第十四章 第3节 热机的效率-【优+学案】2025-2026学年新教材九年级全一册物理课时通(人教版2024 河北专用)

第3节 热机 通基础 MR1K1KKK1111R11 知识点1燃料的热值 1.(连云港中考)关于燃料的热值，下列说法正确 的是() A.燃料燃烧越充分，其热值越大 B.燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少 C.一瓶酒精用去一半，剩余酒精的热值将减小 D.焦炭的热值是3.0×107J/kg,完全燃烧 1kg焦炭能放出3.0×10J的热量 2.(泰安中考)某地利用地热资源建立温泉浴池. 某温泉浴池注入了6×103kg的水，初始水温 为42℃，一段时间后水温降至30℃，放出的 热量为Q,已知c水=4.2×103J/(kg·℃)， 9天然气=3.2×107J/m3.求： (1)Q的大小. (2)完全燃烧多少立方米的天然气放出的热量 与Q的大小相等 知识点2热机的效率 3.(邢台阶段练)甲、乙两台热机，甲的效率比乙 高，含义是() A.甲热机做的有用功多，效率高 B.甲热机功率大，效率高 C.甲热机单位时间里耗费的燃料少，效率高 D.做相同的有用功，甲损失的能量比乙少 4.为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措 施不能提高热机效率的是( ) A.让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比 较完全 20 的效率（答案P1) B.在设计与制造热机时要不断改进与创新，以 减少能量的损失 C.尽量减少热机内部各部件间的摩擦 D.尽量增加热机的工作时间 5.(保定阜平县期中)如图所示为甲、乙两汽油机 的数据.两者相比，下列说法正确的是( ) 1800J 1400J 口损耗的能量 250 30% 口有用机械能 75% 70% 甲 A.甲汽油机效率较大 B.乙汽油机效率较小 C.乙汽油机的燃料燃烧放出的能量多 D.两汽油机产生的有用机械能一样多 6.一辆汽车的发动机每消耗柴油40kg,做有用 功3.96×108J,这辆汽车发动机的效率是 .(柴油的热值q=3.3×10?J/kg) 。通能力yu 7.(承德兴隆县期中)下列说法正确的是() A.一瓶酒精用去一半，酒精的热值减小一半 B.燃料燃烧不充分时，部分能量将被浪费掉， 燃料热值将减小 C.内燃机的效率越高，它消耗的燃料就越少 D.热机效率越高，它将内能转化为机械能的 比例越大 8.教材P32图变式（石家庄校级期中）汽车是现 代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙 分别是某汽油机的某冲程及能量流向图.下列 有关说法正确的是( ) 克服摩擦机械散热废气带走 耗能6%耗能30%热量36% 分分 燃料完全燃烧 释放的能量100% 有用 机械能 能流图 甲 优计学案·课时通 A A.甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做 功，气体的温度升高 B.由乙图可知该汽油机的效率是30% C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越 不充分，这会降低燃料的热值 D.为节能，冬天汽车都会利用尾气中的余热 给车内供暖，该举措可提高燃料的热值 9.甲、乙两台汽油机的功率之比是2：1，它们的 热机效率之比是5：4，那么在相同的时间内， 它们所消耗的汽油的质量之比是() A.5:8B.8:5C.4:5D.5:4 10.科技成就“鲲龙”AG600是我国自主研制的 水陆两栖飞机，在某次灭火任务中，它在空中 匀速直线飞行了100km,在飞行过程中受到的 阻力为5×104N,消耗燃油的质量为300kg, 已知燃油的热值为4.5×10？J/kg.下列说法 不正确的是() A.燃油燃烧时将化学能转化为内能 B.燃油燃烧的过程中燃油的热值不断减小 C.消耗的燃油完全燃烧放出热量1.35×1010J D.发动机的效率约为37% 11.(保定阶段练)比较燃料热值的大小. 【问题】小明发现，生活中的燃料有很多种，比 如常见的煤气、天然气、煤油、汽油等，那么这 些燃料的热值是一样的吗？ 【证据】实验装置如图甲、乙所示. ↑温度/℃ 60 煤油 圆水 50 酒精 10 煤油 酒精 1020304050加热时间/s 乙 丙 (1)组装实验器材时应按照 (选填 “自下而上”或“自上而下”)的顺序， (2)如图甲、乙所示，选用相同的两套实验装 置，并在烧杯中装入 和初温都相同 的水，并且在酒精灯中分别装入质量 (选填“相同”或“不同”)的煤油和酒精， △九年级·全一册·物理·RJ河北专用 (3)本实验中，应该在燃料燃烧 （选 填“相同时间”或“完毕”)后，通过比较 (选填“温度计示数变化”或“加热时 间”)来得出结论. (4)根据实验中记录的数据绘制的水温与时 间的关系图像如图丙所示. 【解释】分析图像可知，煤油和酒精两种燃料 中热值较大的是 12.(山西中考)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. (q汽油=4.5×102J/kgP汽油=0.8×103kg/m3) (1)汽车全程消耗汽油25L,求这些汽油完全 燃烧放出的热量Q. (2)若汽车发动机全程的平均功率为25kW, 求汽车发动机的效率. 13.(石家庄阶段练)某运输机的油箱容积为5× 105L,若航空燃油的密度为0.8×103kg/m3,热 值为4.5×107J/kg. (1)求满箱的航空燃油完全燃烧释放的热量. (2)若航空发动机的效率为30%，求满箱的 航空燃油可使航空发动机输出的机械能， (3)满箱的航空燃油完全燃烧释放的热量与 完全燃烧1.125×105m3页岩气相同，求页 岩气的热值. 21优计学案课时通 参 第十三章 内能 第1节热量比热容 第1课时认识比热容 1.B 2.(1)A外焰(2)加热时间的长短(3)质量 (4)更长大于(5)水 3.C4.A5.D6.B7.B 8.快比热容9.甲10.相同铝铅 11.少铜12.乙<冰13.(1)ab(2)> 第2课时热量的计算 1.B2.0.47×1033.25004.405.0.3×103 6.解：金属块长时间在冷冻室内，金属块的温度与冷冻室温度相 同，由Q吸=Q放得，C水m水△t水=c盒m金△t金，即4.2X 103J/(kg·℃)×80×103kg×(40℃-30℃)=0.84× 103J/(kg·℃)×100×103kg×(30℃-t),解得t=-10℃. 所以冷冻室的温度为一10℃. 7.D8.C9.D10.B11.D12.b煤油2.52×10 13.C14.403.36×100.415.1.1592×10530 16.解：(1)水吸收的热量是Q吸=c水m水△t水= 4.2×103J/(kg·℃)×400×10-3kg×(70℃-10℃)= 1.008×10°J. (2)不计热量损失，金属块放出的热量和水吸收的热量是相 等的，即Q放=Q吸=1.008×10J,金属块降低的温度为 Q 1.008×105J △M合金块 c合金块m合金换0.5×103J/(kg·℃)×300×103kg 672℃. 合金块放在火焰中心加热足够长的时间，即合金块末温与火 焰的温度相同，则天然气灶火焰中心的温度是t。=t十△t= 70℃+672℃=742℃. 17.解：(1)冰的质量m冰=2kg,冰熔化成水，状态变化，质量不 变，水的质量m水=m冰=2kg.由题图知，CD段水从0℃升 高到20℃，升高的温度△t水=20℃一0℃=20℃，则水吸 收的热量Q吸=c水2水△t水=4.2×103J/(kg·℃)× 2kg×20℃=1.68×105J. (2)冰在AB段吸收热量，温度从一20℃升高到0℃， 升高的温度△t冰=0℃-（一20℃）=20℃. 加热时间为5min,由题意知，相同时间内冰和水吸收的热 量相同，则冰在AB段吸收的热量Q腰：=2Q:=2× 1.68×105J=8.4×10J,由Q吸=cm△1得，冰的比热容 8.4×104J C冰三 Q吸2 m*4球-2kgX20=2.1X103J/(kg·℃). 第2节分子动理论的初步知识 1.C2.A 3.扩散分子在不停地做无规则运动升高 4.A5.很大几乎没有作用力 6.B7.B8.B9.B10.B11.A 12.空隙斥力分子在运动温度 13.扩散剧烈引力 14.不停地做无规则运动斥 15.(1)b(2)乙温度，(3)硫酸铜溶液分界面 (4)甲小于有空隙（间隙） 第3节内能 1.D 2.(1)质量温度(2)丁(3)甲、乙 3.(1)①③④⑤⑦⑨(2)②⑥⑧⑩ 4.热传递增大做功转化5.B6.D 7.C解析：因为热量从高温物体传到低温物体，即高温物体放 出热量，低温物体吸收热量，故甲物体吸收热量，则甲的温度 低；乙物体放出热量，乙物体的温度高. 8.B9.B10.D11.C12.A 13.(1)增加做功(2)减少降低液化机械做功 考答案 九年级·全一册·物理·RJ河北专用 升阶训练专题一温度、热量与内能的辨析 1.A2.D3.A4.C5.C6.D7.C8.A9.B 核心素养·科学探究 1.(1)质量(2)相等(3)乙甲(4)1.68×10(5)> 2.(1)秒表(2)2.1×1034.2×104 3.(1)质量温度变化值使研究液体受热均匀 (2)相等B比热容 (3)2.1×103(4)开始加热时烧杯吸收了部分热量实验前 对烧杯进行预热 本章总结 1.C2.CD3.比热容6.3×102做功 4.<热传递5.保持不变3.36×1056.(1)水(2)2 7.(1)好(2)热传递(3)4.2×104 8.C9.C10.(1)做功(2)引力 第十四章内能的利用 第1节能量的转化与守恒 1.B2.D3.D4.不能够不符合能量守恒定律5.A 6.A7.D8.C9.B10.C11.B12.C 13.化学机械内能减小 14.不是小球在空气中运动以及和其他小球碰撞过程中，一部 分机械能转化成了小球与空气的内能，导致小球的机械能不 断变小，因而摆动的幅度会越来越小 第2节热机 1.D2.B3.D4.A 5.汽油和空气做功吸气压缩排气 6.A7.D8.C9.C10.做功 11.内能转化为机械能乙3030120 12.压缩180013.做功内机械2 )根据力三5可得，做功冲程中燃气对活塞的平型 力F=pS=8X105Pa×50X10-4m2=4000N. (2)因为s=10cm=0.1m,所以一个做功冲程中燃气对活 塞做的功W=Fs=4000N×0.1m=400J. (3)飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮转动2400圈，要 对外做功1200次，则燃气对活塞做的总功为W:=1200× 400J=480000J,而t=1min=60s,故汽油机的功率为 _W4=4800J=8000w. P= t 60s 第3节热机的效率 1.D 2.解：(1)水温下降时，放出的热量为Q=c水m△t=4,2X 103J/(kg·℃)×6×103kg×(42℃-30℃)=3.024× 108J. (2)此热量如果靠天然气燃烧放热，则需要天然气的体积V= Q3.024×103J 3,2X10'j/m=9.45m3. 3.D4.D5.D6.30%7.D8.A9.B10.B 11.(1)自下而上(2)质量相同(3)完毕温度计示数变化 【解释】煤油 12.解：(1)全程消耗汽油的体积为V-25L=0.025m3. 汽油的质量为m=pV=0.8×103kg/m3×0.025m3 20kg,汽油完全燃烧放出的热量Q=mg=20kg×4.5× 102J/kg=9×108J. (2)汽车全程所做的有用功为W=Pt=25×103W×4× 3600s=3.6×10J, W 则汽车发动机的效率7= 0×100063.6义10×100%= 9×108J 40%. 13.解：(1)满箱的航空燃油的质量为m=pV=0.8X 103kg/m3×5×105×103m3=4×105kg.满箱的航空燃 油完全燃烧释放的热量为Q微=mg=4×105kg×4.5× 10J/kg=1.8×1018J. (2)航空发动机的效率为30%，则满箱的航空燃油可使航空 发动机输出的机械能为W=7Q敢=30%×1.8×103J= 5.4×1012L. (3)满箱的航空燃油完全燃烧释放的热量与完全燃烧 1.125×10°m页岩气相同，则有Q做=Q=1.8×10J,则 页岩气的热值为g-Q 1.8×1013J V1.125X105m3 =1.6×108J/m3. 升阶训练专题二热量的综合计算 1.8.4×107202.8.19×1050.21 3.解：甲、乙混合时，设热平衡的温度为t1,根据热平衡方程 Q救=Q吸可得，c甲m甲(t甲一t)=c乙mz(t1-tz),即c甲m甲· (44℃-36℃)=czmz(36℃-32℃)，整理可得，c甲m甲= 2czmz.①乙和丙混合时，设热平衡的温度为t2,根据热平衡 方程Q微=Q吸可得，czmz(tz一t2)=c两m丙(t2一t丙)，即 czmz(32℃-30℃)=c丙m两(30℃一24℃)，整理可得， c丙m两=3czmz.②将甲和丙混合时，设热平衡的温度为 t,根据热平衡方程Q做=Q厥可得，c甲m甲(t甲一t)=c丙m丙· (t-t丙)，③将①②代入③式可得，之czmz（44℃-t)= 3czmz(t-24℃)，解得t=36℃. 4.1.68×106755.6.72×1050.04 6.105017.51050 7.解：(1)水吸收的热量 Q啜=cm(t-to)=4.2X103J/(kg·℃)×2kg×(100℃ 20℃)=6.72×105J. (2)消耗的天然气体积V=7006.54m3一7006.50m3= 0.043,烧开一壶水时，天然气燃烧放出的热量Q妆=Vg 0.04m3×4×103J/m3=1.6×10J. (3)该嵌入式天然气灶烧水时的效率7一 Q限×100%= 6.72×101×100%=42%. 1.6×105J1 8.不停地做无规则运动机械能转化为内能3.6×10？ 1.5×10337.5 9.解：(1)一个做功冲程中，燃气对活塞的平均压力做的功W= Fs=4800N×30×10-2m=1440J. (2)由题知，飞轮的转速是2000r/min,即飞轮1min转2000r, 对外做功1000次，所以，1h内汽油机对外做功60×1000= 60000次，汽油机在1h内做的总功W=60000×1440J= W 8.64×102J.由刃-Q 可得，汽油完全燃烧放出的总热量 w8_-8.64×10」=2.16×10J,由Q做=mq得，完全 Q放= 40% 燃烧汽油的质量m Q焦=2.16X10】=4.7kg 4.6×10J/kg 10.解：(1)机械2400 (2)用快充电桩充电，每秒消耗电能2×10J,快充充电桩充 电2.5h将电池充满电，消耗的电能W=2×10J×2.5× 3600s=1.8×108J. 汽车在某平直路面上以36km/h的车速匀速行驶2h的路 程s=t=36km/h×2h=72km=72000m,汽车以 36km/h的速度匀速行驶时所受的阻力为1000N,则汽车 受到的牵引力为1000N,汽车做功W'=Fs=1000N× 72000m=7.2×107J. 电池的放电效率为80%，则该汽车电池在快充时的充电效 W 7.2×10J 80% 80% 率7=WX100%=1.8X10×100%=50%. (3)36kg汽油完全燃烧放出的热量Q做=mq=36kg×5× 102J/kg=1.8×10J. 汽油燃烧放出的热量的20%用来驱动汽车行驶，则汽车还 能行驶的路程，=20%Q座=20%×1.8×10」 石 1000N 360000m.汽车依靠获得的电能行驶的路程 5/=5%Q微×80%-5%×1.8×10JX80% F 1000N =72000m. 汽车距离下一次充电最多还能行驶的路程”=s十s'= 360000m+72000m=432000m. 第4节跨学科实践：制作简易热机模型 1.(1)热传递(2)做功D 2.(1)内机械C(2)减少 3.(1)热①内能②机械能 本章总结 1.D2.B3.9.2×10104.化学内0.21 5.(1)机械(2)46.全部燃烧化学能小 7.(1)丙、丁、乙、甲乙30(2)比热容大(3)30%不变 8.100254.6×1051.38×105 9.4：3解析：设甲的功率为P甲，乙的功率为P,,甲的效率为 刀甲，乙的效率为刀2，汽油的热值为q,做功时间为t.甲在时 间t内做的有用功W甲=P甲t.乙在时间t内做的有用功 W元=P元t.由题意知，Pp：P元=2：1,7甲：72=30%： 20%=3:2.甲在时间t内消耗的总能量Qm= W单=P甲色 甲在时间t内的耗油量m甲 Q2=P上同理可以得到乙在 97甲9 时间t内的耗油量mz= .甲、乙两汽油机在相同时间内 7z9 的耗油量之比m甲：m之=7甲q'72g甲72 Ppt,P元tP甲，Pt， =4：3. 10.解：(1)液氢燃料完全燃烧放出的热量为Q放=m氢9氢= 50×103kg×1.4×103J/kg=7×1012J. (2)水吸收的热量为Q吸=7Q做=6%×7×1012J=4.2× 101J, Q吸 4.2×1011J 水的质量为m水= a14.2X10J/(kg·℃)x50℃=2X 105kg. (3)一辆氢能源汽车以70kW的功率匀速行驶30min,发动 机做的机械功为W=Pt=70×10W×30×60s=1.26× 108J. W 消耗的氢燃料完全燃烧放出的热量为Q数'= 1.26×10」=2.8×10J,放消耗氢燃料的质量为m氢'- 45% Q故 2.8×103J=2kg. 9氢1.4×108J/kg 第十五章电流和电路 第1节两种电荷 1.D2.D3.D4.A5.B6.D7.A8.D9.D10.D 11.D12.C13.D 14.电荷（电）纸巾 15.(1)用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，它能“吸弯”很细的水 流，是因为带电体有吸引轻小物体的性质. (2)用塑料梳子梳头发时，梳子与头发发生摩擦起电现象，梳 子与头发带异种电荷，由于异种电荷互相吸引，所以头发被 梳子“吸”起来. 第2节电流和电路 第1课时电流导体与绝缘体电路的构成 1.B2.A到BB到A3.发光不发光单向导电 4.C5.C6.开关用电器化学 7.B8.B9.B10.D11.C12.C 13.大地云层14.摩擦排气管 15.正从带电极板到绒毛16.摩擦起电导体向上 第2课时电路图三种电路状态 1.A