第十四章 内能利用 章末 复习与提高 作业设计 -2025-2026学年人教版物理九年级全一册

37页 第 1题 一、核心课标原文（对应试题） 课标要求：了解能量及其存在的不同形式，描述各种各样的能量和生产、生活的联系；通过实验，认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化。 学业要求：能列举常见的能量形式，分析生产生活中能量转化或转移的实例，树立能量转化与守恒的观念。 二、原题： 枪虾（图 14-1）的大螯猛地合上时，能挤出速度很大的水柱，水柱产生的微小气泡在破裂瞬间会产生高温并发出很大的声音，还会发出一道极短的光。在这个过程中，有哪些形式的能量转化？ 三、改编 枪虾的大螯猛地合上时，能挤出速度很大的水柱，水柱产生的微小气泡在破裂瞬间会产生高温并发出很大的声音，还会发出一道极短的光。在这个过程中，能量转化依次为：枪虾的______能转化为水柱的动能，水柱的动能转化为气泡内气体的______能，最终气体的______能又转化为声能和______能。 参考答案 机械（或动）；内；内；光 四、情景改编 液压冲击钻工作时，活塞快速推动高压水柱冲击岩石，水柱形成的微小气泡破裂瞬间会产生高温、发出刺耳声响，同时伴随极短闪光。在这个过程中，活塞的______能转化为水柱的动能，水柱的动能转化为气泡内气体的______能，最终气体的______能转化为声能、______能和内能（以热能形式散失）。 答案：机械（或动）；内；内；光 第十四章 内能利用 章末 复习与提高 原题及改编 37页 第 2题 一、核心课标原文（对应试题） 课标要求：知道动能、重力势能和弹性势能统称为机械能；知道动能和势能可以相互转化，能列举生产生活中机械能相互转化的实例。 学业要求：能分析简单情境中动能与势能的相互转化，解释相关的实际应用，树立能量转化与守恒的观念。 二、原题： 有些地铁站间的轨道高度比地铁站台低，即列车从一个站台开出时是下坡的，行驶到接近下一站时是上坡的。从能量转化的角度看，这种设计有什么好处？ 三、改编 有些地铁站间的轨道高度比地铁站台低，列车出站时为下坡，进站时为上坡。从能量转化角度：列车出站下坡时，______能转化为______能，减少启动能耗；列车进站上坡时，______能转化为______能，减少刹车能耗，实现节能。 答案：重力势；动；动；重力势 四、情景改编 某山地滑雪场设计了一种节能缆车轨道：缆车从山顶出发时为下坡轨道，到达山脚站点前为上坡轨道。下列关于该设计的能量转化分析，正确的是（ ） A. 缆车下坡时，动能转化为重力势能 B. 缆车下坡时，重力势能转化为动能 B. C. 缆车上坡时，动能转化为重力势能 D. 缆车上坡时，重力势能转化为动能 答案：BC解析：缆车下坡时，高度降低、速度增大，重力势能转化为动能；上坡时，速度减小、高度增大，动能转化为重力势能，该设计可减少缆车启动和制动的能耗，实现节能。 37页 第 3题 一、核心课标原文（对应试题） 课标要求：了解内能和热量，通过实验认识做功可以改变物体的内能；了解热机的工作原理，知道四冲程汽油机的四个冲程及其能量转化。 学业要求：能分析 “做功改变内能” 过程中的能量转化，能将物理知识与生活实例结合，理解四冲程汽油机冲程的能量转化特点。 二、原题： 我国古人曾发明一种点火器，以牛角为套筒，把艾绒粘在木质推杆前端，其结构如图 14-2 所示。取火时一只手握住套筒，另一只手向内猛推推杆，推杆前端的艾绒就会被点燃，拔出推杆后，吹吹艾绒就有火苗产生。艾绒被点燃的过程中有哪些形式的能量转化？这一过程与四冲程汽油机的哪个冲程相似？ 三、改编 古人发明的牛角点火器中，向内猛推推杆时，人对筒内空气做功，______能转化为______能，使空气温度升高，最终点燃艾绒。这一过程与四冲程汽油机的______冲程的能量转化相似。 答案：机械；内；压缩 某压缩式点火器通过按压活塞压缩筒内空气，点燃筒内的引火物。下列关于该过程的说法正确的是（ ） A. 按压活塞时，内能转化为机械能B. 按压活塞时，机械能转化为内能 C. 该过程与汽油机的做功冲程相似D. 该过程与汽油机的压缩冲程相似 答案：BD 四、情景改编 生活中常见的手动打气筒在给轮胎快速充气时，握住打气筒的手会明显感觉到筒身变热。取下气嘴，对着筒口的引火物（如蘸有酒精的棉花）吹气，引火物会迅速被点燃。请分析： （1） 打气时，活塞对筒内空气做功，______能转化为______能，导致筒身发热； （2）点燃引火物的瞬间，气体的内能又转化为引火物的______能。这一 “做功生热” 的原理，与四冲程汽油机的______冲程能量转化相似。 参考答案 （1）机械；内（2）内；压缩 37页 第 4题 一、核心课标原文（对应试题） 课标要求：从能量转化的角度认识燃料的热值，知道燃料燃烧过程中化学能转化为内能，会用热值公式进行简单的热量计算。 学业要求：能根据热值公式计算燃料完全燃烧放出的热量，能结合生活实例分析燃料热值的应用，树立节能意识。 二、原题： 1 kg 的氢气和多少千克的煤油完全燃烧时放出的热量相同？ 三、改编 已知氢气的热值为1.4×108J/kg，煤油的热值为4.6×107J/kg。若1 kg氢气完全燃烧放出的热量与mkg煤油完全燃烧放出的热量相等，则m=______（结果保留两位小数）；燃料燃烧时，是将______能转化为______能。 答案：3.04；化学；内 四、情景改编 某新能源实验室对比两种燃料的放热能力：已知液态氢的热值为1.4×108J/kg，柴油的热值为4.3×107 J/kg。若2kg液态氢完全燃烧放出的热量与质量为m的柴油完全燃烧放出的热量相等，则m的大小为（ ） A. 3.26 kg B. 6.51 kg C. 1.4×108kg D. 4.3×107kg 答案：B 37页 第 5题 一、核心课标原文（对应试题） 课标要求：了解能量及其存在的不同形式，知道不同形式的能量可以相互转化；了解能量转化过程中的效率问题，树立节能意识。 学业要求：能从能量转化的角度解释效率的物理意义，分析不同设备的能量转化过程，理解效率与节能的关系。 二、原题： 请从能量转化的角度，具体说明以下效率的意义。（1）某太阳能电池工作的效率是 16%。（2）某电动机工作的效率是 83%。（3）某锂电池充电的效率是 99%。（4）某柴油机工作的效率是 35%。（5）某电热水器工作的效率是 87%。 三、改编 请根据效率的物理意义，完成下列填空： （1） 某太阳能路灯的电池效率为 16%，表示______能转化为______能的利用率为 16%； （2） 某电动车电动机效率为 83%，表示输入的______能中，有 83% 转化为______能； （3） 某锂电池充电效率为 99%，表示输入的______能中，有 99% 转化为______能； （4） 某农用柴油机效率为 35%，表示柴油燃烧释放的______能中，只有 35% 转化为______能； （5）某家用储水式电热水器效率为 87%，表示输入的______能中，有 87% 转化为水的______能。 参考答案：（1）太阳；电（2）电；机械（3）电；化学（4）内；机械（5）电；内 四、情景改编 某家庭开展 “节能设备对比” 实践活动，收集了以下几种家用设备的效率数据，请你从能量转化的角度，说明这些效率的意义，并分析哪种设备的能量利用率最高： 表格 设备类型 效率 能量转化过程 效率的意义 太阳能路灯电池 16% 太阳能→电能 ______ 变频空调压缩机 90% 电能→机械能 ______ 家用锂电池充电宝充电 99% 电能→化学能 ______ 家用燃气热水器 80% 内能→水的内能 ______ 即热式电热水器 95% 电能→水的内能 ______ 解答示例： · 太阳能路灯电池：输入的太阳能中，16% 转化为电能，其余能量以热能形式散失。 · 变频空调压缩机：输入的电能中，90% 转化为机械能，用于压缩制冷剂，其余 10% 以线圈发热形式散失。 · 家用锂电池充电宝充电：输入的电能中，99% 转化为化学能储存，仅 1% 以发热形式损耗。 · 家用燃气热水器：燃气燃烧释放的内能中，80% 被水吸收，其余 20% 随废气散失。 · 即热式电热水器：输入的电能中，95% 转化为水的内能，其余 5% 以散热形式散失。 结论：家用锂电池充电宝充电的效率（99%）最高，能量利用率最高。 37页 第 6题 一、核心课标原文（对应试题） 课标要求：理解功、功率、热值、热机效率的概念，能进行相关计算；了解能量转化和守恒定律，能结合实际情境分析能量转化过程。 学业要求：能综合运用力学和热学公式解决实际问题，能分析热机效率对燃料消耗的影响，树立节能意识，体会物理知识在解决实际问题中的应用价值。 二、原题： 一辆质量为 2 t 的汽车在水平路面上匀速行驶时，所受阻力为车重的 6%。如果汽油完全燃烧所产生的热量有 35% 用来克服阻力做功，那么汽车行驶 100 km 要消耗多少升汽油？已知汽油的密度为0.73×103 kg/m3，g 取10 N/kg。 三、改编 一辆质量为 2 t 的汽车，在水平路面上匀速行驶时，所受阻力为车重的 5%。汽油完全燃烧产生的热量有 40% 用来克服阻力做功。汽车行驶 10 km，要消耗多少千克汽油？（取 g=10 N/kg，汽油热值 q=4.6×107 J/kg） 求车重与阻力m=2 t=2000 kgG=mg=2000×10=2×104 N阻力 f=0.05G=0.05×2×104=1000 N 求克服阻力做的有用功s=10 km=104 mW有​=fs=1000×104=107 J 求汽油完全燃烧放热效率 η=40%=0.4Q放​=ηW有​​=0.4107​=2.5×107 J 求汽油质量m油​=qQ放​​=4.6×1072.5×107​≈0.54 kg 答案：约需消耗 0.54 kg 汽油。 四、情景改编 某家庭新能源汽车，质量为 1.5 t，在市区匀速行驶时阻力为车重的 2%。该车主改用一种高效节能汽油，热值 q=4.8×107J/kg，发动机效率提升至 50%。若该车从家前往距离 4 km 的超市，克服阻力做功的能量全部由汽油提供。求：（1）汽车往返一次（共 8 km），克服阻力做的总功是多少？（2）这次行程需要消耗多少千克汽油？（g=10 N/kg） 参考答案 （1） G=1.5×103×10=1.5×104N f=0.02G=300 Ns=8km=8×103m （2） W总​=fs=300×8×103=2.4×106 J （3） Q放​=W总/η=2.4×106/0.5​=4.8×106J （4） m=Q放/q​​=74.8×106J/4.8×107J=0.1 kg 答案：（1）2.4×106 J；（2）0.1 kg。 38页 第 7题 一、核心课标原文（对应试题） 课标要求：理解功、功率、热机效率、热值的概念，能综合运用相关公式解决实际问题；了解能源利用与效率的关系，树立节能意识。 学业要求：能分析热机工作中的能量转化过程，会计算有用功、总功、燃料消耗；能结合实际情境解释效率的意义，体会物理知识在工程技术中的应用价值。 二、原题： 图 14-3 所示的是我国自行设计研制的 AG600 “鲲龙” 水陆两栖飞机。飞机使用四台相同的发动机，每台发动机的输出功率可达 3 120 kW，效率可达 60%。在这种情况下，飞机飞行 1 h 消耗燃油多少吨？已知燃油的热值为4.3×107 J/kg。 三、改编 AG600 “鲲龙” 是我国自主研制的大型水陆两栖飞机，可用于森林灭火、水上救援等任务。飞机配备 4 台相同的涡桨发动机，每台发动机的输出功率为 3000 kW，发动机效率为 60%，所用航空燃油的热值为4×107 J/kg。 （1） 飞机执行森林灭火任务，以最大功率飞行 2 小时，需要消耗多少吨燃油？ （2）若通过技术升级将发动机效率提高到 65%，执行同样的 2 小时飞行任务，可以节约多少吨燃油？ （3）结合计算结果，说明提高发动机效率对大型飞机的实际意义。 答案：（1）3.6 吨；（2）0.28 吨；（3）实际意义：提高发动机效率可以减少燃油消耗，降低飞行成本，增加飞机的航程和有效载荷，同时减少碳排放，更环保。 四、情景改编 我国自主研制的 AG600 “鲲龙” 水陆两栖飞机，可执行远距离海上救援任务。某次任务中，飞机以 4 台发动机满负荷状态飞行 3 小时，共消耗航空燃油5.4 吨，已知航空燃油的热值为4×107 J/kg，发动机总效率为 60%。 （1） 求 4 台发动机的总输出功率是多少千瓦？ （2） 若每台发动机的输出功率相同，求单台发动机的输出功率； （3） 若将发动机总效率提升至 65%，飞行同样 3 小时、保持相同输出功率，可节约多少吨燃油？ 答案：(1)发动机总效率为60%；（2）可节约燃油约0.28吨；(3)实际价值：提高热机效率可以减少燃油消耗，降低飞行成本，增加飞机的航程和载重能力，同时减少碳排放，更环保节能。 37页 第 8题 一、核心课标原文（对应试题） 课标要求：了解比热容、热值的概念，会用吸热公式和热值公式进行计算；了解能量转化过程中的效率问题，树立节能意识。 学业要求：能结合生活情境分析热量传递与燃料消耗的关系，能综合运用比热容、热值、效率公式解决实际问题，体会物理知识在生活中的应用价值。 二、原题： 某同学家自来水的温度为 15 ℃，他洗澡时把燃气热水器的温度设定为 40 ℃，已知他洗澡用了0.02 m3的热水。如果燃气热水器的效率是 95%，他这次洗澡消耗了多少天然气？天然气的热值取4.0×107J/m3。 三、改编 某同学家自来水温度为20∘C，洗澡时设定燃气热水器温度为40∘C，用了0.01 m3的热水。热水器效率为 84%，天然气热值为4.0×107J/m3，求消耗的天然气体积。（水℃） 解答 消耗0.025 m3天然气。 四、情景改编 1、（逆运算）某同学洗澡时，自来水温度为 15∘C，洗澡结束后发现消耗了 0.05m3 的天然气。已知燃气热水器的加热效率为 84%，天然气热值为 4.0×107 J/m3，水的比热容 ℃。求： (1) 这次洗澡实际用了多少 千克 的热水？ (2) 若热水器设定的出水温度为 40∘C，计算过程中体现了哪些能量转化？ 1. 答案：16 kg(体积约为 16 升) 能量转化：化学能（天然气）→ 内能（转移给水）。 2. 2、某品牌智能燃气热水器具备 “节能模式”，其效率可在 80% 与 84% 之间切换。某次洗澡前，自来水温度为 20∘C，爸爸将水温设定为 45∘C，全程共消耗了 0.021 m3 天然气。(1) 请计算这次洗澡用了多少千克的水？(2) 若爸爸开启了 “节能模式” 将效率提高到 84%，在保持用水量和出水温度不变的情况下，可以节约多少立方米的天然气？(已知 q气​=4.0×107J/m3) 参考答案 (1) 6.4 kg (2)0.001 m3 37页 第 9题 一、核心课标原文（对应试题） 课标要求：了解燃料的热值概念，会用热值公式进行简单计算；认识能量的转化与守恒，了解能源利用与环境保护的关系。 学业要求：能结合生活、环保实际情境，运用 Q=mq 公式解决综合问题；能分析垃圾焚烧发电等能量转化过程，培养环保与节能意识。 二、原题： 垃圾分类有利于资源的回收再利用，焚烧垃圾可以实现综合热利用。图 14-4 展示的是我国最大的垃圾焚烧发电站，日处理生活垃圾 6 000 t。如果 1 t 垃圾焚烧时能产生2.16×109 J的电能，这些电能相当于完全燃烧多少干木柴所放出的能量？干木柴的热值取1.2×107 J/kg。 三、改编 某城市垃圾焚烧发电厂，日处理生活垃圾 500 t。若 1 t 垃圾焚烧时能产生 1.8×109J 的电能。 (1) 求该发电厂每天焚烧垃圾产生的总电能是多少焦耳？ (2) (2) 这些总电能相当于完全燃烧多少千克干木柴放出的能量？（干木柴热值 q=1.2×107J/kg） 答案：(1) 9×1011J；(2) 7.5×104kg 四、情景改编 某市垃圾焚烧发电厂开展环保科普活动，数据如下： · 1 吨生活垃圾焚烧可产生 1.2×109 J 电能 · 干木柴热值为 1.2×107 J/kg （1） 完全燃烧 200kg 干木柴放出的能量，相当于焚烧多少吨生活垃圾产生的电能？ （2） 若该厂日处理生活垃圾 500 吨，每天产生的电能相当于完全燃烧多少吨干木柴？ （3）结合计算结果，说说垃圾焚烧发电的环保意义。 答案 （1）2 t （2）50 t （3） 减少垃圾填埋量，避免土壤、地下水污染； 替代干木柴燃烧，减少森林砍伐，保护植被； 实现垃圾资源化利用，减少化石能源消耗，降低碳排放。 学科网（北京）股份有限公司 $