第十四章 第1节 热机-【众相原创】2024-2025学年九年级全一册物理分层练（人教版）广西专版

九全·第十四章 １３　 　　　　 !"-$%&'./0 第１节　热　机 一阶 基础巩固分点练 知识点１　热机 １．科幻大片《流浪地球》中地球为了脱离木星，主 人公点燃了木星上的可燃气体，从而将地球推 离木星，其中“点燃木星将地球推开”的过程， 相当于热机的做功冲程。下列机器中，不属于 热机的是 （Ａ） Ａ．洗衣机　Ｂ．飞机　 Ｃ．火箭　Ｄ．蒸汽轮机 ２．热机是利用内能做　功　的机械，家用煤气灶 　不属于　（选填“属于”或“不属于”）热机。 知识点２　汽油机和柴油机 ３．如图是汽车汽油机一个工作循环的四个冲程， 使汽车获得动力的冲程是 （Ｃ） ４．（源于教材 Ｐ１８，图１４．１－３）如图所示是四冲 程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正 确的是 （Ｂ） Ａ．吸气冲程中，汽 缸吸入的是汽油 Ｂ．压缩冲程中，汽缸 的进气门和排气 门都关闭 Ｃ．做功冲程中，将机械能转化为内能，汽缸内 气体内能增加 Ｄ．排气冲程中，废气带走了一小部分燃料燃烧 释放的能量 ５．在发射纸火箭的活动中，将纸火箭发射筒内充 满气体，按下发射气阀，随着“砰”的一声响，火 箭飞出，同时看到下端管口出现了明显的“白 气”。发射过程中筒内气体的内能　减小　 （选填“增大”“减小”或“不变”），这个过程中 的能量转化与汽油机的　做功　（选填“压 缩”或“做功”）冲程相同。 ６．２０２３年１０月２６日，搭载“神舟十七号”载人飞 船的“长征二号 Ｆ遥十七”运载火箭在酒泉卫 星发射中心发射升空，发射取得圆满成功。火 箭加速上升过程中的能量转化与四冲程内燃 机的　做功　冲程相同，飞船外面的整流罩因 与大气产生强烈摩擦温度升高，这是以　做功　 的方式改变了整流罩的内能。 ７．内燃机的一个工作循环有　４　个冲程，每个 工作循环活塞对外做功　１　次，曲轴转动　２　 周。如图所示是某内燃机的构造示意图，则该内 燃机为　柴油机　（选填“汽油机”或“柴油机”）。 二阶 拓展提升综合练 ８．如图所示，甲、乙是课堂上看到的两个演示实 验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中 的其中两个过程示意图，下列说法正确的是 （Ｄ） 甲 　 乙 　 丙 　 丁 Ａ．甲图的能量转化是内能转化为机械能 Ｂ．乙图的能量转化是机械能转化为内能 Ｃ．丙图是汽油机的做功冲程 Ｄ．                                             丁图和乙图是利用内能来做功 　　　　 １４　 众相原创 分层练· 广西物理（ＲＪ） ９．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 与汽油机工作的四个冲程中相似的是 （Ｃ） Ａ．吸气冲程 Ｂ．压缩冲程 Ｃ．做功冲程 Ｄ．排气冲程 １０．在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火 花发生器的放电针管紧紧塞进孔中，打开塑 料盒盖，向盒中滴入数滴酒精，再将盒盖盖 紧，然后按下电火花发生器的按钮，盒盖被弹 飞。下列说法中正确的是 （Ｄ） Ａ．图中情境演示的是“四冲程”汽油机工作 的压缩冲程 Ｂ．电子式火花发生器的放电针相当于汽油机 中的活塞 Ｃ．塑料盒盖相当于汽油机的曲轴 Ｄ．盒盖被弹飞的情境中内能转化为机械能 １１．如图所示，小华发现家中正在煮饭的高压锅 限压阀被气流顶起，这一现象与汽油机工作 循环中的　做功　冲程原理相同，在此冲程 中燃气的内能　减少　（选填“增加”“减少” 或“不变”）。 第１１题图 　　　　 第１２题图 １２．日常生活 如图为“走马灯”，点燃底部蜡烛， 热空气上升驱动扇叶转动，观众惊奇地看到 纸片小人的影子动了起来。热空气上升驱动 扇叶转动的能量转化方式为　内能转化为机 械能　，这与四冲程汽油机的　做功　冲程 相同。 １３．“六冲程发动机”是内燃机的一项新发展。在普 通四冲程发动机的四个冲程工作后，把水喷进 炽热的汽缸里面，水马上就变成了温度高的 水蒸气，这属于　汽化　（填物态变化名称）现 象，汽缸里面水蒸气的内能　增大　（选填“增 大”“减小”或“不变”），体积急剧膨胀１６００ 倍，推动活塞再次做功，产生第五冲程。如此 一来，每６个冲程中就出现　２　个做功冲程。 三阶 核心素养情境练 １４．科学制作 喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶 子进行了如下游戏探究：瓶中留有少量水，盖 上瓶盖（如图甲）；扭转瓶子（如图乙）；轻轻 扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内 出现白雾（如图丙）。图乙和图丙所示的过 程，分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相 似，这两个冲程是 （Ｂ） 甲 　 乙 　 丙 　 Ａ．吸气冲程和压缩冲程 Ｂ．压缩冲程和做功冲程 Ｃ．做功冲程和排气冲程 Ｄ．压缩冲程和排气冲程 １５．跨学科实践 如图所示，检验氢气纯度时，常 用拇指堵住集满氢气的试管口，靠近火焰，然 后移开拇指点火，会发出尖锐的爆鸣声或很 小的声音，根据所发出声音的不同来判断氢 气纯度。其中在产生“尖锐的爆鸣声”的过程 中，涉及的能量转化与四冲程汽油机的　做 功　（填冲程的名称）冲程相同，该过程能量 转化是将　内能转化为机械能　。                                                    书 ２５　 　 参考答案·物理（ＲＪ） 分层作业本 第十三章　内能 第１节　分子热运动 一阶　基础巩固分点练 １．Ｃ　２．Ｂ　３．Ｄ　４．扩散　剧烈　５．Ｄ　６．Ｂ　７．Ｃ 二阶　拓展提升综合练 ８．Ｄ　９．Ａ　１０．Ｂ　１１．Ｄ　１２．Ｃ　１３．分子在不停地做无规则运动　重力　引力　拉伸 三阶　核心素养情境练 １４．Ａ 第２节　内　能 一阶　基础巩固分点练 １．Ｃ　２．Ｂ　３．Ａ　４．Ａ　５．Ａ　６．Ｄ　７．Ｄ　８．Ｂ　９．增大　做功　１０．热传递　扩散 二阶　拓展提升综合练 １１．Ｂ　１２．Ｂ １３．热量　温度　内能　１４．大于　熔化要吸收热量　１５．Ⅰ　不存在 三阶　核心素养情境练 １６．变大　外界对汽缸内的空气做功，空气内能变大，温度升高　１７．（１）乙　（２）甲　热传递 第３节　比热容 !"#$%&'()* 一阶　基础巩固分点练 １．热量　液体升高的温度 ２．（１）物质吸收热量的多少　（２）大于　（３）沙子　（４）控制变量法　转换法 ３．Ｂ　４．Ｄ　５．１千克的酒精在温度升高（或降低）１℃时所吸收（或放出）的热量是２．４×１０３Ｊ　２．４×１０３ 二阶　拓展提升综合练 ６．Ｃ　７．Ｄ　８．Ｄ　９．ＢＣ １０．晶体　相同　不相同　小于　１１．（１）停表　（２）４２　（３）Ａ　１２．（１）Ｃ　（２）不同　甲　大于 !+#$%()*,-./)0,12 一阶　基础巩固分点练 １．Ｄ　２．Ｃ　３．Ａ　４．Ｂ　５．Ｄ　６．Ｂ ７．不变　不变 ８．解：（１）由图可知，前１０ｍｉｎ该物质的初温为２０℃、末温为５０℃，该物质的质量ｍ＝１００ｇ＝０．１ｋｇ，吸收的热量Ｑ吸 ＝７．２×１０ ３Ｊ， 则该物质的比热容ｃ＝ Ｑ吸 ｍ（ｔ－ｔ０） ＝ ７．２×１０ ３Ｊ ０．１ｋｇ×（５０℃－２０℃）＝２．４×１０ ３Ｊ／（ｋｇ·℃）； （２）水吸收的热量Ｑ水吸 ＝Ｑ吸 ＝７．２×１０ ３Ｊ， 由Ｑ吸 ＝ｃｍΔｔ得，水升高的温度Δｔ＝ Ｑ水吸 ｃ水ｍ水 ＝ ７．２×１０ ３Ｊ ４．２×１０３Ｊ／（ｋｇ·℃）×０．０５ｋｇ ≈３４℃。 二阶　拓展提升综合练 ９．Ｃ　１０．Ｃ　１１．Ｄ　１２．Ｄ　１３．小于　６．３×１０４Ｊ　１４．６．２　１６８０　１５．３．７７×１０４ 第十三章　复习与巩固 思维导图构建体系 ①高　②分子　③原子　④无规则运动　⑤引力　⑥斥力　⑦动　⑧分子势　⑨温度　⑩质量　瑏瑡做功　瑏瑢热传递　瑏瑣转移 瑏瑤热传递　瑏瑥热量　瑏瑦质量和升高的温度乘积　瑏瑧种类　瑏瑨状态　瑏瑩ｃ＝ＱｍΔｔ 　瑐瑠Ｊ／（ｋｇ·℃）　瑐瑡ｃｍ（ｔ－ｔ０）　瑐瑢ｃｍ（ｔ０－ｔ） 广西中考题型突破 １．ＢＣ　２．Ｄ　３．无规则　引力　４．扩散　斥力　５．扩散　剧烈　６．Ｂ　７．Ｂ　８．ＣＤ ９．热传递　运动　１０．热传递　不同　１１．熔化　热传递　１２．Ｂ　１３．Ｄ　１４．Ｄ　１５．Ｄ １６．大　低　１７．比热容　２．１×１０４　１８．扩散　４．２×１０５　１９．有　８．４×１０５　２０．０．４６×１０３　无关　２１．１∶２　０．８×１０３ ２２．解：（１）铁块降低的温度Δｔ铁 ＝ｔ０铁 －ｔ＝８０℃－３０℃＝５０℃； （２）铁块放出的热量Ｑ放 ＝ｃ铁ｍ铁Δｔ铁 ＝０．４６×１０ ３Ｊ／（ｋｇ·℃）×１ｋｇ×５０℃＝２．３×１０４Ｊ； （３）不计热量损失，液体吸收的热量Ｑ吸 ＝Ｑ放 ＝２．３×１０ ４Ｊ，液体升高的温度Δｔ液 ＝ｔ－ｔ０液 ＝３０℃－２０℃＝１０℃， 则这种液体的比热容ｃ液 ＝ Ｑ吸 ｍ液Δｔ液 ＝２．３×１０ ４Ｊ ２ｋｇ×１０℃＝１．１５×１０ ３Ｊ／（ｋｇ·℃）。 ２３．解：（１）质量为１０ｋｇ的水受到的重力Ｇ＝ｍｇ＝１０ｋｇ×１０Ｎ／ｋｇ＝１００Ｎ； （２）３０℃的水加热到５０℃吸收的热量Ｑ吸 ＝ｃ水 ｍΔｔ＝ｃ水 ｍ（ｔ－ｔ０）＝４．２×１０ ３Ｊ／（ｋｇ·℃）×１０ｋｇ×（５０℃－３０℃）＝８．４×１０５Ｊ。 ２４．Ｂ　２５．Ｂ　２６．（１）天平　（２）２６　（３）加热时间　（４）Ｂ　（５）Ａ　（６）６×１０５　（７）水的比热容比冰的大 第十四章　内能的利用 第１节　热　机 一阶　基础巩固分点练 １．Ａ　２．功　不属于　３．Ｃ　４．Ｂ　５．减小　做功　６．做功　做功　７．４　１　２　柴油机 二阶　拓展提升综合练 ８．Ｄ　９．Ｃ　１０．Ｄ　１１．做功　减少　１２．内能转化为机械能　做功　１３．汽化　增大　２ 三阶　核心素养情境练 １４．Ｂ　１５．做功　内能转化为机械能 第２节　热机的效率 一阶　基础巩固分点练 １．Ａ　２．化学　１．２６×１０８　３．４．２×１０７　１２５　４．８．７×１０９　２９０　５．５．０４×１０４　小于　酒精不可能完全燃烧 ６．Ｃ　７．提高　做功　不变　８．３０％　５．５２×１０７　９．１×１０１２　５０ 二阶　拓展提升综合练 １０．Ａ　１１．Ｃ　１２．１．３８×１０８　６９０　１３．２．４×１０６　１．６８×１０６　１０２　１４．４５　５．４×１０７ １５．解：（１）汽车的总重力Ｇ＝ｍｇ＝２×１０３ｋｇ×１０Ｎ／ｋｇ＝２×１０４Ｎ； 汽车受到在平均阻力ｆ＝０．０５Ｇ＝０．０５×２×１０４Ｎ＝１０００Ｎ， 汽车在平直公路上匀速行驶时，汽车的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，即Ｆ牵 ＝ｆ＝１０００Ｎ， 汽车行驶８０．５ｋｍ时，牵引力做的功Ｗ＝Ｆ牵 ｓ＝１０００Ｎ×８０．５×１０００ｍ＝８．０５×１０ ７Ｊ； （２）汽油的体积Ｖ＝１０Ｌ＝１０ｄｍ３＝０．０１ｍ３， 由ρ＝ｍＶ可知，汽油的质量ｍ汽油 ＝ρＶ＝０．７×１０ ３ｋｇ／ｍ３×０．０１ｍ３＝７ｋｇ， 汽油完全燃烧放出的热量Ｑ放 ＝ｍ汽油ｑ＝７ｋｇ×４．６×１０ ７Ｊ／ｋｇ＝３．２２×１０８Ｊ； （３）汽车发动机的效率η＝ＷＱ放 ×１００％＝８．０５×１０ ７Ｊ ３．２２×１０８Ｊ ×１００％＝２５％。 小专题培优１　热量、热效率相关计算 １．（１）６．３×１０５　（２）６×１０６　（３）７．５６×１０５　０．０２１ ２．解：（１）铁块升高的温度Δｔ＝５２５℃－２５℃＝５００℃； （２）由Ｑ吸 ＝ｃｍΔｔ可知，铁的比热容ｃ＝ Ｑ吸 ｍ铁Δｔ ＝６．９×１０ ５Ｊ ３ｋｇ×５００℃＝０．４６×１０ ３Ｊ／（ｋｇ·℃）； （３）由题意可知，酒精完全燃烧放出的热量Ｑ放 ＝Ｑ吸 ＝６．９×１０ ５Ｊ， 由Ｑ放 ＝ｍｑ可知，需要酒精的质量ｍ酒精 ＝ Ｑ放 ｑ酒精 ＝ ６．９×１０ ５Ｊ ３．０×１０７Ｊ／ｋｇ ＝０．０２３ｋｇ。 ３．解：（１）完全燃烧０．０６ｍ３天然气所放出的热量Ｑ放 ＝Ｖ天然气ｑ＝０．０６ｍ ３×４×１０７Ｊ／ｍ３＝２．４×１０６Ｊ； （２）由η＝ Ｑ吸 Ｑ放 ×１００％可知，水吸收的热量Ｑ吸 ＝ηＱ放 ＝７０％×２．４×１０ ６Ｊ＝１．６８×１０６Ｊ； （３）由Ｑ吸 ＝ｃｍΔｔ可知，水吸收后可能升高的温度Δｔ＝ Ｑ吸 ｃ水ｍ水 ＝ １．６８×１０ ６Ｊ ４．２×１０３Ｊ／（ｋｇ·℃）×５ｋｇ ＝８０℃； 由于Δｔ＝ｔ－ｔ０，则水的末温ｔ＝Δｔ＋ｔ０＝８０℃＋３０℃＝１１０℃＞１００℃； １个标准大气压下，水沸腾时的温度保持１００℃，所以水升高到的温度为１００℃。 ４．解：（１）由图可知，经过６ｍｉｎ时间加热后水温由２０℃达到８０℃，则水吸收的热量 Ｑ吸 ＝ｃ水ｍ（ｔ－ｔ０）＝４．２×１０ ３Ｊ／（ｋｇ·℃）×２０ｋｇ×（８０℃－２０℃）＝５．０４×１０６Ｊ； （２）０．６ｋｇ的氢燃料完全燃烧放出的热量Ｑ放 ＝ｍ氢ｑ＝０．６ｋｇ×１．４×１０ ８Ｊ／ｋｇ＝８．４×１０７Ｊ； （３）公交车所做的功Ｗ＝ηＱ放 ＝８．４×１０ ７Ｊ×６０％＝５．０４×１０７Ｊ， 由Ｐ＝Ｗｔ可知，公交车行驶时间ｔ＝ Ｗ Ｐ＝ ５．０４×１０７Ｊ １４００００Ｗ ＝３６０ｓ。 ５．解：（１）由ｖ＝ｓｔ可得，汽车匀速行驶的距离ｓ＝ｖｔ＝２５ｍ／ｓ×２００ｓ＝５０００ｍ； （２）汽车牵引力所做的功Ｗ有用 ＝Ｐｔ＝９２×１０ ３Ｗ×２００ｓ＝１．８４×１０７Ｊ； （３）１ｋｇ汽油完全燃烧后释放的热量Ｑ放 ＝ｍｑ＝１ｋｇ×４．６×１０ ７Ｊ／ｋｇ＝４．６×１０７Ｊ， 发动机的效率η＝ Ｗ有用 Ｑ放 ×１００％＝１．８４×１０ ７Ｊ ４．６×１０７Ｊ ×１００％＝４０％。 ６．解：（１）每小时出水量为１５０ｍ３，由ρ＝ｍＶ得，水的质量ｍ＝ρ水 Ｖ＝１．０×１０ ３ｋｇ／ｍ３×１５０ｍ３＝１．５×１０５ｋｇ， 水放出的热量Ｑ放 ＝ｃ水 ｍΔｔ＝４．２×１０ ３Ｊ／（ｋｇ·℃）×１．５×１０５ｋｇ×（９０℃－５０℃）＝２．５２×１０１０Ｊ； （２）由η＝ Ｑ吸 Ｑ放 ×１００％得，天然气放出的热量Ｑ放 ＝ Ｑ吸 η ＝２．５２×１０ １０Ｊ ９０％ ＝２．８×１０ １０Ｊ； （３）由Ｑ放 ＝Ｖｑ得，需要完全燃烧天然气的体积Ｖ＝ Ｑ放 ｑ＝ ２．８×１０１０Ｊ ４×１０７Ｊ／ｍ３ ＝７００ｍ３。 第３节　能量的转化和守恒 一阶　基础巩固分点练 １．Ｄ　２．Ｃ　３．Ｃ　４．Ｄ　５．Ａ　６．①动能　②重力势能　③弹性势能　④动能和重力势能　７．Ｂ　８．化学　不变 二阶　拓展提升综合练 ９．Ｄ　１０．Ａ　１１．Ｂ　１２．Ｄ　１３．Ｃ　１４．内　太阳　不变　环保　１５．力臂　顺时针　能量守恒定律 三阶　核心素养情境练 １６．内　电　不能够　遵守 第十四章　复习与巩固 思维导图构建体系 ①内能　②内　③机械能　④汽油机　⑤柴油机　⑥吸气　⑦压缩　⑧做功　⑨排气　⑩热量　瑏瑡质量　瑏瑢完全燃烧　瑏瑣Ｊ／ｋｇ 瑏瑤Ｑ放 ＝ｑｍ或Ｑ放 ＝ｑＶ　瑏瑥有用功　瑏瑦燃烧完全燃烧放出的能量　瑏瑧产生　瑏瑨转化　瑏瑩转移　瑐瑠保持不变 广西中考题型突破 １．Ｃ　２．Ｂ　３．做功　机械能 ４．Ｄ　５．机械　高　６．大　不变　７．１．６８×１０５　１１．２　８．热值　１０００　９．做功　压缩　２５％　１０．５．６×１０１０　８ １１．解：（１）由ｖ＝ｓｔ可知，地效飞机飞行的时间ｔ＝ ｓ ｖ＝ ９０ｋｍ １８０ｋｍ／ｈ＝０．５ｈ； （２）消耗的燃油完全燃烧放出的热量Ｑ放 ＝ｑｍ＝４．５×１０ ７Ｊ／ｋｇ×４０ｋｇ＝１．８×１０９Ｊ； （３）已知发动机的效率为η＝４０％，由η＝ＷＱ放 ×１００％可知，地效飞机做的有用功Ｗ＝Ｑ放 η＝１．８×１０ ９Ｊ×４０％＝７．２×１０８Ｊ， 由Ｗ＝Ｆｓ可知，地效飞机飞行过程的牵引力Ｆ＝Ｗｓ＝ ７．２×１０８Ｊ ９０×１０３ｍ ＝８０００Ｎ， 由二力平衡的条件可知，地效飞机飞行过程中受到的阻力ｆ＝Ｆ＝８０００Ｎ。 １２．解：（１）汽车行驶的速度ｖ＝３６ｋｍ／ｈ＝１０ｍ／ｓ， 因汽车以额定功率匀速行驶时处于平衡状态，受到的阻力和牵引力是一对平衡力， 所以，由Ｐ＝Ｗｔ＝ Ｆｓ ｔ＝Ｆｖ可得，所受平均阻力ｆ＝Ｆ＝ Ｐ ｖ＝ ９６００Ｗ １０ｍ／ｓ＝９６０Ｎ； （２）因为１ｋＷ·ｈ＝３．６×１０６Ｊ，所以Ｅ电池最大容量 ＝４５×３．６×１０ ６Ｊ＝１．６２×１０８Ｊ， 牵引力做的功Ｗ′＝８０％Ｅ电池最大容量 ＝８０％×１．６２×１０ ８Ｊ＝１．２９６×１０８Ｊ， 汽车在电池充满电的情况下以３６ｋｍ／ｈ的速度最多可行驶的路程ｓ＝ＷＦ＝ １．２９６×１０８Ｊ ９６０Ｎ ＝１．３５×１０ ５ｍ＝１３５ｋｍ； （３）汽车的有用能量Ｗ＝１．２９６×１０８Ｊ， 由η＝ Ｗ有 Ｑ ×１００％可得，燃烧汽油所需能量Ｑ＝ Ｗ η ＝１．２９６×１０ ８Ｊ ２５％ ＝５．１８４×１０ ８Ｊ， 由Ｑ＝ｍｑ可得，所需汽油的质量ｍ＝Ｑｑ＝ ５．１８４×１０８Ｊ ４．６×１０７Ｊ／ｋｇ ≈１１．３ｋｇ。 参考答案 参考答案 参考答案