第2章 2 热机效率（主书） -【一本】2025-2026学年新教材九年级物理全一册习题课件（教科版2024）

初中物理 九年级全一册·（JK版） 第2章　改变世界的热机 2　热机效率 A 课内精讲精练 B 课后分层作业 目录 CONTENTS 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 有用功　 完全　 （1）燃料燃烧做功：η＝。 （2）驱车：η＝＝。 （3）提升物体：η＝＝。 返回目录 上一页 下一页 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。 小于　 无　 返回目录 上一页 下一页 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。 完全　 摩擦　 废气　 返回目录 上一页 下一页 下列措施不是提高热机效率的是（　D　） 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 D 返回目录 上一页 下一页 [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4.3×107J/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。 返回目录 上一页 下一页 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＝Pt＝210×103W×43s＝9.03×106J， 该柴油发动机的效率η＝＝×100％＝30％。 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＝Pt＝210×103W×43s＝9.03×106J， 该柴油发动机的效率η＝＝×100％＝30％。 返回目录 上一页 下一页 （2）汽车的速度v＝72km/h＝20m/s，由P＝＝＝Fv得，汽 车的牵引力F＝＝＝1.05×104N， 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。 （2）汽车的速度v＝72km/h＝20m/s，由P＝＝＝Fv得，汽 车的牵引力F＝＝＝1.05×104N， 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。 返回目录 上一页 下一页 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。 蒸汽机　 返回目录 上一页 下一页 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 ⁠ ⁠。 汽油 机　 柴油机　 喷 气式发动机　 返回目录 上一页 下一页 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。 知识点3　飞向天空 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。 返回目录 上一页 下一页 变式1. [2024·牡丹江]关于热机，下列说法正确的是（　C　） 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 C 变式 返回目录 上一页 下一页 2. 下列关于热值和热机效率的说法正确的是（　B　） 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 B 返回目录 上一页 下一页 变式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（　C　） 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％ C 变式 返回目录 上一页 下一页 4. 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（　B　） 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 B 返回目录 上一页 下一页 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1 800圈（q汽油 ＝4.6×107J/kg）。下列说法正确的是（　B　） 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 B 返回目录 上一页 下一页 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＝4.6×107J/kg） 1 250　 32.6％　 返回目录 上一页 下一页 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2.3×107J，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4.6×107J/kg） 做功　 2　 返回目录 上一页 下一页 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”）。 机械　 高　 返回目录 上一页 下一页 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 ⁠。 内　 28％　 返回目录 上一页 下一页 变式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4.6×107J/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，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，汽车发动机的效 率（计算结果精确至0.1％）。 变式 返回目录 上一页 下一页 解：（1）汽车的平均速度v＝＝＝90km/h。 （2）全程消耗汽油的体积V＝30L＝0.03m3， 汽油的质量m＝ρV＝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。 解：（1）汽车的平均速度v＝＝＝90km/h。 （2）全程消耗汽油的体积V＝30L＝0.03m3， 汽油的质量m＝ρV＝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。 返回目录 上一页 下一页 （3）汽车全程所做的有用功W＝Pt＝25×103W×4×3 600s＝ 3.6×108J， 则汽车发动机的效率η＝＝×100％≈36.7％。 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％。 （3）汽车全程所做的有用功W＝Pt＝25×103W×4×3 600s＝ 3.6×108J， 则汽车发动机的效率η＝＝×100％≈36.7％。 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％。 返回目录 上一页 下一页 变式11. [2024·淮安]2024年4月，两辆氢能源汽车实现了从北京 到上海1 500千米长距离运输测试，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） 75　 1.12×108　 37.5％　 变式 返回目录 上一页 下一页 变式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2 500r/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； 变式 （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 返回目录 上一页 下一页 解：（1）1 min内输出有用的机械功 W有用＝Pt＝5.52×104W×60s＝3.312×106J。 （2）混合气体的质量 m混合＝ρV＝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，做一 次功消耗汽油的质量 m汽油＝3×10－3kg×＝2×10－4kg。 解：（1）1 min内输出有用的机械功 W有用＝Pt＝5.52×104W×60s＝3.312×106J。 （2）混合气体的质量 m混合＝ρV＝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，做一 次功消耗汽油的质量 m汽油＝3×10－3kg×＝2×10－4kg。 返回目录 上一页 下一页 （3）飞轮转速为2 500r/min，1min内汽油机对外做功1 250次， 消耗汽油的质量m'汽油＝1 250×2×10－4kg＝0.25kg， 汽油完全燃烧放出的热量 Q放＝m'汽油q＝0.25kg×4.6×107J/kg＝1.15×107J， 发动机的效率η＝＝×100％＝28.8％。 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）飞轮转速为2 500r/min，1min内汽油机对外做功1 250次， 消耗汽油的质量m'汽油＝1 250×2×10－4kg＝0.25kg， 汽油完全燃烧放出的热量 Q放＝m'汽油q＝0.25kg×4.6×107J/kg＝1.15×107J， 发动机的效率η＝＝×100％＝28.8％。 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％。 返回目录 上一页 下一页 谢谢观看 $