12.4 热机与社会发展-【宝典训练】2025-2026学年新教材九年级全册物理高效课堂(沪粤版2024)

宝典训练·物理·九年级·全册（粤沪版） 12.4热机与社会发展 2022课标：3.3.3了解热机的工作原理。 知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。 基础过关 1.热机：将 转化为 的机器叫热机。常见的热机有：汽油机、柴油机、蒸汽机、燃气 轮机、喷气发动机和火箭发动机等。 2.内燃机特点：将燃料燃烧时的 能转化为 能，再通过做功把 能转化 为 能。 3.汽油机的工作过程及特点。 工作示意图 冲程 进气门 排气门 活塞 主要特点 能量转化 其他 将 吸气冲程 打开 关闭 向下 无 吸人 压缩混合气， 机械能转 关闭 关闭 使混合气温度 化为 冲程 除做功冲 程外，其 火花塞产生火 他三个冲 花，混合气猛 程都是靠 内能转化 烈燃烧，形成 关闭 关闭 为 冲程 高温、高压气 来完成 体推动活塞对 外 将 关闭 打开 向上 无 冲程 排出 4.柴油机和汽油机的主要区别： (1)在构造上的不同：柴油机气缸顶部有 ,汽油机气缸顶部有 (2)在吸气冲程中的不同是：汽油机吸人气缸里的是 柴油机吸入气缸里 的是 0 (3)点火方式不同：汽油机采用点燃式，柴油机采用压燃式。 (4)效率不同：汽油机效率在20%~30%，柴油机效率可达45%。 (5)应用不同：汽油机主要应用于轻便的汽车、飞机、摩托车等，柴油机应用于笨重的载重汽车、火 车、轮船等。 ●>30● 第十二章内能与热机 课堂巩固 了知识点1热机及其原理 5.(改编)如图所示，小明做了如图三次实验。 (1)世界上很多发明都是受到生活现象的启发而萌生的创意，比 如蒸汽机和汽油机，如图1所示。 图是汽油机的工作 原理图， 图是蒸汽机的工作原理图。 图1 图2 (2)如图2所示，用酒精灯给水加热一段时间后，观察到软木塞冲出试管口，此过程中，水蒸气减少的 内能 (选填“大于”“等于”或“小于”)软木塞增加的机械能。这个实验基本反映出了热机 的工作原理，即可以利用 能对外做功，将水蒸气的 能转化为塞子的 能。 了知识点2汽油机 6.(改编)如图甲、乙、丙、丁所示为汽油机的四个冲程示意图。 排气门 进气门 (1)按照吸气、压缩、做功、排气的工作顺序，正确排序为 (2)如图乙所示，是 能转化为 能。 (3)如图戊所示，小明在吹气球时，被吹大了的气球没能用手握住，呼啸着飞了出去。若他及时捡拾 起气球，将会感觉到它喷气的嘴部温度和原来相比 (选填“变高”“变低”或“没有变 化”)，这是因为当球内气体喷出来时，发生的能量转化情况是 能转化为 能。汽 油机在工作时， 图所示的冲程与这一情景过程中能量的转化是一致的。 口知识点3热机效率与环境保护 7.(改编)内燃机的大量使用，促进了社会的进步，使人们享受了现代文明。 (1)热机工作时，用来做 的那部分能量和 之比，叫做热机 的效率，表达式可写作 废气带走的能量 0 机械自身 45% 消耗的能量 20% (2)图示为某内燃机的能量流向图，则该热机的效率？= ;图示 中 带走的能量最多。 燃料燃烧的 有用机械能 (3)提高热机效率的方法：①使燃料尽可能充分燃烧；②尽量减少 内能100% ;③保证良好的机械润滑，减小 0 (4) 已成为人类保护环境的重要措施。 (5)一辆汽车的发动机每消耗40kg燃油，完全燃烧产生的热量是 J,若做的有用功为 3.3×108J,则这辆汽车发动机的效率是 (燃油的热值q=3.3×10J/kg) ● 拓展提升 ● 8.科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同， 在第四冲程结束后，立即向缸内喷水，水在高温气缸内迅速汽化为高温高压的水蒸气，水蒸气推动活 塞继续做功，从而提高了热机的 。这种内燃机一个工作循环对外做功 次。水蒸气推动 活塞做功时，水蒸气的温度 ,其内能 。这种内燃机的第六冲程是 冲程。 ●>31●高效课堂宝典训练物理九年级全册（粤沪版） 10.(1)不变2.4×108(2)热传递温度 3.解：水吸收的热量Q最=c*m(2一4)=4.2×103J/(kg·℃) 11.解：(1)消耗汽油的体积V=1.0L=1.0dm3=0.001m, ×5kg×(100℃-20℃)=1.68×10J。 由p=罗可得汽油的质量：m=V=0.75×103kg/m 答：水吸收的热量是1.68×10J。 4.解：由Q酸=cm(t2一t)得该物质的比热容 ×0.001m3=0.75kg, Q吸 汽油完全燃烧放出的热量：Q微=mq=0.75kg×4.6× 1.88×10J=47o1/(kg·C). c=m(,-t)=2kgX20℃ 10J/kg=3.45×102J; 答：该物质的比热容为470J/(kg·℃)。 (2)汽车的速度v=72km/h=20m/s,行驶时间t= 5.解：(1)由Q屡=cm△t可得煤油升高的温度 10min=600s,由=可得汽车行驶的路程：s=u= 4.2×104J cm2.1X102J/(kg·C)×2kg-10℃； 20m/s×600s=1.2×10m,牵引力做的功：W=Fs= (2)煤油的末温t=t。+△t=20℃+10℃=30℃。 600N×1.2×10m=7.2×10°J,牵引力做功的功率： 答：(1)煤油的温度升高10℃；(2)煤油最后的温度是 P=W=7.2X10J=1.2X10w。 30℃.。 t 600s 6.解：(1)水吸收的热量：Q假=c水m*(t一6)=4.2X 答：(1)消耗的汽油完全燃烧可放出的热量为3.45× 103J/(kg·℃)×2kg×(70℃-20℃)=4.2×10J。 10'J:(2)这段时间内汽车的牵引力做功的功率为1.2 ×10W。 (2)天然气灶烧水时的热效率：7-&×100%= Q 跨学科实践一科学安排饮食与运动 4.2×105J 2.1×10J ×100%=20%。 (1)化学内热值143(2)1.036×10 (3)4×10536(4)77(5)1.52 答：(1)水吸收的热量为4.2×10J:(2)天然气灶烧水 时的热效率为20%。 12.3物质的比热容 7.解：(1)此次洗澡耗水为40L,则水的体积：V=40L= 第1课时比热容及其应用 40dm3=40×103m3, 1.不相等 由p=受得此次洗澡耗水的质量：m*=P陈V=1X 2.(1)1kg热量(2)cJ/(kg·C)(3) m△t 102kg/m3×40×103m3=40kg, (4)无有改变 (2)由题意可得，水吸收的热量：Q吸=c*m*(一古)=4.2 3.大 ×103J/(kg·℃)×40kg×(40℃-24℃)=2.688×10J; 4.(1)不同相同秒表搅拌液体使其受热均匀 (3)由7一Q做 可得，天然气放出的热量：Q=Q (2)使水和食用油单位时间内吸收的热量相同加热 时间长短吸热能力的强弱转换法 2.688×10J=3.2×10J, 84% (3)水比热容 5.(1)不同不同有 由Q微=V9天然气可得，消耗天然气体积：V天然气= Q收 9天然气 (2)大小 3.2×105J (3)4.2×103J/(kg·℃)1kg的水，温度升高（或降 3.2×10J/m3 =0.1m3。 低)1℃吸收（或放出）的热量是4.2×103J变小 答：(1)小良此次洗澡耗水质量为40kg;(2)水吸收的热 6.(1)相同小沙子(2)A小于大 量为3.36×10J;(3)小良这次洗澡消耗天然气0.1m。 (3)吸热不是 8.B9.7:6甲 7.每隔3min记录一次瓶中水的温度，测出多组实验数据 10.(1)B(2)24.2×105(3)100 照射相同的时间内，包着黑纸的瓶子里水的温度升高 12.4热机与社会发展 得比白纸的瓶子里水的温度多 1.内能机械能2.化学内内机械 8.(1)大吸收(2)先增大后减小 3.油气混合物压缩向上升高内能做功向下 第2课时热量的相关计算 做功机械能惯性排气废气 1.cm(t2一)cm(t一)热量J比热容 4.(1)喷油嘴火花塞 J/(kg·℃)质量kg初温末温℃ (2)空气和汽油的混合物空气 2.1:12：3 5.(1)乙甲(2)大于内内机械 九年级全册参考答案 6.(1)甲、乙、丁、丙(2)机械内 4.解：(1)水吸收的热量Q=cm(t-)=4.2×103J/(kg·℃) (3)变低内机械丁 ×2kg×(100℃-25'℃)=6.3×10J; 7.(1)有用功燃料完全燃烧放出的能量 W有阻X100% Q做 ×100%得，燃气需放出热量 (2)由一Qk (2)35%废气 Qa==6.3X01-2.52X10],由Q。=m9得，需 (3)散热和废气带走的热能摩擦 25% (4)减少热机排放的有害物质控制废气的排放总量 要燃气的质量m=Q=2.52X10L=0.056kg。 q4.5×10J/kg (5)1.32×10°25% 8.效率2降低减小排气 答：水需要吸收6.3×10J热量；加热这些水需要燃气 0.056kg。 跨学科实践一燃油汽车与电动汽车的对比研究 5.1.5×1078.6×1017.4% (1)声音排气管、标识、充电口、车牌 6.8×10J53.33 (2)4×105(3)5×105(4)44.6417.28 7.解：(1)0.15kg氢气完全燃烧放出的热量：Q做=mq= (5)赞成租用电动车，电动车可以减少二氧化碳的排放，没 0.15kg×4×108J/kg=6×10J; 有污染 (2)汽车牵引力所做的功：W=Fs=1.5×103N×1.2× (6)低尾气不能(7)3.3×101.65×102.4 10*m=1.8×102J; 微专题（二） 温度、内能、热量的理解 ”×100%=18X10× 1.A2.D (3)汽车发动机的效率)一Q 6×10J 3.温度内能热量内能 100%=30%。 4.不变增大热传递 答：略。 5.(1)比热容热量(2)质量初温D(3)CD 8.解：(1)由v=可得汽车行驶的距离：s=t=18m/s× 微专题（三）探究不同物质的吸、放热性能 10×60s=1.08×10m, 1.(1)甲、丙加热时间(2)甲、乙温度计示数 汽车牵引力所做的功（有用功）：W=Fs=1000N×1.08 (3)b2.1×103(4)偏小 ×104m=1.08×10J 2.(1)升高的温度控制变量法 (2)水大于(3)水 (2)由0Q做 ×100%得燃油完全燃烧放出的热量：Q (4)煤油乙乙的比热容大，根据Q=cm△t可知，质量 =w=1.08×101=2.7×10J 相同的甲、乙两种物质降低相同的温度，乙放热多 40% 微专题（四）热值、比热容、热机效率综合计算 由Q放=mq得发动机消耗燃油的质量： 1.3.36×1050.0096 m==2.7X10J =0.6kg q4.5×10J/kg 2.解：(1)水吸收的热量Q饭=c*m(一)=4.2× 答：略。 10J/(kg·℃)×1000kg×(80℃-20℃)=2.52×10J; 第十二章《内能与热机》单元复习 (2)由题知，不计热量损失，天然气完全燃烧放出的热 量Q做=Q吸=2.52×10J,由Q做=Vg得加热这些水所 内能：分子动能分子势能做功热传递高温 需要天热气的体积V= Q做_2.52×108J 低温高温低温 9天然气4×10'J/m =6.3m3。 热量：内能QJ高温低温转移增加 答：略。 热值：燃料质量J/kgJ/m3gmqV 3.解：(1)水吸收的热量Q=cm(t-6)=4.2×10J/(kg·℃) 比热容：1kg1cJ/(kg·℃)4.2×103J/(kg·℃) ×1kg×(75℃-25℃)=2.1×10J; 1千克水温度升高（或降低）1℃时，吸收（或放出）的热量 (2)液化气完全燃烧放出的热量Q做=mq 是4.2×103Jcm(t2-)cm(G-t2) =0.01kg×4.2×10J/kg=4.2×10J; 热机：内能化学内内机械吸气压缩做功 (3)加热装置的效率刀一 题×100%=2.1X10×100% 排气压缩做功两两一完全燃烧 4.2×10J =50%。 =W是×100%充分燃烧损失废气 gm 答：(1)水吸收的热量为2.1×10J;(2)燃烧液化气放 1.B2.熔化吸收增加 出的热量为4.2×10J;(3)加热装置的效率为50%。 3.D4.D5.D6.不变变小0.42×103 5