第2章 2 热机效率-【一本】2025-2026学年新教材九年级物理全一册同步训练（教科版2024）

同步训练初中物理9年级JK版 2 热 A课内精讲精练 知识点1热机效率 1.概念：热机所做 与所用燃料 燃烧释放的热量之比。 2.公式 (1)燃料燃烧做功：刃= W有用 Q总 (2)驱车：7= W有用三fs Q总mq W有用_m物3h (3)提升物体：)一Qam燃g 。特别注意①由于热机在工作过程中总有能 量损失（能量损失的主要途径：废气损失、散热损 失、机器摩擦损失)，所以热机效率总（选 填“大于”“小于”或“等于”)1；②热机效率反映 的是热机燃料的利用率，大小等于热机所做有 用功与燃料完全燃烧所释放的热量的比值，与 热机功率大小、做功多少等（选填“有”或 “无”)关。 3.提高热机效率的途径 (1)使燃料尽可能 燃烧，如把煤磨成 粉末状，用空气吹进炉膛。 (2)机件间保持良好的润滑，减小因克服 而额外消耗的能量。 (3)在热机的各种能量损失中， 带走 的能量最多，尽量减少机械散热和废气带走 的热量。 例1下列措施不是提高热机效率的是() A.尽量使燃料充分燃烧 B.尽量减少热机部件间的摩擦 C.尽量减少废气带走的热量 D.尽量增大热机功率 18 机效率 例2[教材习题改编]某柴油汽车以 72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，柴 油发动机的功率为210kW,每行驶43s消耗柴 油700g,柴油的热值为4.3×10J/kg。求： (1)该柴油发动机的效率； (2)该车在以此速度匀速行驶的过程中受 到的阻力。 知识点2改变世界的热机 1.在人类历史上，热机的出现对人类文明的进 步起到了巨大的推动作用。 的广泛 应用，结束了以人力、畜力为主要动力的漫长 历史。机械化的工厂使世界进入了以“火”为 动力的“蒸汽机时代”，完成了人类的第一次 工业革命。 2.为了获得更强大的动力、更高的效率，人们设 计出种类繁多、构造各异的现代热机。水蒸 气驱动叶轮转动是最简单的轮机。轮机广泛 应用在早期的火车，现代大型火力发电厂以 及大型舰船上。在很多汽车、农用机械、轮船 上配备的是 和 。 在航空航 天中，使用的是更加高效的 知识点3飞向天空 1.火箭的工作原理：输送系统按时按量地把燃 料和氧化剂输送到燃烧室中，燃料燃烧产生 的高温、高压气体以很大的速度从喷口喷出， 同时对火箭产生强大的反冲推力，使之前进。 2.多级火箭：常用的火箭是多级火箭。运行过 程是第一级在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 也将自动脱落，再点燃第三级。 B课后分层作业 。●●基础巩固●●。 1.[2024·牡丹江]关于热机，下列说法正确 的是 () A.蒸汽机不属于热机 B.柴油机的效率能达到100% C.汽油机会散发出汽油味属于扩散现象 D.内燃机的压缩冲程将内能转化为机械能 2.下列关于热值和热机效率的说法正确的是 ( ) A.使燃料燃烧更充分，可以增大热值 B.使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率 C.汽油机的热机效率通常为100% D.燃料燃烧释放的热量越大，热值越大 3.[教材情境改编]汽油机的能量流向图如图所 示。根据此图，下列说法不正确的是() 燃料释放的热量(100%) 废气(33%) 冷却水(30%→ (摩擦与辐射(7%) 输出有用功 A.减少废气的排放能量损失是提高热机效 率的有效手段 B.冷却水能量的二次利用可以提高能量利 用率 C.该汽油机的热机效率为76% D.该汽油机的能量利用率为30% 第2章改变世界的热机同步训练 4.社会发展2024年11月15日23时13分，搭 载天舟八号货运飞船的长征七号遥九运载火 箭在我国文昌航天发射场点火发射。关于火 箭，下列说法错误的是 ( A.燃气对火箭的推力改变了火箭的运动 状态 B.升空时，燃气对火箭向上的推力大于火箭 对燃气向下的推力 C.火箭燃料燃烧时，化学能转化为内能 D.火箭发动机是利用内能做功的机械 5.[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。单缸四 冲程汽油机的一个冲程示意图如图所示，若 该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动 1800圈(q汽油=4.6×10'J/kg)。下列说法 正确的是 A.图中所示的冲程是做功冲程 B.若该汽油机完全燃烧5kg汽 油，则汽油机做的有用功为 6.9×107J C.该汽油机在1s内做功30次 D.汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 6.[2024·日照]有一种小型单缸四冲程汽油 机，每个工作循环做功500J,曲轴的转速是 300r/min,每分钟消耗汽油5g。该内燃机的 功率是 W,机械效率是 (计算 结果精确至0.1%)。(q汽油=4.6×10'J/kg) 7.[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2.3×10？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4.6×10J/kg) 8.[2023·广西]2023年5月30日，搭载神舟 十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火 箭发射成功。火箭升空时，燃料燃烧释放的 内能转化为 能，散失的能量越少，发 动机的效率越 (选填“高”或“低”)。 19 同步训练初中物理9年级JK版 9.在火电站内，燃料的化学能经锅炉、蒸汽轮机 和发电机最终转化为电能。蒸汽轮机的作用 是将能转化为机械能。若锅炉、蒸汽轮 机和发电机的效率分别为50%、70%和 80%,则火电站的效率为 10.[2024·山西改编]山西拥有丰富的历史文化 遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前 往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城 到五台山全程约360km,驾车前往大约需要 4h。已知汽油的热值为4.6×10J/kg,汽油 的密度为0.71×103kg/m3。求： (1)汽车的平均速度； (2)已知汽车全程消耗汽油30L,则汽油完 全燃烧放出的热量； (3)若汽车发动机全程的平均功率为25kW, 则汽车发动机的效率（计算结果精确至 0.1%)。 。●●能力提升●● 11.[2024·准安]2024年4月， 两辆氢能源汽车实现了从 北京到上海1500千米长距 离运输测试，这是中国氢能源车辆首次大范 围、长距离、跨区域的实际运输测试。某款 氢能源汽车如图所示，该款氢能源汽车在公 路上行驶30km,用时0.4h,受到的牵引力 20 为1.4×103N,消耗氢气0.8kg,则此过程中 汽车行驶的平均速度为 km/h,氢气燃 烧放出的热量为 J,利用氢能的效 率为 。(q氢气=1.4×108J/kg) 12.下表是某品牌小轿车的一些技术参数，其中 排气量是指发动机汽缸的工作容积，一般情 况下，发动机的排气量越大，功率越大，空燃 比是指汽缸内空气和燃油的质量比。当发 动机以最大功率工作时，汽缸内汽油和空气 的混合密度为1.5kg/m3,此时飞轮转速为 2500r/min。发动机在最大功率工作时，求： (1)1min内输出有用的机械功； (2)做功一次消耗汽油的质量； (3)发动机的效率。 排气量 最大功率 空燃比 汽油的热值 2L 55.2kW 14:1 4.6×107J/kg答：(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2700N;(2)一个 做功冲程中燃气对活塞做的功为135J;(3)汽油机的功率为 2025W。 2热机效率 课内精讲精练 知识点11.有用功完全特别注意小于无 3.(1)完全(2)摩擦(3)废气 例1D 例2解：(1)柴油燃烧放出的热量 Q放=m柴油q=0.7kg×4.3×107J/kg=3.01×107J, 该车在此过程中所做的有用功 W有用=P1=210×103W×43s=9.03×106J, 该柴油发动机的效率 _W有用_9.03×108J 7-Q量-3.01X10×100%=30%. (2)汽车的速度v=72km/h=20m/s, 由P=”-=F和得， t P2.1×105W 汽车的牵引力F= =1.05×104N, 20m/s 因为汽车做匀速直线运动，所以阻力 f=F=1.05×104N。 答：(1)该柴油发动机的效率为30%：(2)该车在以此速度匀 速行驶的过程中受到的阻力是1.05×104N 知识点21.蒸汽机2.汽油机柴油机喷气式发动机 课后分层作业 1.C2.B3.C4.B5.B6.125032.6%7.做功2 8.机械高9.内28% 10据：1汽车的平均惠度0=-36的"=90km. (2)全程消耗汽油的体积V=30L=0.03m3, 汽油的质量m=pV=0.71×103kg/m3×0.03m3=21.3kg, 汽油完全燃烧放出的热量 Q=mq=21.3kg×4.6×107J/kg=9.798×108J。 (3)汽车全程所做的有用功 W=P1=25×103W×4×3600s=3.6×108J, 则汽车发动机的效率 W3.6×108J 7=Q9.798X10×100%≈36.7%. ●参考答案 答：(1)汽车的平均速度为90km/h;(2)汽油完全燃烧放出的热 量为9.798×108J:(3)汽车发动机的效率为36.7%。 11.751.12×10837.5% 12.解：(1)1min内输出有用的机械功 W有用=Pt=5.52×104W×60s=3.312×105J。 (2)混合气体的质量 m混合=pV=1.5kg/m3×2×10-3m3=3×10-3kg, 因为空燃比是14：1，所以燃油的质量是整个质量的5， 做一次功消耗汽油的质量 m*描=3×10-3kg×5=2×10-1kg. (3)飞轮转速为2500r/min,1min内汽油机对外做功1250次， 消耗汽油的质量 m汽抽=1250×2×10-4kg=0.25kg, 汽油完全燃烧放出的热量 Q放=m汽抽9=0.25kg×4.6×107J/kg=1.15×107J, 发动机的效率 )0-部x8号×1m%=a8%。 答：(1)1min内输出有用的机械功为3.312×106J:(2)做功一 次消耗汽油的质量为2×10-4kg;(3)发动机的效率为28.8%。 3跨学科实践：保护地球家园 知识梳理 1.热岛效应2.二氧化碳热平衡 实践应用 1.A 2,答：(1)尾气排放造成的空气污染；(2)燃料燃烧排放的烟尘造成的 粉尘污染；(3)废渣造成的固体污染；(4)噪声污染。（合理即可） 3.(1)强烈的日光(2)生成物中不含铅，污染少(3)推广使用新 能源汽车（合理即可）4.C5.(1)1.5×1072500 (2)机械能(3)33% 6.(1)内 解：(2)由刀。知，褐煤完全燃烧放出的热量 Q-W-3.6X10」=1×10J,根据Q=mg知，褐煤的质量 36% Q 1×107J m= 9揭煤2.5X107J/kg =0.4kg,已知完全燃烧1kg褐煤会排 放2.5kg的二氧化碳，所以排放二氧化碳的质量