第14章 6 内能的利用 大单元整合复习（作业课件）-【优翼·学练优】2025-2026学年新教材九年级物理上册同步备课（人教版2024）

2025秋季学期 《学练优》·九年级物理上·RJ（通用） 第十四章 内能的利用 大单元整合复习 快速对答案 提示：点击 进入习题讲评 消失 产生 其他 保持不变 内 机械 火花塞 打开 关闭 机械 内 内 机械 关闭 打开 喷油嘴 完全燃烧 qm qV 燃料完全燃烧放出的热量 向上运动　内　机械　 1 增加燃料量（或优化灯罩设计，让热空气更集中且快速地向上流动） 2 A 3 快速对答案 快速对答案 4 解：（1）已知消耗酒精的质量m酒精＝1g＝1×10－3kg，则该过程中酒精完全燃烧释放的热量Q放＝q酒精m酒精＝3.0×107J/kg×1×10－3kg＝3×104J。 （2）1标准大气压下水的沸点为100℃，即水的末温为100℃，则水吸收的热量Q吸＝cm（t－t0）＝4.2×103J/（kg·℃）×0.03kg×（100℃－20℃）＝1.008×104J。 快速对答案 （3）已知克服瓶塞重力做功W＝0.9J，由转化效率η定义可知，该过程的转化效率η＝＝ ＝0.00003＝0.003％。酒精燃烧放出的热量没有被水全部吸收，因此水蒸气对软木塞做功较少，故效率偏低。 快速对答案 5 压缩　机械　内　不变　 D 6 解：（1）6t航空燃油完全燃烧释放的热量Q放＝qm＝4.5×107J/kg×6×103kg＝2.7×1011J。 7 快速对答案 （2）该战斗机以1800km/h，即500m/s的速度沿直线匀速飞行时，根据表格数据可知，战斗机受到的阻力f＝6×104N，根据二力平衡条件可知，战斗机受到的牵引力F＝f＝6×104N，飞行1h，牵引力做的功W＝Fs＝Fvt＝6×104N×500m/s×1×3600s＝1.08×1011J，此次巡航时战斗机的输出功率P＝＝＝3×107W。 快速对答案 （3） WS－15涡扇发动机此次巡航的热机效率η＝＝＝0.4＝40％。 （4）改良发动机的结构、减小各部件之间的摩擦、利用废气带走的能量等 快速对答案 内　机械　做功　减小火柴的质量（或增加发射筒内红磷的质量或调整发射角度）　 3 消失 产生 其他 其他 保持不变 内 机械 火花塞 打开 关闭 机械 内 内 机械 关闭 打开 喷油嘴 完全燃烧 qm qV 燃料完全燃烧放出的热量 跨越时空的动力变革探索 火能驱散寒冷和黑暗，带来温暖和光明。摩擦生火第一次使人支配了一种自然力量，而蒸汽机的发明则给人类带来了巨大的动力，热机在人类历史进程中扮演着关键角色。小优对热机的发展充满兴趣，请你和他一起来探寻不同时期的热机吧。 任务一古代篇：走马灯的能量奥秘 1.在古代，我国就发明了如图所示的流行于民 间的走马灯，它是世界较早的热机雏形。如果 点燃走马灯内的蜡烛，燃烧产生的高温气体将 __________（选填“向上运动”“向下运动”或 “绕蜡烛旋转”），运动的热空气便推动纸风 车和固定在转轴上的纸马转动，这种走马灯工作时将热空气的____能转化为纸马的______能。 向上运动 内 机械 2.新考向 开放性设问如果想提高走马灯的转速，从热机原理和能量转化的角度出发，你认为可以采取的措施是__________________________________________ ______________________。（写出一种） 增加燃料量（或优化灯罩设计，让热空气更集中且快速地向上流动） 任务二近代篇：工业革命的蒸汽机传奇 3.17世纪，人类发明了热机，最早的热机是蒸汽机。瓦特进行了改良，在1782年研制出了双向式蒸汽机，使蒸汽机成为可以广泛使用的动力机。如图是蒸汽机工作的原理示意图，关于蒸汽机的工作过程中所涉及的物理知识，下列说法正确的是（ ） A A.汽缸内的水蒸气推动活塞做功，内能转化为机械能 B.燃料燃烧时产生热量，这是将内能转化为化学能 C.蒸汽推动活塞做功，水蒸气的内能增大 D.蒸汽机加装冷凝器，能减少废气带走的温度 4.小优查阅资料发现，传统的蒸汽机的燃料在汽缸 外部燃烧，效率很低，只有6％～15％。于是他组装 了如图所示的实验装置进行进一步的研究。在试管 里注入0.03kg温度为20℃的水，用软木塞塞紧管口， 用酒精灯加热。试管里的水沸腾后，水蒸气把软木 塞竖直向上冲起。已知气压为1标准大气压，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），酒精热值为3.0×107J/kg，该过程消耗酒精1g，克服瓶塞重力做功0.9J。 （1）求该过程中酒精完全燃烧释放的热量。 解：已知消耗酒精的质量m酒精＝1g＝1×10－3kg，则该过程中酒精完全燃烧释放的热量Q放＝q酒精m酒精＝3.0×107J/kg×1×10－3kg＝3×104J。 4.小优查阅资料发现，传统的蒸汽机的燃料在汽缸 外部燃烧，效率很低，只有6％～15％。于是他组装 了如图所示的实验装置进行进一步的研究。在试管 里注入0.03kg温度为20℃的水，用软木塞塞紧管口， 用酒精灯加热。试管里的水沸腾后，水蒸气把软木 塞竖直向上冲起。已知气压为1标准大气压，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），酒精热值为3.0×107J/kg，该过程消耗酒精1g，克服瓶塞重力做功0.9J。 （2）求水从20℃加热至沸腾吸收的热量。 解：1标准大气压下水的沸点为100℃，即水的末温为100℃，则水吸收的热量Q吸＝cm（t－t0）＝4.2×103J/（kg·℃）×0.03kg×（100℃－20℃）＝1.008×104J。 4.小优查阅资料发现，传统的蒸汽机的燃料在汽缸外 部燃烧，效率很低，只有6％～15％。于是他组装了如图 所示的实验装置进行进一步的研究。在试管里注入0.03kg 温度为20℃的水，用软木塞塞紧管口，用酒精灯加热。试 管里的水沸腾后，水蒸气把软木塞竖直向上冲起。已知 气压为1标准大气压，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），酒精热值为3.0×107J/kg，该过程消耗酒精1g，克服瓶塞重力做功0.9J。 （3）若将此过程中克服瓶塞重力做的功与酒精完全燃烧释放的热量之比定义为转化效率η，求此转化效率，并指出效率低的原因。 解：已知克服瓶塞重力做功W＝0.9J，由转化 效率η定义可知，该过程的转化效率η＝＝ ＝0.00003＝0.003％。酒精燃烧放出的热量没有被水全部吸收，因此水蒸气对软木塞做功较少，故效率偏低。 5.19世纪人类发明了汽油机。如图表示的是汽油机的______冲程，此过程中______能转化为____能；燃料在燃烧过程中热值______（选填“不变”“变大”或“变小”）。 压缩 机械 内 不变 任务三　现代篇：航空发动机的能量奇迹 6.早期的飞机是由内燃机提供动力的，工程师们为提高航空发动机的效率不断进行改进。2024年11月12日，AEF1200发动机在第十五届中国国际航空航天博览会首次亮相，这是中国自主研制的第一型大涵道比双转子涡轮风扇发动机。涡轮风扇发动机的基本结构如图所示，空气流过风扇后分成两路：一路是内涵气流，该气流经高压压气机压缩，在燃烧室和燃油混合燃烧，产生的燃气经高压涡轮和喷管膨胀，以高速从尾喷口排出，产生推力；另一路是外涵气流，该气流经外涵道直接排入大气或同燃气一起从尾喷口排出。下列说法正确的是（ ） A.涡轮风扇发动机不属于热机 B.燃烧室中燃料燃烧越充分，燃料的热值就越大 C.燃烧室中燃料燃烧放出的热越多，涡轮风扇发 动机的效率就越高 D.高温高压燃气推动涡轮转动的过程，相当于内 燃机的做功冲程 D 7.如图所示为我国自主研制的某新型战斗机，具备电磁隐 身、超音速巡航、超机动性、超视距攻击等优异性能。该 战斗机装备了最新的WS－15涡扇航空发动机，使得其机械 性能“如虎添翼”大幅提升，最大起飞质量达到了惊人的 37t，最大飞行高度超过20 000m，最大航行速度高达2.2马 赫（约2 700km/h），最大载油量为10t。战斗机航行时所受阻力的大小与速度的关系如表： 速度v/（m/s） 100 200 300 400 500 阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 6×104 若在执行某次巡航任务中，该战斗机以1 800km/h的速度沿直线匀速飞行1h，消耗6t航空燃油，已知航空燃油的热值为4.5×107J/kg。 （1）求6t航空燃油完全燃烧释放的热量。 解：6t航空燃油完全燃烧释放的热量Q放＝qm＝4.5×107J/kg×6×103kg＝2.7×1011J。 速度v/（m/s） 100 200 300 400 500 阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 6×104 若在执行某次巡航任务中，该战斗机以1 800km/h的速度沿直线匀速飞行1h，消耗6t航空燃油，已知航空燃油的热值为4.5×107J/kg。 （2）求此次巡航时战斗机的输出功率。 7.如图所示为我国自主研制的某新型战斗机，具备电磁隐 身、超音速巡航、超机动性、超视距攻击等优异性能。该 战斗机装备了最新的WS－15涡扇航空发动机，使得其机械 性能“如虎添翼”大幅提升，最大起飞质量达到了惊人的 37t，最大飞行高度超过20 000m，最大航行速度高达2.2马 赫（约2 700km/h），最大载油量为10t。战斗机航行时所受阻力的大小与速度的关系如表： 解：该战斗机以1800km/h，即500m/s的速 度沿直线匀速飞行时，根据表格数据可知， 战斗机受到的阻力f＝6×104N，根据二力平 衡条件可知，战斗机受到的牵引力F＝f＝6 ×104N，飞行1h，牵引力做的功W＝Fs＝Fvt＝6×104N×500m/s×1×3600s＝1.08×1011J，此次巡航时战斗机的输出功率P＝＝＝3×107W。 速度v/（m/s） 100 200 300 400 500 阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 6×104 速度v/（m/s） 100 200 300 400 500 阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 6×104 若在执行某次巡航任务中，该战斗机以1 800km/h的速度沿直线匀速飞行1h，消耗6t航空燃油，已知航空燃油的热值为4.5×107J/kg。 （3）求WS－15涡扇发动机此次巡航的热机效率。 解：WS－15涡扇发动机此次巡航的热机效率η＝＝＝0.4＝40％。 7.如图所示为我国自主研制的某新型战斗机，具备电磁隐 身、超音速巡航、超机动性、超视距攻击等优异性能。该 战斗机装备了最新的WS－15涡扇航空发动机，使得其机械 性能“如虎添翼”大幅提升，最大起飞质量达到了惊人的 37t，最大飞行高度超过20 000m，最大航行速度高达2.2马 赫（约2 700km/h），最大载油量为10t。战斗机航行时所受阻力的大小与速度的关系如表： 速度v/（m/s） 100 200 300 400 500 阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 6×104 若在执行某次巡航任务中，该战斗机以1 800km/h的速度沿直线匀速飞行1h，消耗6t航空燃油，已知航空燃油的热值为4.5×107J/kg。 （4）若要进一步提高该热机的效率，你认为可以从哪些方面进行改进？ 解：改良发动机的结构、减小各部件之间的摩擦、利用废气带走的能量等 7.如图所示为我国自主研制的某新型战斗机，具备电磁隐 身、超音速巡航、超机动性、超视距攻击等优异性能。该 战斗机装备了最新的WS－15涡扇航空发动机，使得其机械 性能“如虎添翼”大幅提升，最大起飞质量达到了惊人的 37t，最大飞行高度超过20 000m，最大航行速度高达2.2马 赫（约2 700km/h），最大载油量为10t。战斗机航行时所受阻力的大小与速度的关系如表： 自制小火箭 1.材料准备：火柴、回形针、铝箔纸、剪刀、打火机。 2.制作过程：①取一根火柴，用铝箔纸绕着它卷成一 个筒，将火柴头所在的前端捻紧密封，取出火柴，后 端留一点空隙，一个发射筒就做好了。②取4到5根火 柴，刮下火柴头上的红磷，捻成粉末，装入发射筒中， 插入一根火柴，安装好尾翼，一个简易的小火箭就做 好了。③用回形针制作一个小型发射架，将小火箭置 于发射架上，小心地用打火机加热火箭前端，小火箭就发射了（如图）。 3.思考： （1）小火箭飞出过程中，红磷燃烧产生 的气体对火箭做功，____能转化为_____ 能，与热机中的______冲程的能量转化 相同。 （2）如果想让小火箭飞得更远，可以采 取的改进措施是_____________________ ____________________________________。 内 机械 做功 减小火柴的质量（或增 加发射筒内红磷的质量或调整发射角度） $