2.2 热机效率-【学海风暴】2026-2027学年九年级全一册物理同步备课（教科版·新教材）

减小汽缸的内能的。(3)水在汽缸内汽化成水蒸气， 水蒸气膨胀对外做功，水蒸气的内能转化为活塞的机 械能，所以水蒸气的内能会变小。这种汽油机的一个 工作循环有六个冲程，对外做功2次。 2热机效率 )课内基础闯关 1.有用功25%2.C3.D 4.解：(1)汽车通过隧道的平均速度 --20-20m/s (2)完全燃烧0.1kg汽油放出的热量 Q=qm=4.6×10J/kg×0.1kg=4.6×10J (3)汽车通过隧道时牵引力做的有用功W=1.38× 10J W 汽车通过隧道时发动机的效率？=Q×100%= 1.38×10J×100%=30% 4.6×105J 5.A6.C )课外拓展提高 1.甲乙【解析】由图可知，甲损失的能量为500J,乙 损失的能量为5000J,则甲损失的能量较少。甲中燃 料完全燃烧放出的热量为2000J+500J+1500J= 4000J,乙中燃料完全燃烧放出的热量为4000J+ +3000J=12000J,则甲的热机效率 W甲 Q里 2000J ×100%= 4000了×100%=50%，乙的热机效率72= 4000J V2X100%200×100%≈33.3%，放乙的热机 Q 效率较低。 2.0.625【解析】该汽车行驶的路程s=t=20m/s ×500s=10m=10km,因为每百公里的油耗为6L, 6L 所以该汽车行驶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 Qt=Vg=0.6L×3.3×10J/L=1.98×10J,该汽 车在行驶过程中做的有用功W有m=Fs=fs=495N ×10m=4.95×10J,则汽油机的效率？= W有用X Q做 100%=4.95X10°J 1.98x10X100%=25%。 3.D 4.ABC【解析】由题图甲可知，两个气门都闭合，活塞上 行，为压缩冲程，该冲程中机械能转化为内能，故A错 误。由题图乙可知，0~10s内，该汽车做加速运动， 10s后该汽车做匀速直线运动，即该汽车不是一直做匀 速直线运动，故B错误。10s后该汽车做匀速直线运 动，速度v=20m/s,根据二力平衡条件可得，此时该汽 车受到的牵引力F=f=4000N,则此过程中该汽车发 W Fs 动机的功率P= =Fu=4000N×20m/s=8× 九年级物理JK版 10W;由题意可知，该汽车以恒定的功率在水平公路 上做直线运动，则在0~20s内，该汽车牵引力所做的 功W有用=Pt=8×10W×20s=1.6×10°J,故C错 _W×100%可得，在0一20s内，燃油完全 误。由”一Q 燃烧放出的热量Q做= _W题=1.6X10=4X10J, 40% 则在前10s燃油完全燃烧放出的热量Q:'=2Q:= 2X4×10°J=2X10J:由Q=m9可得，需要完全燃 烧燃油的质量m=Q'-2X10】 q4.6×102J/kg ≈0.043kg,故 D正确。 5.解：(1)1kg汽油完全燃烧放出的热量Q微=mg=1kg ×4.5×10J/kg=4.5×102J (2)水吸收的热量Q骏=7Q做=42%×4.5×10J= 1.89×10J 由Q:=c*mk△得水升高的温度△=Q:= C水加水 1.89×103J =45℃ 4.2×103J/(kg·℃)×100kg (3)汽车匀速运动，牵引力等于所受阻力，即F=f= 900N 汽车做的有用功W=1Q微=30%×4.5×10'J= 1.35×10J 汽车通过的路程s=下 _1.35×10J=1.5×10m= 900N 15 km )核心素养提升 1.61×10机械3.5×10-3【解析】汽油机中燃料 完全燃烧放出的能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能量Q散=W颗失十W有用 =1.2×10J+4.1×10J=1.61×105J。消耗汽油 Q做1.61×105J 的质量m= q4.6×10J/kg =3.5×10-3kg。 专题一热量的相关计算 1.解：(1)0.3kg氢燃料完全燃烧放出的热量 Q枚=mg=0.3kg×1.4×10°J/kg=4.2×10J (2)这些热量全部被水吸收，则Q=Q做=4.2×10J 水升高的温度 Q 4.2×102J △t= c本m*4.2×103J/(kg·℃)×200kg =50℃ 2.解：(1)水吸收的热量Q吸=cm△t=c本m水(t一t)= 4.2×103J/(kg·℃)X4kg×(70℃-20℃)=8.4× 103J (2)煤气完全燃烧放出的热量Qt=mq气=0.05kg× 4.2×102J/kg=2.1×10J （③煤气护的发率？=8×10%=会18× 100%=40% 3.解：(1)金属球的质量热 ②课前预习导航 一、热机效率 1.定义：把热机所做的有用功与所用燃料 完全燃烧释放的热量之比叫作热机的效率。 2.公式：7= W有用×100%。 Q放 名师点睛 热机效率是热机性能的重要指标。热 机效率越高，在做功同样多的情况下，消耗 的燃料越少，从而节约能源，减少污染。 3.热机效率低的原因 (1)燃料不可能完全燃烧。 (2)废气要带走很大一部分能量。 (3)热机部件散热要消耗一部分能量。 (4)克服摩擦做功要损失一部分能量。 4.提高热机效率的主要途径 (1)尽量使燃料充分燃烧。 (2)减少燃烧过程中的热量散失。 (3)减少机械工作过程中的能量损失。 (4)在热机的设计和制造上采用先进技术。 二、改变世界的热机 1.蒸汽机的应用，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.轮机广泛应用在火力发电厂以及大型 舰船上。 3.很多汽车、农用机械、轮船上配备的是 汽油机和柴油机。 4.在航空航天中，使用的是更加高效的喷 气式发动机。 三、飞向太空 1.火箭的原理：燃料燃烧产生的气体体积 膨胀，从箭筒的尾端向后高速喷出，从而推动 机效率 箭筒向前飞行。 2.利用火箭，人类不仅可以发射人造卫 星，还能发射载人宇宙飞船。 已经典例题剖析 【例】右图所示的是新农村 建设中广泛使用的一种小型农 用柴油机，其铭牌上的部分信息 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。该柴油机为单缸四冲程内燃 机，压缩冲程中汽缸内气体内能的增加是通过 的方式实现的；正常工作1min,该柴 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。(q柴油=4.0×10J/kg) 型号 HR05b 活塞行程 100mm 转速 2 400 r/min 输出功率 8kW 效率 40% 【解题点拨】在柴油机的压缩冲程中，活塞 压缩气体做功，使气体的内能增大，将机械能 转化为内能；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；根 器效率公式)一”×10%计算出据剂完全 燃烧放出的热量，再利用公式Q数=mq计算出 消耗柴油的质量；由于飞轮每转2周对外做功 1次，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 计算出做功冲程中燃气对活塞的平均压力。 参考答案0【例】做功4.8×1050.03 4000 全一册第2章 已课内基础闯关 考点①热机效率 1.一台柴油机的热机效率为25%，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 2.关于热机效率，下列说法正确的是( ) A.热机消耗的燃料越多，其效率就越低 B.热机做的有用功越多，其效率就越高 C.热机效率越高，将内能转化为机械能的比 例就越大 D.在航空航天中使用的喷气式发动机的效 率可达到100% 3.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 4.(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 隧道时牵引力做的有用功为1.38×105J。 (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)汽车通过隧道时发动机的效率？。 420 九年级物理JK版 考点②改变世界的热机 5.物理学与社会发展近年来我国先进装备层 出不穷。以下装备的动力装置不属于热机 的是 () A.“玉兔号”月球车B.福建舰 C.歼-20战斗机D.长征五号火箭 6.涡轮喷气发动机的基本结构如下图所示。 工作时，空气通过进气口进人压气机被压 缩，再进入燃烧室与燃料混合后燃烧，产生 的高温高压燃气推动涡轮转动并从尾喷管 高速喷出，从而获得动力。下列有关说法正 确的是 ( 进气口压气机燃烧室涡轮尾喷管 A.涡轮喷气发动机不属于热机 B.燃料燃烧放出的热量越多，燃料的热值就 越大 C.燃料燃烧越充分，涡轮喷气发动机的效率 就越高 D.高温高压燃气推动涡轮转动，相当于内燃 机的压缩冲程 已课外拓展提高 一、填空题 1.下列图片所示的是甲、乙两个热机某次做功 的参数。甲、乙相比， 损失的能 量较少， 的热机效率较低。（均 选填“甲”或“乙”) 甲热机 乙热机 2000J- 5000 1500J. 4000J- 3000 500J 0J9 有用损失废气 有用损失废气 机械能能量内能 机械能能量内能 2.某种国产汽车，当它在某平直公路上以 20m/s的速度匀速行驶时，每百公里的油耗 为6L。该汽车行驶500s,消耗的汽油是 L。假设该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3.3×10J/L) 二、选择题 3.下列方法不能提高热机效率的是( A.尽量使燃料充分燃烧 B.尽量减少各种散热损失 C.尽量减少因克服摩擦力而额外消耗的 能量 D.利用废气的能量集中供热 4.（多选)一辆汽车使用的是四冲程内燃机。图 甲所示的是内燃机的一个冲程，该汽车以恒 定的功率在水平公路上做直线运动，其速度 随时间变化的关系如图乙所示，汽车在行驶 过程中所受阻力不变，为4O00N。内燃机的 效率为40%，燃油的热值为4.6×10J/kg。 下列有关叙述不正确的是 tv/(m's） 10 20t/s 乙 A.图甲所示的冲程中内能转化为机械能 B.该汽车一直做匀速直线运动 C.0~20s内，该汽车牵引力所做的功为8× 105J D.需要完全燃烧约0.043kg燃油才能使该 汽车完成前10s的运动 三、计算题 5.(2025一2026九江湖口检测) 右图是新款无人驾驶汽车原 型图。该款车以某速度在一 段平直的公路上匀速行驶了一段距离，消耗 汽油1kg。汽油机的效率为30%，汽油的热 值为4.5×107J/kg,c水=4.2×103J/ (kg·℃)。 (1)1kg汽油完全燃烧放出的热量是多少？ (2)假设该汽车在这次行驶过程中，发动机 排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放 出的热量的42%。若这些废气带走的能量 全部被质量为100kg的水吸收，水升高的温 度是多少？（水未沸腾） (3)如果汽油机的效率不变，汽车匀速运动 时的阻力为900N,消耗1kg汽油汽车通过 的路程是多少千米？ 已核心素养提升 科学思维(2025烟台)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1.2×105J 燃料完全燃 烧释放的能凵人 有用的②能 量为①J 为4.1×10J 全一册第2章