专题14.4内能的利用(章节复习)20252026人教版物理九年级全一册同步学习培优讲练-知识梳理+考点讲练+中考真题演练+难度分层(试题版和答案版)

专题14.4内能的利用（章节复习）（知识梳理+16个考点讲练+中考真题演练+难度分层练共47题）知识梳理技巧点拨 1TOC\o"1-2"\h\u知识点梳理01：热机 2知识点梳理02：热机效率 4知识点梳理03：能量的转化与守恒 6优选题型考点讲练 7考点1：能量的转化 7考点2：能量的转移 8考点3：能量守恒定律 8考点4：热机工作过程中的能量转化 9考点5：热机的种类 10考点6：汽油机的构造与工作过程 10考点7：柴油机的构造与工作过程 11考点8：热值的概念、单位和物理意义 11考点9：热值的公式及相关计算 11考点10：比较不同燃料的热值大小 12考点11：热机效率的定义 13考点12：热机燃料燃烧能量走向示意图 14考点13：加热效率的计算 15考点14：热机效率的计算 15考点15：提高热机的效率的方法 16考点16：燃料的利用和环境保护 16中考真题实战演练 17难度分层拔尖冲刺 19基础夯实 19培优拔高 20 知识点梳理01：热机1.热机：利用内能做功的机械叫热机。（1）热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。（2）内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。2.内燃机的工作原理：（1）内燃机的每一个工作循环分为四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。①汽油机的工作过程
多数汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，这四个冲程分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。四个冲程不断循环来保证连续工作，如图所示。
②柴油机的工作过程柴油机的一个工作循环有四个冲程，包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程进气门打开，排气门关闭。活塞由上向下运动，将空气吸进汽缸进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，汽缸容积变小，空气被压缩，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程末，汽缸内空气的温度已达到柴油的着火点。此过程将机械能转化为内能在压缩冲程结束时，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到高温高压的空气立即猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。此过程将内能转化为机械能进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸一个工作循环，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，完成四个冲程，对外做功一次，除做功冲程外，其他冲程靠飞轮的惯性来完成柴油机工作过程中的能量转化压缩冲程∶机械能转化为内能做功冲程∶内能转化为机械能（2）四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程对做功冲程起辅助作用，靠飞轮的惯性完成。（3）做功冲程把内能转化为机械能；压缩冲程把机械能转化为内能。（4）一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周，飞轮转2圈。3.柴油机与汽油机的对比
热机对比汽油机柴油机不同结构火花塞喷油嘴点火方式点燃式压燃式吸气冲程吸入汽油和空气的混合物吸入空气压缩冲程压缩程度小，汽缸内温度没有达到汽油燃点压缩程度大，汽缸内温度达到柴油燃点做功冲程火花塞产生电火花，点燃汽油喷油嘴喷入柴油，柴油燃烧燃烧程度燃料燃烧不充分燃料燃烧比较充分排气冲程排出尾气特点与应用轻巧但输出功率小，热效率低，主要应用于摩托车、轿车等笨重但输出功率大，热效率高，主要应用于载重汽车、拖拉机、轮船等知识点梳理02：热机效率1.热值：1kg（或1m3）某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。（1）热值单位：J/kg或J/m3（2）公式：Q＝qm或Q＝qV（q为热值）。热值是燃料本身的一种特性，它的大小只取决于燃料的种类，而与燃料的质量、放热多少等无关。不同燃料的热值一般不同。热值在数值上等于1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量。热值反映了燃料在燃烧过程中，将化学能转化为内能的本领的大小。2.热机效率：热机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叫做热机的效率。（1）公式：；（2）提高热机效率的途径：①使燃料充分燃烧；②尽量减小各种热量损失；③机器零件间保持良好的润滑、减小摩擦。①热机的能量流向图燃料很难完全燃烧，释放的热量也没有全部用来做有用功，损失了大部分，在各种能量损失中，废气带走的能量最多。设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。②汽车机械效率和炉具效率的求解方法
求热机的效率：发动机的牵引力做功消耗的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。η=求汽车的机械效率：W有=Fs=fs或W有=Pt（F是牵引力，f是阻力，s是汽车行驶的距离，P是汽车发动机功率，t是行驶时间），Q总=mq。
求炉具烧水的效率：水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比η=其中Q吸=cm水△t，Q总=m燃q。③提高热机效率的途径使燃料充分燃烧;利用废气的能量;保证良好润滑，减少摩擦;改进热机，减少各种能量的损失。实验探究不同燃料的热值的大小实验目的比较煤油和菜籽油的热值大小实验装置实验操作在两个相同规格的灯壶中分别加入相同质量的煤油和菜籽油;
在两个相同规格的烧杯中加入质量相同、初温相同的水;点燃煤油灯和菜籽油灯;
（4）当烧杯内水的温度升高10℃时，停止加热，然后用天平分别称量两灯的质量实验记录煤油灯的质量大于菜籽油的质量实验分析因为两烧杯内水的质量相同，升高温度相同，所以两杯水吸收的热量相同，即两种燃料放出的热量相同;开始时两灯壶的总质量相等，后来煤油灯的质量大，说明剩余的煤油质量多，燃烧消耗的煤油质量少;根据热值公式q实验结论煤油的热值比菜籽油大1.转换法∶实验中，用水吸收的热量来表示燃料燃烧放出的热量。控制变量法：实验中，燃料燃烧释放的热量相同，通过比较消耗燃料质量的多少来比较热值的大小。★2.实验的控制的相同量：液体的种类，质量，初温，燃料的质量，实验装置★3.实验的控制的不同量：燃料的种类★4.实验方法：将相等质量的燃料全部耗尽，再比较液体升高的温度5.为了使物质受热均匀，可用玻璃棒或搅拌器对物质进行搅拌。注意不能用温度计代替搅拌器。6.测量的热值偏小，原因：①燃料无法完全燃烧②不同物体吸收的热量不等于热源放出的热量，存在热损失。热值偏小的解析：若利用Q吸=cm△t计算出水吸收的热量，并测出煤油灯或者菜籽油灯减少的质量（即消耗燃料的质量），还可根据公式q=知识点梳理03：能量的转化与守恒1.能量的转移∶能量可以从一个物体转移到另一个物体（如下左图），或者从物体的一部分转移到另一部分（如下右图），在转移过程中能量的形式不变。
2.能量的转化∶能量从一种形式转化为其他形式，在转化过程中能量的形式发生改变。①能量转移和转化的区别
（1）能量的转移：能量的形式没有改变。比如内能从高温物体转移到低温物体，能量的形式仍然是内能。
（2）能量的转化：能量的形式发生改变。比如电能通过灯泡后转化为光能。能量的转化一般在一定条件下进行，比如太阳的光能通过绿色植物的光合作用转化成化学能储存在植物体内，燃料的化学能通过燃烧转化为内能。②能量转化的普遍性：常见的能量形式有机械能、内能、光能、化学能、电能等，在一定条件下，各种形式的能量之间是可以相互转化的，如图所示。例如;燃料通过燃烧把化学能转化为内能;在热机中，内能可以转化为机械能;通过火力发电机，内能转化为电能;通过电灯，电能转化为光能;使用干电池时，电池内的化学能转化为电能等。③能量的转化和转移具有方向性。3.能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。机械能守恒与能量守恒的区别：1.机械能守恒是有条件的——没有机械能损失和额外能量的补充，仅存在动能和机械能之间的转化，需只在重力或者弹力做功的条件下；2.能量守恒的成立是不需要条件的——有多少能量的消失（转移或者转化），就有多少其他形式的能量的产生。考点1：能量的转化【典例精讲】（25-26九年级上·陕西延安·阶段练习）某老师发明新能源自行车，不用脚蹬，只要有空气就能跑。他将空气压缩后存储在高压气罐中，通过控制压缩空气的释放来驱动自行车。该车在行驶时将能转化为自行车的能。空气动力自行车行驶时完全不依赖汽油或电池，（选填“违背”或“不违背”）能量守恒定律。【变式训练】（24-25九年级上·甘肃庆阳·期中）2024年5月3日，嫦娥六号由长征五号遥八运载火箭成功发射，开启了月背探秘华章，火箭在穿越大气层过程中，火箭外壳与大气摩擦温度升高，说明可以改变物体的内能；着陆器上的太阳能电池板将太阳能转化为能。考点2：能量的转移【典例精讲】（23-24九年级上·湖北黄石·期末）自然界的能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从一种形式转化为其他形式。如图所示的事例中，能量的形式发生了转移的是（）①图甲：高温的电炉丝使周围的空气温度上升②图乙：流星从夜空快速滑过发出耀眼的光亮③图丙：试管中高温水蒸气弹出管口的橡胶塞④图丁：涨潮时海水涌入水坝冲击水轮机转动A．①② B．②③ C．①④ D．②④【变式训练】（24-25九年级上·江西吉安·阶段练习）能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式为其他形式，或者从一个物体到其他物体，而在转化或转移的过程中，总量保持不变。这就是能量守恒定律。考点3：能量守恒定律【典例精讲】（24-25九年级下·全国·单元测试）如图所示的是弹性小球在地面弹跳的频闪照片。小球弹起的高度越来越低，是因为部分机械能转化成了能，小球在弹跳的过程中（选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。【变式训练】（25-26九年级上·吉林·阶段练习）如图所示为某机器的能量流向图。下列关于该机器的说法中正确的是（）A．该机器可能是电动机B．该机器的热效率为10%C．图示过程是能量的转移过程D．图示过程不遵循能量守恒定律考点4：热机工作过程中的能量转化【典例精讲】（24-25九年级上·安徽马鞍山·阶段练习）下列汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的冲程是（）A． B．C． D．【变式训练】（25-26九年级上·河北石家庄·阶段练习）如下左图甲所示，小明在吹气球时，被吹大了的气球没能用手握住，呼啸着飞了出去，若他及时捡起气球，将会感觉到它喷气的嘴部温度和原来相比（选填“变高”、“变低”或“没有变化”），此过程发生的能量转化与图乙中的（选填“A”或“B”）图中的能量转化是一致的。考点5：热机的种类【典例精讲】（25-26九年级上·陕西汉中·阶段练习）下列不属于热机应用的是（）A．长征五号火箭液氢液氧发动机 B．纯电动汽车C．歼-20战机涡扇15煤油发动机 D．喷气式飞机【变式训练】（25-26九年级上·江西赣州·阶段练习）2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。火箭发动机（选填“属于”或“不属于”）热机；火箭外壳与大气摩擦，温度升高，这是通过的方式改变内能。考点6：汽油机的构造与工作过程【典例精讲】（25-26九年级上·河北邢台·阶段练习）如图所示，工作中的单缸四冲程汽油机正在工作，该冲程中汽缸内是（选填“空气”“空气与汽油的混合物”或“高温高压的燃气”），若该汽油机1s内对外做功25次，则该汽油机飞轮的转速为r/min。【变式训练】（25-26九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）四冲程汽油机是内燃机的一种，如图所示是工作循环中的冲程，已知该汽油机的曲轴转速为1200r/min，则其每秒对外做功次。考点7：柴油机的构造与工作过程【典例精讲】（25-26九年级上·陕西安康·阶段练习）关于四冲程柴油机，下列说法正确的是（）A．柴油机气缸顶部有一个火花塞B．在吸气冲程中，只有柴油吸入了气缸C．压缩冲程的能量转化主要是机械能转化为内能D．做功冲程时，进气门关闭，排气门打开【变式训练】（25-26九年级上·云南曲靖·阶段练习）柴油机在压缩冲程末，气缸内空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧，这种点火方式叫做式。考点8：热值的概念、单位和物理意义【典例精讲】（25-26九年级上·山西忻州·阶段练习）2025年8月9日，我国太原卫星发射中心在山东日照附近海域，使用捷龙三号运载火箭成功将吉利星座04组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。关于火箭发动机，下列说法正确的是（）A．火箭发动机使用热值大的燃料B．火箭燃料燃烧越充分，热值越大C．火箭发动机主要通过热传递获得机械能D．火箭发动机不属于热机【变式训练】（24-25九年级上·天津河东·阶段练习）“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力。同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的很大。1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量可以使kg的水从20℃加热至100℃。[c水=4.2考点9：热值的公式及相关计算【典例精讲】（25-26九年级上·吉林·阶段练习）如图所示，其同学用燃气灶烧水给餐具消毒，在标准大气压下，用该燃气灶加热质量为5kg、初温为20℃的水，加热到沸腾，共消耗了0.6m3的天然气；[水的比热容为4.2×10(1)水吸收的热量；(2)该天然气完全燃烧放出的热量。【变式训练】（25-26九年级上·安徽安庆·阶段练习）小兵利用图示装置测算酒精的热值。燃烧皿中酒精的质量为12g，烧杯中水的质量为200g，初温为23℃，点燃酒精，当水温升高到43°C时，立即熄灭火焰。该过程水吸收的热量Q吸=J。他想利用Q放考点10：比较不同燃料的热值大小【典例精讲】（25-26九年级上·山西临汾·阶段练习）小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热会被水吸收，而水的比热容已知，自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果如下表：燃料加热前的水温/℃燃料燃尽时水温/℃煤油2544菜籽油2534(1)在组装器材时，你认为最合理的安装顺序是（选填“由下而上”或“由上而下”）；(2)为了保证实验结论的客观性，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：、两杯水的质量和初温相同；(3)分析数据得出结论：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是；(4)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明同学还需要补充的实验仪器是。利用此实验方法计算出的热值将比真实值（选填“偏大”或“偏小”），可能的原因是（写出一条即可）。【变式训练】（25-26九年级上·江西南昌·阶段练习）为探究不同燃料燃烧放热能力的差异，小华设计了如图甲、乙所示的两组对比实验，实验装置完全相同，燃料的质量都是10g。(1)实验中应按照（选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序安装实验器材。(2)实验中需要控制被加热水的和初温均相同，还需要的测量工具是。(3)本实验中通过观察来比较燃料燃烧放出热量的多少。（选填“加热时间”或“温度计示数”）(4)通过实验得到的燃料热值与实际值相比偏（选填“大”或“小”），出现这种情况的主要原因是，燃料在燃烧过程中热值（选填“变大”或“变小”或“不变”）考点11：热机效率的定义【典例精讲】（25-26九年级上·黑龙江鹤岗·阶段练习）关于热机效率，下列说法正确的是（）A．热机做的有用功越多，效率越高B．燃料燃烧越充分，热机效率一定越高C．减少各种热损失，可提高热机效率D．使用热值高的燃料，热机效率一定高【变式训练】（25-26九年级上·甘肃定西·阶段练习）甲、乙、丙三台汽油机中燃料完全燃烧释放的内能和汽油机输出的机械能的柱状图如图所示，则的效率最高，消耗质量相同的燃料时，输出的机械能最多。考点12：热机燃料燃烧能量走向示意图【典例精讲】（25-26九年级上·甘肃张掖·阶段练习）新型太阳能汽车在运行过程中，能量转化情况如图所示。该太阳能汽车的能量转化效率为；汽车在刹车过程中，机械能转化为地面和轮胎等的内能，此过程中能量（选填“守恒”或“不守恒”）。【变式训练】（25-26九年级上·广东广州·阶段练习）如图某热机输出能量饼状图（有用的能量用灰色底表示），下列说法正确的是（）A．热机燃料完全燃烧释放的热量是1000JB．热机的效率约为33%C．热机的效率为75%D．有750J的化学能转化为内能考点13：加热效率的计算【典例精讲】（25-26九年级上·湖北黄冈·阶段练习）某同学家自来水的温度为15℃，他洗澡时把燃气热水器的温度设定为40℃，通过查看水表得知自己洗澡用了0.02m3的水，则水吸收的J热量；如果燃气热水器的效率是95％，他这次洗澡消耗了m3天然气，如果用无烟煤来加热，需要kg。（c水=4.2×103J/（kg·℃），q天然气=4.0×107J/m3，q煤=3.4×107J/kg）【变式训练】（25-26九年级上·安徽·期中）用同样的酒精灯加热初温相同（未知）、质量均为100g的两种物质甲、乙，已知6~8min消耗酒精的质量为0.4g，它们的温度随时间变化的图像如图所示，物质甲、乙单位时间吸收的热量相等，物质甲的比热容为c甲=2×10A．物质甲的沸点一定为80℃，物质乙的沸点一定为40℃B．0~6min酒精灯对物质甲的加热效率约为33.3%C．物质甲、乙的初温为20℃D．物质乙的比热容为c考点14：热机效率的计算【典例精讲】（25-26九年级上·北京·阶段练习）“运20”是我国自主研发的大型运输机，它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，若“运20”在高空中飞行时，在恒定的水平推力作用下，沿水平方向匀速航行10min，需要燃烧航空煤油700kg，已知飞机发动机提供的机械功率是3.2×107W(1)航空煤油完全燃烧放出的热量是多少？(2)该发动机的热机效率是多大？（若除不尽，保留三位有效数字）【变式训练】（25-26九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）小明家用天然气做饭时，对一壶初温为20℃、质量为1.5kg的水加热，使水温度升高了80℃，消耗了天然气0.02 m3，已知水的比热容为4.2×(1)壶中水吸收的热量；(2)天然气完全燃烧放出的热量；(3)用天然气烧水时的效率。考点15：提高热机的效率的方法【典例精讲】（25-26九年级上·河北石家庄·阶段练习）为减少能源消耗，合理利用能源，下列方法中对提升热机效率有用的是（

）A．尽量增加废气带走的热量 B．增加燃料的质量C．尽量使燃料充分燃烧 D．采用热值更大的燃料【变式训练】（24-25九年级上·贵州黔东南·期中）下列措施中能提高热机效率的是（

）A．尽量使用热值大的燃料B．尽量减少热机的工作时间C．增大热机的功率D．让燃料与空气充分混合，使燃料燃烧得比较完全考点16：燃料的利用和环境保护【典例精讲】（24-25九年级上·海南省直辖县级单位·期中）下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是（）A．热机排出的尾气没有内能B．热机的使用缓解了城市的热岛效应C．无论技术多么先进，也不可能使热机的效率达到100%D．热机的冷却液需要用热值较大的物质【变式训练】（2025·江苏镇江·一模）假日期间，小丽一家驾车去其他城市旅游，在某段行驶过程中，汽车匀速行驶了100km，汽车受到的阻力为1.8×103N(1)这些汽油完全燃烧放出的热量；(2)这辆车汽油机的效率；(3)若这段行程改用一辆电动汽车去完成，该电动车的效率为80%，汽车受到的阻力仍为1.8×10(4)相比燃油车，电动车具有的优点。（只说一个优点即可）1．（2025·江苏湖南永州·中考真题）如图所示是四冲程柴油机的剖面图，关于柴油机四个冲程的描述正确的是（）A．吸气冲程中吸入汽缸的是空气B．压缩冲程中机械能转化为柴油和空气混合物的内能C．做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分2．（2025·湖北黄冈·中考真题）如图是水和液体A被相同酒精灯加热的温度-时间图像，其中水的质量为0.6kg，液体A的质量为1.2kg，若酒精灯单位时间内消耗的酒精质量相等，且加热效率为35%，已知q酒精=3×10A．0~6min，水比液体A吸收的热量多B．液体A的末温比水的高，液体A的吸热能力更强C．液体A的比热容为1.05×103J/（kg·℃）D．该酒精灯每分钟消耗酒精质量为6g3．（2025·安徽黄山·中考真题）小明家的太阳能热水器最大容积为50L，某天热水器装满水后，经过4h阳光照射，水温从20℃升高到40℃。若水吸收的热量由效率为40%的天然气灶来提供，则需要燃烧m3的天然气。（已知ρ水4．（2025·四川南充·中考真题）柴油机和汽油机在结构上有很大的不同，这意味着在吸气冲程中吸入的物质会有差别，柴油机在吸气冲程中吸入，甲、乙两台柴油机，输出功率之比P甲:P乙=2:1，效率之比η5．（2025·江苏盐城·中考真题）在热学实验中：(1)小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热（如图甲）以探究水和煤油的吸热能力：①在两个相同的烧杯中应加入初温和相同的水和煤油，实验中用相同的酒精灯加热的目的是：使水和煤油在相同时间内；②水和煤油温度随时间变化如图乙所示，根据图乙可判断出a物质是，判断依据是；(2)如图丙所示，是探究“不同燃料燃烧时放出的热量”的实验：①该实验是通过来比较不同燃料放出热量的多少。（填“加热的时间”或“升高的温度”）；②由丁图可知，燃烧完后，假设这一过程燃料都完全燃烧，则燃料1与燃料2的热值之比为。基础夯实1．（25-26九年级上·北京·阶段练习）如图所示是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率是（）A．35% B．25% C．40% D．75%2．（25-26九年级上·山西临汾·阶段练习）如图所示的是汽油机工作循环中的某个冲程。关于此冲程的说法正确的是（）A．进气门打开，排气门打开 B．气缸内气体温度降低C．靠飞轮的惯性完成 D．内能转化为机械能3．（25-26九年级上·广东珠海·阶段练习）目前，市场上出现了很多新能源汽车，其中氢能源汽车具有很多优点，氢作为燃料时其较高，另外，氢能源汽车还比燃油汽车更环保，因为燃油汽车的发动机在工作过程中，通过冲程不断排放尾气，产生了更多的二氧化碳。如图是汽油机的冲程。4．（25-26九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）我国西部某光伏发电站年均发电量约为2.9×1012 J，已知煤炭的热值q煤=2.9×5．（25-26九年级上·陕西延安·阶段练习）请完成下列实验有关的填空。(1)如图甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放二小团硝化棉，迅速向下压活塞，可以看到，这个实验说明活塞压缩空气做功，使空气的内能（选填“增大”“减小”或“不变”