专题02 热机（期中真题汇编,陕西专用）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·陕西安康-11月·期中)汽油机是燃油车的动力源泉之一，给汽车提供动力的是四冲程汽油机的（       ） A. 压缩冲程 B. 做功冲程 C. 吸气冲程 D. 排气冲程 2.(2025-2026九上·陕西咸阳·期中)如图所示，走马灯是我国一种在元宵节等传统节日上常见的特色工艺品。人们在走马灯内绘制武将骑马的各种图案，燃灯时，空气被加热上升，推动灯顶的叶片带动画面转动，形成人马追逐的景象，于是就有了走马灯的名字。关于走马灯，下面说法正确的是（　　） A. 空气被加热后含有的热量增多 B. 热空气对叶片做功后热空气的内能增加 C. 空气温度升高是通过热传递来实现的 D. 热空气推动叶片转动过程的能量转化与汽油机的压缩冲程相同 3.(2025-2026九上·陕西西安第八十五中学·期中)光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图所示，密闭气室中在光照下分解，使气室气压增大，推动活塞右移。活塞右移过程相当于汽油机的（　　） A. 吸气冲程 B. 排气冲程 C. 压缩冲程 D. 做功冲程 4.(2025-2026九上·陕西西安渭北中学、爱知中学等·期中)(多选)根据汽车发动机的不同类型，轿车分为有涡轮增压（T型）轿车和自然吸气（L型）轿车两种，相比于自然吸气发动机，涡轮增压发动机通过压缩空气来增加进气量，可以燃烧更多的汽油，提高发动机的输出功率，获得更强的动力。下列说法正确的是（　　） A. 热机的大量使用会造成环境污染 B. 涡轮增压发动机效率可达到100% C. 汽车排出的尾气没有内能 D. 涡轮增压发动机压缩空气时，空气的内能增加 5.(2025-2026九上·陕西西安部分学校·期中)图为四冲程内燃机的工作示意图，下列说法正确的是（　　） A. 一个工作循环的正确顺序：甲、乙、丙、丁 B. 乙图冲程能获得动力 C. 丙图冲程有明显机械能转化为内能的过程 D. 热机效率越高，做的有用功就越多 6.(2025-2026九上·陕西安康-11月·期中)如图为我国武装直升机武直-10，采用我国完全自主研发的“玉龙”涡轴航空发动机，它的大致工作过程：空气通过进气道进入压气机，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。下列说法正确的是（　　） A. 空气进入压气机，被压气机压缩后内能增大 B. 燃料和压缩空气混合后，燃料的热值变大 C. “玉龙”涡轴航空发动机工作时，将化学能直接转化为机械能 D. 燃烧室里的燃料燃烧更加充分时，发动机的效率不变 7.(2025-2026九上·陕西咸阳·期中)2025年国产混动汽车采用高效四冲程汽油机，关于其工作过程，下列说法正确的是（　　） A. 吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物 B. 压缩冲程将内能转化为机械能 C. 飞轮转速2400r/min时，1s对外做功40次 D. 热机效率越高，消耗的燃料越少 8.(2025-2026九上·陕西西安第三中学·期中)为使舰载机在短时间内达到起飞速度，航母上安装了蒸汽弹射装置，如图甲所示为其简化原理图。汽缸内蒸汽体积膨胀对外做功，同时推动活塞，从而使舰载机获得巨大的牵引力，弹射出去。从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置原理与图乙中　　　　　　　　　　　（选填“（1）”“（2）”“（3）”或“（4）”）所示的工作原理相似。若图乙中的飞轮转速使1200r/ min， 则 1s 内可以对外做功　　　　　　　　　　　次。 9.(2025-2026九上·陕西西安曲江第一中学·期中)用水壶烧水，这是通过　　　　　方式改变其内能，水沸腾后会顶起壶盖，此过程能量转化情况与四冲程汽油机的　　　　　冲程相似。一单缸四冲程汽油机，飞轮转速为3000r/min，则1s对外做功　　　　　次。 10.(2025-2026九上·陕西西安莲湖区部分学校·期中)如图所示，是某单缸四冲程汽油机的某一冲程示意图，它表示的是　　　　　冲程，其能量转化情况是　　　　　；若该汽油机飞轮转速为3600r/min，则汽油机1s内对外做功　　　　　次。请写出一条提高热机效率的措施：　　　　　。 考点2 热机的效率 1.(2025-2026九上·陕西榆林第五中学、第七中学·期中)如图所示的“六代机”，是第六代喷气式战斗机，是军事航空领域中新一代战机的概念，代表了未来空战技术和战术的发展方向。假设该飞机以恒定的牵引力飞行2000km，发动机输出的有用功为7.2×108J，消耗了40kg的航空燃油。已知航空燃油的热值为4.5×107J/kg，求： （1）40kg航空燃油完全燃烧放出的热量。 （2）飞机发动机的效率。 2.(2025-2026九上·陕西咸阳·期中)发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质，现代汽车主要分汽油和柴油两类发动机，其中汽油发动机提供动力的是内燃机的汽缸。如图所示，是一辆以汽油为燃料的汽车，其内部发动机的相关数据如下表所示（“排气量”是指发动机气缸的工作容积；“空燃比”是指汽缸内空气和燃油的质量比）。在某次测试过程中，该汽车发动机以最大功率正常工作了。 内完成工作循环 2000次 汽缸内汽油和空气的混合气密度 排气量 1.5L 汽油热值 发动机最大功率 75kW 空燃比 14：1 （1）汽车完成测试后，油箱中剩余汽油的质量减小，热值　　　　　　　　　　　（选填“变大”“不变”或“变小”）。 （2）测试过程中，消耗的汽油完全燃烧放出的热量是多少？ （3）测试过程中，汽车发动机的效率是多少？（结果精确至0.1%） （4）为减少能源消耗，保护环境，须合理利用能源。若每辆汽车每年消耗汽油，汽车发动机的效率平均值取35%，如果能把发动机效率提高5%，汽车数量按100万辆来计算，每年可以节约汽油多少t？ 3.(2025-2026九上·陕西西安渭北中学、爱知中学等·期中)2025年3月，我国新型055驱逐舰到达南太平洋指定海域开展演习。据网络信息显示，055驱逐舰使用的是燃气轮机动力系统，燃料是柴油，最大航速。求： （1）若055驱逐舰以的速度匀速航行时，动力推进系统的输出功率为，055驱逐舰受到的牵引力是多少？ （2）055驱逐舰以的速度匀速航行1小时，发动机热效率约为40%，消耗柴油多少L？（柴油的热值为，柴油的密度为） （3）若问题2中的柴油完全燃烧放出热量的14%被水吸收，能使的水由30℃升高了多少℃？ 4.(2025-2026九上·陕西西安铁一中·期中)如图所示，11月5日“中国人民解放军福建舰”正式入列，该舰采用平直通长飞行甲板，配置电磁弹射和阻拦装置，可搭载歼-15T、歼-35、歼-15D、空警600等不同类型的舰载机70架，满载排水量为8万余吨。某次海试中，福建舰以30节匀速航行40公里，此过程中所受阻力大小为。已知福建舰的动力系统消耗燃油2500kg，燃油的热值。同时，福建舰的电磁弹射系统弹射一架J15舰载机，消耗能量为。求此次海试： （1）若燃油完全燃烧可放出多少热量？ （2）牵引力做了多少功？ （3）该舰动力系统的效率是多大？（百分比后保留一位小数） （4）假设将电磁弹射器核心部分——线圈，简化为纯电阻电路模型，且弹射推力与电流的平方成正比，关系为（，为比例常数）。若航母电磁弹射线圈的等效电阻，初始供电电压，请计算初始状态下推力大小？ 5.(2025-2026九上·陕西西安部分学校·期中)汽油机工作时将汽油燃烧时产生的　　　　　　能转化为机械能。若对汽油机进行改进，使得汽油机工作时汽油能够燃烧得更加充分，　　　　　　（选填（“能”或“不能”）提升汽油机的效率。 6.(2025-2026九上·陕西西安部分学校·期中)在绿色出行理念的推动下，某款混合动力汽车的汽油热机模块性能备受关注。该热机的部分技术参数如下表所示，某次道路测试中，该热机以额定功率工作，驱动汽车在水平路面上匀速直线行驶40km，此过程中，消耗汽油2kg，汽车的牵引力始终为690N。已知汽油的热值q=4.6×107J/kg。 额定功率 单次做功冲程中，燃气对活塞的平均压力 36kW 6000N 请回答下列问题： （1）2kg汽油完全燃烧放出的热量是多少？ （2）此次测试中，汽车牵引力做的功是多少？该热机的热机效率是多少？ （3）若该热机气缸每次做功冲程中，活塞移动的距离为0.1m，求热机每分钟完成的做功冲程次数。 7.(2025-2026九上·陕西安康-11月·期中)如图是我国自主研制的大型水陆两栖飞机鲲龙号，鲲龙号具备强大的灭火救援能力，是国家应急救援体系建设必备的重大航空装备。某次航展上，鲲龙飞机飞行表演1000s，消耗航空燃油900kg，发动机的平均功率为。[，] （1）900kg的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少？ （2）发动机做的有用功是多少？ （3）发动机的效率是多少？ （4）若900kg的航空燃油完全燃烧放出热量的70%被水吸收，可使质量为50t、初温为20℃的水在标准大气压下温度升高到多少？ 8.(2025-2026九上·陕西西安交通大学附属中学分校·期中)我国不断创新和突破新能源汽车技术，发展出了增程式电动汽车，相比普通燃油车更省油。某品牌增程式电动汽车动力系统主要由电池、电动机和增程器组成，增程器主要由一个发动机（汽油机）和发电机组成，如图所示。在电池能量充足的情况下，车辆以“纯电模式”行驶，此时发动机不工作，完全依赖电池能量进行驱动。当电池的电量不足时，车辆以“增程模式”行驶，增程器启动，发动机驱动发电机产生电能，这些电能一部分直接驱动电动机，其余部分充入电池，以备后续使用。下表是某品牌增程式汽车的部分参数，“电动机的能量效率”指电动机驱动汽车行驶克服阻力做的功与消耗电能之比，“增程系统的效率”指发电机输出的电能与汽油完全燃烧产生的热量之比。（取） 某品牌增程式电动汽车部分参数 电动机的能量效率 90% 增程系统的效率 40% （1）如图是增程式汽车的能量转移和转化图，图中①的过程中，电池相当于电路中的　　　　　　（选填“用电器”或“电源”）； （2）小明的爸爸某天驾驶传统燃油汽车上下班，已知上下班的总路程为20km，传统燃油汽车的能量效率（指汽车行驶时克服阻力做的功与汽油完全燃烧产生的热量之比）为30%，每天的油耗为2kg，这一天小明爸爸上下班行驶燃油汽车时克服阻力做的功是多少？ （3）若小明的爸爸驾驶该增程式汽车以某恒定速度运行，在“增程模式”下增程器启动，发动机驱动发电机产生电能，这些电能一部分直接驱动电动机，其余部分充入电池，其中直接驱动电动机的电能与充入电池的电能之比为5：1。在“增程模式”下和第（2）问中燃油车行驶相同距离，消耗了多少kg汽油？（设传统燃油汽车和该增程式汽车行驶相同距离克服阻力做的功相同） （4）根据第（2）、（3）问的计算结果，结合增程式电动汽车的介绍，试分析为什么增程式汽车相比普通燃油车更省油？ 9.(2025-2026九上·陕西西安莲湖区部分学校·期中)除雪车是冬季必不可少的应急车辆，如图所示为一辆冬季除雪卡车。某次，除雪卡车在水平路面上匀速直线行驶，该过程中，除雪卡车受到的牵引力为，发动机的效率为25%。求： （1）牵引力所做的功。 （2）发动机消耗的汽油完全燃烧放出的热量。 10.(2025-2026九上·陕西西安高新一中·期中)为解决发动机的过热问题，除通过空气自然散热之外，还采用水冷却技术，其原理是将冷水注入与发动机接触的水冷管，冷水吸热升温后被排出，使机器工作温度保持稳定。图乙是某发动机能量流向图，为使该发动机在室温为25℃的环境下正常工作时不能过热，水冷管入水处每秒通入体积为400mL、温度为20℃的冷水，其出水处每秒流出体积为400mL、温度为60℃的热水。该发动机的总散热面积为，其中与水冷管接触的面积为，其余部分与空气接触，且空气接触的部分只能够带走按面积分配的25%的热量，余下热量全部由水冷管中的水带走。［水的比热容为，水的密度为］ （1）请根据能量流向图，提出一条提高发动机效率的有效措施：　　　　　　。 （2）从入水处到出水处，400mL水吸收的热量是多少？ （3）该发动机正常工作时，每秒输出的有用机械能是多少？（不计水冷管吸收的热量） 考点3 燃料的热值 1.(2025-2026九上·陕西西安西光中学教育集团·期中)下列关于热值的说法正确的是（　　） A. 汽油在汽缸中燃烧越充分其热值越大 B. 2kg的汽油完全燃烧比1kg的汽油完全燃烧热值大 C. 1kg煤燃烧放出J的热量，则煤的热值为J/kg D. 热值是燃料的一种属性，与燃料的质量无关，不同的燃料热值一般不同 2.(2025-2026九上·陕西安康-11月·期中)现代火箭用液态氢作燃料，是因为液态氢具有（ ） A. 较大的热值 B. 较高的凝固点 C. 较低的沸点 D. 较大的比热容 3.(2025-2026九上·陕西咸阳·期中)如图甲是常见的家用燃气热水器，图乙是其工作原理示意图。使用热水器时，燃气在燃烧器内燃烧，产生1700℃的高温烟气，高温烟气上升，流经热交换器，将从点处流入热交换器的冷水加热，产生的热水从点处源源不断流出热交换器，低温烟气从排烟管排出。该燃气热水器的技术参数如表，其中“热水产出率”的含义是：每分钟使水温升高25℃时的出水量；“额定耗气量”的含义是：热水器正常工作1小时消耗的燃气体积。某次洗澡时，冷水管进水温度为，设定热水管出水温度为，热水器正常工作时间为，冷水在热水器的热交换器内相同时间吸收的热量相同，已知水的比热容为，则下列说法错误的是（　　） 适用燃气 天然气 热值 额定耗气量 热水产出率 12kg/min A. 高温烟气通过热交换器加热冷水的过程中，冷水增加的内能小于烟气减少的内能 B. 消耗的天然气完全燃烧放出的热量为 C. 洗澡过程中热水器的出水流量为 D. 热水器的加热效率为90% 4.(2025-2026九上·陕西西安第三中学·期中)下列说法中正确的是（　　） A. 用煤气灶烧水时，煤气燃烧不充分时，其热值变小 B. 当电路中电流为零时，导体的电阻也为零 C. 电路中有电流，电路两端一定有电压 D. 四冲程汽油机的压缩冲程将内能转化为机械能 5.(2025-2026九上·陕西咸阳·期中)2025年国产大飞机C929验证机试飞成功，其巡航速度为900km/h，每小时消耗航空煤油7500kg，航空煤油的热值为4.6×10⁷J/kg。 （1）航空煤油的热值是燃料的特性，它的大小与燃料的质量　　　　　　　　　　　（选填“有关”或“无关”）； （2）7500kg航空煤油完全燃烧放出的热量是多少？ （3）若飞机发动机的效率为40%，则发动机每小时对外做的有用功是多少？ 6.(2025-2026九上·陕西西安第八十五中学·期中)2025年9月3日，东风-61陆基洲际导弹在纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵式上震撼亮相，导弹采用固体燃料推进发射，导弹的火箭发动机在工作时，先将燃料的化学能转换成　　　　　　　　能，然后再将其转换成导弹的　　　　　　　　能。该导弹发射时燃料燃烧质量不断减少的过程中，燃料的热值　　　　　　　　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 7.(2025-2026九上·陕西西安陕西师范大学附属中学·期中)如图所示，歼-20S是我国目前最先进的双发隐形战斗机， 它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度为20000m，最大航行速度可达24500km/h，最大载油量为13t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见表：已知飞机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率为45%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg；求： 速度v/（m/s） 100 200 300 400 500 阻力 f / N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 7.5×104 （1）飞机发动机携带最大载油量燃油完全燃烧放出的热量。 （2）用完油箱中的燃油，飞机最多能做多少有用功？ （3）若飞机以500m/s的速度匀速巡航，发动机完全燃烧2t 燃油时飞机的飞行距离。 8.(2025-2026九上·陕西西安部分学校·期中)西安市西南部地热资源丰富，为供热和能源结构调整提供有力的支持。位于东大街道的某单位在冬季利用自喷状态地热井为用户取暖。该地热井出水的水温为90℃，每小时流出水的质量为kg。 （1）kg的地热水的温度从90℃降低到50℃的过程中，所放出的热量是多少？[] （2）如果用天然气蒸气锅炉供应（1）中相同的热量，且天然气蒸气锅炉的热效率为84%，则消耗的天然气完全燃烧放出的热量是多少？ （3）在（2）的情况下，消耗的天然气的体积是多少？（天然气的热值取） 9.(2025-2026九上·陕西西安莲湖区部分学校·期中)两种不同材料的燃料，甲的质量为2kg，乙的质量为1kg，甲、乙燃料完全燃烧后放出的热量如图所示，则甲的热值　　　　　　　　（选填“大于”“小于”或“等于”）乙的热值；甲燃料的热值是　　　　　　　　J/kg；相同质量的甲、乙燃料完全燃烧，释放的热量之比是　　　　　　　　。 10.(2025-2026九上·陕西西安第三中学·期中)我国在文昌航天发射场用“长征五号遥七”运载火箭成功将通信技术试验卫星十一号顺利送入预定轨道，如图所示。火箭使用液态氢作为燃料，液态氧作为助燃剂，液态氢的热值为J/kg。 （1）火箭升空时，燃料燃烧过程中将化学能转换为　　　　　　能； （2）若火箭发射时携带kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量是多少？ （3）若上一问放出的热量只有20%被水吸收，能将kg、初温为25℃的水加热至多少摄氏度？[，已知当地大气压为1标准大气压] （4）“比冲”是动力学家衡量火箭引擎燃料的能量利用效率的一种标准量。它是火箭发动机产生的推力乘以工作时间再除以消耗掉的总燃料质量，推力单位是N，时间单位是s，质量单位是kg，所以比冲单位是　　　　　　。假设火箭使用的YF-77氢氧发动机，单台比冲为307（比冲单位未写出），推力为N，工作时间是173s，则单台该发动机消耗燃料质量为多少吨？（结果保留一位小数） 考点4 跨学科实践：制作简易热机模型 1.(2025-2026九上·陕西榆林第五中学、第七中学·期中)小蜀同学用塑料矿泉水瓶子进行了如下实验：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图a）；扭转瓶子压缩瓶内的气体（如图b）；轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾（如图c）。图b、c所示的过程分别与对应如图中内燃机的两个冲程是（　　） A. 甲和乙 B. 丁和乙 C. 乙和丙 D. 丁和丙 2.(2025-2026九上·陕西西安陕西师范大学附属中学·期中)如图所示，是小琳所在小组制作的热机模型，向易拉罐内部注入大约半罐水，将一支去掉笔芯和尾塞的中性笔的尖端朝外，尾端插入易拉罐内，用胶将易拉罐的开口处密封，将易拉罐如图所示放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶，点燃易拉罐下面的酒精灯，当有水蒸气喷出时，扇叶就转动起来。下列分析正确的是（　　） A. 整个过程中只有内能和机械能的转化 B. 水变成水蒸气的过程中，分子间的距离变小 C. 水蒸气喷出推动扇叶转动，与汽油机的做功冲程能量转化相同 D. 该热机模型的效率能达到100% 3.(2025-2026九上·陕西西安渭北中学、爱知中学等·期中)在学习物理时对课本中图片的理解很重要，下列对图片理解正确的是（　　） A. 图甲，压缩空气，硝化棉燃烧，此过程能量的转化与汽油机的做功冲程相同 B. 图乙，汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→内能→机械能 C. 图丙，搓手的过程是通过热传递的方式增加手的内能 D. 图丁，瓶内气体将瓶塞冲开，瓶内气体内能增大 4.(2025-2026九上·陕西西安第八十五中学·期中)如图-1所示，在试管内装一些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把木塞冲开，水蒸气冲开木塞的过程其能量转化相当于内燃机的　　　　　　　冲程。如图-2所示的实验中，试管内的水沸腾后，能使小叶轮旋转起来，这就是　　　　　　　　（选填“蒸汽机”或“内燃机”）的工作原理。 5.(2025-2026九上·陕西西安铁一中·期中)某同学利用塑料瓶制作的“水火箭”如图甲所示，其原理是压缩空气使水从“火箭”尾部向下喷出，推动“火箭”飞向空中。往“水火箭”里打气相当于图乙中 　　　　　　　　　　　（选填“A”或“B”） 所示的内燃机冲程； 若该热机 ls内对外做功15次， 则飞轮转速是 　　　　　　　　　　　r/ min。 6.(2025-2026九上·陕西西安高新一中·期中)如图甲所示是小明用可乐瓶制作的水火箭，小明先在瓶中装适量水，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气；打气过程中瓶中气体的内能　　　　　　（选填“增加”“减少”或“不变”），此过程的能量转化情况与图　　　　　　（选填“乙”或“丙”）中热机的工作过程相似，如果此汽油机曲轴转速为3000r/min，则它1s做功　　　　　　次。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网 考点1认识热机 1.【答案】B 2.【答案】C 3.【答案】D 4.【答案】AD 5.【答案】C 6.【答案】A 7.【答案】A 8.【答案】①(3) 9.【答案】① 热传递 ② 做功 ③ 25 10.【答案】①压缩 》 考点2热机的效率 1.【答案】(1)1.8×10灯 2.【答案】(1)不变 www.zxxk.com 让教与学更高效 专题02热机 ②10 ②机械能转化为内能 ③30 ④给发动机加润滑油 (2)40% (2)1.38×10J (3)32.6% (4)2×10t 1/3 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 3.【答案】(1)4×10N (2)11250L (3)6℃ 4.【答案】(1)1.1×101J (2)3.6×1010J (3)32.8% (4) 2×10N 5.【答案】①内 ②能 6.【答案】(1)9.2×10J (2)2.76×10J;30% (3)3600次 7.【答案】(1)3.6×1010灯 (2)1.8×1010J (3)50% (4) 100℃ 8.【答案】(1)用电器 (2)2.7×10J (3)kg (4)增程式汽车有一 部分电能充入了电池，这部分电能可以在“纯电模式”下继续驱动汽车，相较于燃油车相同的油耗增程式 汽车行驶得更远。 9.【答案】(1) 4.5×10J (2) 1.8×10J 10.【答案】(1)保证良好的润滑，减小摩擦 (2)6.72×104J (3)7.84×104J 考点3燃料的热值 1.【答案】D 2.【答案】A 3.【答案】c 4.【答案】C 5.【答案】(1)无关 (2)3.45×1011J (3)1.38×1011J 2/3 可学科网 www.zxxk com 让教与学更高效 6.【答案】①内 ②机械 ③不变 7.【答案】(1)6.5×10J (2)2.925×101J (3)6×10m 8.【答案】(1)1.68×1010J (2)2×1010J (3)500m3 9.【答案】①小于 ②1.5×10 ③3：4 10.【答案】(1)内 (2)8.4×1012J (3)100℃ (4)N·s/kg: 287.4t 考点4跨学科实践：制作简易热机模型 1.【答案】B 2.【答案】c 3.【答案】B 4.【答案】①做功 ②蒸汽机 5.【答案】①A ②1800 6.【答案】①增加 ②乙 ③25 3/3 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·陕西安康-11月·期中)汽油机是燃油车的动力源泉之一，给汽车提供动力的是四冲程汽油机的（       ） A. 压缩冲程 B. 做功冲程 C. 吸气冲程 D. 排气冲程 【答案】B 【详解】发动机的一个工作循环包括：吸气、压缩、做功、排气四个冲程；做功冲程是将内能转化为机械能，给发动机提供动力，而其它三个冲程是依靠飞轮的惯性完成的，所以发动机产生动力的是做功冲程，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 2.(2025-2026九上·陕西咸阳·期中)如图所示，走马灯是我国一种在元宵节等传统节日上常见的特色工艺品。人们在走马灯内绘制武将骑马的各种图案，燃灯时，空气被加热上升，推动灯顶的叶片带动画面转动，形成人马追逐的景象，于是就有了走马灯的名字。关于走马灯，下面说法正确的是（　　） A. 空气被加热后含有的热量增多 B. 热空气对叶片做功后热空气的内能增加 C. 空气温度升高是通过热传递来实现的 D. 热空气推动叶片转动过程的能量转化与汽油机的压缩冲程相同 【答案】C 【详解】A．热量是过程量，只能描述为“吸收/放出热量”，不能说物体“含有热量”，故A错误；B．热空气对叶片做功，内能转化为叶片的机械能，热空气自身内能减小，故B错误；C．蜡烛燃烧放热，空气吸收热量温度升高，是通过热传递改变内能，故C正确；D．热空气推动叶片转动，能量转化是内能转化为机械能，汽油机压缩冲程是机械能转化为内能，二者能量转化不同，压缩冲程对应这个能量转化不对，故D错误。故选C。 3.(2025-2026九上·陕西西安第八十五中学·期中)光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图所示，密闭气室中在光照下分解，使气室气压增大，推动活塞右移。活塞右移过程相当于汽油机的（　　） A. 吸气冲程 B. 排气冲程 C. 压缩冲程 D. 做功冲程 【答案】D 【详解】当活塞右移时，活塞对外做功，内能转化为机械能；汽油机的吸气和排气冲程中均无能量转化，压缩冲程中将机械能转化为内能，做功冲程中将内能转化为机械能；所以活塞右移过程相当于汽油机四个冲程中的做功冲程，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 4.(2025-2026九上·陕西西安渭北中学、爱知中学等·期中)(多选)根据汽车发动机的不同类型，轿车分为有涡轮增压（T型）轿车和自然吸气（L型）轿车两种，相比于自然吸气发动机，涡轮增压发动机通过压缩空气来增加进气量，可以燃烧更多的汽油，提高发动机的输出功率，获得更强的动力。下列说法正确的是（　　） A. 热机的大量使用会造成环境污染 B. 涡轮增压发动机效率可达到100% C. 汽车排出的尾气没有内能 D. 涡轮增压发动机压缩空气时，空气的内能增加 【答案】AD 【详解】A．热机是将燃料燃烧产生的内能转化为机械能的装置，汽车发动机属于热机。燃料燃烧时会产生一氧化碳、氮氧化物等有害气体，这些气体会造成空气污染，因此热机的大量使用确实会造成环境污染，故A正确；B．热机效率是指用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。由于热机工作过程中，不可避免地存在能量损失，如废气带走热量、克服摩擦做功、热传递损失等，所以涡轮增压发动机效率不可能达到100%，故B错误；C．内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和，一切物体在任何温度下都具有内能。汽车排出的尾气虽然温度可能降低， 但仍然含有大量分子，因此尾气具有内能，故C错误； D．涡轮增压发动机压缩空气时，对空气做功，空气的内能会增加，故D正确。故选AD。 5.(2025-2026九上·陕西西安部分学校·期中)图为四冲程内燃机的工作示意图，下列说法正确的是（　　） A. 一个工作循环的正确顺序：甲、乙、丙、丁 B. 乙图冲程能获得动力 C. 丙图冲程有明显机械能转化为内能的过程 D. 热机效率越高，做的有用功就越多 【答案】C 【详解】甲图中两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能。乙图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程。丙图中两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能。丁图中排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程。A．四个冲程的正确顺序是乙丙甲丁，故A错误；B．乙图为吸气冲程，内燃机在做功冲程能获得动力，故B错误；C．丙图为压缩冲程，在该冲程中将机械能转化为内能，故C正确；D．热机效率越高，有用功占总功的比值越大，但做的有用功不一定越多，故D错误。故选C。 6.(2025-2026九上·陕西安康-11月·期中)如图为我国武装直升机武直-10，采用我国完全自主研发的“玉龙”涡轴航空发动机，它的大致工作过程：空气通过进气道进入压气机，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。下列说法正确的是（　　） A. 空气进入压气机，被压气机压缩后内能增大 B. 燃料和压缩空气混合后，燃料的热值变大 C. “玉龙”涡轴航空发动机工作时，将化学能直接转化为机械能 D. 燃烧室里的燃料燃烧更加充分时，发动机的效率不变 【答案】A 【详解】A．空气进入压气机，压气机对空气做功，空气的内能增大，温度升高。故A正确；B．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料是否和空气混合无关。故B错误；C．“玉龙”涡轴航空发动机工作时，燃料燃烧，将化学能转化为高温高压气体的内能，然后高温高压气体推动涡轮转动，将内能转化为机械能。能量转化过程是：化学能→内能→机械能，不是直接转化。故C错误；D．发动机的效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的总能量之比。燃烧室里的燃料燃烧更加充分时，同样多的燃料放出的热量更多，有效利用的能量也更多，发动机的效率会提高。故D错误。故选A。 7.(2025-2026九上·陕西咸阳·期中)2025年国产混动汽车采用高效四冲程汽油机，关于其工作过程，下列说法正确的是（　　） A. 吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物 B. 压缩冲程将内能转化为机械能 C. 飞轮转速2400r/min时，1s对外做功40次 D. 热机效率越高，消耗的燃料越少 【答案】A 【详解】A．汽油机在吸气冲程中吸入气缸的是空气和汽油的混合物，故A正确；B．汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能，故B错误；C．四冲程汽油机的飞轮转速为2400r/min，则该飞轮每秒钟转40r。因为一个工作循环飞轮转2r，完成四个工作冲程，对外做功1次，所以飞轮转40r共做功20次，故C错误。D．热机效率越高，对外做同样多的功时，消耗的燃料就越少，故D错误。故选A。 8.(2025-2026九上·陕西西安第三中学·期中)为使舰载机在短时间内达到起飞速度，航母上安装了蒸汽弹射装置，如图甲所示为其简化原理图。汽缸内蒸汽体积膨胀对外做功，同时推动活塞，从而使舰载机获得巨大的牵引力，弹射出去。从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置原理与图乙中　　　　　　　　　　　（选填“（1）”“（2）”“（3）”或“（4）”）所示的工作原理相似。若图乙中的飞轮转速使1200r/ min， 则 1s 内可以对外做功　　　　　　　　　　　次。 【答案】① （3）    ② 10 【详解】[1]汽缸内蒸汽体积膨胀对外做功，同时推动活塞，从而使舰载机获得巨大的牵引力，弹射出去。从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置原理将内能→机械能。图乙中（3）是做功冲程，蒸汽弹射装置原理与图乙中（3）所示的工作原理相似。[2]若图乙中的飞轮转速是每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次，则1s内可以对外做功10次。 9.(2025-2026九上·陕西西安曲江第一中学·期中)用水壶烧水，这是通过　　　　　方式改变其内能，水沸腾后会顶起壶盖，此过程能量转化情况与四冲程汽油机的　　　　　冲程相似。一单缸四冲程汽油机，飞轮转速为3000r/min，则1s对外做功　　　　　次。 【答案】① 热传递    ② 做功    ③ 25 【详解】[1]改变物体内能的方式有做功和热传递。用水壶烧水时，火焰的热量通过热传递的方式传递给壶中的水，使水的内能增加，温度升高。[2]水沸腾后会顶起壶盖，水蒸气对壶盖做功，水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，此过程与四冲程汽油机的做功冲程相似。[3]已知飞轮转速为3000r/min，换算为每秒的转速为50r/s。单缸四冲程汽油机的一个工作循环包括四个冲程，飞轮转2圈，对外做功1次，所以每秒对外做功25次。 10.(2025-2026九上·陕西西安莲湖区部分学校·期中)如图所示，是某单缸四冲程汽油机的某一冲程示意图，它表示的是　　　　　冲程，其能量转化情况是　　　　　；若该汽油机飞轮转速为3600r/min，则汽油机1s内对外做功　　　　　次。请写出一条提高热机效率的措施：　　　　　。 【答案】① 压缩    ② 机械能转化为内能    ③ 30    ④ 给发动机加润滑油 【详解】[1]如图，进气门和排气门都是关闭的，可以判断是压缩冲程或做功冲程，又因为活塞向上运动，可以判断是压缩冲程。[2]压缩冲程中，活塞的机械能转化为气缸内燃气的内能，该过程是通过做功的方式改变物体内能的。[3]飞轮转速为3600r/min=60r/s，飞轮每转动两圈，对外做功一次，此时飞轮1s转动60圈，对外做功30次。[4]给发动机加润滑油：加润滑油后，摩擦减小，散失的热能减少，更多燃料燃烧产生的内能能通过活塞、曲轴转化为机械能（有用功），因此效率提高。 考点2 热机的效率 1.(2025-2026九上·陕西榆林第五中学、第七中学·期中)如图所示的“六代机”，是第六代喷气式战斗机，是军事航空领域中新一代战机的概念，代表了未来空战技术和战术的发展方向。假设该飞机以恒定的牵引力飞行2000km，发动机输出的有用功为7.2×108J，消耗了40kg的航空燃油。已知航空燃油的热值为4.5×107J/kg，求： （1）40kg航空燃油完全燃烧放出的热量。 （2）飞机发动机的效率。 【答案】（1）1.8×109J     （2）40%      【讲解】(1) 40kg航空燃油完全燃烧放出的热量  (2)  飞机发动机的效率 2.(2025-2026九上·陕西咸阳·期中)发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质，现代汽车主要分汽油和柴油两类发动机，其中汽油发动机提供动力的是内燃机的汽缸。如图所示，是一辆以汽油为燃料的汽车，其内部发动机的相关数据如下表所示（“排气量”是指发动机气缸的工作容积；“空燃比”是指汽缸内空气和燃油的质量比）。在某次测试过程中，该汽车发动机以最大功率正常工作了。 内完成工作循环 2000次 汽缸内汽油和空气的混合气密度 排气量 1.5L 汽油热值 发动机最大功率 75kW 空燃比 14：1 （1）汽车完成测试后，油箱中剩余汽油的质量减小，热值　　　　　　　　　　　（选填“变大”“不变”或“变小”）。 （2）测试过程中，消耗的汽油完全燃烧放出的热量是多少？ （3）测试过程中，汽车发动机的效率是多少？（结果精确至0.1%） （4）为减少能源消耗，保护环境，须合理利用能源。若每辆汽车每年消耗汽油，汽车发动机的效率平均值取35%，如果能把发动机效率提高5%，汽车数量按100万辆来计算，每年可以节约汽油多少t？ 【答案】（1）不变     （2）     （3）     （4）      【讲解】(1) 热值是燃料本身的固有特性，热值大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，因此剩余汽油的热值不变。 (2) 排气量一次工作循环中，汽缸内混合气的总质量为空燃比为，即空气质量与汽油质量比为，因此一次工作循环中汽油质量1min完成2000次工作循环，总消耗汽油质量汽油完全燃烧放出的热量 (3) 发动机最大功率工作时间发动机做的有用功发动机效率 (4) 设汽车每年做的有用功为，汽油热值为，原效率，提高后效率由可得：，化简得，每辆车每年节约汽油质量100万辆汽车每年总共节约汽油 3.(2025-2026九上·陕西西安渭北中学、爱知中学等·期中)2025年3月，我国新型055驱逐舰到达南太平洋指定海域开展演习。据网络信息显示，055驱逐舰使用的是燃气轮机动力系统，燃料是柴油，最大航速。求： （1）若055驱逐舰以的速度匀速航行时，动力推进系统的输出功率为，055驱逐舰受到的牵引力是多少？ （2）055驱逐舰以的速度匀速航行1小时，发动机热效率约为40%，消耗柴油多少L？（柴油的热值为，柴油的密度为） （3）若问题2中的柴油完全燃烧放出热量的14%被水吸收，能使的水由30℃升高了多少℃？ 【答案】（1）     （2）     （3）      【讲解】(1) 驱逐舰速度 由于055驱逐舰匀速航行，根据功率公式 ，055驱逐舰受到的牵引力 (2) 驱逐舰航行时间 所做的有用功由可得，柴油完全燃烧放出的总热量由可得，柴油质量由可得，柴油体积 (3) 由可得，水吸收的热量由温度升高 4.(2025-2026九上·陕西西安铁一中·期中)如图所示，11月5日“中国人民解放军福建舰”正式入列，该舰采用平直通长飞行甲板，配置电磁弹射和阻拦装置，可搭载歼-15T、歼-35、歼-15D、空警600等不同类型的舰载机70架，满载排水量为8万余吨。某次海试中，福建舰以30节匀速航行40公里，此过程中所受阻力大小为。已知福建舰的动力系统消耗燃油2500kg，燃油的热值。同时，福建舰的电磁弹射系统弹射一架J15舰载机，消耗能量为。求此次海试： （1）若燃油完全燃烧可放出多少热量？ （2）牵引力做了多少功？ （3）该舰动力系统的效率是多大？（百分比后保留一位小数） （4）假设将电磁弹射器核心部分——线圈，简化为纯电阻电路模型，且弹射推力与电流的平方成正比，关系为（，为比例常数）。若航母电磁弹射线圈的等效电阻，初始供电电压，请计算初始状态下推力大小？ 【答案】（1）     （2）     （3）32.8%     （4）      【讲解】(1) 若燃油完全燃烧可放出热量为 (2) 福建舰匀速航行，则牵引力大小等于阻力大小为福建舰匀速航行的路程为则牵引力做功为 (3) 该舰动力系统的有用功为该舰动力系统的效率是 (4) 纯电阻电路模型的电流为弹射推力为 5.(2025-2026九上·陕西西安部分学校·期中)汽油机工作时将汽油燃烧时产生的　　　　　　能转化为机械能。若对汽油机进行改进，使得汽油机工作时汽油能够燃烧得更加充分，　　　　　　（选填（“能”或“不能”）提升汽油机的效率。 【答案】① 内    ② 能 【详解】[1]汽油机工作时将汽油燃烧时产生的内能通过做功冲程转化为机械能，对外提供动力。[2]若对汽油机进行改进，使得汽油机工作时汽油能够燃烧得更加充分，消耗燃料相同的情况下所做的有用功变多，可以提高汽油机的效率。 6.(2025-2026九上·陕西西安部分学校·期中)在绿色出行理念的推动下，某款混合动力汽车的汽油热机模块性能备受关注。该热机的部分技术参数如下表所示，某次道路测试中，该热机以额定功率工作，驱动汽车在水平路面上匀速直线行驶40km，此过程中，消耗汽油2kg，汽车的牵引力始终为690N。已知汽油的热值q=4.6×107J/kg。 额定功率 单次做功冲程中，燃气对活塞的平均压力 36kW 6000N 请回答下列问题： （1）2kg汽油完全燃烧放出的热量是多少？ （2）此次测试中，汽车牵引力做的功是多少？该热机的热机效率是多少？ （3）若该热机气缸每次做功冲程中，活塞移动的距离为0.1m，求热机每分钟完成的做功冲程次数。 【答案】（1）     （2）；30%     （3）3600次      【讲解】(1) 由题可知，汽油完全燃烧放出的热量 (2) 根据可得，牵引力做功所以，热机效率 (3) 每分钟热机总功单次做功冲程的功热机每分钟完成的做功冲程次数 7.(2025-2026九上·陕西安康-11月·期中)如图是我国自主研制的大型水陆两栖飞机鲲龙号，鲲龙号具备强大的灭火救援能力，是国家应急救援体系建设必备的重大航空装备。某次航展上，鲲龙飞机飞行表演1000s，消耗航空燃油900kg，发动机的平均功率为。[，] （1）900kg的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少？ （2）发动机做的有用功是多少？ （3）发动机的效率是多少？ （4）若900kg的航空燃油完全燃烧放出热量的70%被水吸收，可使质量为50t、初温为20℃的水在标准大气压下温度升高到多少？ 【答案】（1）3.6×J     （2）1.8×J     （3）50%     （4）100℃      【讲解】(1) 根据公式，其中m = 900kg，，则 (2) 根据功率公式，可得有用功W = Pt，其中P=1.8×W，t=1000s，则W = Pt=1.8×W×1000s=1.8×J (3) 效率代入数据得 (4) 水吸收的热量水的质量根据，可得温度变化，代入，得由于标准大气压下水的沸点为100℃，因此水最多只能升高到100℃。 8.(2025-2026九上·陕西西安交通大学附属中学分校·期中)我国不断创新和突破新能源汽车技术，发展出了增程式电动汽车，相比普通燃油车更省油。某品牌增程式电动汽车动力系统主要由电池、电动机和增程器组成，增程器主要由一个发动机（汽油机）和发电机组成，如图所示。在电池能量充足的情况下，车辆以“纯电模式”行驶，此时发动机不工作，完全依赖电池能量进行驱动。当电池的电量不足时，车辆以“增程模式”行驶，增程器启动，发动机驱动发电机产生电能，这些电能一部分直接驱动电动机，其余部分充入电池，以备后续使用。下表是某品牌增程式汽车的部分参数，“电动机的能量效率”指电动机驱动汽车行驶克服阻力做的功与消耗电能之比，“增程系统的效率”指发电机输出的电能与汽油完全燃烧产生的热量之比。（取） 某品牌增程式电动汽车部分参数 电动机的能量效率 90% 增程系统的效率 40% （1）如图是增程式汽车的能量转移和转化图，图中①的过程中，电池相当于电路中的　　　　　　（选填“用电器”或“电源”）； （2）小明的爸爸某天驾驶传统燃油汽车上下班，已知上下班的总路程为20km，传统燃油汽车的能量效率（指汽车行驶时克服阻力做的功与汽油完全燃烧产生的热量之比）为30%，每天的油耗为2kg，这一天小明爸爸上下班行驶燃油汽车时克服阻力做的功是多少？ （3）若小明的爸爸驾驶该增程式汽车以某恒定速度运行，在“增程模式”下增程器启动，发动机驱动发电机产生电能，这些电能一部分直接驱动电动机，其余部分充入电池，其中直接驱动电动机的电能与充入电池的电能之比为5：1。在“增程模式”下和第（2）问中燃油车行驶相同距离，消耗了多少kg汽油？（设传统燃油汽车和该增程式汽车行驶相同距离克服阻力做的功相同） （4）根据第（2）、（3）问的计算结果，结合增程式电动汽车的介绍，试分析为什么增程式汽车相比普通燃油车更省油？ 【答案】（1）用电器     （2）     （3）2kg     （4）增程式汽车有一部分电能充入了电池，这部分电能可以在“纯电模式”下继续驱动汽车，相较于燃油车相同的油耗增程式汽车行驶得更远。      【讲解】(1) 图中① 的过程中，电池消耗发电机产生的电能，相当于电路中的用电器。 (2) 油耗为2kg汽油放出的热量为行驶燃油汽车时克服阻力做的功是 (3) 燃油车行驶相同距离，消耗的电能为发电机输出的电能为汽油完全燃烧产生的热量为消耗汽油的质量为 (4) 略。 9.(2025-2026九上·陕西西安莲湖区部分学校·期中)除雪车是冬季必不可少的应急车辆，如图所示为一辆冬季除雪卡车。某次，除雪卡车在水平路面上匀速直线行驶，该过程中，除雪卡车受到的牵引力为，发动机的效率为25%。求： （1）牵引力所做的功。 （2）发动机消耗的汽油完全燃烧放出的热量。 【答案】（1） 4.5×106J     （2） 1.8×107J      【讲解】(1) 已知除雪卡车行驶的距离 s = 3km = 3000m，受到的牵引力 F = 1500N，牵引力所做的功为 (2) 汽油完全燃烧放出的热量 10.(2025-2026九上·陕西西安高新一中·期中)为解决发动机的过热问题，除通过空气自然散热之外，还采用水冷却技术，其原理是将冷水注入与发动机接触的水冷管，冷水吸热升温后被排出，使机器工作温度保持稳定。图乙是某发动机能量流向图，为使该发动机在室温为25℃的环境下正常工作时不能过热，水冷管入水处每秒通入体积为400mL、温度为20℃的冷水，其出水处每秒流出体积为400mL、温度为60℃的热水。该发动机的总散热面积为，其中与水冷管接触的面积为，其余部分与空气接触，且空气接触的部分只能够带走按面积分配的25%的热量，余下热量全部由水冷管中的水带走。［水的比热容为，水的密度为］ （1）请根据能量流向图，提出一条提高发动机效率的有效措施：　　　　　　。 （2）从入水处到出水处，400mL水吸收的热量是多少？ （3）该发动机正常工作时，每秒输出的有用机械能是多少？（不计水冷管吸收的热量） 【答案】（1）保证良好的润滑，减小摩擦     （2）     （3）      【讲解】(1) 由能量流程图可知，能量的损耗主要是废气、散热、机械摩擦三部分，要提高效率，首先使燃料充分燃烧，然后减少燃烧产生能量的损失，保证良好润滑减少摩擦；尽量降低散热；从而提高其效率。 (2) 水的质量为水吸收的热量为 (3) 由题意可知，每秒水吸收的热量与散热之间关系为代入得每秒散热为发动机的效率为可得发动机正常工作时，每秒输出的有用机械能是 考点3 燃料的热值 1.(2025-2026九上·陕西西安西光中学教育集团·期中)下列关于热值的说法正确的是（　　） A. 汽油在汽缸中燃烧越充分其热值越大 B. 2kg的汽油完全燃烧比1kg的汽油完全燃烧热值大 C. 1kg煤燃烧放出J的热量，则煤的热值为J/kg D. 热值是燃料的一种属性，与燃料的质量无关，不同的燃料热值一般不同 【答案】D 【详解】A．热值是燃料的固有属性，与燃烧是否充分无关，汽油燃烧越充分，只是放出的热量越多，但热值不变，故A错误；B．热值与燃料的质量无关，2kg汽油和1kg汽油的热值是相同的（同种燃料热值相同），故B错误；C．热值的定义是“完全燃烧”时放出的热量，而选项中“燃烧放出”未明确是“完全燃烧”，因此不能直接得出煤的热值，故C错误；D．热值是燃料的一种属性，与燃料的质量无关，不同种类的燃料，热值一般不同，D正确。故选D。 2.(2025-2026九上·陕西安康-11月·期中)现代火箭用液态氢作燃料，是因为液态氢具有（ ） A. 较大的热值 B. 较高的凝固点 C. 较低的沸点 D. 较大的比热容 【答案】A 【详解】燃料的热值是燃料的一种特性。现代火箭用液态氢作燃料，原因是液态氢具有较高的热值，在完全燃烧相同质量的燃料时，热值越大的燃料释放出的热量越多。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 3.(2025-2026九上·陕西咸阳·期中)如图甲是常见的家用燃气热水器，图乙是其工作原理示意图。使用热水器时，燃气在燃烧器内燃烧，产生1700℃的高温烟气，高温烟气上升，流经热交换器，将从点处流入热交换器的冷水加热，产生的热水从点处源源不断流出热交换器，低温烟气从排烟管排出。该燃气热水器的技术参数如表，其中“热水产出率”的含义是：每分钟使水温升高25℃时的出水量；“额定耗气量”的含义是：热水器正常工作1小时消耗的燃气体积。某次洗澡时，冷水管进水温度为，设定热水管出水温度为，热水器正常工作时间为，冷水在热水器的热交换器内相同时间吸收的热量相同，已知水的比热容为，则下列说法错误的是（　　） 适用燃气 天然气 热值 额定耗气量 热水产出率 12kg/min A. 高温烟气通过热交换器加热冷水的过程中，冷水增加的内能小于烟气减少的内能 B. 消耗的天然气完全燃烧放出的热量为 C. 洗澡过程中热水器的出水流量为 D. 热水器的加热效率为90% 【答案】C 【详解】A．高温烟气加热冷水的过程中，会有部分热量散失到周围环境中，因此冷水增加的内能一定小于烟气减少的内能，故A正确，不符合题意；B．消耗天然气的体积天然气完全燃烧放出的热量故B正确，不符合题意；C．本次洗澡水温升高由题意，相同时间内水吸收的热量相同，设出水流量为m，根据吸热公式，每分钟吸热相等可得解得即洗澡过程中热水器的出水流量为10kg/min，不是11kg/min，故C错误，符合题意；D．15分钟出水总质量水吸收的总热量加热效率故D正确，不符合题意。故选C。 4.(2025-2026九上·陕西西安第三中学·期中)下列说法中正确的是（　　） A. 用煤气灶烧水时，煤气燃烧不充分时，其热值变小 B. 当电路中电流为零时，导体的电阻也为零 C. 电路中有电流，电路两端一定有电压 D. 四冲程汽油机的压缩冲程将内能转化为机械能 【答案】C 【详解】A．热值是燃料的固有属性，与是否充分燃烧无关，故A错误；B．电阻是导体的固有属性，与导体的材料、长度、横截面积有关，与电流无关，故B错误；C．电压是形成电流的原因，有电流则必然存在电压，故C正确；D．压缩冲程中，活塞向上运动，压缩汽缸内的汽油和空气混合物，对气体做功，使混合气体的温度升高，内能增加，将‌机械能转化为内能，‌故D错误。故选C。 5.(2025-2026九上·陕西咸阳·期中)2025年国产大飞机C929验证机试飞成功，其巡航速度为900km/h，每小时消耗航空煤油7500kg，航空煤油的热值为4.6×10⁷J/kg。 （1）航空煤油的热值是燃料的特性，它的大小与燃料的质量　　　　　　　　　　　（选填“有关”或“无关”）； （2）7500kg航空煤油完全燃烧放出的热量是多少？ （3）若飞机发动机的效率为40%，则发动机每小时对外做的有用功是多少？ 【答案】（1）无关     （2）     （3）      【讲解】(1) 热值是燃料的一种特性，它的大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关。 (2) 航空煤油完全燃烧放出的热量 (3) 由热机效率公式，发动机每小时对外做的有用功 6.(2025-2026九上·陕西西安第八十五中学·期中)2025年9月3日，东风-61陆基洲际导弹在纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵式上震撼亮相，导弹采用固体燃料推进发射，导弹的火箭发动机在工作时，先将燃料的化学能转换成　　　　　　　　能，然后再将其转换成导弹的　　　　　　　　能。该导弹发射时燃料燃烧质量不断减少的过程中，燃料的热值　　　　　　　　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】① 内    ② 机械    ③ 不变 【详解】[1][2]火箭发动机在工作时燃烧燃料，燃料燃烧时，消耗化学能，产生内能，将燃料的化学能转化为内能，高温高压的气体对火箭做功，再将内能转化为导弹的机械能。[3]燃料的热值与燃料的种类有关，‌而与燃料的质量无关，故该导弹发射时燃料燃烧质量不断减少的过程中，燃料的热值不变。 7.(2025-2026九上·陕西西安陕西师范大学附属中学·期中)如图所示，歼-20S是我国目前最先进的双发隐形战斗机， 它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度为20000m，最大航行速度可达24500km/h，最大载油量为13t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见表：已知飞机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率为45%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg；求： 速度v/（m/s） 100 200 300 400 500 阻力 f / N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 7.5×104 （1）飞机发动机携带最大载油量燃油完全燃烧放出的热量。 （2）用完油箱中的燃油，飞机最多能做多少有用功？ （3）若飞机以500m/s的速度匀速巡航，发动机完全燃烧2t 燃油时飞机的飞行距离。 【答案】（1）6.5×1011J     （2）2.925×1011J     （3）6×105m      【讲解】(1) 燃油完全燃烧放出的热量为 (2) 飞机能做的有用功为 (3) 飞机以500m/s的速度匀速巡航时，处于平衡状态，其牵引力等于所受阻力。由表格数据可知，当速度v = 500m/s时，飞机所受阻力f = 7.5×104N。所以，飞机的牵引力F = f = 7.5×104N完全燃烧2t燃油放出的热量为这些热量转化成的有用功为飞机的飞行距离为 8.(2025-2026九上·陕西西安部分学校·期中)西安市西南部地热资源丰富，为供热和能源结构调整提供有力的支持。位于东大街道的某单位在冬季利用自喷状态地热井为用户取暖。该地热井出水的水温为90℃，每小时流出水的质量为kg。 （1）kg的地热水的温度从90℃降低到50℃的过程中，所放出的热量是多少？[] （2）如果用天然气蒸气锅炉供应（1）中相同的热量，且天然气蒸气锅炉的热效率为84%，则消耗的天然气完全燃烧放出的热量是多少？ （3）在（2）的情况下，消耗的天然气的体积是多少？（天然气的热值取） 【答案】（1）     （2）     （3）      【讲解】(1) 已知水的比热容，水的质量，水的温度变化代入热量计算公式，可得 (2) 已知锅炉热效率，根据热机的效率公式，可得 (3) 已知天然气的热值，根据天然气完全燃烧放热公式，可得消耗的天然气的体积 9.(2025-2026九上·陕西西安莲湖区部分学校·期中)两种不同材料的燃料，甲的质量为2kg，乙的质量为1kg，甲、乙燃料完全燃烧后放出的热量如图所示，则甲的热值　　　　　　　　（选填“大于”“小于”或“等于”）乙的热值；甲燃料的热值是　　　　　　　　J/kg；相同质量的甲、乙燃料完全燃烧，释放的热量之比是　　　　　　　　。 【答案】① 小于    ② 1.5×107    ③ 3∶4 【详解】[1][2]甲燃料的热值为乙燃料的热值为故甲燃料的热值小于乙燃料的热值。[3]相同质量的甲、乙燃料完全燃烧，释放的热量之比 10.(2025-2026九上·陕西西安第三中学·期中)我国在文昌航天发射场用“长征五号遥七”运载火箭成功将通信技术试验卫星十一号顺利送入预定轨道，如图所示。火箭使用液态氢作为燃料，液态氧作为助燃剂，液态氢的热值为J/kg。 （1）火箭升空时，燃料燃烧过程中将化学能转换为　　　　　　能； （2）若火箭发射时携带kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量是多少？ （3）若上一问放出的热量只有20%被水吸收，能将kg、初温为25℃的水加热至多少摄氏度？[，已知当地大气压为1标准大气压] （4）“比冲”是动力学家衡量火箭引擎燃料的能量利用效率的一种标准量。它是火箭发动机产生的推力乘以工作时间再除以消耗掉的总燃料质量，推力单位是N，时间单位是s，质量单位是kg，所以比冲单位是　　　　　　。假设火箭使用的YF-77氢氧发动机，单台比冲为307（比冲单位未写出），推力为N，工作时间是173s，则单台该发动机消耗燃料质量为多少吨？（结果保留一位小数） 【答案】（1）内     （2）     （3）     （4）；      【讲解】(1) 燃料燃烧是化学变化，过程中燃料的化学能转化为内能（表现为燃烧产生的高温高压气体），内能再通过气体膨胀做功转化为火箭的机械能，推动火箭升空。 (2) (3) 水吸收的热量这些热量能使kg、初温为25℃的水温度升高，由得，水的初温为25℃，已知当地大气压为1标准大气压，水的沸点为，并且水沸腾时吸收热量，温度不变。所以水的温度不可能从再升高，当时水的温度最多只能升高到。 (4) “比冲”是发动机产生的推力乘以工作时间再除以消耗掉的总燃料质量，推力单位是N，时间单位是s，质量单位是kg，故比冲单位是。单台该发动机消耗燃料质量 考点4 跨学科实践：制作简易热机模型 1.(2025-2026九上·陕西榆林第五中学、第七中学·期中)小蜀同学用塑料矿泉水瓶子进行了如下实验：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图a）；扭转瓶子压缩瓶内的气体（如图b）；轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾（如图c）。图b、c所示的过程分别与对应如图中内燃机的两个冲程是（　　） A. 甲和乙 B. 丁和乙 C. 乙和丙 D. 丁和丙 【答案】B 【详解】左图中的b，扭转瓶子，瓶内空气被压缩，空气的内能增大，是机械能转化为内能的过程；图c中，瓶盖被瓶内气体冲出，瓶内气体的内能转化为机械能。右图中的甲，进气门打开，排气门关闭，是吸气冲程；乙的两个气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能；丙的进气门关闭，排气门打开，是排气冲程；丁的两个气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能。所以图b和c所示的过程分别对应图丁和乙，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 2.(2025-2026九上·陕西西安陕西师范大学附属中学·期中)如图所示，是小琳所在小组制作的热机模型，向易拉罐内部注入大约半罐水，将一支去掉笔芯和尾塞的中性笔的尖端朝外，尾端插入易拉罐内，用胶将易拉罐的开口处密封，将易拉罐如图所示放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶，点燃易拉罐下面的酒精灯，当有水蒸气喷出时，扇叶就转动起来。下列分析正确的是（　　） A. 整个过程中只有内能和机械能的转化 B. 水变成水蒸气的过程中，分子间的距离变小 C. 水蒸气喷出推动扇叶转动，与汽油机的做功冲程能量转化相同 D. 该热机模型的效率能达到100% 【答案】C 【详解】A．燃料燃烧时，将化学能转化为内能，水蒸气带动扇叶转起来，将内能转化为机械能，故A错误；B．同种物质的气态分子间的距离大于液态分子之间的距离，水变成水蒸气的过程中，分子间的距离变大，故B错误；C．水蒸气喷出推动扇叶转动，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正确；D．热机在工作时不可避免的存在能量损失，故热机的效率不能达到100%，故D错误。故选C。 3.(2025-2026九上·陕西西安渭北中学、爱知中学等·期中)在学习物理时对课本中图片的理解很重要，下列对图片理解正确的是（　　） A. 图甲，压缩空气，硝化棉燃烧，此过程能量的转化与汽油机的做功冲程相同 B. 图乙，汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→内能→机械能 C. 图丙，搓手的过程是通过热传递的方式增加手的内能 D. 图丁，瓶内气体将瓶塞冲开，瓶内气体内能增大 【答案】B 【详解】A．图甲是压缩气体做功，将机械能转化为内能，使气体内能增加，温度升高，达到硝化棉的着火点，使其燃烧。汽油机的做功冲程是高温高压的燃气推动活塞对外做功，将内能转化为机械能。二者的能量转化过程不相同，故A错误； B．图乙是汽轮机模型，酒精灯燃烧，将燃料的化学能转化为内能，水吸收热量汽化为水蒸气，高温高压的水蒸气推动小风扇转动，将内能转化为机械能。所以能量转化情况为：化学能→内能→机械能，故B正确； C．图丙是搓手取暖，双手克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使手的温度升高，内能增加，这是通过做功的方式改变内能，故C错误； D．图丁中，瓶内气体将瓶塞冲开，是气体对外做功，气体的内能转化为瓶塞的机械能，所以瓶内气体的内能会减小，温度降低，故D错误。 故选B。 4.(2025-2026九上·陕西西安第八十五中学·期中)如图-1所示，在试管内装一些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把木塞冲开，水蒸气冲开木塞的过程其能量转化相当于内燃机的　　　　　　　冲程。如图-2所示的实验中，试管内的水沸腾后，能使小叶轮旋转起来，这就是　　　　　　　　（选填“蒸汽机”或“内燃机”）的工作原理。 【答案】① 做功    ② 蒸汽机 【讲解】(1) 题详解： [1]由图-1可知，加热试管中的水，使水沸腾，产生大量水蒸气，试管内压力增大，将软木塞冲出，此过程中将水蒸气的内能转化为木塞的机械能，这与内燃机的做功冲程的能量转化形式相同。[2]由图-2可知，试管内的水沸腾后，能使小叶轮旋转起来，是将水蒸气的内能转化为叶轮的机械能，这个过程发生在外部，蒸汽机是利用燃料加热水产生蒸汽，蒸汽推动活塞或涡轮做功，是典型的“外部燃烧”方式，蒸汽在外部产生，再进入机器做功，而内燃机是燃料在气缸内部燃烧，直接推动活塞，所以图-2所示原理是蒸汽机的原理。 5.(2025-2026九上·陕西西安铁一中·期中)某同学利用塑料瓶制作的“水火箭”如图甲所示，其原理是压缩空气使水从“火箭”尾部向下喷出，推动“火箭”飞向空中。往“水火箭”里打气相当于图乙中 　　　　　　　　　　　（选填“A”或“B”） 所示的内燃机冲程； 若该热机 ls内对外做功15次， 则飞轮转速是 　　　　　　　　　　　r/ min。 【答案】① A    ② 1800 【详解】[1]往“水火箭”里打气时，压缩瓶内空气做功，空气的内能增大，温度升高，相当于图乙中A所示的内燃机压缩冲程，而B是做功冲程。[2]若该热机1s内对外做功15次，则1min对外做功900次， 由于热机在一个工作循环中，完成4个冲程，飞轮和曲轴转2周，对外做功1次，所以该热机的飞轮每分钟转1800周，即飞轮的转速为1800r/min。 6.(2025-2026九上·陕西西安高新一中·期中)如图甲所示是小明用可乐瓶制作的水火箭，小明先在瓶中装适量水，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气；打气过程中瓶中气体的内能　　　　　　（选填“增加”“减少”或“不变”），此过程的能量转化情况与图　　　　　　（选填“乙”或“丙”）中热机的工作过程相似，如果此汽油机曲轴转速为3000r/min，则它1s做功　　　　　　次。 【答案】① 增加    ② 乙    ③ 25 【详解】[1]当使用打气筒向瓶中打气时，外界对瓶内气体做功，此过程机械能转化为瓶内气体的内能，这会导致瓶内气体的内能增加。[2]图乙中，两气门关闭，活塞上行，是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能；图丙中，两气门关闭，火花塞点火，活塞下行，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；所以此过程中的能量转化方式与汽油机的乙冲程相似。[3]四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次。如果此汽油机曲轴转速为3000r/min=50r/s，所以汽油机1s内对外做功25次。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $