第2章 1 热机-【优+学案】2025-2026学年新教材九年级全一册物理课时通(教科版2024)

第2章改变世界的热机 A智能讲题 知识结构·单元导学· /111/1/ 定义 能量转化 种类 公式 种类 热机效率 改变世界的热机 热机H 结构 吸气冲程 提高方法 内燃机 压缩冲程：机械能→内能 工作过程 做功冲程：内能→机械能 跨学科实践：保护地球家园 排气冲程 LIVU111I 点亮思维·发展素养· 111117117 洲际弹道导弹，被认为是一种主要的核威慑力量，只有少数国家拥有发射这种远距离武器 的技术.通常把射程范围在8000千米以上的弹道导弹称为洲际弹道导弹。 洲际导弹常为多级弹道导弹，分陆基和潜射两大类，采用液体或固体火箭发动机，采用惯 洲际弹道导弹 性制导或以惯性制导为基础的复合制导，用于攻击敌方纵深具有战略意义的地面固定目标，属 /P21T10 于战略导弹 2024年9月25日8时44分，中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域，成功发射1 发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹，准确落入预定海域 长征系列运载火箭是中国自行研制的航天运载工具.长征运载火箭起步于20世纪60年 代，1970年4月24日“长征一号”运载火箭首次发射“东方红一号”卫星成功. 长征系列运载 长征火箭具备发射低、中、高不同地球轨道，不同类型卫星及载人飞船的能力，并具备无人 火箭/P22T5 深空探测能力.低地球轨道运载能力达到25吨，太阳同步轨道运载能力达到15吨，地球同步 转移轨道运载能力达到14吨. 氢燃料电池是一种新型的能源技术，它是将氢气和氧气的化学能直接转化成电能的发电 装置.氢气是一种无污染、无毒、无害的燃料，而且其能量密度高，储存和运输也相对容易，因 氢燃料电池一 此，氢燃料电池被认为是未来最有前途的能源技术之一， “零排放”的清洁 干电池、蓄电池是一种储能装置，是把电能贮存起来，需要时再释放出来；而氢燃料电池严 能源/P25T4 格地说是一种发电装置，像发电厂一样，是把化学能直接转化为电能的电化学发电装置. 氢燃料电池的优点主要是：无污染、高效率、可再生性 △九年级·全一册·物理·JKi 19 热 机（答案P2) A.一个工作循环中四个冲程的排列顺序是 通基础 甲、丙、丁、乙 知识点1利用内能做功 B.丙冲程，机械能转化为内能 1.如图所示，在试管内装一些 C.丁冲程，内能转化为机械能 水，用带玻璃管的胶塞塞住， D.活塞在汽缸内往复运动一次，该汽油机可 在玻璃管口处放一个用纸制 以对外做功一次 作的小叶轮.加热试管使水沸 6.汽油机吸气冲程吸入汽缸内的物质是 腾，细心观察，你会发现 ,在此 (选填“空气”或“汽油和空气”)，汽油机 过程中燃料的 能转化为 能. 的 冲程为汽车提供了动力， 2.科技成就目前，我国特别重视发动机的研发， 冲程是靠飞轮的惯性来完 如轮船用的大型燃气轮机已经取得成功，飞机 成的 发动机“CJ-1000A”离量产装机也指日可待.下列 1IIIIIlIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIlIIL 装备中的动力机械不属于热机的是( )》 通能力 A.长征系列火箭液氧液氢发动机 7.如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管 B.052D导弹驱逐舰燃气轮机 口，用酒精灯给试管中的水加热一段时间.关 C.歼-20战机用的涡扇-10C航空发动机 于这个实验，下列说法不正确的是( D.中国高铁交流异步牵引电动机 A.酒精燃烧时发热，化学能转化 知识点2内燃机 为内能 3.如图所示是演示点火爆炸的 B.塞子受到水蒸气的压力冲出 实验装置，按动电火花发生 去，是水蒸气的内能转化为塞 器的按钮，点燃盒内酒精，盒 子的机械能 盖被打出去.这是因为酒精燃烧产生的燃气对 C.水蒸气把塞子冲出去时其内能增大，这是利 外 燃气的 能转化为盒盖的 用做功的方法改变内能的 能 D.蒸汽机就是利用这个原理来工作的 4.柴油机和汽油机属于热机中的 ,它们 8.跨学科·化学光发动机可用于卫星的能源补 都是靠活塞在 中做往复运动而工 充，原理如图所示，密闭气室中N2O4在光照 作的. 下会分解，使气室内气压增大，推动活塞右移， 知识点3汽油机的工作过程 无光条件下发生逆反应；控制光照即可实现活塞 5.如图所示是汽油机工作时的四个冲程，下列说 往复运动.活塞右移过程相当于汽油机的( ) 法错误的是( 活塞 化学 接转动 秀宽哥 反应 装置 曲轴连杆 A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 9.实践创新如图1是某同学利用塑料瓶制作的：⑦变式练 “水火箭”，其原理是压缩空气使水从“火箭”尾 12.(齐齐哈尔中考)如图所示是单缸 部向下喷出，推动“火箭”飞向空中.如图2为 四冲程汽油机某一冲程工作示意 四冲程汽油机的工作示意图.下列判断错误的 图，该冲程是 冲程.若该 是() 汽油机1s对外做功15次，则汽 油机的飞轮速度为 r/min. 13.工程实践小柯在科学技术馆看到一种奇思 妙想—六冲程引擎.这种引擎在完成四冲 程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水 图1 蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为 汽车提供动力，第六冲程是让水蒸气进入冷 凝器，变成可再次注入汽缸的水.则第五冲程 相当于四冲程汽油机的 冲程，这个 图2 冲程中的能量转化是 能转化为 A.图2中甲图中吸人的是汽油和空气 能，这种内燃机一个工作循环对外 B.图2中乙冲程是依靠飞轮的惯性运转的 做功 次 C.从能量转化角度讲，往“水火箭”里打气与图 通素养 2中丙冲程的原理相似 D.若该热机1s内对外做功15次，则飞轮转 14.物理观念（常州中考）压缩空气动力车. 速是1800r/min (1)小明将充满气的气球捆绑在小车上，制成 10.社会发展（阜阳阶段练）2024年9月25日， 压缩空气动力小车，当气球向右喷气时，静止 中国发射一枚洲际弹道导弹，完美击中太平 的小车向左运动起来，如图甲所示.该现象说 洋预定目标，火箭运载导弹上升过程中，其能 明力的作用是 ；还说明力可以 量转化与内燃机工作的 冲程原理 改变物体的 相同， 压缩 11.蒸汽机和汽油机，它们工作时，能的转化过程 空气 进气冲程 排气冲程 是 ,图中 (选填“甲” 甲 或“乙”)是汽油机的工作原理图.一台四冲程 (2)为制造压缩空气动力汽车，工程师将装有 内燃机飞轮转速为3600r/min,在1s内内 压缩空气的钢瓶与空气动力发动机连接，该 燃机的活塞做了 次功，完成 发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气 个工作循环，完成了 个冲程. 冲程，如图乙所示.发动机对外做功的是 (选填“进气”或“排气”)冲程，此过 必 程中钢瓶内压缩空气的温度 ·若该 发动机的转速为1200r/min,则1s内发动 机对外做功 次.汽车行驶一段路程 后，钢瓶内压缩空气的密度 △九年级·全一册·物理·JKi 216.(1)汽化发烧时额头敷湿毛巾 1000m=3×105J. (2)郊区吹向市区 (2)0.2kg燃油完全燃烧放出的热量Q放=mq=0.2kg× (3)可以增大绿化面积、建人工湖（合理即可） 4.5×10J/kg=9×106J. 7.(1)热辐射 小货车发动机的效率？一Q W 3×10J (2)增加汽化 X100%= ×100%≈ 9×105J (3)植树造林（合理即可） 33.3%. 8.冬季盛行从亚欧大陆内部吹来寒冷干燥的西北风.这是因为 5.D6.A7.C8.B9.B 冬季西北方向亚欧大陆沙石的比热容小、降温快，其上空冷空 10.250.9 气（密度大）下降形成极地高气压区，而东南沿海海洋的海水 11.解：(1)汽车全程消耗汽油25L,消耗汽油的质量为m= 比热容大、降温慢，温度较高，热空气（密度小）上升，形成低气 pV=0.8×103kg/m3×25×10-3m3=20kg,汽油完全燃烧 压区，地面附件的冷空气就从西北内陆的高压区吹向东南沿 放出的热量为Q放=mq=20kg×4.5×10'J/kg=9×108J. 海的低压区，形成寒冷干燥的冬季风： (2)汽车发动机输出的机械功为W=Pt=25×103W×4× 核心素养·科学探究 W 1.(1)使两种液体在相同的时间内吸收相同的热量(2)< 3600s=3.6×102J,汽车发动机的效率为7=Q成 2.(1)质量温度变化值使研究液体受热均匀(2)相等 100%=3.6X10J=40%. (3)B 9×108J (4)2.1×103(5)开始加热时烧杯吸收了部分热量实验前 2.解：根据P=”可得，卡车输出的能量 对烧杯进行预热 3.(1)质量初温(2)煤油 W=Pt=200×103W×0.5×3600s=3.6×103J. (3)偏小燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收，存在热损 ”可知，燃油完全燃烧释放的热量为Q-” 失（合理即可） 由刃一Q做 本章总结 3.6×10」=101. 36% 1.A2.D3.B4.B5.D 6.热传递比热容 由g=Q可知，燃烧燃油的质量m=Q整 m 7.比热容6.3×102做功 109J 8.(1)秒表(2)加热时间(3)质量升高的温度 4.6×107J/kg =21.74kg, (4)B66(5)水 减排的二氧化碳质量m=氧化碳=3.3m=3.3×21.74kg= 9.(1)乙同学正确.理由：一个圆形铁片由“冷若冰霜”，变成“炙 71.7kg. 手可热”，铁片的温度升高，内能增加，改变物体内能的方式除 了热传递之外还有做功，所以还可以通过做功的方式来使铁 升阶训练专题二热量的综合计算 片温度升高，比如可以用钢丝球摩擦铁片，将机械能转化为内 1.8.5 能，铁片的温度也会升高. 2.6×10535%固体酒精很推完全燃烧，且燃烧产生的热量 (2)丁同学正确.热量能自发地从高温物体传递给低温物体， 会有很大一部分散失在空气中，热量损失较大 不能自发地从低温物体传递给高温物体，但当存在外部干预， 3.3.0×1063.0×103 如机械做功，热量传递的方向是可以改变的.例如，冰箱的工 4.37.5%5.40% 作原理就是通过电能做功，将热量从温度较低的内部传递到 6.解：(1)水壶中水的质量为m水=p水V*=1.0×103kg/m3× 温度较高的外部，从而保持冰箱内部的低温，所以丁同学的说 2X10-3m3=2kg. 法正确 (2)水吸收的热量为Q水=c水m水△t水=4.2× 10.解：(1)水温下降时，放出的热量为Q=c水m△t=4.2× 103J/(kg·℃)×2kg×(100-25)℃=6.3×105J. 103J/(kg·℃)×6×103kg×(42℃-30℃)=3.024× (3)丁烷放出的热量Qr烧=mT烷9T袋=25X10-3kg×4.8× 108J. Q水X (2)此热量如果靠天然气燃烧放热，则需要天然气的体 10J/kg=1.2×10J,卡式炉的加热效率为7=Q 积V=Q=3.024X10J =9.45m3 100%-6.3X101×100%=52.5%. q3.2×107J/m 1.2×106J 7.解：(1)液氢燃料完全燃烧放出的热量为Q放=m氢q氢=50× 第2章改变世界的热机 103kg×1.4×108J/kg=7×102J. (2)水吸收的热量为Q吸=7Q微=6%×7×102J=4.2×10J, 1热机 水的质量为m本= Q吸 4.2×1011J 1.小叶轮转动化学动 c△t 4.2×10J/(kg·℃)x50℃=2× 2.D 105kg. 3.做功内机械4.内燃机汽缸 (3)一辆氢能源汽车以70kW的功率匀速行驶30min,发动 5.D 机做的机械功为W=Pt=70×103W×30×60s=1.26× 6.汽油和空气做功吸气压缩排气 108J. 7.C8.C9.C 10.做功 消耗的氢燃料完全燃烧放出的热量为Q做'=罗 11.内能转化为机械能乙3030120 12.压缩1800 1.26×10」=2.8×10，故消耗氢燃料的质量为mg'= 45% 13.做功内机械2 Q枚'_2.8X103J 14.(1)相互的运动状态 =2 kg. 9氢1.4×103J/kg (2)进气降低20减小 3跨学科实践：保护地球家园 2热机效率 1.(1)汽车尾气中的一氧化碳和一氧化氮都是有害气体，严重污 1.D2.D3.D 染环境（合理即可） 4.解：(1)小货车发动机牵引力做的功W=Fs=3×103N× (2)不使用塑料袋、不随意丢弃废电池（合理即可）