（九上预习篇）第12章 第5节 能量的转化与守恒-【假期好时光】2025年新教材物理八升九暑假作业（鲁科版五四学制2024）

第四节热机 知识点讲解 知识点一热机 1.化学内内机械内燃机发动机气缸高 温高压做功内机械 2.冲程吸气压缩做功排气221 【跟踪训练1】 1.C 2.变低A10000【解析】图甲中的气球在放气 时，气球内气体体积膨胀，对外做功，气体内能减 小，温度降低，所以它喷气的嘴部温度和原来相比 变低，此过程中，气体的内能转化为机械能；图乙 中，A中两气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程， 内能转化为机械能：B中两气门关闭，活塞向上运 动，为压编冲程，机械能转化为内能，所以甲图发生 的能量转化与图乙中的内燃机在A图所示过程的 能量转化是一致的。飞轮转速为3000r/min= 50/s,即飞轮每秒转动50周，完成25个工作循 环，完成100个冲程，对外做功25次，每秒钟对外 做的功为W=nW=25×400J=10000J。 知识点二燃料的热值 1.完全燃烧热量质量J/kg种类 2.Q=mq 【跟踪训练2】 D 知识点三 热机的效率 1.有用功完全燃烧能量废气 2.大 【跟踪训练3】 B【解析】图中所示冲程两气门关闭，活塞向上运 动，是压编冲程，故A错误；若该汽油机完全燃烧 5kg汽油，则汽油机做的有用功为W有用=7Q数= 30%×5kg×4.6×10J/kg=6.9×10'J,故B正 确；飞轮每分钟转动1800图，则每秒转动30圈，该 汽油机飞轮转动2圈对外做功一次，则在1$内做 功15次，故C错天：由)-得，汽油机消耗的燃 料越少，完全燃烧释放的热量越少，做的有用功不 知，无法比较效率高低，故D错误。故选B。 自主检测 1.D2.A3.C4.D 5.A【解析】润滑油的作用是减少机械部件之间 的摩擦，降低磨损和能量损失，从而提高效率，故 A正确：任何热机的效率都不可能达到100%，因 为总会有热量散失到环境中，无法完全转化为有 用功，故B错误；在汽油机的四个冲程中，只有进 气、压缩和排气冲程需要依靠飞轮的惯性完成，而 做功冲程是由燃料燃烧产生的动力推动活塞运 动，并非依赖飞轮惯性，故C错误；四冲程汽油机 每完成一个工作循环，飞轮需转2圈，对外做功1 次，飞轮转速为1200r/min,即20r/s,因此每秒 做功次数为20÷2=10次，故D错误。故选A。 6.C 7.B【解析】任何热机的效率都不可能达到100%， 汽油机的实际效率通常在20%~40%之间，存在 热量散失和摩擦损耗，故A错误；汽油燃烧会产 生一氧化碳(C0)、氮氧化物(NOx)、碳氢化合物 (HC)等有害气体，以及二氧化碳(C02)等温室气 体，对环境和人体健康造成危害，故B正确；四冲 程汽油机的一个工作循环（进气、压缩、做功、排 气)中，只有做功冲程对外做功1次，其余3个冲程 不对外做功，故C错误：汽油机在吸气冲程中吸入 的是空气与汽油的混合气，故D错误。故选B。 8.C 9.做功18009.66×1057.5【解析】图示中 进气门和排气门均关闭，火花塞点火，活塞向下运 动，该冲程为做功冲程；飞轮转速为60/s,即每 分钟转60×60=3600r,每个工作循环飞轮需转 2转，因此每分钟的工作循环数为3600=1800个： 2 完全燃烧0.21kg的汽油所释放的热量Q*= mq=0.21kg×4.6×10'J/kg=9.66×10J;热量 全部被水吸收，由Q=cm4得：△== cm 9.66×10J 40kg×4.2×10/(kg:℃)=57.5℃，初始水 温为20℃，升高57.5℃后为77.5℃，未超过标准 大气压下水的沸，点，因此水温实际升高57.5℃。 10.扩散102.3×10 11.2.8×10°75%【解析】氢气完全燃烧产生的 热量Qt=m四=0.02kg×1.4×10J/kg=2.8× 10°J:骑行时受到的阻力f=0.05G=0.05mg= 0.05×84kg×10N/kg=42N,自行车匀速行驶， 受到的牵引力与阻力平衡，所以F=∫=42N,做 的功W=Fs=42N×50000m=2.1×10°J,氢 72.1×10」=75%。 气的利用效率刀=Q.2.8×10丁 12.6.44×1071.05×10539.1% 13.解：(1)水的质量：m=pV=1.0×103kg/m3× 150m3=1.5×103kg, 水放出的热量： Q做=cm(o-t)=4.2×103J/(kg·℃)×1.5× 103kg×(90℃-50℃)=2.52×10°J。 (2)天然气放出的热量： Qa-0=252x10J=2.8×10”J。 90% (3)需要天然气的体积： V==2.8×100 q4×10'J/m3 =700m。 答：(1)每小时流出的地热水温度降低到50℃， 所放出的热量为2.52×10°J: (2)这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，且天 然气蒸汽锅炉的热效率为90%，天然气放出的 热量为2.8×10°J; (3)需完全燃烧天然气的体积为700m3。 第五节能量的转化与守恒 知识点讲解 知识点一能量的转化 1.机械内化学光电转化 2.机械内电机械太阳化学电内 11 电化学 【跟踪训练1】 1.D 2.D【解析】新能源汽车在加速行驶时，动力电池 将化学能转化为电能，电动机再将电能转化为机 械能驱动车辆，故AB错误；给新能源汽车充电 时，电能被储存到电池中，转化为化学能，故D正 确，C错误。故选D。 知识点二能量守恒定律 1.消失产生形式形式物体物体保持 不变 2.做功永动机不可能 【跟踪训练2】 1.B 2.A【解析】虽然小球的机械能因与地面碰撞、空 气阻力等因素逐渐减少，但减少的机械能转化为 了内能等其他形式的能量，根据能量守恒定律，总 能量保持不变，故A正确：撞击时，小球的机械能 通过碰撞形变、摩擦等过程转化为内能，故B错 误；小球内能的增加主要来源于碰撞过程中的做 功（如撞击地面时机械能转化为内能），故C错 误；机械能总量会因碰撞、空气阻力等逐渐减少， 转化为其他形式的能量，故D错误。故选A。 自主检测 1.C2.C3.A4.B 5.B【解析】燃料燃烧的本质是化学能转化为内 能，在燃烧过程中，化学能被释放，通过燃烧反应 生成热量，故A错误；热气球通过加热内部空气， 使其密度降低而产生浮力，燃料燃烧释放的内能 加热空气，空气膨胀对外做功，即内能转化为机 械能，故B正确；热气球上升时，燃料持续燃烧， 不断将化学能转化为内能和机械能，因此，其机 械能总量是逐渐增加的，而非保持不变，故C错 误：根据能量守恒定律，机械能不能凭空产生，只 能从其他形式的能量转化而来，故D错误。故 选B。 6.C 7.D【解析】锂电池充电时，电能主要转化为化学 能储存，而非光能，充电效率99%指输入电能的 99%被有效存储为化学能，其余能量以热能形式 散失，故A错误；电动机的效率指电能转化为机 械能的比例，83%的效率表示83%的电能转化为 机械能，故B错误：柴油燃烧时化学能已转化为 内能，柴油机的效率35%是指将这部分内能的 35%转化为机械能，而非再次转化为化学能，故C 错误；电热水器的核心功能是将电能转化为水的 内能，其效率87%即电能有效转化为水内能的比 例，其余能量可能通过散热损失，故D正确。故 选D。 8.A9.C 10.机械减小 11.内做功机械保持不变（守恒） 12.机械能量守恒定律热值 13.8.4×10°4.2×1050 章未预习自测 12 1.C2.B3.C 4.C【解析】煮熟鸭蛋是通过热传递的方式使鸭蛋 内能增加，而非做功，故A错误：蛋壳易碎是由于 其宏观结构脆性大，但分子间引力始终存在，若分 子间无引力，蛋壳将无法保持固体形态，故B错 误；腌制时，盐分从高浓度盐水向蛋内低浓度区域 扩散，属于分子热运动引起的扩散现象，故C正 确；鸭蛋变凉是因热量传递到环境中，但分子运动 求不停息，温度降低仅使分子热运动减缓，故D 错误。故选C。 5.C6.D7.B8.A9.A10.B11.B 12.A【解析】燃料燃烧越充分，释放的内能越多， 转化为机械能的比例越高，因此发动机效率越 高，故A正确；燃料的热值是燃料本身的属性， 与是否混合空气无关，混合空气只是为了促进燃 烧，不会改变热值，故B错误；压气机压缩空气 时，对空气做功，空气的温度和压强升高，内能增 大，故C错误；高温高压气体推动涡轮转动时， 气体的内能转化为涡轮的机械能，故D错误。 故选A。 13.D【解析】热值是燃料的固有属性，表示单位质 量燃料完全然烧放出的热量，与燃烧后的剩余质 量无关，故A错误：燃料完全燃烧放出的热量不 仅取决于热值，还取决于燃料的质量，热值小但质 量大的燃料完全燃烧放出的热量可能比热值大但 质量小的燃料更多，故B错误；热值是燃料的固有 属性，只要燃料种类不变，其热值就不变，与剩余 量无关，故C错误；热值的定义就是1kg燃料完 全燃烧放出的热量，因此1kg焦炭完全燃烧放出 的热量为3.0×10J,故D正确。故选D。 14.A15.D 16.在不停地做无规则运动引力 17.增加做功18.802.1×10A 19.一样大比热容25【解析】热值是燃料的一 种特性，只与燃料的种类有关。因此汽油加在T 型轿车内与加在L型轿车内热值一样大：用水做 冷却剂是因为质量和升高相同的温度时，能带走 更多的热量，主要原因是水的比热容大；四冲程 汽油机工作时，一个工作循环4个冲程，曲轴转 2圈，对外做功1次。汽油机曲轴的转速为 3000r/min,即50r/s,也就是说每秒曲轴转50 圈，完成25个工作循环，对外做功25次。 20.(1)停表(2)加热时间(3)质量升高的温度 (4)B66(5)水 21.(1)温度计天平(2)水吸收的热量 (3)热传递(4)1.575×10'(5)小 【解析】(1)实验需要测量蜡烛燃烧前后的质量 差和水温变化，因此还需要天平和温度计。(2) 蜡烛燃烧放出的热量无法直接测量，但可以通过 水吸收的热量间接反映。(3)水的内能增加是 通过热传递（蜡烛燃烧放热，水吸热升温）实现 的。(4)燃烧的蜡烛质量m蜡姓=20.6g-20g= 0.6g=0.0006kg;水吸收的热量Q=cm△t= 4.2×103J/kg×(150÷1000)kg×(40-25)℃= 9450J,假设水放出的热量被蜡烛完全吸收，蜡烛假期好时光 LK·物理·九年级·上 第五节 能量的转化与守恒 一学习目标 1.了解能量及其存在的多种形式。 2.知道能量的转移和转化，能解释一些常见现象中的能量转化过程。 3.理解能量守恒定律，有用能量守恒定律的观点分析物理现象的意识，体会能量守恒定律的普适性。 厂知识点讲解☐ 知识点一能量的转化 1.自然界的能量有 能 能 能 能 能，这些能量之 间是能够互相 的。 2.摩擦生热是将」 能转化为 能，电动机是将 能转化为 能，光 合作用是将 能转化为 能，电热水器是将 能转化为 能，电 池充电是将 能转化为 能。 【典型例题1】下列关于能量转化转移现象的说法中，正确的是 () A.用干电池供电，电能转化为化学能 B.暖瓶塞被热气弹开，机械能转化为内能 C.用电热水器烧水，电能转化为内能 D.搓手取暖，内能发生了转移 解析：千电池供电时，是电池的化学能转化为电能，A错误；暖瓶塞被热气弹开，是热气的内能 转化为了瓶塞的机械能，B错误；电热水器在工作时消耗电能，产生内能，是将电能转化为内 能，C正确；槎手取暖是通过做功的方式改变物体的内能，因此内能发生了转化，D错误。 答案：C 【跟踪训练1】 1.从宏观到微观，物质运动的多样性决定了能量形式的多样性。下列与其他能量形式不同的是 A.流动的河水 B.运动场上奔跑的运动员 C.龙卷风 D.电闪雷鸣 2.我国新能源汽车的装车量全球领先，下列关于新能源汽车的说法正确的是 A.新能源汽车加速行驶时，动力电池将机械能转化成内能 B.新能源汽车加速行驶时，电动机将内能转化成机械能 C.给新能源汽车充电时，电能转化成机械能 D.给新能源汽车充电时，电能转化成化学能 知识点二能量守恒定律 1.能量既不会凭空 ,也不会凭空 它只会从一种 转化为其他 ,或者从一个 转移到其他 ,而在转化和转移的过程中，能量的总量 ,这就是能量守恒定律。 68 第十二章内能与热机 预习篇 2.能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，历史上很多人曾经设想制造一种不 需要消耗任何能量就能源源不断对外 的机器，这种机器叫作 ;根据能量守 恒定律，这种机器 (选填“有可能”或“不可能”)被制造出来。 【典型例题2】有关能量守恒定律，下列说法中正确的是 A.能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化 B.能量守恒定律只适用于能量转化过程 C.“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律 D.按照能量守恒定律，宇宙中的能量总和永远不会增减 解析：能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化，A错误；能量守恒定律既适用 能量转化过程，又适用于能量的转移过程，B错误；“摩擦生热”是将机械转化为内能的过 程，所以它也是符合能量守恒定律的，C错误；根据能量守恒定律，宇宙中的能量总和不变， D正确。 答案：D 【跟踪训练2】 1.下列关于能量的转化和守恒的说法正确的是 A.钻木取火是将内能转化为机械能 B.氢气燃烧是将化学能转化为内能 C.汽油机在工作过程中，燃料完全燃烧放出的内能只有部分转化为机械能，剩下的能量凭空 消失了 D.人们对太阳能的开发和利用说明能量可以凭空产生 2.如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是 A.小球弹起的高度越来越小，在此过程中能量守恒 B.小球和地面之间发生撞击，内能转化为机械能 C.在小球的运动中是通过热传递的方式使其内能增加 D.根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 学法指导☐ 能量守恒定律是物理学中的基本定律，它指出能量不会凭空产生或消失，只会以不同形式 相互转化或在不同物体间转移，且总能量始终保持不变，其核心在于“总量守恒”，贯穿自然界 所有物理过程，具有普适性和根本性。 能量守恒定律揭示了能量的本质属性：在封闭系统中，无论发生何种形式的能量变化（如 机械能、热能、电能等相互转换)，系统的总能量始终保持恒定。例如，在摩擦生热过程中，机械 能减少的同时内能增加，两者总和不变。 能量变化表现为两种形式：一种是形式转化：如电池将化学能转化为电能，电动机将电能转 为机械能：另一种是物体转移：如碰撞中动能从一个物体传递到另一个物体。这两种过程均不 改变能量的总量，仅改变存在形式或归属对象。 69 假期好时光 LK·物理·九年级·上 一 自主检测☐ 一、选择题 1.关于能的概念，下列说法中错误的是 A.一个物体做功越多，这个物体具有的能量越多 B.动能、势能及机械能的单位都是焦耳 C.用线悬挂着的静止的小球没有做功，所以小球不具有能量 D.甲物体的速度比乙物体的速度大，但甲物体具有的动能不一定比乙物体多 2.下列有关能量及其转化的说法正确的是 ( A.弯弓射箭，箭的动能转化为弓的弹性势能 B.锂电池放电时电能转化为化学能 C.内燃机的压缩冲程将机械能转化为内能 D.人造卫星从近地点飞向远地点时势能减小，动能增大 3.断素树〔时事热点〕某科技公司研制生产的人形机器人，在2025年央视春晚舞蹈节目《秧 BOT》上表演扭秧歌的情景如图所示。下列分析正确的是 ( A.机器人工作时主要将电能转化为机械能 B.机器人工作时主要将电能转化为内能和化学能 C.机器人手中的手帕在转动的过程中处于平衡状态 D.机器人将手中的手帕扔出去后手帕惯性将变小 4.某物理社团制作了水火箭，如图是水火箭的简易原理图。使用打气筒向水火箭内不断打气， 当内部气体压强增大到一定程度时，会使水从水火箭中向下喷出，从而使水火箭升空。结合 题中材料，你认为以下说法正确的是 ( A.根据能量守恒定律可知，整个过程中水火箭的总能量保持不变 B.使用打气筒打气时的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同 C.水火箭中的“水”是一种热值较大的燃料 D.水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程 5.第33届夏季奥林匹克运动会的主火炬的上部是一个高为30m、直径为22m的热气球。火 炬手点燃火焰环后，热气球缓缓腾空，如图所示。下列说法中正确的是 ( ) A.点燃火焰环后，燃料的内能转化为化学能 B.点燃火焰环后，热气球缓缓腾空，这个过程中内能转化为机械能 C.热气球缓缓腾空的过程中动能和重力势能的总和是不变的 D.热气球缓缓腾空的过程说明可以创造机械能 6.一支向高空瞄准的步枪，扣动扳机后弹壳内火药燃烧射出一颗子弹，如图所示。子弹没有击 中目标，最后下落陷在土地中。下列关于以上过程发生的能量转化说法错误的是( A.火药燃烧是化学能转化为内能 B.射出子弹是内能转化为机械能 C.子弹在空中飞行时内能转化为机械能 D.子弹陷入土地中时机械能转化为内能 70 第十二章内能与热机 预习篇 7.下列对各个效率意义的解释中，正确的是 () A.某锂电池充电时的效率是99%，表示锂电池将其消耗的电能的99%转化为光能 B.某电动机的工作效率是83%，表示电动机将其消耗的电能的83%转化为内能 C.某柴油机的工作效率是35%，表示柴油机把柴油燃烧时释放的能量的35%转化为化学能 D.某电热水器的工作效率是87%，表示电热水器把其消耗的电能的87%转化为水的内能 8.如图所示是一种设想中的永动机，它通过高处的水冲击叶片，叶片转动对外做功。同时带 动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作。下面关于这款永动机的分析，正确的是 A.这一设想不符合能量守恒定律 B.这款永动机可以在现实中推广 C.这款永动机利用内能对外做功 D.高处的水在下落过程中机械能守恒 9.如图所示是一种太阳能背包。它的前面有一个太阳能电池板，里面有一个蓄电池，可以给手 机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列说法正确的是 ( A.太阳能电池板将电能转化为太阳能 B.给蓄电池充电时将化学能转化为电能 C.蓄电池放电将化学能转化为电能 D.小风扇工作将化学能转化为机械能 二、填空题 10.新素树〔时事热点〕2024年11月15日，搭载着天舟八号货运飞船的长征七号遥九运载火箭 在我国文昌航天发射场点火发射，发射任务取得圆满成功。火箭发动机工作时先将燃料的 化学能转化为内能，再将内能转化为 能：高温高压的燃气对火箭做功，燃气的内能 (选填“增大”或“减小”)。 11.能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，行驶中的汽车中，燃料的化学能通 过燃烧转化为燃气的 能，再通过热机的 冲程把该能量转化为汽车行驶的 能，同时还会有一部分能量被热机和周围环境吸收，总之在能量的转化和转移过程 中，能量的总量 12.现代电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，在汽车刹车时带动发电机，将汽车的 能转化为电能，为汽车提供后续运动的能量。有人认为，只要不断改进，这种汽车 就可以一边行驶，一边发电，永远运动下去，这种观念违背了 。我国火箭 升空使用固体氢作为燃料，是因为固体氢的 较大。 13.用煤气灶把2kg,初温为30℃的水烧到80℃，消耗了20g煤气，已知水的比热容是4.2× 103J/(kg·℃)，煤气的热值为4.2×10'J/kg,则煤气完全燃烧放出的热量为 J,水 吸收的热量为 J,煤气灶烧水的效率为 %。 71