2.2 热机效率-【追梦之旅 · 初中同步铺路卷】2026-2027学年九年级上册物理活页同步练习（教科版·新教材）

高效同步练习2热机效率 1.我们把热机所做有用功与所用燃料完全燃烧释放的5.(6分)随着人工智能的快速发展，无人驾驶汽 热量之比叫作热机的 ,用来描述热机的 车不仅是智能终端的延伸，更成为智慧城市 性能。 2.在航天航空中，使用的是更加高效的 交通网络中的关键节点。一辆无人驾驶汽车 知识点①热机效率 以某速度在平直公路上匀速行驶了一段距离 1.(2分)某柴油水泵机组（水泵机组动力由单 后，消耗汽油4kg,发动机做的有用功为5.4× 缸四冲程柴油机提供)，完全燃烧一定质量的 10J。求：（汽油的热值为4.5×10J/kg) 柴油放出的热量为1.0×10°J,其中损失的热 (1)消耗的汽油完全燃烧放出的热量； 量为6.0×108J,则柴油机获得有用的机械能 (2)汽油机的效率。 为 J,柴油机的效率为 2.（(2分)我国研制的全球首款本体热效率达 53.09%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。关于热机 的效率，下列说法正确的是() A.热机所用燃料的热值越大，效率越高 B.热机所用燃料的化学能转化成热机的机械 能越多，效率越高 知识点②改变世界的热机、飞向太空 C.如果改进技术，汽油机的效率可以达 6.科技情境(2分)歼-20战斗机，是我国自主 到100% 研发的隐形战斗机，进入世界先进战斗机行 D.蒸汽机、汽油机和柴油机的热机效率分别 列，它的油箱能装10吨燃油，歼-20的发动机 是71、72和73，则有71>2>73 是 (填“电动机”或“热机”)，升空过 3.(2分)热机广泛应用于现代生活，为了节约能 程中，燃料燃烧释放的 能转化成机 源，各国科学家不断攻坚克难，提高热机效 械能。 率，下列措施中，可以提高热机效率的 7.(2分)2025年11月25日，神舟二十二号载 是() 人飞船在长征二号F遥二十二运载火箭的推 A.使用热值高的燃油 动下，成功发射。关于火箭发动机，下列说法 B.尽量增加热机的工作时间 正确的是() C.尽量减少热机部件间的摩擦 A.火箭发动机是将机械能转化为内能的 D.尽量增加废气带走的热量 机器 4.(2分)甲、乙两台柴油机，在相同的时间内，它 B.火箭燃料燃烧越充分，燃料的热值越大 们所做的有用功之比是6：5，消耗柴油的质量 C.燃料燃烧推动火箭升空的能量转化与汽油 之比是4：3，那么它们的效率之比是() 机的做功冲程类似 A.8:5 B.9:10 D.随着科技进步，火箭发动机的热效率可 C.10:9 D.5:2 达100% 25分钟同步练习，精炼高效抓考点JK九年级物理上册 13 易错点对热机效率的理解 A.该发动机工作过程中，先将燃料的化学能 8.(2分)甲、乙两台汽油机，甲的热机效率比乙 转化为内能，然后再将其转化为机身的机 高，则下列说法中正确的是( 械能 A.做相同的功，甲用的时间少 B.该发动机不能在大气层外工作 B.在相同时间内，乙消耗的汽油多 C.该发动机工作过程中，气体温度先升高再 C.消耗同样多的汽油，甲做的有用功比乙少 降低 D.做同样多的有用功，甲消耗的汽油少 D.该发动机点火方式与汽油机不相同 9.(2分)汽车是现代生活中最常见的一种交通 11.(6分)氢能源公交车与传统公交车相比，氢 工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及 能源公交车最大的特点是“零污染、零排放、 能量流向图。下列有关说法正确的是( 效率高”，氢被认为是21世纪最理想的能 克服摩擦机械散热废气带走 源。[c水=4.2×103J/(kg·℃)，9氢=1.4× 耗能6%耗能30%热量36% 108J/kg]求： 分 (1)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的 燃料完全燃烧 热量是多少？ 放的能量100% 有用 机械能 (2)若这些热量全部被20℃的水吸收，能在 能流图 标准大气压下将多少千克的水加热到沸腾？ 甲 乙 (3)若本次投放运营的氢能源公交车发动机 A.甲图是压缩冲程，活塞对汽缸内的气体做 的热效率为50%，完全燃烧0.6kg的氢燃 功，气体的温度升高 料，能让该氢能源公交车以42kW的恒定功 B.由乙图可知该汽油机的效率是30% 率匀速行驶多长时间？ C.汽车尾气中的“汽油味”越浓，燃料燃烧得 越不充分，这会降低燃料的热值 D.由乙图可知，在热机的能量损失中，机械能 散热耗能最多 10.(2分)空气喷气发动机飞机只携带燃料，从 外界空气中获得足够的氧来助燃。工作过 程中，空气从进气口进入，被压缩机压缩后 进入燃烧室和从喷雾器喷出的燃料混合，由 火花塞点火燃烧，产生大量气体向后喷出， 冲击燃汽轮机叶轮转动，最后气体以极大的 速度从尾部喷管喷出，使机身得到巨大的反 冲推力向前飞行。下列有关说法中错误的 是( 进气口喷雾器喷管 压缩机燃烧室轮机 14 25分钟同步练习，精炼高效抓考点JK九年级物理上册的体积为：V=Q:=1.68×10订 度不变，C正确：D.因为热量是一个过程量，所以不能说明含有 =0.0042m3。 9天然气4.0×107J/m3 多少热量，D错误。故选C 4.甲2.1×1033.15×105【解析】由图可知：升高相同的温 9.D【解析】D.海边昼夜温差小，是因为水的比热容大于沙石。 度，甲加热的时间是8min,乙加热的时间是4min,说明甲吸收 吸收相同的热量，水的温度变化小，D错误。故选D。 的热量是乙吸收的热量的2倍，根据Q=cm△t可知，甲的比热 10.（1)相同(2)加热时间(3)甲比热容(4)A 11.解：(1)水吸收的热量为：Q吸=cm(t-t)=4.2×103J/(kg·℃） 容是乙的2倍，则甲物质为水，则乙的比热容：c元=2c甲= 2 ×1kg×(100℃-10℃)=3.78×103J; (2)根据Q吸=cm△t可得使煤油升高30℃对应煤油的质量为： 4.2×103J/(kg·℃)=2.1×103J/(kg·℃)；这种液体在0~ Q最 3.78×10°J 4min内吸收的热量：Q魔=czm(t-to)=2.1×10J/(kg·℃)× m煤油 =6kg; 5kg×(60℃-30℃)=3.15×103J。 C煤袖△t煤油2.1×103J/(kg·℃)×309℃ 5.A【解析】由0=cm(t-to)知，当质量相同，温度变化值相同 (3)如果提供2.94×103J热量完全被水吸收，根据Q=cm(t 时，比热容大的物质，吸收热量多，故选A。 6.解：(1)钢刀放出的热量：Q放=c银m（t。-t)=0.42×10J/(kg o)可得使初温40℃的1kg水升高的温度为：(t-t)= Q吸 C水m水 ·℃)×0.25kg×(560℃-20℃)=5.67×104J; 2.94×103J (2)不计热量损失，钢刀放出的热量全部被水吸收，则Q顾=Q做 =0.7℃；此时水的末温为t=to+ 4.2x10J/(kg·℃)×1kg =5.67×10J,由Q吸=c水m*(t-to*)得，水的质量：m水 0.7℃=40℃+0.7℃=40.7℃。 Q吸 5.67×104J =1.35kg 高效同步练习1热机 c水(t-to*）4.2×103J/(kg·℃)×(20℃-10℃) 1.蒸汽机2.吸气压缩做功排气压缩做功 高效同步练习4跨学科实践：风 1.D 1.从走廊吹向教室2.水平3.冷源吹向热源 2.C 【解析】热机是把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的 4.D【解析】水的比热容大于泥土、沙石的比热容，质量相等的 装置，故选C」 水和泥土、沙石，吸收相同的热量，白天海水温度上升的较慢 3.(1)化学(2)扇叶机械能 空气下降，陆地温度较高，空气上升，风从海面吹向陆地：到了 (3)加热过程中不要用手触摸易拉罐，以免烫伤 夜晚，海面温度降低的慢，温度高空气上升，陆地温度降低的 4.减少内燃机 快，空气下降，风从陆地吹向大海。故选D。 5.做功减小【解析】由图可知，汽油机的进气门和排气门都 5.(1)沙石、水泥的比热容比水的小，在质量相同，吸收相同热量 是关闭的，火花塞产生电火花，活塞下行，可以判断汽油机正处 时，沙石、水泥温度升高的比水的多，所以城市比郊区温度高。 于做功冲程：做功冲程中内能转化为机械能，气缸内气体混合 (2)城市多植树造林，修建人工湖 物的内能减小。 专题探究物质的吸热能力 6.C【解析】点燃底部的蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带 1.B【解析】A.由图可知，在吸收相同的热量时（即加热相同时 间)，乙升高的温度低于甲升高的温度，且两种液体的质量相 动纸片小人转动，此过程将内能转化为机械能。汽油机中的做 功冲程中将内能转化为机械能，故此过程中的能量转化与汽油 同；由Q=cm(t-to)可知，乙的比热容大，吸热能力强，故乙是 机的做功冲程相同，C符合题意。故选C。 水，A错误；B.由图可知，在升高相同的温度时，乙的加热时间 为甲的三倍，即乙吸收的热量为甲吸收热量的三倍；由Q吸= 7.D【解析】火箭升空过程中与空气摩擦，克服摩擦做功将机械 能转化为内能，内能增加，温度升高，这与汽油机工作中的压缩 cm(t-to)可知，乙的比热容为甲的比热容的三倍，即cz=c*= 冲程的能量转化相同，都是将机械能转化为内能。故选D。 3c甲，所以C甲=3c*= 8.D【解析】A.四冲程内燃机工作过程有无数个工作循环，A错 3 -×4.2×10J/(kg·℃)=1.4×10 误；B.汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部有一个 J/(kg·℃)，B正确；C.质量相同的甲、乙下降相同的温度，因 喷油嘴，B错误；C.汽油机和柴油机都是内燃机，C错误。故 为乙的比热容大，由Q就=cm(t。-t)可知，乙放出的热量多，C错 选D。 误；D.质量相同的甲、乙吸收相同的热量，且c甲<C2,由Q顾= 9.(1)用酒精灯的外焰加热(2)②热机 m(t-t。)可知，甲升高的温度多，D错误。故选B。 (3)内能转化为机械能 2.A 10.D【解析】甲图：气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小 3.(1)C(2)加热时间转换法 是压缩冲程，将机械能转化为内能，气体内能增大，温度升高】 (3)①方案一②>>③B(4)B B正确；丙图：气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是 追梦第1章章末复习 做功冲程，将内能转化为机械能，C正确；热机的四个冲程依 1.热传递分子在不停地做无规则运动 次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，即图中一个工 2.D大 作循环正确顺序是丁甲丙乙，A正确；在热机的四个冲程中 3.C【解析】比热容是物质本身的一种特性，物质的比热容只跟 只有做功冲程做功，其他三个冲程是靠飞轮的惯性完成的，依 物质的种类和状态有关，与物质质量、温度高低、吸收或放出热 靠飞轮惯性完成的冲程是：甲、乙、丁冲程，D错误。故选D。 量的多少均无关。故选C。 11.B【解析】A.图中软木塞飞出时，管内水蒸气对木塞做功，相 4.C【解析】A.1kg的铜温度升高1℃吸收的热量是0.39×103J 当于内燃机的做功冲程，A正确：B.图中两个压紧的铅块能吊 A错误；B.1kg的水从5℃升高到10℃温度变化5℃，从50℃升 起钩码，主要是因为分子间存在引力，B错误；C.图中，活塞向 高到55℃温度变化5℃，由0=cm△t,可知它们吸收的热量是相 下运动，压缩空气做功，机械能转化为内能，温度升高，硝化棉 同的，B错误；C.由表中数据可知，煤油和水密度之比p#p 被点燃，发生的能量转化与汽油机的压缩冲程相同，C正确：； =0.8×103kg/m3:1.0×103kg/m3=4:5;已知煤油和水体积之比 D.图中小朋友下滑时，克服摩擦做功，机械能转化为内能，D V张油：V水=2：l,由m=pV可得质量之比为m珠油m水=P姚油V殊袖： 正确。故选B。 P*V*=(4×2):(5×1)=8:5;已知吸收热量之比Q油：Q水= 12.C【解析】A.高压系压缩气态C0,,气体内能增大，温度升 12:5,比热容之比c煤抽：c水=2.1×10JV(kg:℃)：4.2×103J/ 高，错误；B.高压系压缩气态C02,是对气体做功的过程，机械 (kg·℃)=1：2；由Q顾=cm△t可得升高温度之比△t绿油：△t*= 能转化为内能，与汽油机的压缩冲程类似，错误：D.爆破时高 Q油 12.5 压C02气体喷出，内能转化为机械能，汽油机的压缩冲程中 C珠油Xm妹油C水Xm水 x82x53:1,C正确；D.因为铜的比热 将机械能转化为内能，两者能量转化不相同，错误。故选C。 容小于铁的比热容，吸收相同的热量后，铜块的温度升高的快： 高效同步练习第2节热机效率 因为铁块和铜块的初温相同，所以铜块升高的温度更大，末温 1.效率2.喷气式发动机 更高，则相接触时，内能将从温度高的铜块转移到温度低的铁 1.4.0×108 40%【解析】柴油机获得有用的机械能为：W布用= 块，D错误。故选C。 5.B 1.0×10J-6.0×10J=4.0×10J;该柴油机的效率为：7= W本用X 6.A【解析】铁块很难被压缩，是因为分子间有斥力，A错误。 W 故选A。 100%= 4.0×10ě ×100%=40%。 7.D 1.0×10° 8.C【解析】A.一切物体在任何情况下都具有内能，A错误；B. 2.B【解析】A.用热值大的燃料，燃烧相同燃料可以放出更多的 在涮火锅的过程中，热量由锅传递给里面的汤料，B错误：C.冻 热量，但用来做有用功的能量不一定多，用来做有用功的能量 豆腐中的冰是晶体，在熔化的过程中，吸收热量，内能增加，温 与燃料完全燃烧产生的能量的比值不一定大，热机效率不一定 76 同步练习，精炼高效抓考点JK九年级物理上册 高，A错误；C.热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的 Q数′2.4×1018J 摩擦做颜外功，机械效率不可能达到100%，C错误；D.汽油机 g可得完全燃烧需要煤炭的质量：m# 8 的效率低于柴油机的效率，由于蒸汽机的燃料是在机器的外部 9楼3.0x10'J/kg 燃烧，热损失最多，效率最低，即门1<2<3，D错误。故选B。 ×1010kg 3.C 2.4.2×10'100【解析】1m3可燃冰完全燃烧产生的热量：Q#= W平WW g=1m3×4.2×10J/m3=4.2×10J;由题知，水吸收的热量：Q厦= 4.B【解析】它们之间的效率之比是：m甲训zQ。Q.m甲g Q×60%=4.2×10J×60%=2.52×10J;由Q.=cm(t-to)可得， Q吸 2.52×10J W=(Wpm2）:(2mp)=(6x3):(5x4)=9:10。故选B。 加热水的质量：m c(t-to)4.2×10J/(kg·℃)×(80℃-20℃) m元q =100kg。 5.解：(1)消耗的汽油完全燃烧放出的热量为：Q,=mg=4kg×4.5 3.解：(1)这些水吸收的热量：Q吸=c水m(t-to)=4.2×10 ×10J/kg=1.8×10J; J/(kg·℃)×50kg×(60℃-20℃)=8.4×10°J; (2)已知发动机做的有用功W=5.4×10'J,则汽油机的效率为： 7=”_54x10 (2)由题知，不计热量损失，天然气完全燃烧放出的热量：Q做= ×100%=30%, Q放1.8×10ǒJ Q吸=8.4×10J,由g=V ,-Q得，加热这些水所需要天然气的体积： 6.热机内 7.C【解析】A.火箭发动机是热机，将内能转化为机械能，错误： V- Q放8.4×106J =0.2m。 B.热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的 q4.2×10J/m3 燃烧程度无关。无论燃料燃烧是否充分，其热值都是固定不变 的，错误；D.由于热量的散失等，火箭发动机的热效率永远达 4.B【解析】由= 有题得，柴油机工作消耗的总能量（柴油完全 Q 不到100%，错误。故选C。 _W有月_3.44×10 8.D 燃烧放出的热量)Q教= m 40% =8.6x10;由g=0 m 9.A【解析】A.根据图甲可知，两个气门关闭、活塞上行，为压缩 冲程，活塞对气缸内的气体做功，机械能转化为内能，气体的温 得，消耗柴油的质量：m= Q#8.6×10J q4.3×10J/kg 2kg。故选B。 度升高，A正确：B.由图可知，输出有用功所占比例为：100% 36%-30%-6%=28%,即该汽油机的效率为28%，B错误：C 5.B【解析】由题意可得7甲72=25%：20%=5：4，由热机效率 热值是燃料本身的一种特性，只由燃料本身决定，和燃料的质 公式刀= 量、放出热量的多少、燃烧是否充分、温度高低无关，C错误；D Q有用可得：Q总甲= 车a即，Q=0车匙，所以Q6p:0s Q满 7甲 由乙图可知，在热机的能量损失中，废气带走的热量最多，D错 误。故选A。 Q有月吧：0有_Q有用甲×初=2×4 =1×5 =8:5;又因为Q=mg,则 10.D【解析】A.空气喷气发动机工作时，先将燃料的化学能转 甲、乙两汽油机消耗的汽油质量之比是8：5。故选B。 化为内能，然后再将其转化为机身的机械能，A正确：B.空气 6.解：(1)由0=可得，汽车所用的时间：t=三= 36km 喷气发动机工作时需要吸入空气，所以该发动机不能在大气 =0.5h v 72km/h 层外工作，B正确；C.空气喷气发动机工作时，吸入的空气先 被加热，再对外做功，气体温度先升高再降低，C正确：D.该发 =1800s; 动机的点火方式是点燃式，与汽油机相同，D错误。故选D。 (2)由g=9可得，汽油完全燃烧放出的热量：Q=mg=3gx4.6 11.解：(1)0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量：Q微=m氢9氢= m 0.6kg×1.4×103J/kg=8.4×10J; ×10J/kg=1.38×103J; (2)由题意可知，水吸收的热量等于氢燃料完全燃烧放出的 (3)由P= 热量，即Q吸=Q微=8.4×10'J;在标准大气压下，水的沸点为 ”可得，汽车发动机做的功：W=P=23×10W× Q吸 100℃，根据Q最=cm(t-o)可得，水的质量：m* 1800=4.14×10J,汽车发动机的效率：7= 0×1009%= ck（t-to) 8.4×10J 4.14×10J =250kg; 100%=30%。 4.2×103J/(kg·℃)×(100℃-20℃) 1.38×103J (3)发动机做的有用功：W=7Q藏=50%×8.4×10'J=4.2× 追梦第2章章末复习 1.内机械做功 10],由=”知，公交车匀速行驶的时间：4= W4.2×10J 2.做功减少热传递【解析】由图可知，两个气门关闭，活塞 t P42×103W 向下运动，是做功冲程，汽油机的做功冲程是将内能转化为机 1000s。 械能，故气体的内能减少、温度降低。汽缸外有一个水套，让汽 高效同步练习3跨学科实践：保护地球家园 缸被水包围着，这是通过热传递的方式减少汽缸内能。 1.D【解析】D.太阳能、风能属于清洁能源，用它们发电可以降 3.B 低碳排放，但目前太阳能、风能受天气、昼夜变化影响大，发电 4.A【解析】A.图甲进气门和排气门均关闭，火花塞点火，活塞 稳定性不足，且储能技术还不够成熟，无法全面取代火力发电， 向下运动，为做功冲程，内能转化为机械能，A正确：B.图乙进 只能逐步替代，D错误。故选D。 气门打开，排气门关闭，是吸气冲程，B错误：C.图丙进气门关 2.(1)机械 闭，排气门打开，是排气冲程，无能量转换，C错误；D.丁图进气 (2)污染小、高效率、噪声低等优点（答一点即可） 门和排气门均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，四个冲程正确 (3)研发高能量密度的电池，提升单次充电续航里程，建设更 的顺序是乙、丁、甲、丙，D错误。故选A。 多快充桩和换电站，提高充电便利性 5.C【解析】C.水火箭加速升空阶段，质量变小，高度和速度都 3.C 变大，则动能和势能不一定都增大，所以机械能可能不变，C错 4.解：(1)做功机械 误。故选C。 6.A【解析】A.热机的功率反映热机的做功快慢，效率反映有用 (2)汽油的体积V=2L=2×10m,由p=℃知，2L汽油的质量 功与总功的比值，因此效率与功率没有任何关系，A错误。故 选A。 m=p%V=0.75×10kg/m×2×10m2=1.5kg,由g=知，汽 7.B【解析】AC.用来做有用功的能量：W有m=8×10'J-4.8×10'J m. 油完全燃烧释放的热量Q=mq汽消=1.5kg×4.6×10'J/kg=6.9 =3.2×10J,柴油机的效率为：7= ”有题×100%=3.2×10J Q效 8×10J ×10J: (3)提高了进入汽缸内新鲜空气的流量，使燃料燃烧更充分 40%,AC正确；B.能量转化过程中能量损失不可避免，B错误； D.减少机械间的摩擦可以提高热机效率，D正确。故选B。 放出的热量增加，提高了热机效率。 专题热量、效率的综合计算 8.B【解析】A.“鼻孔吸气”相当于吸气冲程，汽油机吸气冲程 1.2.4×1088×100【解析】由题意可得，生活垃圾全部焚烧放 吸入的是汽油和空气的混合物，A错误；B.“气沉丹田”相当于 压缩冲程，在压缩冲程中将机械能转化为内能，B正确；C.“排 出的热量：Q#=1.5×10J/1×1.6×10°1=2.4×10l8J;根据题意 山倒海”时对外做功，相当于汽油机的做功冲程，此冲程中将 可知，煤炭完全燃烧放出的热量Q#'=Q戏=2.4×108J,由Q效= 内能转化为机械能，不是靠飞轮的惯性来完成的，C错误；D.汽 同步练习，精炼高效抓考点K九年级物理上册 77