专题02 改变世界的热机（期中专项训练）九年级物理上学期新教材教科版

专题02 改变世界的热机 题型1热机的分类 题型7热机效率 题型2热机的原理 题型8热机与环保 题型3汽油机 题型4柴油机 题型5热值 题型6炉子效率 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 题型一 热机的分类（共4小题） 1.（2024·甘肃陇南·模拟预测）我国航天事业快速发展，长征系列火箭做出了巨大贡献！火箭的发动机属于________（选填“热机”或“电动机”）。火箭发射时，向发射塔喷射大量的水，利用水的________较大的性质带走大量的热，防止发射塔被烧坏。 2.（23-24九年级上·福建宁德·期末）近年来我国先进装备层出不穷，民族自豪感倍增。以下装备的动力装置不属于是热机的是（     ） A.玉兔号月球车 B.山东舰 C.歼20 D.长征五号火箭 3.（2023·新疆·中考真题）人类最早发明的热机是（　　） A.蒸汽机 B.内燃机 C.喷气发动机 D.火箭发动机 4．2024年5月3日，搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射。火箭 （选填“属于”或“不属于”）热机， （选填“能”或“不能”）在大气层外工作。 题型二 热机的工作原理（共4小题） 1．（2025·四川成都·中考真题）2025年4月24日在酒泉卫星发射中心，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭发射升空。关于火箭发动机，下列说法正确的是（　　） A．火箭发动机使用比热容大的燃料 B．火箭燃料燃烧越充分，热值越大 C．火箭发动机主要通过热传递获得机械能 D．火箭发动机属于热机 2.（2023·湖南岳阳·统考中考真题）小明利用图示装置进行实验，加热试管使水沸腾是通过_______（选填“热传递”或“做功”）的方式改变水的内能，在水蒸气驱动下叶轮转动起来，这个实验体现了________（选填“热机”或“电动机”）的原理。 3．如图所示实验，在橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中，以下说法正确的是（　　） A．试管口出现的“白雾”是气体 B．水蒸气对外做功，内能增加 C．水蒸气对外做功，温度升高 D．这个实验基本展示了蒸汽机的工作原理 4．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 题型三 汽油机（共5小题） 1．（25-26九年级上·广西南宁·开学考试）2024年5月，比亚迪推出的DM-i超级混动技术能够切换电力和汽油，发动机热效率最高可达到40%，成为全球量产车的领先技术，其发动机是汽油发动机，通过汽油燃烧产生高压气体推动活塞做功。如图是汽油机一个冲程示意图，该冲程是 冲程，其能量转化情况与图 （选填“乙”或“丙”）相同。 2．（2025·江苏淮安·一模）如图所示是家居装修的一种空气锤，它是利用压缩空气使活塞迅速推出，产生巨大压力，能将铁钉打入木板，甚至能将混凝土压碎。下列关于空气锤的使用，说法错误的是（　　） A．空气锤将铁钉打入木板的过程中，对铁钉做了功 B．空气被压缩时，密度增大，压强增大 C．木板可以被铁钉打入，说明力可以改变物体的形状 D．反复捶打，铁钉会发热，这与内燃机的做功冲程能量转化相同 3．（25-26九年级上·辽宁抚顺·开学考试）如图所示为汽油机的四个冲程示意图，按照吸气、压缩、做功、排气的顺序工作时的正确排序为（    ） A．甲、丁、丙、乙 B．乙、丙、甲、丁 C．丁、乙、丙、甲 D．甲、丙、乙、丁 4．（2025·河南驻马店·三模）如图所示是科技运动会上小明用塑料瓶自制的“水火箭”，用打气筒向瓶内打气到一定程度时，水冲开塞子喷射出来，“水火箭”飞向空中。关于该过程下列说法正确的是（　　） A．“水火箭”向下喷水从而获得升空的动力，这是利用物体间力的作用是相互的 B．打气时瓶内的能量转化过程与汽油机的做功冲程相同 C．水从“水火箭”中喷出时，瓶内空气温度会升高 D．“水火箭”升空过程中塑料瓶的动能不断增大 5.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。 题型四 柴油机（共5小题） 1．（2025·海南·二模）用电钻在墙上打孔后，钻头会变得非常烫。此过程中的能量转化与四冲程内燃机工作时的哪一冲程相同（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 2．（2025·广西桂林·二模）如图的实例中通过做功使内能增加的是（　　） A．图甲：内燃机的做功冲程 B．图乙：迅速压下活塞 C．图丙：试管里的水蒸气把软木塞冲开 D．图丁：用柴火烧水 3．在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，棉花燃烧起来，说明通过 的方式可以改变物体的内能，这一过程与柴油机的 冲程具有相同的能量转化。 4．2024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。下图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是（　　） A．B．C．D． 5．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，相当于柴油机的排气冲程 D．试管口出现的白雾是水汽化后形成的水蒸气 题型五 热值（共4小题） 1．（25-26九年级上·山东东营·开学考试）现代火箭用液态氢作燃料，是因为它具有（　　） A．较高的凝固点 B．较低的沸点 C．较大的热值 D．较大的比热容 2．（25-26九年级上·全国·课后作业）关于燃料的热值，下列说法正确的是（   ） A．提供充足的氧气，让燃料更充分地燃烧，可以提高燃料的热值 B．根据热值计算公式可知，减小m可以提高热值 C．燃料的热值只与燃料的种类有关 D．一点就着的纸比很难引燃的煤块热值高 3．（2025·山东济宁·中考真题）为了研究问题的方便，常引入物理量。下列物理量与其描述内容匹配的是（　　） A．速度：物体运动的快慢 B．内能：物体的冷热程度 C．功率：物体做功的多少 D．热值：物质吸热或放热能力 4．（25-26九年级上·全国·单元测试）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量、初温均相同。 (1)比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验，在此实验中，通过 （选填“加热时间的长短”或“液体升高的温度”）来体现液体吸收热量的多少，并进一步反映燃料燃烧放出热量的多少； (2)若在比较不同燃料的热值时，质量为200g的水为被加热液体，记录的数据如表所示； 燃料 加热前水的温度/℃ 燃料燃尽时水的温度/℃ 燃料1 15 35 燃料2 15 25 据表中数据计算：燃料1加热的水吸收的热量为 J．燃料1的热值是 J/kg。查阅资料可知燃料1的热值实际为，通过实验得到的燃料热值与实际相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。[] 题型六 炉子效率（共4小题） 1.（2024·四川德阳·统考中考真题）燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为________能。500g酒精完全燃烧放出的热量Q=________J。（酒精的热值q=3.0×10⁷J·kg⁻¹） 2.使用天然气有助于碳中和目标的实现，天然气燃烧过程中，将化学能转化为________能，用天然气灶将质量为2.2 kg，初温为25℃的水加热到75℃，水吸收的热量是________J；若烧水的效率为42%，此过程中完全燃烧天然气________kg。[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）；天然气热值为4.4×107J/kg] 3.（2024·山东聊城·统考中考真题）高能聚合油是一种安全、清洁、可再生的新型环保燃料。某次用高能聚合油灶具将10 kg的水从25℃加热到100℃。已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），高能聚合油的热值约为4.2×107J/kg。求： （1）这些水吸收的热量； （2）若该高能聚合油灶具烧水的热效率为75%，则燃烧了多少千克高能聚合油。 4.如图所示为某种固体酒精炉，固体酒精炉比液体酒精炉使用时更安全。为了测定该固体酒精炉的热效率，在炉中放入40g的固体酒精，当固体酒精燃烧完后，锅中1kg的水温度从20℃升高到了70℃。已知固体酒精的热值为1.5×107J/kg，水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）。 （1）若固体酒精完全燃烧，则放出的热量是多少？ （2）水吸收的热量是多少？ （3）小明测得固体酒精炉的热效率是多大？ （4）请写出固体酒精炉热效率不高的一个原因。 题型七 热机效率（共5小题） 1.（24-25九年级上·广东珠海·期末）九洲大道快速化改造时用到了挖掘机，其动力由柴油机提供.若完全燃烧2kg柴油能释放__________J的能量，油箱中剩余柴油热值_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。该柴油机能量流向如题图所示，则其效率为________（柴油的热值为4.3×107J/kg）。 2.（24-25九年级上·河北石家庄·期末）某内燃机的能量流向是，汽缸散热损失25%，废气带走的能量是30%，摩擦等机械损耗15%，则它的效率是_________。若消耗2kg的汽油，则它做的有用功是________（汽油热值4.6×107J/kg）。 31．（25-26九年级上·全国·课后作业）下图是某汽油机的主要能量流向和相关参数图，下列说法正确的是（   ） A．有用机械能所占比例最大 B．废气带走的能量占比为25% C．该汽油机的效率为35% D．减少机械摩擦能提高汽油机效率 4．（2025·河南鹤壁·一模）涡轴-9发动机“玉龙”是我国完全自主研发的直升机涡轴发动机，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，发动机的工作效率越低 B．燃烧室中燃料和压缩空气混合后，燃料的热值不变 C．空气进入压气机被压缩，空气的内能将会减小 D．直升机升空的主要原理是流体流速大的地方压强小 5．（25-26九年级上·辽宁抚顺·开学考试）如图是一台旅游观光用的无轨燃油小火车，空车质量为，轮子跟地面的接触面积为。小火车载客质量不能超过。以小火车的最大载客量计算，它在平直的路面上以的速度匀速行驶过程中，消耗了的汽油，所受阻力是总重的倍，（汽油热值为kg）。求： (1)观光车载客量最大时，静止在水平地面上对地面的压强； (2)在观光车匀速行驶的过程中，发动机的功率是多大？ (3)汽油机的效率? 题型八 热机与环境保护（共2小题） 1．（25-26九年级上·全国·课后作业）下列关于热机和环境保护的说法，正确的是（　　） A．所有的热机都用汽油作燃料 B．汽车排出的尾气都是有毒气体 C．热机的大量使用会造成环境污染 D．热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除 2．（25-26九年级上·山东·阶段练习）某汽油机的能量流向如图。在未来的汽车市场，零碳内燃机采用绿氢等零碳燃料，在全生命周期可实现零碳排放，未来可观。下列有关说法错误的是（　　） A．零碳内燃机比普通内燃机更环保 B．汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明燃料燃烧得越不充分，会降低燃料的热值 C．冬天汽车利用尾气中的余热给车内供暖，提高了燃料的利用率 D．由图可知该汽油机的效率是28% $专题02 改变世界的热机 题型1热机的分类 题型7热机效率 题型2热机的原理 题型8热机与环保 题型3汽油机 题型4柴油机 题型5热值 题型6炉子效率 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 题型一 热机的分类（共4小题） 1.（2024·甘肃陇南·模拟预测）我国航天事业快速发展，长征系列火箭做出了巨大贡献！火箭的发动机属于________（选填“热机”或“电动机”）。火箭发射时，向发射塔喷射大量的水，利用水的________较大的性质带走大量的热，防止发射塔被烧坏。 【答案】热机；比热容 【解析】火箭的发动机利用燃料燃烧产生的高温高压气体推动火箭做功，将内能转化为机械能，是利用内能做功的机械，属热机。 水的比热容大，升高相同的温度，吸收的热量更多，故火箭发射时，向发射塔喷射大量的水，利用水的比热容较大的性质带走大量的热，防止发射塔被烧坏。 2.（23-24九年级上·福建宁德·期末）近年来我国先进装备层出不穷，民族自豪感倍增。以下装备的动力装置不属于是热机的是（     ） A.玉兔号月球车 B.山东舰 C.歼20 D.长征五号火箭 【答案】A 【解析】山东舰、歼20、长征五号火箭都是利用热机提供动力的。因为月球上没有空气，且对动力要求是非常高，所以玉兔号月球车是利用电动机来提供动力的。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3.（2023·新疆·中考真题）人类最早发明的热机是（　　） A.蒸汽机 B.内燃机 C.喷气发动机 D.火箭发动机 【答案】A 【解析】热机是指各种利用内能做功的机械，17世纪人类发明了热机，最早的热机是蒸汽机；内燃机、喷气发动机、火箭发动机都是19实际后期发明出来的，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．2024年5月3日，搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射。火箭 （选填“属于”或“不属于”）热机， （选填“能”或“不能”）在大气层外工作。 【答案】 属于 能 【详解】[1]热机是将内能转化为机械能的机械，火箭属于热机。 [2]火箭自带燃料和助燃剂，所以可以在大气层外工作。 题型二 热机的工作原理（共4小题） 1．（2025·四川成都·中考真题）2025年4月24日在酒泉卫星发射中心，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭发射升空。关于火箭发动机，下列说法正确的是（　　） A．火箭发动机使用比热容大的燃料 B．火箭燃料燃烧越充分，热值越大 C．火箭发动机主要通过热传递获得机械能 D．火箭发动机属于热机 【答案】D 【详解】A．火箭发动机需要燃料释放大量能量，因此应选择热值大的燃料，而非比热容大的燃料，比热容大与燃料释放的总能量无关，故A错误； B．热值是燃料的固有属性，与是否充分燃烧无关，燃烧充分只能提高能量利用率，但不会改变热值，故B错误； C．火箭发动机通过燃料燃烧产生高温高压气体，喷出时对外做功，将内能转化为机械能，属于通过做功获得机械能，而非热传递，故C错误； D．热机是将内能转化为机械能的装置，火箭发动机通过燃烧燃料获得内能，并转化为机械能，符合热机的定义，故D正确。 故选D。 2.（2023·湖南岳阳·统考中考真题）小明利用图示装置进行实验，加热试管使水沸腾是通过_______（选填“热传递”或“做功”）的方式改变水的内能，在水蒸气驱动下叶轮转动起来，这个实验体现了________（选填“热机”或“电动机”）的原理。 【答案】热传递；热机 【解析】给试管中的水加热，水吸收热量，内能增大，这是通过热传递来改变水的内能。 水沸腾汽化为水蒸气，高温的水蒸气可以驱动叶轮转动，将内能转化为机械能，与热机的原理相同。 3．如图所示实验，在橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中，以下说法正确的是（　　） A．试管口出现的“白雾”是气体 B．水蒸气对外做功，内能增加 C．水蒸气对外做功，温度升高 D．这个实验基本展示了蒸汽机的工作原理 【答案】D 【详解】A．试管口出现的“白雾”是小液滴，即水蒸气遇冷液化而成的小液滴，故A错误； BC．水蒸气对外做功，内能转化为机械能，内能减小，温度降低，故BC错误； D．在四冲程的热机中，做功冲程是内能转化为机械能的冲程，试管内水蒸气的内能可以转化为塞子的机械能，与做功冲程相同，故该实验基本展示了蒸汽机的工作原理，故D正确。故选D。 4．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。 题型三 汽油机（共5小题） 1．（25-26九年级上·广西南宁·开学考试）2024年5月，比亚迪推出的DM-i超级混动技术能够切换电力和汽油，发动机热效率最高可达到40%，成为全球量产车的领先技术，其发动机是汽油发动机，通过汽油燃烧产生高压气体推动活塞做功。如图是汽油机一个冲程示意图，该冲程是 冲程，其能量转化情况与图 （选填“乙”或“丙”）相同。 【答案】 做功 乙 【详解】[1][2]如图，两气门关闭，活塞下行，是做功冲程，在这个冲程中，缸内高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能。乙图中，试管内水蒸气对塞子做功，将塞子推出，将内能转化为机械能。丙图中，活塞下压，压缩内部空气，对空气做功，机械能转化为内能。所以图中冲程的能量转化情况与图乙相同。 2．（2025·江苏淮安·一模）如图所示是家居装修的一种空气锤，它是利用压缩空气使活塞迅速推出，产生巨大压力，能将铁钉打入木板，甚至能将混凝土压碎。下列关于空气锤的使用，说法错误的是（　　） A．空气锤将铁钉打入木板的过程中，对铁钉做了功 B．空气被压缩时，密度增大，压强增大 C．木板可以被铁钉打入，说明力可以改变物体的形状 D．反复捶打，铁钉会发热，这与内燃机的做功冲程能量转化相同 【答案】D 【详解】A．空气锤将铁钉打入木板时，对铁钉施加了力，且铁钉在力的方向上移动了距离，所以对铁钉做了功，故A正确，不符合题意； B．空气被压缩时，体积变小，质量不变，根据密度公式，密度增大；同时，一定质量的气体，体积减小，压强增大，故B正确，不符合题意； C．木板被铁钉打入，形状发生改变，说明力可以改变物体的形状，故C正确，不符合题意； D．反复捶打，铁钉发热，是通过做功的方式将机械能转化为内能；内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能，二者能量转化不同，故D错误，符合题意。 故选D。 3．（25-26九年级上·辽宁抚顺·开学考试）如图所示为汽油机的四个冲程示意图，按照吸气、压缩、做功、排气的顺序工作时的正确排序为（    ） A．甲、丁、丙、乙 B．乙、丙、甲、丁 C．丁、乙、丙、甲 D．甲、丙、乙、丁 【答案】D 【详解】根据每个冲程的气门状态、活塞运动方向判断冲程类型： 甲图：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，判断为吸气冲程； 乙图：两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，判断为做功冲程； 丙图：两个气门都关闭，活塞向上运动，判断为压缩冲程； 丁图：排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，判断为排气冲程； 因此，按照“吸气、压缩、做功、排气”的顺序，正确排序为甲、丙、乙、丁，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 4．（2025·河南驻马店·三模）如图所示是科技运动会上小明用塑料瓶自制的“水火箭”，用打气筒向瓶内打气到一定程度时，水冲开塞子喷射出来，“水火箭”飞向空中。关于该过程下列说法正确的是（　　） A．“水火箭”向下喷水从而获得升空的动力，这是利用物体间力的作用是相互的 B．打气时瓶内的能量转化过程与汽油机的做功冲程相同 C．水从“水火箭”中喷出时，瓶内空气温度会升高 D．“水火箭”升空过程中塑料瓶的动能不断增大 【答案】A 【详解】A．“水火箭” 向下喷水，对水施加了向下的力，同时水对 “水火箭” 施加了向上的反作用力，从而使 “水火箭” 获得升空的动力，这是利用物体间力的作用是相互的，故A正确； B．打气时，对瓶内气体做功，瓶内气体内能增加，是机械能转化为内能；而汽油机的做功冲程是内能转化为机械能，二者能量转化过程不同，故B错误； C．水从 “水火箭” 中喷出时，瓶内空气对外做功，内能减小，温度会降低，故C错误； D．“水火箭”升空时，初始阶段由于向下喷水，火箭获得向上的推力，速度增加，动能增大。但随着水喷出，推力逐渐减小，同时重力作用（尤其是水喷完后）会导致火箭减速，动能会减小。故D错误。 故选A。 5.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。 题型四 柴油机（共5小题） 1．（2025·海南·二模）用电钻在墙上打孔后，钻头会变得非常烫。此过程中的能量转化与四冲程内燃机工作时的哪一冲程相同（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】B 【详解】用电钻在墙上打孔时，钻头克服摩擦做功，机械能转化为内能，温度升高，内能增大。 A．内燃机的吸气冲程中不存在能量的转化，故A不符合题意； B．内燃机的压缩冲程中活塞压缩汽缸内的气体，对气缸内的气体做功，机械能转化为内能，故B符合题意； C．内燃机的做功冲程中高温燃气推动活塞下行，对活塞做功，内能转化为机械能，故C不符合题意； D．内燃机的排气冲程中不存在能量的转化，故D不符合题意。 故选B。 2．（2025·广西桂林·二模）如图的实例中通过做功使内能增加的是（　　） A．图甲：内燃机的做功冲程 B．图乙：迅速压下活塞 C．图丙：试管里的水蒸气把软木塞冲开 D．图丁：用柴火烧水 【答案】B 【详解】A．图甲中内燃机的做功冲程，高温高压气体对外做功，内能减小，故A不符合题意； B．图乙中迅速压下活塞，对空气做功，使空气内能增加，故B符合题意； C．试管里的水蒸气把软木塞冲开，对外做功，内能减小，故C不符合题意； D．柴火烧水，水吸收热量，内能增加，这是通过热传递的方式改变物体的内能，故D不符合题意。 故选B。 3．在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，棉花燃烧起来，说明通过 的方式可以改变物体的内能，这一过程与柴油机的 冲程具有相同的能量转化。 【答案】 ①做功 ②压缩 【解析】[1]当迅速压下活塞时，可看见筒内硝化棉燃烧起来，这是通过压缩空气做功的方式使玻璃筒内的空气内能增加，温度升高，达到硝化棉的燃点，使硝化棉燃烧，这个过程中，机械能转化为内能。 [2]内燃机的压缩冲程中，活塞压缩汽缸内气体做功，使气体温度升高，内能增大，是机械能转化为内能，所以二者的能量转化形式相同。 4．2024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。下图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是（　　） A．B．C．D． 【答案】D 【解析】A．如图，两气门关闭，活塞下行，为做功冲程，缸内气体推动活塞对外做功； B．如图，进气门关闭，排气门打开，为排气冲程； C．如图，两气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，活塞压缩缸内气体，对气体做功，机械能转化为内能； D．如图，进气门打开，排气门关闭，为吸气冲程； 顺序为吸气、压缩、做功、排气，压缩冲程后气体温度都对吸气冲程中气体的温度高，故吸气冲程中气缸内气体的内能最小，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 5．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，相当于柴油机的排气冲程 D．试管口出现的白雾是水汽化后形成的水蒸气 【答案】B 【解析】A．加热水的过程中，酒精灯火焰的温度较高，水温较低，热量从火焰转移到水，通过热传递的方式，使水的内能增加，故A错误； BC．蒸气把软木塞顶跑的过程，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，在汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能，故B正确，C错误； D．水蒸气把软木塞向上冲起时，水蒸气的内能减少，温度降低，液化为小水滴，在试管口形成“白雾”，故D错误。 故选B。 题型五 热值（共4小题） 1．（25-26九年级上·山东东营·开学考试）现代火箭用液态氢作燃料，是因为它具有（　　） A．较高的凝固点 B．较低的沸点 C．较大的热值 D．较大的比热容 【答案】C 【详解】现代火箭用液态氢作燃料，是因为它具有较大的热值，完全燃烧相同质量的燃料，液态氢燃烧时放出的热量会更多，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．（25-26九年级上·全国·课后作业）关于燃料的热值，下列说法正确的是（   ） A．提供充足的氧气，让燃料更充分地燃烧，可以提高燃料的热值 B．根据热值计算公式可知，减小m可以提高热值 C．燃料的热值只与燃料的种类有关 D．一点就着的纸比很难引燃的煤块热值高 【答案】C 【详解】1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值；热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。 A．燃料的热值与燃料的燃烧情况无关，所以增加供氧量，不能提高燃料的热值，故A错误； B．完全燃烧1kg某种燃料放出的热量叫做这种燃料的热值，与燃料的质量，故B错误； C．燃料的热值是燃料的一种特性，热值的大小与燃料的种类有关，与燃料的质量和燃烧程度无关，故C正确； D．热值大小与燃料是否容易燃烧无关，故D错误。 故选C。 3．（2025·山东济宁·中考真题）为了研究问题的方便，常引入物理量。下列物理量与其描述内容匹配的是（　　） A．速度：物体运动的快慢 B．内能：物体的冷热程度 C．功率：物体做功的多少 D．热值：物质吸热或放热能力 【答案】A 【详解】A．速度是描述物体运动快慢的物理量，速度越大，表示物体运动得越快，速度越小，表示物体运动得越慢，故A符合题意； B．内能是物体内部所有分子所具有的分子势能、分子动能的总和，不是表示物体的冷热程度，温度是表示物体冷热程度的物理量，故B不符合题意； C．功率是描述物体做功快慢的物理量，通常把单位时间内所做的功叫做功率，故C不符合题意； D．热值是指单位质量（或体积）的燃料完全燃烧时所放出的热量，它是描述燃料燃烧放热能力的物理量，而比热容是描述热传递过程中物质吸热能力或放热能力的物理量，故D不符合题意。 故选A。 4．（25-26九年级上·全国·单元测试）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量、初温均相同。 (1)比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验，在此实验中，通过 （选填“加热时间的长短”或“液体升高的温度”）来体现液体吸收热量的多少，并进一步反映燃料燃烧放出热量的多少； (2)若在比较不同燃料的热值时，质量为200g的水为被加热液体，记录的数据如表所示； 燃料 加热前水的温度/℃ 燃料燃尽时水的温度/℃ 燃料1 15 35 燃料2 15 25 据表中数据计算：燃料1加热的水吸收的热量为 J．燃料1的热值是 J/kg。查阅资料可知燃料1的热值实际为，通过实验得到的燃料热值与实际相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。[] 【答案】(1) 甲、乙 液体升高的温度 (2) 偏小 【详解】（1）[1]要比较不同燃料的热值，根据控制变量的思想，应控制被加热的液体种类、质量相同，燃料不同。甲图中燃料是燃料1，乙图中燃料是燃料2，液体都是液体a且质量相同，所以应选择甲、乙两图进行实验。 [2]相同的装置，燃料燃尽放出热量越多，液体升高的温度越高，所以在此实验中，通过液体升高的温度来体现液体吸收热量的多少，并进一步反映燃料燃烧放出热量的多少（利用了转换法，将燃料燃烧放出热量的多少转换为液体升高温度的多少）。 （2）[1]水吸收的热量 [2]因为，则燃料1的热值 [3]实验中燃料燃烧放出的热量会有一部分散失到空气中，或被装置吸收，并没有全部被水吸收，即实际大于。根据，计算时取的是（偏小 ），所以通过实验得到的燃料热值与实际相比偏小。 题型六 炉子效率（共4小题） 1.（2024·四川德阳·统考中考真题）燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为________能。500g酒精完全燃烧放出的热量Q=________J。（酒精的热值q=3.0×10⁷J·kg⁻¹） 【答案】内；1.5×107 【解析】燃料燃烧时，发生化学反应，将化学能转化为内能。 500g酒精完全燃烧释放出的热量为： Q放=mq=3.0×107J/kg×0.5kg=1.5×107J 2.使用天然气有助于碳中和目标的实现，天然气燃烧过程中，将化学能转化为________能，用天然气灶将质量为2.2 kg，初温为25℃的水加热到75℃，水吸收的热量是________J；若烧水的效率为42%，此过程中完全燃烧天然气________kg。[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）；天然气热值为4.4×107J/kg] 【答案】内；4.62×105；0.025 【解析】天然气燃烧过程中，将化学能转化为内能。 由Q=cmΔt知道，水吸收的热量是： Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2.2kg×（75℃-25℃）=4.62×105J 由知道，天然气完全燃烧放出的热量为： 由Q放=mq知道，此过程中完全燃烧天然气： 3.（2024·山东聊城·统考中考真题）高能聚合油是一种安全、清洁、可再生的新型环保燃料。某次用高能聚合油灶具将10 kg的水从25℃加热到100℃。已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），高能聚合油的热值约为4.2×107J/kg。求： （1）这些水吸收的热量； （2）若该高能聚合油灶具烧水的热效率为75%，则燃烧了多少千克高能聚合油。 【答案】（1）3.15×106 J；（2）0.1 kg 【解析】（1）水吸收的热量： Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（100℃-25℃）=3.15×106J （2）高能聚合油完全燃烧放出的热量： 完全燃烧高能聚合油的质量： 答：（1）这些水吸收的热量为3.15×106J； （2）若该高能聚合油灶具烧水的热效率为75%，则燃烧了多少千克高能聚合油为0.1kg。 4.如图所示为某种固体酒精炉，固体酒精炉比液体酒精炉使用时更安全。为了测定该固体酒精炉的热效率，在炉中放入40g的固体酒精，当固体酒精燃烧完后，锅中1kg的水温度从20℃升高到了70℃。已知固体酒精的热值为1.5×107J/kg，水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）。 （1）若固体酒精完全燃烧，则放出的热量是多少？ （2）水吸收的热量是多少？ （3）小明测得固体酒精炉的热效率是多大？ （4）请写出固体酒精炉热效率不高的一个原因。 【答案】（1）6×105J；（2）2.1×105J；（3）35%；（4）见解析 【解析】（1）若固体酒精完全燃烧，则放出的热量是： Q放=mq=0.04kg×1.5×107J/kg=6×105J （2）水吸收的热量为： Q吸=cm（t2-t1）=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（70℃-20℃）=2.1×105J （3）小明测得固体酒精炉的热效率为： （4）燃烧不完全；部分热量散发到空气中；锅吸收一部分热量。 答：（1）若固体酒精完全燃烧，则放出的热量是6×105J； （2）水吸收的热量是2.1×105J； （3）小明测得固体酒精炉的热效率是35%； （4）燃烧不完全；部分热量散发到空气中；锅吸收一部分热量。 题型七 热机效率（共5小题） 1.（24-25九年级上·广东珠海·期末）九洲大道快速化改造时用到了挖掘机，其动力由柴油机提供.若完全燃烧2kg柴油能释放__________J的能量，油箱中剩余柴油热值_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。该柴油机能量流向如题图所示，则其效率为________（柴油的热值为4.3×107J/kg）。 【答案】8.6×107；不变；36% 【解析】根据热值公式Q=mq（其中Q为燃料完全燃烧放出的热量，m为燃料的质量，q为燃料的热值），则完全燃烧2kg柴油释放的能量：Q=mq=2kg×4.3×107J/kg=8.6×107J。 热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、是否完全燃烧等因素无关，所以油箱中剩余柴油热值不变。 由图可知，废气带走30%的能量，附属设备损耗27%的能量，传动部件损耗7%的能量，那么输出有用功的能量占比为1-30%-27%-7%=36%，即柴油机的效率为36%。 2.（24-25九年级上·河北石家庄·期末）某内燃机的能量流向是，汽缸散热损失25%，废气带走的能量是30%，摩擦等机械损耗15%，则它的效率是_________。若消耗2kg的汽油，则它做的有用功是________（汽油热值4.6×107J/kg）。 【答案】30%；2.76×107J 【解析】内燃机的效率是： η=100%-25%-30%-15%=30% 汽油完全燃烧放出的热量为： Q放=mq=2kg×4.6×107J/kg=9.2×107J 它做的有用功是： W有=ηQ放=30%×9.2×107J=2.76×107J 31．（25-26九年级上·全国·课后作业）下图是某汽油机的主要能量流向和相关参数图，下列说法正确的是（   ） A．有用机械能所占比例最大 B．废气带走的能量占比为25% C．该汽油机的效率为35% D．减少机械摩擦能提高汽油机效率 【答案】D 【详解】AB．由图乙可知，废气带走的能量占比最大，为40%，故AB错误； C．该汽油机的效率为 故C错误； D．减少机械摩擦可以降低能量的损失，能提高汽油机效率，故D正确。 故选D。 4．（2025·河南鹤壁·一模）涡轴-9发动机“玉龙”是我国完全自主研发的直升机涡轴发动机，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，发动机的工作效率越低 B．燃烧室中燃料和压缩空气混合后，燃料的热值不变 C．空气进入压气机被压缩，空气的内能将会减小 D．直升机升空的主要原理是流体流速大的地方压强小 【答案】B 【详解】A．燃烧室中燃料燃烧越充分，燃料释放的能量越多，用来做有用功的能量占比可能越大，发动机的工作效率越高，而不是越低，故A错误； B．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料是否和压缩空气混合等因素无关，所以燃烧室中燃料和压缩空气混合后，燃料的热值不变，故B正确； C．空气通过进气道进入压气机被压缩，外界对空气做功，空气的内能将会增大，而不是减小，故C错误； D．直升机升空的主要原理是物体间力的作用是相互的，直升机的旋翼转动时对空气施加向下的力，空气对旋翼施加向上的反作用力，从而使直升机升空，不是流体流速大的地方压强小，故D错误。 故选B。 5．（25-26九年级上·辽宁抚顺·开学考试）如图是一台旅游观光用的无轨燃油小火车，空车质量为，轮子跟地面的接触面积为。小火车载客质量不能超过。以小火车的最大载客量计算，它在平直的路面上以的速度匀速行驶过程中，消耗了的汽油，所受阻力是总重的倍，（汽油热值为kg）。求： (1)观光车载客量最大时，静止在水平地面上对地面的压强； (2)在观光车匀速行驶的过程中，发动机的功率是多大？ (3)汽油机的效率? 【答案】(1) 4.9×10⁴ Pa (2) 3.92×10³ W (3) 49% 【详解】（1）观光车载客量最大时，对地面的压力为 静止在水平地面上对地面的压强为 （2）在观光车匀速行驶的过程中，发动机的牵引力为 发动机的功率是 （3）发动机做的有用功为 消耗的汽油完全燃烧放出的热量为 汽油机的效率为 题型八 热机与环境保护（共2小题） 1．（25-26九年级上·全国·课后作业）下列关于热机和环境保护的说法，正确的是（　　） A．所有的热机都用汽油作燃料 B．汽车排出的尾气都是有毒气体 C．热机的大量使用会造成环境污染 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】C 【详解】A．汽油机的燃料是汽油，柴油机的燃料是柴油，还有其它种类的热机，需要的燃料不同，所以热机的燃料有许多种，故A错误； B．汽车排出的尾气中含有一氧化碳、氮氧化物等有毒气体，但主要成分是无毒的氮气、二氧化碳和水蒸气，故B错误； C．热机的大量使用会排出大量废气，废气中含有有毒气体，所以会造成环境污染，故C正确； D．热机所产生的噪声，不可能被热机上的消声器完全消除，只能减小噪声，故D错误。 故选C。 2．（25-26九年级上·山东·阶段练习）某汽油机的能量流向如图。在未来的汽车市场，零碳内燃机采用绿氢等零碳燃料，在全生命周期可实现零碳排放，未来可观。下列有关说法错误的是（　　） A．零碳内燃机比普通内燃机更环保 B．汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明燃料燃烧得越不充分，会降低燃料的热值 C．冬天汽车利用尾气中的余热给车内供暖，提高了燃料的利用率 D．由图可知该汽油机的效率是28% 【答案】B 【详解】A．内燃机在排气冲程排出的废气有未燃烧的燃料和产生的二氧化硫等污染物，而零碳内燃机几乎没有污染物，因此零碳内燃机比普通内燃机更环保，故A正确，不符合题意； B．热值是燃料本身的一种特性，只与燃料本身决定，和燃料的质量、放出热量的多少、燃烧是否充分、温度高低无关，故B错误，符合题意； C．冬天汽车利用尾气中的余热给车内供暖，使汽车发动机产生的热量再利用，提高了燃料的利用率，故C正确，不符合题意； D．热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，由图可知，输出有用机械能所占比例为100%-36%-30%-6%=28% 即该汽油机的效率为28%，故D正确，不符合题意。 故选B。 $