专题02 热机（期中真题汇编,山西专用）九年级物理上学期

函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 专题02热机 考点1认识热机 1.【答案】A 2.【答案】C 3.【答案】B 4.【答案】A 5.【答案】B 6.【答案】C 7.【答案】C 8.【答案】D 9.【答案】C 10.【答案】(1)做功可以改变内能。鞭炮爆炸时放出热量，对狗盆做功，内能转化为机械能，使得狗盆 飞向空中，这一过程的能量转化与内燃机的做功冲程相似。 (2)用鞭炮炸狗盆，飞出的狗盆 可能会砸伤他人，危及他人的生命安全。 考点2热机的效率 1.【答案】(1)4.5×10J (2)1.38×109J (3)32.6% 2.【答案】(1)6.72×10J;(2)1.92×10J;(3)35% 3.【答案】(1)1.68×10J (2)5.6×104N (3)10kg 113 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 4.【答案】(1)4.5×101J (2)33% 5.【答案】(1)5.4×105J (2)1.35×106J (3)40% 6.【答案】(1)8.0×10J (2)2.52×10J (3)31.5% 7.【答案】0错误之处：W有=1.4×10」即有用功计算错误。 ②错因分析：混动模式行 驶时，内燃机做的有用功为克服阻力做功和蓄电池储存的电能之和。 ③正确解答：解：汽油完 全燃烧放出的热量Q=mq=9kg×4,6×10'J/kg=414×103了该模式下内燃机的效率 W有厘=1.4×10J+4.4×10J=0.444=44.4% n= Q放 4.14×108J 》 考点3燃料的热值 1.【答案】B 2.【答案】c 3.【答案】c 4.【答案】C 5.【答案】(1)①质量 ②水升高的温度 (2)剩余煤的质量 (3)① 4.2 ②7×103▣③5：7 6.【答案】(1)①质量 ②水升高的温度 (2)剩余煤的质量 (3)① 4.2 ②7000 ③5：7 7.【答案】(1)1.68×10J (2)25kg 8.【答案】(1)①甲、乙 ②液体升高的温度 (2)①1.68×104 ② 1.68×106 ③偏小 213 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 9.【答案】(1)3.57×10J (2)0.11m3 10.【答案】①压缩 ②4.6×10 ③20 考点4跨学科实践：制作简易热机模型 1.【答案】(1)①内 ②机械 (2)内燃机，热损失少，效率较高：蒸汽机，热量容 易散失，内能利用效率低 (3)发电时不产生二氧化硫及烟尘等，不造成大气污染 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·山西晋中·期中)如图所示的汽油机四个冲程中，存在明显的能量转化的两个冲程是（     ） A. 甲、乙 B. 乙、丙 C. 丙、丁 D. 甲、丁 【答案】A 【详解】图中甲、乙两个冲程中，吸气和排气两个气门均闭合，活塞分别向下和向上运动，分别是做功冲程和压缩冲程。图甲中能量转化情况是内能转化为机械能；图乙中能量转化情况是机械能转化为内能。图丙和图丁分别是吸气和排气冲程，不存在明显的能量转化，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 2.(2025-2026九上·山西运城·期中)爱思考的小宇用塑料水瓶进行探究：如图甲，瓶中留有少量水，盖上瓶盖；如图乙，扭转瓶子；如图丙，轻轻转动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内瓶口出现白雾。图丙所示的过程，相当于四冲程汽油机的（　　） 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】图丙中，瓶内气体推动瓶盖冲出，是瓶内气体对瓶盖做功，将内能转化为机械能。 四冲程汽油机中：吸气、排气冲程不涉及这种能量转化；压缩冲程是将机械能转化为内能；做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为机械能，因此这个过程对应汽油机的做功冲程，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 3.(2025-2026九上·山西大同·期中)如图，物理兴趣小组制作了一个简易汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后从罐口喷出蒸汽使风车转动。下列说法正确的是（　　） A. 酒精燃烧一段时间后其热值将减小 B. 蒸汽使风车转动的过程中能量转化方式与内燃机的做功冲程相同 C. 这个简易的汽轮机也属于内燃机的一种 D. 蒸汽的内能不可能全部转化为风车的机械能，因此在转化过程中不符合能量守恒定律 【答案】B 【详解】A．热值是燃料的一种属性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料质量和燃烧程度无关，故A错误； B．蒸汽使风车转动的过程中，内能转化为风车的机械能，能量转化方式与内燃机的做功冲程相同，故B正确；C．内燃机的燃料在汽缸内部燃烧，而这个简易的汽轮机燃料在外部燃烧，所以不属于内燃机，故C错误；D．蒸汽推动风车转动时，内能转化为风车的机械能，转化过程会有能量损失，但能的总量保持不变，转化过程中符合能量守恒定律，故D错误。 故选B。 4.(2025-2026九上·山西忻州多校·期中)小明家新买了小汽车，下列有关说法错误的是（　　） A. 小明认为随着科技发展，内燃机效率可以达到100% B. 汽车启动时，小明闻到汽油味说明分子在不停地做无规则运动 C. 汽车的内燃机工作时，四个冲程中只有做功冲程把内能转化为机械能 D. 汽车长时间行驶轮胎会发热，这是通过做功改变内能 【答案】A 【详解】A．内燃机在工作时，不可避免地要克服机械部件间的摩擦做额外功，同时还存在热量的散失等情况，所以内燃机的效率不可能达到100%，故A错误，符合题意；B．汽车启动时闻到汽油味，是因为汽油分子在不停地做无规则运动，扩散到空气中被人闻到，故B正确，不符合题意；C．内燃机的四个冲程中，只有做功冲程是将内能转化为机械能，其他冲程是依靠飞轮的惯性完成的，故C正确，不符合题意；D．汽车长时间行驶，轮胎与地面摩擦，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，使轮胎发热，这是通过做功的方式改变内能，故D正确，不符合题意。故选A。 5.(2025-2026九上·山西太原多校·期中)春节期间上映的电影《哪吒2》深受国人的喜爱。如图是哪吒与敖丙联手，用水火之力生成蒸汽冲破巨鼎封印的情景，这个过程与内燃机的某个冲程类似。下列说法正确的是（　　） A. 该过程是将机械能转化为内能 B. 该过程与内燃机的做功冲程类似 C. 内燃机处于与该过程类似的冲程时进气门是打开的 D. 内燃机处于与该过程类似的冲程是依靠飞轮惯性完成工作的 【答案】B 【详解】用水火之力生成蒸汽冲破巨鼎封印，是内能转化为机械能，和内燃机的做功冲程原理相同。内燃机的做功冲程中，进气门、排气门都关闭，是燃气推动活塞做功，不是依靠飞轮的惯性完成工作的，吸气、压缩、排气冲程是依靠飞轮的惯性完成工作的。故选B。 6.(2025-2026九上·山西太原·期中)赏花灯是元宵节的传统习俗，如图是“走马灯”的结构示意图。点燃底部蜡烛，上升的热空气驱动上端扇叶转动，带动转轴及“马”旋转起来。如图所示汽油机的四个冲程中与“走马灯”工作时能量转化过程相似的是（       ） A. 　　B.  C. 　　D.  【答案】C 【详解】A．“走马灯”工作时热空气驱动扇叶转动，属于内能转化为机械能，A图进气门开，排气门关，活塞下行，是吸气冲程，无能量转化，故A不符合题意；B．两个气门关闭，活塞上行，是压缩冲程，机械能转化为内能，故B不符合题意；C．两个气门关闭，火花塞点火，活塞下行，是做功冲程，内能转化为机械能，故C符合题意；D．排气门开，进气门关，活塞上行，是排气冲程，无能量转化，故D不符合题意。故选C。 7.(2025-2026九上·山西太原山西大学附属中学校·期中)家用汽车常用汽油机提供动力，以下有关说法正确的是（　　） A. 汽油燃烧时它的热值减小 B. 汽油机的冷却液温度越高，含有的热量越多 C. 汽油机的做功冲程，内能转化为机械能 D. 汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越充分 【答案】C 【详解】A．热值是物质本身的一种特性，热值只与物质种类有关，汽油燃烧时它的热值不变，故A错误；B．热量是过程量，不能说含有热量的多少，故B错误；C．汽油机的做功冲程，燃烧产生的高温气体推动活塞做功，将内能转化为机械能，故C正确；D．汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越不充分，故D错误。故选C。 8.(2025-2026九上·山西阳泉·期中)柴油机的热效率世界纪录已突破53%。下列关于四冲程汽油机、柴油机工作过程的几种说法，正确的是（　　） A. 汽油机的压缩程度比柴油机更高，输出功率更大 B. 汽油机比较笨重，主要应用于坦克、拖拉机 C. 柴油机在吸气冲程中吸入气缸的只有柴油 D. 汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴 【答案】D 【详解】A．柴油机的压缩程度比汽油机更高，这样才能使柴油在压缩冲程末更好地燃烧，输出功率更大，故A错误；B．柴油机比较笨重，主要应用于坦克、拖拉机等，汽油机比较轻巧，常用于汽车等，故B错误；C．柴油机在吸气冲程中吸入气缸的只有空气，柴油是在压缩冲程末由喷油嘴喷入气缸的，故C错误；D．汽油机顶部有火花塞，用于点燃汽油和空气的混合物；柴油机顶部有喷油嘴，用于喷入柴油，故D正确。故选 D。 9.(2025-2026九上·山西阳泉·期中)涡轮喷气发动机工作时，空气通过进气口进入压气机被压缩，再进入燃烧室与燃料混合后燃烧，产生的高温高压燃气推动涡轮转动并从尾喷管高速喷出，从而获得动力，其基本结构如图所示。下列判断正确的是（       ） A. 涡轮喷气发动机不属于热机 B. 燃料和压缩空气混合后，其热值增大 C. 燃料燃烧越充分，发动机的效率就越高 D. 燃气推动涡轮转动时相当于内燃机的压缩冲程 【答案】C 【详解】A．涡轮喷气发动机是利用内能工作的机器，属于热机，故A错误；B．热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，故B错误；C．热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。燃料燃烧越充分，燃料放出的能量就越多，用来做有用功的能量就越多，发动机的效率就越高，故C正确；D．燃气推动涡轮转动，将内能转化为机械能，燃气推动涡轮转动的过程相当于内燃机的做功冲程，压缩冲程是将机械能转化为内能，故D错误。故选C。 10.(2025-2026九上·山西阳泉·期中)过年期间有小孩用鞭炮炸狗盆，狗盆飞向空中；甚至还有将鞭炮扔进类似密闭空间的设施附近，导致危险事件发生。请结合此现象回答下列问题： （1）简述鞭炮爆炸时狗盆飞向空中这一过程与内燃机的哪个冲程相似，同时说明鞭炮爆炸时狗盆飞向空中的能量转化； （2）从安全教育和环境保护的角度，分析这种行为可能带来的危险。（写出一条即可） 【答案】（1）做功可以改变内能。鞭炮爆炸时放出热量，对狗盆做功，内能转化为机械能，使得狗盆飞向空中，这一过程的能量转化与内燃机的做功冲程相似。     （2）用鞭炮炸狗盆，飞出的狗盆可能会砸伤他人，危及他人的生命安全。      【详解】 （1）略 （2）略 考点2 热机的效率 1.(2025-2026九上·山西大同·期中)2025年“千年回响·第五届全国壁画大展”在大同云冈石窟启幕，吸引众多游客驱车前来观展。小华一家从北京自驾前往云冈石窟，感受传统与当代艺术的时空对话。从北京到云冈石窟全程约350km，驾车耗时5h，汽车发动机全程的平均有用功率为25kW（汽油热值q取），求： （1）全程汽车所做的有用功； （2）该车型全程油耗约30kg，全程消耗汽油完全燃烧放出的热量Q； （3）汽车发动机的效率（保留一位小数）。 【答案】（1）     （2）     （3）      【讲解】(1) 汽车发动机全程的平均有用功率驾车耗时根据可得 (2) 汽油完全燃烧放出的热量 (3) 汽车发动机的效率 2.(2025-2026九上·山西忻州多校·期中)国家提倡节能减排，各地“煤改气”正在积极进行，某同学计算他家天然气烧水的热效率将的水倒入烧水壶中，并测出水温为。在一个标准大气压下，把水刚加热到时，测出消耗天然气。已知水的比热容，天然气热值约为。 求：(1)将这些水烧开，需吸收多少热量； (2)在这种情况下，燃烧的天然气放出了多少热量； (3)他家天然气灶的效率。 【答案】(1)；(2)；(3) 35% 【详解】 (1)将这些水烧开需吸收的热量(2)燃烧的天然气，放出的热量为(3)他家天然气灶的效率是答：(1)将这些水烧开，需吸收热量； (2)在这种情况下，燃烧的天然气放出了热量； (3)他家天然气灶的效率是35%。 3.(2025-2026九上·山西太原多校·期中)2025年9月3日举行的纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵中，地面突击方队作为装备方队的“先锋梯队”，集中展示了多款新型突击战车。如图所示，搭载功率为1500马力柴油发动机的99B主战坦克在水平长安街路面上以的功率匀速行驶，用时。取求： （1）牵引力做的功。 （2）99B主战坦克匀速行驶时受到的阻力。 （3）若柴油机的效率为40%，消耗柴油的质量。 【答案】（1）     （2）     （3）10kg      【讲解】(1) 牵引力做的功 (2) 坦克匀速行驶时受到的牵引力由于坦克在水平路面上匀速行驶，处于平衡状态，所以坦克在水平方向上受到的牵引力与阻力是一对平衡力。根据二力平衡的条件，坦克受到的阻力f等于牵引力F，即 (3) 根据，柴油燃烧放出的热量根据Q放=mq，消耗柴油的质量 4.(2025-2026九上·山西太原·期中)地效飞行器是一种可以低空高速飞行的飞机，它能停在水面或地面上。如图所示，重力为的飞行器在执行任务时，以恒定推力飞行300km，消耗燃油10t。此过程中，发动机的推力是飞行器重力的0.1倍，且认为飞行器的重力不变。燃油的热值取请你计算： （1）10t燃油完全燃烧放出的热量。 （2）发动机工作时的效率（百分号前保留整数）。 【答案】（1）     （2）      【讲解】(1) 已知燃油的质量和热值，求其完全燃烧放出的热量。燃油的质量燃油完全燃烧放出的热量（总能量）为 (2) 根据题意，发动机的推力是飞行器重力的0.1倍。计算发动机的推力飞行距离发动机做的有用功为发动机工作时的效率为 5.(2025-2026九上·山西晋中·期中)如图所示，以固体酒精为燃料的烧烤架，是户外烧烤的常用工具。用烧烤架将2kg食材从20℃加热到110℃，共消耗了45g固体酒精。已知，，求： （1）2kg食材吸收的热量。 （2）45g固体酒精放出的热量。 （3）烧烤架加热食材的热效率。 【答案】（1）     （2）     （3）40%      【讲解】(1) 已知：食材的质量，食材的比热容，食材的初温，食材的末温，根据热量计算公式，可得食材吸收的热量 (2) 固体酒精的质量固体酒精的热值。根据燃料完全燃烧放出热量的计算公式，可得固体酒精放出的热量 (3) 热效率是指有效利用的热量（食材吸收的热量）与燃料完全燃烧放出的总热量的比值。根据热效率公式 ，可得烧烤架加热食材的热效率== 40% 6.(2025-2026九上·山西阳泉·期中)某家用燃气热水器将质量为200kg、温度为20℃的自来水加热到50℃时，消耗的天然气体积为（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为，天然气的热值为。求： （1）消耗的天然气完全燃烧放出的热量； （2）这些水吸收的热量； （3）该热水器工作时的效率。 【答案】（1）     （2）     （3）      【讲解】(1) 消耗的天然气完全燃烧放出的热量 (2) 这些水吸收的热量 (3) 该热水器工作时的效率 7.(2025-2026九上·山西太原多校·期中)小晋在“错题本”中记录了如下错题，请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。 错题记录 新能源油电混合动力汽车工作模式为：纯电模式行驶时，内燃机不工作，由蓄电池提供能量；混动模式行驶时，内燃机工作，既可以给汽车行驶提供能量，还可以给蓄电池充电。若汽车以混动模式在平直公路上匀速行驶消耗的汽油，汽车克服阻力做功，同时蓄电池储存的电能增加。该模式下内燃机的效率为多少？（结果精确到）解：汽油完全燃烧放出的热量，该模式下内燃机的效率。 错题改正 错误之处：　　　　　　　　　　　错因分析：　　　　　　　　　　　正确解答：　　　　　　　　　　　 【答案】① 错误之处：，即有用功计算错误。    ② 错因分析：混动模式行驶时，内燃机做的有用功为克服阻力做功和蓄电池储存的电能之和。    ③ 正确解答：解：汽油完全燃烧放出的热量该模式下内燃机的效率 【详解】略。 考点3 燃料的热值 1.(2025-2026九上·山西太原·期中)2025年3月12日，我国成功使用长征八号运载火箭将“千帆星座”第五批组网卫星送入预定轨道。运载火箭采用液氢作燃料是因为液氢具有较大的（       ） A. 比热容 B. 热值 C. 内能 D. 热量 【答案】B 【详解】运载火箭使用液氢作为燃料是因为液态氢具有较大的热值，燃烧相同质量的液氢与其他燃料相比，由于液氢的热值较大，可以放出更多的热量，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 2.(2025-2026九上·山西太原多校·期中)北京时间2025年4月24日17时17分，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，发射任务取得圆满成功。火箭使用的燃料必须具备的特点是（　　） A. 较高的密度 B. 较低的着火点 C. 较大的热值 D. 较低的沸点 【答案】C 【详解】火箭使用的燃料必须具备的特点是热值很大，与其他相同质量的燃料相比，氢完全燃烧后释放的热量较多，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 3.(2025-2026九上·山西运城·期中)汽油在发动机气缸中燃烧不充分会产生积碳，影响发动机性能。在发动机维护保养后，汽油燃烧会更加充分，其热值（　　） A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定 【答案】C 【详解】热值是燃料的特性，与燃料的种类有关，与是否完全燃烧无关。维护后燃烧更充分，说明相同质量的汽油燃烧，释放的热量更多，但热值不变。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 4.(2025-2026九上·山西晋中·期中)运载火箭是利用燃料燃烧产生高温燃气的内能工作的。火箭根据燃料和氧化剂的状态不同还可分为液体火箭和固体火箭。液体火箭可选用的燃料有液氢、偏二甲肼、煤油等；而固体火箭可选用的燃料有硼氢化钠、二聚酸二异氰酸酯等。在选择火箭使用的燃料时，首先应考虑的物理量是（     ） A. 密度 B. 体积 C. 热值 D. 比热容 【答案】C 【详解】A．密度是物质单位体积的质量。对于火箭燃料来说，密度大小本身并不能直接体现燃料能为火箭提供多少能量，它主要影响燃料的质量和体积关系，但不是选择燃料的关键因素，故A不符合题意；B．体积只是燃料所占空间的大小，它不能反映燃料燃烧释放能量的能力。即使燃料体积小，如果其释放能量少，也不适合作为火箭燃料，所以体积不是首要考虑的物理量，故B不符合题意；C．热值是指单位质量（或体积）的燃料完全燃烧时所放出的热量。火箭需要大量的能量来克服地球引力并进入太空，燃料的热值越高，相同质量的燃料完全燃烧时释放的能量就越多，就能为火箭提供更大的动力，使火箭飞行得更远。因此，在选择火箭燃料时，首先要考虑的就是燃料的热值，故C符合题意；D．比热容是单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量。它主要与物质温度变化和吸放热有关，和燃料燃烧释放能量推动火箭飞行的核心需求关系不大，所以不是选择火箭燃料的首要考虑因素，故D不符合题意。故选C。 5.(2025-2026九上·山西太原·期中)项目化小组在调查我省煤炭资源相关资料时，发现无烟煤、动力煤等不同煤种价格差异显著，推测煤的价格可能与热值有关。于是在通风的环境中，用如图所示甲、乙两组完全相同的装置进行实验，比较两种煤的热值大小。小煤炉内分别装有无烟煤与动力煤作为燃料，烧杯中盛有质量、初温相同的水。实验后又搜集到下表所示的小资料。请你解答： 小资料“大卡”是煤炭行业常用的热量单位，1大卡等于1000卡。1卡指在标准大气压下使1g水温度升高1℃所需的热量。无烟煤的热值为大卡/千克，动力煤的热值为大卡/千克。 （1）实验思路：控制无烟煤和动力煤的　　　　　　相同，当两种燃料完全燃尽后，通过　　　　　　来比较两种燃料热值的大小。 （2）实验过程：点燃燃料加热时发现当水温升高到90℃，两种煤都剩余较多，于是他们改变了思路，撤出煤炉并熄灭煤火，等煤炭冷却后测量煤炉中　　　　　　，再通过计算比较出两种煤热值的大小。 （3）实验拓展：阅读小资料可知，1卡相当于　　　　　　J。在标准大气压下，将烧杯中质量为100g、初温为20℃的水加热至90℃，水吸收的热量为　　　　　　卡，若煤燃烧放出的热量全部被水吸收，则消耗无烟煤与动力煤的质量之比为　　　　　　[已知]。 【答案】（1）① 质量    ② 水升高的温度     （2）剩余煤的质量     （3）① 4.2    ② ᭘    ③       【讲解】(1) [1]热值是单位质量燃料完全燃烧放出的热量，所以需控制无烟煤和动力煤的质量相同，然后比较两种燃料完全燃尽后放出的热量，依据，可知燃料质量一定时，放热多的热值大。[2]燃料完全燃尽后，放出的热量被水吸收，水升温越高，则燃料放热越多、热值越大，因此通过水升高的温度比较热值大小。 (2) 煤剩余较多无法燃尽时，可测量煤炉中剩余煤炭的质量，计算出燃烧掉的质量，再结合水吸收的热量比较热值。 (3) [1]由题知，1g的水温度升高1℃所吸收的热量为1卡，则有[2]水吸收的热量[3]本实验中无烟煤与动力煤放出的热值相同，即，则，故 6.(2025-2026九上·山西太原·期中)项目化小组在调查我省煤炭资源相关资料时，发现无烟煤、动力煤等不同煤种价格差异显著，推测煤的价格可能与热值有关。于是在通风的环境中，用图所示甲、乙两组完全相同的装置进行实验，比较两种煤的热值大小。小煤炉内分别装有无烟煤与动力煤作为燃料，烧杯中盛有质量、初温相同的水。实验后又搜集到下表所示的小资料。请你解答： 小资料“大卡”是煤炭行业常用的热量单位，1大卡等于1000卡。1卡指在标准大气压下使水温度升高所需的热量。无烟煤的热值为大卡/千克，动力煤的热值为大卡/千克。 （1）实验思路：控制无烟煤和动力煤的　　　　　　　　　　相同，当两种燃料完全燃尽后，通过　　　　　　　　　　来比较两种燃料热值的大小。 （2）实验过程：点燃燃料加热时发现当水温升高到，两种煤都剩余较多，于是他们改变了思路，撤出煤炉并熄灭煤火，等煤炭冷却后测量煤炉中　　　　　　　　　　，再通过计算比较出两种煤热值的大小。 （3）实验拓展：阅读小资料可知，1卡相当于　　　　　　　　　　J。在标准大气压下，将烧杯中质量为100g、初温为的水加热至，水吸收的热量为　　　　　　　　　　卡，若煤燃烧放出的热量全部被水吸收，则消耗无烟煤与动力煤的质量之比为　　　　　　　　　　[已知]。 【答案】（1）① 质量    ② 水升高的温度     （2）剩余煤的质量     （3）① 4.2    ② 7000    ③ 5:7      【讲解】(1) [1]热值是单位质量燃料完全燃烧放出的热量，因此需控制燃料质量相同。[2]水的质量、初温相同，根据，水升高的温度越高，说明燃料放出的热量越多，可间接比较热值大小。 (2) 燃料未燃尽时，无法通过“燃尽”比较，因此需测量剩余煤的质量，计算出实际燃烧的煤的质量，再结合水吸收的热量计算热值。 (3) [1]根据，1g水升温1℃吸收的热量为[2]1卡指在标准大气压下使水温度升高所需的热量，故质量为100g、初温为的水加热至，水吸收的热量为卡[3]煤燃烧放出的热量，由得。因相同，质量与热值成反比，故 7.(2025-2026九上·山西临汾·期中)秸秆可以回收加工制成秸秆煤，已知秸秆煤的热值，水的比热容。求： （1）完全燃烧的秸秆煤放出的热量； （2）若这些热量被水吸收，可以在标准大气压下，将多少千克的水从加热到沸腾？ 【答案】（1）     （2）25kg      【讲解】(1) 由Q放=mq可知，秸秆煤放出的热量 (2) 由得，水吸收的热量标准大气压下，水的沸点是100℃，由得，水的质量 8.(2025-2026九上·山西阳泉·期中)如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量、初温均相同。 （1）比较不同燃料的热值，应选择　　　　　　两图进行实验，在此实验中，通过　　　　　　（选填“加热时间的长短”或“液体升高的温度”）来体现液体吸收热量的多少，并进一步反映燃料燃烧放出热量的多少； （2）若在比较不同燃料的热值时，质量为200g的水为被加热液体，记录的数据如表所示； 燃料 加热前水的温度/℃ 燃料燃尽时水的温度/℃ 燃料1 15 35 燃料2 15 25 据表中数据计算：燃料1加热的水吸收的热量为　　　　　　J．燃料1的热值是　　　　　　J/kg。查阅资料可知燃料1的热值实际为，通过实验得到的燃料热值与实际相比　　　　　　（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。[] 【答案】（1）① 甲、乙    ② 液体升高的温度     （2）①     ②     ③ 偏小      【讲解】(1) [1]要比较不同燃料的热值，根据控制变量的思想，应控制被加热的液体种类、质量相同，燃料不同。甲图中燃料是燃料1，乙图中燃料是燃料2，液体都是液体a且质量相同，所以应选择甲、乙两图进行实验。[2]相同的装置，燃料燃尽放出热量越多，液体升高的温度越高，所以在此实验中，通过液体升高的温度来体现液体吸收热量的多少，并进一步反映燃料燃烧放出热量的多少（利用了转换法，将燃料燃烧放出热量的多少转换为液体升高温度的多少）。 (2) [1]水吸收的热量[2]因为，则燃料1的热值[3]实验中燃料燃烧放出的热量会有一部分散失到空气中，或被装置吸收，并没有全部被水吸收，即实际大于。根据，计算时取的是（偏小 ），所以通过实验得到的燃料热值与实际相比偏小。 9.(2025-2026九上·山西阳泉·期中)用天然气灶给水加热，在标准大气压下，把体积为10L、温度为15℃的水加热到沸腾。[，，]求： （1）水吸收的热量； （2）若不计热量损失，需要燃烧天然气的体积（结果保留两位小数）。 【答案】（1）     （2）      【讲解】(1) 水的质量为在标准大气压下水的沸点为100℃，水吸收的热量为 (2) 若不计热量损失，天然气完全燃烧放出的热量为则需要燃烧天然气的体积 10.(2025-2026九上·山西阳泉·期中)某单缸汽油机某一个工作冲程如图所示，为　　　　　　　　　　　冲程。它完全燃烧0.1kg汽油可释放的能量为　　　　　　　　　　　J，若这些能量中的42%被质量为20kg、初温为80℃的水吸收，水的温度将升高　　　　　　　　　　　℃。[已知大气压为1个标准大气压，q汽油=4.6×107J/kg，c水=4.2×103J/(kg·℃)]。 【答案】① 压缩    ② 4.6×106    ③ 20 【详解】[1]图中汽油机的两气门都关闭，活塞向上运动，所以是压缩冲程。[2]完全燃烧0.1kg汽油放出的热量为Q放=m汽油q汽油=0.1kg×4.6×107J/kg=4.6×106J[3]根据题意可知，水吸收的热量为Q吸=ηQ放=42%×4.6×106J=1.932×106J由Q=cmΔt可得水的温度将升高由温度变化量的计算公式Δt=t-t0可知，水的末温t= t0+Δt =80℃+23℃=103℃>100℃又由于1个标准大气压下水的沸点是100℃，水沸腾后继续吸热但温度保持不变，所以水的末温为100℃。所以水的温度将升高100℃-80℃=20℃。 考点4 跨学科实践：制作简易热机模型 1.(2025-2026九上·山西太原多校·期中)跨学科实践 制作简易汽轮机模型 热机在工业生产和交通运输等领域发挥着巨大作用。某实验小组决定动手制作一个简易汽轮机模型，深入探究热机的工作机制。他们制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，收集材料组装了如图甲所示的汽轮机模型。 实验时在试管中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后喷嘴处产生的蒸汽就能冲击叶轮转动。 （1）蒸汽对叶轮做功使得叶轮转动，其实质是蒸汽的　　　　　　　　　　　能转化为叶轮的　　　　　　　　　　　能。 （2）从牛顿提出蒸汽机模型，到瓦特将之变成现实，再到后来的内燃机，热机的发展历程倾注了无数科学家的不懈努力。内能需要依靠燃烧燃料获得，请结合内燃机和蒸汽机（外燃机的一种）燃料的燃烧位置对二者内能利用效率进行比较：　　　　　　　　　　　。 （3）如图乙为利用干热岩发电的示意图，人们对干热岩发电存在不同的看法，请写出一条支持我国建设干热岩发电的观点：　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 内    ② 机械     （2）内燃机，热损失少，效率较高；蒸汽机，热量容易散失，内能利用效率低     （3）发电时不产生二氧化硫及烟尘等，不造成大气污染      【讲解】(1) [1][2]蒸汽对叶轮做功使得叶轮转动，消耗了蒸汽的内能，得到叶轮的机械能，因此是将蒸汽的内能转化为叶轮的机械能。 (2) 内燃机的燃料在气缸内部燃烧，热损失少，效率相对较高；蒸汽机（外燃机）的燃料在汽缸外燃烧，热量容易散失，内能利用效率低。 (3) 利用干热岩发电，可降低对石油、天然气等常规能源的依赖，优化能源结构；利用干热岩发电时不产生二氧化硫及烟尘等，不造成大气污染；利用干热岩发电生产成本较低等，合理分析即可。 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·山西晋中·期中)如图所示的汽油机四个冲程中，存在明显的能量转化的两个冲程是（     ） A. 甲、乙 B. 乙、丙 C. 丙、丁 D. 甲、丁 2.(2025-2026九上·山西运城·期中)爱思考的小宇用塑料水瓶进行探究：如图甲，瓶中留有少量水，盖上瓶盖；如图乙，扭转瓶子；如图丙，轻轻转动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内瓶口出现白雾。图丙所示的过程，相当于四冲程汽油机的（　　） A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程 3.(2025-2026九上·山西大同·期中)如图，物理兴趣小组制作了一个简易汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后从罐口喷出蒸汽使风车转动。下列说法正确的是（　　） A. 酒精燃烧一段时间后其热值将减小 B. 蒸汽使风车转动的过程中能量转化方式与内燃机的做功冲程相同 C. 这个简易的汽轮机也属于内燃机的一种 D. 蒸汽的内能不可能全部转化为风车的机械能，因此在转化过程中不符合能量守恒定律 4.(2025-2026九上·山西忻州多校·期中)小明家新买了小汽车，下列有关说法错误的是（　　） A. 小明认为随着科技发展，内燃机效率可以达到100% B. 汽车启动时，小明闻到汽油味说明分子在不停地做无规则运动 C. 汽车的内燃机工作时，四个冲程中只有做功冲程把内能转化为机械能 D. 汽车长时间行驶轮胎会发热，这是通过做功改变内能 5.(2025-2026九上·山西太原多校·期中)春节期间上映的电影《哪吒2》深受国人的喜爱。如图是哪吒与敖丙联手，用水火之力生成蒸汽冲破巨鼎封印的情景，这个过程与内燃机的某个冲程类似。下列说法正确的是（　　） A. 该过程是将机械能转化为内能 B. 该过程与内燃机的做功冲程类似 C. 内燃机处于与该过程类似的冲程时进气门是打开的 D. 内燃机处于与该过程类似的冲程是依靠飞轮惯性完成工作的 6.(2025-2026九上·山西太原·期中)赏花灯是元宵节的传统习俗，如图是“走马灯”的结构示意图。点燃底部蜡烛，上升的热空气驱动上端扇叶转动，带动转轴及“马”旋转起来。如图所示汽油机的四个冲程中与“走马灯”工作时能量转化过程相似的是（       ） A. 　　B.  C. 　　D.  7.(2025-2026九上·山西太原山西大学附属中学校·期中)家用汽车常用汽油机提供动力，以下有关说法正确的是（　　） A. 汽油燃烧时它的热值减小 B. 汽油机的冷却液温度越高，含有的热量越多 C. 汽油机的做功冲程，内能转化为机械能 D. 汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越充分 8.(2025-2026九上·山西阳泉·期中)柴油机的热效率世界纪录已突破53%。下列关于四冲程汽油机、柴油机工作过程的几种说法，正确的是（　　） A. 汽油机的压缩程度比柴油机更高，输出功率更大 B. 汽油机比较笨重，主要应用于坦克、拖拉机 C. 柴油机在吸气冲程中吸入气缸的只有柴油 D. 汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴 9.(2025-2026九上·山西阳泉·期中)涡轮喷气发动机工作时，空气通过进气口进入压气机被压缩，再进入燃烧室与燃料混合后燃烧，产生的高温高压燃气推动涡轮转动并从尾喷管高速喷出，从而获得动力，其基本结构如图所示。下列判断正确的是（       ） A. 涡轮喷气发动机不属于热机 B. 燃料和压缩空气混合后，其热值增大 C. 燃料燃烧越充分，发动机的效率就越高 D. 燃气推动涡轮转动时相当于内燃机的压缩冲程 10.(2025-2026九上·山西阳泉·期中)过年期间有小孩用鞭炮炸狗盆，狗盆飞向空中；甚至还有将鞭炮扔进类似密闭空间的设施附近，导致危险事件发生。请结合此现象回答下列问题： （1）简述鞭炮爆炸时狗盆飞向空中这一过程与内燃机的哪个冲程相似，同时说明鞭炮爆炸时狗盆飞向空中的能量转化； （2）从安全教育和环境保护的角度，分析这种行为可能带来的危险。（写出一条即可） 考点2 热机的效率 1.(2025-2026九上·山西大同·期中)2025年“千年回响·第五届全国壁画大展”在大同云冈石窟启幕，吸引众多游客驱车前来观展。小华一家从北京自驾前往云冈石窟，感受传统与当代艺术的时空对话。从北京到云冈石窟全程约350km，驾车耗时5h，汽车发动机全程的平均有用功率为25kW（汽油热值q取），求： （1）全程汽车所做的有用功； （2）该车型全程油耗约30kg，全程消耗汽油完全燃烧放出的热量Q； （3）汽车发动机的效率（保留一位小数）。 2.(2025-2026九上·山西忻州多校·期中)国家提倡节能减排，各地“煤改气”正在积极进行，某同学计算他家天然气烧水的热效率将的水倒入烧水壶中，并测出水温为。在一个标准大气压下，把水刚加热到时，测出消耗天然气。已知水的比热容，天然气热值约为。 求：(1)将这些水烧开，需吸收多少热量； (2)在这种情况下，燃烧的天然气放出了多少热量； (3)他家天然气灶的效率。 3.(2025-2026九上·山西太原多校·期中)2025年9月3日举行的纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵中，地面突击方队作为装备方队的“先锋梯队”，集中展示了多款新型突击战车。如图所示，搭载功率为1500马力柴油发动机的99B主战坦克在水平长安街路面上以的功率匀速行驶，用时。取求： （1）牵引力做的功。 （2）99B主战坦克匀速行驶时受到的阻力。 （3）若柴油机的效率为40%，消耗柴油的质量。 4.(2025-2026九上·山西太原·期中)地效飞行器是一种可以低空高速飞行的飞机，它能停在水面或地面上。如图所示，重力为的飞行器在执行任务时，以恒定推力飞行300km，消耗燃油10t。此过程中，发动机的推力是飞行器重力的0.1倍，且认为飞行器的重力不变。燃油的热值取请你计算： （1）10t燃油完全燃烧放出的热量。 （2）发动机工作时的效率（百分号前保留整数）。 5.(2025-2026九上·山西晋中·期中)如图所示，以固体酒精为燃料的烧烤架，是户外烧烤的常用工具。用烧烤架将2kg食材从20℃加热到110℃，共消耗了45g固体酒精。已知，，求： （1）2kg食材吸收的热量。 （2）45g固体酒精放出的热量。 （3）烧烤架加热食材的热效率。 6.(2025-2026九上·山西阳泉·期中)某家用燃气热水器将质量为200kg、温度为20℃的自来水加热到50℃时，消耗的天然气体积为（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为，天然气的热值为。求： （1）消耗的天然气完全燃烧放出的热量； （2）这些水吸收的热量； （3）该热水器工作时的效率。 7.(2025-2026九上·山西太原多校·期中)小晋在“错题本”中记录了如下错题，请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。 错题记录 新能源油电混合动力汽车工作模式为：纯电模式行驶时，内燃机不工作，由蓄电池提供能量；混动模式行驶时，内燃机工作，既可以给汽车行驶提供能量，还可以给蓄电池充电。若汽车以混动模式在平直公路上匀速行驶消耗的汽油，汽车克服阻力做功，同时蓄电池储存的电能增加。该模式下内燃机的效率为多少？（结果精确到）解：汽油完全燃烧放出的热量，该模式下内燃机的效率。 错题改正 错误之处：　　　　　　　　　　　错因分析：　　　　　　　　　　　正确解答：　　　　　　　　　　　 考点3 燃料的热值 1.(2025-2026九上·山西太原·期中)2025年3月12日，我国成功使用长征八号运载火箭将“千帆星座”第五批组网卫星送入预定轨道。运载火箭采用液氢作燃料是因为液氢具有较大的（       ） A. 比热容 B. 热值 C. 内能 D. 热量 2.(2025-2026九上·山西太原多校·期中)北京时间2025年4月24日17时17分，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，发射任务取得圆满成功。火箭使用的燃料必须具备的特点是（　　） A. 较高的密度 B. 较低的着火点 C. 较大的热值 D. 较低的沸点 3.(2025-2026九上·山西运城·期中)汽油在发动机气缸中燃烧不充分会产生积碳，影响发动机性能。在发动机维护保养后，汽油燃烧会更加充分，其热值（　　） A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定 4.(2025-2026九上·山西晋中·期中)运载火箭是利用燃料燃烧产生高温燃气的内能工作的。火箭根据燃料和氧化剂的状态不同还可分为液体火箭和固体火箭。液体火箭可选用的燃料有液氢、偏二甲肼、煤油等；而固体火箭可选用的燃料有硼氢化钠、二聚酸二异氰酸酯等。在选择火箭使用的燃料时，首先应考虑的物理量是（     ） A. 密度 B. 体积 C. 热值 D. 比热容 5.(2025-2026九上·山西太原·期中)项目化小组在调查我省煤炭资源相关资料时，发现无烟煤、动力煤等不同煤种价格差异显著，推测煤的价格可能与热值有关。于是在通风的环境中，用如图所示甲、乙两组完全相同的装置进行实验，比较两种煤的热值大小。小煤炉内分别装有无烟煤与动力煤作为燃料，烧杯中盛有质量、初温相同的水。实验后又搜集到下表所示的小资料。请你解答： 小资料“大卡”是煤炭行业常用的热量单位，1大卡等于1000卡。1卡指在标准大气压下使1g水温度升高1℃所需的热量。无烟煤的热值为大卡/千克，动力煤的热值为大卡/千克。 （1）实验思路：控制无烟煤和动力煤的　　　　　　相同，当两种燃料完全燃尽后，通过　　　　　　来比较两种燃料热值的大小。 （2）实验过程：点燃燃料加热时发现当水温升高到90℃，两种煤都剩余较多，于是他们改变了思路，撤出煤炉并熄灭煤火，等煤炭冷却后测量煤炉中　　　　　　，再通过计算比较出两种煤热值的大小。 （3）实验拓展：阅读小资料可知，1卡相当于　　　　　　J。在标准大气压下，将烧杯中质量为100g、初温为20℃的水加热至90℃，水吸收的热量为　　　　　　卡，若煤燃烧放出的热量全部被水吸收，则消耗无烟煤与动力煤的质量之比为　　　　　　[已知]。 6.(2025-2026九上·山西太原·期中)项目化小组在调查我省煤炭资源相关资料时，发现无烟煤、动力煤等不同煤种价格差异显著，推测煤的价格可能与热值有关。于是在通风的环境中，用图所示甲、乙两组完全相同的装置进行实验，比较两种煤的热值大小。小煤炉内分别装有无烟煤与动力煤作为燃料，烧杯中盛有质量、初温相同的水。实验后又搜集到下表所示的小资料。请你解答： 小资料“大卡”是煤炭行业常用的热量单位，1大卡等于1000卡。1卡指在标准大气压下使水温度升高所需的热量。无烟煤的热值为大卡/千克，动力煤的热值为大卡/千克。 （1）实验思路：控制无烟煤和动力煤的　　　　　　　　　　相同，当两种燃料完全燃尽后，通过　　　　　　　　　　来比较两种燃料热值的大小。 （2）实验过程：点燃燃料加热时发现当水温升高到，两种煤都剩余较多，于是他们改变了思路，撤出煤炉并熄灭煤火，等煤炭冷却后测量煤炉中　　　　　　　　　　，再通过计算比较出两种煤热值的大小。 （3）实验拓展：阅读小资料可知，1卡相当于　　　　　　　　　　J。在标准大气压下，将烧杯中质量为100g、初温为的水加热至，水吸收的热量为　　　　　　　　　　卡，若煤燃烧放出的热量全部被水吸收，则消耗无烟煤与动力煤的质量之比为　　　　　　　　　　[已知]。 7.(2025-2026九上·山西临汾·期中)秸秆可以回收加工制成秸秆煤，已知秸秆煤的热值，水的比热容。求： （1）完全燃烧的秸秆煤放出的热量； （2）若这些热量被水吸收，可以在标准大气压下，将多少千克的水从加热到沸腾？ 8.(2025-2026九上·山西阳泉·期中)如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量、初温均相同。 （1）比较不同燃料的热值，应选择　　　　　　两图进行实验，在此实验中，通过　　　　　　（选填“加热时间的长短”或“液体升高的温度”）来体现液体吸收热量的多少，并进一步反映燃料燃烧放出热量的多少； （2）若在比较不同燃料的热值时，质量为200g的水为被加热液体，记录的数据如表所示； 燃料 加热前水的温度/℃ 燃料燃尽时水的温度/℃ 燃料1 15 35 燃料2 15 25 据表中数据计算：燃料1加热的水吸收的热量为　　　　　　J．燃料1的热值是　　　　　　J/kg。查阅资料可知燃料1的热值实际为，通过实验得到的燃料热值与实际相比　　　　　　（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。[] 9.(2025-2026九上·山西阳泉·期中)用天然气灶给水加热，在标准大气压下，把体积为10L、温度为15℃的水加热到沸腾。[，，]求： （1）水吸收的热量； （2）若不计热量损失，需要燃烧天然气的体积（结果保留两位小数）。 10.(2025-2026九上·山西阳泉·期中)某单缸汽油机某一个工作冲程如图所示，为　　　　　　　　　　　冲程。它完全燃烧0.1kg汽油可释放的能量为　　　　　　　　　　　J，若这些能量中的42%被质量为20kg、初温为80℃的水吸收，水的温度将升高　　　　　　　　　　　℃。[已知大气压为1个标准大气压，q汽油=4.6×107J/kg，c水=4.2×103J/(kg·℃)]。 考点4 跨学科实践：制作简易热机模型 1.(2025-2026九上·山西太原多校·期中)跨学科实践 制作简易汽轮机模型 热机在工业生产和交通运输等领域发挥着巨大作用。某实验小组决定动手制作一个简易汽轮机模型，深入探究热机的工作机制。他们制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，收集材料组装了如图甲所示的汽轮机模型。 实验时在试管中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后喷嘴处产生的蒸汽就能冲击叶轮转动。 （1）蒸汽对叶轮做功使得叶轮转动，其实质是蒸汽的　　　　　　　　　　　能转化为叶轮的　　　　　　　　　　　能。 （2）从牛顿提出蒸汽机模型，到瓦特将之变成现实，再到后来的内燃机，热机的发展历程倾注了无数科学家的不懈努力。内能需要依靠燃烧燃料获得，请结合内燃机和蒸汽机（外燃机的一种）燃料的燃烧位置对二者内能利用效率进行比较：　　　　　　　　　　　。 （3）如图乙为利用干热岩发电的示意图，人们对干热岩发电存在不同的看法，请写出一条支持我国建设干热岩发电的观点：　　　　　　　　　　　。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $