14.3 热机的效率 练习 2026-2027学年人教版物理 九年级全一册

**基本信息** 以“热机效率”为核心，通过基础认知、综合应用、实践探究三层设计，融合科技热点与生活情境，实现从概念理解到问题解决的进阶，培养物理观念与科学探究能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|热值、比热容、热机效率等核心概念|单选/填空结合氢燃料发动机、火箭发射等科技情境，强化物理观念| |综合应用|能量转化、效率计算、多知识点关联|多选/计算题（如鸳鸯火锅热量分析、汽车效率计算），体现科学推理| |实践探究|实验设计与数据处理|跨学科实践（制作蒸汽机模型）、家庭测量燃气热值，培养科学探究与社会责任|

人教版（新教材） · 九年级全册 第十四章 内能的利用第3节 热机的效率 姓名： 班级： 一、单项选择题 1．搭载我国自主研发的全球首款兆瓦级氢燃料涡桨发动机的无人运输机，于2026年4月完成首飞。选择质量更小、放热更多、零碳排放的液氢作为发动机的燃料，是因为液氢的 A．沸点高 B．热值大 C．比热容大 D．凝固点高 2．2025年11月25日，“长征”2号F遥22运载火箭托举“神舟”22号飞船在酒泉卫星发射中心顺利升空。火箭在上升过程中短暂遮挡部分太阳圆面，形成如图所示的“神箭凌日”画面。关于此过程，说法正确的是 A．飞船重力势能变小 B．火箭的热机效率为100% C．飞船相对于火箭始终是运动的 D．“神箭凌日”现象是由光的直线传播形成的 3．2026年3月25日，我国自主研发建造的新一代超大型油轮“君望”号交付使用，其排水量为30.7万吨。当油轮满载原油停靠码头时，下列说法正确的是（　　） A．漂浮在水面的油轮所受合力为零 B．制造油轮的钢铁密度小于水的密度 C．油轮满载时，油轮的重力大于它受到的浮力 D．油轮以经济速度行驶时，热机效率可达100% 4．2026年3月16日12时12分，快舟十一号遥七运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空，将8颗卫星顺利送入预定轨道，如图所示。快舟十一号运载火箭采用固体燃料，是因为固体燃料具有（　　） A．较大的热值 B．较大的质量 C．较大的密度 D．较大的体积 5．热机在人类生活中发挥着重要的作用，下列有关说法正确的是（　　） A．热机工作过程中，将机械能转化为内能 B．热机的使用不会造成环境污染 C．热机中燃料燃烧放出的能量全部用来做功 D．改进热机性能，可以有效利用资源，减少排放污染 6．冬天，人们常用热水袋取暖，主要是因为水具有较大的（　　） A．热量 B．凝固点 C．比热容 D．热值 7．小文同学在爸爸指导下，走进厨房进行煮排骨汤劳动实践，他发现煮排骨汤涉及很多物理知识，下列说法正确的是（ ） A．冷冻室取出的排骨表面的“白霜”，是凝固现象 B．在排骨“解冻”时，排骨中的冰吸热熔化成水 C．炖排骨用的天然气，燃烧越充分，其热值越大 D．排骨汤盛出后冒出大量的“白气”，“白气”是升华现象 8．某同学为探究不同物质的吸热能力，用相同的酒精灯给质量为1kg 的甲、乙两种液体加热，获得如图所示的甲、乙液体的温度与加热时间的关系图象，已知甲、乙两种液体中有一种是水， 另一种液体的比热容比水的小。下列说法中正确的是（　　） A．用酒精灯给液体加热过程中，酒精的热值不断变小 B．甲、乙液体都加热1min，甲液体吸收热量较多 C．甲液体的比热容为 D．温度升高到20℃时，甲、乙液体吸收的热量之比为3︰1 二、多项选择题 9．下列说法中正确的是 A．燃料的热值越大，它完全燃烧时放出的热量越多 B．在一定条件下，不同形式的能量可以相互转化 C．热机效率越高，燃料完全燃烧放出热量越多 D．通常蒸汽机的效率比内燃机的效率低 10．五一假期，思思在家为父母做了一顿可口的饭菜，一共用掉0.03m3的天然气。已知天然气的热值为4×107J/m3，则下列物理问题分析正确的是（　　） A．锅铲把手上有凹凸不平的花纹，是为了增大摩擦力 B．汤勺手柄用木料制成，利用了木料容易导热的性能 C．炒菜时厨房飘香，说明分子在不停地做无规则运动 D．若所用的天然气完全燃烧，可放出1.2×106J的热量 11． 周末，小李在家为父母煮鸳鸯火锅（如图所示）。他在左边加入牛油红汤，右边加入菌菇清汤，两种汤料质量均为 1. 5 kg，初温均为 20 ℃，沸点都是 100 ℃。将火锅放在天然气灶上加热，经过 6 min 牛油红汤开始沸腾，又过了 3 min 菌菇清汤开始沸腾，该过程共消耗 0. 05 m3 天然气。若相同时间红汤和清汤的吸热相同，汤料质量变化不计，且不考虑红汤和清汤之间的热传递，菌菇清汤比热容为4. 2 ×103 J/(kg · ℃)，天然气热值为 4 ×107 J/m3 。下列说法正确的是( ) A．红汤沸腾后继续加热温度升高，比热容增大 B．菌菇清汤从 20 ℃加热到 100 ℃吸收的热量为 5. 04 ×105 J C．牛油红汤的比热容为 2. 8 ×103 J/(kg · ℃) D．该天然气灶的加热效率为 25. 2% 12．一辆燃油汽车以v0km/h的速度匀速行驶时发动机的输出功率为P0kW，若其行驶了t0h，消耗燃油 V0L，已知燃油密度为ρ0kg/m3，热值为q0J/ kg。则 A．汽车的牵引力为 B．汽车的牵引力为 C．发动机的效率为 D．发动机的效率为 三、填空题 13．张雪机车创造了中国摩托车制造商在WSBK 赛事中的历史性突破。该机车大量使用密度较小的碳纤维材料，有助于　 　(选填“增大”或“减小”)机车惯性；比赛过程中，油箱内的汽油用去一半，剩余汽油的热值将　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。 14．如图所示，在热机的原理实验中，完全燃烧的酒精可放出　 　的热量；加热过程中观察到风车慢慢转动，其能量转化方式与内燃机的　 　冲程类似。 15．小明查阅资料发现：某些无人机使用四冲程汽油发动机作为增程器(在电池电量不足时启动)。在汽油机工作中，将机械能转化为内能的冲程是　 　冲程。若发动机飞轮转速为3600 r/min，则每秒钟对外做功　 　次。 16．如图是汽油机工作的四个冲程（顺序已打乱），其中C冲程中涉及的能量转化为　 　（选填“内能转化为机械能”、“机械能转化为内能”），完全燃烧0.21kg汽油所释放的热量，若全部被初温为的水吸收，则在标准大气压下水温升高　 　。[，] 17．家用轿车常用汽油机驱动，小明从转速表上看到发动机的转速如图所示，则发动机1s内对外做功　 　次。若每辆汽车每年消耗汽油1.86t，汽车内燃机的效率平均取值30%。如果能把内燃机效率提高1%，一辆汽车每年可以节约　 　t汽油。 18．（1）如图是汽油机的能量流向图，以下说法正确的有______（选填以下正确选项的字母）； A．E1=E2+E3 B．E1=E2+E3+E4+E5+E6+E7 （2）一辆小轿车行驶了一段路程，汽油机共消耗汽油5kg，汽油机输出的机械能为4.6×107J。此过程中该汽油机的效率是　 　；（汽油的热值q汽油=4.6×107J/kg） （3）汽车发动机冷却液的主要成分是水，这是利用了水的　 　较大； （4）某初温为50℃的固态物体每相同时间吸收相同的热量且不对外做功，它的温度随时间变化的图像如图，由此可知该物体　 　（填写以下正确描述的序号）。 ①沸点是80℃ ②是晶体 ③10min至25min时，内能保持不变 ④10min至25min时，分子运动剧烈程度不变 四、实验探究题 19．跨学科实践：制作简易蒸汽机模型 【项目提出】 了解热机的原理，制作简易蒸汽机模型。 【项目实施】 将一支去掉笔芯和笔尾的中性笔，笔尖朝外，插入一个装有约半罐水的易拉罐中，用胶将罐的开口处密封。再将易拉罐放在如图所示的支架上，使笔尖对准小风扇。点燃酒精灯，过一会儿扇叶转动起来。 【项目交流】 （1）气流冲击使风车转起来，这与热机的　 　 冲程原理相同。 （2）实验中若闻到酒精气味，属于　 　 现象。 （3）喷气时，笔尖应对准风车的　 　 （选填“扇叶”或“轴心”），能使风车转动得更快。 （4）实验时，发现喷出的水汽较少，风车转动较慢，改进方法是____ 。 A．向酒精灯内添加酒精 B．将酒精灯改换为煤油灯（q酒精＜q煤油） 20．小齐和小董同学在寒假期间，想要亲自测量家中燃气的热值，因此决定通过烧水这一日常小事来进行估算。他们找来了一个装有2kg水的水壶，在仅此处燃气灶工作的前提下，观察烧水前后两次的燃气表示数如图所示。(水的(图在右上方)初始温度为20℃，为标准大气压环境下，水的比热容为 ℃) （1）如果不慎发生煤气泄漏，附近的人很快能闻到“煤气味”，这是　 　现象。 (提醒：请同学们注意用火安全，在家长陪伴下谨慎使用燃气！) （2）10分钟后水刚刚开始沸腾，则该过程水吸收的总热量Q=　 　J。 （3）两位同学通过查阅资料得知家用燃气灶烧开水的平均热效率在 41%到 52%之间。于是他们决定用50%进行估算，则可计算得到燃气的热值为　 　J/m3。 （4）实际燃气的热值大于两位同学计算得到的热值，你认为导致两位同学计算热值偏小的原因是　 　(合理即可) 五、综合题 21．一辆质量为 1.8t的氢燃料新能源汽车，空车车轮与水平地面总接触面积为 0.4m2。某次在平直公路上以 72km/h的速度，匀速行驶了 48km，行驶过程中汽车发动机的输出功率保持 56kW 不变。氢燃料热值取 求： （1）空车对水平地面的压强； （2）行驶过程中汽车发动机所做的功； （3）若汽车发动机的热机效率为 48%，全程消耗氢燃料的质量； （4）新能源汽车相对于传统燃油车的优点。(写出一方面即可) 22．轮渡刚驶离码头，船长发现焦急赶来的老人，立即返航接老人。假设这位老人的质量为60kg，站立时与水平地面的接触面积为0.04m2，登上轮渡后，轮渡的总质量为150t。已知柴油的热值为4.3×107J/kg，水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。 （1）求老人站立时对水平地面的压强。 （2）求轮渡排开水的体积。 （3）轮渡在接老人的过程中，若发动机做了2.58×107J的功，则这些功相当于完全燃烧多少千克柴油放出的热量？ 23．琼中黎族苗族自治县是优质稻种珍珠米重要基地。今年珍珠米大获丰收，如图所示为无人驾驶收割机在收割水稻，收割机以柴油作为动力燃料，发动机功率保持60 kW不变，效率为40%，某次收割时，收割机耗时0.5 h，将其自带的粮仓收满。收割机空载时的质量为，轮胎与地面的总接触面积为，请完成下列问题。（为，g取10 N/kg） （1）收割机用四冲程柴油机提供动力，柴油机在压缩冲程中压缩的是　 　（选填“空气”或“空气与燃料的混合物”）； （2）收割机空载时对水平地面的压强为多少帕； （3）此过程发动机做的功为多少焦； （4）此过程消耗柴油多少千克。 参考答案 1．【答案】B 2．【答案】D 3．【答案】A 4．【答案】A 5．【答案】D 6．【答案】C 7．【答案】B 8．【答案】C 9．【答案】B,D 10．【答案】A,C,D 11．【答案】B,C 12．【答案】A,D 13．【答案】减小；不变 14．【答案】；做功 15．【答案】压缩；30 16．【答案】内能转化为机械能；50 17．【答案】25；0.06 18．【答案】（1）A （2）20% （3）比热容 （4）②④ 19．【答案】（1）做功 （2）扩散 （3）扇叶 （4）B 20．【答案】（1）扩散 （2）6.72×105 （3） （4）给水加热时有热损失，且燃烧不可能完全燃烧 21．【答案】（1）解： 汽车的质量为 汽车静止在水平地面上 空车对水平地面的压强 （2）解：汽车行驶时间 行驶过程中汽车发动机的输出功率 结合电功公式计算可知行驶过程中汽车发动机所做的功 （3）解： 汽车发动机释放的热量 消耗氢燃料的质量 （4）解：节约能源，减少浪费。 22．【答案】（1）水平地面压力等于自身重力，老人对地面的压力：F＝G人＝m人g＝60kg×10N/kg＝600N 其压强： （2）轮渡漂浮，浮力等于总重力：； 由阿基米德原理F浮＝ρ水gV排，变形得： （3）由题意，柴油完全燃烧放热等于发动机做功：， 由热值公式Q放＝m油q柴油变形：。 23．【答案】（1）解：四冲程柴油机吸气冲程只吸入空气，压缩冲程压缩气缸内的空气，做功冲程才向气缸内喷入柴油。 （2）解：水平地面上，收割机对地面的压力等于自身重力 收割机空载时对水平地面的压强 （3）解：发动机功率 ，工作时间 ，发动机做的功为 （4）解：热机效率 ​，柴油完全燃烧放出的总热量 由 得，消耗柴油的质量 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $