第十四章 内能的利用 章末复习 课件 -2024-2025学年人教版物理九年级全一册

第十四章　内能的利用 章末复习 热门考点 考点内容 易错警示 热机 1.热机：利用 ⁠做功的机械叫做热机。 2.汽油机 (1)汽油机的构造：有 ⁠、活 塞、曲轴、连杆、进气门、排气门、火花塞等。 不清楚汽 油机工作 过程的特 点及能量 转化过 程。 内能　 汽缸　 热门考点 考点内容 易错警示 热机 (2)工作过程 四个冲程：汽油机的一个工作循环由吸气、 、 ⁠、排气四个冲程组成。多数汽油机是由这四个冲程的不断循环来保证连续工作的。 不清楚汽 油机工作 过程的特 点及能量 转化过 程。 压缩　 做功　 热门考点 考点内容 易错警示 热机 3.柴油机 汽缸顶部有 ⁠，吸气冲程吸入汽缸的只有空气。(其他与汽油机相似) 不清楚汽油 机工作过程 的特点及能 量转化过 程。 喷油嘴 　 热门考点 考点内容 易错警示 热机的 效率 4.燃料的热值 (1)概念：某种燃料 ⁠放出的热量与其质量之比。 (2)公式：q＝ (或q＝，此公式一般用于气体、液体燃料) 对热机效率的计算要分清有用功和燃料完全燃 烧放出的热量。 完全燃烧　 热门考点 考点内容 易错警示 热机的 效率 5.热机的效率 对于热机而言，燃料释放的能量只有一部分用来做有用功，还有相当一部分能量散失了。用来做 ⁠的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的 能量之 ⁠，叫做热机的效率。 对热机效 率的计算 要分清有 用功和燃 料完全燃 烧放出的 热量。 有用功　 比　 热门考点 考点内容 易错警示 能量的转 化和守恒 6.大量事实证明，任何一种形式的能 量在转化或转移的过程中，能量的总 量 ⁠，也就是都遵守能量 守恒定律。能量守恒定律是自然界最 普遍、最重要的基本定律之一。 能量转化 的方向性 容易出 错。 保持不变　 考点1　热机 1. [2023新疆中考]人类最早发明的热机是(　A　) A. 蒸汽机 B. 内燃机 C. 喷气发动机 D. 火箭发动机 A 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2. [2023石家庄43中期末]如图所示实验，试管口木塞冲出过 程中(　C　) A. 试管口出现的白雾是水汽化形成的水蒸气 B. 水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能增加 C. 水蒸气对木塞做功，木塞的机械能增加 D. 能量转化情况与内燃机压缩冲程的相同 C 2 3 4 5 6 7 8 9 1 3. [2023保定定州期末]如图所示是某种内燃机工作时的某一 冲程的示意图，下列说法正确的是(　C　) A. 这种内燃机是柴油机 B. 它表示的是压缩冲程 C. 在这个冲程中内能转化为机械能 D. 汽缸内的燃气推动活塞向下运动时，燃气的内能增大 C 2 3 4 5 6 7 8 9 1 4. [2023张家口期末]下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油 机的一个工作循环及涉及的主要能量转化情况的。下列对 图中①②③④的补充，正确的是(　C　) A. ①做功冲程、②内能转化为机械能、③压缩冲程、④机 械能转化为内能 B. ①压缩冲程、②内能转化为机械能、③做功冲程、④机 械能转化为内能 2 3 4 5 6 7 8 9 1 C. ①压缩冲程、②机械能转化为内能、③做功冲程、④内 能转化为机械能 D. ①做功冲程、②机械能转化为内能、③压缩冲程、④内 能转化为机械能 答案：C 2 3 4 5 6 7 8 9 1 5. [2023保定期末]如图所示，甲、乙、丙、丁是单缸内燃机 一个工作循环的四个冲程的示意图，该内燃机工作时飞轮 转速为2 400 r/min。以下说法正确的是(　B　) 2 3 4 5 6 7 8 9 1 A. 该内燃机四个冲程正确的顺序是丙、甲、丁、乙 B. 该内燃机每秒完成20次做功冲程 C. 丁冲程发生的能量转化为机械能转化为内能 D. 甲、乙、丁三个冲程是靠飞轮的惯性完成的 答案：B 2 3 4 5 6 7 8 9 1 考点2　热机的效率 6. [2023石家庄新华区42中期中]下列关于热机和热值的说法 中正确的是(　B　) B A. 煤的热值大于干木材的热值，煤燃烧放出的热量一定比 干木材燃烧放出的热量多 B. 汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能的过程 C. 使燃料燃烧更充分，可以增大燃料的热值 D. 热机的效率可以为100％ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 7. [2023保定竞秀区乐凯中学期末]关于热机的效率，下列说 法正确的是(　C　) A. 热机的效率越高，说明做功越快 B. 柴油机的效率一定比汽油机的效率高 C. 热机的效率越高，在做同样多的有用功时消耗的能量越少 D. 热机损失的能量中，克服机械间的摩擦损失的能量最多 C 2 3 4 5 6 7 8 9 1 8. [2023保定校级期中]为了减少环境污染，部分农村地区改 用液化气烧菜做饭。某钢瓶装有5 kg液化气，问：[q液化气 ＝4.2×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] (1)这瓶液化气全部燃烧放出的热量是多少？ 解：(1)5 kg液化气完全燃烧放出的热量 Q放＝m液化气q液化气＝5 kg×4.2×107 J/kg＝2.1×108 J。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 (2)若(1)中放出的热量有50％被初温为50 ℃的水吸收，在 标准大气压下可将多少千克的水烧开？ 解：(2)水吸收的热量Q吸＝50％×Q放＝50％×2.1×108 J ＝1.05×108 J，水的质量 m水＝＝＝500 kg。 8. [2023保定校级期中]为了减少环境污染，部分农村地区改 用液化气烧菜做饭。某钢瓶装有5 kg液化气，问：[q液化气 ＝4.2×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 2 3 4 5 6 7 8 9 1 考点3　能量的转化和守恒 9. [2023唐山遵化期中]下列有关能量转化和守恒的说法正确 的是(　B　) A. 能量守恒定律只适用于能量的转化过程 B. 即使科技再发达也不可能制造出永动机 C. “摩擦生热”是凭空创造了热量 D. 根据能量守恒定律，人类不需要节约能源 B 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1. 【跨学科综合】[2023雅安中考]如图是我国古代发明的取 火器模型图，把推杆迅速推入牛角套筒时，套筒内空气被 压缩，推杆前端的艾绒立刻燃烧起来，此过程中机械能转 化为 能，内燃机工作的 ⁠冲程原理与该过程 类似。 内　 压缩　 2 3 1 2. 【立德树人·节能意识】[2023济南中考改编]随着我国人民 生活水平的不断提高，汽车已进入寻常百姓家。汽车发动 机的主要部分是汽油机，它是把汽油燃烧放出的 ⁠ 转化为机械能的装置。汽油机工作时，克服摩擦消耗的能 量、机械传热损失的能量以及废气排出带走的能量，都不 能再自动地用来驱动汽车，但转化过程中能量的总量 ⁠ ，而我们所能利用的能源是有限的，所以需要节 约能源。 内能　 保 持不变　 2 3 1 3. 【跨学科综合】[2023常州中考]为制造压缩空气动力汽车，工程师将装有压缩空气的钢瓶与空气动力发动机连接，该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，如图所示。发动机对外做功的是 (填“进气”或“排气”)冲程，此过程中钢瓶内压缩空气的温度 ⁠ 。若该发动机的转速为1 200 r/min，则1 s内发动 机对外做功 次。 进气　 降低 20　 2 3 1 点拨：进气冲程中压缩空气进入汽缸，压缩空气对活塞做功，将内能转化为机械能，钢瓶内压缩空气的内能减少，温度降低；该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，若该发动机的转速为1 200 r/min＝20 r/s，则1 s内发动机有20个工作循环，对外做功20次。 2 3 1 1. 单缸四冲程内燃机工作时，依靠飞轮惯性来完成的是 (　D　) A. 吸气、压缩冲程 B. 吸气、排气冲程 C. 压缩、排气冲程 D. 排气、压缩、吸气冲程 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2. 两种燃料的热值之比为2∶1，它们的质量之比为1∶4，那 么这两种燃料完全燃烧放出的热量之比为(　A　) A. 1∶2 B. 2∶1 C. 8∶1 D. 4∶1 A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 3. 如图所示，北京时间2023年10月5日8时24分，我国在西昌 卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将遥感三十 九号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获 得圆满成功，为中华人民共和国成立74周年献上了一份特 别的生日礼物。下列关于火箭发射的说法中正确的是 (　C　) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 A. 火箭发射时出现的大量“白气”是汽化现象 B. 火箭点火加速升空时，将机械能转化为内能 C. 火箭的燃料燃烧时，质量减小，热值不变 D. 燃料充分燃烧时，火箭发动机的效率可以达 到100％ 答案：C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 4. [2023随州中考]汽车是现代生活中最常见的一种交通工 具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。 下列有关说法正确的是(　A　) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 A. 甲图是压缩冲程，活塞对汽缸内的气体做功，气体的温 度升高 B. 由乙图可知该汽油机的效率是30％ C. 汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这 会降低燃料的热值 D. 为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该 举措大大提高了燃料的热值 答案：A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 5. [2021河北中考改编]如图所示是一辆低碳化未来汽车，车 顶部装有高效光电转换器，它可将 ⁠能转化为电 能；车轮的轮毂其实是风力发电机，可以把捕捉到的风能 转化为 能。 太阳　 电　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 6. [2023广西中考]2023年5月30日，搭载神舟十六号载人飞船 的长征二号F遥十六运载火箭发射成功。火箭升空时，燃 料燃烧释放的内能转化为 能，散失的能量越少， 发动机效率越 (填“高”或“低”)。 机械　 高　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 7. 【跨学科综合】“自嗨锅”(如图所示)成为当下一种时尚 快餐，很受年轻人喜爱。它里面的发热包在将0.5 kg水从 20 ℃加热至沸腾(标准大气压下)的过程中，提供给水的热 量至少为 J。如果用酒精灯给0.5 kg水加热 升高同样温度，需要 kg酒精。[假设酒精完全 燃烧有50％的热量被水吸收，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q酒精＝3×107 J/kg] 1.68×105　 0.011 2　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 点拨：标准大气压下水沸腾时的温度为100 ℃，则水吸收 的热量Q吸＝c水m水(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(100 ℃－20 ℃)＝1.68×105 J，即至少提供给水的热 量为1.68×105 J； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 由η＝×100％可得，需要酒精完全燃烧放出的热量Q放＝ ＝＝3.36×105 J，需要酒精的质量m酒精＝＝ ＝0.011 2 kg。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 8. [2023广元中考]某研学活动小组在实践活动期间，粗略测 量了一农家柴火灶的热效率。同学们在柴火灶的铁锅里倒 入5 kg水，盖上锅盖，完全燃烧了1 kg干木柴使水温从20 ℃升高到80 ℃，水吸收的热量为 ，该柴 火灶的热效率为 。[水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，这种干木柴的热值是1.0×107 J/kg] 1.26×106 J　 12.6％　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 点拨：1 kg干木柴完全燃烧放出的热量Q放＝m干木柴q干木柴 ＝1 kg×1.0×107 J/kg＝1×107 J；水吸收的热量Q吸＝c水 m水(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×(80 ℃－20 ℃)＝ 1.26×106 J；该柴火灶的效率η＝×100％＝ ×100％＝12.6％。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 9. 如图所示，甲、乙、丙三个装置相同。三个装置中，燃料 的质量均为10 g，烧杯内的液体初温相同。当燃料燃尽 时，立即读取相应温度计的读数，分别为t甲、t乙、t丙，且 有t甲＞t乙＞t丙。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 (1)在实验中，三个烧杯中液体a、b的 必须相同。 质量　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 (2)要比较a、b两种液体的比热容，应选择 ⁠两图 进行实验。由实验数据可知，液体a的比热容 (填 “＞”“＝”或“＜”)液体b的比热容。 甲、丙　 ＜　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 (3)要比较1、2两种燃料的热值，应选择 ⁠两图进 行实验。由实验数据可知燃料1的热值 (填 “＞”“＝”或“＜”)燃料2的热值。 甲、乙　 ＞　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 (4)在甲装置中，若燃料为酒精，烧杯内的液体为水，先测 出水的质量和酒精燃尽时水升高的温度，再结合酒精的 质量这一数据，计算出酒精的热值。通过实验算出的热 值与实际相比 (填“偏大”或“偏小”)， 理由是 ⁠。 偏小　 存在热量散失　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 10. [2023益阳中考]如图所示为某种固体酒精炉，固体酒精炉 比液体酒精炉使用时更安全，为了测定该固体酒精炉的 热效率，在炉中放入40 g的固体酒精，当固体酒精燃烧完 后，锅中1 kg的水温度从20 ℃升高到了70 ℃。已知固体 酒精的热值为1.5×107 J/kg，水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 (1)若固体酒精完全燃烧，则放出的热量是多少？ 解：(1)固体酒精完全燃烧放出的热量 Q放＝m酒精q酒精＝40×10－3 kg×1.5×107 J/kg＝6×105 J。 (2)水吸收的热量是多少？ 解：(2)水吸收的热量Q吸＝c水m水(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(70 ℃－20 ℃)＝2.1×105 J。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 (3)小明测得固体酒精炉的热效率是多大？ 解：(3)固体酒精炉的热效率 η＝×100％＝×100％＝35％。 (4)请写出固体酒精炉热效率不高的一个原因。 解：(4)固体酒精不能完全燃烧，而且加热过程中热量损失 较多，使得固体酒精炉热效率不高。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 11. 【创新题】[2023无锡一模节选]随着人民生活水平的提 高，汽车开始进入普通百姓家庭。小明的爸爸最近购买 了一辆轿车，轿车的部分参数配置如下表所示。 参数 最大功率 115 kW 最高车速 240 km/h 油箱容积 70 L 理论油耗 12 L/100 km 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 (1)若轿车以100 km/h的速度匀速行驶1 h，则轿车消耗了 多少千克的汽油？(汽油密度约为0.7×103 kg/m3) 解：(1)轿车以100 km/h的速度匀速行驶1 h，运动的距离 s＝vt＝100 km/h×1 h＝100 km， 消耗的汽油的体积V＝12 L/100 km×100 km＝12 L＝ 0.012 m3，消耗的汽油的质量m＝ρV＝0.7×103 kg/m3 ×0.012 m3＝8.4 kg。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 (2)若轿车发动机的效率是36％，当轿车以100 km/h的速 度匀速行驶时，发动机的实际功率是多少瓦？(汽油的 热值约为4.6×107 J/kg) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 解：(2)轿车消耗的汽油燃烧产生的热量 Q放＝mq＝8.4kg×4.6×107 J/kg＝3.864×108 J， 若轿车发动机的效率是36％，发动机牵引力做的功 W＝Q放η＝3.864×108 J×36％＝1.391 04×108 J， 当轿车以100 km/h的速度匀速行驶时，发动机的实际功率 P＝＝＝38 640 W。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 $$