2.2 热机效率-【指南针·课堂优化】2026-2027学年九年级全一册物理（教科版·新教材）

措南针·课堂优化·九年纸·物理(JK) 第2节 课 前 知识点①热机效率 (1)意义：热机效率是反映热机燃料的利用 率的物理量。用来描述热机的性能，是热机性 能的重要指标。 (2)定义：热机所做有用功与所用燃料完全 燃烧所释放的热量之比叫作热机的效率。用符 号)表示。 （3)计算公式： W有阻×100%（补充）。 (4)提高热机效率的途径（补充）。 让燃料尽可能充分燃烧；保持转动部分良 好润滑，减少发动机各部分之间的摩擦；尽量减 少各种热散失等。 知识点2改变世界的热机 (1)在人类历史上，热机的出现对人类文明 的进步起到了巨大的推动作用。蒸汽机在纺 织、采矿、冶炼和交通运输等方面得到了广泛应 用，结束了以人力、畜力为主要动力的漫长历 史。机械化的工厂使世界进入了以“火”为动力 的“蒸汽机时代”，完成了人类的第一次工业 革命。 (2)为了获得更强大的动力、更高的效率， 人们设计出种类繁多、构造各异的现代热机。 如轮机、汽油机、柴油机以及喷气式发动机等， 分别应用在火车、现代大型火力发电厂、汽车、 轮船、农用机械以及航空航天中，大大提高了生 产、工作效率。热机使登天揽月、日行万里的梦 想成为现实，世界因此而改变。 知识点3)飞向太空 (1)火箭的工作原理 输送系统按时按量地把燃料和氧化剂输送 ·2 热机效率 到燃烧室中，最初用电火花点燃，产生高温、高 压的气体，随后继续进入燃烧室的燃料和氧化 剂，由于燃烧室内的温度已升高，从而可以自行 燃烧，燃烧产生的气体以很大的速度从喷口喷 出，同时对火箭产生强大的反冲推力，使之 前进。 (2)多级火箭 常用的火箭是多级火箭。运行过程是第一 级在燃料用完以后就自动脱落，以减少质量；随 后第二级点火发动，燃料用完后也将自动脱落， 再点燃第三级，以此类推，可以获得更大的速 度。利用火箭，人类不仅可以发射人造卫星，还 可以发射载人宇宙飞船，把航天员送上空间站。 课 中 学法 指 1.正确理解热机效率 热机效率是反映热机燃料的利用率，大小 等于热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧 所释放的能量的比值，与热机功率大小、做功多 少等无关。 【例1】关于热机的效率，以下说法中正确 的是 () A.热机的功率大，效率就一定高 B.热机做的有用功越多，效率就一定越高 C.热机单位时间里耗费的燃料少，热机的 效率就一定高 D.热机做相同的有用功，所消耗的同种燃 料越少，热机的效率就越高 【答案】D 2.正确利用Q=m4、7W×100%进行 综合计算。 【例2】一辆汽车的发动机输出功率为 69kW,每小时消耗汽油18kg,请计算发动机的 效率。（汽油的热值为4.6×10J/kg) 【解答】发动机每小时做的功 W有用=Pt=6.9×104W×3600s=2.484× 108J 完全燃烧18kg汽油放出的能量 Q=mq=18kg×4.6×10J/kg=8.28×108J 发动机的效率 7V告×10%=发0×100%=30% 答：发动机的效率是30%。 课 后 巩固 提 升 【基础训练】 一、填空题 1.在热机里，用来 的那部分能量 和 的能量之比，叫 作热机的效率。 2.内燃机工作时，能量的损失除了燃料燃烧不 完全外，主要有 损失， 损失和 损失。其中 的能量最多。 设法利用这些能量，是提高燃料利用率的重 要措施。 3.蒸汽机、柴油机、汽油机三种热机相比，效率 最低的是 ,最高的是 0 4.(2024·辽宁)汽油机在 冲程中将内 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2.3×10？J,效率为 25%,则该汽油机在这段时间内消耗kg 的汽油（汽油的热值取4.6×10J/kg)。 5.(2025·烟台)汽油机是燃油汽车的动力来源之 一。 如图所示是某台汽油机工作时的能量数 据，图中横线处应填写的内容是：① ,② 若汽油的热值为4.6× 10?J/kg,则该工作过程中消耗的汽油质量 为 kgo 损失的能量为12×10J 燃料完全燃烧释放 的能量为①J 有用的②能 为4.1×10J 2 第2章改变世界的热机 二、选择题 6.（2023·随州)汽车是现代生活中最常见的一 种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的 某冲程及能量流向图。下列有关说法正确 的是 () 克服摩擦机械散热废气带走 耗能6%耗能30%热能36% 分 燃料完全燃烧 释放的能量100% 有用 能流图 机械能 甲 乙 A.甲图是压缩冲程，活塞对汽缸内的气体做 功，气体的温度升高 B.由乙图可知该汽油机的效率是30% 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 7.（2024·扬州改编)家用燃油汽车的发动机主 要是汽油机，下列说法正确的是 () A.汽油机的效率能达到100% B.汽油机会散发出汽油味属于扩散现象 C.汽油机的一个工作循环中，对外做功4次 D.汽油机在吸气冲程中只吸入汽油 8.(2024·菏泽)家用汽车常用汽油机提供动力， 以下有关说法正确的是 () A.汽油燃烧时它的热值减小 B.汽油机的冷却液温度越高，含有的热量 越多 C.汽油机的做功冲程，内能转化为机械能 D.汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越 充分 9.为了提高热机的效率，你认为下列方法目前 不可行的是 () A.尽量使燃料充分燃烧 B.尽量减少各种热损失 C.尽量减少因克服摩擦而额外消耗的能量 D.利用废气的能量集中供热 指南针·课堂优化·九年纸·物理(JK) 10.(2025·泰安)2025年4月24日，搭载神舟二 十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火 箭成功发射。在火箭加速升空的过程中，下 列说法正确的是 () A.燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机 械能 B.载人飞船的重力势能转化为动能 C.载人飞船的机械能不变 D.火箭发动机的热机效率可达100% 三、计算题 11.(2023·盘锦)某品牌的柴油车进行性能测 试，该车在1600N的牵引力驱动下，沿平直 路面以20m/s的速度匀速行驶了4.3km, 消耗了0.5L柴油(p柴油=0.8×103kg/m3, q柴油=4.3×10J/kg)。在此次路测过程 中，求： (1)消耗柴油的质量； (2)牵引力功率； (3)柴油机效率。 ·28 【能力提高】 12.（2025·广元)如图所示是我国自行研制的大 型客机C919,若它在高空水平定速巡航飞行 10km消耗的汽油为100kg,受到的阻力为 1.15×105N,则飞机发动机的热机效率为 ；为节能减排，现设法回收未利 用的能量，若回收的能量占汽油完全燃烧放 出能量的21%，可使 kg水的温 度升高50℃。[汽油热值为4.6×10J/kg, 水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)] 【拓展应用】 13.(2025·新疆)为提高内燃机的效率，科学家 在传统四冲程发动机的基础上发明了六冲 程发动机。 (1)六冲程发动机在完成传统四冲程后，把 水注入汽缸，使水瞬间 (选填“汽 化”或“升华”)成高温高压的水蒸气，水蒸气 推动活塞做功，该过程为第五冲程；然后将 水蒸气排放到冷凝器内，再次变成水，该过 程为第六冲程，至此完成了一个完整的工作 循环。第五冲程中注人的水的内能急剧增 加是通过 (选填“做功”或“热传 递”)的方式实现的。 (2)六冲程发动机在一个完整的工作循环 中，有 (选填“1”或“2”)个做功冲程，第 四个冲程是 冲程。六冲程发动机 的效率是传统四冲程发动机的1.4~1.45 倍，则在做功相同的情况下，六冲程发动机 比传统四冲程发动机节省燃料约 (选填“30”或“42”)%。指南针·课堂优化·九年级·物理(JK)·参考答案 指南针·课堂优化·九年级·物理同步答案 第1章内能 m==,1.84X10'J q4.6×10J/kg =0.4kg Q--2.898X101=6.9X10J 42% 答：(1)太阳能汽车行驶的平均速度为15m/s;(2)消耗 该液态燃料的热值为 第1节分子动理论 的电能相当于完全燃烧0.4千克的汽油释放的能量。 能力提高 g-=-69g-2.3X10e 基础训练 23.A24.AD 答：(1)此过程中，烧杯内水吸收的热量为2.898×105J; 一、填空题 1.无规则运动引力斥力 (2)该液态燃料的热值为2.3×10J/kg。 第3节比热容 2.分子在永不停息的无规则运动斥力 能力提高 3.间隙分子在永不停息地做无规则运动 第1课时探究物质的比热容 12.D 4.变大分子间有引力5.固体凝华 基础训练 13.由Q吸=cm△t得， 二、选择题 一、填空题 冷水吸收的热量Q铃=c水m特△ 6.A7.B8.B9.D10.D11.B12.A13.B 1.特性有关无关2.4.2×103改变 热水放出的热量Q做=c水m热△t2 三、简答题 3.加热时间比热容4.高汤高于5.比热容 由于不计热量损失：Q吸=Q做， 14.该说法正确。因为物质是由分子构成的，分子之间存在间 二、选择题 C水m冷△h=C水热△t2 隙，分子在不停地做无规则运动，当瓶内压强足够大，在压 6.C7.A8.D9.C10.C11.B 即m%(50℃-20℃)=m(90℃-50℃)① 力的作用下，油分子会从钢分子的间隙中渗出。 三、简答题 又由题意m十m然=56kg② 四、实验题 12.因为沙子的比热容比海水的小，吸收相同的热量，相同 联解①②得m岭=32kg;m钻=24kg 15.分子在永不停息地做无规则运动 质量的沙子比海水温度升高快，所以他感觉到沙子热 答：需用冷水32kg,热水24kg。 第2节内能和热量 得烫脚而海水却凉凉的 拓展应用 四、实验题 14.(1)丁(2)C(3)3.5 基础训练 13.(1)29(2)强热传递(3)a 第4节跨学科实践：风 一、填空题 第2课时热量的计算 1.所有分子动能分子势能 基础训练 基础训练 2.做功热传递机械内内 一、填空题 一、填空题 3.温度差内能温度 1.比热容4.2×10 1.空气北东南2.上升降低低于低高 4.扩散现象运动快 2.沙子沙子的比热容比水小8.4×103 3.小高降低海陆低降低陆海 5.机械具有无规则6.热传递扩散 二、选择题 3.4.2×1091.25×104 7.热值化学8.减小做功 4.D5.D6.A 4.8.4×1053.696×10544% 9.180 能力提高 二、选择题 5.1.68×1050.056.不相等1.8×105酒精 7这是因为火场周围的空气受热膨胀，密度减小而上升，气压 10.C11.D12.D13.A14.C15.D16.BD17.C 7.3.0×103×103 降低，形成低压区，离火场较远的地方气压较高，冷空气从 18.A 二、选择题 离火场较远的地方流向火场再受热而上升，从而形成了风。 三、简答题 8.D9.B 所以有火的地方就有风。 19,使图钉帽在粗糙的硬纸板上来回摩擦，克服摩擦做功，使三、计算题 拓展应用 图钉帽发热，温度升高，这一过程中将机械能转化为内能， :10.(1)水吸收的热量 8.(1)城市热岛效应是指城市区域的气温显著高于周边乡村 这是通过做功方式来改变了物体的内能。 Q吸=c水m水(t一t) 地区的现象 四、实验题 =4.2X103J/(kg·℃)×4kg×(70℃一20℃) (2)B(3)CD 20.(1)①② (2)不变 =8.4×105J 五、计算题 (2)煤气完全燃烧放出的热量 第2章 改变世界的热机 21.由g=9得，无烟煤的热值 Q=mg=0.05 kgX4.2X10 J/kg=2.1X105 J (3)煤气炉加热的效率 第1节热机 9=Q=6.8X10j =3.4×10°J/kg 98×10%=2x18 ×100%=40% 基础训练 m 20 kg 一、填空题 答：无烟煤的热值为3.4×10J/kg。 答；(1)水吸收的热量为8.4×10J;(2)煤气完全燃烧放1.内能内机械 22.(1)太阳能汽车行驶的平均速度 出的热量为2.1×10°J;(3)煤气炉加热的效率为40%。2.内机械机械3.做功扩散 u==2X10m=15m/s 11.(1)烧杯内水吸收的热量为 4.一端运动到另一端吸气压缩做功排气做功能 t 30×60s Q级=c*m水(t-t)=4.2X103J/(kg·℃)X1kgX 量221 (2)由Q做=mg得，要释放1.84×10J的热量需要燃烧 (100℃-31℃)=2.898×105J 5.(1)打开关闭汽缸上部汽缸下部空气汽油 汽油的质量 (2)该液态燃料完全燃烧放出的热量为 (2)关闭汽缸上部增大升高 49 (3)火花塞形成的高温高压的燃气汽缸下部关闭 打开汽缸上部 6.做功压缩7.比热容做功 8.内机械152.3×10 二、选择题 9.C10.B11.D12.C13.A14.B15.C16.B 能力提高 17.活塞上的平均压力 F=pS=2×10Pa×0.01m2=2X104N 一次做功冲程所做的功 W1=Fs=2×104N×0.15m=3×103J 由于单缸四冲程的柴油机飞轮转2转做1次功，四汽缸、 四冲程的柴油机1min做功的次数 n=4X7×N=4X2X1200=2400 四汽缸、四冲程的柴油机1min内所做的功 W=nW=2400X3×103J=7.2×108J 发动机的功率 P=Y=7.2X10J=1.2X10w=120kw 60s 答：这台发动机的功率是120kW。 拓展应用 18.(1)相互的运动状态 (2)进气降低20减小 第2节热机效率 基础训练 一、填空题 1.做有用功燃料完全燃烧所释放 2.汽缸散热能量高温废气的能量 、克服摩擦的能量 高温废气带走 3.蒸汽机柴油机4.做功2 5.1.61×105机械3.5X10-3 二、选择题 6.A7.B8.C9.D10.A 三、计算题 11.(1)消耗柴油的质量 m=p袋满V=0.8X10kg/mX0.5X10-3m=0.4kg (2)牵引力功率 P=W=E=Fu=1600NX20m/s=3.2X10W t t (3)柴油机做的有用功 W有=Fs=1600N×4300m=6.88×105J 柴油完全燃烧放出的热量 Q放=m9柴袖=0.4kg×4.3×10J/kg=1.72×10J 柴油机效率 ×10%-是8×1号×1o0%=40% n一Qs 答：(1)消耗柴油的质量是0.4kg:(2)牵引力的功率是3.2 50 ×10W;(3)柴油机的效率是40%。 能力提高 12.25%4600 拓展应用 13.(1)汽化 热传递(2)2排气30 第3节 跨学科实践：保护地球家园 一、填空题 1.温室热岛噪声 二、选择题 2.D3.D4.A5.D6.C7.A8.C 三、简答题 9.(1)尾气排放造成的空气污染；(2)燃料燃烧排放的烟尘造 成的粉尘污染：(3)废渣造成的固体污染；(4)噪声污染 10.一是工厂、交通工具排放大量的尾气，尾气含有大量的热： 二是城市建筑群和马路中的沙子的比热容小，在相同的日 照条件下温度上升明显。三是城市水域的面积小，水蒸发 吸热少。四是楼群林立，空气难以形成对流。 第3章简单电路 第1节 电现象 基础训练 一、填空题 1.吸引轻小物体两排斥吸引 2.电子转移失去得到 3.正大于不显4.电荷餐巾纸 5.异种电荷同种电荷相互排斥6.负电同种 7.定向移动正电荷持续电流化学电能正负 8.电子异 二、选择题 9.D10.C11.D12.C13.BC14.B 能力提高 15.互相排斥越大不能16.化学负17.D 第2节电路 基础训练 一、填空题 1.用电器 2.电源导线开关用电器电源导线用电器开关 3.电源闭合4.通路开路短路 5.开关铜短路 6.(1)正L2L负L、L2(2)LL2L2被短路 7.无电源无开关开关闭合电源被短路 8.开路通路短路 9.L、LeL2S、S 二、选择题 10.C11.B12.A13.C14.D15.C16.C17.B 18.B19.C20.A21.C22.C 能力提高 23.A24.A25.B 26 51 指南针·课堂优化·九年级·物理(JK)·参考答案 拓展应用 27.C 第3节 电路的连接 基础训练 一、填空题 1.相同所有所在支路断开2.不能并串 3.AL1、L2BL14.并联串联 5.S1S2和S3S1和S2 二、选择题 6.D7.B8.B9.C10.A11.A 三、实验题 12.(1)断开(2)L2与灯座接触不良(3)位置 (4)有 今 有该支路(5)不能 能力提高 13.D 二、实验题 专题1画电路图 8.(1)断开(2)不发光短路 (3)串B (4) 基础训练 B 一、选择题 1.A D 二、作图题 2. 3 L & 能力提高 9 ⑧ 没 S:S2 ⑧ ⑧L & 6 S1 以 11.(1) & ⊕ S 9 M 红灯 前门开关 L S: 拓展应用 绿灯 后门开关 S 12. 楼上平 R 10. 11. S 楼下开关 ☒ ⑧ 0 第4节 跨学科实践：电路创新设计展示 220Vo 基础训练 专题2 连接电路的实物图 一、选择题 基础训练 1.C2.B3.C4.D5.C6.D7.C 一、作图题 二、作图题 8. 能力提高 9.S1 海 ⑧辣 L 拓展应用 10. 比热容单 场率单位 11 12. 门边。 床头 顶灯 0 电源。 第4章 电流、电压和电阻 第1节电流 基础训练 一、填空题 1.定向移动电荷多少I安培安A mA uA 2.(1)串(2)正负(3)测量范围(4)电源的两极电流 3.5X1035X10°2×1050.2 4.(1)干路(2)L。(3)电流表直接接在电源两端 (4)电流表正、负接线柱接反了 二、选择题 5.C6.C 7.D8.D9.C 三、作图题 10. ☒ 11. 四、实验题 12.电流表的正负接线柱接反了所选的测量范围太大 所选的测量范围太小连接电路时开关没有断开 电流表使用前没有校零 13.(1)零刻度线调零(2)断开试触法(3)I20.46 (4) 能力提高 14.a0.6 15.L、L8LgL1、L2L2 16.B 52