内容正文:
第一版块 声、光、热
课时6 能量的转化和守恒 热机 热机的效率
广东省卷近6年考情分析
考点 题型 年份
2025 2024 2023 2022 2021 2020
能量的转化和守恒 选择题 5C 6B
填空题 9第三空 10第二、三空
综合能力题 22(2) 22(2) 23(2)
热机 选择题 5 3
填空题 9
热值、热机的理解及相关计算 填空题 8第三空 10第一空
计算题 19(3)
返回目录
考情总结:
1.知识点考查频次:能量的转化和守恒近6年连续考查;热机6年3考,考查热机冲程的辨别;热值、热机的理解及相关计算6年3考,25年第一次在计算题中考查.
2.考查题型及分值:考查题型包含选填、填空、计算和综合能力题,考查分值为0.75~5.75分.
版本导航:人教九年级 P19~38.粤沪九上P22~32.P38~44、九下P86~91
课标要求:
(三)能量
3.1能量、能量的转化和转移
3.1.1了解能量及其存在的不同形式,能描述不同形式的能量和生产生活的联系.
例1 列举几种与生活密切相关的能量.
3.1.2通过实验,认识能量可以从一个物体转移到其他物体,不同形式的能量可以相互转化.
返回目录
课标要求:例2 列举生活中能量转移和转化的实例.
3.1.3结合实例,认识功的概念,知道做功的过程就是能量转化或转移的过程.
活动建议:
(1)列举太阳能在地球上转化为其他形式能量的实例.
(2)讨论人在滑滑梯过程中能量转化的情况.
3.3 内能
3.3.1了解内能和热量.从能量转化的角度认识燃料的热值
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.
例2 了解热机对社会发展所起的作用和对环境的影响.
活动建议:
(1)调查当地近年来炊事、取暖、交通等方面燃料结构的变化,从经济与环保的角度开展讨论.
(2)燃料的种类很多,如木柴、煤、汽油、酒精、天然气等,查阅资料并比较相同质量的不同燃料完全燃烧时放出热量的多少.
返回目录
课标要求:
3.5 能量守恒
3.5.1知道能量守恒定律,列举日常生活中能量守恒的实例,有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识.
3.5.2从能量转化和转移的角度认识效率.
3.5.3列举能量转化和转移具有方向性的常见实例.
活动建议:
(1)查阅资料或访问农机、汽车维修等专业人员,了解内燃机中燃料燃烧所释放热量的去向讨论提高效率的可能途径.
(2)调查当地主要炉灶的能量利用效率,写出调查报告.
返回目录
思维导图
能量的转化和守恒 热机 热机的效率
能量的转化和守恒
热机
方向性
热机
效率
汽油机的工作过程及特点
能量守恒定律
原理
定义
公式
热机的效率
能量的转化
定义
热值
单位
燃料完全燃烧放出的热量的计算
定义
特点
返回目录
考点梳理
一、能量的转化和守恒
1. 能量的转化:在一定条件下,各种形式的能量是可以相
互 的.
2. 能量守恒定律:能量既不会 ,也不会
,它只会从一种形式 为其他形式,或者从一个物
体转移到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总
量 .
转化
凭空消失
凭空产
生
转化
保持不变
3. 能量的转化和转移具有一定的 .
方向性
返回思维导图
返回目录
二、热机
1. 定义:利用内能做功的机械.蒸汽机、内燃机、汽车、飞机、
喷气发动机等都是热机.
2. 原理:化学能 内能 机械能.
RJ九年级P25图14.2-2
加热试管中的水
RJ九年级P26图14.2-3 一种内燃机的剖面图
点击至趣味视频
返回思维导图
返回目录
冲程
名称 冲程 冲程 冲程 冲程
图示
吸气
压缩
做功
排气
3. 汽油机的工作过程及特点
点击至趣味视频
返回思维导图
返回目录
工作
过程
进气门打开,排气门关闭→吸气冲程:吸入汽油和空气的混合物
进气门、
排气门关闭
排气门打开,进气门保持关闭→排气冲程:排出废气
活塞向上→压缩冲程:机械能转化为内能
活塞向下→做功冲程:内能转化为机械能
返回思维导图
返回目录
冲程
名称 冲程 冲程 冲程 冲程
燃料 汽油和空气混合物进入气缸 燃料混合物被
压缩 燃料燃烧产生气体 废气
排出
能量
转化 — 将 能转化为 能 将 能转化为 能 —
机械
内
内
机械
说明:四冲程汽油机的一个工作循环中,活塞往复运动2次,曲
轴转动2圈,对外做功1次.
吸气
压缩
做功
排气
返回思维导图
返回目录
三、热值
1. 定义:某种燃料 放出的热量与其质量之比,用
符号q表示.
2. 单位:焦每千克,符号是J/kg(对于气体燃料来说,热值单位
为J/m3).
3. 特点:热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃
料的形状、体积、质量无关.
完全燃烧
返回思维导图
返回目录
Q=mq,质量单位为kg,热量单位为J.
适用范围:固体、液体.
Q=qV,体积单位为m3,热量单位为J.
适用范围:气体.
4. 燃料完全燃烧
放出的热量的计算
返回思维导图
返回目录
四、热机效率
1. 定义:热机工作时,用来做 的这部分能量与
放出的热量之比.
2. 公式:η=×100%,η=×100%.
热机的效率总是小于1
有用功
燃
料完全燃烧
易错警示
3. 蒸汽机的效率很低,只有6%~15%.内燃机中,汽油机的效
率为20%~30%,柴油机的效率为30%~45%.
返回思维导图
返回目录
趣味视频
汽油机的四个冲程
内能与机械能转化
返回目录
回归教材小测
1. 易错辨析:判断下列说法的正误,正确的打“√”,错误的打
“✕”.
(1)燃料的热值越大,放出的热量越多 ( ✕ )
(2)柴油机在吸气冲程中,将柴油和空气的混合物吸入气缸
( ✕ )
✕
✕
返回目录
(5)改进技术后,热机的效率可以达到100% ( ✕ )
✕
(3)酒精燃烧过程中,质量减小,热值不变 ( √ )
(4)汽油机和柴油机除了做功冲程外,其他三个冲程都是依靠飞
轮的惯性完成的 ( √ )
√
√
返回目录
2. 如图,在试管内装些水,用橡胶塞塞住管口,将水加热一段
时间后,看到橡胶塞被冲出.在此过程中,酒精燃烧时将
能转化为内能,产生的热量传递给水,这是通过
的方式增加了水的内能,使水汽化产生高温高压的水蒸气,塞子受到水蒸气的压力而冲出去,水蒸气对塞子 ,水蒸气的内能 ,温度降低, (填物态变化名称)成
小水珠,管口出现“白气”.塞子被冲出的过程与内
燃机的 冲程相似.
化学
热传递
做功
减小
液化
做功
第2题图(人教P25)
返回目录
3. 如图所示,某同学家使用煤气灶烧水时,煤气的 能
转化为水的内能,这是通过 的方式增加了水的内
能;水烧开时吸收6.72×105 J的热量,若不计热量损失,此过
程需要完全燃烧 kg的煤气.(煤气的热值q煤气=
4.2×107 J/kg)
化学
热传递
0.016
第3题图(人教P30)
返回目录
考点随堂练
能量转化和守恒(6年6考)
考点
1
1. (人教习题改编)我国风能资源丰富,利用风力发电机组可以进
行发电.如图是某城市风力发电系统,将风能转化为电能,对蓄
电池充电,再由蓄电池为路灯供电的过程,对图示方框中能量
形式判断正确的是( B )
第1题图
返回目录
A. 甲和丙都是“电能”,而且大小相等
B. 甲和丙都是“电能”,而且大小不等
C. 乙是“电能”
D. 丁是“化学能”
第1题图
【答案】B
返回目录
2. (2025山东省卷)2025年1月,中国“人造太阳”——全超导托
卡马克核聚变实验装置实现1亿摄氏度高温下1 066秒的稳态运
行.在核聚变过程中核能转化为内能,但内能却不能自发地转化
为核能,说明能量的转化具有 性;在能量转化和转移
的过程中,能量的总量保持 .
方向
不变
返回目录
热机(6年3考)
考点
2
3. (2023广东5题3分)如图是四冲程汽油机处于某冲程的示意图,
该冲程是( C )
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程
C. 做功冲程 D. 排气冲程
第3题图
C
返回目录
4. (2021广东3题3分)关于四冲程汽油机的工作过程,下列说法正
确的是( C )
A. 吸气冲程∶只吸入空气
B. 压缩冲程∶缸内温度降低
C. 做功冲程∶气体推动活塞做功
D. 排气冲程∶内能转化为机械能
C
返回目录
5. (2022广东9题3分)如图表示四冲程汽油机处于 冲程,
汽车尾气带走的能量 (选填“能”或“不能”)自动汇集
回来转化成燃料的化学能,这反映了能量的转化具有 .
第5题图
排气
不能
方向性
返回目录
6. (人教习题改编)如图所示是我国古代在元宵、中秋等节日时常
见的一种玩具——走马灯.点燃走马灯内的蜡烛时,燃烧产生的
高温气体将向上运动,运动的热空气便推动纸风车和固定在转
轴上的纸马转动,这种走马灯工作时将内能转化为
能,这与四冲程汽油机的 冲程的能量转化情况相同.
机械
做功
第6题图(人教P29)
返回目录
热值、热机效率的相关计算(6年3考)
考点
3
7. (2022广东8题3分)班级厨艺展示活动中,用煤气炉烹饪食物主
要是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式增大食
物的内能;现场香气四溢属于 现象,表明分子在不停
地做无规则的运动,活动结束,剩余煤气的热值 (选填
“变大”“变小”或“不变”).
热传递
扩散
不变
返回目录
第8题图
A. 20% B. 30% C. 40% D. 50%
8. (人教图片改编)如图为某汽车内燃机燃料燃烧所释放能量的流
向图,根据图中给出的信息,该内燃机的效率为( B )
B
返回目录
9. [地方特色](2025深圳模拟)小明在珠海航展上不仅观摩了精彩
的飞行表演,还了解到一个信息:某型号飞机,其热机每消耗
100 kg燃油可让飞机获得2.1×109 J的机械能.若燃油热值取
4.2×107 J/kg,则100 kg燃油完全燃烧产生的热量为
J,该热机效率为 .若要提高热机效率,
请给出一条建议 .
4.2×109
50%
使燃料燃烧更充分(或减小机械摩擦,合理即可)
返回目录
10. (2025湛江模拟改编)如图所示的雾炮车,既可喷洒药液消
毒,也可喷洒水雾对街道进行除尘,在一次作业中,雾炮车沿
水平地面10 min内匀速行驶3 km到达作业区域,消耗燃油0.5 kg,行驶过程中受到的牵引力做的功为6×106 J,若燃油的热值为3×107 J/kg,求雾炮车在该过程中:
(1)行驶的速度.
解:(1)雾炮车沿水平地面匀速行驶3 km所用的时
间t=10 min=600 s
则炮雾车行驶的速度v===5 m/s
第10题图
返回目录
(2)0.5 kg的燃油完全燃烧放出的热量.
解:(2)0.5 kg的燃油完全燃烧放出的热量
Q放=mq=0.5 kg×3×107 J/kg=1.5×107 J
第10题图
雾炮车沿水平地面10 min内匀速行驶3 km到达作业区域,消耗燃油0.5 kg,行驶过程中受到的牵引力做的功为6×106 J,若燃油的热值为3×107 J/kg
返回目录
(3)发动机的热机效率.
解:(3)发动机的热机效率
η=×100%=×100%=40%
第10题图
雾炮车沿水平地面10 min内匀速行驶3 km到达作业区域,消耗燃油0.5 kg,行驶过程中受到的牵引力做的功为6×106 J,若燃油的热值为3×107 J/kg
返回目录
跨学科实践
思维导图
跨学科实践
1
制作简易热机模型(人教)
一、项目分析:对比内燃机(汽油机)与外燃机(蒸汽机)的安全性
及材料可行性,明确选择外燃机模型.
返回目录
二、项目实施
1. 设计:①热源:酒精灯/蜡烛;②燃烧室:易拉罐;③工作物
质:水蒸汽(水量不超过易拉罐容积的,防喷溅);④能量转化
装置:笔管喷汽口直径≈2 mm(聚焦气流)→对准风扇叶片(或自
制叶轮)
返回目录
2. 制作
(1)组装与测试:铁架台固定易拉罐,酒精灯加热底部→观察蒸
汽喷出时叶片转动现象→调试喷口角度与叶轮距离(最佳距离1~
2 cm)
(2)安全警示:佩戴护目镜防蒸汽烫伤,工具使用需教师监督
返回目录
三、展示交流
1. 误差归因:密封不良(漏气)、喷口歪斜(推力分散)、水量过多
(汽化慢)
2. 拓展讨论:如何提升效率?→提升导热性能(铜制容器)、减小
风扇转动时受到的摩擦
返回目录
制作简易汽轮机模型
热机对人类文明发展起着重要的推动作用.同学们成立了制
作简易汽轮机模型的项目团队,制定了“项目提出——项目分
析——项目实施——展示交流”的学习流程,研究了热机原
理,收集材料组装了如图所示的汽轮机模型.
1. (2025山西改编)跨学科实践
第1题图
返回目录
第1题图
实验时向易拉罐内部注入大约半罐水,将去掉笔芯和尾塞
的中性笔的尾端插入易拉罐内,用胶将易拉罐的开口处密封.将
易拉罐放置在支架上,笔的尖端对准小风扇的扇叶.点燃易拉罐
下面的酒精灯,当有蒸汽喷出时,扇叶就转动起来.
返回目录
(1)同学们制作的汽轮机模型是 (选填“内”或“外”)
燃机.
(2)汽轮机模型工作过程的能量转化情况为:化学能→ →
.
外
内能
机械能
返回目录
(3)某团队的同学们在测试过程中,发现扇叶不转动,出现这种
现象的原因可能是 .(答
出一条即可)
笔尖喷出的蒸汽太少(答案合理即可)
返回目录
(4)热机发展史也是一部热机效率提高史,在展示交流环节,对
如何提高简易汽轮机效率,同学们进行了激烈讨论.请你依照
“结构决定功能”的观念,从结构的角度思考,帮助他们提出
一个可行性措施: .
易拉罐上半部分覆盖保温层(答案合理即可)
返回目录
2. 与燃油汽车相比,电动汽车有许多优势.关于能流图,下列说
法正确的是( B )
第2题图
跨学科实践
2
燃油汽车与电动汽车对比研究(粤沪)
返回目录
A. 燃油汽车能量利用率高
B. 电动汽车能量利用率高
C. 电动汽车的能量利用效率可以达到100%
D. 电动汽车的有用机械能更多
【答案】B
返回目录
3. 近几年电动汽车的研发和推广得到了快速发展,如图所示.
第3题图
(1)电动汽车在行驶过程中是将 能转化为 能.
电
机械
返回目录
(2)电动汽车与传统燃油汽车相比,具有的主要优点是
.(写一条即可)
(3)某款电动汽车在平直公路上匀速行驶时,每100 km消耗电能
15 kW·h.若质量和外观与该电动汽车相同的燃油汽车,它的能
量转化效率为25%,在相同的路面上匀速行驶时,每百公里耗
油 kg.(结果保留一位小数,汽油的热值取4.6×107 J/kg)
环保(或
噪音小等,合理即可)
4.7
返回目录
$