12.4 热机与社会发展-【学海风暴】2026-2027学年九年级上册物理同步备课（沪粤版·新教材）

小于b物质的比热容，而水的比热容最大，所以b对应 的物质是水；加热5min,水的温度由20℃升高到 40℃，a物质的温度由20℃升高到60℃，由于加热时 间相同，所以它们吸收的热量相同，即Q。暖=Q倾三 c水m本(t*-t0*)=4.2×103J/(kg·℃)×0.3kgX (40℃-20℃)=2.52×10J:另一种物质的比热容 Q吸 2.52×10J 6.=m..-1)=0.3kgX(60C-20C)=2.1× 103J/(kg·℃)，由表格数据可知，此物质为煤油。 12.4热机与社会发展 ②课内基础闯关 1.做功内能2.运动状态做功3.C 4.有用功25%2.15×10？【解析】热机效率是指热 机工作时，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。2kg柴油完全燃烧时放出的热 量Qt=mg=2kg×4.3×10J/kg=8.6×10J,故这 台柴油机工作时做的有用功W有用=7Q数=25%× 8.6×103J=2.15×10J。 5.D D课外拓展提高 1.降低内乙【解析】蒸汽推动活塞做功，是蒸汽的 内能转化为活塞的机械能，蒸汽的内能减少，温度降 低。由图乙、丙可知，两个冲程中两气门都关闭，乙中 火花塞点火，活塞下行，是做功冲程，其将内能转化为 机械能：丙中火花塞未点火，活塞上行，是压缩冲程， 其将机械能转化为内能。因此与蒸汽弹射装置工作 时能量转化形式相同的是乙。 2.0.625【解析】汽车行驶的路程s=l=20m/s× 500s=10m=10km,因百公里的油耗为6L,则行驶 10km消耗汽油的体积V=1O0km> -×10km=0.6L: 0.6L汽油完全燃烧放出的热量Q做=Vg=0.6L× 3.3×10J/L=1.98×10J,汽车在行驶过程中做的 有用功W有用=Fs=fs=495NX10m=4.95×10J, _V有题×100%= 则汽油机的效率习=Q 4.95×10°J .98X10j× 100%=25%。 3.A【解析】四冲程内燃机一个工作循环，活塞往复两 次，飞轮转动两周，完成四个冲程，对外做功一次。当 飞轮的转速为2400r/min时，它在1min内完成4800 个冲程，对外做功1200次，所以此汽油机1s内完成 80个冲程，对外做功20次。 变式压缩3000 4.AD 5.解：(1)汽车通过隧道的平均速度 0=三-2400m=20m/s t120s (2)完全燃烧0.1kg汽油放出的热量 Q=qm=4.6×102J/kg×0.1kg=4.6×10J (3)汽车通过隧道的过程中牵引力做的有用功W= 1.38×10J W 汽车通过隧道的过程中发动机的效率？一QX100% 1.38×10°J 100%=30% 4.6×105J 九年级物理HY版 ②核心素养提升 1.61×105机械3.5×10-3【解析】汽油机中燃料 完全燃烧放出的热量等于损失的能量和有用的机械 能之和，燃料完全燃烧放出的热量Q做=W颗失十W有用 =1.2×105J+4.1×10J=1.61×103J,则消耗汽油 的质量m=Qk=1.61X10J Γq-4.6×10J/kg =3.5×10-3kg。 阶段训练（二） 1.热传递扩散2.减小热传递 3.做功机械 4.晶体> 变式A【解析】由题可知，当质量m和吸收热量Q相 同时，液体a升高的温度为液体b的一半，根据公式c =Q可知，液体a的比热容是液体6的2倍，则c。 m△t开 Cbo 5.D6.C7.D8.C 9.AB【解析】根据图甲可知，两个气门关闭、活塞上行， 为压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，机械能转化 为内能，气体的温度升高，故A正确。热机效率是指 有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值， 由图可知，输出有用功所占比例为100%一36% 30%一6%=28%，即该汽油机的效率为28%，故B正 确。热值是燃料本身的一种特性，只由燃料本身决 定，和燃料的质量、放出热量的多少、燃烧是否充分 温度高低无关，故C错误。冬天利用尾气中的余热给 车内供暖，该举措可以提高能量的利用效率，但不能 提高汽油机的效率，故D错误。 10.(1)水和煤油的质量不相等(2)加热时间(3)水 (4)2.1×103 专题二热量的相关计算 1.解：(1)铁制品放出的热量 Q数=c铁m:△1铁=0.46×103J/(kg·℃)×20× 10-3kg×(820℃-20℃)=7360J (2)不考虑周围环境的影响和热损失，液体吸收的热 量Q魔=Q做=7360J 由Q限=c△t可知，该液体的比热容 Q级 7360J m维△度368X10-9kg×(20℃-10℃)=2× C液= 103J/(kg·℃) 2.解：(1)0.3kg氢燃料完全燃烧放出的热量 Q枚=mq=0.3kg×1.4×108J/kg=4.2×10J (2)这些热量全部被水吸收，则Q=Q,=4.2×10?J 水升高的温度 Q吸 4.2×102J △1= =50℃ c*m*4.2×103J/(kg·℃)×200kg 3.解：(1)水吸收的热量Q限=cm△1=c本m水(t一t。)= 4.2×103J/(kg·℃)×4kg×(70℃-20℃)=8.4× 105J (2)煤气完全燃烧放出的热量Q做=mq气=0.05kg× 4.2×10J/kg=2.1×10J (3)煤气炉的效率？= 8×100%=84X101 Q 2.1X10j×12.4 热机 已课前预习导航 一、热机与内燃机 1.热机：把肉能转化为机械能的机器。 2.内燃机是热机的一种。它分为汽油机 和柴油机两种。 (1)工作原理：燃料在气缸内燃烧，产生高 温高压的燃气，把化学能转化为内能：然后燃 气推动活塞做功，把内能转化为机械能。 (2)工作过程：内燃机每个工作循环都由 吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成，四个冲 程往复循环，使内燃机不停地工作。 (3)能量转化：压缩冲程中，机械能转化为 内能；做功冲程中，内能转化为机械能。 3.汽油机和柴油机的异同 内燃机 汽油机 柴油机 气缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排 构 相同 气门、飞轮 造 不同 火花塞 喷油嘴 吸进汽油和空气 吸气 不同 吸进空气 混合物 冲程 相同 进气门开启，排气门关闭 燃料混合物被压 空气被压缩的程 工 压缩不同 缩，压强增大，温度更大，压强更 作 冲程 度升高 大，温度更高 过 相同 机械能→内能，两气门均关闭 程 火花塞产生电火喷油嘴喷出雾状 做功 不同 花，使燃料燃烧柴油，遇热空气燃 冲程 (点燃式) 烧（压燃式） 相同 内能→机械能，两气门均关闭 排气冲程 进气门关闭，排气门打开排出废气 用于载重汽车、坦 用于汽车、飞机、 应用 克、拖拉机、火车、 小型农用机械等 轮船等 与社会发展 名师点睛 在内燃机（汽油机和柴油机）的四个冲 程中，做功冲程是内燃机中唯一对外做功的 冲程，其他三个冲程是辅助冲程，要依靠飞 轮的惯性来完成。 二、热机的效率 1.定义：热机工作时，用来做有用功的能量 与燃料完全燃烧时放出的能量之比，叫做热机的 效率。 2.计算公式：m=Q -×100%。 三、热机与环境 提高热机效率的方法： (1)尽可能使燃料充分燃烧。 (2)尽量减少各种热量损失。 (3)保持良好的润滑，尽量减少因克服摩 擦而额外消耗的能量。 (4)用更先进的技术制造热机等。 已经典例题剖析 ------0 【例1】下列图片所示的是汽油机的四个冲 程，其中属于使汽车获得动力的冲程是( ) B C 【解题点拨】四冲程汽油机包括吸气、压 缩、做功、排气四个冲程，在汽油机的四个冲程 中，有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程 中机械能转化为内能，二是做功冲程中内能转 化为机械能，在此冲程中汽车获得了动力。 【例2】下图所示的是新农村建设中广泛使 上册第十二章 37 用的一种小型单缸四冲程农用柴 油机，铭牌部分信息如下表所示， 其中活塞行程是指一个冲程中活 塞移动的距离。正常工作1min, 柴油机输出的有用功为 J,消耗柴油 kg;做功冲程中，燃气对活塞的平均压力 为 N。(9柴油=4.0×102J/kg) 型号 ××X 活塞行程 100mm 转速 2 400 r/min 输出功率 8kW 效率 40% 【解题点拨】已知输出功率P和工作时间 t,根据W=Pt可计算出柴油机输出的有用功， W 根暑效率公式y一QX10%计算出燃料完全 燃烧放出的热量，再利用公式Q=mq计算出 消耗柴油的质量；由于飞轮每转两周对外做功 一次，可计算出飞轮转2400周对外做功的次 数，根据有用功和做功的次数可计算出一个做 功冲程中燃气对活塞做的功，再由公式W=Fs 算出做功冲程中燃气对活塞的平均压力。 参考答案0【例1】B【例2】4.8×10 0.034000 已课内基础闯关 考点①热机与内燃机 1.教材素材（2025自贡，有改动)如图所示的 为内燃机的 冲程，该过程将 转化为机械能。 纸筒 气罐 第1题图 第2题图 438 九年级物理HY版 2.（2025济南)如图甲所示的为一种经常在喜 庆场合使用的手持礼炮，其结构简化图如图 乙所示。使用时，气罐内的高压气体推动纸 筒内的彩条沿纸筒方向快速喷出，这说明力 可以改变物体的 。此过 程中的能量转化与内燃机的 冲程相同。 3.(2025天津)我国在柴油机的研制上已将本 体热效率突破53%。在柴油机的四个冲程 中，内能转化为机械能的是 ( ) A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 考点②热机的效率 4.一台柴油机的热机效率为25%，这表示的意 义是：柴油机用来做 的那部 分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比为 。 用这台柴油机工作时，完全 燃烧2kg的柴油可做有用功 J。(柴油的热值为4.3×107J/kg) 5.有甲、乙两台汽油机，甲的效率比乙高，说明 ( A.在相同的时间内，甲比乙做功多 B.工作相同的时间，甲比乙消耗的汽油少 C.做相同的功，甲比乙消耗的汽油多 D.消耗同样多的汽油，甲比乙做的有用功多 已课外拓展提高 一、填空题 1.物理学与工程实践图甲是航母上蒸汽弹射 装置的简化示意图，在弹射飞机时，高温高 压的蒸汽快速向外推动活塞，气缸内蒸汽的 温度 (选填“升高”“降低”或 “不变”)。蒸汽弹射装置工作时把 能转化为机械能，与图 (选填 “乙”或“丙”)所示的汽油机冲程相同。 牵引索 >滑轮 罩话塞 蒸汽 甲 2.某种国产汽车，当它在平直公路上以20m/s 的速度匀速行驶时，每百公里的油耗为6L 汽车行驶500s,消耗的汽油是 L。 假设汽车在运动过程中受到的平均阻力是 495N,则汽油机的效率是 %。 (已知汽油的热值是3.3×107J/L) 二、选择题 3.(2025黑龙江龙东地区，有改动)一台单缸四 冲程汽油机的飞轮的转速是2400r/min,则 此汽油机每秒钟 A.完成80个冲程，对外做功20次 B.完成80个冲程，对外做功40次 C.完成40个冲程，对外做功10次 D.完成40个冲程，对外做功40次 变式汽油机的四个冲程中，由机械能转 化为内能的是 冲程。某单 缸四冲程汽油机工作时，每1s燃气对外 做功25次，则该汽油机飞轮的转速为 r/min。 4.(多选)下列图片所示的是四冲程汽油机的工 作原理示意图。下列说法正确的是 奢奢香奢 A.图甲是吸气冲程，吸入气缸的物质是空气 和汽油的混合物 B.图乙是做功冲程，涉及的能量转化是内能 转化为机械能 C.图丙是压缩冲程，该冲程末燃气的内能减 小，温度降低 D.图丁是排气冲程，该冲程是靠飞轮的惯性 来完成的 三、计算题 5.(2025广安，有改动)五一假期，小莉一家出去 旅游。汽车通过一条长2400m的隧道，用时 120s,消耗0.1kg的汽油，汽车通过隧道的过 程中牵引力做的有用功为1.38×10J。(汽 油的热值q=4.6×10J/kg)求： (1)汽车通过隧道的平均速度。 (2)完全燃烧0.1kg汽油放出的热量。 (3)汽车通过隧道的过程中发动机的效率。 已核心素养提升 物理观念(2025烟台，有改动)汽油机是燃油 汽车的动力来源之一。下图所示的是某台汽 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4.6×10J/kg,则该 工作过程中消耗的汽油质量为 kg。 损失的能量为1.2×10J 燃料完全燃 烧释放的热 有用的②能 量为①」 为4.1×10J 上册第十二章