校自制的教具，在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从上方瓶口喷入液态酒精并盖上一次性纸杯，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸杯即刻飞出，瓶口出现白雾。气体推动纸杯飞出的过程中（　　） A．外界对气体做功，气体内能增加 B．气体膨胀对外做功，内能增加 C．能量转化与内燃机的压缩冲程能量转化相同 D．能量转化与内燃机的做功冲程能量转化相同 【变式1-5】如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，从易拉罐开口端向罐内喷适量酒精喷雾，然后将一个空纸杯迅速套上。用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上，将点燃的打火枪靠近底部的小孔，纸杯就会“向前”飞去。纸杯飞出过程中，下列说法正确的是（　　） A．罐内气体对纸杯做了功 B．罐内气体的内能增加 C．能量转化情况与内燃机的压缩冲程相同 D．能量转化情况与内燃机的排气冲程相同 【变式1-6】某汽车动力来自单缸四冲程汽油机，如图所示要完成汽油机的一个工作循环正确的顺序是____（用字母表示），其中将内能转化为机械能的冲程是图中的____（选填“A”、“B”、“C”或“D”），当它正常工作时转速为1800r/min，则每秒钟对外做功_____次。 【变式1-7】下列说法中正确的是（   ） A．雪花缓慢飘落表明温度越低分子运动越慢 B．构成物质的分子间同时存在引力和斥力 C．汽油机在做功冲程中将机械能转化为内能 D．钻木取火是通过热传递的方式改变内能 【考点题型二】 热机效率 【例2】（2025·山东卷）汽油在发动机气缸中燃烧不充分会产生积碳，影响发动机性能。在发动机维护保养后，汽油燃烧会更加充分，其热值（　　） A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定 【变式2-1】（2025·湖北）如图是液体燃料火箭喷气发动机示意图。输送装置将燃料和氧化剂输送到燃烧室燃烧，产生气体喷出推动火箭前进。下列说法正确的是（　　） A. 燃料燃烧时内能转化为化学能 B. 燃料箱燃料减少，燃料热值不变 C. 燃烧放出热量越多，燃料热值越大 D. 火箭前进时，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能 【变式2-2】（2025·江西）用燃气灶给一定质量的水加热，完全燃烧体积为的燃气（燃气的热值为），水吸收的热量为，则此燃烧过程中燃气放出的热量为 ，该燃气灶的热效率为 ×100%。（本小题用题中字母表示） 【变式2-3】（2025·四川德阳）小阳在家使用天然气灶为家人煮面条，他将初温为、质量为的水加热至沸腾（一个标准大气压下），该过程中水吸收的热量是 ，水吸收的热量相当于完全燃烧天然气放出的热量，则天然气的热值为 。 【变式2-4】（2025·四川广安）“五·一”假期，小莉一家出去旅游。汽车通过一条长2400m的隧道，用时120s，消耗0.1kg的汽油，汽车通过隧道牵引力做的有用功为。（汽油的热值）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)汽车通过隧道发动机的效率。 【变式2-5】用烟煤烧水时，将10kg的水从加热到，燃烧了1.4kg的烟煤，烟煤的热值为，则水吸收的热量是 J，烧水的热效率是 。 【变式2-6】关于热机的效率，下列说法正确的是（　　） A.在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多； B.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高； C.热机的效率越高说明做功越快； D.热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的 【变式2-7】有经验的维修师，通过观、闻等方式，就可以初步判断一台柴油机的效率高低。下列判断方式不可靠的是（　　） A．观察尾气的颜色是否发黑 B．闻尾气中柴油味的浓淡 C．观察柴油机外观是否干净 D．感受排气管附近温度的高低 【考点题型三】跨学科：保护地球家园 【例3】 2020年9月22日，国家主席习近平在第75届联合国大会上提出，把“碳达峰”、“碳中和”工作列为重点任务之一，提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现“碳中和”。如图形象解读了“碳达峰”和“碳中和”。下列措施不符合上述发展理念的是（ ） A.优先选乘公共交通 B.随手关闭电源 C.尽量用一次性餐具 D.使用节能灯泡 【变式3-1】下列说法不正确的是（ ） A.热机给人类文明带来了进步，也给生态环境造成了污染 B.改进燃烧设备，加装消烟除尘装置，可减少烟尘的排放 C.内能的利用会造成环境污染，因此应禁止内能的利用 D.提高热机效率可以节约能源，减少环境污染 【变式3-2】下列关于热机和环境保护的说法中正确的是（　　） A.热机的大量使用会造成环境污染 B.所有的热机都是用汽油作燃料 C.汽车排出的尾气都是有毒气体 D.热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除 【变式3-3】小明来到江汉油田“小龙虾”美食城，看到有清蒸和油焖两种加工方式的“小龙虾”。他想探究食8.我国多个地区严重缺水，因此要保护水资源。下列做法中，可能会造成水体污染的是（　　） A.生活污水经处理后再排放 B.禁止含磷洗涤剂的使用 C.合理使用农药和化肥 D.在水库周边兴建造纸厂 【变式3-4】热机的效率是衡量汽车发动机性能的关键指标。2020年9月，我国潍柴集团发布全球首款热机的效率突破50%的商业化柴油机，这一成果的意义犹如人类历史上首次百米赛跑突破10s。立志成为汽车设计师的小明，也想设计改造发动机，使热机的效率达80%。考虑影响热机效率的因素，你认为小明可以在哪些方面改进创新？_______________。假如小明的设想实现了，会给我们的生活带来哪些影响？_______________。（写出一条即可） 【变式3-5】“低碳环保”是当今世界环境主题，天然气是一种低污染燃料，在我市已普遍使用。天然气热值为4×107J/m3。完全燃烧0.42m3的天然气所释放的热量为 J，若释放的这些能量能使100kg的水温度升高20℃，那么该过程中的热效率是 。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 学科网（北京）股份有限公1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $