内容正文:
九年级物理
上册
第十四章 内能的利用
新趋势 跨学科实践
C
A
B
做功
1.(四川成都二模)一粒水稻种子从土壤到餐桌的奇妙旅程,本质上是一场能量的宏大接力。对这个过程描述正确的是( )
A.光合作用——叶绿素将太阳能转化为机械能
B.收获加工——碾米电机将电能转化为化学能
C.蒸煮烹饪——天然气灶将化学能转化为内能
D.消化吸收——胃肠道将化学能转化为机械能
2.(山东淄博中考)花馍是一种传统美食,以下有关用燃气灶蒸花馍的说法正确的是( )
A.燃气燃烧时,化学能转化为内能
B.燃气燃烧越充分,其热值就越大
C.花馍的内能是通过做功的方式增大的
D.刚出锅的花馍温度高,含有的热量多
3.(湖北中考)如图是液体燃料火箭喷气发动机示意图。输送装置将燃料和氧化剂输送到燃烧室燃烧,产生气体喷出推动火箭前进。下列说法正确的是( )
A.燃料燃烧时内能转化为化学能
B.燃料箱燃料减少,燃料热值不变
C.燃烧放出热量越多,燃料热值越大
D.火箭前进时,燃料的化学能全部转
化为火箭的机械能
3题图
4.(山西中考)小亮看到如图所示的阳光健身海报,决定每天放学回家由乘电梯改为爬楼梯。查阅资料知道,人运动所需的能量可来源于体内脂肪“燃烧”释放的化学能,1 g脂肪完全“燃烧”释放的能量为3.8×104 J(即可看作脂肪的热值q=3.8×104 J/g)。若小亮的质量为60 kg,家住11楼,每层楼高为3 m。(g取10 N/kg)
(1)求小亮所受的重力。
(2)小亮每次乘电梯从1楼到11楼回家,若电梯匀速运行,求电梯对他做的功。
(3)若小亮每次爬楼梯回家消耗脂肪的质量为5 g,求脂肪完全“燃烧”放出的能量。
4题图
解:(1)小亮所受的重力
G=m人g=60 kg×10 N/kg=600 N;
(2)小亮随电梯做匀速直线运动,小亮所受的支持力与重力是一对平衡力,大小相等,即F=G=600 N,
小亮在支持力方向上移动的距离
s=(11-1)×3 m=30 m,
电梯对小亮所做的功
W=Fs=600 N×30 m=1.8×104 J;
(3)脂肪完全“燃烧”放出的能量
Q=qm脂肪=3.8×104 J/g×5 g=1.9×105 J。
5.(海南中考)2025年5月28日,总质量约为2×107 kg的“棋子湾”轮从海口新海港缓缓驶出,经过13 h航行到达广西防城港,总航程约286 km,成功开辟了桂琼陆岛客货滚装运输第二通道,助力海南自由贸易港建设。(g取10 N/kg)
5题图
(1)轮船内燃机工作时,____(选填“压缩”或“做功”)冲程对外做功。
(2)求该航程轮船的平均速度约为多少km/h。
(3)质量为1.6×103 kg的汽车静止在水平甲板上,汽车对甲板的压强约为2×105 Pa。求轮胎与甲板的总接触面积约为多少m2。
(4)若轮船所受阻力为重力的0.02,求该航程轮船克服阻力所做的功;实际航行时,驱动内燃机所消耗的燃油能量总比克服阻力做的功多,请从物理学角度简要分析原因(写出一条即可)。
解:(2)轮船的平均速度v= eq \f(s,t)= eq \f(286 km,13 h)=22 km/h;
(3)汽车静止在甲板上,对甲板的压力等于其重力,即
F=G=mg=1.6×103 kg×10 N/kg=1.6×104 N,
根据压强公式p= eq \f(F,S)得轮胎与甲板的总接触面积
S= eq \f(F,p)= eq \f(1.6×104 N,2×105 Pa)=0.08 m2;
(4)轮船总重力
G轮=m轮g=2×107 kg×10 N/kg=2×108 N,
阻力f=0.02G轮=0.02×2×108 N=4×106 N,
轮船匀速行驶距离s=286 km=2.86×105 m,
克服阻力做功
W=fs=4×106 N×2.86×105 m=1.144×1012 J。
内燃机工作时,能量会通过散热、废气带走能量、机械摩擦消耗能量等方式损失,因此燃料燃烧释放的能量除了克服阻力做功,还有一部分用于这些能量损失,导致消耗的燃油能量总比克服阻力做的功多。
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