内容正文:
九上!第十二章 !'#
!"!&$热机与社会发展
!" #$%&'()
!"#!$ -8
2 2222 22 222222 22!!下列设备属于热机的是 %$%$&
.!电热小太阳 /!电热挂烫机
0!家庭地暖 1!火箭发动机
"!歼5(% 战斗机!是我国自主研发的隐形战斗
机!进入世界先进战斗机行列!它的油箱能装
$%吨燃油!歼5(%的发动机$属于$!选填"属
于#或"不属于#$热机!它工作时将 $内$能
转化成机械能#
!"#"$ 9:8;<:8
#!摩托车上的汽油机工作时提供动力的是 %$,$&
.!吸气冲程 /!压缩冲程
0!做功冲程 1!排气冲程
&!关于汽油机与柴油机!说法正确的是 %$%$&
.!汽油机的火花塞可以用柴油机的喷油嘴
代替
/!柴油机和汽油机在吸气冲程中!吸入气缸的
都是空气
0!在做功冲程中!柴油机气缸内的燃气温度和
压强比汽油机中的低
1!汽油机和柴油机在压缩冲程中都是将机械
能转化为内能
(!关于四冲程汽油机的工作过程!下列说法正确
的是 %$;$&
.!做功冲程"燃气推动活塞做功
/!压缩冲程"缸内温度降低
0!吸气冲程"进气门和排气门都打开
1!排气冲程"内能转化为机械能
!"##$ -8=>
)!某汽油机用来做有用功的那部分能量是燃料
完全燃烧所放出能量的四分之一!则此汽油机
的热机效率是 %$'$&
.!(%F /!(7F
0!7%F 1!B7F
*!提高热机效率不但能节约能源!还能减小污
染# 关于提高热机的效率!下列措施中正确
的是 %$;$&
.!尽量减少废气带走的热量
/!尽量增加燃料的质量
0!尽量增加热机的工作时间
1!尽量使用功率大的热机
+!如图是某汽油机的能量流向图!根据图中所给
信息!该汽油机的效率为$#.$F'若按此效
率计算!当汽油完全燃烧放出的热量为 (!)6
$%B 3时!汽车获得的机械能是$)1-2!.)$3#
-!一辆载货汽车!在平直的公路上以 -% 4;"E 的
速度匀速行驶!匀速行驶 $,% 4;消耗 (B 4#汽
油!汽车受到的阻力为 ( B*% G!汽油的热值为
+!*6$%B 3"4#$# 完全燃烧 (B 4#汽油放出的
热量为$!1"&"2!.-$3'汽车匀速行驶的功率
为$ )1- 2!.& $ H' 汽车发动机的效率
为$&.>$#
*" +,-./0)
!.!下列说法中正确的是 %$,$&
.!使燃料燃烧更充分!热机效率可以达
到 $%%F
/!热机的尾气没有内能
0!热机是通过燃料的燃烧获取内能并转化为
机械能的装置
1!大量使用热机不会造成环境污染
!!!某单缸四冲程汽油机工作过程中!转数稳定在
($ ,%% I";<=)!则下列说法正确的是 %$;$&
.!$ '飞轮转 )%圈!完成 *%个冲程
/!$ '完成 )%个冲程!做功 $7次
0!汽油在气缸内燃烧的过程中!热值逐渐减小
1!在压缩冲程中!是将内能转化为机械能
!
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!(# 众相原创 分层练!广西物理"89#
!"!5678 如图所示是,天工开物-中记录的
铸造铜钟的过程!大致分为(制模.熔炼.浇
铸.脱模.打磨)五个步骤# 下列说法中正
确的是 %$'$&
.!加热时推动鼓风机可以提高燃料的热值
/!熔炼过程中!铜熔化时内能不断增加
0!浇铸的过程中!铜所含热量不断减少
1!打磨过程的能量转化与四冲程汽油机的做
功冲程相同
!#!-9:; 在学校科技节活动中!小明用饮
料瓶自制了火箭模型!如图!他在瓶子的内侧
壁安装了一个遥控电火花发生器!按下按钮会
产生电火花$!演示时从瓶口喷入雾状酒精并盖
上锥形纸筒!按动电火花发生器的按钮!纸筒立
即飞出!关于此过程分析正确的是 %$'$&
.!酒精没有完全燃烧的情况下!热值将变小
/!纸筒飞出后瓶内气体的内能减少!温度降低
0!燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的
压缩冲程
1!能闻到浓浓的酒精味!是因为分子间存在
斥力
第 $)题图 22 第 $+题图
!&!<=>= 如图!在一个厚壁筒里放有一块
浸透乙醚的棉花球!用力把活塞迅速向下压!
棉花球会立即燃烧起来!此过程中!活塞对筒
内气体$做功$!气体的内能增加!这与四冲
程汽油机的$压缩$冲程的能量转化相同#
!(!)* 如图甲所示!在试管内装些水!用带
玻璃管的橡胶塞塞住试管口!在玻璃管口处
放一个用纸做成的小叶轮# 加热试管使水沸
腾!观察到小叶轮转动!该过程与$丙$!选
填"乙#或"丙#$图冲程工作原理相同!该冲
程中的能量转化是$内能转化为机械能$#
!)!某单缸四冲程汽油机!每秒对外做功 (% 次!
则汽油机飞轮的转速为$&.$I"''若每次对
外做功 $$7 3!且该汽油机的效率为 (7F!则
工作 $小时需消耗汽油$.1*"$ 4## 为了提
高汽油机的效率!需要在$做功$冲程让燃
料充分燃烧# !)汽油@+!*6$%
B 3"4#$
1" 23 .!45)
!*!5678 ,宋史*兵志-记载"(又造突火
枪!以巨竹为筒!内安子窠!弹丸$!如烧放!焰
绝然后子窠发出!如炮声!远闻百五十余步#)
如图所示!弹丸被喷出的过程主要发生的能
量转化是内能转化为 $机械$能!该能量转
化与四冲程汽油机的 $做功$冲程相同#
!+!!(%(+通辽$课外活动中!某同学将刚喝完水
的空矿泉水瓶的瓶盖拧上!握住上下两部分!
用力拧成如图所示的形状!会看到瓶盖被弹
出!并发出爆响声!同时瓶口内出现白雾# 拧
瓶子过程中瓶盖未弹出前跟汽油机 $压缩$
冲程类似!瓶盖被弹出时!瓶内气体内能会
$减小$而导致温度降低!出现白雾#
!
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九上!第十二章 !)#
2燃油汽车与电动汽车的对比研究
一*活动主题
燃油汽车和电动汽车是现代交通工具的两种主要类型!它们在能量来源$能量转化效率$环境影
响等方面存在显著差异# 请你结合初中物理知识!对比分析燃油汽车与电动汽车的优缺点#
二*方案制订与实施
最近我国许多城市出现了共享电动汽车!极大地方便了当地市民和所到游客的出行!深受市民
们的喜爱# 电动汽车具有绿色环保$能量转化效率高等优点!各国都在推广这种绿色的交通工具#
下表是某品牌的电动汽车的部分参数#
电池容量#4H"E$ ++
每个轮胎与地面接触面积#J;($ 7%
空车质量#4#$ ,%%
标准承载#4#$ (%%
充满电最大行驶里程# 4;$ (%%
所受阻力与汽车总重比值 %!%-
%$&某燃油汽车发动机的热效率为 )%F!燃烧 $ 4#汽油释放的热量为 +!*6$%B 3!求发动机输出的有
用功#
%(&某电动汽车电动机的效率为 -%F!电池组提供的电能为 7% 4H*E!求电动机输出的机械能#
%)&若某燃油汽车百公里耗油 *升!每升油 *元!电动汽车充电每度 %!*元!通过计算比较使用燃油
汽车与电动汽车哪种更经济+
解&#!$发动机输出的有用功(有用3"放2!3&1)2!.
* 42#.>3!1#+2!.* 4'
#"$电动机输出的机械能(机械3(电2!)3(. 6?"@2-.>3&( 6?"@'
##$燃油汽车行驶 !.. 6:的费用为 ) A2)元5A3#)元(
电动汽车行驶 !.. 6:的费用为
!
"
2&& 6?"@2.1)元56?"@3!#1"元(
所以使用燃油汽车和电动汽车相比(电动汽车更经济)
三*成果展示与交流
%+&为什么电动汽车的能量转化效率通常高于燃油汽车+ 请从能量转化的角度分析#
%7&请列举两条燃油汽车和电动汽车在环境影响方面的差异!并说明其物理原理#
答&#&$电动汽车的能量转化效率通常高于燃油汽车的原因&电动机直接将电能转化为机械能(能量
损耗较少'而燃油汽车需要通过热机将内能转化为机械能(能量损耗较大)
#($燃油汽车和电动汽车在环境影响方面的差异&
燃油汽车排放尾气(污染空气#原理&燃烧汽油产生有害气体$)
电动汽车不直接排放尾气(但电池生产和处理可能对环境造成影响#原理&电池中的化学物质可能
污染环境$)
书
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!
!!
!"#$%&'
分层作业本
()*+,-./01
!!"!"功
!"#"#"$"$"%"%"&"&"'!(!(
'"%!("不做功!) *++!)",!)-!+
!!"#"功"率
!"%"#"$"$"#"%"&%!&")*+!) *++!)*+
'"解!!)"汽车的速度#!(
"
#
(-++ .
-+ /
()+ .0/$
!1"牵引力做的功#
$(%"() +++ 23-++ .(-3)+* 4$
!5"牵引力的功率#&(
$
#
(-
3)+* 4
-+ /
()+ +++ 6%
("!)"!"#!!1"
'(
#
!!5""#
)"$%!*"1 ,++!,+
!+"57)
!!"解!!)"小宸所做的功#
$(%"()++ 23, .(,++ 4$
!1"小宸做功的功率#&(
$
#
(,++ 4
)+ /
(,+ 6%
!#"解!!)"小轿车的重力#'()*()"83)+5 9:3)+ 209:(
)"83)+, 2&
小轿车受到的阻力#+(+,)'(+")3)"83)+, 2()"83
)+5 2&
由二力平衡条件可知&小轿车匀速行驶时的牵引力#%(
+()"83)+5 2$
!1"由图像可知&小轿车匀速行驶时&牵引力的功率#&(
$
#
(%"
#
(%!()"83)+5 235+ .0/(*",3)+, 6$
!5"小轿车在整个过程中以恒定的功率行驶&则 )+ /内
小轿车牵引力做的功#$(&#(*",3)+, 63)+ /(*",3
)+* 4%
!$"&$%
!%"错误!重物在水平匀速移动过程中&在拉力的方向上没
有移动距离&拉力做功为 +
!!"$"机械效率
! ! "#$%&'()*+
!"$!#"有用!额外!$") +++!8++!1++!%"$"&"$
'", +++!;+<
("解!!)"工人师傅对物体所做的有用功#$有用('((;++ 23
* .(, *++ 4$
!1"由图可知&-(5&工人师傅做的总功#$总 (%"(%-((
,++ 2353* .(- +++ 4&
工人师傅做功的功率#&(
$总
#
(- +++ 4
5+ /
(1++ 6$
!5"该滑轮组的机械效率#!(
$有用
$总
3)++<(
, *++ 4
- +++ 4
3
)++<(=*<%
)"$!*"&$%!!+"1++!) *++!;++!!!"=*<!) -++
!#"解!!)"物体的重力#
'()*(;+ 9:3)+ 209:(;++ 2&
由图线甲可知&#(, /时&(()+ >.(+") .&
滑轮组对物体做的有用功#
$有用('((;++ 23+") .(;+ 4$
!1"由图线乙可知&#(, /时&"(,+ >.(+", .&
拉力%做的功#$总(%"(1-+ 23+", .()+, 4&
拉力%的功率#&(
$总
#
()+, 4
, /
(1- 6$
!5"由"(-(可得&-(
"
(
(,+ >.
)+ >.
(,&
不计绳重和摩擦&由%(
)
-
!'?'动"可得&
'动(-%@'(,31-+ 2@;++ 2(),+ 2&
滑轮组的机械效率#!(
$有用.
$总.
3)++/(
'.(.
!'.?'动"(.
3
)++/(
'.
'.?'动
3)++<(
--+ 2
--+ 2?),+ 2
3)++<(81"*<%
!$")++!85"5<!!%"1+
! # "#$,-./0)%&'(
!"#!#"错误!摩擦力!大
$"!)"1=!!1"+"+=*!8+<!!5"相同!%"&#
&"低!高!摩擦!'"%"("&$%")"#"*"$
!+"1!8+<!减小物体0和斜面接触面的粗糙程度
!!"(!(!'
!#"!)"无关!+"=!!1"8+<!偏大!!5"多!小
!,"变小
!!"%"动能和势能
! ! "#$12342
!"%"#"#"$"$"%"%"&"%"'"#"("%
)"!)"速度!!1"1!!5"前 1!减小!!,"质量一定时&速
度越大&动能越大!!*"同一
*"!)"1!!1"质量!!5"#!!+"$#"!!"$"!#","改变
!$"2!等于!!%"&!!&"等于!小于
! # "#$%&2)56
!"高度!重力势!动!#"%"$"#"%"$#!&"机械能
'"&"("&")"&"*"&%"!+"&"!!"%
!#"变小!变大!不变!!$"变大!不变!变大
!%"弹性势!动!不守恒!!&"$#
!'"答!高速公路上的汽车速度大&动能大&刹车失灵车辆冲
向高处的大斜坡时&将动能转化成重力势能&车就能停
下来$斜坡上铺砂砾&增大了接触面的粗糙程度&增大了
摩擦力&汽车就能很快地停下来%
小专题培优 !"功!功率!机械效率的综合训练
!"%"#"$"$"$"%"#"&"$"'"&%
("秒表!等于!大于!)")+!+!+"*!*"1!1+!+"=1
!+"解!!)"由题意可得&人和车受到的阻力#
+(+,+1'总(+,+1)总 *(+,+13!=+ 9:?* 9:"3)+ 209:(
)* 2&
自行车做匀速直线运动&即%(+()* 2$
!1"根据!(
"
#可得
&自行车行驶的路程#
"(!#(* .0/3*3-+ /() *++ .&
匀速行驶时牵引力所做的功#$(%"()* 23) *++ .(
1"1*3)+, 4$
!5"牵引力做功的功率#
&(
$
#
(%"
#
(%!()* 23* .0/(=* 6%
!!")8+!-1"*!变大!!#"51
!$"解!!)"由图可知&-(,&不计绳重和摩擦&根据%(
)
-
!'?
'动"可知&拉绳子的力#
%(
)
-
!'?'."(
)
,
3!) +++ 2?8+ 2"(1=+ 2$
!1"拉绳子的力做的有用功#
$有用('(() +++ 23) .() +++ 4$
!5"拉绳子的力做的总功#
$总(%"(%-((1=+ 23,3) .() +8+ 4&
则拉绳子的力做功的功率#
&(
$总
#
() +8+ 4
* /
(1)- 6$
!,"此过程中的机械效率#
!(
$有用
$总
3)++<(
) +++ 4
) +8+ 4
3)++<!;1"-<%
()*+2345.678"
思维导图建体系
力!距离!$!力!通过的距离!乘积!%"!焦耳!焦!
4!不能!做功!&!快慢!
$
#
!瓦特!瓦!6!需要的'
有价值!不得不做!$有用?$额外!
$有用
$总
3)++/!做功!运
动!大!大!受重力作用!大!高!弹性形变!大!动能
!势能!守恒!电!机械
广西中考对点练
!"%"#"&"$"%"%"#"&"%"'"$"("$")"%"*"$
!+"'(!
'(
%"
3)++<!!!")1+!8+<!!#")7)!-7*
!$"解!!)"货轮行驶的速度#!(
"
#
(1++ .
*+ /
(, .0/$
!1"牵引力做的功#$(%"(*3)+* 231++ .()3)+8 4$
!5"牵引力的功率#&(
$
#
()
3)+8 4
*+ /
(13)+- 6%
!%"$#"!&"&"!'"$%"!("&
!)"减小!不变
!*"!)"动能!距离"!!1"多!大!!5"阻!匀速
!,"车速
#+"!)"弹簧被压缩的程度!!1"速度!!5"质量!!,"控制
变量法!或转换法"
()9+,:1.;/
!#"!"内"能
!"$"#"$"$"&"%"#
&"热传递!转移!'"机械!做功
("&")"$"*"&"!+"$"!!"&$
!#"热传递!机械!扩散!!$"增加!做功!减少!热传递
!%"做功!热传递!!&"热传递!机械能
!'"不为!大于!热传递!!("热传递!做功
!)"做功!增大!!*"$!#!!
!#"#"热量与热值
!"#!#"!)"内能!!1"热量!!5"温度
$"&#!%"完全燃烧!大!不变
&"!)"自下而上!!1"质量!!5"水升高的温度!!,"煤油
'"5",3)+=!5",3)+8!("5"-3)+;!)1+!1"*
)"&"*"#"!+"%!!!"内!机械!8
!#"解!!)"此人跑完一次马拉松比赛消耗的热量#3放 (
1 *++3)+53,"1 4()"+*3)+= 4$
!1"根据3()4可知&完全燃烧酒精的质量#
)(
3放
4酒精
()"+*
3)+= 4
5"+3)+= 409:
(+"5* 9:%
!$"小于!)3)+=!)75!!%")"*!热值!1
跨学科实践"科学安排饮食与运动
二"!)"内!机械!!1"强度!时间
解!!5"由热量公式可知&早饭摄入 *+ :淀粉&获得的热
量3) ())4淀粉(*+ :3)"=13)+
, 40:(8"-3)+* 4&
摄入 )+ :蛋白质&获得的热量31 ()14蛋白质()+ :3)"=-3
)+, 40:()"=-3)+* 4&
早饭获得的热量3总(3)?31 (8"-3)+
* 4?)"=-3)+* 4(
)"+5-3)+- 4$
!,"通常午餐的热量要占一天总量的 ,+<&则午餐需要
获得的热量35 (,+/3(,+<3)"+3)+
= 4(,3)+- 4&
)*+ :米饭提供的热量3, (),4淀粉()*+ :3)"=13)+
, 40:(
1"*83)+- 4&
则还需要获得的热量3脂肪(35@3, (,3)+
- 4@1"*83)+- 4(
)",13)+- 4()脂肪 4脂肪&解得&)脂肪!5- :$
!*"多余的热量3* ()*4脂肪(* :35";)3)+
, 40:()";**3
)+* 4&
由表格数据可知&打羽毛球消耗多余的热量需要的时间
#(
3*
5"83)+, 4
3)* .AB(
)";**3)+* 4
5"83)+, 4
3)* .AB!== .AB%
三"!-"答!合理安排饮食&保证能量摄入!原理#能量守恒
定律"%
适量运动&避免过度消耗能量!原理#能量转换与消耗"%
!#"$"物质的比热容
! ! "#$789
!"热量!升高的温度
#"!)"吸收热量的多少!!1"大于!!5"沙子!!,"控制变
量法!转换法
$"#"%"$"&"#!'"快!小于!乙!("#")"%
*"乙!大于!冰!小于!!+"!)"秒表!!1",1!!5"1
!!"$%!!#"'!C
! # "#$789):;<=>?@
!"$"#"%!$"小!内陆!%"%!&")"+*3)+=!)++
'"+",-3)+5!1+!("1")3)+,!1")3)+,!1")3)+5
)"解!!)"3吸 (5水 )%#(,"13)+
5 40!9:(D"3) +++ 9:3
!8+ D@1+ D"(1"*13)+8 4$
!1"由题知&不计热量损失&天然气完全燃烧放出的热
量#3放(3吸(1"*13)+
8 4&
由3放 (64得&加热这些水所需要天然气的体积#6(
3放
4天然气
(1"*1
3)+8 4
,3)+= 40.5
(-"5 .5%
*"$"!+"&
!!"乙!先减小后不变!17)!1")3)+5
!#"解!!)"金属块放出的热量#
3放(5金 )金!#+金@#金"(+",;3)+
5 40!9:(D"3)"* 9:3
!,1+ D@1+ D"(1";,3)+* 4$
!1"由题知&水吸收的热量3吸(3放(1";,3)+
* 4&
由3吸(5)%#得&水升高的温度#
%#水(
3吸
5水 )水
( 1";,
3)+* 4
,"13)+5 40!9:(D"3) 9:
(=+ D&
水的末温##水(%#水?#+ (=+ D?5* D()+* D&
在标准大气压下&水的沸点为 )++ D&
所以水沸腾后吸热&温度保持 )++ D 不变&水的末温为
)++ D&水升高的温度为 )++ D@5* D(-* D%
!$"#!!%"-"1!) -8+
!#"%"热机与社会发展
!"#!#"属于!内!$"%"%"#"&"&"'"$"("&
)"5+!-";3)+-!*")"1,13)+;!-";3)+,!,+<
!+"%"!!"&"!#"$"!$"$"!%"做功"压缩
!&"丙!内能转化为机械能
!'",+!+"=1!做功!!("机械!做功!!)"压缩!减小
跨学科实践"燃油汽车与电动汽车的对比研究
二"解!!)"发动机输出的有用功$有用(3放3!(,"-3)+
= 43
5+<()"583)+= 4$
!1"电动机输出的机械能 $机械 ($电3!.(*+ 96(E3
;+<(,* 96(E$
!5"燃油汽车行驶 )++ 9.的费用为 - F3-元0F(5-元&
电动汽车行驶 )++ 9.的费用为
)
1
3,, 96( E 3
+"-元096(E()5"1元&
所以使用燃油汽车和电动汽车相比&电动汽车更经济%
三"答!!,"电动汽车的能量转化效率通常高于燃油汽车的
原因#电动机直接将电能转化为机械能&能量损耗较少$
而燃油汽车需要通过热机将内能转化为机械能&能量损
耗较大%
!*"燃油汽车和电动汽车在环境影响方面的差异#
燃油汽车排放尾气&污染空气!原理#燃烧汽油产生有害
气体"%
电动汽车不直接排放尾气&但电池生产和处理可能对环
境造成影响!原理#电池中的化学物质可能污染环境"%
小专题培优 #"热量!热效率相关计算
!"8",3)+)+!大于
#"解!!)"水放出的热量#
3放水(5水 )水!#+ @#"(,"13)+
5 40! 9:(D"3,3)+, 9:3
!;* D@,* D"(8",3)+; 4$
!1"由题意知&焦炭完全燃烧放出的热量#
3放焦炭(3放水(8",3)+
; 4&
由3放()4得&完全燃烧焦炭的质量#
)焦炭(
3放焦炭
4焦炭
( 8",
3)+; 4
5"+3)+= 409:
(18+ 9:%
$"解!!)"某城镇每天产生 5+ G生活垃圾&) G生活垃圾能
)榨*出 ),+ 9:燃料油&所以共)榨*出燃料油的质量 )(
5+3),+ 9:(, 1++ 9:&
这些垃圾)榨*出的燃料油完全燃烧释放出的热量#3放(
)4油(, 1++ 9:3,"+3)+
= 409:()"-83)+)) 4$
!1"由3放()4可得&要放出 )"-83)+
)) 4的热量需要完全
燃烧煤的质量#
)煤(
3放
4煤
()"-8
3)+)) 4
53)+= 409:
(* -++ 9:$
!5"由!(
3吸
3放
3)++<可得&水吸收的热量#
3吸(3放 !()"-83)+
)) 435+<(*"+,3)+)+ 4&
由公式3(5)%#得&质量为 *++ G的水吸收 *"+,3)+)+ 4的
热量时升高的温度#
%#(
3吸
5水 )水
( *"+,
3)+)+ 4
,"13)+5 40!9:(D"3*++3)+5 9:
(1, D%
%"1+!1+
&"解!!)"完全燃烧 +") 9:)可燃冰*放出的热量#
3放()可燃冰 4(+") 9:3,"13)+
= 409:(,"13)+- 4$
!1"已知!(*+/&3放(,"13)+
- 4&
由!(
3吸
3放
3)++<可得&水吸收的热量#
3吸(!33放(*+<3,"13)+
- 4(1")3)+- 4$
!5"由3吸(5)%#可得#
水升高的温度#
%#(
3吸
5水 )水
( 1")
3)+- 4
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()+ D&
则水的末温##(#+?%#(1+ D?)+ D(5+ D%
'"解!!)"这些燃料完全燃烧放出的热量#3放 ()氢 4氢 (-3
)+, 9:3)",3)+8 409:(8",3)+)1 4$
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