人教版九年級物理全一冊 第十四章 內能的利用（原卷版）

第十四章內能的利用第十四章內能的利用考點精講考點1：熱機1．內燃機（1）認識內燃機汽油機柴油機（2）定義：燃料直接在發(fā)動機氣缸內燃燒產(chǎn)生動力的熱機，叫做內燃機。（3）分類：汽油機和柴油機兩大類。（4）內燃機一個工作循環(huán)由四個沖程組成：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。其中，每完成一個工作循環(huán)，活塞往復兩次，飛輪轉動兩周，只有做功沖程實現(xiàn)內能向機械能的轉化。2．柴油機工作原理（與汽油機對比）汽油機柴油機構造火花塞噴油嘴不同點吸氣沖程吸入空氣和燃氣的混合物吸入空氣壓縮沖程壓縮程度較小壓縮程度較大點火方式點火式圧燃式效率20%-30%30%-45%應用小轎車載重汽車、拖拉機、坦克、火車、輪船。相同點都是一個工作循環(huán)，“四沖二轉一做功”【例1】（2022·海南中考真題）雙手相互摩擦時感覺發(fā)熱，這一過程的能量轉化與四沖程汽油機的哪個沖程相同（）A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程【例2】下面是汽油機工作時的各個沖程示意圖，其中將內能轉化為機械能的是A. B. C. D.熱機是利用燃料燃燒獲得的內能轉化為機械能的機器，汽油機的一個工作循環(huán)由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程組成，在壓縮沖程中機械能轉化成內能，在做功沖程中內能轉化為機械能。1．（2022·浙江寧波市·中考真題）在如圖所示的“汽油機模型”實驗中，將少量的汽油噴入筒內，用軟木塞塞住筒口，搖動起電機，觀察到放電針放電，汽油燃燒，軟木塞被高溫高壓的氣體沖出。該實驗可模擬四沖程汽油機工作時的（）A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程3．（2022·湖南懷化市·中考真題）如圖所示是某四沖程汽油機工作循環(huán)中的一個沖程，它是（）A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程4．一臺四沖程內燃機轉速為600轉/分，則（）A.每分鐘內做功150次，共有600個沖程B.每分鐘內做功600次，共有1200個沖程C.每秒內做功20次，共有10個沖程D.每秒內做功5次，共有20個沖程5．下列流程圖是用來說明單缸四沖程汽油機的一個工作循環(huán)及涉及到的主要能量轉化情況．關于對圖中①②③④的補充正確的是（）A.①做功沖程②內能轉化為機械能③壓縮沖程④機械能轉化為內能B.①壓縮沖程②內能轉化為機械能③做功沖程④機械能轉化為內能C.①壓縮沖程②機械能轉化為內能③做功沖程④內能轉化為機械能．D.①做功沖程②機械能轉化為內能③壓縮沖程④內能轉化為機械能6．汽油機四個沖程：吸氣沖程、________沖程、________沖程和排氣沖程．壓縮沖程中_____轉化為_____，機械能減少，內能增加，溫度升高；在做功沖程中，________轉化為________，內能減小，溫度降低．7．在一臺單缸四沖程內燃機正常工作時的飛輪轉速為1200r/min，則每秒鐘燃氣對外做功_____次，如圖所示的是汽油機的_____沖程．8．（2022·江蘇揚州市·中考真題）利用易拉罐做以下兒個小實驗，（1）如圖1，向空易拉罐中插入透明吸管，接口用蠟密封，在吸管內引入一小段油柱，把罐體放在熱水中，可以看到油柱______，這是利用氣體的______制作簡易溫度計；（2）如圖2，在易拉罐中放入鹽和敲碎的冰，用筷子輕輕攪拌半分鐘，可以看到罐底出現(xiàn)“白霜”這是空氣中的水蒸氣發(fā)生了______現(xiàn)象；（3）如圖3，將易拉罐底部開一圓孔倒出飲料，放入滴有酒精的小塊脫脂棉花，輕輕晃動易拉罐，把電火花發(fā)生器緊緊塞進孔中，按動按鈕，觀察到罐子飛出去了，這個過程與汽油機的______沖程能量轉化方式一致?？键c2：熱值計算、熱機效率1．燃料的熱值：（1）定義：我們把某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質量之比，叫作這種燃料的熱值，用q表示。熱值在數(shù)值上等于1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量。（2）公式：，變形：，。（3）熱值的單位：J/kg（固體和液體）；J/m3（氣體）（4）熱值反映了燃料本身的一種特性,只與燃料的種類有關,與燃料的形態(tài)、質量、體積、是否完全燃燒均無關系。2．熱機的效率：（1）熱機中燃料能量的去向（以汽車為例）：如圖（2）定義：用來做有用功的那部分能量，與燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機的效率，用η表示。（3）公式：η＝eq\f(W有,Q總)×100%.（4）熱機效率是指熱機轉變?yōu)橛杏霉Φ哪芰颗c燃料完全燃燒所擇放的能量的比值,它反映了能量的利用率,熱機性能的一個重要標志.（5）由于熱機在工作過程中,總有能量損失,所以熱機的效率總小于1。3．提高熱機效率的途徑（1）使燃料充分燃燒（2）盡量減少各種熱量損失；（3）在熱機的設計和制造上采用先進的技術；（4）注意保養(yǎng)，保證良好的潤滑，減少因克服摩擦阻力而額外消耗的能量?！纠?】（2022·山東泰安市·中考真題）利用一燃氣熱水器對、20℃的水進行加熱時，完全燃燒了的煤氣。已知水的比熱容為4.2，煤氣的熱值為，該熱水器燒水的效率是50%。下列說法中（）①煤氣完全燃燒放出的熱量是；②水吸收的熱量是③水溫升高了50℃；④加熱過程中水的內能保持不變A．只有①④正確 B．只有②③正確C．只有①②正確 D．只有②③④正確【例2】小芳家買了一輛以汽油為燃料的小汽車，經(jīng)查閱資料，小芳了解到以下信息：“該車如以80km/h的速度勻速行駛時，發(fā)動機的牽引力為780N，百公里油耗8L/100km．”（溫馨提示：百公里油耗8L/100km是指汽車行駛100km，需要消耗8L汽油；1L＝1×10﹣3m3）已知：汽油密度ρ＝0.7×103kg/m3，汽油的熱值q＝4.6×107J/kg．求：（1）8L汽油完全燃燒放出的熱量（計算結果保留一位小數(shù)）；（2）該車以80km/h的速度勻速行駛100km時：牽引力做的功；發(fā)動機的效率．（1）熱值①有關熱值的計算,解題時要認真審題,利用公式Q=mq進行解答；②熱值大小與燃料種類有關,與燃料的質量和狀態(tài)、是否完全燃燒等因素無關。（2）熱機的效率:①計算:η＝eq\f(W有,Q總)×100%,W有指用來做有用功的能量;Q總指燃料完全燃燒釋放的能量.②提高熱機效率的途徑:a.燃料盡可能充分燃燒;b.盡量減少各類熱量損失;c.在熱機的設計和制造上,采用先進技術;d.使用時,注意保養(yǎng),保證良好的潤滑,減少因克服摩擦阻力而額外消耗的功.（3）爐子的熱效率:η＝eq\f(Q有,Q總)×100%，Q有指有效利用的熱；Q總指燃料完全燃燒釋放的能量.(若是太陽能熱水器,則Q總指太陽照射到熱水器上的總能量;若是電熱水器,則Q總指電流做功放出的總能量)1．甲柴油機的效率比乙柴油機的效率高，這表明（）A.甲的功率比乙的大B.甲做的功比乙的多C.甲消耗的柴油比乙的少D.甲柴油機內能轉化為機械能的百分比大2．一箱汽油用掉一半后，下列說法錯誤的是（）A.質量變?yōu)樵瓉硪话?B.比熱容變?yōu)樵瓉淼囊话隒.熱值變?yōu)樵瓉淼囊话?D.密度不變3．（2022·四川成都市·中考真題）小帆在老師指導下，用如圖所示的同一個實驗裝置分別加熱100g的甲、乙兩種液體（其中一種是水），用測得的數(shù)據(jù)繪制了溫度隨時間變化圖像如圖，乙從20℃加熱至沸騰剛好消耗了4g酒精（）。若單位時間內甲吸收的熱量與乙吸收的熱量相等，，則下列說法中正確的是（）A．B．乙的吸熱能力大于甲的吸熱能力C．0~8min乙吸收的熱量為D．該酒精燈的加熱效率為28%4．（2022·云南中考真題）中國首次火星探索任務“天問一號”探測器的成功發(fā)射，是我國綜合國力和創(chuàng)新能力提升的重要標志。如圖所示是某火箭發(fā)射時的場景，目前運載火箭一般使用液態(tài)氫作為燃料、液態(tài)氧作為助燃劑。火箭燃料的發(fā)展如表1所示，表2是一些燃料的熱值。表1第1代第2代第3代第4代燃料氧氣和汽油混合偏二甲胼煤油液態(tài)氫氧化劑四氧化二氮液態(tài)氧液態(tài)氧表2燃料熱值燃料熱值汽油煤油柴油氫（1）使用氫作為燃料的主要優(yōu)點是：______和______；（2）某火箭發(fā)射時攜帶了液態(tài)氫燃料，這些燃料完全燃燒最多能將多少千克初溫為的水加熱至沸騰______？[，當?shù)卮髿鈮簽?標準大氣壓]（3）氫能源車的發(fā)動機工作時將液態(tài)氫轉化為氫氣在氣缸中燃燒。某次測試中，一輛氫能源車以70kW的功率勻速行駛0.5h，消耗了2kg燃料，求該發(fā)動機的效率______。5．（2022·四川瀘州市·中考真題）人類發(fā)展史也是利用燃料的歷史，干木柴、煤的放熱本領不同，是因為它們的_______（選填“熱值”“熱量”或“溫度”）不同，完全燃燒0.28m2的天然氣可放出_______J的熱量，這些熱量若全部被水吸收，可讓_______kg的水溫度升高20°C[已知天然氣熱值q=3.0×107J/m3，水的比熱容c=4.2×103]/（kg．°C）]。6．小王學習燃料的熱值之后，自己設計一個實驗來探究酒精和碎紙片的熱值大?。?）實驗裝置如圖甲、乙所示，你認為圖中橫桿、溫度計、鐵圈、燃具四個器件的安裝順序是_____（由下而上/由上而下）．（2）為保證實驗結論的可靠，在實驗中應控制的因素有：_____，_____等．（3）實驗數(shù)據(jù)記錄如表：根據(jù)表中數(shù)據(jù)，計算出碎紙片的熱值是_____J/kg．（4）通過實驗得到的燃料熱值與實際相比是偏_____（選填“大”或“小”），你認為出現(xiàn)這樣情況的主要原因是：_____．（5）另一組同學用同樣的裝置進行實驗，在實驗中兩種燃料完全燃燒完之前都使得水沸騰了，你能否比較出兩種燃料的熱值？_____（能/不能）理由：_____，為避免這種情況的出現(xiàn)，你可以對他們組提什么改進建議？_____．7．某型號汽車在車型測試中，在一段平直的公路上以90km/h的速度勻速行駛了9km，消耗汽油2kg．已知汽油的熱值q汽油＝4.5×107J/kg．假設汽油完全燃燒，汽油機的效率為40%，則：（1）汽油完全燃燒放出的熱量是多少？（2）該型號汽車在以此速度行駛的過程中，受到的阻力是多大？（3）結合汽車內燃機的能量流向圖，你認為目前汽車生產(chǎn)廠家及用戶們是如何提高該車汽油機的效率？（答出兩點即可）8．某家庭用的燃氣熱水器，將20kg的水從20℃加熱到70℃，完全燃燒了0.2kg的燃氣．已知水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃），燃氣的熱值為5×107J/kg．求：（1）燃氣完全燃燒放出的熱量Q1；（2）水吸收的熱量Q2；（3）該熱水器燒水的效率．9．每到夏收季節(jié)，大量農作物秸稈在田間被隨意焚燒，這不僅造成資源浪費、環(huán)境污染，而且極易引發(fā)火災等．為解決這一問題，現(xiàn)已研制出利用秸稈生產(chǎn)的節(jié)能環(huán)保型燃料——稈漿煤．若燃燒稈漿煤（熱值為2.4×107J/kg），使50kg、20℃的水溫度升高到80℃．求：（1）水的內能增加了多少（水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃））（2）如果稈漿煤燃燒釋放的熱量有30%被水吸收，需要完全燃燒多少千克稈漿煤．考點3：能量的轉化和守恒1．在一定條件下，各種形式的能量都可以相互轉化。能量還可以從一個物體轉移到另一個物體。2．內容：能量既不會憑空消滅，也不會憑空產(chǎn)生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變。【例1】（2022·甘肅武威市·中考真題）2022年7月23日，“天問一號”衛(wèi)星在文昌航天發(fā)射場發(fā)射升空，將負責執(zhí)行中國第一次自主火星探測任務。加速上升過程中，火箭燃料的___________能轉化為燃氣的內能，衛(wèi)星的機械能___________（選填“增大”、“減小”或“不變”）?！纠?】下列有關能量轉化的說法錯誤的是（）A.核電站發(fā)電——核能轉化為電能 B.電飯鍋燒飯——電能轉化為內能C.熱機工作——機械能轉化為內能 D.太陽能電池一一太陽能轉化為電能本考點考查的重點是動能和勢能的轉化、機械能與內能的轉化或其他形式的能之間的轉化,考查難度不大,解答的關鍵是要掌握和理解好能量守恒定律.1．下列關于能量轉化的說法正確的是（）A.跳傘運動員在空中勻速下落時機械能守恒B.拉弓射箭過程是將動能轉化為彈性勢能C.核電站發(fā)電是將核能轉化為電能D.給電池充電是將化學能轉化為電能2．關于能量守恒定律，下列說法正確的是（）A.能量守恒定律只適用于機械能與內能的相互轉化B.能量守恒定律只適用于能量轉化的過程C.摩擦生熱是創(chuàng)造了熱，并不符合能量守恒定律D.按照能量守恒定律，宇宙中能量的總量永遠不會增減3．下列關于能量的轉化和守恒的說法正確的是（）A.因為能量是守恒的，所以人類社會不存在能源危機B.人們對太陽能的開