专题02 热机（期中真题汇编,全国专用）九年级物理上学期

专题02 热机 4大高频考点 1. 认识热机 2. 热机的效率 3. 燃料的热值 4. 跨学科实践：制作简易热机模型 考点1 认识热机 1.(2025-2026九上·江苏丹阳高中学-12月·期中)如图所示，机械能与内能相互转化的事例中，与图中内燃机工作冲程相同的是（　　） A. 瓶塞飞出　　B. 弯折铁丝 C. 压缩气体　　D. 钻木取火 【答案】A 【详解】由图可知，内燃机两气门关闭，活塞下行，是做功冲程，对外做功时，内能转化为机械能。A．当瓶塞跳起时，同时还能看到瓶口出现“白雾”的现象，说明水蒸气对塞子做功，内能减少，温度降低，这一过程的能量转化为内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程的能量转化相同。故A符合题意；B．弯折铁丝是机械能转化为内能，与图中内燃机工作冲程不同，故B不符合题意；C．压缩气体做功，机械能转化为内能，与图中内燃机工作冲程不同，故C不符合题意；D．钻木取火是机械能转化为内能，与图中内燃机工作冲程不同，故D不符合题意。故选A。 2.(2025-2026九上·江苏徐州北·期中)如图是古代人们发明的一种活塞式点火器，以牛角作为套筒，木质推杆前端粘附艾绒，取火时．一手握住套筒，另一只手猛推推杆，艾绒即燃，这个过程与汽油机工作循环中能量转化过程相同的是（     ） A. 　　B.  C. 　　D.  【答案】D 【详解】猛推推杆入筒，是对筒内空气做功，机械能转化为内能，而汽油机的压缩冲程中，活塞压缩气体做功，机械能转化为内能；所以猛推推杆入筒与汽油机的压缩冲程能量转化相同，压缩冲程两个进气门均关闭，活塞向上运动，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 3.(2025-2026九上·北京陈经纶中学·期中)如图是我国传统的走马灯。当点燃底部的蜡烛时，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片小人。这一过程能量转化相当于四冲程汽油机的哪个冲程（　　） A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程 【答案】C 【详解】走马灯的工作原理：蜡烛燃烧，加热空气，热空气上升，推动扇叶转动，带动纸片小人旋转。这一过程是内能转化为机械能，与汽油机的做功冲程能量转化相同，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 4.(2025-2026九上·湖南衡阳·期中)如图所示，走马灯点燃后会产生气流推动灯旋转，下列四个场景中，能量转化方式与走马灯类似的是（　　） A. 热机某冲程　　B. 滚摆向下运动 C. 向下压缩引火仪　　D. 钻木取火 【答案】A 【详解】蜡烛燃烧产生热量，走马灯内的气体吸收热量，温度升高，密度变小，周围空气的密度大，所以热气会向上运动，形成气流，一部分内能转化为叶轮的动能，从而使推动叶轮旋转，此过程中是通过做功的方式将内能转化为机械能。A．图中两气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能，故A符合题意；B．滚摆向下运动时将重力势能转化为动能，故B不符合题意；C．向下压缩引火仪，对瓶内气体做功，将机械能转化为内能，故C不符合题意；D．钻木取火是将机械能转化为内能，故D不符合题意。故选A。 5.(2025-2026九上·河北衡水·期中)如图所示是柴油机工作时的四个冲程，其中说法正确的是（　　） A. 其一个工作循环的正确排列顺序是丁、乙、丙、甲 B. 若飞轮的转速为1800r/min，该柴油机每秒对外做功15次 C. 使用热值更高的燃料可提高热机的效率 D. 丁冲程中活塞向下运动，汽缸内压强变小，大气压将柴油和空气的混合物压入汽缸 【答案】B 【详解】A．热机工作过程中依次经历吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，因此一个工作循环的正确排列顺序是丁、甲、丙、乙，故A错误；B．若飞轮的转速为1800r/min，则每秒钟飞轮转30r，已知飞轮转2圈对外做功1次，该柴油机每秒对外做功15次，故B正确；C．热机效率是有用功与总功之比，与热值无直接关系，故C错误；D．丁冲程中活塞向下运动，汽缸内压强变小，大气压将空气压入汽缸，故D错误。故选B。 6.(2025-2026九上·天津滨海新·期中)如图所示，给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程与选项四冲程汽油机工作示意图中，哪一个冲程的能量转化过程是相同的（　　） A. 　　B.  C. 　　D.  【答案】C 【详解】水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程是把水的内能转化为橡皮塞的机械能，与汽油机中的做功冲程能量转化过程相同。A为压缩冲程，B为排气冲程，C为做功冲程，D为吸气冲程。故选C。 7.(2025-2026九上·天津外国语大学附属外国语学校·期中)四冲程汽油机中，将内能转化为机械能的是　　　　　　　冲程，某单缸四冲程汽油机飞轮转速是3000r/min，则此汽油机每秒对外做功　　　　　　　次。 【答案】① 做功    ② 25 【详解】[1][2]四冲程汽油机中，在做功冲程中，燃料燃烧的化学能转化为内能，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能；而压缩冲程中，消耗机械能，产生内能，是将机械能转化为内能的过程，故将内能转化为机械能的是做功冲程，某单缸四冲程汽油机飞轮转速是3000r/min，即每秒钟转50转（50r/s），因一个工作循环飞轮转2圈，做功一次，所以每秒可以做功25次。 8.(2025-2026九上·江苏丹阳高中学-12月·期中)单缸四冲程汽油机在工作中，将机械能转化为内能的是　　　　　　　冲程。某单缸四冲程汽油机工作时，飞轮转速为，则此汽油机每秒对外做功　　　　　　　　次。 【答案】① 压缩    ② 20 【详解】[1]单缸四冲程汽油机的四个冲程中，压缩冲程是活塞对气缸内的混合气体做功，压缩气体使气体内能增加，此过程是机械能转化为内能。[2]四冲程汽油机的工作规律是：飞轮转2圈，完成1个工作循环，即4个冲程，对外做功1次。 已知飞轮转速为，换算为每秒转速一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，1s内曲轴转动40次，因此每秒对外做功20次。 9.(2025-2026九上·广东中山中山纪念中学教育集团·期中)阅读短文，回答问题。 涡轮喷气发动机 如图甲，是我国首架自行研制、拥有自主知识产权的喷气式客机C919。 如图乙所示，为客机C919使用的轴流式涡轮喷气发动机，其结构是由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成，其中压气机与涡轮装在同一条转轴上工作，空气首先进入发动机的进气道，当飞机飞行时，由于飞机飞行的速度是变化的，而进入压气机气流速度有一定限制，使进入进气道的气体全部通过可调管道，空气流过压气机时被压气机的旋转叶片压缩后进入燃烧室，燃料在燃烧室燃烧后产生的高温高压气流推动涡轮，一边带动压气机正常工作，一边从尾喷管喷出高速气流推动飞机飞行。 客机搭载的涡轮喷气发动机，其部分参数如下表，其中热效率是指涡轮喷气发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比；推进效率指推力克服空气阻力所做的功与其获得的机械能之比。 热效率 推进效率 航空燃油热值 （1）涡轮喷气发动机在工作中，空气流过压气机时被压气机的旋转叶片压缩后的内能　　　　　　　　（选填“增大”、“减小”或“不变”），这部分气体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；此过程的能量转化相当于热机的　　　　　　　　冲程； （2）关于涡轮喷气发动机，下列说法不正确的是_______； A. 进气道中吸入的是空气　　B. 燃料耗尽后还可以利用压气机压缩气体推动涡轮转动 C. 燃料燃烧时，是将化学能转化为内能　　D. 尾喷管中喷出的高速气流对飞机做功 （3）涡轮喷气发动机使混合气体压缩后在燃烧室燃烧直到膨胀的气体再从尾部喷出过程中，燃气的温度是不断变化的，下列能大致反映混合气体温度随时间而变化的是图______。 A. 　　B.  C. 　　D.  （4）已知涡轮喷气发动机所受空气阻力与运行速度的关系如图丙所示，当飞机以的速度水平匀速巡航1h的过程中，获得的机械能=　　　　　　　　J，需要消耗航空燃油　　　　　　　　； 【答案】（1）① 增大    ② 做功     （2）B     （3）B     （4）①     ②       【讲解】(1) [1]空气流过压气机时被压气机的旋转叶片压缩，对空气做功，根据做功可以改变物体内能，对物体做功，物体内能增大，所以空气的内能增大。[2]燃料燃烧产生的高温高压气流推动涡轮，此过程中内能转化为机械能，热机的做功冲程也是内能转化为机械能，所以这部分能量转化相当于热机的做功冲程。 (2) A.根据题中信息可知进气道中吸入的气体是空气，故A正确，不符合题意；B.燃料耗尽后，不会产生高温高压气流，无法推动涡轮，故B错误，符合题意；C.燃烧室中，燃料燃烧，将化学能转化为内能，故C正确，不符合题意；D.尾喷管中喷出的高速气流推进飞机前进，对飞机做功，故D正确，不符合题意。故选B。 (3) 从能量转化的角度看，内燃机在压缩冲程中，将机械能转化为内能，所以燃气的温度升高；在做冲程中，气体推动活塞对外做功，将气体的内能转化为活塞的机械能，燃气温度降低，所以混合气体温度随时间而变化先升高后降低，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 (4) 由图可知，当飞机以200m/s的水平速度匀速巡航时，受到的阻力为，飞机受到推力和阻力是平衡力，所以推力在巡航的过程中克服阻力做的功推进效率为，获得的机械能热效率为，航空燃油完全燃烧放出的热量需要航空燃油的质量 10.(2025-2026九上·江苏扬州文昌教育集团·期中)阅读短文，回答问题。 鲲龙AG600：中国航空工业的水中蛟龙与空中鲲鹏 2025年2月28日，大型水陆两栖飞机AG600“鲲龙”取证前全部试飞科目圆满完成。2025年5月10日，AG600批产首架机在珠海金湾总装下线。如图1所示，AG600主要用于大型灭火和水上救援，可以从地面起飞和降落，也可以从水面起飞和降落。AG600具有载重量大、航程远、续航时间长的特点，其各项参考数据见表： 动力系统 单台发动机功率约3120kW 最大平飞速度 500km/h 空载总质量 41.5t 最大航程、航时 4500km，12h 最大汲水量 12t AG600水陆两栖飞机采用单船身、悬臂上单翼布局形式；选装四台WJ6发动机，采用前三点可收放式起落架。AG600水上飞机在执行森林灭火任务时，可在20秒内汲水12000千克，飞机可在水源与火场之间多次往返，投水灭火。在执行水上救援任务时，飞机最低稳定飞行高度50米，并可在水面上停泊实施救援行动，一次最多可救护50名遇险人员。 AG600“鲲龙”不仅是中国航空工业的一次重要里程碑，也为后续研发积累了宝贵经验。我们期待在未来能看到更多科技创新成果，为中国航空事业的发展注入新的动力。 （1）“鲲龙”上天是超级洒水车，“鲲龙”入海秒变救护船，其动力系统基本原理是将　　　　　　　能转化为螺旋桨的　　　　　　　能，为救援任务提供动力。图2中，选出汽油机的工作过程与其能量转化相同的是　　　　　　　；若汽油机飞轮的转速2400r/min，则该汽油机每分钟对外做功　　　　　　　以次。 （2）“鲲龙”AG600大型水陆两栖飞机的发动机采用二级空气冷却系统，其中最主要的冷却方式是发动机压气机抽取的大量空气中，有一小部分会被引导至涡轮叶片、涡轮盘等高温部件周围，形成一层冷却气膜，这是用　　　　　　　方式改变发动机内能。 （3）在执行某次任务过程中，汲满水的AG600从水面爬升至80m高的空中，飞机对所汲的水做功　　　　　　　　J。 （4）“鲲龙”AG600飞机发动机燃油热效率约为40%，飞机使用的航空燃油的热值为4.2×10⁷J/kg。AG600水平匀速飞行时其所受阻力与速度的关系如表所示，若AG600以300m/s水平匀速飞行，消耗燃油360kg，可飞行　　　　　　　km。 速度 60 80 90 空气阻力f/N 【答案】（1）① 内    ② 机械    ③ A    ④      （2） 热传递     （3）      （4） 67.2      【讲解】(1) [1][2]飞机发动机是热机，其工作原理是燃烧燃料，将燃料的化学能转化为高温高压燃气的内能，然后燃气膨胀做功，将内能转化为螺旋桨转动的机械能。[3] 如图2，A两气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能。 B进气门打开，活塞向下运动，是吸气冲程。 C排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程。 D两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能。 因此，选A。[4]四冲程汽油机中，飞轮转2圈，活塞往复2次，完成一个工作循环，对外做功1次。飞轮转速为2400r/min，表示飞轮每分钟转2400圈。 所以，该汽油机每分钟对外做功的次数为 (2) 发动机压气机抽取的大量空气形成一层冷却气膜，与高温部件接触。高温部件的内能通过热量传递的方式转移给温度较低的空气，从而使高温部件的温度降低，内能减少。这是通过热传递的方式改变发动机的内能。 (3) 根据材料可知，飞机汲满水的质量飞机爬升的高度，飞机对所汲的水做的功等于克服水的重力做的功，即 (4) 由AG600水平匀速飞行时其所受阻力与速度的关系表可知，其阻力与速度所以当AG600以300m/s水平匀速飞行时受的阻力因为飞机水平匀速飞行，所以牵引力与空气阻力是一对平衡力，大小相等，即消耗360kg燃油产生的总热量根据可得，发动机做的有用功由可得，行驶的路程 考点2 热机的效率 1.(2025-2026九上·河北衡水·期中)关于“热机”，下列说法中错误的是（　　） A. 通过技术改进，可以使热机的效率达到100% B. 减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行” C. 用水而不用其它循环物质降低热机的温度，主要是利用水的比热容最大的特性 D. 严寒的冬天，有人晚上把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时，水凝固而胀坏水箱 【答案】A 【详解】A．使用热机不可避免的要克服机器部件摩擦做额外功，效率不可能达到100%，所以A是错误的；B．“绿色出行”可以减少热机工作时的二氧化碳和热量的排放，是减少城市热岛效应的措施之一就是所以B是正确的；C．水的比热容比较大，在升高相同的温度需要吸收更多的热量，所以利用水来降低热机的温度，所以C是正确的；D．水凝固时体积变大，就会胀坏水箱，所以冬天要把水箱中的水放出，所以D是正确的。故选A。 2.(2025-2026九上·湖南娄底-11月·期中)汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　　） A. 甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度降低 B. 由乙图可知该汽油机的效率是28% 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. 为了节能，冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值 【答案】B 【详解】A．甲图两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的内能增大，温度升高，故A错误；B．由乙图可知该汽油机的效率是故B正确；C．汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，而热值是燃料的一种特性，与燃料燃烧充分与否无关，所以不会降低热值，故C错误；D．热值是燃料的一种特性，为了节能，冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，此过程中燃料的热值不变，故D错误。故选B。 3.(2025-2026九上·广东广州中学·期中)甲、乙两辆汽车的热机效率：，在水平高速公路上匀速行驶时动力相同。甲车行驶50km消耗的汽油为4L，则乙车行驶100km消耗的汽油可能为（　　） A. 7L B. 8L C. 9L D. 10L 【答案】A 【详解】根据可知，甲、乙行驶100km所做的有用功相等，甲车行驶100km消耗的汽油为8L，已知，根据放可知，甲车汽油完全燃烧放出的热量大于乙车汽油完全燃烧放出的热量，即根据可知，乙车消耗汽油的体积小于甲车消耗汽油的体积。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 4.(2025-2026九上·北京广渠门中学·期中)请阅读《大国重器，逐梦蓝天》并回答问题。 大国重器，逐梦蓝天 2023年5月28日，全球首架交付的C919大型客机，执飞航班，标志着中国正迈向航空制造强国之列。C919客机在设计和制造过程中，突破了上百项关键技术。如机舱内覆有的高孔隙率“超细航空级玻璃棉”，能很好地保温与吸收噪声，其单丝纤维直径只有，的质量仅为。 再如，C919先进的环境控制系统，能让其在气压只有的万米高空时，将机外−50℃以下的冷空气不断压缩升温至50℃以上，依靠传感器的自动控制，使机内气压和温度始终处于舒适状态。 另外，机上搭载的新一代涡扇发动机的热效率和推进效率比一般发动机的高，所谓热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与发动机获得的机械能之比，下表是飞机的部分技术参数： 最大起飞质量 72.5t 客舱内气压 巡航速度 920km/h 发动机的巡航推力 C919逐梦蓝天，彰显了中国人的志气和底气，其背后更是20多个省市的1000多家企事业单位，30余万人16年如一日的奉献与坚守，体现了中国人无畏困难、勇于担当的时代精神和攻坚克难、勇往直前的奋斗决心。 根据以上材料，回答下列问题： （1）下列说法正确的是___________（选填选项前的字母） A. “超细航空级玻璃棉”的导热性能相对较好 B. “超细航空级玻璃棉”的隔音性能相对较好 C. 环境控制系统将冷空气压缩升温，使气体的内能减小 D. 环境控制系统将冷空气压缩升温，主要是利用了热传递的方式 （2）燃料燃烧产生的内能转化为机械能的过程，对应热机四个冲程中的　　　　　　　　　　　冲程； （3）若飞机以表中巡航速度飞行的过程中，燃料完全燃烧产生的内能为，发动机的热效率为，则此过程中发动机的推进效率为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）B     （2） 做功     （3） 50%      【讲解】(1) A．超细航空级玻璃棉可保温，说明其导热性能差，故A错误；B．超细航空级玻璃棉能吸收噪声，说明其隔音性能好，故B正确；C．压缩冷空气时对气体做功，气体内能增大，故C错误；D．压缩冷空气升温是通过做功的方式改变内能，不是热传递，故D错误。故选B。 (2) 内能转化为机械能的冲程是做功冲程。 (3) 发动机获得的机械能飞机飞行的路程推力做的推进功发动机的推进效率 5.(2025-2026九上·江苏丹阳高中学-12月·期中)一辆油电混合动力轿车，仅凭汽油发动机提供动力，使这辆车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶了140s，共消耗燃油400g，此时汽车动能为2×105J。当驾驶员看到前方有停车检查标志，立即松开汽车的加速踏板（油门），并启动储能装置将动能转化为电能，以达到使轿车减速的目的。轿车从开始减速至停下这一段时间内，共有1.2×105J的电能储存到蓄电池中。已知：汽油发动机输出功率为3×104W，燃油的热值为4.2×107J/kg，求： （1）轿车以20m/s的速度匀速行驶时所受阻力的大小？ （2）汽车匀速行驶时，汽油发动机的效率？ （3）减速过程中存储装置的储能效率？（储存的电能占减少动能的比例） 【答案】（1）1500N；（2）25%；（3）60% 【详解】解：（1）根据可知轿车以20m/s的速度匀速行驶时所受的牵引力汽车匀速行驶处于平衡状态，所受阻力（2）汽油发动机所做的有用功燃料完全燃烧放出的热量汽油发动机的效率（3）减速过程中存储装置的储能效率答：（1）轿车以20m/s的速度匀速行驶时所受阻力的大小为1500N； （2）汽车匀速行驶时，汽油发动机的效率为25%； （3）减速过程中存储装置的储能效率为60%。 6.(2025-2026九上·湖南长沙雅礼教育集团·期中)新能源的开发及利用正逐步走入寻常百姓家。若已知液态氢的热值是1.4×108J/kg，水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)。试计算： （1）我国第4代运载火箭一般使用液态氢作为燃料，某火箭发射时携带3×104kg液态氢燃料。这些燃料完全燃烧，最多能将多少千克初温为20℃的水加热至沸腾？（当地大气压为标准大气压） （2）氢能源车的发动机工作时，将液态氢转化为氢气，在气缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以75kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了2kg燃料，求该发动机的效率（小数点后保留一位小数）。 【答案】（1）1.25×107kg；（2）48.2% 【详解】解：（1）3×104kg液态氢燃料完全燃烧放出的热量为Q放＝m氢q＝3×104kg×1.4×108J/kg＝4.2×1012J依题意，水吸收的热量为Q吸＝Q放＝4.2×1012J标准大气压下，水的沸点为100℃，故升高的温度为Δt＝100℃﹣20℃＝80℃水的质量为（2）有用功为W＝Pt＝75×103W×0.5×3600s＝1.35×108J完全燃烧2kg燃料放出的热量为Q'放＝m'氢q＝2kg×1.4×108J/kg＝2.8×108J该发动机的效率为答：（1）最多能将1.25×107kg初温为20℃的水加热至沸腾； （2）该发动机的效率为48.2%。 7.(2025-2026九上·湖北武汉部分学校·期中)如图所示是我国首款自行研制、具有自主知识产权的喷气式中程干线客机中国商飞C919。若该飞机以720km/h的速度匀速直线航行20min，消耗航空燃油1.56t，飞机发动机的功率为2.6×107W。（航空燃油的热值为4×107J/kg）求： （1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少？ （2）飞机在航行过程中的阻力是多少？ （3）发动机的效率是多少？ 【答案】（1）6.24×10¹⁰J     （2）1.3×10⁵N     （3）50%      【讲解】(1) 消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量 (2) 由可得飞机飞行时的牵引力因为飞机做匀速直线运动，受到牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，所以飞机受到的阻力 (3) 飞机航行20min，牵引力做功发动机的效率 8.(2025-2026九上·山东威海-11月·期中)如图所示是单缸四冲程内燃机，在1min内曲轴转动1840圈，燃气推动活塞做功一次为1500J。在这段时间内，汽缸内共燃烧汽油0.1kg。（汽油的热值为4.6×107J/kg）求： （1）1min内，燃气对活塞做的功； （2）该内燃机这段时间工作的效率。 【答案】（1）1.38×106 J     （2）30%      【讲解】(1) 根据四冲程内燃机的工作原理知道，曲轴每转动2圈，完成一个工作循环，燃气对活塞做功1次。已知1min内曲轴转动1840圈，则做功的次数为已知燃气推动活塞做功一次为1500J，则1min内燃气对活塞做所做的功为 (2) 汽油完全燃烧放出的热量为该内燃机工作的效率 9.(2025-2026九上·山东威海-11月·期中)东东家新买了一个燃气热水器，他为了粗略测试一下新燃气热水器的效率，加入20kg的水，将水从20℃加热到60℃，完全燃烧了0.2m3的煤气。[若煤气的热值为4×107J/m3，]求： （1）水吸收的热量； （2）该燃气热水器烧水时的效率。 【答案】（1）     （2）42%      【讲解】(1) 水吸收的热量 (2) 煤气完全燃烧放出的热量燃气热水器烧水时的效率 10.(2025-2026九上·江苏常州第二十四中学·期中)氢燃料电池汽车利用氢与氧发生化学反应产生电能，供给电动机，从而驱动汽车行驶。如图所示，该类型汽车甲在平直公路上从A地出发，以72km/h的速度行驶1h到达B地，若氢燃料电池将化学能转化为电能的效率为75%，所产生电能E电的80%用于维持汽车匀速行驶，汽车行驶时所受的阻力为1000N，氢燃料的热值为1.5×108J/kg。 （1）求此过程中产生的电能E电。 （2）求此过程中需要消耗的氢燃料的质量。（假设氢燃料完全燃烧） （3）燃油汽车乙也在该公路上从A地出发，以72km/h的速度匀速行驶，所受阻力与甲车相同，汽油在汽缸内完全燃烧，需要燃烧5.3kg汽油用来维持汽车匀速行驶，汽油的热值q=4.6×107J/kg，同样到达B地，汽车乙发动机的效率为多少？（计算结果精确到0.1%） 【答案】（1）9×107J；（2）0.8kg；（3）29.5%。 【详解】解：（1）由可知，AB两地的距离为s=vt=72km/h×1h=72km=7.2×104m汽车甲在平直公路上匀速行驶，汽车甲受到的阻力和汽车的牵引力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，汽车甲的奉引力为F=f=1000N汽车甲所做的有用功为W=Fs=1000N×7.2×104m=7.2×107J产生的电能（2）由于氢燃料电池将化学能转化为电能的效率为75%，所以燃料完全燃烧放出的热量为需要消耗的氢燃料的质量为（3）汽油完全燃烧放出的热量为Q汽油=m汽油q汽油=5.3kg×4.6×107J/kg =2.438×108J根据题意可知，燃油汽车乙所做的有用功为W′= W= 7.2×107J汽车乙发动机的效率为答：（1）此过程中产生的电能E电为9×107J； （2）此过程中需要消耗的氢燃料的质量为0.8kg； （3）汽车乙发动机的效率为29.5%。 考点3 燃料的热值 1.(2025-2026九上·江苏常州第二十四中学·期中)2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号运载火箭成功将三名航天员送入中国空间站。下列说法正确的是（     ） A. 运载火箭采用液态氢作为燃料，是氢的比热容大 B. 运载火箭采用液态氢作为燃料，是氢的热值大 C. 神舟二十号飞船加速升空的过程中，动能减小，重力势能增加，机械能不变 D. 神舟二十号飞船加速升空的过程中，动能不变，重力势能增加，机械能增加 【答案】B 【详解】AB．运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，燃烧相同质量的液态氢和其他物质，液态氢可以释放出更多的热量，故A错误，B正确；CD．神舟二十号飞船加速升空的过程中质量不变，速度增大，则动能增大；高度增大，则重力势能增加，所以机械能增加，故CD错误。故选B。 2.(2025-2026九上·湖南衡阳·期中)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无关 B. 容易燃烧的燃料热值一定大 C. 为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料 D. 煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多 【答案】A 【详解】AB．1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值；热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，所以容易燃烧的燃料，热值不一定大，故A正确，B错误；C．锅炉的效率与燃料的热值高低没有关系，为了提高锅炉的效率，需使燃料充分燃烧，并且减少锅炉向外散热，故C错误；D．燃料燃烧放出热量的多少不仅与燃料的热值大小有关，还与燃料的质量以及燃烧程度有关，所以燃烧煤放出的热量不一定比燃烧干木柴放出的热量多，故D错误。故选A。 3.(2025-2026九上·天津外国语大学附属外国语学校·期中)下列关于燃料的热值说法正确的是（     ） A. 燃料燃烧越充分，其热值越大 B. 燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少 C. 焦炭的热值是，完全燃烧1kg焦炭能放出的热量 D. 一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小 【答案】C 【详解】AD．热值是燃料的特性，其大小仅与燃料的种类有关，而与燃料的质量和燃烧程度无关，故AD错误；B．根据Q=mq知道，放出的热量与热值、质量有关，故B错误；C．焦炭的热值是3.0×107J/kg，完全燃烧1kg焦炭放出的热量为故C正确。故选C。 4.(2025-2026九上·河北衡水·期中)某太阳能热水器装有200kg温度为20℃的水，阳光照射一天后，水温升高到50℃，这是通过　　　　　　　　　　　　的方式改变了水的内能；若上述这些热量由干木柴燃烧提供，则需要完全燃烧　　　　　　　　　　　　　的干木柴（不考虑能量损失）。［水的比热容为4.2×103J/（），干木柴的热值为1.2×107J/kg] 【答案】① 热传递    ② 2.1kg 【详解】[1]水吸收热量温度升高、内能增大，这是通过热传递的方式改变了水的内能。[2]热水器中的水吸收的热量若水吸收的热量由干木柴燃烧提供，不考虑能量损失，则由可知，需要干木柴的质量 5.(2025-2026九上·湖南衡阳·期中)小明采取如图所示的方式探究“相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是不是相同”。 燃料 加热前水的温度/℃ 燃料燃尽后水的温度/℃ 酒精 25 65 碎纸片 25 44 （1）实验时，可以通过比较　　　　　　　　　　　　　　　　（选填“加热时间”和“水升高的温度”）来比较酒精和碎纸片完全燃烧时放出热量的多少； （2）从表格中记录的数据可以发现，酒精和碎纸片充分燃烧后，放出热量最多的是　　　　　　　　； （3）通过实验表明，不同的燃料充分燃烧时，放出的热量一般是　　　　　　　　（选填“相同”或“不同”）的。 【答案】（1）水升高的温度     （2）酒精     （3）不同      【讲解】(1) 实验中，用酒精和碎纸片燃烧给水加热，根据转换法可知，水吸收的热量越多，温度升高的越高，所以可通过水升高的温度来比较酒精和碎纸片放出的热量多少，使用了转换法。 (2) 据表格数据可知，酒精完全燃烧后使水升高的温度高，说明酒精燃烧放出的热量多。 (3) 根据表格数据可知，不同的燃料充分燃烧时，被加热的水升高的温度不同，说明不同燃料燃烧放出的热量一般是不同的。 6.(2025-2026九上·天津滨海新·期中)用燃气灶烧水，燃烧0.5kg的煤气，使50kg的水从20℃升高到70℃，已知水的比热容为，煤气的热值为。求： （1）水吸收的热量； （2）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量； （3）燃气灶烧水的效率。 【答案】（1）     （2）     （3）50%      【讲解】(1) 水吸收的热量(2) 0.5kg煤气完全燃烧放出的热量(3) 燃气灶烧水的效率 7.(2025-2026九上·广东中山中山纪念中学教育集团·期中)某品牌空气加热器采用丙烷作为燃料，将空气从加热到，消耗了丙烷燃料【空气的比热容为，丙烷的热值为】求： （1）空气吸收的热量； （2）丙烷完全燃烧放出的热量； （3）空气加热器的加热效率。 【答案】（1）     （2）     （3）      【讲解】(1) 空气吸收的热量 (2) 丙烷完全燃烧放出的热量 (3) 空气加热器的加热效率 8.(2025-2026九上·上海松江·期中)(多选)恰当运用科学方法可深刻理解物理概念。 （1）如图所示，我们可以将电路中的　　　　　　　　　类比为水路中的水流，而水轮机在“水路”中的作用相当于电路中的　　　　　　　　　。 （2）在学习热值时，我们也可以类比比热容，因此关于燃料的热值，下列说法不正确的是（　　） A. 燃料燃烧不完全时热值变小　　B. 燃料完全燃烧时，它的热值可以达到最大 C. 燃料用了一部分后，质量变小，热值不变　　D. 燃料热值越大，燃烧放出的热量越多 （3）根据欧姆定律和并联电路中电流、电压的特点，推导图中R与R1、R2之间的关系。 【答案】（1）① 电流    ② 用电器     （2）ABD     （3）      【讲解】(1) [1][2]根据类比法，我们将电路中的电流类比为水路中的水流，电压类比为水路中的水压，而水轮机消耗电能，在“水路”中的作用相当于电路中的用电器。 (2) ABC、热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等因素无关，故AB错误，符合题意，C正确，不符合题意；D、燃料的热值越大，只有在相同质量并且完全燃烧的情况下，放出的热量才越多，质量少、燃烧不完全放出的热量就少，故D错误，符合题意。故选ABD。 (3) 根据并联电路的电流规律可知根据欧姆定律可知即 9.(2025-2026九上·江苏徐州北·期中)阅读短文，回答问题 巡天探宇，华夏重器中的物理智慧 2024年，中国空间站“天宫”已正式进入常态化运营阶段，宛如一颗闪耀的“中国星”巡游于太空。将其送入太空的，是我国强大的“长征五号”运载火箭。 长征五号火箭绰号“胖五”，其巨大的箭体上配备的液氢液氧发动机，是名副其实的“大力士”。液氢是火箭的燃料，液氧是助燃的氧化剂。在燃烧室内，它们剧烈反应，产生高达3000多摄氏度的高温高压燃气。这些燃气以极高的速度从发动机尾部喷出，对火箭产生巨大的反作用力，从而推动这个重达800吨的庞然大物拔地而起，直刺苍穹。 当火箭完成任务分离后，“天宫”空间站展开其巨大的柔性太阳翼，在近乎真空的宇宙环境中，没有大气层的削弱，太阳光以极高的强度照射在太阳翼上，翼面上的光敏半导体材料随即发生光电效应，将取之不尽的太阳能高效地转化为电能。 电能，是空间站赖以生存的“血液”。它们通过精密的电源管理系统，被精准地输送到每一个角落：一部分即时使用，为舱内的环控生保系统、科学实验载荷、通信设备以及姿态控制发动机提供动力；另一部分则被储存进高性能锂离子蓄电池中。为整个空间站的运行、科学实验和航天员的生活持续供能。 （1）选择液氢作为燃料，主要是因为氢的　　　　　　　　　　　　　大。 （2）光电效应产生的电能一部分即时使用，一部分转化为　　　　　　　　　　　　　能存储在高性能锂离子蓄电池中。 （3）已知液氢的热值为，其在燃烧室燃烧转换为内能的效率为80%，则任一次发射中，火箭消耗100吨液氢燃料，实际获得内能为　　　　　　　　　　　　　J。 （4）在（3）的条件下，若获得的内能仅有40%用于火箭上升，则火箭上升过程中发动机的总效率为　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）热值     （2）化学     （3）     （4）32%      【讲解】(1) 选择液氢作为燃料，主要是因为氢的热值大，相同质量的氢与其他燃料相比，由于液氢的热值大，完全燃烧可以放出更多的热量。 (2) 电池储存有化学能。光电效应产生的电能一部分即时使用，一部分转化为化学能存储在高性能锂离子蓄电池中。 (3) 消耗液氢燃料的质量100t液氢完全燃烧放出的热量为液氢在燃烧室燃烧转换为内能的效率为80%，则实际获得的内能为 (4) 若获得的内能仅有40%用于火箭上升，则用于火箭上升的能量为则火箭上升过程中发动机的总效率为 10.(2025-2026九上·江苏徐州北·期中)在“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”活动中，兴趣小组组装如图所示两套相同的装置进行实验。 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃ 酒精 20 65 碎纸片 20 45 （1）本实验除了如图所示器材外，还需要选用的测量器材是　　　　　　　　　　　　　。 （2）该实验通过比较　　　　　　　　　　　　　（选填“加热时间”或“水升高的温度”）来反映酒精和碎纸片放出热量多少。 （3）若烧杯中水的质量均为200g，质量相同的酒精和碎纸片完全燃烧后，水的温度变化如表所示，兴趣小组通过计算得出酒精和碎纸片的热值比实际值要小，请说出一种具体的原因：　　　　　　　　　　　　　。 （4）若酒精热值为q1，碎纸片热值为q2，酒精和碎纸片完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则根据表中数据可得q1:q2=　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）托盘天平     （2）水升高的温度     （3）燃料燃烧放出的热量一部分会散失到空气中，或被烧杯等实验装置吸收，同时燃料也可能未完全燃烧     （4）9:5      【讲解】(1) 根据控制变量法，需要控制燃料质量相同，同时也要测量烧杯内水的质量，所以需要用天平来测量物体质量。 (2) 实验中运用转换法，燃料燃烧放出热量的多少是通过水升高的温度来反映的，水升高的温度越高，说明燃料放出的热量越多。 (3) 燃料燃烧放出的热量一部分会散失到空气中，或被烧杯等实验装置吸收，同时燃料也可能未完全燃烧，导致利用水计算得出燃料燃烧放出的热量小于燃料实际燃烧放出的热量，根据计算出的热值比实际值偏小。 (4) 若酒精和碎纸片完全燃烧放出的热量全部被水吸收，结合Q放=m燃料q、Q吸=c水m水Δt可知m燃料q=c水m水Δt可得由题意可知水的质量相同，燃料质量相同，因此可得 考点4 跨学科实践：制作简易热机模型 1.(2025-2026九上·上海松江·期中)为探究不同燃料完全燃烧放热能力的差异，小明设计了如图甲、乙所示的两组对比实验，实验装置完全相同。烧杯内水的初温、质量也都相同，实验中忽略热量的散失，两种燃料质量相同，完全燃烧完后，画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A. 燃料1完全燃烧完所放出的热量小于燃料2完全燃烧完所放出的热量 B. 甲烧杯中水升高的温度与乙烧杯中水升高的温度之比是4:3 C. 甲烧杯水吸收热量与乙烧杯水吸收热量之比是4:3 D. 燃料1的热值与燃料2的热值之比是3:2 【答案】D 【详解】B．由图丙可知，甲杯内水升高的温度乙杯内水升高的温度甲烧杯中水升高的温度与乙烧杯中水升高的温度之比是，故B错误；C．甲、乙杯内水的质量相同、比热容相同，由可知甲、乙两杯内的水吸收的热量之比，故C错误；A．实验中忽略热量的散失，水吸收的热量等于燃料完全燃烧放出的热量，燃料1与燃料2完全燃烧放出的热量之比，即燃料1完全燃烧放出的热量大于燃料2完全燃烧放出的热量，故A错误；D．两种燃料质量相同，由可知两种燃料的热值之比，故D正确。故选D。 2.(2025-2026九上·湖南娄底-11月·期中)如图是小明制作的汽轮机模型，在试管中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后产生的蒸汽就能冲击叶轮转动。在这一过程中，水蒸气的　　　　　　能转化为叶轮的　　　　　　能，这一过程与汽油机的　　　　　　冲程作用相似。 【答案】① 内    ② 机械    ③ 做功 【详解】[1][2]水蒸气由水吸热汽化而成，水汽化时吸收热量，内能增大，当其从试管口喷出时，水蒸气冲击叶轮，对叶轮做功，使叶轮转动起来，即水蒸气的内能转化为叶轮的机械能。[3]此过程中，水蒸气的内能转化为叶轮的机械能，这与汽油机的做功冲程能量转化情况相同，做功冲程也是燃气内能转化为活塞的机械能。 3.(2025-2026九上·江苏常州第二十四中学·期中)如图所示，将盖上盖子的空矿泉水瓶用力扭转压缩，在旋开瓶盖的瞬间瓶盖飞出，且有“白气”从瓶口冒出。瓶盖飞出瞬间　　　　　　（瓶盖/瓶内气体）的内能迅速　　　　　　（增大/减小），“白气”是　　　　　　（水蒸气/小水珠/摩擦生成的烟）。该过程的能量转化与单缸四冲程汽油机的　　　　　　冲程相同。某四冲程内燃机每秒对外做功20次，其飞轮转速为　　　　　　r/min。 【答案】① 瓶内气体    ② 减小    ③ 小水珠    ④ 做功    ⑤ 2400 【详解】[1][2][3]旋开瓶盖的瞬间瓶盖飞出，是瓶内的空气对瓶盖做功，瓶内空气的内能转化为瓶盖的机械能，瓶内空气的内能会减小，温度降低，空气内的水蒸气遇冷液化变为小水珠即白气。[4]上述分析中的能量转化与热机冲程中做功冲程的能量转化相同。[5]某四冲程内燃机每秒对外做功20次，已知飞轮每转2r对外做功1次，则该四冲程内燃机每秒飞轮的转速为40r，则每分钟的转速是2400r/min。 4.(2025-2026九上·江苏扬州中学树人教育集团·期中)如图所示是学习热学知识时所做的一些小实验： （1）如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图甲可以看出，此时它所处在　　　　　　　　　冲程，其能量转化情况与　　　　　　　　　（选填“乙”或“丙”）图相同，若该单缸四冲程汽油机的飞轮转速是2400r/min，则此汽油机每秒对外做功　　　　　　　　　次；发动机采用以水为主要成分的冷却液来降温，这是因为水的　　　　　　　　　较大。 （2）如图丙所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部，放入一小团干燥的硝化棉，用力将活塞迅速下压，此过程中活塞的　　　　　　　　　能转化为筒内空气的内能，筒内硝化棉由于温度升高达到着火点而燃烧，硝化棉的内能是通过　　　　　　　　　　方式改变的。 【答案】（1）① 压缩    ② 丙    ③ 20    ④ 比热容     （2）① 机械    ② 热传递      【讲解】(1) [1][2]由图甲可知，两个气门都关闭，活塞向上运动，因此是压缩冲程，机械能转化为内能；乙图对试管中的水加热，加快水的蒸发，使试管中水的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能；丙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，机械能转化为内能，故与丙图相同。[3]一个工作循环飞轮转2圈对外做功1次，若该单缸四冲程汽油机的飞轮转速是2400r/min，每秒转40转，对外做功20次。[4]水的比热容较大，与其他常见物质相比，在质量相同、升高相同温度的情况下，水能够吸收更多的热量，从而可以更有效地带走发动机产生的大量热量。 (2) [1][2]丙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，将机械能转化为内能，空气的内能增大，温度升高，硝化棉吸收热量，通过热传递改变硝化棉的内能，硝化棉的温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 热机 4大高频考点 1. 认识热机 2. 热机的效率 3. 燃料的热值 4. 跨学科实践：制作简易热机模型 考点1 认识热机 1.(2025-2026九上·江苏丹阳高中学-12月·期中)如图所示，机械能与内能相互转化的事例中，与图中内燃机工作冲程相同的是（　　） A. 瓶塞飞出　　B. 弯折铁丝 C. 压缩气体　　D. 钻木取火 2.(2025-2026九上·江苏徐州北·期中)如图是古代人们发明的一种活塞式点火器，以牛角作为套筒，木质推杆前端粘附艾绒，取火时．一手握住套筒，另一只手猛推推杆，艾绒即燃，这个过程与汽油机工作循环中能量转化过程相同的是（     ） A. 　　B.  C. 　　D.  3.(2025-2026九上·北京陈经纶中学·期中)如图是我国传统的走马灯。当点燃底部的蜡烛时，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片小人。这一过程能量转化相当于四冲程汽油机的哪个冲程（　　） A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程 4.(2025-2026九上·湖南衡阳·期中)如图所示，走马灯点燃后会产生气流推动灯旋转，下列四个场景中，能量转化方式与走马灯类似的是（　　） A. 热机某冲程　　B. 滚摆向下运动 C. 向下压缩引火仪　　D. 钻木取火 5.(2025-2026九上·河北衡水·期中)如图所示是柴油机工作时的四个冲程，其中说法正确的是（　　） A. 其一个工作循环的正确排列顺序是丁、乙、丙、甲 B. 若飞轮的转速为1800r/min，该柴油机每秒对外做功15次 C. 使用热值更高的燃料可提高热机的效率 D. 丁冲程中活塞向下运动，汽缸内压强变小，大气压将柴油和空气的混合物压入汽缸 6.(2025-2026九上·天津滨海新·期中)如图所示，给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程与选项四冲程汽油机工作示意图中，哪一个冲程的能量转化过程是相同的（　　） A. 　　B.  C. 　　D.  7.(2025-2026九上·天津外国语大学附属外国语学校·期中)四冲程汽油机中，将内能转化为机械能的是　　　　　　　冲程，某单缸四冲程汽油机飞轮转速是3000r/min，则此汽油机每秒对外做功　　　　　　　次。 8.(2025-2026九上·江苏丹阳高中学-12月·期中)单缸四冲程汽油机在工作中，将机械能转化为内能的是　　　　　　　冲程。某单缸四冲程汽油机工作时，飞轮转速为，则此汽油机每秒对外做功　　　　　　　　次。 9.(2025-2026九上·广东中山中山纪念中学教育集团·期中)阅读短文，回答问题。 涡轮喷气发动机 如图甲，是我国首架自行研制、拥有自主知识产权的喷气式客机C919。 如图乙所示，为客机C919使用的轴流式涡轮喷气发动机，其结构是由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成，其中压气机与涡轮装在同一条转轴上工作，空气首先进入发动机的进气道，当飞机飞行时，由于飞机飞行的速度是变化的，而进入压气机气流速度有一定限制，使进入进气道的气体全部通过可调管道，空气流过压气机时被压气机的旋转叶片压缩后进入燃烧室，燃料在燃烧室燃烧后产生的高温高压气流推动涡轮，一边带动压气机正常工作，一边从尾喷管喷出高速气流推动飞机飞行。 客机搭载的涡轮喷气发动机，其部分参数如下表，其中热效率是指涡轮喷气发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比；推进效率指推力克服空气阻力所做的功与其获得的机械能之比。 热效率 推进效率 航空燃油热值 （1）涡轮喷气发动机在工作中，空气流过压气机时被压气机的旋转叶片压缩后的内能　　　　　　　　（选填“增大”、“减小”或“不变”），这部分气体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；此过程的能量转化相当于热机的　　　　　　　　冲程； （2）关于涡轮喷气发动机，下列说法不正确的是_______； A. 进气道中吸入的是空气　　B. 燃料耗尽后还可以利用压气机压缩气体推动涡轮转动 C. 燃料燃烧时，是将化学能转化为内能　　D. 尾喷管中喷出的高速气流对飞机做功 （3）涡轮喷气发动机使混合气体压缩后在燃烧室燃烧直到膨胀的气体再从尾部喷出过程中，燃气的温度是不断变化的，下列能大致反映混合气体温度随时间而变化的是图______。 A. 　　B.  C. 　　D.  （4）已知涡轮喷气发动机所受空气阻力与运行速度的关系如图丙所示，当飞机以的速度水平匀速巡航1h的过程中，获得的机械能=　　　　　　　　J，需要消耗航空燃油　　　　　　　　； 10.(2025-2026九上·江苏扬州文昌教育集团·期中)阅读短文，回答问题。 鲲龙AG600：中国航空工业的水中蛟龙与空中鲲鹏 2025年2月28日，大型水陆两栖飞机AG600“鲲龙”取证前全部试飞科目圆满完成。2025年5月10日，AG600批产首架机在珠海金湾总装下线。如图1所示，AG600主要用于大型灭火和水上救援，可以从地面起飞和降落，也可以从水面起飞和降落。AG600具有载重量大、航程远、续航时间长的特点，其各项参考数据见表： 动力系统 单台发动机功率约3120kW 最大平飞速度 500km/h 空载总质量 41.5t 最大航程、航时 4500km，12h 最大汲水量 12t AG600水陆两栖飞机采用单船身、悬臂上单翼布局形式；选装四台WJ6发动机，采用前三点可收放式起落架。AG600水上飞机在执行森林灭火任务时，可在20秒内汲水12000千克，飞机可在水源与火场之间多次往返，投水灭火。在执行水上救援任务时，飞机最低稳定飞行高度50米，并可在水面上停泊实施救援行动，一次最多可救护50名遇险人员。 AG600“鲲龙”不仅是中国航空工业的一次重要里程碑，也为后续研发积累了宝贵经验。我们期待在未来能看到更多科技创新成果，为中国航空事业的发展注入新的动力。 （1）“鲲龙”上天是超级洒水车，“鲲龙”入海秒变救护船，其动力系统基本原理是将　　　　　　　能转化为螺旋桨的　　　　　　　能，为救援任务提供动力。图2中，选出汽油机的工作过程与其能量转化相同的是　　　　　　　；若汽油机飞轮的转速2400r/min，则该汽油机每分钟对外做功　　　　　　　以次。 （2）“鲲龙”AG600大型水陆两栖飞机的发动机采用二级空气冷却系统，其中最主要的冷却方式是发动机压气机抽取的大量空气中，有一小部分会被引导至涡轮叶片、涡轮盘等高温部件周围，形成一层冷却气膜，这是用　　　　　　　方式改变发动机内能。 （3）在执行某次任务过程中，汲满水的AG600从水面爬升至80m高的空中，飞机对所汲的水做功　　　　　　　　J。 （4）“鲲龙”AG600飞机发动机燃油热效率约为40%，飞机使用的航空燃油的热值为4.2×10⁷J/kg。AG600水平匀速飞行时其所受阻力与速度的关系如表所示，若AG600以300m/s水平匀速飞行，消耗燃油360kg，可飞行　　　　　　　km。 速度 60 80 90 空气阻力f/N 考点2 热机的效率 1.(2025-2026九上·河北衡水·期中)关于“热机”，下列说法中错误的是（　　） A. 通过技术改进，可以使热机的效率达到100% B. 减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行” C. 用水而不用其它循环物质降低热机的温度，主要是利用水的比热容最大的特性 D. 严寒的冬天，有人晚上把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时，水凝固而胀坏水箱 2.(2025-2026九上·湖南娄底-11月·期中)汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　　） A. 甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度降低 B. 由乙图可知该汽油机的效率是28% 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. 为了节能，冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值 3.(2025-2026九上·广东广州中学·期中)甲、乙两辆汽车的热机效率：，在水平高速公路上匀速行驶时动力相同。甲车行驶50km消耗的汽油为4L，则乙车行驶100km消耗的汽油可能为（　　） A. 7L B. 8L C. 9L D. 10L 4.(2025-2026九上·北京广渠门中学·期中)请阅读《大国重器，逐梦蓝天》并回答问题。 大国重器，逐梦蓝天 2023年5月28日，全球首架交付的C919大型客机，执飞航班，标志着中国正迈向航空制造强国之列。C919客机在设计和制造过程中，突破了上百项关键技术。如机舱内覆有的高孔隙率“超细航空级玻璃棉”，能很好地保温与吸收噪声，其单丝纤维直径只有，的质量仅为。 再如，C919先进的环境控制系统，能让其在气压只有的万米高空时，将机外−50℃以下的冷空气不断压缩升温至50℃以上，依靠传感器的自动控制，使机内气压和温度始终处于舒适状态。 另外，机上搭载的新一代涡扇发动机的热效率和推进效率比一般发动机的高，所谓热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与发动机获得的机械能之比，下表是飞机的部分技术参数： 最大起飞质量 72.5t 客舱内气压 巡航速度 920km/h 发动机的巡航推力 C919逐梦蓝天，彰显了中国人的志气和底气，其背后更是20多个省市的1000多家企事业单位，30余万人16年如一日的奉献与坚守，体现了中国人无畏困难、勇于担当的时代精神和攻坚克难、勇往直前的奋斗决心。 根据以上材料，回答下列问题： （1）下列说法正确的是___________（选填选项前的字母） A. “超细航空级玻璃棉”的导热性能相对较好 B. “超细航空级玻璃棉”的隔音性能相对较好 C. 环境控制系统将冷空气压缩升温，使气体的内能减小 D. 环境控制系统将冷空气压缩升温，主要是利用了热传递的方式 （2）燃料燃烧产生的内能转化为机械能的过程，对应热机四个冲程中的　　　　　　　　　　　冲程； （3）若飞机以表中巡航速度飞行的过程中，燃料完全燃烧产生的内能为，发动机的热效率为，则此过程中发动机的推进效率为　　　　　　　　　　　。 5.(2025-2026九上·江苏丹阳高中学-12月·期中)一辆油电混合动力轿车，仅凭汽油发动机提供动力，使这辆车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶了140s，共消耗燃油400g，此时汽车动能为2×105J。当驾驶员看到前方有停车检查标志，立即松开汽车的加速踏板（油门），并启动储能装置将动能转化为电能，以达到使轿车减速的目的。轿车从开始减速至停下这一段时间内，共有1.2×105J的电能储存到蓄电池中。已知：汽油发动机输出功率为3×104W，燃油的热值为4.2×107J/kg，求： （1）轿车以20m/s的速度匀速行驶时所受阻力的大小？ （2）汽车匀速行驶时，汽油发动机的效率？ （3）减速过程中存储装置的储能效率？（储存的电能占减少动能的比例） 6.(2025-2026九上·湖南长沙雅礼教育集团·期中)新能源的开发及利用正逐步走入寻常百姓家。若已知液态氢的热值是1.4×108J/kg，水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)。试计算： （1）我国第4代运载火箭一般使用液态氢作为燃料，某火箭发射时携带3×104kg液态氢燃料。这些燃料完全燃烧，最多能将多少千克初温为20℃的水加热至沸腾？（当地大气压为标准大气压） （2）氢能源车的发动机工作时，将液态氢转化为氢气，在气缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以75kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了2kg燃料，求该发动机的效率（小数点后保留一位小数）。 7.(2025-2026九上·湖北武汉部分学校·期中)如图所示是我国首款自行研制、具有自主知识产权的喷气式中程干线客机中国商飞C919。若该飞机以720km/h的速度匀速直线航行20min，消耗航空燃油1.56t，飞机发动机的功率为2.6×107W。（航空燃油的热值为4×107J/kg）求： （1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少？ （2）飞机在航行过程中的阻力是多少？ （3）发动机的效率是多少？ 8.(2025-2026九上·山东威海-11月·期中)如图所示是单缸四冲程内燃机，在1min内曲轴转动1840圈，燃气推动活塞做功一次为1500J。在这段时间内，汽缸内共燃烧汽油0.1kg。（汽油的热值为4.6×107J/kg）求： （1）1min内，燃气对活塞做的功； （2）该内燃机这段时间工作的效率。 9.(2025-2026九上·山东威海-11月·期中)东东家新买了一个燃气热水器，他为了粗略测试一下新燃气热水器的效率，加入20kg的水，将水从20℃加热到60℃，完全燃烧了0.2m3的煤气。[若煤气的热值为4×107J/m3，]求： （1）水吸收的热量； （2）该燃气热水器烧水时的效率。 10.(2025-2026九上·江苏常州第二十四中学·期中)氢燃料电池汽车利用氢与氧发生化学反应产生电能，供给电动机，从而驱动汽车行驶。如图所示，该类型汽车甲在平直公路上从A地出发，以72km/h的速度行驶1h到达B地，若氢燃料电池将化学能转化为电能的效率为75%，所产生电能E电的80%用于维持汽车匀速行驶，汽车行驶时所受的阻力为1000N，氢燃料的热值为1.5×108J/kg。 （1）求此过程中产生的电能E电。 （2）求此过程中需要消耗的氢燃料的质量。（假设氢燃料完全燃烧） （3）燃油汽车乙也在该公路上从A地出发，以72km/h的速度匀速行驶，所受阻力与甲车相同，汽油在汽缸内完全燃烧，需要燃烧5.3kg汽油用来维持汽车匀速行驶，汽油的热值q=4.6×107J/kg，同样到达B地，汽车乙发动机的效率为多少？（计算结果精确到0.1%） 考点3 燃料的热值 1.(2025-2026九上·江苏常州第二十四中学·期中)2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号运载火箭成功将三名航天员送入中国空间站。下列说法正确的是（     ） A. 运载火箭采用液态氢作为燃料，是氢的比热容大 B. 运载火箭采用液态氢作为燃料，是氢的热值大 C. 神舟二十号飞船加速升空的过程中，动能减小，重力势能增加，机械能不变 D. 神舟二十号飞船加速升空的过程中，动能不变，重力势能增加，机械能增加 2.(2025-2026九上·湖南衡阳·期中)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无关 B. 容易燃烧的燃料热值一定大 C. 为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料 D. 煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多 3.(2025-2026九上·天津外国语大学附属外国语学校·期中)下列关于燃料的热值说法正确的是（     ） A. 燃料燃烧越充分，其热值越大 B. 燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少 C. 焦炭的热值是，完全燃烧1kg焦炭能放出的热量 D. 一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小 4.(2025-2026九上·河北衡水·期中)某太阳能热水器装有200kg温度为20℃的水，阳光照射一天后，水温升高到50℃，这是通过　　　　　　　　　　　　的方式改变了水的内能；若上述这些热量由干木柴燃烧提供，则需要完全燃烧　　　　　　　　　　　　　的干木柴（不考虑能量损失）。［水的比热容为4.2×103J/（），干木柴的热值为1.2×107J/kg] 5.(2025-2026九上·湖南衡阳·期中)小明采取如图所示的方式探究“相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是不是相同”。 燃料 加热前水的温度/℃ 燃料燃尽后水的温度/℃ 酒精 25 65 碎纸片 25 44 （1）实验时，可以通过比较　　　　　　　　　　　　　　　　（选填“加热时间”和“水升高的温度”）来比较酒精和碎纸片完全燃烧时放出热量的多少； （2）从表格中记录的数据可以发现，酒精和碎纸片充分燃烧后，放出热量最多的是　　　　　　　　； （3）通过实验表明，不同的燃料充分燃烧时，放出的热量一般是　　　　　　　　（选填“相同”或“不同”）的。 6.(2025-2026九上·天津滨海新·期中)用燃气灶烧水，燃烧0.5kg的煤气，使50kg的水从20℃升高到70℃，已知水的比热容为，煤气的热值为。求： （1）水吸收的热量； （2）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量； （3）燃气灶烧水的效率。 7.(2025-2026九上·广东中山中山纪念中学教育集团·期中)某品牌空气加热器采用丙烷作为燃料，将空气从加热到，消耗了丙烷燃料【空气的比热容为，丙烷的热值为】求： （1）空气吸收的热量； （2）丙烷完全燃烧放出的热量； （3）空气加热器的加热效率。 8.(2025-2026九上·上海松江·期中)(多选)恰当运用科学方法可深刻理解物理概念。 （1）如图所示，我们可以将电路中的　　　　　　　　　类比为水路中的水流，而水轮机在“水路”中的作用相当于电路中的　　　　　　　　　。 （2）在学习热值时，我们也可以类比比热容，因此关于燃料的热值，下列说法不正确的是（　　） A. 燃料燃烧不完全时热值变小　　B. 燃料完全燃烧时，它的热值可以达到最大 C. 燃料用了一部分后，质量变小，热值不变　　D. 燃料热值越大，燃烧放出的热量越多 （3）根据欧姆定律和并联电路中电流、电压的特点，推导图中R与R1、R2之间的关系。 9.(2025-2026九上·江苏徐州北·期中)阅读短文，回答问题 巡天探宇，华夏重器中的物理智慧 2024年，中国空间站“天宫”已正式进入常态化运营阶段，宛如一颗闪耀的“中国星”巡游于太空。将其送入太空的，是我国强大的“长征五号”运载火箭。 长征五号火箭绰号“胖五”，其巨大的箭体上配备的液氢液氧发动机，是名副其实的“大力士”。液氢是火箭的燃料，液氧是助燃的氧化剂。在燃烧室内，它们剧烈反应，产生高达3000多摄氏度的高温高压燃气。这些燃气以极高的速度从发动机尾部喷出，对火箭产生巨大的反作用力，从而推动这个重达800吨的庞然大物拔地而起，直刺苍穹。 当火箭完成任务分离后，“天宫”空间站展开其巨大的柔性太阳翼，在近乎真空的宇宙环境中，没有大气层的削弱，太阳光以极高的强度照射在太阳翼上，翼面上的光敏半导体材料随即发生光电效应，将取之不尽的太阳能高效地转化为电能。 电能，是空间站赖以生存的“血液”。它们通过精密的电源管理系统，被精准地输送到每一个角落：一部分即时使用，为舱内的环控生保系统、科学实验载荷、通信设备以及姿态控制发动机提供动力；另一部分则被储存进高性能锂离子蓄电池中。为整个空间站的运行、科学实验和航天员的生活持续供能。 （1）选择液氢作为燃料，主要是因为氢的　　　　　　　　　　　　　大。 （2）光电效应产生的电能一部分即时使用，一部分转化为　　　　　　　　　　　　　能存储在高性能锂离子蓄电池中。 （3）已知液氢的热值为，其在燃烧室燃烧转换为内能的效率为80%，则任一次发射中，火箭消耗100吨液氢燃料，实际获得内能为　　　　　　　　　　　　　J。 （4）在（3）的条件下，若获得的内能仅有40%用于火箭上升，则火箭上升过程中发动机的总效率为　　　　　　　　　　　　　。 10.(2025-2026九上·江苏徐州北·期中)在“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”活动中，兴趣小组组装如图所示两套相同的装置进行实验。 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃ 酒精 20 65 碎纸片 20 45 （1）本实验除了如图所示器材外，还需要选用的测量器材是　　　　　　　　　　　　　。 （2）该实验通过比较　　　　　　　　　　　　　（选填“加热时间”或“水升高的温度”）来反映酒精和碎纸片放出热量多少。 （3）若烧杯中水的质量均为200g，质量相同的酒精和碎纸片完全燃烧后，水的温度变化如表所示，兴趣小组通过计算得出酒精和碎纸片的热值比实际值要小，请说出一种具体的原因：　　　　　　　　　　　　　。 （4）若酒精热值为q1，碎纸片热值为q2，酒精和碎纸片完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则根据表中数据可得q1:q2=　　　　　　　　　　　　　。 考点4 跨学科实践：制作简易热机模型 1.(2025-2026九上·上海松江·期中)为探究不同燃料完全燃烧放热能力的差异，小明设计了如图甲、乙所示的两组对比实验，实验装置完全相同。烧杯内水的初温、质量也都相同，实验中忽略热量的散失，两种燃料质量相同，完全燃烧完后，画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A. 燃料1完全燃烧完所放出的热量小于燃料2完全燃烧完所放出的热量 B. 甲烧杯中水升高的温度与乙烧杯中水升高的温度之比是4:3 C. 甲烧杯水吸收热量与乙烧杯水吸收热量之比是4:3 D. 燃料1的热值与燃料2的热值之比是3:2 2.(2025-2026九上·湖南娄底-11月·期中)如图是小明制作的汽轮机模型，在试管中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后产生的蒸汽就能冲击叶轮转动。在这一过程中，水蒸气的　　　　　　能转化为叶轮的　　　　　　能，这一过程与汽油机的　　　　　　冲程作用相似。 3.(2025-2026九上·江苏常州第二十四中学·期中)如图所示，将盖上盖子的空矿泉水瓶用力扭转压缩，在旋开瓶盖的瞬间瓶盖飞出，且有“白气”从瓶口冒出。瓶盖飞出瞬间　　　　　　（瓶盖/瓶内气体）的内能迅速　　　　　　（增大/减小），“白气”是　　　　　　（水蒸气/小水珠/摩擦生成的烟）。该过程的能量转化与单缸四冲程汽油机的　　　　　　冲程相同。某四冲程内燃机每秒对外做功20次，其飞轮转速为　　　　　　r/min。 4.(2025-2026九上·江苏扬州中学树人教育集团·期中)如图所示是学习热学知识时所做的一些小实验： （1）如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图甲可以看出，此时它所处在　　　　　　　　　冲程，其能量转化情况与　　　　　　　　　（选填“乙”或“丙”）图相同，若该单缸四冲程汽油机的飞轮转速是2400r/min，则此汽油机每秒对外做功　　　　　　　　　次；发动机采用以水为主要成分的冷却液来降温，这是因为水的　　　　　　　　　较大。 （2）如图丙所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部，放入一小团干燥的硝化棉，用力将活塞迅速下压，此过程中活塞的　　　　　　　　　能转化为筒内空气的内能，筒内硝化棉由于温度升高达到着火点而燃烧，硝化棉的内能是通过　　　　　　　　　　方式改变的。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网 www.zxxk.com 专题02热机 》 考点1认识热机 1.【答案】A 2.【答案】D 3.【答案】c 4.【答案】A 5.【答案】B 6.【答案】C 7.【答案】①做功 ②25 8.【答案】①压缩 ②20 9.【答案】(1)①增大 ②做功 (2)B 4.32×1010 ②2160 10.【答案】(1)① 内 ② 机械 ③ ④ (2) 1.2×103 热传递 (3 9.6×10 (4) 67.2 113 让教与学更高效 (3)B (4)① 可学科网 www.zxxk.com 考点2热机的效率 1.【答案】A 2.【答案】B 3.【答案】A 4.【答案】(1)B (2) 做功 (3) 50% 5.【答案】(1)1500N;(2)25%:(3)60% 6.【答案】(1)1.25×10kg:(2)48.2% 7.【答案】(1)6.24×101oJ (2)1.3×10N 8.【答案】(1)1.38×10J (2)30% 9.【答案】(1)3.36×10J （2)42% 10.【答案】(1)9×10J:(2)0.8kg:(3)29.5%。 2》 考点3燃料的热值 1.【答案】B 2.【答案】A 3.【答案】C 4.【答案】①热传递 ②2.1kg 5.【答案】(1)水升高的温度 (2)酒精 213 让教与学更高效 (3)50% (3)不同 可学科网 www.zxxk com 让教与学更高效 6.【答案】(1)1.05×10J (2)2.1×10J (3)50% 7.【答案】(1)1×10J (2)2×10J (3)50% ②用电器 1-1+1 8.【答案】(1)①电流 (2)ABD (3)RR1R2 9.【答案】(1)热值 (2)化学 (3)1.12×1013 (4)32% 10.【答案】(1)托盘天平 (2)水升高的温度 (3)燃料燃烧放出的热量一部分会 散失到空气中，或被烧杯等实验装置吸收，同时燃料也可能未完全燃烧 (4)9:5 考点4跨学科实践：制作简易热机模型 1.【答案】D 2.【答案】①内 ②机械 ③做功 3.【答案】①瓶内气体 ②减小 ③小水珠 ④做功 ⑤2400 4.【答案】(1)①压缩 ②丙 ③20 ④比热容 (2)①机 械 ②热传递 3/3