第十三章内能与热机课件2024-2025学年物理沪科版九年级全一册

第十三章　内能与热机 1.(2022平乐县模拟)课间有些同学会将含有少量水的矿泉水瓶的瓶盖拧紧,然后使劲拧瓶的下部使其变形,再迅速旋开瓶盖(如图),这时能看到瓶盖飞出数米远,瓶口和瓶内都出现白 气,这是因为瓶内气体对外做功,内能转化为　 　能,内能减少,温度降低,水蒸气遇冷 　 　为“白气”。  内能及其改变方式 机械 液化 2.关于温度、热量和内能,下列说法中,正确的是(　 　) A.物体的质量越大,温度越高,其所含的热量越多 B.0 ℃的冰熔化成0 ℃的水,温度不变,内能不变 C.内能相同的两个物体之间可能发生热传递 D.物体温度升高,它一定吸收热量 C 3.如图所示是小李同学在1个标准大气压下探究某物质熔化时温度随时间变化的图像,第 6 min时的内能　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)第8 min时的内能;该物质在CD段的比热容是AB段比热容的　 　倍。(被加热物质的质量和吸、放热功率不变)  比热容 小于 2 3 D 4 5.气步枪是靠枪机储气装置内的高压气体击发弹丸,四冲程汽油机工作循环中,与气步枪击发弹丸时的能量转化相同的是(　 　) C 内燃机 A B C D 6.下列关于汽油机与柴油机的说法中,正确的是(　 　) A.在构造上,汽油机有火花塞而柴油机没有火花塞 B.在做功冲程中,汽油机里燃气的压强比柴油机的大 C.在压缩冲程末,汽油机是压燃式点火,柴油机是点燃式点火 D.在吸气冲程中,汽油机吸入气缸的是汽油,柴油机吸入气缸的是空气 7.下列关于热学相关知识的说法中,正确的是(　 　) A.水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),表示水温度升高1 ℃所吸收的热量是4.2×103 J B.火箭升空时,燃料燃烧的过程是将机械能转化为化学能的过程 C.天然气的热值是3.9×107 J/m3,热水器燃烧1 m3的天然气,热水吸收的热量小于3.9×107 J D.汽油机的排气冲程中,废气带走了燃料释放的能量中极少的一部分 A C 8.在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图所示。 探究物质的吸热能力 甲 乙 加热时间/min 0 1 2 3 4 甲的温度/℃ 30 34 38 42 46 乙的温度/℃ 10 18 26 34 42 (1)实验中,应量取　 　(选填“质量”或“体积”)相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,使用规格相同的电加热器加热。通过　 　(选填“升高的温度”或“加热时间”)来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。  (2)在两种液体都不沸腾的前提下,小明认为要把甲、乙两种液体升高相同的温度然后进行比较;小芳认为要加热相同的时间然后进行比较。你认为方法可行的是　 　(选填“小明”“小芳”或“都可行”)。  (3)分析表中数据可得　 　(选填“甲”或“乙”)液体的吸热能力强,要在甲、乙两种液体中选择一种液体做冷却液,你认为选择　 　(选填“甲”或“乙”)液体较为合理。  (4)若加热过程中无热量损失,已知甲物质的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),则乙物质的比热容为　 　J/(kg·℃)。  质量 加热时间 都可行 甲 甲 2.1×103 9.为了比较两种燃料的热值,小明选取质量相同的燃料a和燃料b,采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验,在烧杯内放有水,实验中忽略热量的损失。 探究燃料的热值 甲 乙 (1)实验前,两套装置中烧杯内水的初温和　 　应相同。  (2)实验中根据　 　(选填“温度计上升的示数”或“加热时间”)来比较燃料燃烧放出热量的多少。  (3)小明选用了燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽时,小明记下了各个时刻烧杯中水温,绘制了如图乙所示的图像,则可初步判断燃料　 　的热值大。 质量 温度计上升的示数 b 10.某太阳能热水器在某天8 h的有效照射时间内,将热水器中质量为100 kg,初温为20 ℃的水温升高到50 ℃,此过程中,[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q天然气=4.2×107 J/m3]求: (1)太阳能热水器中的水吸收的热量。 (2)若改用燃烧效率为40%天然气来加热这些水,需要完全燃烧天然气的体积。 热量的计算 解析:(1)太阳能热水器中的水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(50 ℃- 20 ℃)=1.26×107 J。 答案:(1)1.26×107 J　 (2)0.75 m3 11.有一辆发动机功率为40 kW的汽车正在一平直的公路上以72 km/h的速度向前匀速行驶,此时油箱中仅剩下5 kg的汽油,汽车的热机效率为20%,如果不考虑热机其他的能量损失,汽油的热值为4.6×107 J/kg,求: (1)汽车以72 km/h的速度向前匀速行驶时受到的阻力。 (2)汽车牵引力还能对汽车做的功。 热机效率计算 (2)汽车牵引力还能对汽车做的功W=ηQ=ηmq=20%×5 kg×4.6×107 J/kg=4.6×107 J。 答案:(1)2 000 N (2)4.6×107 J (3)汽车还可以以72 km/h的速度向前匀速行驶的距离。 答案:(3)23 km 12.汽油发动机每一个工作循环活塞经历四个冲程,带动曲轴转动两圈。一台汽油机,活塞面积是60 cm2,活塞行程是30 cm,做功冲程燃气产生的平均压强为8×105 Pa,若飞轮的转速是2 000 r/min,效率为40%,(汽油的热值为4.6×107 J/kg)则: (1)做功冲程中,燃气对活塞的平均压力是多少? 解析:(1)燃气对活塞的平均压力F=pS=8×105 Pa×60×10-4 m2=4 800 N。 答案:(1)4 800 N (2)一个做功冲程中,平均压力做多少功? (3)汽油机在1 h内对外做功要消耗多少千克汽油?(保留一位小数) 解析:(2)做功冲程中,平均压力做的功W=Fs=4 800 N×30×10-2 m=1 440 J。 答案:(2)1 440 J (3)4.7 kg 4.下列关于热学公式的理解正确的是(　　　) A.根据c=可知,m和Δt都相同时,物体吸热越多,它的比热容就越大 B.根据Q=cmΔt可知,吸收热量的多少与物体的比热容无关 C.根据q=(q为燃料的热值)可知,燃料的质量越大,其热值就越小 D.根据η=×100%可知,有用功占总功的比例越大,机械效率就越大 (2)天然气完全燃烧放出的热量Q放===3.15×107 J,需要完全燃烧天然气的体积V′===0.75 m3。 解析:(1)v=72 km/h=20 m/s,根据P=Fv推导出F===2 000 N,汽车匀速行驶,f=F= 2 000 N 解析: (3)汽车还能匀速行驶的时间t===1 150 s,汽车匀速行驶的距离s=vt=20 m/s ×1 150 s=2.3×104 m=23 km。 (3)飞轮的转速是2 000 r/min,即飞轮1 min转2 000 r,对外做功1 000次,所以1 h内汽油机对外做功60×1 000=60 000次,汽油机在1 h内做的总功W总=60 000×1 440 J=8.64×107 J,由η=×100%得,汽油完全燃烧放出的总能量Q放===2.16×108 J,完全燃烧汽油的质量m==≈4.7 kg。 $$