2.2 热机效率 同步训练-2026-2027学年教科版九年级物理上册

**基本信息** 聚焦热机效率核心知识点，通过基础认知、综合应用与实验探究三层设计，实现从概念理解到科学探究的进阶，适配新授课知识巩固与物理观念、科学思维及科学探究素养的培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知层|热机效率概念、能量转化判断|选择题1-7通过尾气颜色、柴油味等生活化情境辨析效率影响因素，强化物理观念| |综合应用层|效率计算、跨学科情境分析|填空题9-12结合卡式炉、消防车等实例计算效率，第8题融入飞机巡航情境，提升科学推理能力| |实验探究层|燃料热值探究、热机模型制作|实验题13-16通过酒精与碎纸片热值比较、简易汽轮机制作，培养科学探究与质疑创新能力|

2026-2027年教科版九年级物理上册2.2热机效率同步训练 一、选择题 1．有经验的维修师，通过观、闻等方式，就可以初步判断一台柴油机的效率高低。下列判断方式不可靠的是（　　） A．观察尾气的颜色是否发黑 B．闻尾气中柴油味的浓淡 C．观察柴油机外观是否干净 D．感受排气管附近温度的高低 2．涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的大功率航空涡轴发动机，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。下列关于该发动机工作过程中的说法正确的是（　　） A．压气机压缩空气，空气的内能减小 B．燃料和压缩空气混合后，燃料的热值减小 C．使燃烧室中燃料燃烧更充分，可以提高发动机的效率 D．高温高压气体推动涡轮转动，类似于做功冲程，将机械能转化为内能 3．如图是四冲程汽油机其中一个冲程剖面图，下列说法正确的是（　　） A．该冲程是压缩冲程 B．该冲程是吸气冲程 C．该冲程内能转化为机械能 D．此汽油机的效率可达100% 4．关于汽油机，下列说法正确的是（　　） A．汽油机工作时，在压缩冲程，汽缸内的工作物质内能减小 B．汽油机在做功冲程用来做功的能量，主要是来自压缩冲程中压缩气体产生的内能 C．用来冷却汽车的发动机，水的冷却效果好 D．功率越大的汽油机热机效率一定高 5．跨学科实践中，“瓦特”学习小组的同学们制作了一个简易汽轮机(如图所示)。关于这个汽轮机，下列说法中正确的是 A．酒精燃烧，内能转化为化学能 B．蒸汽推动叶轮转动，机械能转化为内能 C．测试过程中发现叶轮不动，应该增加易拉罐里水的质量 D．为了提高这个汽轮机的效率，可以给易拉罐上半部分覆盖保温层 6．某台热机的工作效率为30%，下列选项中可能符合其能量流向的是 A． B． C． D． 7．如图所示，小明制作了一个简易汽轮机装置，在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后从管口喷出蒸汽使风车扇叶转动。下列说法正确的是（　　） A．酒精燃烧时将化学能转化为内能 B．加热一段时间后，酒精灯内酒精的热值减小 C．蒸汽使扇叶转动过程与四冲程汽油机的排气冲程原理相似 D．通过改进此热机模型的结构，它的效率可达到100% 8．图甲为我国首架自行研制的C919客机，图乙是该客机使用的轴流式涡轮喷气发动机，发动机在工作中，空气流过压气机与燃料混合后在燃烧室中燃烧，燃烧产生的高温高压气流推动涡轮；所受空气阻力与运行速度的关系如图丙所示，涡轮喷气发动机若燃料完全燃烧产生内能的24%用于推力做功（航空燃油热值），若飞机以200m/s的速度水平匀速巡航50min，则下列说法正确的是（　　） A．燃烧室中，内能转化为化学能 B．涡轮喷气过程的能量转化相当于热机的压缩冲程 C．推力克服空气阻力所做的功是 D．需要消耗1800kg的航空燃油 二、填空题 9．在内燃机的四个冲程中，内能转化为机械能的是　 　冲程；若在内燃机工作过程中燃料燃烧放出的热量中：废气带走35%，散热损失30%，机械损失10%，则热机的效率是　 　。 10．某折叠卡式炉如图所示，它采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2 kg水，用卡式炉给水加热使之温度升高了50℃，丁烷完全燃烧释放了的能量。此过程通过　 　（选填“做功”或“热传递”）方式增大了水的内能，该卡式炉烧水的效率为　 　。水的比热容为。 11．在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，将0.2kg温度为27℃的水，加热到沸腾时的97℃，此过程中，水吸收的热量为　 　J；若酒精灯消耗酒精4.9g，则酒精灯的加热效率为　 　%。[忽略加热过程中水的质量变化，已知，] 12． 图是一辆消防车，它在某次赶赴火场执行任务时，共消耗了 1.5 kg 柴油。已知柴油的热值为 4.3×107 J/kg，则完全燃烧 1.5 kg 的柴油可以获得　 　J 的热量。若该消防车的柴油机的效率为 40%，则消耗 1.5 kg 柴油，要损失　 　J 的热量，可做有用功　 　J。 三、实验操作题 13．小强学习燃料的热值之后，自己设计了一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。 （1）实验装置如图甲、乙所示，你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序是　 　（填“由下而上”或“由上而下”）。 （2）为保证实验结论的可靠性，以及方便比较，小强同学在实验中应让酒精和碎纸片的质量、两烧杯中水的质量以及两个烧杯都应保持　 　。 （3）实验数据记录如下表： 燃料 加热前水温/℃ 燃料燃尽时水温/℃ 燃料的热值/（J·kg-¹） 酒精 15 35 3.4×106 碎纸片 15 25 　 根据表中数据，计算出碎纸片的热值是　 　J/kg； 14．如图所示，利用甲、乙装置进行实验。 （1）比较不同物质的吸热升温的特点，应选择　 　图装置进行实验；不同物质吸热的多少是通过　 　(选填“温度计示数的变化量”或“加热时间”)来反映的； （2）加热过程中，通过观察到　 　现象，说明水的比热容大； （3）为了比较不同燃料燃烧时放出热量多少，实验时要保证燃料　 　(选填“燃烧时间相同”或“完全燃尽”)，通过比较　 　(选填“温度计示数的变化量”或“加热时间”)来得出结论。 15．小明同学在学习了“跨学科实践：制作简易热机模型”后，制作了如图甲乙所示的模型，他在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针紧紧地塞入孔中，打开塑料盒盖，向盒内滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后按动电火花发生器的按钮。 （1）图甲你可以观察到盒盖跳起的现象，在此过程中，酒精燃烧后透明塑料盒内气体的　 　能转化为盒盖的机械能；从能量转化方面看，该实验过程与四冲程汽油机的　 　冲程相似； （2）图甲装置属于热机中的　 　，图乙装置属于热机中的　 　（两空选填“内燃机”或“外燃机”）； （3）观察图中情景，甲乙这两种热机效率更高的是　 　（选填“甲”或“乙”），理由是　 　。 16．某创新实践小组的同学在校园科技节上展示了“自制汽轮机”的实践过程： ①制作叶轮：在圆形软木塞四周用小刀切几个对称的小缝，将铝片插在小缝中，在叶轮中心用锥子钻一个小孔，将铁丝穿过小孔，使叶轮能在铁丝上自由转动，如图甲所示； ②组装“汽轮机”：按照如图乙所示组装器材，注意调整叶轮的位置，使导管的管口正对着叶片； ③给烧瓶中的水加热直至沸腾，当大量的“白气”从导管口喷出时可以看到叶轮转动了起来； ④探究思考： （1）给烧瓶中的水加热的过程中，是通过　 　的方式改变水的内能。 （2）汽轮机工作时，水蒸气对叶轮　 　，水蒸气的内能　 　（选填“增加”“减少”或“不变”），此过程与图丙中汽油机的　 　（选填字母）冲程工作原理相同。 （3）在标准大气压下，烧瓶中装有300g、初温为20℃的水，将水加热至沸腾需要吸收的热量是　 　J；若不计热损失，则需要完全燃烧酒精　 　g。[，] （4）汽轮机的效率比较低，请你写出一种提高此汽轮机效率的方法：　 　（合理即可）。 参考答案 1．【答案】C 2．【答案】C 3．【答案】C 4．【答案】C 5．【答案】D 6．【答案】D 7．【答案】A 8．【答案】D 9．【答案】做功；25% 10．【答案】热传递；50% 11．【答案】；40 12．【答案】6.4×104；2.56×104；3.84×104 13．【答案】（1）由下而上 （2）相同 （3） 14．【答案】（1）甲；加热时间 （2）沙子的温度升高得比水快 （3）完全燃尽；温度计示数的变化量 15．【答案】（1）内；做功 （2）内燃机；外燃机 （3）甲；内燃机的燃料在内部燃烧，热量损失相对较少，能更充分地利用燃料的能量；而外燃机燃料在外部燃烧，热量传递过程中损失较多，能量利用率相对较低 16．【答案】（1）热传递 （2）做功；减小；C （3）1.008× 105；3.36 （4）在小孔处加润滑油 学科网（北京）股份有限公司 $