14.3 热机的效率-【学海风暴】2026-2027学年九年级上册物理同步备课（人教版·新教材·安徽专版）

第3节热机的效率 ● 要点提园 L.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。单位：J/kg、J/m3。 热值大小只与燃料种类有关，与其质量（体积）、是否完全燃烧均无关。 2.燃料燃烧放热公式：①Q#=q(适用于固体、液体燃料)；②Q#=qV(适用于气体 燃料)。 3.热机效率：-×10%。提高热机效率的途径：0化然料充分然烧：回尽量浅少各名 种热量损失；③减少各部件间的摩擦；④充分利用废气带走的能量。 课内基础闯关 知识点①燃料的热值 (3)表中质量相同的四种燃料完全燃烧后， 1.目前运载火箭常使用液态氢作为燃料，主要 放出热量最少的是 是因为液态氢的热值较 。 若一 (4)若质量为2kg的某种燃料完全燃烧后， 罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值将 放出的热量是9.2×10？J,则这种燃料可能 是 2.(2025山东)汽油在发动机气缸中燃烧不充 知识点2热机的效率 分会产生积碳，影响发动机性能。在发动机 4.教材改编题下图所示的是某内燃机工作时 维护保养后，汽油燃烧会更加充分，其热值 的能量流向图。该内燃机的热机效率是 ( ( A.变大 B.变小 废气带走的能量 机械自身 40% C.不变 D.无法确定 耗的能 量25% 3.根据下表列出的四种燃料的热值，回答下列 问题。 燃料完全燃烧释有用机械能 放的能量100% 干木柴 酒精 柴油 煤油 A.65% B.40% C.15% D.35% 1.2× 3.0× 4.3× 4.6× 5.(2025一2026潜山检测)下列关于热值和热 10 J/kg 107 J/kg 10 J/kg 10 J/kg 机效率的描述，正确的是 () (1)从表中的数据可知，不同燃料的热值 A.使燃料燃烧更充分，可以增大热值 B.燃料燃烧释放的热量越大，热值越大 (2)酒精的热值是3.0×107J/kg,表示的物 C.热值和热机效率都是定值，与外界条件 理意义是 无关 那么，完全燃烧 D.使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率 1g的酒精可放出热量 上册第十四章 课外拓展提高 6.某路灯的灯杆顶端有太阳能电池板和风车。 8.完全燃烧1g液态氢能释放出1.4×10J的 若太阳光辐射到该电池板的能量为2.7× 热量，是完全燃烧1g汽油释放热量的3倍。 10J,这与完全燃烧 kg焦炭放出 由此可知，液态氢比汽油 () 的热量相当。（焦炭的热值为3×10J/kg) A.内能大B.温度高C.热值大D.密度大 7.物理学与社会发展右图所示的 9.（2025广安，有改动)五一假期，小莉一家出 是国产大型水陆两栖飞机“鲲 去旅游。汽车通过一条长2400m的隧道， 龙”AG600,它是国家为满足森林灭火和水 用时120s,消耗0.1kg的汽油。汽车通过 上救援的迫切需要而研制的大型特种民用 隧道的过程中牵引力做的有用功为1.38× 飞机。飞机某次飞行中，消耗燃油2× 10J。(汽油的热值q=4.6×10J/kg)求： 103kg,发动机推力做功2.3×101°J,已知燃 (1)汽车通过隧道的平均速度。 油的热值为4.6×10J/kg,则该发动机的效 (2)完全燃烧0.1kg汽油放出的热量。 率为 (3)汽车通过隧道的过程中发动机的效率？。 变式用天然气热水器将40kg的水从 15℃加热到65℃，此过程中天然气完全燃 烧释放热量的84%被水吸收，水吸收的热 量为 J,天然气完全燃烧 释放的热量为 J,需要消耗 天然气 kg。〔c水=4.2X 103J/(kg·℃)，9天然气=4×102J/kg 品核心素养专练 10.核心素养·科学探究小明同学在“探究 制水的质量相等，煤油与菜籽油的质量 不同燃料燃烧放出的热量”的实验中，设计 (选填“相等”或“不相等”)。除 的实验装置如下列图片所示。 了图中所提供的测量工具， (选填“需要”或“不需要”)秒表。 温度计 温度计 (2)燃料燃烧放出热量的多少是通过 水 水 (选填“温度计升高 备煤油 菜籽油 的示数”或“加热时间”)来反映的。 (3)分析得出：煤油和菜籽油这两种燃料 燃料 加热前的水温 燃料燃尽后的水温 中，热值较大的是 0 煤油 25℃ 44℃ (4)利用以上实验方法计算出的燃料热值 莱籽油 25℃ 34℃ 将比真实值 (选填“大”或 (1)为了保证实验结论可靠，小明同学选择 “小”)。 了两套完全相同的装置，在实验中还应控 18 九年级物理RJAH版(2)这些热量全部被水吸收后，水升高的温度△'= Q吸_Q做 9.66×10J =4.6℃ cmcm4.2×103J/(kg·℃)×5kg 第十四章内能的利用 第1节能量的转化与守恒 ○课内基础闯关 1.转化转移2.化学机械 3.B4.B 5.能量守恒定律减少【解析】抽水机在工作过程中， 有部分机械能会转化为内能，即机械能会逐渐减少， 机械能总量不守恒，所以人们设想的永动机不可能实 现，违背了能量守恒定律。 6.C 7.A【解析】永动机违背了能量守恒定律，所以不可能 被制造出来，故A正确。能量守恒定律既适用于能量 的转化过程，也适用于能量的转移过程，故B错误。 “摩擦生热”是将机械能转化为内能，所以也符合能量 守恒定律，故C错误。根据能量守恒定律，自然界中 能的总量保持不变，但是机械能不一定守恒，故D 错误。 巴课外拓展提高 8.电能保持不变9.机械能量守恒 10.B 11.A【解析】由题意可知，小球在与轨道摩擦的过程 中，其机械能转化为内能，逐渐减小。不计空气阻 力，小球从A点到达B点时，机械能从100J减小为 80J,减少了20J:而从B点到达左侧所能达到的最 高位置时，其通过轨道的长度应该比第一次短，所以 机械能减少的大小应该小于20J,故此过程中小球克 服摩擦做的功小于20J。 12.B 巴核心素养专练 13.C【解析】饮水鸟“喝水”的能量转化过程遵循能量 守恒定律，故A错误。由能量守恒定律知，如果没有 能量补充，饮水鸟最终会停止运动，故B错误。下球 中乙醚汽化的过程是通过热传递的方式改变内能大 小的，故C正确。饮水鸟中的乙醚是通过热传递的 方式增加内能的，故D错误。 第2节热机 心课内基础闯关 1.水蒸气2.B 3.压缩做功惯性 4.B 5.C【解析】汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气 的混合物，故A错误。在压缩冲程，活塞对气体做功， 将机械能转化为内能，气体的内能变大，温度升高，故 B错误。做功冲程中，气体对活塞做功，气体的内能转 化为活塞的机械能，故C正确。排气冲程中没有能量 的转化，故D错误。 6.柴油机柴油机7.C D课外拓展提高 8.内压缩【解析】把推杆迅速推人牛角套筒时，套简 内空气被压缩，推杆前端的艾绒立刻燃烧起来，此过 程中压缩套筒内的空气做功，使套筒内气体的内能增 加，温度达到艾绒的着火点。在该过程中，推杆的机 械能转化为筒内空气的内能，这与内燃机的压缩冲程 原理相同。 9.丙下汽油和空气的混合物 10.A【解析】一个工作循环包含四个冲程，飞轮转2 圈，做功1次。飞轮转速为2400r/min=40r/s,1s 飞轮转40圈，做功20次，完成20个工作循环，共80 个冲程。 变式301800 11.D12.B 13.C【解析】图丁中两个气门关闭，活塞向下运动，属 于做功冲程。在做功冲程中，内能转化为机械能，故 A错误。在吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空 气的混合物，柴油机吸入的只有空气，故B错误。飞 轮的转速是1200r/min=20r/s,每秒内汽油机飞轮 转动20圈，对外做功10次，完成40个冲程，故C正 确。图甲中两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩 冲程：图乙中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运 动，是吸气冲程：图丙中进气门关闭，排气门打开，活 塞向上运动，是排气冲程：图丁中两个气门都关闭， 火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程。该汽油机 一个工作循环四个冲程的正确顺序是乙、甲、丁、丙， 故D错误。 巴核心素养专练 14.做功降低减小排气 第3节热机的效率 )课内基础闯关 1.大不变2.C 3.(1)不同(2)1kg的酒精完全燃烧放出的热量是 3.0×102J3.0×10(3)干木柴(4)煤油 4.D 5.D【解析】热值是燃料的一种属性，与燃烧情况、放出 热量的多少无关，故A、B错误。热值取决于燃料种 类，与外界条件无关：而燃料的燃烧情况、能量的损失 都会影响热机效率，因此热机效率不是定值，与外界 条件有关，故C错误。使燃料燃烧更充分，可以增大 有效利用的能量，可以提高热机的效率，故D正确。 上册详解详析 3 )课外拓展提高 6.0.9 7.25%变式8.4×1051×1020.25 8.C 9.解：(1)汽车通过隧道的平均速度 7=x2400m=20m/3 t120s (2)完全燃烧0.1kg汽油放出的热量 Q=mq=0.1kg×4.6×102J/kg=4.6×105J (3)汽车通过隧道的过程中牵引力做的有用功W= 1.38×105J 汽车通过隧道的过程中发动机的效率 7-Q×100%=-1.38×10 W ×100%=30% 4.6×105J 巴核心素养专练 10.(1)相等不需要(2)温度计升高的示数(3)煤 油(4)小 专题练习一热学综合计算 1.解：(1)1大卡=1千卡=1000×4.2J=4.2×103J 质量为50kg的运动员跑20km消耗的能量 E=50kg×20km×4.2×103J/(kg·km)=4.2× 105J (2)天然气完全燃烧放出的热量Q=E=4.2×105J Q4.2×105J 天然气的热值g=V=0.1m =4.2×10J/m3 2.解：(1)绝热容器中水的体积为V*=5L=5×10-3m 绝热容器中水的质量为m水=P水V水=1.0×103kg/m ×5×10-3m3=5kg (2)水吸收的热量为Q酸=c水m水(1一t本)=4.2X 103J/(kg·℃)×5kgX(44℃-40℃)=8.4×10J (3)不计热量损失，金属块放出的热量Q做=Q顾=8.4 ×10J 该金属的比热容 Q微 8.4×10'J m金1会-i)=2kg×(92℃-44℃)=0.875× C金= 103J/(kg·℃) 3.解：(1)水吸收的热量 Q段=c水m水△1=4.2X103J/(kg·℃)×4kg× (70℃-20℃)=8.4×105J (2)煤气完全燃烧放出的热量Q做=m气q=0.05kg ×4.2×103J/kg=2.1×10J _Q题×100%= (3)煤气炉加热的效率刀一Q .4×105J .1×106J1 100%=40% 4.解：(1)壶中水的质量为 m*=p水V*=1.0X103kg/m3X2X10-3m3=2kg 4 九年级物理RJAH版 (2)水吸收的热量为 Q水=c本m*△水=4.2X103J/(kg·℃)X2kgX (100℃-25℃)=6.3×105J (3)丁烷完全燃烧放出的热量为QT烧=mT烷qr烷= 2.5×10-2kg×4.8×102J/kg=1.2×105J 卡式炉的加热效率为 ×1m%=2×718×10%=625% 刀一Q灯 5.解：(1)因为汽车做匀速直线运动，所以牵引力F=f =0.08G=0.08mg=0.08×1500kg×10N/kg =1200N s=50km=5×101m 牵引力所做的功W=Fs=1200N×5×10'm=6× 102J （②)汽车发动机的效率7。×10%= ×100%= mg 6×10J 4kgX4.6X107J/kgX100%≈33% 6.解：(1)当汽车以30m/s的速度匀速直线行驶时，发动 机牵引力F=f=2.7×102N 发动机的输出功率P= _W_E=Fu=2.7×102NX 30m/s=8.1×103w (2)油箱加满汽油时，汽油的质量m=40kg 汽油的热值g=4×10J/kg 这些汽油完全燃烧释放的热量Q=qm=4×10'J/kg ×40kg=1.6×10°J (3)汽车能做的最多功W=7Q=30%×1.6×10°J= 4.8×108J 汽车的最长行驶时间t= w4.8×108J 8.1X10°W≈59259s 第4节跨学科实践：制作简易热机模型 实践专项训练 1.(1)热传递(2)放出(3)大气压 2.(1)内能机械能(2)笔尖喷出的蒸汽太少（合理即 可)(3)易拉罐上半部分覆盖保温层（合理即可） 章末复习提升 知识网络梳理 ①转化②不变③机械能④压缩⑤mg(或Vg) 易错易混整合 1.做功1800 2.B 巴综合能力拓展 A基础题 1.内B 2.错误水火箭与空气摩擦做功会导致能量损耗