热机效率计算与能量转换综合应用专项练习题2026-2027学年人教版九年级物理全一册

**基本信息** 聚焦热机效率核心考点，通过进阶题与综合题梯度设计，系统整合能量转化、热值计算及机械功率等知识，强化科学推理与能量观念。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |进阶题|10题|基础概念与单一公式应用，含填空、选择及简单计算|从燃料热值、热机效率等基础概念，到四冲程内燃机工作原理及能量损失分析，构建概念生成与公式推导链条| |综合题|3题|多知识点综合计算分析，结合实际情境（如自驾、氢能公交车）|整合密度、功率、机械功等跨知识点，形成“概念理解-公式应用-实际问题解决”的应用拓展逻辑|

热机效率综合应用练习 一、进阶题（1—10） 覆盖：燃料热值、热机效率、功率、四冲程内燃机、能量损失、机械功与能量转化。 1. 把质量为，温度为的水加热到，水吸收的热量为 　　　　　　　　　　 ，这些热量相当于完全燃烧 　　　　　 的天然气所放出的热量．【，】 2. 如图所示是一台单缸四冲程汽油机的 　　　　　 冲程；若飞轮（曲轴）转速为．那么，每秒钟燃气推动活塞做功的次数为 　　　　 次．完全燃烧的汽油，放出的热量被质量为，初温为的水完全吸收，可以使水的温度升高 　　　　 ．[，] 3. 某汽油机工作时的能量损失情况是：气缸散热损失，废气带走，机械摩擦及其他损耗总和为。已知汽油的热值为，下列说法中正确的是( ) A. 该汽油机工作的效率是，工作时汽油燃烧释放能量的转化为机械能 B. 若该汽油机消耗汽油，获得的机械能为 C. 若该汽油机消耗汽油，损失的能量为 D. 经过不断改进和创新，汽油机的效率可以提高到 4. 汽油机在　　　　　　　　冲程中将内能转化为机械能。若某汽车的汽油机在一段时间内所做的有用功为，效率为，则该汽油机在这段时间内消耗了　　　　　　　　的汽油（汽油的热值取）。 5. 某单缸四冲程汽油机在内完成了个工作循环，则该汽油机工作时，飞轮的转速为　　　　　　　　。此汽油机在一个工作循环中消耗了汽油（汽油的热值为），已知这台汽油机的效率为，则它在一个工作循环中输出的有用机械能为　　　　　　　　　　，该汽油机的输出功率为　　　　　　　　　　。 6. 柴油机是工农业生产中常用的热机。已知某型号柴油机的效率是，在柴油机内完全燃烧柴油能放热　　　　　　　　，这些热量通过这台柴油机工作时，它对外做的有用功是　　　　　　　　。（柴油的热值为） 7. 汽油发动机工作时，汽油必须和吸进的空气成适当的比例，才能形成可以有效燃烧的混合气，这就是空燃比（可燃混合气中空气质量与燃油质量之比），某总排量为的发动机的空燃比为（活塞从上止点移到下止点所通过的工作容积称为汽缸排量），混合燃气的密度为，则发动机做一次功，燃料燃烧产生的热量为　　　　　　　　。当发动机曲轴每分钟转转时，此时汽车输出的机械功率为，则该发动机每秒钟做功　　　　　　　　次，此时该发动机的效率是　　　　　　　　。（汽油的热值） 8. 新农村建设中广泛使用一种小型农用柴油机，该柴油机为单缸四冲程内燃机，输出功率为。正常工作，柴油机输出的有用功为　　　　　　　　，若效率为，则这段时间内消耗柴油的质量为　　　　　　　　。（） 9. 某型号燃油车在一段平直的公路上匀速行驶，受到的平均阻力是，消耗燃油，假设燃油完全燃烧。若燃油的密度，热值，求： (1) 该燃油车牵引力所做的功。 (2) 燃油放出的热量。 (3) 该燃油车的热机效率是多少？ 10. 百公里油耗指的是汽车在道路上行驶时每百公里平均燃油消耗量，这是汽车耗油量的一个衡量指标。由于多数车辆在接近经济车速，因此对外公布的理论油耗通常为的百公里匀速油耗。某品牌汽车行驶油耗为，汽车发动机的输出功率恒为。求：（已知汽油的密度为，热值为） (1) 汽油完全燃烧放出的热量。 (2) 行驶时间内发动机所做的功。 (3) 该品牌汽车发动机的效率。 二、综合题（11—13） 综合运用热值、密度、功率、机械功、效率和能量转化知识，完成多步骤计算与分析。 11. 山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约，驾车前往大约需要。（汽油的热值取，汽油的密度取） (1) 求汽车的平均速度。 (2) 汽车全程消耗汽油，求汽油完全燃烧放出的热量。 (3) 若汽车发动机全程的平均功率为，求汽车发动机的效率。 12. 深圳市在氢燃料电池方面逐渐建立起相应全产业链条研发基地，各地区也加快了氢能基础设施建设和氢能车的推广使用，已知某氢能源公交车行驶一段路程消耗了的氢燃料［；］，求： (1) 质量为的氢燃料完全燃烧放出的热量； (2) 若这些热量全部被质量为、温度为的水吸收，则水升高的温度； (3) 若这些能量恰好能够供应该氢能源公交车以的恒定功率匀速行驶，则该氢能源公交车的效率是多少？ 13. 五一期间，小明的爸爸利用家中的汽车进行了自驾旅游，汽车以的速度匀速直线行驶了，从油量指示表上估计出消耗汽油约。汽油的密度，汽油的热值。小明从物理书上了解到汽油机的效率约为。求： (1) 汽油完全燃烧放出的热量。 (2) 汽车发动机输出的有用功。 (3) 汽车匀速行驶过程中所受的阻力。 参考答案与解析 1. ， 水吸收的热量： ． 由题知，，则由可得需要天然气的体积： ． 2. 做功，， 本题考查汽油机的做功冲程、比热容．图中，两个气阀关闭，火花塞喷出电火花，活塞向下运动，是做功冲程；飞轮转速是，因一个工作循环有个冲程，飞轮转圈，做功一次，所以做功的次数（次）；完全燃烧汽油放出的热量；根据可知水温度升高值． 3. B A．该汽油机工作时的热机效率为：，即工作时汽油燃烧释放能量的转化为机械能，的能量损失了，故A错误； B．若该汽油机消耗汽油，汽油完全燃烧释放的热量为：，获得的机械能为：，故B正确； C．损失的能量为：，故C错误； D．在工作过程中，由于存在热散失、废气带走热量、克服摩擦做功等，热机的效率不可能达到，故D错误。 故选B。 4. 做功， 5. ，， 6. ， 7. ，， 8. ， 9. (1) 因为汽车匀速行驶，所以， ； (2) ， ； (3) 。 10. (1) 汽油的体积：， 由得，汽油的质量：， 汽油完全燃烧放出的热量： 。 (2) 汽车的速度：， 由得，行驶时间内发动机所做的功：。 (3) 该品牌汽车发动机的效率：。 11. (1) 汽车的平均速度为。 (2) 全程消耗汽油的体积为， 汽油的质量为， 汽油完全燃烧放出的热量为。 (3) 汽车全程所做的有用功为， 则汽车发动机的效率为。 12. (1) 燃料完全燃烧放出的热量为； (2) 水升高的温度为； (3) 氢能源公交车的效率为。 13. (1) 消耗汽油的体积： ， 消耗汽油的质量：， 汽油完全燃烧所释放的热量：。 (2) 发动机的效率为，由得，发动机输出的有用功：。 (3) 汽车行驶的路程：，由可得，汽车的牵引力：， 因为汽车匀速直线行驶，故汽车所受的阻力：。 第 页 学科网（北京）股份有限公司 $