14.3 热机的效率-【名师学案】2025-2026学年新教材九年级上册物理分层进阶学习法（人教版2024）

第3节 热机的效率 知识储备 (4)若质量为4kg的煤油完全燃烧，放出的 1.我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量 热量为 J。 之比，叫作这种燃料的 ,计算公式为 3.(2024·广元)随着科技发展，人们已经开始 将氢能作为一种新能源加以利用。已知氢燃 2.热值在数值上等于 料的热值为1.4×108J/kg,水的比热容为 热值的单位是 4.2×103J/(kg·℃)。如果一辆汽车平均每 读作： 月消耗氢燃料30kg,这些氢燃料完全燃烧释 3.热机的效率是指用来做 的这部分能 放的热量为 J,若这些热量完全 量与燃料 燃烧放出的热量之比 被水吸收，可使 kg水的温度从 4.在热机的能量损失中 带走的能量最 20℃升高到100℃。 多。设法利用废气的能量，是提高燃料利用率 知识点二 热机的效率 的重要措施 4.【答题模板】一台柴油机的热机效率为25%， 01基础练 表示的意义是 的那部分 必备知识梳理 知识点一 燃料的热值 能量，与燃料 的能量之比为 1.【回归教材·概念辨析】(2024·连云港)下列 25%。某台柴油机工作时，完全燃烧2kg的 关于燃料的热值说法正确的是 () 柴油做的有用功为2.58×10J。 A.燃料燃烧越充分，其热值越大 (1)柴油完全燃烧放出的热量Q微= B.燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少 J; C.一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值 (2)则这台柴油机的效率？= W有一 Q放 将减小 (柴油的热值 D.焦炭的热值是3.0×10J/kg,完全燃烧1 为4.3×107J/kg) kg焦炭能放出3.0×10'J的热量 5.(2024·辽宁)汽油机在 冲程中将内 2.【一题多设问】根据下表列出的四种燃料的热 值，回答下列问题： 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 酒精(J/kg)柴油(J/kg) 煤油(J/kg) 木炭(J/kg) 25%,则该汽油机在这段时间内消耗kg 3.0×10 4.3×10 4.6×10 3.4×10 的汽油（汽油的热值取4.6×10J/kg)。 (1)根据表格中提供的数据，可得出的结论 是：不同燃料的热值一般 (选填 易错点○热机效率的理解 “相同”或“不同”)。 6.(2025·六盘水模拟)甲汽车的效率为35%， (2)质量相等的四种燃料完全燃烧后，放出热 乙汽车的效率为30%，这说明了 () 量最少的是 A.甲车比乙车的功率大 (3)木炭的热值是3.4×10J/kg,它表示的 B.甲车比乙车做的有用功多 物理意义是 C.要得到相同的机械能，甲车消耗的燃料少 D.消耗同样多的汽油，甲车得到的机械能少 19 九年级物理·上册 知识点三提高热机效率的途径 油机的效率为30%，飞轮每分钟转动1800 7.【跨学科实践·物理学与社会发展】(2025· 圈(q汽浦=4.6×10？J/kg),则下列说法正确 玉林二模)为减少能源消耗，保护环境，必须 的是 () 合理利用能源，下列方法中对提升热机效率 A.图中所示冲程是做功冲程 有用的是 () B.若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油 A.让燃料放出的热量全部用来做有用功 机做的有用功为6.9×10？J B.用导热性更好的材料做内燃机气缸 C.该汽油机在1s内做功30次 C.增加燃料的质量 D.汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 D.尽量使燃料充分燃烧 11.(2024·达州)在1个标准大气压下，小明 02综合练 膏关键能力提升一 用天然气灶将质量1kg的水，从20℃加热 到沸腾，水吸收的热量是 8.【回归教材·概念辨析】(2025·贵港模拟)酒精 J。 灯中的酒精用掉一部分，则剩下的部分() 他家天然气热水器的热效率是70%，他某次 洗澡，耗水20kg,热水器进水温度是22℃， A.热值不变，比热容减小 出水温度是42℃，他这次洗澡消耗天然气 B.热值和比热容都不变 m3。已知水的比热容是4.2×103J/ C.比热容不变，热值减小 (kg·℃)，天然气的热值是3.2×10J/m3。 D.热值和比热容都减小 9.(中考·随州)汽车是现代生活中 03素养练 净学科击米培京一 最常见的一种交通工具，如图甲、 12.【跨学科实践·物理学与社会发展】(2025·柳 乙分别是某汽油机的某冲程及能 州模拟)汽车是我们熟悉的交通工具，它给我 量流向图。下列有关说法正确的是 们的生活提供了便利，促进了社会经济的发 克服摩擦机械散热 废气带走 展。某型号四轮汽车，当它以15m/s的速度 耗能6%耗能30% 热量36% 在平直路面上匀速行驶时，受到的阻力为 燃料完全燃烧 600N,每行驶100km消耗的汽油量为8L。完 有用 放的能量100% 机械能 全燃烧1L汽油释放的能量为3.6×10J。求： 乙 (1)汽车以15m/s的速度匀速行驶时牵引 A.甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做 力的功率； 功，气体的温度升高 (2)汽车以15m/s的速度匀速行驶时汽车 B.由乙图可知该汽油机的效率是30% 发动机的效率。 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，该举措大大提高了燃料的热值 10.(2024·广安)内燃机的发明是第 次工业革命中应用技术领域的一项 重大成就。如图所示为单缸四冲程 汽油机的一个冲程示意图，若该汽 助学助款优质高数209.扩散温度10.乙二氧化氮气体的密度大，抽去玻璃板后，由于重力的作 用会向下运动，不能说明气体分子在做无规则运动11.水分子间有间隙b 变小乙 早学先会 @ 第3节内能 知识储备 1.动能势能2.焦耳J3.做功热传递 基础练 1.D2.ca3.减小增大不变增大4.吸收增加热传递5.热传 递无规则运动6.做功引7.(1)做功(2)热传递(3)热传递(4)做功 (5)热传递8.升高增加减少降低液化9.D10.C11.A12.AD 13.做功增大减小14.A 早学先会 中考热点专训一利用热量公式进行比较（多维变式专题） 1.B2.B3.D4.C 中考热点专训二温度、热量和内能的辨析 1.C2.A3.BD4.B5.C6.B7.CD 中考热点专训三单元重点实验突破 【应用示例1】(2)质量升温质量吸热(3)相同控制变量转换 (4)水强(5)①方便比较物体吸收热量的多少②弱强③减少水和食用 油的质量【应用示例2】(1)加热时间(2)2.1×103(3)A(4)加热过程热 量损失较少 第十三章教材知识整合与提升 知识网络构建 传递的热焦 J质量升高的温度焦每千克摄氏度J/(kg·℃)Q服= cm(t-to) Q做=cm(t。一t)分子或原子无规则的运动引力和斥力无规 则温度 相互接触温度无规则分子动能分子势能温度做功热 传递 易错易误辨析 【典例1】A【典例2】(1)×(2)×(3)×(4)×(5)/(6)×(7)/ (8)×(9)×(10)/ 中考热点专练 1.D2.D3.B4.比热容4.2×1055.0.6×1036.A7.D8.B在永 不停息地做无规则运动③9.C10.C11.热传递扩散12.不停地做无 规则的运动做功13.C14.A15.D16.b煤油2.52×101 第十四章内能的利用 第1节能量的转化与守恒 知识储备 1.相互转化的2.产生转化转移保持不变 基础练 1.B2.AC3.D4.D5.能量守恒定律内减少不变6.C7.D 8.C9.化学光10.水蒸气把锅盖顶起内能转化为机械能11.900500 早学先会 开关电灯泡电池电阻 第2节热机 知识储备 1.内燃机汽油机柴油机2.压缩做功3.2212机械内内 机械4.火花塞喷油嘴 基础练 1.化学内机械2.C3.(1)打开关闭汽油和空气的混合物(2)关闭 上(3)关闭下做功(4)关闭打开上4.D B C A B C 5.火花塞空气点燃式6.D7.A8.内机械做功乙1200 9.50030600006010.(1)做功(2)2040(3)1×1011×10 早学先会 ① A M 第3节热机的效率 知识储备 1.热值Q=mq(或qV)2.1kg某种燃料完全燃烧放出的热量J/kg(或J/ m)焦每千克（或焦每立方米）3.有用功完全4.废气 基础练 1.D2.(1)不同(2)酒精(3)质量为1kg的木炭完全燃烧放出的热量是3.4 ×10J(4)1.84×10°3.4.2×10°1.25×104.热机用来做有用功完全 燃烧放出(1)m92kg×4.3×10'J/kg8.6×10(2)2.58X10J 30% 8.6×107J 5.做功26.C7.D8.B9.A10.B11.3.36×1050.075 12.解：(1)因为汽车做匀速直线运动，所以F牵=f=600N,则P=F牵w=600N ×15m/s=9000W(2)汽车行驶100km所做的有用功：W=F幸s=600N× 10m=6×10J汽油完全燃烧释放的总能量：Q=3.6×10J/L×8L=2.88× W6×10'J 10J汽车发动机的效率：)一Q-2.88X10X100%≈20.8% 中考热点专训四比热容、热值和热效率的综合计算 1.2×10-34.2×105202.6.3×1071003.小于1×1071：3 4.解：(1)水温下降时，放出的热量为：Q=c本m△t=4.2×103J/(kg·℃)×6X 103kg×(42℃一30℃)=3.024×103J;(2)此热量如果靠天然气燃烧放热，则需 要天然气的体积V=9=3.024X10J÷(3.2×10J/m)=9.45m。 5.解：(1)甲醇完全燃烧放出的热量：Q做=m=4.2kg×2.3×10J/kg=9.66 ×10J:(2)水升高的温度是：4t=Q=Q 9.66×107J cm=cm4.2×102J/(kg·C)×2.3t 4.2×10J/kg·℃)×2300kg=10℃。6.3×10°3×1027.解：(1)根据 9.66×107J 题意得，一台风力发电机1s内提供的电能约为1.8×10J,1s内所产生的电能 70%被水吸收，则Q败=70%W电=70%×1.8×10J=1.26×104J,由Q毁= cm41可得：4= 1.26×104J cm4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg =30℃；(2)一台风力发电 机1年内提供的电能约为4.8×10J,火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量 约40%转化为电能，Q4=W=4.8X10☐=1.2X10J:煤炭质量m=Q- 40% 0.4 q 1.2X10L=4×10kg。8.25【答题模板】1)495N×20m/s990 3.0×107J/kg (2)9900W×500s4.95×10(3)3.3×107J/L×0.6L1.98×10 (4)25%9.250.910.解：1)汽车平均速度为：-产=30lm÷4h=90am/h (2)消耗汽油的质量为：m=oV=25×10-3m3×0.8×103kg/m3=20kg:燃烧释 放的热量为：Q=qm=4.5×10'J/kg×20kg=9×10J。(3)汽车发动机做的机 械功为：W=Pt=25×103W×4×3600s=3.6×10J;发动机的机械效率为：7 W =3.6×108J÷(9×108J)=40%。 Q 第4节跨学科实践：制作简易热机模型 基础练 1.A2.(2)压缩向下喷出的水(3)水火箭在空中的飞行时间(4)1.296× 10101080 第十四章教材知识整合与提升 知识网络构建 产生其他其他保持不变内机械吸气冲程压缩冲程做功冲程 排气冲程完全焦每千克Q=mq有用燃料完全燃烧放出的能量 易错易误辨析 【典例1】802040【典例2】C【典例3】(1)/(2)×(3)×(4)× (5)×(6)/ 中考热点专练 1.C2.A3.方向保持不变4.B5.压缩18006.B7.C8.C 9.4.2×1050%10.不变4011.2.8×107512.解：(1)水吸收的热 量：Q服=c*m*(t-t)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(60℃-20℃)=3.36× 10J;(2)木炭完全燃烧放出的热量：Q微=m*q=0.1kg×3.36×10J/kg= 3.36×101,火护袋水的热数率：9-8×10%-是36××10%=10%. 13.B14.解：1)汽车行驶的速度U=产-108=108km/h:(2)汽车沿平 直公路匀速行驶，受力平衡，根据二力平衡条件可知，牵引力F=f=1380N,牵 引力做的功W=Fs=1380N×108×103m=1.4904×103J,牵引力的功率为P W-1.4904×10」=41400w:(3)消耗的汽油完全燃烧放出的热量Q:= t 1×3600s 17