第十四章 内能的利用 章末复习-2025-2026学年人教版物理九年级全一册

章末复习 第十四章　内能的利用 内 能 的 利 用 能量 的转 化与 守恒 1.能量转化：在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化.例如摩擦生热：　 能转化为　 　能. 2.能量守恒定律：能量既不会凭空　 　，也不会凭空 　　，它只会从一种形式　 　为其他形式，或者从一个物体　 　到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量　 　. 内 能 的 利 用 热 机 1.概念：把燃料燃烧释放的内能转化成机械能的装置. 2.种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等. 3.内燃机 分类：汽油机、柴油机. 工作过程：　 　冲程、　 冲程、　 　冲程、 　 　冲程. 压缩冲程：　 　能转化为　 　能. 做功冲程：　 　能转化为　 　能. 能量转化 定义：某种燃料　 　放出的热量与其 　 　之比. 常用公式：q＝　 或q＝　 . 单位：　　 或　 　. 内 能 的 利 用 热 机 的 效 率 1.热值 2.提高热机效 率的方法 ①使燃料充分燃烧； ②设计和制造热机时不断改进创新，以减少各种能量损失； ③　 　带走的热量最多，可设法利用； ④减少热机各部件之间的　 　. 能量的转化与守恒 1. (2024·广州期末)图1是某型号手电筒风扇.只闭合照明开关时，照明灯亮起；只闭合风扇开关时，风扇单独工作.图2是手电筒风扇工作时的能量流向示意图，电池充电时，将能量以化学能的形式储存，工作时给电动机和照明灯供电.对下图方框中能量形式判断正确的(　B　) B A. 甲是“内能” B. 乙是“电能” C. 丙是“光能” D. 丁是“机械能” 2. [物理学与社会发展]2024年11月15日，搭载天舟八号货运飞船的 长征七号遥九运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射.在加速升 空过程中，飞船的机械能 　增大　(选填“增大”“减小”或“不 变”)，同时火箭的外壳会与空气摩擦发热，这是通过 　做功　的方 式改变外壳内能的.整个过程中，能量的总量 　不变　(选填“增 加”“减少”或“不变”). 增大　 做功　 不变　 热机 3. 如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的原理示意图.图C是 　做功　冲程，与它原理相同的是图 　F　所示的演示实验.汽油机的工作示意图中机械能转化为内能的冲程是图 　B　.(后两空选填字母) 做功　 F　 B　 4. 压缩空气储能是一项全新的储能技术，它将多余的电能利用压缩 机把空气压缩到密闭容器中，该过程是通过 　做功　的方式将能量 转化为气体的内能并储存.需要时，使压缩空气膨胀推动机器转动，又将内能转化成 　机械　能，这一过程类似于四冲程汽油机的 　做功　冲程.一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3 600 r/min，该柴油机1 s对外做功 　30　次. 做功　 机械　 做功　 30　 热值 5. [物理观念]一瓶酒精用去一半后，剩下的酒精密度、比热容、热 值(　C　) A. 热值、密度和比热容都减小一半 B. 密度不变，热值不变，比热容减小一半 C. 都不变 D. 密度不变，比热容不变，热值减小一半 C 6. (2024·揭阳期中)豆浆机的机头主要由一个电热器和一个电动机带动的打浆器组成，制作豆浆的过程是先加热，再打浆，再加热煮熟，即加热和打浆交替进行.由此可知，豆浆机加热过程中，电能转化为 　内　能；若把2 kg的清水放入豆浆机中，从20 ℃加热到70 ℃，水吸收的热量是 　4.2×105　J；若这些热量全部由酒精燃烧提供，不考虑热量损失，则需要 　1.4×10－2　kg的酒精.[c水＝4.2× 103 J/(kg·℃)，q酒精＝3.0×107 J/kg] 内　 4.2×105　 1.4×10－2　 【解析】豆浆机在加热过程中，消耗了电能，水得到了内能，因此是将电能转化为内能.水吸收的热量Q吸＝c水m水(t－t0)＝4.2× 103 J/(kg·℃)×2 kg×(70 ℃－20 ℃)＝4.2×105 J，若这些热量全部由酒精燃烧提供，不考虑热量损失，则Q放＝Q吸＝4.2×105 J，则需要酒精的质量m酒精＝＝＝1.4×10－2 kg. 7. [科学探究]如图所示，为了比较煤油和菜籽油热值的大小，小明 制定了下列的实验方案：取少量煤油和菜籽油，分别盛装在空的酒 精灯中制成油灯.点燃后分别给两个相同的烧杯(内装质量相等、初 温都是20 ℃的水)加热，通过观察水温的变化来得出结论.请根据小 明的设计方案回答下列问题. (1)实验中，煤油和菜籽油的 　质量　应相等.实验中，燃料燃烧放出 的热量通过 　热传递　的方式使水的内能增大，温度升高.完全燃烧 后，使水末温高的燃料热值 　大　(选填“大”或“小”). (2)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那 么小明还需要补充的实验仪器是 　天平　.小明根据Q吸＝cm(t－t0)计 算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出煤油的热值，发现结 果与教材中给出的煤油热值相比 　偏小　(选填“偏大”“偏小”或 “相等”)，其原因是 　有热量损失　. 质量　 热传递　 大　 天平　 偏小　 有热量损失　 热机的效率 8. (2024·广州期末)图中显示的是天然气热水器的参数，则它的热效 率是(　A　) A. 75％ B. 50％ C. 33.3％ D. 20％ A 9. (2024·广州中考节选)如图是燃气灶烧水的情境和该燃气灶灶头的 示意图. (1)天然气本身无色无味，为了安全和警示，通常会向天然气中加入臭味剂.拧动点火装置，若燃气未点燃，会闻到臭味，表明 　分子做无规则运动　(选填“分子间有引力”“分子间有斥力”或“分子做无规则运动”). 分子做 无规则运动　 (2)壶中装有密度为1.0×103 kg/m3、质量为2 kg的水，则壶中水的体积为 　2×10　m3，根据Q＝qV，若天然气的热值q＝4.2×107 J/m3，完全燃烧V＝1.0×10－2 m3的天然气放出的热量为 4.2×1 05　J，其中1.68×105 J的热量被水吸收，已知水未沸腾，比热容为4.2× 103 J/(kg·℃)，则水的温度升高了 　20　℃.该燃气灶本次烧水的效率为 　40％　. 2×10－3　 4.2×105　 20　 40％　 10. [科学思维](回归教材)小华家使用的是天然气热水器，他尝试估 测该热水器的热效率，以核对铭牌上的数值是否准确.他把家里自动 洗衣机的“水量”设置为40 L，用热水器输出的热水注入洗衣机， 当注入水的体积达到40 L时洗衣机便会自动停止注水.已知当时自来 水的温度是25 ℃，热水器输出热水的温度为40 ℃，注水前天然气表 的示数是2 365.89 m3，注水后变为2 366.05 m3，天然气的热值为 3.2×107 J/m3.求：[ρ水＝1×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 解：(1)由ρ＝可知，洗衣机中自动停止注水时，热水器输出的热水 的质量 m水＝ρ水V水＝1×103 kg/m3×40×10－3 m3＝40 kg 答：(1)洗衣机中自动停止注水时，热水器输出的热水的质量为40 kg； (1)洗衣机中自动停止注水时，热水器输出的热水的质量； (2)注水过程中，自来水吸收的热量； 解：(2)注水过程中，自来水吸收的热量 Q吸＝c水m水(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×40 kg×(40 ℃－25 ℃)＝ 2.52×106 J 答：(2)注水过程中，水吸收的热量为2.52×106 J； (3)烧水过程中，天然气放出的热量； 解：(3)烧水过程中，消耗天然气的体积 V气＝2 366.05 m3－2 365.89 m3＝0.16 m3 天然气完全燃烧放出的热量 Q放＝V气q＝0.16 m3×3.2×107 J/m3＝5.12×106 J 答：(3)烧水过程中，天然气放出的热量为5.12×106 J； (4)该热水器的热效率.(结果精确到1％) 解：(4)该热水器的热效率 η＝＝≈49％ 答：(4)该热水器的热效率为49％. 11. (2024·潍坊中考改编)某建筑工地上，起重机在10 s内将质量为2.15 t的重物沿竖直方向匀速提升6 m，此过程起重机消耗柴油0.01 kg.柴油的热值q＝4.3×107 J/kg，g取10 N/kg. (1)求重物的重力； 解：(1)重物的重力 G物＝m物g＝2.15×103 kg×10 N/kg＝2.15×104 N 答：(1)重物的重力为2.15×104 N； (2)求起重机提升重物所做的有用功； 解：(2)起重机提升重物所做的有用功 W有用＝G物h＝2.15×104 N×6 m＝1.29×105 J 答：(2)起重机提升重物所做的有用功为1.29×105 J； (3)若将起重机提升重物做的功与消耗的柴油完全燃烧释放的热量之 比定义为其提升效率，用字母η表示，求起重机的提升效率. 解：(3)消耗的柴油完全燃烧放出的热量 Q放＝m柴油q＝0.01 kg×4.3×107 J/kg＝4.3×105 J 则起重机的提升效率η＝＝＝30％ 答：(3)起重机的提升效率为30％. 12. [传统文化](2024·巴中中考)如图所示，青瓦是古建筑常用的建筑 材料，制瓦工艺有上千年的历史.制瓦工艺分为成坯、晒制、高温烧 制等诸多流程.下列说法正确的是(　B　) A. 晒制泥坯时，泥坯温度越高含有热量越多 B. 高温烧制时，通过热传递的方式改变瓦片的内能 C. 烧制青瓦时，燃料燃烧越充分其热值越大 D. 在质地均匀的瓦上定型切割，瓦的密度变小 B 13. 塑料瓶是一种常见的生活物品，利用空塑料瓶可以做许多物理小实验.在安全情况下，小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气，如图所示.随着瓶内气压增加，气体内能增大，这是通过 　做功　的方式改变瓶内气体内能的.当气压达到一定程度时，瓶盖飞出，这一过程与内燃机 　做功　冲程的能量转化情况相同；瓶盖飞出的同时，瓶口冒“白雾”，其 物态变化是 　液化　. 做功 做功　 液化　 14. 某市对大通街路面改造的过程中，使用了如图所示的一款履带运输车运送石料.空载运输车的质量为3 t，履带与地面总接触面积为1.2 m2.一次运送中，运输车在2 min内沿水平路面匀速直线行驶600 m，行驶中受到的阻力为104 N. (g取10 N/kg，燃料热值q取4.5×107 J/kg)求： 解：(1)空载运输车静止时对水平路面的压力 F＝G＝mg＝3 000 kg×10 N/kg＝3×104 N 根据p＝可得，空载运输车静止时对水平路面的压强 p＝＝＝2.5×104 Pa 答：(1)空载运输车静止时对水平路面的压强为2.5×104 Pa； (1)空载运输车静止时对水平路面的压强； (2)这次运送中，运输车发动机的功率； 解：(2)因为运输车做匀速直线运动，处于平衡状态， 受到平衡力作用，因此运输车发动机的牵引力 F'＝f＝104 N 根据W＝Fs可得，发动机所做的功 W＝F's＝104 N×600 m＝6×106 J 根据P＝可得，运输车发动机的功率P＝＝＝5×104 W 答：(2)运输车发动机的功率为5×104 W； 解：(3)10 kg的燃料完全燃烧放出的热量 Q放＝qm'＝4.5×107 J/kg×10 kg＝4.5×108 J 发动机所做的功W'＝Q放η＝4.5×108 J×40％＝1.8×108 J 根据W＝Fs可得，10 kg的燃料可供该车沿水平路面匀速直线行驶的距离s'＝＝＝1.8×104 m 答：(3)10 kg的燃料可供该车沿水平路面匀速直线行驶的距离为1.8×104 m. (3)若行驶中受到的阻力不变，发动机的效率是40％，10 kg的燃料可 供该车沿水平路面匀速直线行驶的距离. 15. [科学思维]汽油机是热机的一种，图1是汽油机工作的四个冲程. 为研究热机的工作原理，小明设计了如图2所示的实验，在试管内装 入适量的水，用橡皮塞塞住，用酒精灯加热至水沸腾，会看到橡皮 塞被弹出.请回答以下问题： (1)在橡皮塞被弹出时，水蒸气的 　内　能转化成橡皮塞的 　机 械　能. 内　 机 械　 (2)图1中 　C　(填字母)冲程与图2实验中能量的转化是相同的；如果 一台单缸四冲程汽油机飞轮转速为3 600 r/min，则汽油机活塞1 s内 对外做功 　30　次. C　 30　 (3)小明将汽油机的能量流向制成如图3所示的图表，根据给出的信 息，可知该汽油机工作的效率为 　30％　，其意义是 　燃料完全燃 烧放出的热量中，只有其中的30％是有效利用的能量　. 30％　 燃料完全燃 烧放出的热量中，只有其中的30％是有效利用的能量　 1. (2023·广东中考)如图是四冲程汽油机处于某冲程的示意图，该冲 程是(　C　) A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程 (2023·广东中考) C 2. [物理观念](2022·广东中考节选)班级厨艺展示活动中，用煤气炉 烹饪食物，活动结束，剩余煤气的热值 　不变　(选填“变大”“变 小”或“不变”). 3. (2021·广东中考)关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的 是(　C　) 不变　 C A. 吸气冲程：只吸入空气 B. 压缩冲程：缸内温度降低 C. 做功冲程：气体推动活塞做功 D. 排气冲程：内能转化为机械能 4. (2021·广东中考)如图为火箭发射的场景，火箭的燃料使用了液态 氢，主要是因为它的 　热值　大，火箭发射升空时，燃料的化学能 转化为 　内　能，再转化为火箭的机械能，这个过程中火箭的机械 能 　不守恒　(选填“守恒”或“不守恒”). 热值　 内　 不守恒　 5. (2019·广东中考)某汽油机工作过程有吸气、压缩、做功和排气四 个冲程.如图为 　压缩　冲程的工作示意图，活塞向 　上　运动，燃 料混合物被压缩，在这个过程中机械能转化为 　内　能. 压缩　 上　 内　 $$