第十四章《内能与热机》学案-2026-2027学年物理九年级全一册沪科版

该初中物理单元学案以“内能与热机”为主题，围绕内能、比热容、热机及热机效率四大核心概念，设计了“预习-笔记-巩固”三环节递进式学习任务，通过课时间概念关联（如内能改变与热机冲程能量转化）构建完整知识链，引导学生从基础概念理解逐步过渡到综合应用。 亮点在于融入大量实验探究与中考真题，如比热容探究实验（比较水和煤油吸热能力）、热机冲程动态分析，培养科学思维与科学探究素养。设置跨学科任务“热机效率与环境保护”，结合燃料利用与环保问题，渗透科学态度与责任。每课时配备典型例题与分层训练，为教师单元复习提供结构化教学支持，助力学生深度学习与能力提升。

第十四章《内能与热机》§14.1内能及其改变------（课本第34页） 一．§14.1内能及其改变------预习训练 1.我们知道，运动的物体具有 动能 。无规则运动的分子也具有__________，温度越高，分子无规则运动越剧烈，分子动能越_______。除此之外，由于分子之间存在类似弹簧形变时的相互作用力，即分子间同时存在引力和斥力，所以分子也具有势能，这种势能叫做_____________。 2.构成物体的所有分子，分子热运动的动能与分子势能的_________，叫做物体的内能。由内能的定义可知，一切物体都________内能。内能的单位是焦耳（符号_______），各种形式能量的单位都是焦耳。 3.内能、机械能是不同形式的能量。内能与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情况有关，而机械能与整个物体的运动情况有关。物体的机械能________为零，物体的内能__________为零（均选填：可能/不可能）。 4.物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的动能就越_______，物体的内能也越_______，因此物体的内能与温度有关。猜想：物体的内能还与物体的________等因素有关。 5.判断在下列现象中，物体的内能是“增大”还是“减小”？ ①一杯水吸热升温，它的内能 。 ②如图所示，钻木取火，木块发热，木块内能 。 ③用打气筒给自行车胎打气时，胎内空气的内能 。 ④如图所示，水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能_______。 （第②、④小题图） ⑤冰熔化时，吸收热量温度不变，内能_______。 6.观察老师的演示实验，如图所示。物体的内能是可以改变的。改变物体内能的途径有两种：____________和__________。填写下列现象中改变物体内能的途径是“热传递”还是“做功”？ （甲：热鸡蛋放入冷水中）（乙：内能→机械能）（丙：机械能→内能） （丁：内能→机械能） （1）图甲中，热鸡蛋放入冷水中。热鸡蛋温度降低、内能减小，冷水温度升高、内能增大：___________； （2）图乙中，水蒸气把橡皮塞“冲”出去，水蒸气的内能减小：__________； （3）图丙中，空气被压缩，硝化棉或火药被点燃，是因为空气温度升高、内能增大：___________； （4）图丁中，向装有少量水的密闭烧瓶中打气，橡皮塞突然跳起，同时出现“白气”，水蒸气内能减小：______； （5）古人用“钻木取火”的方法产生火： ；冬天人们常用嘴向手上呵气，手感到暖和： 。 7.在热传递过程中，传递能量的多少叫做________，（也可以说：在热传递过程中，转移内能的多少叫做________）。热量用字母Q表示，热量的单位也是焦耳（符号_______）。 8.在热传递过程中，高温物体_________热量，温度降低，内能减小；低温物体________热量，温度升高，内能增大。因此，不能说物体含有或具有热量，热传递的实质是内能________，而 不是温度 的转移。 9.【例题】（2025·辽宁）下列实例中，通过做功的方式来改变内能的是（　　） A.冰镇西瓜 B.炭火烤肉 C.围炉煮茶 D.钻木取火 10.【例题】（2024湖北）如图是小明煮的一碗冒着“白气”的面条。他将木筷和金属勺同时放入其中，过一会感觉金属勺烫手而木筷不烫手。下列说法正确的是（　　） A. 木材的导热性比金属好 B. 木筷不烫手其内能不变 C. 金属勺通过热传递变烫 D. “白气”是由汽化形成的 （热传递：内能转移） 二．§14.1内能及其改变------笔记 1. 物体的内能：物体中所有分子无规则运动的_________，以及分子 势能 的总和叫做物体的内能。 （1）一切物体都________内能； （2）物体的内能与________、 质量 等因素有关。 2. 改变物体内能的两种途径：_________和___________。 （1）做功的实质是：能量 ；（填：转移/转化） （2）热传递的实质是：能量_________，热传递的唯一条件是物体间存在__________。 （3）做功和热传递在改变物体内能上是 等效 的。 3. 热量：热传递过程中传递（转移）________的多少叫热量，不能说“物体具有或含有热量”。 三．§14.1内能及其改变------巩固训练 1.下列关于内能的说法，正确的是( ) A. 0 ℃的冰块内能为零 B. 温度低的物体一定比温度高的物体内能小 C. 运动的物体一定比静止的物体内能大 D. 物体的温度升高，内能一定增加 2.【多选题】关于内能及其利用，下列说法正确的是（　　） A.一切物体都具有内能 B.足球运动越慢，它的内能越小 C.冬天搓手取暖，是通过做功的方式改变内能 D.功率大的汽车，汽车效率就一定高 3.关于温度、热量、内能、下列说法中正确的是（ ） A.物体温度越高，所含的热量越多 B.热传递过程中，放热的物体一定比吸热的物体温度高 C.50℃的水一定比10℃的水内能大 D.在0℃时水放热结冰，物体的内能变为零 4.下列实例中，通过做功的方式改变物体内能的是( ) A．反复弯折铁丝　　　B．炭火烤肉 C．用热水袋取暖 D．用冷毛巾降温 5.（2025·广州）如图所示，从热汤中取出的金属勺子，由烫手到不烫手的过程，其内能（　　） A.逐渐增加 B.保持不变 C.通过做功改变 D.通过热传递改变 （第5题图） 6.夏天，将饮料放入冰箱冷藏室，饮料温度降低，下列说法正确的是（　　） A.饮料将温度传递给冰箱中的空气 B.饮料放出热量后自身所含热量减少 C.饮料温度降低的过程伴随着内能的转移 D.饮料放热是因为饮料的内能比冰箱中空气的内能多 7.（2025·江苏淮安）如图所示是美食“油端子”，它是将面糊装入模具放入热油锅内炸出来的美食，下列情境在改变内能的方式上与之相同的是（　　） A.弯折铁丝 B.压缩空气 C.钻木取火 D.给水加热 8.（2024扬州）关于扬州美食中的物理知识，下列说法正确的是（　　） A.翡翠烧麦呈现绿色是因为吸收了绿光 B. 麻鸭汤沸腾后用文火加热，温度升高 C.用蒸笼蒸包子是通过做功的方式增加包子的内能 D. 盐水鹅香气四溢说明分子在永不停息地做无规则运动 9.（2024烟台）生活中很多现象都蕴含着物理奥秘，对以下生活实例解释正确的是（　　） A.夏天向地面洒水可以降温，是因为水蒸发吸热 B.尘土飞扬，说明分子在永不停息地做无规则运动 C.高压锅的原理是通过增大气压使液体的沸点降低 D.冬天搓手取暖是通过热传递的方式改变物体的内能 10.我们常将火柴头与擦火皮摩擦点燃火柴，这种点燃火柴的方式是通过________的方式改变了火柴头的内能。 11.通常所说的“热”包含有内能、热量、温度三种含义，请指出下面“热”的含义： （1）摩擦生热：_______；（2）天气很热：_______；（3）吸热升温：_______。 第十四章《内能与热机》§14.2物质的比热容------（课本第39页） 一. 预习训练、小专题训练（一）------物质的比热容 （定义、公式、单位、属性、应用） 1.阅读课本39页，生活中我们常用热传递的方式加热物体，那么物体吸收热量的多少与哪些因素有关呢？我们的猜想有： 、 物体的质量（m） ，还有物体 升高的温度（△t） 。 2.为了研究物体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关系，做了如下四个实验：如图所示，在四个相同烧杯中分别盛有水和煤油，用同样的加热器加热，下表是他们实验记录的数据，根据实验记录，回答下列问题。 烧杯号 液体 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min 1 水 200 20 28 8 2 水 100 20 28 4 3 煤油 200 20 28 4 4 煤油 200 20 24 2 （1）比较1、3两烧杯的实验记录，得出的结论是： 质量相同的________物质，升高相同的温度，吸收的热量 _________（填“相同”或“不相同”）；说明物体温度升高时吸收热量的多少与____________有关系。 （2）比较1、2两烧杯的实验记录，得出的结论是： 质量________的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量 _________（填“相同”或“不相同”）；说明物体温度升高时吸收热量的多少与________有关系。 （3）比较3、4两烧杯的实验记录，得出的结论是： 质量相等的同种物质，升高________的温度，吸收的热量 _________（填“相同”或“不相同”）；说明物体温度升高时吸收热量的多少与______________有关系。 3.由实验探究可知，质量相等的水和煤油，升高相同的温度，水的加热时间长，水吸收的热量多，说明________的吸热能力更强。物理学中用___________来表示物质的吸热能力。 4.【课本第40页】比热容的定义公式为 （c表示比热容、△t表示升高的温度）；由定义公式可知比热容的单位是：J/（kg•℃），读作________________________；c水=4.2×103J/（kg•℃）的物理意义是___________ _____________________，c煤油=2.1×103J/（kg•℃）的物理意义是________________________________________。 5.如图所示，两套完全相同的加热装置加热质量、初温都相同的水和煤油。若液体吸收的热量等于酒精灯放出的热量，加热时间相同且液体均未沸腾，则（ ）　　 A.两杯液体吸收的热量相等 B.温度较高的液体比热容较大 C.温度较低的液体吸收的热量较多 D.温度较高的液体吸收的热量较多 （第6题图） 6.质量相等、初温相同的a和b两种不同的液体，分别用两个相同的电热器加热，加热过程中，温度随时间变化图象如图所示，根据图象可以判断（ ） A.a的比热容大 B.b的比热容大 C.一样大 D.无法判断 7.炎热的夏季，混凝土护栏被太阳晒得很热，池塘中太阳下的水却不很热，主要原因是（　　） A.水不吸热 B.混凝土初温高 C.水的比热容大 D.混凝土放热 8.下列与比热容有关的生活现象，描述正确的是( ) A.在太阳光的照射下，干泥土比湿泥土升温慢 B.沙漠地区昼夜温差小 C.“早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”是我国沿海地区的生活写照 D.汽车发动机常用水作冷却剂 9.关于物质的比热容，下列说法中正确的是（ ） A.一杯煤油用去一半，它的比热容减为原来的一半 B.吸收热量多的物质，比热容一定大 C.比热容大的物质放出的热量一定多 D.比热容与吸收的热量、质量、升高的温度都无关 10.【好题】小明利用如图甲所示的装置，探究冰熔化过程中温度的变化规律。 （1）组装器材时，先将酒精灯放置在铁架台上，接下来调节________（填：a/b）的高度且要点燃酒精灯。 （2）实验过程中，某时刻温度计的示数如图乙所示，为______℃。 （3）根据实验数据，小明绘制出了被测物质的温度随时间变化的图像如图丙所示。 ①冰熔化过程共用了______min，第3min时的内能_______（填“大于”“小于”或“等于”）第2min时的内能； ②分析图像可知，0~2min升温比5~7min升温快的原因是___________________________。 （4）冰全部熔化后，继续加热直到杯内水持续沸腾，试管中的水______（填“会”或“不会”）沸腾。 （5）水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），分析图丙实验数据可得出冰的比热容为___________J/（kg•℃）。 11.【好题】（2024齐齐哈尔）小姜利用如图1所示的装置“比较不同物质吸热的情况”。 （1）器材：相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个，以及________（填测量工具）、托盘天平（含砝码）、水和煤油； （2）选取两个相同规格的电加热器进行实验，目的是为了通过比较_____________来比较物质吸收热量的多少； （3）实验中选取初温不同、________相同的水和煤油，分别倒入烧杯中，用电加热器加热，当它们吸收相同的热量时，通过比较____________________来比较不同物质吸热能力的强弱； （4）如图2所示，小姜正确使用温度计测量液体的温度，按照图中______（选填“A”、“B”或“C”）方法读数是 正确的；实验中某时刻温度计示数如图3所示为______℃； （5）水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），分析下表实验数据可得出煤油的比热容为___________J/（kg•℃）。 加热时间/min 0 1 2 3 4 …… 10 水的温度/℃ 30 34 38 42 46 …… 70 煤油温度/℃ 10 18 26 34 42 …… 90 12.质量为100g、初温是24℃的实心金属小球吸收2.3×103J的热量之后，温度升高到74℃。那么，这种金属的比热容是多少？查课本，鉴定这可能是哪种金属？ 13.用稳定的热源给一个物体均匀加热，得到它的熔化图象如图所示。求：该物体在固态时的比热容与液态时的比热容之比。 二．小专题训练（二）------热量及其计算Q吸= cm△t（Q放= cm△t），m= ，△t= 。 1.【多选题】关于热量，下列说法错误的是（ ） A.热水比冷水含的热量多 B.一大桶水比一小桶水含热量多 C.一个物体内能越多，它具有的热量越多 D.热量是热传递过程中物体内能的改变量 2.(2023山东泰安)质量均为0.5kg的水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，它们温度随时间变化的关系如图所示。已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg﹒℃），c水>c液。下列说法中（　　） ①甲物质是水 ②0~12min乙温度降低了20℃ ③0~12min甲放出了8.4×104J的热量 ④乙物质的比热容为2.1×103J/（kg﹒℃） A. 只有①②正确 B. 只有②④正确 C. 只有①③正确 D. 只有①④正确 3.（2025·江苏宿迁）将质量均为100g的沙子和水分别放在两个相同瓷盘中，初始温度相同，用同一热源加热相同时间， 升温快，这是因为 ；实验中测得，水的温度升高了20℃，吸收的热量为 J。【c水=4.2×103J/（kg•℃）】 4.用电水壶烧水时，如果将壶内20℃的水的温度升高到80℃，水吸收的热量是5.04×105J，求壶内水的质量。 5.初温为30 ℃、质量为2 kg的水吸收2.1×105 J的热量。求：水的末温。 6.（2024烟台）在探究“物质的吸热能力与哪些因素有关”的实验中，用质量是0.3kg的水和甲表中等质量的另一种物质进行对比，作出的图像如图乙所示。实验过程中，水和另一种物质在相同时间内吸收的热量相等。 （1）分析图像可以得出图线______（选填“a”或“b”）对应的物质为水； 物质 比热容c/【J/（kg·℃）】 水 4.2×103 酒精 2.4×103 煤油 2.1×103 蓖麻油 1.8×103 （2）计算另一种物质的比热容； （3）计算另一物质在0~5min内吸收的热量。 三．§14.2物质的比热容------笔记 （1）定义：Q吸与m△t的______叫比热容； （2）公式：C= ； 1.比热容：（3）单位：_________； 水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），其意义：________________________________________________。  （4）属性：与密度一样，比热容是物质本身的一种________，比热容与 Q吸 、 m 、 无关； （5）应用：水的比热容最大，用冷水来_________汽车发动机，用热水来_________， 调节 气温。 2.热量公式：Q吸=cm△t（Q放=cm△t），公式变形：c= ，m= ，△t= 。 3.计算时注意：升高了，升高到，降低了，降低到，一标准大气压下把水加热到沸腾等词语。 第十四章《内能与热机》§14.3热机------（课本第45页） 一．§14.3热机------预习训练、基础训练、提高训练 1.把燃料燃烧时释放的_______能转变为_________能的装置叫做热机，汽车、轮船、飞机的发动机都是热机。 2.燃料直接在发动机_______内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。内燃机中最常见的是________和________。 3.如图所示，内燃机的四个冲程分别是_________冲程、_________冲程、__________冲程和__________冲程。 （1）吸气冲程：进气门 打开 、排气门________、活塞向_______运动，没有能量转化； （2）压缩冲程：进气门________、排气门 关闭 、活塞向_______运动，__________能转化为_______能； （3）做功冲程：进气门________、排气门________、活塞向_______运动，_______能转化为__________能； （4）排气冲程：进气门________、排气门________、活塞向_______运动，没有能量转化。 4.内燃机工作的四个冲程中，________冲程产生使汽车行驶的牵引力，其它三个冲程叫辅助冲程，辅助冲程靠飞轮的________来完成，三个辅助冲程中将机械能转化成内能的是________冲程。 5.如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图，C图是________冲程，与它原理相同的是________（填：E/F）图所示的演示实验。 （第6题图） 6.如图所示，是某种内燃机的一个冲程的示意图，由图可知：这种内燃机是_________机；它表示的是_________冲程；在这个冲程中___________能转化为_________能；仔细观察其铭牌，可看见 “1800r/min”字样，则它正常工作时，1s钟对外做功_________次。 7.【多选题】关于汽油机和柴油机，下列说法错误的是( ) A.汽油机气缸顶部有一个火花塞、柴油机是一个喷油嘴 B.汽油机吸入空气、柴油机吸入空气和柴油的混合物 C.吸气冲程是内能转化为机械能 D.压缩冲程是内能转化为机械能 8.下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环涉及的主要能量转化情况。关于对图中①②③④的补充正确的是（ ） A.①做功冲程  ②内能转化为机械能  ③压缩冲程  ④机械能转化为内能 B.①压缩冲程  ②内能转化为机械能  ③做功冲程  ④机械能转化为内能 C.①压缩冲程  ②机械能转化为内能  ③做功冲程  ④内能转化为机械能 D.①做功冲程  ②机械能转化为内能  ③压缩冲程  ④内能转化为机械能 9.（2025·四川广元）【双选题】端午节，小梅开车先去加油，后回老家看望爷爷奶奶。下列说法正确的是（    ） A.刚一进门，粽香扑鼻而来，表明分子在不停地做无规则运动 B.水常作为汽车发动机冷却剂，是因为水的热值大 C.小汽车内燃机的压缩冲程，将内能转化为机械能 D.小汽车内燃机的曲轴转动两周，对外做功一次 10.（2024新疆）下列运载工具中，不需要利用热机的是（　　） A.喷气式飞机 B.柴油拖拉机 C.纯电动汽车 D.长征系列火箭 11.（2024齐齐哈尔）如图所示为我国研制的四座氢燃料内燃机飞机验证机。该飞机使用氢为燃料，高压储氢罐可储氢4kg，最大起飞质量可达1200kg。在空中以180km/h的速度匀速直线巡航时，前置螺旋桨为飞机提供的牵引力为2000N。已知氢的热值为1.4×108J/kg。求： （1）高压储氢罐内4kg的氢完全燃烧放出的热量； （2）飞机以180km/h的速度匀速直线巡航0.5h，牵引力所做的功和功率。 12.如图所示，一台单缸四冲程柴油机活塞的横截面积为0.05m2，活塞的冲程是0.1m，做功冲程中燃气的平均压强是2×105Pa。求：（1）燃气对活塞的平均压力F；（2）一次做功冲程中燃气所做的功W；（3）该柴油机的转速为2400r/min，计算该柴油机的功率。 二．§14.3热机-------笔记 1.热机：燃料燃烧时________能转化为______能。把______能转化为_________能的装置叫热机。 2.汽油机和柴油机的相同点： （1）一个工作循环包括_________、 压缩 、_________和_________四个冲程，活塞往复 两 次，曲轴（飞轮）转______周，做功_______次。 （2）四个冲程中，只有________冲程使机车获得动力，其它三个辅助冲程靠________惯性完成； （3）四个冲程中，机械能转化为内能的是________冲程，内能转化为机械能的是________冲程。 3.汽油机和柴油机在构造上和工作过程中的不同点，请完成下表： 汽油机 柴油机 构造 火花塞 吸入气体 空气 点火方式 点燃式 压缩冲程的压缩程度 小 大 热机效率 低 高 第十四章《内能与热机》§14.4跨学科：热机效率与环境保护------（课本第50页） 一．小专题训练（一）：燃料的热值 （定义、公式、单位、属性） 1.燃料种类多，煤炭、木柴是固体燃料，汽油、酒精是液体燃料，天然气是气体燃料。燃料燃烧时 化学能 转化为______能，放出热量。燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量_______（填：相同/不同）， 2.物理学中，把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量________，叫做这种燃料的热值。由热值的定义可知，热值的计算公式为 ，字母q表示热值，Q放表示热量，m表示质量。要放出3.6×107J的热量，需要完全燃烧3kg的干木柴，则干木柴的热值为____________（填：数值和单位）。 3.热值的单位为________，汽油的热值q=4.6×107J/kg的意义是_________________________________________； 气体燃料煤气的热值单位为________，q煤气=3.9×107J/m3的意义是_______________________________________。 4.根据燃料的热值，我们能计算出燃料完全燃烧时放出的热量，公式Q放=_______或Q放=_______。烧烤木炭的热值是3.4×107 J/kg，完全燃烧2kg木炭，则放出___________J热量；煤气的热值是3.9×107J/m3，完全燃烧0.1m3煤气，则放出___________J热量。 5.关于燃料的热值，下列说法正确的是( ) A.燃料的热值与燃料的燃烧情况有关 B.容易燃烧的燃料的热值一定大 C.煤的热值比干木柴的大，煤燃烧放出的热量多 D.0.5 kg煤油和1.5 kg煤油的热值一样大 6.发射卫星的火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料的( ) A.热值大　　　B.比热容大 C.密度大 D.以上说法都不正确 7.如图所示，(甲)、(乙)、(丙)三图中的装置完全相同，燃料的质量相等，烧杯内的液体质量和初温也相同。 （1）比较不同燃料的热值时，应选 择　 　两图进行实验。  （2）实验小组同学经过讨论和实验， 用图甲所示的实验方法进行数据测量， 并求出燃料的热值。求出的热值比真 实值偏________（大/小），造成较大误差的原因是_______________________。 （3）比较不同物质吸热升温快慢的特点，应选择　 　两图进行实验。  （4）在探究物质吸热能力时，得到了下表的实验数据，请根据实验数据，在图(丁)所示的坐标纸上，大概作出两组实验数据的“温度与时间”图象。 物质 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃ 水 20 6 45 食用油 20 6 70 （5）由实验数据分析可知，　 　(选填“水”或“食用油”)的吸热能力强。  （6）已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，根据实验数据可知，食用油的比热容为　 J/(kg·℃)。  8.（2025·山东泰安）完全燃烧180kg干木柴放出的热量为2.16×109J。求：干木柴的热值。 9.（2025·江苏盐城）如图所示为全球首个全潜式深远海智能渔业平台，平台上的风机利用风能工作，风机每小时可发电1.44×1010 J。求：相当于完全燃烧多少kg焦炭放出的热量？（q焦炭=3×107J/kg） 二 .小专题训练（二）：热效率 1.【昆明中考】木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了如表的数据： 燃料的质量/g 100 200 300 400 燃料完全燃烧放出的热量 Q木柴/J 1.3×106 2.6×106 3.9×106 5.2×106 Q焦炭/J 3.0×106 6.0×106 9.0×106 12.0×106 Q木炭/J 3.4×106 6.8×106 10.2×106 13.6×106 （1）从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是________的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越________。 （2）从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料，热量和质量的比值是不变的，这个不变的比值，反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称为________，它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热量能力大小的物理量。 （3）完全燃烧0.01 m3的天然气放出的热量是________J；用这些天然气燃烧加热水，水吸收的热量比上述值要小得多，原因是用燃气灶烧水时，热量除了被水吸收外，一部分传给了盛水的容器，另外一部分传给了________(答一个即可)。【q天然气＝4.2×107 J/m3】 （4）在烧水过程中，人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收，为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例，物理学中引入________来描述，我们总是希望它的值越大越好。 2.（2025·四川巴中）土灶是我国古代劳动人民智慧的结晶，它通常以木柴、秸秆为燃料。目前，我市农村仍有使用土灶做饭的习惯。内部结构如图乙所示，木柴添加通道与烟囱相连，通风通道与木柴添加通道通过中间铁栅连通。某厂家根据土灶的结构设计了两款移动式土灶（如图丙和丁）。（ ） （1）为使木柴充分燃烧，移动式土灶设计更合理的是 （选填“丙”或“丁”）。 （2）下列对土灶烟囱作用的说法不合理的一项是（     ） A.有利于可燃物充分燃烧 B.有利于冷热空气形成对流 C.有利于提高可燃物的热值 D.有利于排出气体和烟尘 （3）0.1kg干木柴在土灶中完全燃烧，可以让铁锅里2kg的水温度升高50℃，求土灶的烧水效率η。 3.（2024苏州）如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2L初温为25℃的水，用卡式炉加热至100℃，消耗了25g丁烷气体（水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃），丁烷的热值为4.8×107J/kg）。求： （1）壶中水的质量；（2）水吸收的热量；（3）卡式炉的加热效率η。 4.小明用煤炉给8kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在4 min内完全燃烧了1.4 kg的煤，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，煤的热值约为3×107 J/kg。求： （1）经过4 min时间加热，水所吸收的热量；（2）煤炉烧水时的效率η。 5.小明家新安装了一台容积为0.5 m3的太阳能热水器，加满水后，经过4 h阳光的照射，水温由原来的20 ℃升高到了40 ℃。【水的密度为ρ=1.0×103 kg/m3，水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)，焦炭的热值q=3.0×107 J/kg】。求： （1）在这4 h内水吸收了多少热量； （2）若这些热量由效率为η=20%的锅炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少kg焦炭? 6.如图所示，在一个标准大气压下，天然气灶将一壶质量为3 kg、温度为20 ℃的水加热至沸腾。已知：水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值为3.5×107 J/m3。求： （1）水吸收的热量；（2）若天然气完全燃烧放出的热量60%（η）被水吸收，烧开这壶水需要多少m3天然气? 7.在探究水的沸腾实验中，用酒精灯对水进行加热，实验中完全燃烧了5.6 g酒精。【已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，酒精的热值为3.0×107 J/kg，环境为1标准大气压】。求： （1）酒精完全燃烧放出的热量；（2）若这些热量的30%（η）被150 g、25 ℃的水吸收，计算水升高的温度。 8.如图所示，某家庭太阳能热水器阳光照射时，平均每小时吸收7.0×106J的太阳能，若热水器吸收8h的太阳能，可以使质量为100kg的水温度升高50oC。已知水的比热容水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为3.5×107J/m3。求：（1）水吸收的热量；（2）该太阳能热水器的效率η； （3）若这些水吸收的热量由天然气来提供，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要多少m3的天然气。 三.小专题训练（三）：热机效率 1.如图所示，所用的能量转化过程中，都有能量损失。对于热机而言，燃料释放的 能量只有一部分用来做有用功，还有相当一部分能量散失了；即：燃料燃烧释放 的______能只有一部分转化为________能。 2.用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量________，叫做热机效率；也可以通俗的说，机械能与内能________，叫做热机效率。热机效率的定义公式为 。 3.(2024陕西)我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。该发动机工作过程中的相关说法正确的是（　　） A.燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高 B.燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大 C.压气机压缩空气，空气的内能减小 D.高温高压气体推动涡轮转动时，将机械能转化为内能 4.（2024湖南）2024年4月25日，搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭（如图）在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（　　） A.火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大 B.火箭发动机工作过程中热机效率是100% C.火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，内能为零 D.火箭搭载着飞船升空的过程中，飞船的重力势能越来越大 5.阅读课本24、25、26页，热机的效率是热机性能的重要指标。热机效率高，在做功________的情况下，就消耗更少的燃料，从而不仅节能还减少污染。在热机的能量损失中，废气带走的能量最多。大型火力发电机常常用烧煤的蒸汽轮机推动，为了提高燃料的利用率，在发电的同时，利用蒸汽轮机排出的废气来供热、供暖，这就叫做___________，___________比一般的火电站，燃料的利用率大大提高。 6.（2025·四川广元）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。求：飞机发动机的热机效率η【汽油热值为4.6×107 J/kg】 7.某家用轿车的重力为15000N，轿车匀速直线行驶36km，消耗汽油3 kg，期间轿车受到的阻力为车重的0.08倍，即阻力f=0.08G=1200N。已知汽油的热值为4.6×107 J/kg，在此过程中。求： （1）汽车牵引力做的功；（2）3kg汽油完全燃烧所放出的热量；（3）轿车发动机的效率η。 8.氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在汽缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以70 kW的功率匀速行驶0.5 h，消耗了2 kg燃料。氢气的热值最大为1.4×108 J/kg。求: （1）2 kg氢气完全燃烧放出的热量；（2）该发动机的效率η。 9.一台内燃机运行时各种能量损耗大致为气缸散热损失占20%，废气带走的能量占35%，摩擦等机械损耗占15%，其余为输出的有用功。（1）则此内燃机的效率η=__________； （2）计算此内燃机在一个工作循环中完全燃烧10 g汽油放出的热量(热值为4.6×107 J/kg)； （3）计算输出的有用机械能。 10.我国自主研制的某无人驾驶汽车在某段平直公路上进行测试，汽车以18 m/s的速度匀速行驶了10 min，知汽车发动机的牵引力是1000N，发动机的效率η=40%，(燃油的热值为4.5×107 J/kg)。求： （1）汽车牵引力所做的功是多少?（2）发动机消耗燃油是多少kg? 11.【2026山西】逢路快跑、遇水“滑行”。图甲是水陆两栖救援车实战演习的场景，该车满载时总质量为5t。（取10N/kg，河水密度1.0×103kg/m3，柴油热值4.0×107 J/kg)） （1）图乙所示用长方形表示救援车，在图中画出它静止在水平地面时受力示意图。 （2）救援车满载时静止在水平地面，若车轮接地总面积为0.5m2，求救援车对地面压强。 （3）求救援车满载漂浮在河水中时，排开河水的体积。 （4）救援车在河水中匀速直线航行时，若前进的动力8×103为，行驶1km消耗柴油0.5kg，求救援车柴油机的效率。 12.某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30 cm2，一个冲程活塞在气缸中的移动距离是50 mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105 Pa，飞轮转速为1800 r/min。当汽油机满负荷工作时(不计摩擦)，若1 min消耗汽油0.008 kg，汽油的热值为4.6×107J/kg。求： （1）一个做功冲程中燃气对活塞做的功；（2）该汽油机的功率P；（3）该汽油机的效率η。 14.（2024湖北）据统计每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。 （1）氢燃料电池将化学能直接转化为_________能； （2）当储氢瓶内气体压强为3.5×107Pa 时，瓶内壁1cm2面积上受到的压力______N； （3）以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW。则卡车的行驶速度______km/h，卡车所受牵引力为________N。 （4）与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少？（燃油机的效率η=36%，燃油的热值q取4.3×107 J/kg)）。 四．§14.2热机效率------笔记 1.燃料的热值：（1）定义：某种燃料完全燃烧放出的_______与其_______之比叫做这种燃料的热值。 （2）公式：q = 或q = ； （3）单位： J/kg 或_________； 汽油的热值为4.6×107 J/kg，其意义是___________________________________________。 （4）属性：热值是燃料本身的一种_________，燃料的热值q与 热量Q放 和_________无关。 2.热量：燃料完全燃烧放出的热量Q放=______或Q放=______。 3.热效率： （1）定义：对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放的能量的_______叫做热机效率； 4.热机效率：（2）公式：热机效率 = = （W有= Fs 或W有= Pt ，Q放= mq ）； （3）热机效率η=40%的意义：燃料完全燃烧所释放的 内 能有40%转化为_________能。 第 109 页 共 118 页 学科网（北京）股份有限公司 $