14.3 热机的效率-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”，涵盖燃料热值的定义、特性及计算，热机效率的含义、公式及提高途径等核心知识点。课堂导入通过拖拉机、飞机、火箭使用不同燃料的实例提问，结合烧水现象及对比实验，引导学生从生活现象到科学概念，构建“燃料特性—热值—热机效率”的学习脉络。 其亮点在于以实验探究为核心，通过控制变量法比较不同燃料放热能力，培养科学探究与科学思维；联系家用燃料变迁、火箭燃料选择等真实情境，渗透科学态度与责任。习题覆盖概念辨析、计算及实验，助力学生形成能量观念，教师可依托此资料高效落实教学目标，提升学生综合能力。

人教版物理九年级全一册精做课件 授课教师： . 班 级： 9年级（ ）班 . 时 间： . 2026年7月22日 14.3 热机的效率 第十四章 内能的利用 14.3 热机的效率 同步练习题（人教版九年级全一册） 一、选择题（每题3分，共30分） 1. 关于燃料的热值，下列说法正确的是（） A. 燃料燃烧越充分，热值越大 B. 燃料质量越大，热值越大 C. 燃料的热值与燃烧情况、质量无关 D. 未燃烧的燃料没有热值 2. 汽油的热值比酒精大，该现象说明（） A. 汽油含有的热量更多 B. 完全燃烧相同质量的汽油和酒精，汽油放热更多 C. 汽油燃烧更充分 D. 汽油燃烧产生的温度更高 3. 热机效率的物理意义是（） A. 热机做功的快慢 B. 燃料完全燃烧放出热量的多少 C. 有用机械能与燃料完全燃烧放出热量的比值 D. 燃料的利用率百分之百 4. 下列措施中，不能提高热机效率的是（） A. 让燃料充分燃烧 B. 减少机械摩擦损耗 C. 减少废气带走的热量 D. 增加热机的工作时间 5. 关于热机效率，下列说法正确的是（） A. 热机效率可以达到100% B. 效率越高，热机做的有用功越多 C. 效率越高，燃料利用率越高 D. 热机功率越大，效率越高 6. 一瓶酒精用去一半后，剩余酒精的（） A. 热值减半 B. 质量减半，热值不变 C. 热值和质量都减半 D. 热值变为原来两倍 7. 热机工作过程中，损失能量最多的途径是（） A. 机械摩擦损耗 B. 废气带走大量热量 C. 散热损耗 D. 机械自身吸热 8. 甲、乙两台热机，甲的效率高于乙的效率，下列说法正确的是（） A. 甲做功比乙快 B. 甲消耗的燃料更少 C. 完全燃烧相同燃料，甲转化的有用机械能更多 D. 甲做的有用功更多 9. 下列关于热值和热机效率的区别，说法错误的是（） A. 热值是燃料的特性 B. 效率是热机的性能指标 C. 热值与热机工作情况无关 D. 燃料热值越大，热机效率一定越高 10. 为保护环境、提高能源利用率，下列做法合理的是（） A. 加大燃料投放量 B. 让燃料充分燃烧，改良热机结构 C. 降低热机工作温度 D. 减小热机做功功率 二、填空题（每空2分，共28分） 11. 某种燃料______燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的______，它的单位是______。 12. 热值是燃料的一种______，只与燃料的______有关，与燃料的质量、燃烧是否充分、燃烧时间均无关。 13. 热机效率是指热机用来做______的那部分能量，与燃料______放出的能量之比。热机效率总是______100%。 14. 燃料燃烧时能量转化：______能转化为______能；热机工作时最终将内能转化为______能。 15. 提高热机效率的主要途径：使燃料______燃烧、减少______带走的热量、减少机械摩擦损耗。 三、实验探究题（共22分） 16. 为比较煤油和酒精的热值大小，小明设计了如下实验：取质量相同的煤油和酒精，分别装入相同的酒精灯中，加热质量、初温均相同的水，观察水温变化。 （1）本实验采用的实验方法是______，实验中需控制燃料的______、水的______和初温相同。 （2）实验中通过______来比较燃料热值的大小，水温升高越多，说明对应燃料的热值越______。 （3）实验过程中，燃料______（选填“需要”或“不需要”）完全燃烧；实验结束后发现测量热值偏小，主要原因是燃料燃烧放出的热量会被______、烧杯吸收，存在热量散失。 （4）实验结论：相同质量的不同燃料完全燃烧，放出的热量______，即不同燃料的热值一般______。 四、计算题（共20分） 17. 完全燃烧0.5kg的焦炭，放出的热量是多少？若这些热量全部被水吸收，求水吸收的热量。（q焦炭=3.0×10⁷J/kg）（10分） 18. 一台汽油机完全燃烧2kg汽油，放出热量9.2×10⁷J，其中转化的有用机械能为2.3×10⁷J，求这台汽油机的效率。（10分） 五、参考答案与解析 选择题答案： 1.C 解析：热值是燃料本身的特性，只与燃料种类有关，与质量、燃烧是否充分、是否燃烧均无关。 2.B 解析：热值表示单位质量燃料完全燃烧放出的热量，热值越大，相同质量燃料完全燃烧放热越多。 3.C 解析：热机效率是有用机械能与燃料完全燃烧放热的比值，反映燃料的有效利用率。 4.D 解析：增加工作时间只能增加总做功量，无法提高能量利用率，不能提升热机效率。 5.C 解析：热机工作存在能量损耗，效率永远小于100%；效率高低与做功快慢、总功多少无关，只与能量利用率有关。 6.B 解析：质量是物体的属性，用去一半质量减半；热值是燃料特性，保持不变。 7.B 解析：热机工作时，废气会带走绝大部分热量，是最大的能量损耗。 8.C 解析：效率高代表能量利用率高，相同燃料完全燃烧，转化的有用机械能更多。 9.D 解析：燃料热值大，只能说明单位质量燃料放热多，但若热机损耗大，效率不一定高。 10.B 解析：改良热机结构、让燃料充分燃烧，可减少能量损耗，提高热机效率，节约能源。 填空题答案： 11. 完全；热值；J/kg 12. 特性；种类 13. 有用功；完全燃烧；小于 14. 化学；内；机械 15. 充分；废气 实验题答案： （1）控制变量法；质量；质量 （2）水升高的温度；大 （3）需要；空气 （4）不同；不同 计算题答案： 17. 解：燃料完全燃烧放热公式：Q放=mq Q放=0.5kg×3.0×10⁷J/kg=1.5×10⁷J 热量全部被水吸收，则Q吸=Q放=1.5×10⁷J 答：焦炭放出热量为1.5×10⁷J，水吸收的热量为1.5×10⁷J。 18. 解：热机效率公式：η=W有/Q放×100% η=2.3×10⁷J / 9.2×10⁷J×100%=25% 答：这台汽油机的效率为25%。 习题总结 本套习题全面覆盖14.3热机的效率核心考点，重点考查燃料热值的概念与特性、热值与热机效率的区别、热机效率的含义、能量损耗途径、提高热机效率的方法，同时包含热值计算、热机效率计算和热值探究实验。题型难度、分值结构与本章前两节完全统一，聚焦学生易错的热值特性辨析、效率公式应用问题，贴合中考基础考点，能够有效帮助学生区分概念、掌握计算方法，夯实本节重难点知识。 学习目标 1.了解燃料热值的定义，知道它是燃料的一种特性，仅与燃料种类有关，反映燃料燃烧的放热本领。 2.利用热值的概念，推理归纳出燃料完全燃烧时放出热量的计算公式，并能进行简单计算。 3.通过查找资料，探究影响热机效率的因素，使学生学会寻找证据从而验证猜想。 学习目标 问题 汽油机和柴油机的内能从哪来？ 燃烧汽油和柴油 燃料燃烧释放的热量能被热机完全利用吗？ 课堂导入 拖拉机燃料 柴油 飞机发动机燃料 航空汽油和航空煤油 火箭助推器燃料 液氢液氧 火箭发射所需的推进剂燃料，可以换成拖拉机或飞机采用的柴油或汽油吗？ 不可以 你知道为什么？ 种类 化学能转化为内能 燃料 固体燃料 燃料燃烧时能量的转化 液体燃料 气体燃料 木柴、煤炭等 柴油、酒精等 煤气、 天然气等 燃料的热值 1.燃料 探究新知 探究新知 　　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。 想想议议 在家中烧水时，烧开同样一壶水需要的木柴质量多，而需要的煤气质量却较少。 现象： 结论： 木柴和煤气燃烧放出相同的热量时，所用木柴的质量比所用煤气的质量大。 相同质量的木柴和煤气燃烧时，放出的热量是不同的。 你还有其它比较不同燃料的放热本领的方法吗？ 探究新知 　　选择相同质量的干木柴和酒精，分别对相同质量，初温相同的水进行加热，观察实验现象，收集实验数据，并分析。 【实验】比较不同物质放热能力 演示实验 实验材料： 两杯水200g（初温28℃）、干木柴5g、酒精5g，铁架台，天平、秒表等。 实验过程： 探究新知 相同质量的酒精和木柴加热完全相同的水，水升高的温度不同，酒精加热的水升高的温度更多。 燃料 温度 加热前温度/℃ 燃料燃尽后的温度/℃ 水温的变化/℃ 5g酒精 28 83 55 5g干木柴 28 62 37 为了比较燃料的特性了，引入了“热值”这个物理量。 实验数据： 实验结论： 相同质量的不同燃料放出的热量不同。 （质量和初温相同） 探究新知 交流与合作： 实验当中应注意的问题： 1.应控制水的 和 相等；两种燃料的质量（加热时间）相等。 2.通过观察燃料燃尽（相同时间内）时 来判断燃料放热能力的强弱，还需要的测量工具： 。 质量 初温 温度计示数变化 天平、秒表 探究新知 2.燃料的热值 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，用符号 q 表示。 ①定义： ②公式： q= q= ③单位： 焦/千克，符号J/kg ①完全燃烧： 指燃料燃烧后，全部变成不可燃烧物的过程。 ②由于燃料的成分不同，相同质量的不同燃料在完全燃烧时放出的热量不同，在物理学中用热值来表示燃料完全燃烧时放热本领的大小。 焦/立方米，符号J/m³ ②气体燃料的热值： 对某些气体燃料，其热值在数值上等于在标准状态下lm3燃料完全燃烧放出的热量。 1. 在跨学科实践活动中，小华调查“家用燃 料的变迁与合理使用”时发现，爷爷小时候使用木柴作为家用 燃料；爸爸、妈妈小时候用煤炭，之后用液化气；如今小华 家使用天然气为家用燃料，主要是天然气的( ) B A. 密度较大 B. 热值较大 C. 比热容较大 D. 沸点较高 返回 举一反三 11 2. ［2025·青岛南区期末，多选］汽油的热值为 。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：现有一个 的中学生，从大厦的1楼步行至11楼（走了10层楼），每层楼的层高 为 ，如果质量为 的汽油完全燃烧放出的热量和中学生克服重力做的 功大小相等，下列说法正确的是取 ( ) 汽油的热值为，表示 汽油燃烧放出的热量为 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 的功 D. 通过计算可知汽油的质量约为 BCD 举一反三 12 【点拨】汽油的热值为，表示 汽油完全燃 烧放出的热量为 ，故A错误；汽油的热值是燃料本 身的一种特性，与汽油的质量和燃烧放出的热量无关，故B 正确；该中学生克服重力所做的功 ，故C正确；汽油完全燃烧放出的热量 ，汽油的质量 ，故D正确。 返回 举一反三 13 探究新知 ④热值的物理意义： 热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 一些燃料的热值 【例】从表中可以查到汽油的热值为4.6×107J/kg， 表示：1kg木炭完全燃烧时放出的热量是3.4×107J。 同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值一般不同。 探究新知 ⑥热值的相关计算 燃料燃烧放出热量的计算： Q放=qm 【例】如果给汽车加30kg汽油，完全燃烧放出的热量为 Q放=qm=4.6×107J/kg×30kg=l.38×109J ⑤热值的影响因素 燃料的热值是燃料的一种特性。 其与燃料的种类有关，‌而与燃料的质量、‌体积、‌是否完全燃烧以及燃料的状态（‌固态、‌液态或气态）‌无关。‌ 3. 2024年4月20日，我国研制的全球首款 本体热效率达 的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷 新了柴油机热效率的世界纪录。与普通柴油机平均 的热效率水平相比，下列关于该款柴油机说法正 确的是( ) A A. 消耗 柴油，该柴油机内能转化为的机械能更多 B. 消耗 柴油，该柴油机释放的热量更多 C. 该柴油机工作时消耗的燃料一定更少 D. 消耗 柴油，该柴油机由于摩擦损失的能量一定更少 返回 举一反三 16 探究新知 你能解释为什么发射火箭上天要用氢做燃料吗？ 　　发射火箭中用氢做燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。 讨论交流 探究新知 拉力赛车进站维修 科学家/工程师对热机不断进行这改进和升级的目的是什么呢？ 提高热机的工作效率 探究新知 　　热机工作时需要消耗煤、汽油、柴油等燃料，对外做功的目的是将燃料中的化学能转化为机械能。然而燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要少，而且有效利用的热量又比放出的热量要少。 为了提高热机的工作效率，就需要对热机进行改进和升级，以减少各种能量损失，提高效率。 探究新知 热机效率 1.定义：热机所做有用功与燃料完全燃烧释放的能量之比，叫做热机的效率。 2.公式： η 3.物理意义：热机的效率是热机性能的重要指标。 热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，热机的效率高，在做功同样多的情况下，消耗的燃料更少。 探究新知 热机效率 1.定义：热机所做有用功与燃料完全燃烧释放的能量之比，叫做热机的效率。 对于热机而言，燃料燃烧释放的热量只有部分用来做有用功，还有相当部分能量散失了。 燃料的化学能 有用机械能 ？ 2.公式： η 3.物理意义：热机的效率是热机性能的重要指标。 热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，热机的效率高，在做功同样多的情况下，消耗的燃料更少。 4. 如图为热机工作时的能量流向示意图，则热机的效率可以 表示为( ) B A. B. C. D. 返回 举一反三 22 5. 为了节约能源，需要提高热机效率，关于提高热机效率的 方法，下列说法正确的是( ) D A. 尽量使用热值大的燃料 B. 采用先进的制造技术，能将热机的效率提高到 C. 尽量增加热机工作时间 D. 尽量减少废气带走的热量 举一反三 23 【点拨】使用热值大的燃料时，完全燃烧相同质量的燃料， 可以产生更多的热量，但是不能提高热机效率，故A错误； 由于摩擦等因素的存在，无法将热机的效率提高到 ， 故B错误；增加热机工作时间，可以增加对外做的有用功， 但是不能提高热机效率，故C错误；减少废气带走的热量可 以增加燃料产生的热量的利用率，可以提高热机的效率，故 D正确。 返回 举一反三 24 探究新知 4.常见的热机的效率 蒸汽机的效率只有6%~15% 汽油机的效率为 20%~40% 柴油机的效率为30%~45% 喷气式发动机的效率为50%~60% 探究新知 5. 提高热机效率的主要途径 ①使燃料充分燃烧 把煤磨成煤粉或煤粒，加大煤与氧气的接触面积，使其燃烧得更充分，从而提高燃料的利用率。 ②尽量减少各种热量损失 对锅炉进行外部隔热处理，可以避免热能向外丢失。 探究新知 ③尽量减少各种热量损失，设法利用废气的能量 热电站：大型发电机常常由蒸汽轮机推动 ，为了提高燃料的利用率，人们利用蒸汽轮机排出的废气来供热。这种既供电又供热的热电站，比起一般的火电站，燃料的利用率大大提高。 发电 供暖 探究新知 ④热机设计制造，提高技术和使用新材料。 ⑤保证良好润滑，减少摩擦额外消耗的功。 拉力赛车进站维修 汽车发动机添加机油 6.某款国产汽车，当它在某平直公路上以 的速度匀速 行驶时，每百公里的油耗为，汽车行驶 ，该汽车消 耗汽油_____ ，假设该汽车在运动过程中受到的平均阻力是 ，则汽油机的效率是____ （假设汽油的热值是 ）。 0.36 25 举一反三 29 【点拨】由 得，汽车行驶距离 ，因为每百公里 的油耗为，所以行驶 （公里）消耗汽油 ；汽油完全燃烧放出的热量 ，因为汽 车匀速行驶，所以汽车牵引力 ，牵引力做功 ，汽油机的效率 。 返回 举一反三 30 1782年瓦特发明了往复式蒸汽机。 发展空间 科学·技术·社会·环境 从火车到火箭 17世纪人类发明了蒸汽机。 斯蒂芬森以此为基础最先研制了“火箭号”蒸汽机车。 内燃机的出现和不断改进，对交通运输事业的现代化起到了决定性的作用。 在一代代航天人不断努力下，宇宙飞船、空间站被送入太空，我国也成为太空强国。 7. 能量转化的过程在人体内不断地发生。 食物也是一种“燃料”，其营养成分在人体细胞中与氧结合， 提供细胞组织所需的能量。一袋饼干的营养成分表上标有“ ”，该标识的含义与以下物理量的含义类似的 是( ) A A. 热值 B. 热量 C. 比热容 D. 内能 返回 举一反三 32 8. ［2025·北京朝阳区期末］干木柴、 焦炭和无烟煤的热值如图所示，下列说 法正确的是( ) C A. 在完全燃烧的条件下，无烟煤放出的热量最多 B. 在质量相同的条件下，干木柴燃烧放出的热量最少 C. 焦炭的热值等于 焦炭的热值 D. 燃烧焦炭放出的热量小于燃烧 焦炭放出的热量 举一反三 33 热值是燃料本身的一种特性， 其大小只与燃料的种类有关，与质量大 小、燃烧程度无关。 返回 举一反三 34 9. 甲、乙两台汽油机，甲的功率是乙的2倍，甲的效率是 ，乙的效率是 ，那么甲、乙在相同时间内所消耗汽 油的质量之比为( ) D A. B. C. D. 举一反三 35 【点拨】设甲的功率为，效率为，乙的功率为 ，效 率为，汽油的热值为，做功时间为，甲在时间 内做的 有用功，乙在时间内做的有用功 。由题 意知，；甲在时间 内消耗的总能量，甲在时间 内的耗油量 ；同理可得乙在时间内的耗油量 ； 举一反三 36 甲、乙两汽油机在相同时间 内的耗油量之比 。故选D。 返回 举一反三 10. 如图所示， 在“比较不同燃料燃烧时放出的热量” 实验中，下列说法正确的是( ) A A. 研究方法是控制变量法和转换法 B. 研究对象是烧杯中被加热的液体 C. 实验中还需要的器材是天平和秒表 D. 相同时间内温度计示数越大，该燃料的热值一定越大 举一反三 38 【点拨】实验中控制燃料的质量相 同,被加热物体的种类、质量和初 温相同，采用的是控制变量法；实 验中通过温度计示数的变化来反映 燃料燃烧放出热量的大小，采用的是转换法，故A正确；该 实验比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，研究对象 是燃料，故B错误；实验中不需要控制加热的时间相同，所 以不需要秒表，故C错误；相同时间内，由于燃料的燃烧情 况不知，所以不能判定热值的大小，故D错误。 返回 举一反三 39 课堂小结 热机效率 燃料 热值 热机的效率 分类：固体燃料、液体燃料、气体燃料。 燃料燃烧过程中化学能转化为内能。 定义：燃料完全燃烧时放出的热量与燃料质量之比。 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。 公式： 单位： 焦/千克（J/kg） 焦/立方米，（J/m³） 或 公式： 提高热机效率的方法 $