14.3 热机的效率（培优课件）-2026-2027学年人教版物理九年级全一册

该初中物理课件聚焦“热机的效率”，核心知识点包括燃料的热值（定义、单位、计算）和热机效率（定义、公式、提升方法）。通过复习14.2热机的四冲程、能量转化等旧知导入，结合“想想议议”活动引出燃料放热差异，构建从能量转化到效率分析的知识脉络，提供概念解析、公式推导、例题示范等学习支架。 其亮点在于以能量观念为核心，通过燃料热值表、热机能量流向饼图等模型建构，培养科学思维。结合中考真题（如金凤扒鸡熬煮效率计算、汽车发动机效率问题），强化科学推理与实际应用，渗透节能意识。学生能巩固基础并提升解题能力，教师可依托系统考点和实例，高效开展教学。

人教版物理九年级培优精做课件 授课教师： . 班 级： 9年级（ ）班 . 时 间： . 2026年6月12日 14.3 热机的效率 第十四章 内能的利用 14.2 热机 同步练习题 班级：________ 姓名：________ 得分：________ 本套习题聚焦14.2热机核心考点，涵盖热机原理、四冲程汽油机工作过程、冲程特点、能量转化、汽油机与柴油机区别等重难点，贴合课内考点，适合课后基础巩固与查漏补缺。 一、填空题（每空2分，共32分） 1. 利用________做功的机械叫做热机，热机的工作原理是将燃料的________能转化为内能，再转化为________能。 2. 常见的热机有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等，其中________是生活中最常见的热机，分为汽油机和柴油机。 3. 内燃机的四个冲程依次为：吸气冲程、________冲程、________冲程、排气冲程。其中，唯一对外做功的冲程是________冲程。 4. 压缩冲程中，活塞向上运动，压缩气缸内混合气体，________能转化为________能；做功冲程中，燃气膨胀推动活塞做功，________能转化为________能。 5. 汽油机的一个工作循环中，曲轴转动________周，活塞往复运动________次，完成________个冲程，对外做功________次。 6. 汽油机顶部有________，吸气冲程吸入的是________的混合物；柴油机顶部是________，吸气冲程只吸入________。 7. 四冲程内燃机中，吸气、压缩、排气三个冲程依靠飞轮的________完成，只有做功冲程主动提供动力。 二、选择题（每题4分，共32分） 8. 下列机械不属于热机的是（） A. 汽油机 B. 电动机 C. 柴油机 D. 喷气发动机 9. 汽油机工作时，将内能转化为机械能的冲程是（） A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程 10. 关于压缩冲程的说法正确的是（） A. 活塞向下运动，内能增加 B. 活塞向上运动，机械能转化为内能 C. 气缸内气压减小 D. 对外输出动力 11. 一台汽油机转速为2400r/min，则每秒对外做功次数为（） A. 20次 B. 40次 C. 60次 D. 120次 12. 汽油机和柴油机相比，下列说法正确的是（） A. 都有火花塞 B. 柴油机吸入汽油和空气混合物 C. 汽油机是点燃式点火 D. 柴油机功率更低 13. 内燃机工作循环中，机械能转化为内能的是（） A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程 14. 下列关于热机的说法错误的是（） A. 热机依靠内能对外做功 B. 四个冲程循环工作 C. 一个工作循环做功四次 D. 飞轮的惯性辅助完成三个冲程 15. 做功冲程结束后，接下来的冲程是（） A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 排气冲程 D. 做功冲程 三、简答题（每题8分，共16分） 16. 简述汽油机四个冲程中，哪些冲程消耗机械能，哪些冲程获得机械能。 17. 简要说明汽油机和柴油机在结构和吸气物质上的两点主要区别。 四、综合填空题（每空3分，共20分） 18. 根据汽油机工作冲程特点填空： （1）进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，是________冲程； （2）两个气门全部关闭，活塞向上运动，是________冲程，能量转化为________； （3）两个气门全部关闭，活塞向下运动，是________冲程，能量转化为________； （4）排气门打开、进气门关闭，活塞向上运动，是________冲程。 参考答案与解析 一、填空题 1. 内能；化学；机械 2. 内燃机 3. 压缩；做功；做功 4. 机械；内；内；机械 5. 2；2；4；1 6. 火花塞；汽油和空气；喷油嘴；空气 7. 惯性 二、选择题 8.B 9.C 10.B 11.A 12.C 13.B 14.C 15.C 三、简答题 16. 答：吸气冲程、压缩冲程、排气冲程消耗机械能，依靠飞轮惯性完成；只有做功冲程燃气对外做功，将内能转化为机械能，为机器提供动力。 17. 答：①结构不同：汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴；②吸气不同：汽油机吸气冲程吸入汽油和空气的混合物，柴油机只吸入空气。 四、综合填空题 18.（1）吸气 （2）压缩；机械能转化为内能 （3）做功；内能转化为机械能 （4）排气 学习目标 1.建立热值概念。（重点） 2.能利用热值表进行有关燃料燃烧放热的简单计算。 3.了解热机的效率。知道热机工作时燃料释放能量 的主要流向，知道提高热机效率的方法。 学习目标 知识点1 燃料的热值　 木柴 煤 酒精 汽油 煤气 天然气 固体燃料 液体燃料 气体燃料 1. 燃料的分类 2. 能量转化： 化学能转化为内能 根据你的经验，相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是否相同？要找出事实来支持你的观点，并进行分析。 比较相同质量的不同燃料燃烧放出的热量 想想议议 怎样比较燃料放热本领的强弱？ 　　某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值。 （1）定义 （2）物理意义 热值视频 热值 　　热值在数值上等于 1 kg 某种燃料完全燃烧放出的热量。 （3）单位 　　国际单位：焦每千克；符号：J/kg。 　　气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。 热值是燃料本身的一种性质，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧无关。 一些燃料的热值 小资料 燃烧放热计算： Q = qm 固、液体燃料 Q：热量，单位：J q：热值，单位：J/kg m：质量，单位：kg Q = qV 气体燃料 Q：热量，单位：J q：热值，单位：J/m3 V：体积，单位：m3 例 1 m3 甲烷完全燃烧产生多少 J 热量？这些热量可以使多少 kg 的水从 20 ℃ 加热到 100 ℃？（甲烷的热值 q甲烷 = 4.2×107 J/m3） 解： 1 m3 甲烷完全燃烧放出热量为： Q = q甲烷V = 4.2×107 J/m3×1 m3 = 4.2×107 J 由 Q = cm△t 得 Q c△t m = = 4.2×107 J 4.2×103 J/(kg·℃)×(100 ℃－20 ℃) = 125 kg 例 下列关于热值的说法正确的是（ ） A. 2 kg 煤的热值大于 1 kg 煤的热值 B. 燃料热值越大，燃烧放出的热量越多 C. 0.5 kg 酒精完全燃烧时放出的热量为1.5×107 J， 则此酒精的热值是 0.75×107 J/ kg D. 燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关 D 知识点2 热机的效率　 锅炉烧水时，燃料能被完全利用吗？ 有效利用 60% 高温的烟气带走相当一部分热量， 未燃烧 15% 散失 25% 燃料很难完全燃烧 被水吸收的热量 一部分热量直接散失掉 提高锅炉效率的措施: （1）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧。 （2）减少各种热量损失。 ①加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量； ②使用较好的保温材料，减少热损失。 将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更完全燃烧。 　　在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？ 思 考 热机的效率 定义：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫作热机的效率。 公式： W有 Q放 η＝ 单位：焦耳（J） 单位：千克（kg） 常用百分数表示 蒸汽机的效率只有6%~15% 汽油机的效率为 20%~30% 柴油机的效率为30%~45% 思考：如何提高热机效率，节约能源，减少污染？ ①使燃料尽可能充分燃烧. ②在设计和制造热机时，要不断改进和创新，减少各种能量损失. ③使用时注意保养，使机器保持良好的润滑，减小因克服摩擦阻力而额外消耗的能量. 斯蒂芬森的“火箭号”蒸汽机车，它诞生于1829年 阅读教材 P33《从火车到火箭》短文 长征五号火箭发射 1. 返回 知识点1燃料的热值 火箭发动机常使用液氢作燃料，这是利用液氢的(　　) A．密度大 B．热值高 C．比热容大 D．热量多 B 中考考法 17 在我国某些地区仍有烧柴做饭的情景，下列说法正确的是(　　) A．堆放在厨房的木柴，热值为零 B．做饭时加大通风量可以提高木柴的热值 C．木柴完全燃烧时，它的热值最大 D．木柴的热值与其质量、燃烧状态无关 返回 2. D 中考考法 汽油的热值为4.6×107 J/kg，它表示的物理意义是________________________________________。有汽油2 kg，选其中一半完全燃烧，放出的热量是________J，剩余汽油的热值是________J/kg。 返回 3. 1 kg汽油完全燃烧放出的热量是4.6×107 J 4.6×107 4.6×107 中考考法 【河北人文信息】河北平山县温塘镇，是中国著名的温泉度假区之一，平山温泉水质优良，水温保持在60～70 ℃，富含锂、锶、锌、硒等多种有益矿物质。若100 kg的温泉水从60 ℃降到20 ℃放出的热量是______________J，相当于________kg的煤气完全燃烧所放出的热量。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，煤气的热值为4.2×107 J/kg] 返回 4. 1.68×107 0.4 中考考法 知识点2热机的效率 热机的广泛使用已成为一个国家工业化程度的标志。下列关于热机效率的说法正确的是(　　) A．热机做的有用功越多，效率越高 B．热机的工作时间越长，效率越低 C．热机的效率越高，消耗的燃料越少 D．热机的效率越高，它将内能转化为有用机械能的比例越大 返回 5. D 中考考法 【教材素材变式】[石家庄43中期中]为减少能源消耗，合理利用能源，下列方法中对提升热机效率有用的是(　　) A．尽量增加废气带走的热量 B．增加燃料的质量 C．尽量使燃料充分燃烧 D．采用热值更大的燃料 返回 6. C 中考考法 返回 7. [石家庄校级期中]如图是内燃机的能量流向图，根据图中给出的信息，该内燃机的效率为____________。已知汽油的热值是4.6×107 J/kg，完全燃烧2 kg的汽油，按该内燃机的工作效率计算，该汽车获得的机械能是________J。 40% 3.68×107 中考考法 返回 8. 【河北人文信息】金凤扒鸡是[石家庄的特色非遗美食。采用蜂蜜对鸡上色，将鸡、秘制酱料和中药秘方老汤放在锅中，用干木柴作燃料对其进行熬煮，其味香浓郁，肉质酥软爽嫩，深受大家的喜爱。将一锅 5 kg、10 ℃的食材，加热到100 ℃，消耗了0.5 kg的干木柴。已知锅内所有食材的平均比热容为4×103 J/(kg·℃)，干木柴的热值为 1.2×107 J/kg。求： 中考考法 返回 (1)食材吸收的热量是多少。 解：食材吸收的热量Q 吸＝cm(t－t0)＝4×103 J/(kg·℃)×5 kg×(100 ℃－10 ℃)＝1.8×106 J。 中考考法 返回 (2)干木柴完全燃烧放出的热量是多少。 干木柴完全燃烧放出的热量Q放＝qm′＝1.2×107 J/kg×0.5 kg＝6×106 J。 中考考法 返回 (3)熬煮金凤扒鸡的效率是多少？ 中考考法 返回 9. 如图所示为甲、乙两种燃料完全燃烧时释放的热量Q与其质量m的关系，下列有关说法正确的是(　　) A．甲燃料的热值小于乙燃料的热值 B．乙燃料的热值随着质量的增大而增大 C．甲燃料的热值大于乙燃料的热值 D．燃料的热值越大，燃烧的效率越高 C 中考考法 28 返回 10. B 如图所示，火箭起飞时，发动机内的燃料剧烈燃烧，下列说法正确的是(　　) A．火箭的燃料燃烧得越充分，其热值越大 B．火箭发动机工作过程中的热机效率不可能达到100% C．火箭“体内”的液氢燃料温度低至 －253 ℃时，其内能为零 D．火箭发动机不属于热机 中考考法 29 返回 11. 汽油的热值为4.6×107 J/kg。这个数值究竟有多大？有人通过一个具体例子来认识汽油热值的大小：一名60 kg的中学生，从大厦的1楼步行至第11楼(走了10层楼)，每层楼的层高为3 m。如果质量为m的汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和该中学生克服重力做的功相等。下列说法不正确的是(　　) A．汽油的热值为4.6×107 J/kg，表示1 kg汽油燃烧放出的热量为4.6×107 J B．汽油的热值与汽油的质量和燃烧放出的热量均无关 C．该中学生克服重力做了约1.8×104 J的功 D．通过计算可知汽油的质量m约为0.39 g A 中考考法 30 返回 12. 如图所示是汽油机的______冲程。若其效率为25%，则完全燃烧1 kg汽油转化成的机械能是_________J。(q汽油＝4.6×107J/kg) 排气 1.15×107 中考考法 31 13. 返回 某款太阳能热水器平均每天接收的太阳能为8.4×105 J，这些能量相当于完全燃烧________kg干木柴放出的热量；若这些热量可以使质量为10 kg的水温度升高5 ℃，则该热水器的热效率为________%。[干木柴的热值q＝1.2×107 J/kg，水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)] 0.07 25 中考考法 14. 返回 【科学探究 方案设计】 小兵利用图示装置测算酒精的热值。燃烧皿中酒精的质量为20 g，烧杯中水的质量为200 g，初温为25 ℃，点燃酒精，当水温升高到45 ℃时，立即熄灭火焰。该过程水吸收的热量Q吸＝__________J。他想利用Q吸＝Q放 计算酒精的热值，还需进行的实验操作是____________________，他所测算出酒精的热值与真实值相比偏______。[已知水的比热容 为4.2×103 J/(kg· ℃)] 1.68×104 测出剩余酒精的质量 小 中考考法 15. 返回 一辆汽车以20 m/s的速度在平直的公路上匀速行驶了3 km，受到的阻力为1 200 N，燃烧了0.3 kg汽油。(汽油的热值为4.6×107 J/kg)求： (1)牵引力做了多少功。 解：汽车在平直公路上匀速行驶，则水平方向上所受牵引力和阻力是一对平衡力，所以牵引力 F＝f＝1 200 N，牵引力所做的功 W＝Fs＝1 200 N×3×1 000 m＝3.6×106 J。 中考考法 返回 (2)这些汽油完全燃烧放出的热量。 汽油完全燃烧放出的热量 Q放＝qm＝4.6×107 J/kg×0.3 kg＝1.38×107 J。 中考考法 返回 (3)发动机的效率。 中考考法 课堂小结 热机的效率 燃料的热值 热机的效率 用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧释放的能量之比 提高热机效率的方法 某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量（或体积）之比 单位：J/kg 公式：Q = mq W有 Q放 η＝ 解：熬煮金凤扒鸡的效率η＝ ＝＝30%。 发动机的效率 η＝＝＝26.1%。 $