12.4机械能与内能的相互转化--2025-2026学年苏科版物理九年级上学期

四、 机械能与内能的相互转化 第1课时　机械能与内能的相互转化 第十二章　机械能和内能 01 新知梳理 02 当堂反馈 目 录 1. 改变物体内能有 　热传递　和 　做功　两种方式,它们在改变物体内能上是 　等效　的。  2. 做功改变物体内能的实质是 　其他形式的能(如机械能)与内能之间的转化　。  3. 热机是将 　内　能转化为 　机械　能的装置。汽油机的活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫 　一个冲程　。  热传递　 做功　 等效　 其他形式的能(如机械能)与内能之间的转 化　 内　 机械　 一个冲程　 返回目录 4. 汽油机的一个工作循环分为 　四　个冲程,分别为 　吸气冲程　、 　压缩冲程　、 　做功冲程　、 　排气冲程　,其中将内能转化为机械能的冲程是 　做功冲程　,将机械能转化为内能的冲程是 　压缩冲程　 。  5. 汽油机的一个工作循环,曲轴旋转 　两　圈,做功 　一　次。  四　 吸气冲程　 压缩冲 程　 做功冲程　 排气冲程　 做功 冲程　 压缩冲程　 两　 一　 返回目录 1. 如图所示,将手中的铁丝在同一位置处快速地弯折十余次,用手指触摸一下被弯折的部位,会感觉到弯折部位的温度升高,这是通过 　做功　来改变物体内能的,上述过程中 　机械　能转化成 　内　能,其能量转化与汽油机 　压缩　冲程的能量转化相同。  做功　 机械　 内　 压缩　 1 2 3 返回目录 2. 如图所示,取一只透明塑料盒,底部钻一小孔,刚好能将电火花发生器的放电管紧紧地塞进孔中,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。 (1) 实验中,将观察到的现象是盒盖 　飞出　,同时听到“砰”的一声响。  (2) 在此过程中,酒精燃烧后的燃气对外做功,燃气的 　内　能减少,转化为盒盖的 　机械　能。  (3) 此过程相当于汽油机的 　做功　冲程。  飞出　 内　 机械　 做功　 1 2 3 返回目录 3. 如图所示是汽油机的一个工作循环,其四个冲程的正确顺序是 　乙、甲、丁、丙　,其中内能转化为机械能的是图 　丁　。现有一台四冲程汽油机,曲轴在1min内转了2400r,这台汽油机每秒内完成 　80　个冲程,对外做 　20　次功。  乙、甲、丁、 丙　 丁　 80　 20　 1 2 3 返回目录 1. (2024·宁夏)如图所示,下列实例中属于做功改变物体内能的是 (　B　) A. 图甲中,炉火烧水 B. 图乙中,搓手取暖 C. 图丙中,用暖手宝暖手 D. 图丁中,热鸡蛋放在冷水中冷却 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 返回目录 2. 下列现象中,属于内能转化为机械能的是(　C　) A. 冬天,在阳光下感到暖和 B. 干木柴燃烧发出光和热 C. 火药的燃气把子弹从枪膛发射出去 D. 锯子锯木头,锯条会变热 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 返回目录 3. 如图所示为内燃机四冲程工作示意图,下列说法正确的是(　D　) A. 一个工作循环的正确顺序是乙、甲、丁、丙 B. 图乙、丙、丁是靠飞轮惯性完成的冲程 C. 图甲是对外输出动力的冲程 D. 图乙是靠做功来完成的冲程 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 返回目录 4. 火柴头在火柴盒上轻轻划过就能擦燃,从能量转化的角度讲,是将 　机械　能转化为 　内　能,这是通过 　做功　的方式实现的。火柴头也可以用火点燃,这是通过 　热传递　的方式实现的。  5. 如图所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部,放入一小团干燥的棉花,用力将活塞迅速下压,玻璃筒内的空气温度升高,空气的内能 　增加　(增加/减少),空气的内能是通过 　做功　的方式改变的;筒内的棉花由于温度升高到着火点而燃烧,棉花的内能是通过 　热传递　的方式改变的。  机械　 内　 做功　 热传递　 增加　 做功　 热传递　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 返回目录 6. 如图,试管中的水加热一段时间后,管口橡皮塞被冲出并能看到“白气”,此时试管内水蒸气的  　内　能转化为橡皮塞的 　机械　能,能量转化过程与汽油机的 　做功　冲程相似。  内　 机械　 做 功　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 返回目录 7. 在物理学中,“热”有热量、内能、温度等含义,请写出下列几种情形中“热”字的含义: (1) 这盆水很热: 　温度　。 (2) 物体吸热升温: 　热量　。  (3) 摩擦生热: 　内能　。 (4) 这杯水热得烫手: 　温度　。  (5) 温度不同的两个物体之间可以发生热传递: 　热量　。  8. 汽油机的四个冲程中,吸气冲程吸入汽缸的物质是 　燃料和空气的混合物　,压缩冲程将 　机械　能转化为 　内　能。进气门和排气门都关闭,活塞远离火花塞的是 　做功　冲程。  温度　 热量　 内能　 温度　 热量　 燃料和空气的混合物　 机械　 内　 做功　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 返回目录 9. 以下关于改变物体内能的方式与其他三项不同的是(　A　) A. 脚冷时跺跺脚,会让脚不感到冷 B. 冬天我们会把手揣到怀里取暖 C. 冷的时候,我们会到太阳下晒晒取暖 D. 手被热水烫到,马上放到冷水里会舒服些 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 返回目录 10. 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是(　C　) A. 物体的内能增加,温度一定升高 B. 物体的温度升高,一定吸收了热量 C. 物体的温度降低,内能一定减少 D. 物体吸收了热量,温度一定升高 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 返回目录 11. (易错题)如图所示,用充气的气球模拟“喷气火箭”,把封口的夹子松开,球内气体向后喷出,气球向前运动。此过程中(　B　) A. 气球的弹性势能增大 B. 喷出的气体内能减小 C. 喷出的气体热运动加剧 D. 喷出的气体向外界传递热量 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 返回目录 12. 汽油机在压缩冲程中,汽缸中空气的温度、内能和体积的变化情况是(　A　) A. 温度升高,内能增加,体积减小 B. 温度升高,内能增加,体积增大 C. 温度降低,内能减少,体积减小 D. 温度降低,内能减少,体积增大 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 返回目录 13. 如图甲所示为四冲程汽油机工作过程中的 　做功　冲程,该过程的能量转化情况与图乙 　相同　(相同/不同)。若汽油机1s内对外做功15次,则其曲轴1min转了 　1800　圈。为了降低汽油机汽缸的温度,汽缸外有一个水箱体,使汽缸被水包围着,这是通过 　热传递　的方式来减少汽缸内能的。  做功　 相同　 1800　 热传递　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 返回目录 14. 如图所示,用活塞式打气筒为自行车轮胎打气的过程中会发现气筒的上部筒壁只是略有发热,而气筒下部的筒壁,特别是筒壁底部附近的温度较高,甚至烫手。导致筒壁发热有两种解释:① 打气时活塞压缩气体做功,使气体的内能 　增加　,升温的气体通过 　热传递　使筒壁温度 　升高　;② 打气时活塞与筒壁之间不断地 　摩擦　,使筒壁的内能增加、温度 　升高　。根据上述筒壁发热现象的描述,解释 　①　(①/②)比较合理。  增加　 热传递　 升高　 摩擦　 升高　 ①　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 返回目录 15. 如图为汽车的四缸发动机工作原理,内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上,并使各汽缸的做功过程错开,在飞轮转动的每半周里,都有一个汽缸在做功,其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。若在图示状态中,汽缸1正在做功,汽缸3正在排气,则飞轮转动半周后,正在做功的汽缸是(　B　) A. 汽缸1 B. 汽缸2 C. 汽缸3 D. 汽缸4 第15题 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 返回目录 四、 机械能与内能的相互转化 第2课时　燃料的热值 第十二章　机械能和内能 01 新知梳理 02 当堂反馈 目 录 1. 燃料的燃烧过程是 　化学　能转化为 　内　能的过程。  2. 燃料 　完全　燃烧放出的热量与燃料的 　质量　之比,叫作这种燃料的热值。   3. 热值用 　q　表示,单位是 　J/kg　。  4. 质量为m的燃料,完全燃烧放出的热量Q放= 　mq　。  5. 炉子的热效率是指水吸收的热量Q吸与燃料完全燃烧放出的热量Q放之比,即 η= 　　 。  化学　 内　 完全　 质量　 q　 J/kg　 mq　 ​  ×100%　 返回目录 1. 2023年10月26日11时14分,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭发射成功。火箭使用的一种燃料是偏二甲肼,这是利用偏二甲肼 　热值大　的特点。液态氢也有此特点,已知2000kg的液态氢完全燃烧放出的热量是2.8×1011J,则此液态氢的热值是 　1.4×108　J/kg。液态氢的质量减少,其热值 　不变　(变小/不变)。  热值大　 1.4×108　 不变　 1 2 3 4 返回目录 A. 燃料的热值与燃料的燃烧情况有关 B. 1g汽油和2kg汽油,它们的热值是一样的 C. 煤的热值比干木柴大,燃烧煤放出的热量一定比干木柴的多 D. 容易燃烧的燃料,热值一定大 2. 关于燃料的热值,下列说法正确的是(　B　) B 1 2 3 4 返回目录 3. 如图所示,在“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验中,下列说法正确的是(　A　) A. 研究方法是控制变量和转换法 B. 研究对象是试管中被加热的液体 C. 实验中还需要的器材是天平和秒表 D. 相同时间内温度计示数越大,该燃料的热值一定越大 第3题 A 1 2 3 4 返回目录 4. 用燃气灶烧水,燃烧0.5kg的煤气,使50kg的水从20℃升高到70℃。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),煤气的热值取4.2×107J/kg。求: (1) 0.5kg煤气完全燃烧放出的热量。 解:(1) 0.5kg煤气完全燃烧放出的热量Q放=m煤气q=0.5kg×4.2×107J/kg=2.1×107J (2) 水吸收的热量。 解:(2) 水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(70℃-20℃)=1.05×107J (3) 燃气灶烧水的效率。 解:(3) 燃气灶烧水的效率η=×100%=50% 1 2 3 4 返回目录 1. 对于q=的理解,下列说法正确的是(　D　) A. 热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比 B. 燃料燃烧不充分时,热值将减小 C. 燃料燃烧时,放出的热量越多,热值越大 D. 某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 2. 释放化学能的过程在人体内不断地发生,食物也是一种“燃料”,营养成分在人体细胞里与氧结合,提供细胞组织所需的能量。一袋饼干的营养成分表上标有“2361kJ/100g”字样,该标识的含义与以下物理量的含义类似的是(　B　) A. 热量 B. 热值 C. 比热容 D. 内能 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 3. 如图所示为甲、乙两种燃料完全燃烧时释放的热量Q与其质量m的关系,下列有关说法正确的是 (　A　) 第3题 A A. 甲燃料的热值大于乙燃料的热值 B. 甲燃料的热值随着质量的增大而增大 C. 乙燃料的热值随着质量的增大而增大 D. 燃料的热值越大,燃烧的效率越高 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 4. 某一家庭分别单独使用不同种类的燃料时,平均月消耗量约为干木柴200kg、烟煤80kg、液化石油气30kg、煤气60kg。这四种燃料中热值最高的是(　A　) A. 液化石油气 B. 煤气 C. 烟煤 D. 干木柴 5. 下列三个数值4.6×107J/kg、0.8×103kg/m3、2.1×103J/(kg·℃)各表示煤油的一个特性,这三个数值依次表示的是煤油的 (　D　) A. 比热容、密度、热值 B. 密度、热值、比热容 C. 密度、比热容、热值 D. 热值、密度、比热容 A D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 6. 酒精的热值是3.0×107J/kg,表示的物理意义是 　1kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J　。一杯酒精倒出一半,剩下酒精的热值 　不变　(变大/不变/变小)。  1kg的酒精完全燃烧放出的热 量是3.0×107J　 不变　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 7. 可燃冰燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水。根据测算,1m3可燃冰可以分解释放出160m3以上的天然气。 (1) 可燃冰燃烧过程中将 　化学　能转化为 　内　能。  (2) 完全燃烧5m3可燃冰产生的热量至少为 　2.56×1010J　(天然气的热值取3.2×107J/m3)。  (3) 试写出可燃冰具备的两条优点: 　热值大　、 　清洁无污染(合理即可)　。  化学　 内　 2.56×1010J　 热值大　 清洁无污染(合理即可)　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 8. 工厂需要将100kg、20℃的水加热到60℃作为工业用热水。若水吸收的热量由汽油完全燃烧放出的热量来提供,则需要多少千克的汽油?[水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃),汽油的热值q取4.6×107J/kg,不考虑热损失,结果保留两位小数] 解:0.37kg 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 9. 甲、乙两种燃料,若甲的质量是乙的2倍,甲、乙完全燃烧后放出的热量之比为3∶2,则甲、乙两种燃料的热值之比为 (　A　) A. 3∶4 B. 4∶3 C. 2∶3 D. 3∶2 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 10. 小明学习燃料的热值之后,自己设计一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小,实验装置如图所示。 燃　料 加热前的水温t0/℃ 燃料燃尽后的水温t/℃ 酒精 15 35 碎纸片 15 25 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 (1) 为保证实验结论的可靠以及方便比较,小明在实验中应让 　酒精和碎纸片　、两试管中水的质量以及两个试管都保持相同。  (2) 实验数据记录如表: 根据表中数据可以判断:酒精的热值q酒精 　大于　(大于/小于)碎纸片的热值q纸片。  (3) 小明进一步开展实验,测出所燃烧酒精的质量m酒精、试管中水的质量m水,查得水的比热容c水,将数据代入公式m酒精q酒精=c水m水(t-t0)计算得到酒精的热值q酒精,所得测量值与实际值相比会 　偏小　(偏大/偏小),你认为出现这种情况的主要原因是 　酒精燃烧放出的热量不能被水全部吸收　。  酒精和碎纸片　 大于　 偏小　 酒精燃烧放出的热量不能被水全部吸收　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 11. 如图所示为便携卡式炉,它采用丁烷作为燃料。若在水壶中装入2kg初温为25℃的水,用卡式炉加热至100℃,卡式炉的加热效率为52.5%,则:[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),丁烷的热值约为4.8×107J/kg] (1) 水壶中的水加热到100℃所吸收的热量是多少? 解:(1) 水吸收的热量Q吸=c水m水·(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)× 2kg×(100℃-25℃)=6.3×105J 第11题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 (2) 用卡式炉将这些水加热至100℃,需要消耗多少千克的丁烷? 解:(2) 丁烷完全燃烧放出的热量Q放= =0.025kg 第11题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 12. 乙醇汽油是汽油和乙醇的混合液体,从体积来看,其中90%是汽油,10%是乙醇,这种混合液体的热值为 　3.48×107　J/L。(汽油的热值为3.6×107J/L,乙醇的热值取2.4×107J/L)  3.48×107　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 $$