12.4 机械能与内能的相互转化（考点解读）-2023-2024学年九年级物理上册同步考点解读与专题训练（苏科版）

12.4 （考点解读）（原卷版） 1、做功——改变内能的另一种方式 （1）做功：对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功内能减少； （2）做功使物体的内能改变的实质：其他形式的能量（如机械能）与内能之间的相互转化。 2、内燃机的四个冲程 （1）内燃机是热机的一种，是燃料在汽缸内燃烧的热机，内燃机分为汽油机和柴油机； （2）汽油机的工作原理：燃料在汽缸中燃烧时，将存储的化学能转变为高温高压的燃气（蒸 汽）的内能，又通过燃气（蒸汽）推动活塞做功，由内能转变为机械能； （3）汽油机的工作流程：内燃机通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连 续工作的，如图： ①吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸； ②压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内燃料混合物，温度升高； ③做功冲程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功； ④排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。 （4）工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能； （5）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、燃料的热值及其计算 （1）热值概念：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，符号时q。 ①对于气体燃料而言，热值的定义是1m3的某种燃料完全燃烧时放出的热量。 ②热值是燃料的一种属性。 （2）热值单位：焦/千克（J/kg），读作焦每千克。 （3）公式：Q=mq M——燃料的质量——单位千克（kg）； q——燃料的热值——单位焦/千克（J/kg）； Q——燃烧放出的热量——单位焦耳（J）。 （4）热值的物理意义：热值表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量的多少，如木炭的热值为3.40×107J/kg。 （5）同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值不同。 4、热机的效率 （1）定义：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， 其表达式为：，由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总 小于1； （2）热机在工作过程中造成能量损失的因素有： ①燃料很难全部燃烧； ②排出的废气带 走能量； ③热机部件要散热； ④克服运转机件之间的摩擦消耗能量。 （3）提高热机效率的方法： ①尽量让燃料充分燃烧； ②设法利用废气的能量； ③减少能 量损失； ④保证良好的润滑。 【考点1 做功——改变内能的另一种方式】 【典例1-1】（2023•昌邑市校级三模）勤劳智慧的景颇族的祖先曾发明一种活塞式点火器，如图所示。以牛角作套筒，木质推杆前端粘附艾绒。取火时，一手握住套筒，另一手猛推推杆，艾绒即燃，随即将杆拔出，口吹立见火苗。手推杆入筒的过程中，筒内密封气体的（　　） A．密度不变 B．内能增大 C．分子数增加 D．分子动能减小 【典例1-2】（2023•贵州）如图所示的火柴是实验室常用的点火工具。我们常将火柴头与擦火皮摩擦点燃火柴，这种点燃火柴的方式是通过 　 　的方式改变了火柴头的内能；火柴燃烧时我们能闻到一股味道，这与分子在 　 　运动有关。 【变式1-1】（2023•昌平区二模）下列实例中，用做功的方式来改变物体内能的是（　　） A．刚煮熟的鸡蛋放在冷水中，鸡蛋的温度降低 B．用热水袋暖手，手的温度升高 C．热水倒入茶杯，茶杯的温度升高 D．两手相互摩擦，手的温度升高 【变式1-2】（2023•建湖县三模）2023年5月10日，搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭，在我国文昌航天发射场点火发射升空。在加速升空的过程中，天舟六号相对运载火箭是 　 　的。如图乙是用可乐瓶自制的水“火箭”，用气筒向瓶内打气过程中是通过 　 方式使瓶内空气的内能增大的，增加到一定值时，水便冲开塞子喷射出来，使水“火箭”升空的力的施力物体是 　 。 【考点2 内燃机的四个冲程】 【典例2-1】（2023•思明区二模）光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图，密闭气室中N2O4在光照下会分解，使气室气压增大，推动活塞右移，无光条件下发生逆反应，控制光照即可实现活塞往复运动。活塞右移过程相当于汽油机的（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【典例2-2】（2023•细河区校级模拟）如图是汽油机两个冲程的示意图，汽油机原理是工作时把燃料燃烧产生的内能转化成为 　 　能，其中是通过 　 　 图中的冲程来实现的。 【变式2-1】（2023•思明区校级模拟）随着人民生