第14章 内能的利用综合复习-2024-2025学年九年级上册物理同步辅导（人教版）

综合复习 典例精析 【例1】如图1所示是柴油机工作的一个 一个打开一个关闭，如果活塞向汽缸外运动，那 工作循环，其吸气、压缩、做功、排气四个冲程的 么这个冲程是吸气冲程，如果活塞向汽缸内运 排序正确的是( 动，那么这个冲程是排气冲程。 A.乙、甲、丁、丙 B.甲、乙、丙、丁 【例2】某单缸汽油机飞轮转速是180r/min。 C.乙、丁、丙、甲 D.甲、丙、丁，乙 汽缸活塞面积为30cm,一个冲程活塞在汽缸 中移动的距离是50mm,满负荷工作时做功冲 程燃气的平均压强为9×105Pa,当汽油机满负 荷工作时（不计摩擦），求： 图1 (1)每分钟汽油机经历多少个冲程？其中 思路分析：首先要确定图中甲、乙、丙、丁分 做功冲程有多少个？ 别对应什么冲程，然后根据内燃机的实际工作 (2)一个冲程燃气对活塞做功为多少焦耳？ 过程再排序。由每个冲程中的气门打开和关闭 汽油机的功率为多少瓦特？ 情况及活塞运动情况确定每个具体冲程。在吸 (3)若汽油机效率为30%，则一小时需汽油 气冲程中进气门打开，排气门关闭，活塞运动使 为多少千克？（设汽油完全燃烧，汽油的热值是 汽缸内的体积增大，将空气吸人汽缸，甲为吸气 4.6×10J/kg) 冲程：在压缩冲程中进气门关闭，排气门也关 (4)试评价热机对环境的影响，如何减少这 闭，活塞压缩空气使汽缸内的体积减小，丙为压 种影响？ 缩冲程：在做功冲程中进气门关闭，排气门也关 思路分析：这道题涉及的知识点很多，有热 闭，燃料燃烧产生高温燃气，燃气膨胀推动活塞 机、功、功率、效率、热量，是一道综合题。 做功，汽缸体积增大，丁为做功冲程：在排气冲 答案：(1)1800r/min表示汽油机在1min 程中进气门关闭，排气门打开，活塞运动将废气 内飞轮曲轴旋转1800转，因为汽油机在一个工 排出汽缸，乙为排气冲程。选项D正确。 作循环中有四个冲程，在一个工作循环中活塞 答案：D 往复运动两次，飞轮曲轴旋转两转，对外做功一 注意：①图中左边不一定是进气门，右边也 次，所以1min内汽油机经历3600个冲程，其 不一定是排气门：②判定冲程名称不仅仅看气 中做功冲程有n=900个。 门打开和关闭情况，还要观察曲轴和飞轮的运 (2)一个冲程燃气对活塞做功为W=FL= 动方向确定活塞的运动方向，从而做出综合的 pSL=9×105Pa×3×10-3m×5×10-2m= 判断：③两个气门全关闭，如果活塞向汽缸外运 135J。 动，那么这个冲程是做功冲程，如果活塞向汽缸 一分钟内汽油机所做功为W1=nW= 内运动，那么这个冲程是压缩冲程：④两个气门 900×135J=121500J。 汽油机的功率为P=W1=121500」 (1)电风扇在工作过程中，能量主要是怎样 60s 转化的？实现这种转化的部件是什么？ 2025W。 (2)当我们在炎热的夏天使用电风扇的时 (3)一小时汽油机所做的功为W:= 候，会感到凉爽，请你分析其中的原因。 60W1=60×121500J=7.29×10J. 思路分析：解答此题主要从电动机工作时 一小时汽油机中汽油燃烧放出的热量为 能量转化和加快液体蒸发的条件入手，逐一分 Q=W=729X10J=2.43×10J. 30% 析，不能想当然，凭空设想，要依据物理知识 回答。 一小时需汽油的质量为m= Q 答案：(1)电风扇在工作时，消耗电能，使电 2.43×10】=0.53kg 动机转动，产生动能，因此它把电能转化为机械 4.6×10J/kg 能。实现这一能量转化的部件是电动机。 (4)热机对环境污染主要有：废气污染、噪 (2)电风扇在工作时，加快了室内空气流 声污染。减少热机对环境污染的方法：改进机 动，也就加快了人体汗液的蒸发，蒸发需要吸收 器结构，提高燃料利用率，研发低油耗、低噪声 热量，因此人就会觉得凉爽。 的热机：使用低污染的燃料代替汽油；不使用噪 点评：对于家电类机械，同学们比较熟悉， 声大、尾气不达标的汽车：控制进入住宅小区的 在近几年的中考中时常出现，它考查的知识面 汽车数量；使工厂远离住宅小区等等。 广，希望引起同学们注意，平时多观察，处处 【例3】电风扇是一种常见家电，它在工作 留心。 时涉及很多物理知识，请回答如下问题： 聚焦中考 1,(连云港)关于温度、热量和内能，下列说法正 3.(达州)以下关于热现象的说法不正确的是 确的是( ( A.0℃的冰块内能为0 A.蜡梅是我市的市花，在隆冬无风的夜晚， B.汽油机做功冲程中汽缸内燃气的内能增加 蜡梅园中飘来阵阵花香，说明分子在做无 C.存在温度差的两个物体相接触会发生热 规则运动 传递 B.发生热传递时，内能从内能大的物体向内 D.出笼的馒头变凉的过程中所含的热量在 能小的物体传递 减少 C.物体吸收热量后，物体的温度不一定升高 2.(邵阳)内燃机一个工作循环包括四个冲程， D.四冲程内燃机的做功冲程发生的能量转化 其中能将机械能转化为内能的冲程是( 与高压锅内的高温高压水蒸气冲开限压 A.吸气冲程 B.压缩冲程 阀时的能量转化是相同的 C.做功冲程 D.排气冲程 4.(潍坊)（多选）礼花喷射器结构如 (1)蒸汽推动活塞上行过程中，能量转化是 纸 图2所示，气罐内有高压气体，气 气阀 罐通过气阀与纸筒相连。使用时 (2)蒸汽机活塞上行过程与汽油机的 气罐 转动纸筒打开气阀，气体将纸筒内 冲程相似。 的礼花快速喷向远处。对该过程 (3)蒸汽机工作时，汽缸内部压强为1.1× 的分析正确的是() 图2 106Pa,若活塞面积为0.1m,则活塞受 A.罐内气体的内能减少 到蒸汽的压力是多少？ B.罐内气体分子热运动加剧 C.罐内气体通过热传递方式改变了其内能 D.该过程的能量转化方式与汽油机做功冲程 相同 5.(黑龙江)如图3所示是单缸四冲程汽油机某 一冲程工作示意图，该冲程是 冲程。 若该汽油机1s对外做功15次，则汽油机的 飞轮速度为 r/min (4)蒸汽机活塞往复运动，通过杠杆和定滑轮 对物体做功。若物体质量为200kg,活塞 图3 每次上升高度为0.6m,则活塞上升一次 6.(浙江)18世纪，瓦特发明的冷凝器蒸汽机推 蒸汽机对物体做了多少有用功？假设活 动了人类的第一次工业革命。如图4为利用 塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机对物 瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图，蒸汽机 体做有用功的功率为多少？ 的工作原理为：打开阀门A、关闭阀门B,高 压蒸汽进入汽缸，推动活塞上行：当活塞到达 汽缸顶部时，关闭阀门A、打开阀门B,蒸汽 进人冷凝器，汽缸内压强减小，活塞下降。如 此循环往复。 物体 冷凝器 图4【能力提升】 (2)因为Q吸=cm△1，即W7=cm△t, 1.A 所以△=Wn= cm 2.D点拨：因为滚摆每次上升的高度逐渐减 8J×25% 小，所以机械能减小，但能量没有消失，而 2X10J/(kg·℃)×0.25x103kg=4℃. 是损失的机械能转化为内能，但总的能量 (81=260℃-20℃=60s 守恒。 4℃/s 3.D点拨：由于空气阻力不计，球在空中飞 精彩一题 行过程中只受重力作用，故球的机械能不 (1)太阳能转化为电能 (2)南 变。对球的飞行过程进行分析：球在出手 综合复习 时既具有动能，也具有重力势能；在最高处 时既具有重力势能又具有动能，此时动能 【聚焦中考】 最小，重力势能最大：落地时只具有动能： 1.C点拨：物体在任何情况下都具有内能。 在上升过程中，球的动能转化为重力势能； 0℃的冰块内能不为0，A错误：汽油机的 在下降阶段，球的重力势能又转化为动能。 做功冲程中，汽缸内的燃气对外做功，内能 4.C5.D6.B 减少，B错误：相互接触的两个物体之间发 生热传递的条件是这两个物体的温度不 7.不守恒守恒 同，即存在温度差，C正确：出笼的慢头变 8.电光内内机械 凉的过程中，温度降低，内能减少，热量是 9.(1)机械能转化为内能(2)内能的转移 指在热传递过程中传递能量的多少，是一 10.(1)光电(2)性能稳定、使用寿命长 个过程量，不能用“含有”描述，D错误。 成本高、能量转换效率低(3)废弃的光 2.B 电池不会污染环境。 3.B点拨：发生热传递时，内能是由温度高 11.(1)不能。因为高处水池中水的重力势能 的物体向温度低的物体传递。 有一部分转化为叶轮的动能，而叶轮的动 4.AD点拨：罐内气体对外做功，自身内能 能部分用来打磨工件及克服转动部分摩 会减少，内能转化为机械能，这是通过做功 擦做功，不会全部用来提水。（或简答“用 的方式改变自身内能的，这与汽油机做功 于水泵抽水的能量只是从上面流下来的 冲程中的能量转化相同，A、D正确，C错 水的动能的一部分”) 误；罐内气体的内能诚少，温度会降低，罐 (2)不能。由于从上面流到下面水池中的水 内气体分子热运动会减弱，B错误。 不能全部被抽送到上面的水池中，上面水池 5.压缩1800 中的水越来越少，一段时间后便不再有水从 6.(1)内能转化为机械能 上面流下来，所以这个装置不能“永动”。 (2)做功 12.解：(1)W=2Fs=2×16N×0.25m= F 8J。 (3)根据p一5可知，活塞受到蒸汽的压力 F=pS=1.1×105Pa×0.1m2=1.1× D选项不对。 10N。 3.B点拨：本题考查的是摩擦起电的实质， ×0.6m=0.3m。 不同物质的原子核束缚电子的能力不同， 在摩擦时，束缚电子能力弱的失去电子带 物体重力G=mg=200kg×10N/kg= 正电，束缚电子能力强的得到电子带负电。 2000N, 橡胶棒带负电，表明它的原子核束缚电子 活塞上升一次蒸汽机对物体做的有用功 能力强，得到电子。 W有=Gh物=2000N×0.3m=600J, 4.B 活塞1min内做的有用功W=100×600J= 5,检验物体是否带电同种电荷互相排斥 6×10J. 6.因吊扇扇叶转动时与空气摩擦，带上电荷， W 活塞对物体做有用功的功率P有= 而带电体具有吸引轻小物体的性质，吸附 6×10」=1×103W。 了空气中的轻小灰尘。 60s 【能力提升】 第十五章 电流和电路 1.A 2.D点拨：如果两个物体是同种物质组成 第1节 两种电荷 的，如一铁块和一铁钉，它们都是由铁原子 第1课时两种电荷 组成，原子核束缚电子本领强弱相同，它们 【基础巩固】 之间不发生电子转移，摩擦不能起电，故A 1.B点拨：同种电荷相互排斥，所以小球与 错：对两种不同的物质，若组成这两种物质 玻璃棒带同种的电荷。 的原子核束缚电子的本领相差很小，这样 2.C点拨：任何物体内部都有很多的电子， 的两种物质虽然种类不同，但也很难通过 只是这些电子能否自由移动，能自由移动 摩擦的方法使它们带电，故B错；磁铁能吸 的叫自由电子，不能自由移动的就叫束缚 引小铁钉，是靠磁铁的磁性，而不能说磁铁 电子。绝缘体内部的电子几乎都是束缚电 就是带电体，故C错。 子而几乎没有自由电子，不是没有电荷，因 3.C 此B选项不对：绝缘体中的这些电荷在一 4.A点拨：因为验电器带正电，而金属箔片 定条件下，获得足够多的能量就会挣脱束 是先闭合，后又张开，闭合时，肯定是有负 缚而成为自由电子，例如玻璃在烧红以后， 电荷与原先金属箔片上的正电荷中和造成 就有很多的自由电子，就变成了导体，因此 的，故可知A带负电。而箔片闭合后又张 A选项不对而C选项正确；绝缘体虽然几 开，说明物体A上的负电荷将箔片上的正 乎没有自由电子，但在一定条件下可以获 电荷中和完后，A上仍有多余的负电荷（电 得（或失去）电子而成为带电体，例如摩擦 子)，此时又使两金属箔片都带负电而张 起电时，玻璃棒、橡胶棒都可以带电，所以 开。这就说明物体A所带的负电荷量比验