第十四章 内能的利用 本章总结-【优+学案】2025-2026学年新教材九年级全一册物理课时通(人教版2024)

本章总结（答案P2) /1/11/111 本章知识梳理· /11/11/1 工作原理：内能转化为机械能 转化：在一定条件下，各种形式的能量是可以 分类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、 喷气发动机等 能量的转 相互转化的 能量守恒定律：能量既不会凭空消失，也不会凭空 产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从 概念：燃料直接在发动机气缸 与守 一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程 中，能量的总量保持不变 内燃烧产生动力的热机 分类：汽油机和柴油机 工作过程：一个工作循环由吸气、 内能的利 定义：某种燃料完全燃烧放出的热量 压缩、做功、排气四个冲程组成 与其质量之比 燃料的热值单位：Jg或Jm 放热公式：Q=qgm或Q=gV 压缩冲程：机械能转化为内能 能量 转化 的效 定义：用来做有用功的这部分能量， 与燃料完全燃烧放出的热量之比 做功冲程：内能转化为机械能 率 热机的效率 公式：m= Q有用 跨学科实践：制作简易热机模型 Q 提高热机效率的措施 ·通中考 111/I111I1l1II11l11/1I1111II1I11I☑ 是( A.内燃机的做功冲程 1.社会发展（临沂中考）2024年4月20日，我国 B.内燃机的压缩冲程 研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴 C.钻木取火 油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机 D.流星雨的形成 热效率的世界纪录.如图所示的内燃机的四个 4.（多选)（齐齐哈尔中考）关于单缸四冲程汽油 冲程，气缸内气体的内能最小的是( 机，下列说法正确的是( A.加润滑油可以减小汽油机零部件间的摩擦 梦超超 B.通过技术改进可以使汽油机的效率达到 100% C.除做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮 2.(菏泽中考)家用汽车常用汽油机提供动力，以 的惯性完成的 下有关说法正确的是( D.若飞轮的转动速度为1200r/min,则该汽 A.汽油燃烧时它的热值减小 油机每秒钟对外做功40次 B.汽油机的冷却液温度越高，含有的热量越多 5.(成都中考)小美在老师指导下进行了以下实 C.汽油机的做功冲程，内能转化为机械能 验：甲、乙两烧杯各装100g水，用酒精灯加热 D.汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越充分 甲烧杯，用煤油灯加热乙烧杯，直至杯内水沸 3.工程实践（枣庄中考）古代的人们曾发明了一 腾1min即熄灭该灯，测得消耗酒精4g、煤油 种活塞式点火器，如图所示.以牛角作套筒，木 2.5g.她根据实验数据绘制了水温与加热时 质推杆前端黏附艾绒.取火时，一只手握住套 间关系的图像（如图所示）.若水沸腾前质量不 筒，另一只手猛推推杆，艾绒即燃.下列事例与 改变，同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热 猛推推杆入筒的过程中，能量转化情况不同的 量相等，9酒精=3.0×10'J/kg,9煤油=4.6× △九年级·全一册·物理.RJ 25 10J/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃)，则下列说 2kg的水，则壶中水的体积为 m3,根据 法正确的是( ) Q=gV,若天然气的热值g=4.2×107J/m3, ↑/℃ 完全燃烧V=1.0×10-2m3的天然气放出的 甲 98--- 热量为 J,其中1.68×105J的热量被 8 水吸收，已知水未沸腾，水的比热容为4.2× 0123456t/mim 103J/(kg·℃)，则水的温度升高了℃. A.整个过程，甲杯中的水吸收的热量更多 9.(聊城中考)随着新能源政策的引导及风力发 B.前3分钟，乙杯中的水吸收的热量为3.36X 电、并网等技术的发展，我国风力发电开发走 104J 在了世界前列，装机容量居全球第一.某地有 C.消耗的煤油完全燃烧放出的热量为1.15× 一风力发电站，其中一台风力发电机1s内提 108J 供的电能约为1.8×10J,1年内提供的电能 D.酒精灯加热的效率为28% 约为4.8×1011J.求： 6.(青岛中考)火，能带来温暖和光明.钻木取火， (1)若该风力发电机1s内提供的电能全部转 是将 能转化为内能，这是人类第一次 化为内能，并有70%被水吸收，可以使100g常 学会使用自然力量；改变物体的内能有做功和 温下的水升高多少摄氏度？[c水=4.2× 两种方法，人们利用内能做功制成了 103J/(kg·℃)] 热机；在设计和制造热机时，要不断提高效率， (2)若该风力发电机1年内提供的电能改由火 其积极意义有 (列举一条即可). 力发电机来提供，且火力发电机工作时煤炭燃 7.(广元中考)随着科技发展，人们已经开始将氢 烧产生的热量约40%转化为电能，则需要完 能作为一种新能源加以利用.已知氢燃料的热 全燃烧多少千克煤炭？（煤炭的热值9约为 值为1.4×108J/kg,水的比热容为4.2× 3.0×107J/kg) 103J/(kg·℃).如果一辆汽车平均每月消耗 氢燃料30kg,这些氢燃料完全燃烧释放的热 量为 J,若这些热量完全被水吸收，可 使 kg水的温度从20℃升高到100℃. 8.(广州中考)如图是燃气灶烧水的情境和该燃 气灶灶头的示意图 空气进口 天然气 喷入口 (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 (选填“分子间有引力”“分子间有斥力” 或“分子做无规则运动”). (2)壶中装有密度为1.0×103kg/m3,质量为 26 优+学案·课时通△可知，该物质在t5~一t:时间段，处于固态，该物质在0一t1时 间段，也处于固态，所以该物质在t;~t6时间段的比热容等 于在0t1时间段的比热容，故D正确.故选D. 6.比热容6.3×10做功 7.大于增加 8.(1)自下而上(2)质量热传递 (3)加热时间的长短(4)33(5)B 第十四章内能的利用 第1节能量的转化与守恒 1.BC2.B3.CD4.D5.D6.A 7.A8.AD9.BD10.B11.C12.D 13.方向保持不变14.化学机械内能减少 15.不是小球在空气中运动以及和其他小球碰撞过程中，一部 分机械能转化成了小球与空气的内能，导致小球的机械能不 断变小，因而摆动的幅度会越来越小 第2节热机 1.D2.C3.D4.A5.压缩E6.B7.C 8.C9.做功10.做功25 11.压缩机械内20 12.做功内机械2 3解：(1)根据p三、可得，做功冲程中燃气对活塞的平 力为F=pS=8×105Pa×50×10-4m2=4000N. (2)因为s=10cm=0.1m,所以一个做功冲程中燃气对活 塞做的功W=Fs=4000N×0.1m=400J. (3)飞轮每转两圈对外做功一次，飞轮1min转动2400周， 要对外做功1200次，则燃气对活塞做的总功为W急 1200×400J=480000J,而t=1min=60s,故汽油机的功 率为P=W鱼=-480000J=800w. 60s 第3节 热机的效率 1.C2.D 3.解：(1)水温下降时，放出的热量为Q=c水m△t=4.2× 103J/(kg·℃)×6×103kg×(42℃-30℃)=3.024× 108J. (2)此热量如果靠天然气燃烧放热，则需要天然气的体积 V=Q=3.024X10j =9.45m3. 93.2×107J/m3 4.B5.30%6.A7.D8.B9.ACD 10.4.2×102 4.2 11.(1)BA(2)质量初温 (3)煤油(4)偏小燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸 收，存在热损失 12.解：(1)汽车的平均速度0=三=360km=90km/h. t 4h (2)全程消耗汽油的体积为V=25L=0.025m3. 汽油的质量为m=pV=0.8×103kg/m3×0.025m3= 20kg, 汽油完全燃烧放出的热量Q=mq=20kg×4.5× 10J/kg=9×108J. (3)汽车全程所做的有用功为W=Pt=25×103W×4× 3600s=3.6×108J, 则汽车发动机的效率)= Q ×100%=3.6×10J 9×108J 100%=40%. 13.内燃机的重力、内燃机各部件之间的摩擦、废气带走的能量 都会影响热机效率的大小，所以改良热机结构、减小摩擦、利 用废气的热量都可以提高热机效率. 热机效率提高后，可以节省燃料，减少有害气体的排放等 升阶训练专题二热量的综合计算 1.C2.B3.3.0×103.0×10 4.3.36×1050.0755.8.4×1020 6.解：甲、乙混合时，设热平衡时的温度为t1, 根据Q放=Q吸可得， c甲m甲(t甲一t1）=czmz(t1一tz）, 即c甲m甲(44℃-36℃)=czmz(36℃-32℃)， 整理可得，c甲m甲=2czm乙.① 乙和丙混合时，设热平衡时的温度为t2:根据Q微=Q殿可 得，czmz(tz-t2)=c丙m两(t2-t丙)，即czmz(32℃ 30℃)=c两7m两(30℃-24C), 整理可得，c丙m丙=3czm乙.② 将甲和丙混合时，设热平衡时的温度为t,根据Q放=Q吸可 得，c甲mp(t甲一t)=c丙m丙(t-t丙).③ 将0②代人③式可得，2czmz(44℃-t)=3czmz× (t一24℃)，解得t=36℃. 7.6.72×1050.048.105017.51050 9.6×10535%固体酒精很难完全燃烧，且燃烧产生的热量 会有很大一部分散失在空气中，热量损失较大 10.125032.6% 11.解：(1)汽油完全燃烧放出的热量为Q微=mq=0.21kg× 4.6×10J/kg=9.66×10°J. (2)冷却水吸收的热量Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)X 12kg×(72.5℃-15℃)=2.898×105J. 冷却水带走能量占汽油燃烧放出热量的百分比为 2.898X101×100%=30%. 9.66×105J 热机效率7=1-32%-30%-8%=30%. 汽车输出的有用功W有用=7Q版=30%×9.66×10°J= 2.898×10°J. 12.解：(1)一个做功冲程中，燃气对活塞的平均压力做的功 W=Fs=4800N×30×10-2m=1440J. (2)由题知，飞轮的转速是2000r/min,即飞轮1min转 2000r,对外做功1000次，所以，1小时内汽油机对外做功 60×1000次=60000次，汽油机在1小时内做的总功 Ws=60000×1440J=8.64×107J. 可得，汽油完全燃烧放出的总热量Q做= 由1一Q放 W总一 8.64×102J-2.16×10J.由Q做=m9得，完全燃烧汽油的 40% 质量m= Q枚=2.16×108J =4.7kg 94.6×10J/kg 第4节跨学科实践：制作简易热机模型 1.(1)热传递(2)做功D 2.(1)内机械C(2)减少 3.（1)热①内能②机械能 本章总结 1.D2.C3.A4.AC5.B 6.机械热传递节约能源（合理即可） 7.4.2×10°1.25×104 8.(1)分子做无规则运动 (2)2×10-34.2×10520 9.解：(1)若该风力发电机1s内提供的电能全部转化为内能 并有70%被水吸收，水吸收的能量为Q吸=刀W电=70%× 1.8×104J=1.26×104J,水升高的温度为△t= Q吸 cm 1.26×10J 4.2×103J/(kg·℃)×100×10-3kg =30℃. (2)一台风力发电机1年内提供的电能为4.8×1011J,火力发 电机工作时煤炭燃烧产生的热量约40%转化为电能，则煤炭 完全燃烧释放的能量为Q做= W电=4,8×101」= 40% 1.2×101J, 需要燃烧煤炭的质量为m= Q三 1.2×1012J q 3.0×10J/kg 4×104kg. 第十五章电流和电路 第1节 两种电荷 1.D2.B3.C4.A5.C 6.弱带正电电子的转移正 7.B8.BD9.A10.D11.C 12.负排斥 13.负吸引轻小物体不能防止