专题02 改变世界的热机 8大题型47题（期中专项训练）九年级物理上学期新教材教科版

专题02 改变世界的热机 基础·固本强基 题型1 热机工作过程中的能量转化 题型2 热机的种类 题型3 汽油机的构造和工作过程 题型4 提高热机效率的方法 题型5 火箭的构造和工作原理 题型6 热机和环保 提升·进阶突破 题型7 加热效率的计算 题型8 热机效率的计算 基础·固本强基 题型1 热机工作过程中的能量转化（共5小题） 【模型】能量转化链条模型 核心：燃料燃烧：化学能→内能；热机做功冲程：内能→机械能。 【方法】 1. 分清两步转化：燃烧是化学能转化为内能；做功冲程才是内能转化机械能。 2. 其他冲程：压缩冲程，机械能→内能。 3. 判断题关键词：看阶段，燃烧≠做功，不要混淆两步转化。 1．（25-26九年级上·云南昆明·期中）如图，汽油机工作的四个冲程中，内能转化为机械能的冲程是（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AD．A图进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，为吸气冲程；D图进气门关闭、排气门打开，活塞向上运动，为排气冲程，这两个冲程靠飞轮惯性完成，不涉及内能与机械能的转化，故AD不符合题意； B．两气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，机械能转化为内能，故B不符合题意； C．两气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程，内能转化为机械能，故C符合题意。 故选C。 2．（25-26九年级上·河南新乡·期中）大多数汽车的内燃机采用的都是汽油机，关于以下汽油机的四个冲程，说法正确的是（     ） A．依靠飞轮惯性完成的冲程是：甲、丙、丁 B．四冲程汽油机在一个工作循环中的工作过程依次是丁、丙、乙、甲 C．为汽车提供动力的冲程是乙 D．甲冲程中汽缸内气体的温度会下降 【答案】D 【详解】由图可知：甲图两气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程；乙图进气门打开，活塞向下运动，为吸气冲程；丙图两气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程；丁图排气门打开，活塞向上运动，为排气冲程。 A．依靠飞轮惯性完成的冲程是吸气、压缩和排气冲程，即乙、丙、丁，甲是做功冲程，靠燃气推动，故A错误； B．四冲程汽油机一个工作循环的顺序是吸气、压缩、做功、排气，即乙、丙、甲、丁，故B错误； C．为汽车提供动力的冲程是做功冲程，即甲，故C错误； D．甲是做功冲程，汽缸内气体对外做功，内能减小，温度下降，故D正确。 故选D。 3．（25-26九年级上·天津滨海新区·期中）如图，是汽油机_________冲程。该冲程工作过程中将把_________能转化成机械能。 【答案】做功 内 【详解】由图中气门全部关闭、活塞向下运动、火花塞点火的特征，可知该冲程是做功冲程；做功冲程中燃气对外做功，故将内能转化为机械能。 4．（25-26九年级上·广东肇庆·期中）北京时间2025年4月24日，神舟二十号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。使用液态氢气为燃料，是因为它的___________大，燃烧时产生巨大___________能转化为火箭的___________能，从而推动火箭升空。 【答案】热值 内 机械 【详解】运载火箭选用液态氢作为燃料，是因为液态氢的热值大，相同质量的液态氢完全燃烧时可以释放出比其他燃料多得多的热量，能够为火箭提供充足的动力来源； 火箭升空的过程中，燃烧释放的内能会通过做功的方式转化为火箭的机械能，以此推动火箭运动升空。 5．（25-26九年级上·青海西宁·期中）我们知道：多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来连续工作的。关于压缩冲程的作用，下列说法正确的是（     ） A．将内能转化为机械能 B．完成对外做功 C．吸进空气和汽油的混合物 D．将机械能转化为内能 【答案】D 【详解】AB. 做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，故AB错误； C. 吸气冲程吸入空气和汽油的混合物，故C错误； D. 压缩冲程中活塞对气缸内气体做功，将机械能转化为内能，故D正确。 故选D。 题型2 热机的种类（共5小题） 【模型】热机分类模型 核心：热机是利用内能做功，把内能转化为机械能的机器。 分类：蒸汽机、内燃机（汽油机、柴油机）、燃气轮机、喷气发动机、火箭发动机。 内燃机：燃料在气缸内部燃烧；蒸汽机燃料在气缸外燃烧。 【方法】 1. 判断是不是热机：看是否利用内能对外做功。电饭锅、电热水器不是热机（电能转内能）。 2. 区分内燃机和外燃机；汽油机、柴油机都属于内燃机。 6．（25-26九年级上·四川成都·期中）一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为，该柴油机活塞对外做功____________次。火箭发动机____________（选填“属于”或“不属于”）热机 【答案】30 属于 【详解】飞轮1s转动的转数为 飞轮每转动2周对外做功1次，故1s对外做功次数为 次 因火箭发动机工作时将内能转化为机械能，故属于热机。 7．（25-26九年级上·安徽阜阳·期中）2025年10月31日，搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心成功点火发射。该运载火箭的发动机________（选填“属于”或“不属于”）热机；火箭燃料充分燃烧时，其热值________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】属于 不变 【详解】火箭发动机通过燃料燃烧释放内能，推动火箭运动（将内能转化为机械能），故火箭发动机属于热机 热值是燃料的一种特性，仅与燃料种类有关，与燃烧是否充分无关，故燃料充分燃烧时热值不变。 8．（25-26九年级上·河南安阳·期中）某热机的其中一个冲程如图所示，由图可知，该热机是______（填“汽油机”或“柴油机”）。该热机飞轮的转速为，则每秒钟对外做功______次。 【答案】汽油机 25 【详解】由图可知，热机顶部有火花塞，故该热机为汽油机。 飞轮的转速为 因四冲程热机飞轮每转2周对外做功1次，故每秒对外做功次数为 9．（25-26九年级上·山东烟台·期中）如图所示是某种内燃机某一冲程的示意图，这种内燃机是______（填“汽油机”或“柴油机”），该内燃机一个工作循环的四个冲程按顺序依次是：吸气冲程、____________、做功冲程、排气冲程，若该内燃机1s对外做功45次，那么它曲轴的转速为______r/min。 【答案】柴油机 压缩冲程 【详解】因内燃机顶部有喷油嘴，故为柴油机； 四冲程柴油机的一个工作循环的四个冲程按顺序依次是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程； 因四冲程内燃机每对外做功1次，曲轴转动2周，故每分钟对外做功次数 曲轴转速 10．（25-26九年级上·重庆·期中）内燃机是现代交通运输工具的动力源，四种交通运输工具中，适合使用汽油机来提供动力的是（　　） A．客运飞机 B．小轿车 C．载重汽车 D．轮船 【答案】B 【详解】A．客运飞机大多使用涡扇喷气式发动机，故A不符合题意； B．小轿车是消耗汽油的，发动机一般使用汽油机作为动力装置，故B符合题意； CD．载重汽车、轮船都是消耗柴油的，柴油机提供的动力大，一般使用柴油机作为动力装置，故CD不符合题意。故选B。 题型3 汽油机的构造和工作过程（共5小题） 【模型】四冲程循环模型（1 个工作循环，4 冲程，2 转，1 次做功） 4冲程识别要点： 吸气冲程：进气门开，排气门关，活塞向下；吸入汽油 + 空气混合气。 压缩冲程：两门都关，活塞向上；机械能→内能。 做功冲程：两门都关，火花塞点火，活塞向下；内能→机械能（唯一对外做功冲程）。 排气冲程：排气门开，进气门关，活塞向上；排出废气。 规律口诀：1循环，4冲程，曲轴转2圈，对外做功1次。 【方法】 1. 看图识别冲程：先看气门开闭，再看活塞运动方向； 2. 计算类：给转速，求做功次数，牢记2转做功1次； 3. 能量转化：压缩、做功两个冲程必考转化。 （26-27九年级上·福建福州·期中）汽车是人们出行的常用工具，发动机是汽车的关键部件。请回答下列小题。 11．某型号汽车发动机采用的是汽油机，如图是该汽油机的________冲程，这时气缸内气体的内能变________。 12．若汽油机的飞轮转速为，每秒钟对外做功________次。某传统汽油车发动机能量分配图如图所示，该汽油车发动机的效率为________。 13．汽车行驶过程中，闻到尾气有汽油味，这是汽油的________现象。说明汽油没有完全燃烧，汽油的热值________（填变化情况）。 【答案】11．压缩 大 12． 15 30% 13． 扩散 不变 【详解】11．由图可知，两气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程； 压缩冲程将机械能转化为内能，这时气缸内气体的内能变大。 12． 由题意知，汽油机的飞轮每秒转动的次数为，飞轮每转动两次，完成一个工作循环，做功1次，所以该汽油机每秒做功的次数为15次。 由图可知该内燃机输出的有用功部分 故该内燃机的效率为30%。 13．汽车行驶过程中，闻到尾气有汽油味，是由于汽油分子不停地做无规则运动造成的，是扩散现象。 热值是燃料的固有属性，与燃料是否完全燃烧无关，因此汽油没有完全燃烧时，汽油的热值不变。 14．（26-27九年级上·福建福州·期中）如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列说法正确的是（     ） A．该冲程为做功冲程 B．该冲程吸进的物质是空气 C．该冲程将机械能转化为内能 D．该冲程是依靠飞轮惯性完成的 【答案】D 【详解】A．图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，故A错误； B．汽油机的吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物，故B错误； C．汽油机的吸气冲程中没有能量转化；做功冲程中高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，故C错误； D．吸气冲程是依靠飞轮惯性完成的，故D正确。 故选D。 15．（25-26九年级上·河北保定·期中）小明爸爸去4S店保养车。爸爸问师傅：“该换什么了？”师傅告诉爸爸：“该换火花塞了。”通过此对话你可以判断他家的车用的热机是内燃机中的________________________（选填“汽油机”或“柴油机”）。他家车的散热器应选用____________（选填“水”或“酒精”）作冷却剂。 【答案】汽油机 水 【详解】因汽油机点火装置为火花塞，柴油机为压燃式无火花塞，故该热机为汽油机。因水的比热容大于酒精，相同质量下升高相同温度水吸收热量更多，冷却效果更好，故选用水作冷却剂。 16．（25-26九年级上·安徽合肥·期中）如图，在圆筒内加入适量酒精，用橡胶塞塞紧筒口，筒内形成酒精蒸气和空气的混合气体，用电火花点火，橡胶塞跳出。上述能量转化过程与汽油机的__________冲程类似。 【答案】做功 【详解】用电火花点火，橡胶塞跳出，混合气体燃烧膨胀推动橡胶塞做功，内能转化为机械能；汽油机做功冲程中燃气推动活塞做功，同样将内能转化为机械能，故该过程与汽油机的做功冲程类似。 17．（25-26九年级上·安徽合肥·期中）某品牌汽车仪表盘显示发动机转速为若该汽车使用的是四缸发动机，每一个汽缸的每一次做功冲程对外做功400J，则下列有关该汽车发动机的说法错误的是（　　） A．一个汽缸每秒完成60个冲程 B．飞轮每秒转60圈 C．一个汽缸每秒对外做功15次 D．发动机的输出功率是24kW 【答案】B 【详解】ABC．飞轮转速，即飞轮每秒转30圈，四冲程发动机每转1圈完成2个冲程，每转2圈对外做功1次，故每秒冲程数为60个，每秒做功次数为15次，故B错误，故AC正确； D．四缸发动机每秒总做功为，总功率，故D正确。 本题要求选择说法错误的，故选B。 题型4 提高热机效率的方法（共5小题） 【模型】效率损失分析模型 热机效率，小于1。 能量损失途径：废气带走大部分热量、散热、摩擦消耗能量。 提高效率措施： 1.让燃料充分燃烧； 2.减少废气带走热量； 3.润滑减小摩擦； 4.良好散热保温，减少热量散失。 【方法】选择题/简答题，抓住核心：充分燃烧、减少各种能量损耗。 易错：不能说“增大燃料热值”，热值是燃料本身属性。 18．（24-25九年级上·河北石家庄·期中）乙醇汽油热值约为，某汽车发动机的能量流向图如图所示，则下列说法正确的是（     ） A．该车发动机的效率为27% B．0.2kg的乙醇汽油燃烧一定能够释放的能量 C．利用废气的能量及减小摩擦是提高热机效率的有效途径 D．发动机做功冲程把机械能转化为内能 【答案】C 【详解】A．由图可知，有用功的效率，故A错误； B．0.2kg的乙醇汽油完全燃烧能够释放，且燃料需完全燃烧，故B错误； C．废气带走33%能量，摩擦与辐射损失7%能量，利用废气能量及减小摩擦可减少能量损失，提高热机效率，故C正确； D．发动机做功冲程把燃料燃烧产生的内能转化为机械能，故D错误。 故选C。 19．（25-26九年级上·甘肃临夏·期中）关于热机的效率，下列说法正确的是（     ） A．热机的效率越高，做功越快 B．燃烧更多的燃料可以提高热机的效率 C．减少热损失可以提高热机的效率 D．改进技术，可以使热机的效率达到100% 【答案】C 【详解】热机效率公式为。 A. 做功快慢是功率的物理意义，热机效率与功率无必然关联，故A错误； B. 燃烧更多燃料仅会增大总放热，效率为比值，与燃料燃烧总量无关，故B错误； C. 减少热损失时，相同下有用功增大，由可知效率升高，故C正确； D. 热机工作时必然存在废气散热、摩擦损耗等额外能量损失，始终小于，效率不可能达到100%，故D错误。 故选C。 20．（25-26九年级上·陕西安康·期中）如图所示，是某单缸四冲程汽油机的______冲程示意图；该汽油机飞轮转速为1800r/min时，每秒对外做功______次；汽油机常用水做冷却剂，是因为水的______较大；请写出一种提高热机效率的方法：______________________________。 【答案】吸气 15 比热容 使燃料充分燃烧/减小机械摩擦/减少热量散失 【详解】由图中可以看出，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，吸入汽油和空气的混合物，所以是吸气冲程；飞轮每秒的转速为 ， 因四冲程汽油机飞轮转2圈对外做功1次，故每秒对外做功次数为 ；因水的比热容较大，相同质量的水和其他物质相比，升高相同的温度需要的热量更多，故汽油机常用水做冷却剂；提高热机效率可通过使燃料充分燃烧、减小机械摩擦、减少热量散失等方式实现。 21．（25-26九年级上·辽宁朝阳·期中）关于热机的效率，下列说法错误的是（     ） A．热机的效率越高，做功越快 B．燃烧更多的燃料不一定可以提高热机的效率 C．减少热损失可以提高热机的效率 D．无论技术如何改进，热机的效率都不能达到100% 【答案】A 【详解】A．热机效率是用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，功率是表示做功快慢的物理量，二者无必然关联，故A错误； B．热机效率是用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，燃烧更多的燃料可以增大燃料完全燃烧放出的热量，有用功未知，不一定可以提高热机的效率，故B正确； C．减少各种热损失，则用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值增大，可以提高热机效率，故C正确； D．热机工作时必然存在废气带热、摩擦损耗、散热等能量损失，有用功始终小于燃料完全燃烧放出的能量，故效率不可能达到100%，故D正确。 故选A。 22．（25-26九年级上·内蒙古鄂尔多斯·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。下列说法正确的是（     ） A．该发动机属于热机，能在大气层外工作 B．燃料和压缩空气混合后，其燃料热值变小 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．热机工作依赖燃料燃烧，燃烧需要氧气，大气层外无空气提供氧气，故不能在大气层外工作，故A错误； B．热值是燃料的特性，仅与燃料种类有关，混合后热值不变，故B错误； C．燃料燃烧越充分，能量损失越少，有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值越大，即效率越高，故C正确； D．燃气推动涡轮转动，内能转化为机械能，相当于内燃机的做功冲程，故D错误。 故选C。 题型5 火箭的构造和工作原理（共5小题） 【模型】反冲运动模型 原理：火箭燃料燃烧，高温燃气向下高速喷出，力的作用是相互的，燃气给火箭向上反作用力。 能量转化：燃料化学能→内能→机械能。 特点：自带燃料和氧化剂，可以真空太空工作。 【方法】简答题答题模板：燃料燃烧向后喷出燃气，物体间力的作用是相互的，燃气对火箭产生向上推力。区分火箭和汽油机：火箭属于喷气式发动机。 23．（25-26九年级上·河南焦作·期中）我国的载人飞船发动机______（选填“属于”或“不属于”）热机。请举出另一种生产生活中使用的热机______。 【答案】属于 汽油机 【详解】热机是将内能转化为机械能的装置，载人飞船发动机通过燃料燃烧释放内能，并将内能转化为机械能推动飞船运动，符合热机的定义。 生产生活中常见的热机有汽油机、柴油机、蒸汽机、喷气式发动机等，任选一种合理实例填写即可，如汽油机 24．（25-26九年级上·宁夏银川·期中）2025年10月31号“神舟二十一”号火箭发射时，在发射过程中燃料燃烧产生高温高压气体，推动火箭升空，该过程中能量转化的顺序正确的是（　　） A．内能化学能 B．化学能机械能 C．机械能内能 D．化学能电能 【答案】B 【详解】火箭发动机燃料燃烧，喷出高温高压气体，化学能转化为内能，气体对火箭施加向上的作用力，推动火箭加速升空，内能转化为机械能，则能量转化的完整顺序为化学能→内能→机械能，选项B概括了主要的能量转化，故ACD错误，B正确。 故选B。 25．（25-26九年级上·山东临沂·期中）2025年9月27日，长征六号改运载火箭（如图所示）在太原卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（     ） A．火箭发动机使用比热容大的燃料 B．火箭燃料燃烧越充分，燃料的热值越大 C．火箭发动机主要通过热传递获得机械能 D．火箭发动机属于热机 【答案】D 【详解】A．火箭发动机使用的燃料是热值大的燃料，而不是比热容大的燃料。因为热值大的燃料在完全燃烧时能够释放出更多的能量，从而为火箭提供更大的推力，故A错误； B．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度无关。无论燃料燃烧是否充分，其热值都是不变的，故B错误； C．火箭发动机是通过燃料燃烧将化学能转化为内能，再将内能转化为机械能，因此火箭发动机主要通过做功获得机械能，故C错误； D．热机是将内能转化为机械能的机器，火箭发动机通过燃料燃烧将内能转化为机械能，属于热机，故D正确。 故选D。 26．（25-26九年级下·山东泰安·期中）2026年4月9日，我国使用长征六号改运载火箭，成功将卫星互联网低轨21组卫星发射升空。火箭发射过程中涉及的物理知识，下列说法正确的是（　　） A．火箭燃料燃烧得越充分，燃料的热值就越大 B．火箭助推器采用固体燃料，是因为固体燃料比热容大 C．火箭升空过程外壳温度升高，这与热机做功冲程的原理相同 D．火箭升空过程外壳与空气摩擦温度升高，这是通过做功改变内能的 【答案】D 【详解】A．热值是燃料本身的一种特性，它只与燃料的种类有关，表示单位质量（或体积）的燃料完全燃烧时放出的热量。燃料燃烧是否充分，只会影响实际放出的热量，而不会改变燃料本身的热值故A错误； B．火箭发射需要巨大的推力，这就要求燃料在燃烧时能释放出大量的能量。因此，火箭燃料通常选择热值大的物质（即单位质量的燃料燃烧放出的热量多），而不是因为比热容大。比热容大意味着温度升高吸收的热量多，这并非火箭选择燃料的主要考量，故B错误； CD．火箭升空过程中外壳温度升高，是因为火箭高速运动时外壳与空气剧烈摩擦，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能。而热机的做功冲程是将内能转化为机械能。两者的能量转化方向是相反的，故C错误，D正确。 故选D 。 27．（25-26九年级上·四川成都·期中）2025年11月12日10时15分，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将高分十四号03星发射升空。火箭喷气发动机为发射提供核心动力，下列说法中正确的是（   ） A．火箭喷气发动机通过燃料燃烧做功获得动力，属于热机 B．为减轻火箭质量，通常选用热值较小的物质作为燃料 C．火箭加速升空过程中，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能 D．若发射时燃料燃烧不充分，会导致燃料的热值变小 【答案】A 【详解】A．火箭在工作时，通过燃烧燃料得到内能，将内能转化为机械能。故火箭是热机。故A正确； B．在体积相同情况下，若想减小火箭质量，根据可知，应选择密度小的燃料。故B错误； C．燃料燃烧后，有部分内能散失在空气中，故没有将能量全部转化为机械能。故C错误； D．即使燃料不充分，但燃料种类未变，其热值是不变的。故D错误。 故选A。 题型6 热机和环保（共5小题） 【模型】热机污染模型 两类污染： ①大气污染：燃料排放一氧化碳、氮氧化物、粉尘，形成酸雨； ②噪声污染：发动机振动产生噪声。 防治措施：尾气净化装置、使用清洁能源（乙醇汽油）、消声器、绿色出行。 【方法】简答题分点作答，分清污染类型和对应治理办法。 28．（25-26九年级上·吉林四平·期中）下列关于热机和环境保护的说法，正确的是（    ） A．热机排出的尾气没有内能 B．热机的效率能达到100% C．热机的大量使用会造成环境污染 D．汽油机的吸气冲程吸入的是空气 【答案】C 【详解】A．热机工作时，排出的尾气带走了大部分内能，故A错误； B．热机工作时燃料可能未完全燃烧、要克服机械间的摩擦做额外功、同时也存在散热损失、并且废气带走大部分能量，所以热机的效率很低，不能达到100%，故B错误； C．热机工作时，燃料燃烧放出的废气会造成环境污染，所以热机的大量使用会造成环境污染，故C正确； D．汽油机的吸气冲程吸入的是空气和汽油混合气体，故D错误。 故选C。 29．（25-26九年级上·福建宁德·期中）关于热机和能量守恒定律，下列说法正确的是（    ） A．热机效率越高，在做功同样多的情况下消耗能量越多 B．热机排出的尾气、产生的噪声会对环境造成污染 C．汽油机上安装一个笨重的飞轮，是为了提高它的效率 D．随着技术发展，热机的效率可以达到100% 【答案】B 【详解】A．热机效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，即在做功相同的情况下消耗的能量越少，故A错误； B．热机在使用时会排放出大量的有害气体，造成环境污染；且产生的噪声属于噪声污染，故B正确； C．柴油机上安装笨重的飞轮，是为了利用它的惯性完成吸气、压缩和排气冲程，不是为了提高效率，故C错误； D．用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率，无论科技如何发展，热机的效率可以提高，但因总存在摩擦及热量损失等，效率一定不会达到100%，故D错误。 故选B。 30．（25-26九年级上·湖南湘潭·期中）下列关于热机和环境保护的说法中正确的是（　　） A．所有的热机都是用汽油作燃料 B．汽车排出的尾气都是有毒气体 C．热机的大量使用会造成环境污染 D．热机只与热量有关，使用不会有噪音污染 【答案】C 【详解】A．热机中有燃烧汽油的（汽油机），有燃烧柴油的（柴油机），有燃烧液态氢的（火箭喷气发动机），故A错误； B．汽车排出的气体中有二氧化碳、水蒸气、一氧化碳、氮氧化物等，其中二氧化碳和水蒸气是无害的，故B错误； C．热机都是靠燃烧燃料获得能量的，汽油、柴油等燃料燃烧时都会放出有害气体，污染环境，故C正确； D．热机通过燃料燃烧产生动力，其运行过程中涉及机械振动、气体流动等物理过程，这些都会导致噪音的产生，故D错误。 故选C。 31．（25-26九年级上·山西太原·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)内 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 【详解】（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。 32．阅读下列短文，回答问题. 从火车到火箭 生产的发展需要更为强大的动力，17世纪人类发明了热机，最早的热机是蒸汽机。在锅炉里将水烧成水蒸气，水蒸气在汽缸里推动活塞做功。原始的蒸汽机不便于使用，后来许多人对它不断改进，其中贡献最大的是英国人瓦特，他在1782年发明了往复式蒸汽机，使蒸汽机成为可以广泛使用的动力机，这种蒸汽机在之后的一百年里对工业的发展起了极其重要的作用，但是由于蒸汽机过于笨重，效率很低，现在世界各国都不再生产蒸汽机了。 交通运输的发展迫切需要比较轻便的热机，于是，内燃机应运而生，内燃机有汽油机、柴油机两大类。汽油机是1876年发明的，柴油机是1892年发明的，内燃机运行时不需要携带水和煤，不但轻便，效率也提高了很多，内燃机的出现和不断改进，对交通运输事业的现代化发展起到了决定性的作用。 电力工业的发展需要功率巨大的热机来带动大型发电机。1884年出现的蒸汽轮机满足了这个需要，大型锅炉产生的高温高压水蒸气直接喷射到汽轮机的叶片上，使蒸汽轮机转动，大型火电站的巨大锅炉，有五六层楼房那样高，它里面安装的蒸汽轮机，功率可达几十万千瓦。 早期的飞机是由内燃机提供动力的。从上世纪40年代开始，飞机普遍使用喷气式发动机提供动力，它靠向后高速喷出气体而前进，在功率相同时，喷气式发动机比内燃机更轻便，这就使生产高速的大型飞机成为可能。 喷气式发动机有两种：需要用大气中的氧气来助燃的，叫空气喷气发动机，在飞机上使用；自带燃料和氧化剂的叫火箭喷气发动机，它工作时不需要空气，可以在大气层外工作，能够用来发射人造卫星和宇宙飞船。 热机使人类摆脱了繁重的体力劳动，促进了生产的发展，带来了工业革命。现代社会在交通、航天、电力工业等很多方面都离不开热机，对热机的研制和改进将会进一步推动社会生产力的发展。 （1）蒸汽机工作时，水蒸气在汽缸里推动活塞做功。在这个过程中，是将______能转化为______能；此过程相当于汽油机工作时的______冲程。 （2）普通摩托车适合使用的热机是______（填字母）。 A．蒸汽机 B．内燃机 C．蒸汽轮机 D．喷气式发动机 （3）下列提高热机效率的途径中，不可行的是______（填字母）。 A．尽量使燃料充分燃烧 B．尽量减少输出的有用功 C．尽量减少摩擦 D．尽量减少热量损失 （4）提高热机的效率具有的积极意义是______。 【答案】内 机械 做功 B B 可以减少燃料消耗，节约能源 【详解】（1）[1][2][3]蒸汽机工作时，水蒸气推动活塞，对活塞做功，水蒸气的内能减小，水蒸气的内能转化为活塞的机械能；内燃机的做功冲程中，内能转化为机械能，故与做功冲程能量转化是相同的。 （2）[4]摩托车的发动机是汽油机，是利用汽油在汽缸内燃烧提供动力，属于内燃机的一种，将内能转化为机械能的。 故选B。 （3）[5]热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，因此使燃料充分燃烧可以提高燃料的利用率，可以提高热机效率；减少摩擦可以减少热量损失，也可以提高热机效率；而减少输出的有用功，会降低热机效率。 故选B。 （4）[6]提高热机效率具有的积极意义是可以减少燃料的消耗、节约能源等等。 提升·进阶突破 题型7 加热效率的计算（共7小题） 【模型】燃料燃烧加热水的效率模型 核心公式： 燃料放出总热量：Q放=mq 水吸收有用热量：Q吸=cmt 加热效率：×100% 【方法】 1.算燃料完全燃烧放出总热量Q放； 2.算被水吸收的有用热量Q吸； 3.效率 = 吸收热量÷燃料放出总热量； 易错点：质量单位统一用 kg；注意 “完全燃烧”；永远小于 1。 33．（26-27九年级上·黑龙江绥化·期中）用氢气作燃料是利用氢气的___________大的优点。在标准大气压下，若氢气灶的热效率为80%，则3kg氢气完全燃烧放出的热量可将___________kg的水从20℃加热到沸腾。[已知氢气的热值为，水的比热容为]。 【答案】热值 1000 【详解】选择氢气作为燃料，核心优势是氢气的热值大，相同质量的氢气完全燃烧能比其他普通燃料释放出更多的热量。 3kg氢气完全燃烧放出的总热量 氢气灶的热效率为80%，则水吸收的热量 标准大气压下水的沸点是100℃，水的温度变化量 水的质量 34．（25-26九年级上·河南安阳·期中）小宇对生活中使用到的燃料的利用率做了一个简单的调查：他用天然气加热质量为10kg、初温为25℃的水至沸腾（1个标准大气压下），消耗了0.2m3的天然气。水吸收的热量为_____________ J，天然气完全燃烧释放出的热量为__________ J，该次的加热效率为________ 。[已知，] 【答案】 【详解】1个标准大气压下，水的沸点是100℃， 温度变化量 水吸收的热量为 天然气完全燃烧释放出的热量为 加热效率 35．（26-27九年级上·广东汕头·期中）潮阳区某学校用天然气热水器为学生提供热水。该热水器把50kg的水从20℃加热到70℃时，恰好完全燃烧了1.4m3的天然气。已知水的比热容为，天然气的热值为。求： (1)水吸收的热量； (2)天然气完全燃烧放出的热量； (3)该热水器烧水的效率。（结果保留一位小数） 【答案】(1) (2) (3)17.9% 【详解】（1）水升高的温度 水吸收的热量 （2）天然气完全燃烧放出的热量 （3）该热水器烧水的效率 36．（25-26九年级上·湖南湘西·期中）小明家新安装了一台如图所示的太阳能热水器。热水器铭牌如下： 型号 HM-20 集热管数28支 水箱容积200L 集热管管长180cm 防水等级A 系统承压3.0MPa (1)太阳能热水器贮满水时，水的质量是多少千克。 (2)太阳能热水器贮满水，水温从 升高到 时吸收了多少热量？ (3)若通过完全燃烧天然气加热一满箱水，使其温度从升高到时，太阳能热水器的加热效率为90%，需要多少立方米天然气？（天然气的热值为 ，，） 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）太阳能热水器贮满水时，水的体积等于水箱容积。水的体积 水的质量 （2）水升高的温度 水吸收的热量 （3）天然气完全燃烧放出的热量 需要天然气的体积 37．（25-26九年级上·广东惠州·期中）新型节能燃气灶能够提高热效率、减少能源消耗和环境污染。旧燃气灶将5kg的20℃的水加热到100℃，消耗了的天然气。天然气的热值，水的比热容J/（kg·℃）。 (1)求水吸收的热量； (2)假设的天然气完全燃烧，则燃气灶烧水的效率为多少？ (3)如果新型燃气灶的效率能够提升到70％，仍将5kg的20℃的水加热到100℃，可以节省多少天然气？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1） 温度变化量 水吸收的热量     （2）天然气完全燃烧放出的热量    旧燃气灶的烧水效率 （3） 新型燃气灶需要天然气完全燃烧放出的热量      新型燃气灶需要完全燃烧的天然气体积    节省的天然气体积 38．（25-26九年级上·河南驻马店·期中）小枫家新装的天然气热水器如图所示，国家规定热水器的热效率范围为。小枫想估测一下这款热水器的热效率是否达标，他先测量了自来水冷水温度为10℃，查看燃气表上显示的剩余气量为；然后他将热水器的温度设定在40℃（即水从热水器流出时的温度），洗澡用水60kg，出水温度不变，此时燃气表上显示的剩余气量为。[水的比热容，天然气的热值]求： (1)小枫所用的60kg水被加热时吸收的热量； (2)请通过计算判断该款热水器是否达标（忽略保温桶吸收的热量）； (3)说出你认为影响燃气热水器效率的其中一个原因。 【答案】(1) (2)消耗天然气的体积 完全燃烧放出的热量 该热水器的效率 由于，所以该款热水器热效率达标。 (3)燃料没有完全燃烧/废气会带走部分热量 【详解】（1）水吸收的热量为 （2）略 （3）影响燃气热水器效率的原因很多，主要有燃料没有完全燃烧，同时废气会带走部分热量。 39．（25-26九年级上·江苏常州·期中）小文家新装的天然气热水器如图所示，其加热效率为90%。某次洗澡时，小文将燃气热水器的温度设定在40℃（即水从热水器流出的温度），他家所用的花洒出水量为6kg/min，洗澡时连续出水15min，已知进入热水器的冷水温度为15℃，，天然气的热值为。求： (1)洗澡所用水吸收的热量是多少J？ (2)若天然气完全燃烧，则该次洗澡消耗天然气的体积是多少？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）洗澡用水总质量为 水吸收的热量为 （2）天然气完全燃烧放出的热量为 消耗天然气的体积为 题型8 热机效率的计算（共7小题） 【模型】热机能量利用模型 核心公式： 燃料完全放热：Q放=mq 热机对外做的有用功W有 热机效率：×100% 【方法】 1.先求燃料燃烧释放总能量Q放； 2.求热机对外的有用机械能W有（常结合W=Fs）； 3.代入效率公式； 易错区分：加热效率是水吸热为有用；热机效率，对外做的机械功才是有用能量，不要和加热效率混淆。 40．（25-26九年级上·江苏常州·期中）如图，某工厂研发的氢燃料公交车正在厂内测试，它以的牵引力带动车辆在水平路面匀速直线运行2km，消耗氢燃料0.5kg，若氢的热值是，则（     ） A．消耗了部分氢燃料后，储氢罐内剩余的氢的热值变小 B．本测试中，公交车克服阻力做功 C．氢燃料完全燃烧放出的热量为 D．氢燃料发动机的工作效率约40% 【答案】D 【详解】A．热值是燃料的特性，与质量无关，所以消耗了部分氢燃料后，剩余氢的热值不变，故A不符合题意； B．公交车匀速直线运行，阻力 路程 克服阻力做功，故B不符合题意； C．氢燃料完全燃烧放出的热量，故C不符合题意； D．牵引力做功 发动机工作效率 故D符合题意。 故选D。 41．（26-27九年级上·重庆长寿·期中）某单缸四冲程汽油机在内完成了10个工作循环，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30%，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_______。 【答案】 【详解】一个工作循环汽油完全燃烧放出的热量为 一个工作循环输出的有用机械能为 1s内汽油机做的总有用功为 汽油机的输出功率为 42．（25-26九年级上·广东汕头·期中）氢能是新能源利用的新潮流，加快氢能产业发展成为实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。如图是市场上的某品牌氢能自行车，一次性充满氢气，能匀速骑行，氢能自行车与骑行者总质量为，骑行时受到的阻力为总重的倍，氢气热值为。氢气完全燃烧产生的热量是____________，骑行时发动机的牵引力为____________，氢气的利用效率是____________。（g取） 【答案】 【详解】氢气完全燃烧产生的热量 氢能自行车与骑行者总重力 因自行车匀速骑行，牵引力与阻力二力平衡，大小相等，故骑行时发动机的牵引力 牵引力做的有用功 氢气的利用效率 43．（26-27九年级上·福建福州·期中）如图所示，这是某台汽车行驶一段路程时，汽油机工作时的能量数据，已知汽油的热值。。求： (1)空白①处的数据。 (2)消耗的汽油质量。 (3)汽油机的热机效率。 【答案】(1) (2)0.035kg (3)30% 【详解】（1）根据能量守恒定律，总能量等于各部分能量之和，即 ，由图可得①处的数据为 （2）根据燃料燃烧放热公式 ，可得消耗汽油的质量 （3）热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的总能量之比，所以由图可得 44．（25-26九年级下·福建厦门·期中）为纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年，2025年9月3日举行了盛大的阅兵仪式。如图是首次亮相的某款无人驾驶战车，在平直的长安街路面上匀速行驶360s通过了3.6km 的路程。已知战车质量为2t ，车轮与地面的接触面积为 ，发动机的功率为10kW，匀速行驶过程中消耗柴油 0.3kg 。（，g取）通过计算分析战车： (1)静止在水平地面时对地面的压强； (2)在匀速行驶过程中受到的阻力大小； (3)发动机的效率。 【答案】(1) (2)1000N (3)30% 【详解】（1）静止在水平地面时，战车对地面的压力 对地面的压强 （2）战车行驶速度 匀速行驶时，由可得， 战车匀速行驶，阻力与牵引力平衡，因此受到的阻力大小 （3）发动机做的有用功 柴油完全燃烧放出的总热量 发动机效率 45．（26-27九年级上·山东聊城·阶段检测）油电混合动力汽车是新能源汽车的一种。汽车启动或低速行驶时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电。本次测试由内燃机提供能量，汽车以4000N的恒定牵引力以50km/h的速度匀速行驶了0.2h，求： (1)所用燃料的热值为，测试过程中消耗2.5kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少？ (2)汽车测试过程中牵引力做的功。 (3)若在这次测试中不考虑蓄电池充电，则内燃机的效率是多少？ (4)若在这次测试中蓄电池储存的电能为，则此时内燃机的效率是多少？ 【答案】(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）燃料完全燃烧，放出总热量 （2）汽车行驶路程 牵引力做功 （3）不考虑蓄电池充电，有用功为牵引力做的功 （4）考虑蓄电池充电，总有用功为牵引力做功与储存电能之和 内燃机的效率 46．（26-27九年级上·重庆长寿·期中）某国产氢燃料电池车总质量为，在某次测试中该车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍，行驶了的路程，不考虑氢能源燃料消耗对车质量的影响．求该测试过程中氢燃料电池车：（已知，取） (1)牵引力做的功； (2)氢能源完全燃烧释放的能量转化为机械能的效率为50%，行驶这28km的路程需燃烧多少千克氢燃料？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）车的重力 车匀速行驶，牵引力与阻力大小相等，则车受到的牵引力 牵引力做功 （2）氢完全燃烧释放的总热量 需燃烧氢的质量 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 改变世界的热机 基础·固本强基 题型1 热机工作过程中的能量转化 题型2 热机的种类 题型3 汽油机的构造和工作过程 题型4 提高热机效率的方法 题型5 火箭的构造和工作原理 题型6 热机和环保 提升·进阶突破 题型7 加热效率的计算 题型8 热机效率的计算 基础·固本强基 题型1 热机工作过程中的能量转化（共5小题） 【模型】能量转化链条模型 核心：燃料燃烧：化学能→内能；热机做功冲程：内能→机械能。 【方法】 1. 分清两步转化：燃烧是化学能转化为内能；做功冲程才是内能转化机械能。 2. 其他冲程：压缩冲程，机械能→内能。 3. 判断题关键词：看阶段，燃烧≠做功，不要混淆两步转化。 1．（25-26九年级上·云南昆明·期中）如图，汽油机工作的四个冲程中，内能转化为机械能的冲程是（     ） A． B． C． D． 2．（25-26九年级上·河南新乡·期中）大多数汽车的内燃机采用的都是汽油机，关于以下汽油机的四个冲程，说法正确的是（     ） A．依靠飞轮惯性完成的冲程是：甲、丙、丁 B．四冲程汽油机在一个工作循环中的工作过程依次是丁、丙、乙、甲 C．为汽车提供动力的冲程是乙 D．甲冲程中汽缸内气体的温度会下降 3．（25-26九年级上·天津滨海新区·期中）如图，是汽油机_________冲程。该冲程工作过程中将把_________能转化成机械能。 4．（25-26九年级上·广东肇庆·期中）北京时间2025年4月24日，神舟二十号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。使用液态氢气为燃料，是因为它的___________大，燃烧时产生巨大___________能转化为火箭的___________能，从而推动火箭升空。 5．（25-26九年级上·青海西宁·期中）我们知道：多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来连续工作的。关于压缩冲程的作用，下列说法正确的是（     ） A．将内能转化为机械能 B．完成对外做功 C．吸进空气和汽油的混合物 D．将机械能转化为内能 题型2 热机的种类（共5小题） 【模型】热机分类模型 核心：热机是利用内能做功，把内能转化为机械能的机器。 分类：蒸汽机、内燃机（汽油机、柴油机）、燃气轮机、喷气发动机、火箭发动机。 内燃机：燃料在气缸内部燃烧；蒸汽机燃料在气缸外燃烧。 【方法】 1. 判断是不是热机：看是否利用内能对外做功。电饭锅、电热水器不是热机（电能转内能）。 2. 区分内燃机和外燃机；汽油机、柴油机都属于内燃机。 6．（25-26九年级上·四川成都·期中）一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为，该柴油机活塞对外做功____________次。火箭发动机____________（选填“属于”或“不属于”）热机 7．（25-26九年级上·安徽阜阳·期中）2025年10月31日，搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心成功点火发射。该运载火箭的发动机________（选填“属于”或“不属于”）热机；火箭燃料充分燃烧时，其热值________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 8．（25-26九年级上·河南安阳·期中）某热机的其中一个冲程如图所示，由图可知，该热机是______（填“汽油机”或“柴油机”）。该热机飞轮的转速为，则每秒钟对外做功______次。 9．（25-26九年级上·山东烟台·期中）如图所示是某种内燃机某一冲程的示意图，这种内燃机是______（填“汽油机”或“柴油机”），该内燃机一个工作循环的四个冲程按顺序依次是：吸气冲程、____________、做功冲程、排气冲程，若该内燃机1s对外做功45次，那么它曲轴的转速为______r/min。 10．（25-26九年级上·重庆·期中）内燃机是现代交通运输工具的动力源，四种交通运输工具中，适合使用汽油机来提供动力的是（　　） A．客运飞机 B．小轿车 C．载重汽车 D．轮船 题型3 汽油机的构造和工作过程（共5小题） 【模型】四冲程循环模型（1 个工作循环，4 冲程，2 转，1 次做功） 4冲程识别要点： 吸气冲程：进气门开，排气门关，活塞向下；吸入汽油 + 空气混合气。 压缩冲程：两门都关，活塞向上；机械能→内能。 做功冲程：两门都关，火花塞点火，活塞向下；内能→机械能（唯一对外做功冲程）。 排气冲程：排气门开，进气门关，活塞向上；排出废气。 规律口诀：1循环，4冲程，曲轴转2圈，对外做功1次。 【方法】 1. 看图识别冲程：先看气门开闭，再看活塞运动方向； 2. 计算类：给转速，求做功次数，牢记2转做功1次； 3. 能量转化：压缩、做功两个冲程必考转化。 （26-27九年级上·福建福州·期中）汽车是人们出行的常用工具，发动机是汽车的关键部件。请回答下列小题。 11．某型号汽车发动机采用的是汽油机，如图是该汽油机的________冲程，这时气缸内气体的内能变________。 12．若汽油机的飞轮转速为，每秒钟对外做功________次。某传统汽油车发动机能量分配图如图所示，该汽油车发动机的效率为________。 13．汽车行驶过程中，闻到尾气有汽油味，这是汽油的________现象。说明汽油没有完全燃烧，汽油的热值________（填变化情况）。 14．（26-27九年级上·福建福州·期中）如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列说法正确的是（     ） A．该冲程为做功冲程 B．该冲程吸进的物质是空气 C．该冲程将机械能转化为内能 D．该冲程是依靠飞轮惯性完成的 15．（25-26九年级上·河北保定·期中）小明爸爸去4S店保养车。爸爸问师傅：“该换什么了？”师傅告诉爸爸：“该换火花塞了。”通过此对话你可以判断他家的车用的热机是内燃机中的________________________（选填“汽油机”或“柴油机”）。他家车的散热器应选用____________（选填“水”或“酒精”）作冷却剂。 16．（25-26九年级上·安徽合肥·期中）如图，在圆筒内加入适量酒精，用橡胶塞塞紧筒口，筒内形成酒精蒸气和空气的混合气体，用电火花点火，橡胶塞跳出。上述能量转化过程与汽油机的__________冲程类似。 17．（25-26九年级上·安徽合肥·期中）某品牌汽车仪表盘显示发动机转速为若该汽车使用的是四缸发动机，每一个汽缸的每一次做功冲程对外做功400J，则下列有关该汽车发动机的说法错误的是（　　） A．一个汽缸每秒完成60个冲程 B．飞轮每秒转60圈 C．一个汽缸每秒对外做功15次 D．发动机的输出功率是24kW 题型4 提高热机效率的方法（共5小题） 【模型】效率损失分析模型 热机效率，小于1。 能量损失途径：废气带走大部分热量、散热、摩擦消耗能量。 提高效率措施： 1.让燃料充分燃烧； 2.减少废气带走热量； 3.润滑减小摩擦； 4.良好散热保温，减少热量散失。 【方法】选择题/简答题，抓住核心：充分燃烧、减少各种能量损耗。 易错：不能说“增大燃料热值”，热值是燃料本身属性。 18．（24-25九年级上·河北石家庄·期中）乙醇汽油热值约为，某汽车发动机的能量流向图如图所示，则下列说法正确的是（     ） A．该车发动机的效率为27% B．0.2kg的乙醇汽油燃烧一定能够释放的能量 C．利用废气的能量及减小摩擦是提高热机效率的有效途径 D．发动机做功冲程把机械能转化为内能 19．（25-26九年级上·甘肃临夏·期中）关于热机的效率，下列说法正确的是（     ） A．热机的效率越高，做功越快 B．燃烧更多的燃料可以提高热机的效率 C．减少热损失可以提高热机的效率 D．改进技术，可以使热机的效率达到100% 20．（25-26九年级上·陕西安康·期中）如图所示，是某单缸四冲程汽油机的______冲程示意图；该汽油机飞轮转速为1800r/min时，每秒对外做功______次；汽油机常用水做冷却剂，是因为水的______较大；请写出一种提高热机效率的方法：______________________________。 21．（25-26九年级上·辽宁朝阳·期中）关于热机的效率，下列说法错误的是（     ） A．热机的效率越高，做功越快 B．燃烧更多的燃料不一定可以提高热机的效率 C．减少热损失可以提高热机的效率 D．无论技术如何改进，热机的效率都不能达到100% 22．（25-26九年级上·内蒙古鄂尔多斯·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。下列说法正确的是（     ） A．该发动机属于热机，能在大气层外工作 B．燃料和压缩空气混合后，其燃料热值变小 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 题型5 火箭的构造和工作原理（共5小题） 【模型】反冲运动模型 原理：火箭燃料燃烧，高温燃气向下高速喷出，力的作用是相互的，燃气给火箭向上反作用力。 能量转化：燃料化学能→内能→机械能。 特点：自带燃料和氧化剂，可以真空太空工作。 【方法】简答题答题模板：燃料燃烧向后喷出燃气，物体间力的作用是相互的，燃气对火箭产生向上推力。区分火箭和汽油机：火箭属于喷气式发动机。 23．（25-26九年级上·河南焦作·期中）我国的载人飞船发动机______（选填“属于”或“不属于”）热机。请举出另一种生产生活中使用的热机______。 24．（25-26九年级上·宁夏银川·期中）2025年10月31号“神舟二十一”号火箭发射时，在发射过程中燃料燃烧产生高温高压气体，推动火箭升空，该过程中能量转化的顺序正确的是（　　） A．内能化学能 B．化学能机械能 C．机械能内能 D．化学能电能 25．（25-26九年级上·山东临沂·期中）2025年9月27日，长征六号改运载火箭（如图所示）在太原卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（     ） A．火箭发动机使用比热容大的燃料 B．火箭燃料燃烧越充分，燃料的热值越大 C．火箭发动机主要通过热传递获得机械能 D．火箭发动机属于热机 26．（25-26九年级下·山东泰安·期中）2026年4月9日，我国使用长征六号改运载火箭，成功将卫星互联网低轨21组卫星发射升空。火箭发射过程中涉及的物理知识，下列说法正确的是（　　） A．火箭燃料燃烧得越充分，燃料的热值就越大 B．火箭助推器采用固体燃料，是因为固体燃料比热容大 C．火箭升空过程外壳温度升高，这与热机做功冲程的原理相同 D．火箭升空过程外壳与空气摩擦温度升高，这是通过做功改变内能的 27．（25-26九年级上·四川成都·期中）2025年11月12日10时15分，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将高分十四号03星发射升空。火箭喷气发动机为发射提供核心动力，下列说法中正确的是（   ） A．火箭喷气发动机通过燃料燃烧做功获得动力，属于热机 B．为减轻火箭质量，通常选用热值较小的物质作为燃料 C．火箭加速升空过程中，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能 D．若发射时燃料燃烧不充分，会导致燃料的热值变小 题型6 热机和环保（共5小题） 【模型】热机污染模型 两类污染： ①大气污染：燃料排放一氧化碳、氮氧化物、粉尘，形成酸雨； ②噪声污染：发动机振动产生噪声。 防治措施：尾气净化装置、使用清洁能源（乙醇汽油）、消声器、绿色出行。 【方法】简答题分点作答，分清污染类型和对应治理办法。 28．（25-26九年级上·吉林四平·期中）下列关于热机和环境保护的说法，正确的是（    ） A．热机排出的尾气没有内能 B．热机的效率能达到100% C．热机的大量使用会造成环境污染 D．汽油机的吸气冲程吸入的是空气 29．（25-26九年级上·福建宁德·期中）关于热机和能量守恒定律，下列说法正确的是（    ） A．热机效率越高，在做功同样多的情况下消耗能量越多 B．热机排出的尾气、产生的噪声会对环境造成污染 C．汽油机上安装一个笨重的飞轮，是为了提高它的效率 D．随着技术发展，热机的效率可以达到100% 30．（25-26九年级上·湖南湘潭·期中）下列关于热机和环境保护的说法中正确的是（　　） A．所有的热机都是用汽油作燃料 B．汽车排出的尾气都是有毒气体 C．热机的大量使用会造成环境污染 D．热机只与热量有关，使用不会有噪音污染 31．（25-26九年级上·山西太原·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：___________。 32．阅读下列短文，回答问题. 从火车到火箭 生产的发展需要更为强大的动力，17世纪人类发明了热机，最早的热机是蒸汽机。在锅炉里将水烧成水蒸气，水蒸气在汽缸里推动活塞做功。原始的蒸汽机不便于使用，后来许多人对它不断改进，其中贡献最大的是英国人瓦特，他在1782年发明了往复式蒸汽机，使蒸汽机成为可以广泛使用的动力机，这种蒸汽机在之后的一百年里对工业的发展起了极其重要的作用，但是由于蒸汽机过于笨重，效率很低，现在世界各国都不再生产蒸汽机了。 交通运输的发展迫切需要比较轻便的热机，于是，内燃机应运而生，内燃机有汽油机、柴油机两大类。汽油机是1876年发明的，柴油机是1892年发明的，内燃机运行时不需要携带水和煤，不但轻便，效率也提高了很多，内燃机的出现和不断改进，对交通运输事业的现代化发展起到了决定性的作用。 电力工业的发展需要功率巨大的热机来带动大型发电机。1884年出现的蒸汽轮机满足了这个需要，大型锅炉产生的高温高压水蒸气直接喷射到汽轮机的叶片上，使蒸汽轮机转动，大型火电站的巨大锅炉，有五六层楼房那样高，它里面安装的蒸汽轮机，功率可达几十万千瓦。 早期的飞机是由内燃机提供动力的。从上世纪40年代开始，飞机普遍使用喷气式发动机提供动力，它靠向后高速喷出气体而前进，在功率相同时，喷气式发动机比内燃机更轻便，这就使生产高速的大型飞机成为可能。 喷气式发动机有两种：需要用大气中的氧气来助燃的，叫空气喷气发动机，在飞机上使用；自带燃料和氧化剂的叫火箭喷气发动机，它工作时不需要空气，可以在大气层外工作，能够用来发射人造卫星和宇宙飞船。 热机使人类摆脱了繁重的体力劳动，促进了生产的发展，带来了工业革命。现代社会在交通、航天、电力工业等很多方面都离不开热机，对热机的研制和改进将会进一步推动社会生产力的发展。 （1）蒸汽机工作时，水蒸气在汽缸里推动活塞做功。在这个过程中，是将______能转化为______能；此过程相当于汽油机工作时的______冲程。 （2）普通摩托车适合使用的热机是______（填字母）。 A．蒸汽机 B．内燃机 C．蒸汽轮机 D．喷气式发动机 （3）下列提高热机效率的途径中，不可行的是______（填字母）。 A．尽量使燃料充分燃烧 B．尽量减少输出的有用功 C．尽量减少摩擦 D．尽量减少热量损失 （4）提高热机的效率具有的积极意义是______。 提升·进阶突破 题型7 加热效率的计算（共7小题） 【模型】燃料燃烧加热水的效率模型 核心公式： 燃料放出总热量：Q放=mq 水吸收有用热量：Q吸=cmt 加热效率：×100% 【方法】 1.算燃料完全燃烧放出总热量Q放； 2.算被水吸收的有用热量Q吸； 3.效率 = 吸收热量÷燃料放出总热量； 易错点：质量单位统一用 kg；注意 “完全燃烧”；永远小于 1。 33．（26-27九年级上·黑龙江绥化·期中）用氢气作燃料是利用氢气的___________大的优点。在标准大气压下，若氢气灶的热效率为80%，则3kg氢气完全燃烧放出的热量可将___________kg的水从20℃加热到沸腾。[已知氢气的热值为，水的比热容为]。 34．（25-26九年级上·河南安阳·期中）小宇对生活中使用到的燃料的利用率做了一个简单的调查：他用天然气加热质量为10kg、初温为25℃的水至沸腾（1个标准大气压下），消耗了0.2m3的天然气。水吸收的热量为_____________ J，天然气完全燃烧释放出的热量为__________ J，该次的加热效率为________ 。[已知，] 35．（26-27九年级上·广东汕头·期中）潮阳区某学校用天然气热水器为学生提供热水。该热水器把50kg的水从20℃加热到70℃时，恰好完全燃烧了1.4m3的天然气。已知水的比热容为，天然气的热值为。求： (1)水吸收的热量； (2)天然气完全燃烧放出的热量； (3)该热水器烧水的效率。（结果保留一位小数） 36．（25-26九年级上·湖南湘西·期中）小明家新安装了一台如图所示的太阳能热水器。热水器铭牌如下： 型号 HM-20 集热管数28支 水箱容积200L 集热管管长180cm 防水等级A 系统承压3.0MPa (1)太阳能热水器贮满水时，水的质量是多少千克。 (2)太阳能热水器贮满水，水温从 升高到 时吸收了多少热量？ (3)若通过完全燃烧天然气加热一满箱水，使其温度从升高到时，太阳能热水器的加热效率为90%，需要多少立方米天然气？（天然气的热值为 ，，） 37．（25-26九年级上·广东惠州·期中）新型节能燃气灶能够提高热效率、减少能源消耗和环境污染。旧燃气灶将5kg的20℃的水加热到100℃，消耗了的天然气。天然气的热值，水的比热容J/（kg·℃）。 (1)求水吸收的热量； (2)假设的天然气完全燃烧，则燃气灶烧水的效率为多少？ (3)如果新型燃气灶的效率能够提升到70％，仍将5kg的20℃的水加热到100℃，可以节省多少天然气？ 38．（25-26九年级上·河南驻马店·期中）小枫家新装的天然气热水器如图所示，国家规定热水器的热效率范围为。小枫想估测一下这款热水器的热效率是否达标，他先测量了自来水冷水温度为10℃，查看燃气表上显示的剩余气量为；然后他将热水器的温度设定在40℃（即水从热水器流出时的温度），洗澡用水60kg，出水温度不变，此时燃气表上显示的剩余气量为。[水的比热容，天然气的热值]求： (1)小枫所用的60kg水被加热时吸收的热量； (2)请通过计算判断该款热水器是否达标（忽略保温桶吸收的热量）； (3)说出你认为影响燃气热水器效率的其中一个原因。 39．（25-26九年级上·江苏常州·期中）小文家新装的天然气热水器如图所示，其加热效率为90%。某次洗澡时，小文将燃气热水器的温度设定在40℃（即水从热水器流出的温度），他家所用的花洒出水量为6kg/min，洗澡时连续出水15min，已知进入热水器的冷水温度为15℃，，天然气的热值为。求： (1)洗澡所用水吸收的热量是多少J？ (2)若天然气完全燃烧，则该次洗澡消耗天然气的体积是多少？ 题型8 热机效率的计算（共7小题） 【模型】热机能量利用模型 核心公式： 燃料完全放热：Q放=mq 热机对外做的有用功W有 热机效率：×100% 【方法】 1.先求燃料燃烧释放总能量Q放； 2.求热机对外的有用机械能W有（常结合W=Fs）； 3.代入效率公式； 易错区分：加热效率是水吸热为有用；热机效率，对外做的机械功才是有用能量，不要和加热效率混淆。 40．（25-26九年级上·江苏常州·期中）如图，某工厂研发的氢燃料公交车正在厂内测试，它以的牵引力带动车辆在水平路面匀速直线运行2km，消耗氢燃料0.5kg，若氢的热值是，则（     ） A．消耗了部分氢燃料后，储氢罐内剩余的氢的热值变小 B．本测试中，公交车克服阻力做功 C．氢燃料完全燃烧放出的热量为 D．氢燃料发动机的工作效率约40% 41．（26-27九年级上·重庆长寿·期中）某单缸四冲程汽油机在内完成了10个工作循环，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30%，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_______。 42．（25-26九年级上·广东汕头·期中）氢能是新能源利用的新潮流，加快氢能产业发展成为实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。如图是市场上的某品牌氢能自行车，一次性充满氢气，能匀速骑行，氢能自行车与骑行者总质量为，骑行时受到的阻力为总重的倍，氢气热值为。氢气完全燃烧产生的热量是____________，骑行时发动机的牵引力为____________，氢气的利用效率是____________。（g取） 43．（26-27九年级上·福建福州·期中）如图所示，这是某台汽车行驶一段路程时，汽油机工作时的能量数据，已知汽油的热值。。求： (1)空白①处的数据。 (2)消耗的汽油质量。 (3)汽油机的热机效率。 44．（25-26九年级下·福建厦门·期中）为纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年，2025年9月3日举行了盛大的阅兵仪式。如图是首次亮相的某款无人驾驶战车，在平直的长安街路面上匀速行驶360s通过了3.6km 的路程。已知战车质量为2t ，车轮与地面的接触面积为 ，发动机的功率为10kW，匀速行驶过程中消耗柴油 0.3kg 。（，g取）通过计算分析战车： (1)静止在水平地面时对地面的压强； (2)在匀速行驶过程中受到的阻力大小； (3)发动机的效率。 45．（26-27九年级上·山东聊城·阶段检测）油电混合动力汽车是新能源汽车的一种。汽车启动或低速行驶时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电。本次测试由内燃机提供能量，汽车以4000N的恒定牵引力以50km/h的速度匀速行驶了0.2h，求： (1)所用燃料的热值为，测试过程中消耗2.5kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少？ (2)汽车测试过程中牵引力做的功。 (3)若在这次测试中不考虑蓄电池充电，则内燃机的效率是多少？ (4)若在这次测试中蓄电池储存的电能为，则此时内燃机的效率是多少？ 46．（26-27九年级上·重庆长寿·期中）某国产氢燃料电池车总质量为，在某次测试中该车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍，行驶了的路程，不考虑氢能源燃料消耗对车质量的影响．求该测试过程中氢燃料电池车：（已知，取） (1)牵引力做的功； (2)氢能源完全燃烧释放的能量转化为机械能的效率为50%，行驶这28km的路程需燃烧多少千克氢燃料？ 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $