第十四章 内能的利用 生活中的物理（类型题） 人教版 九年级物理

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内能的利用 九年级物理章节复习 生活中的物理（类型题）第一：考点解读考点1 内能的利用1. 内能的利用方式（1）利用内能来加热：实质是热传递。（2）利用内能来做功：实质是内能转化为机械能。考点2 热机1. 热机：定义：热机是利用内能来做功，把内能转化为机械能的机器。热机的种类：蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等2. 内燃机：内燃机活塞在汽缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。四冲程内燃机包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功，而其它三个冲程（吸气冲程、压缩冲程和排气冲程）是依靠飞轮的惯性来完成的。压缩冲程将机械能转化为内能。做功冲程是由内能转化为机械能。3. 汽油机和柴油机的比较： （1）汽油机的气缸顶部是火花塞；柴油机的气缸顶部是喷油嘴。（2）汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气组成的燃料混合物；柴油机吸气冲程吸入气缸的是空气。（3）汽油机做功冲程的点火方式是点燃式；柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。（4）柴油机比汽油及效率高，比较经济，但笨重。（5）汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启动。4. 热值燃料燃烧，使燃料的化学能转化为内能。（1）定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。用符号q表示。单位：固体燃料的热值的单位是焦耳每千克（J/kg）、气体燃料的热值的单位是焦耳每立方米（J/m3）。热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧等无关。（2）公式： ①Q＝qm m= eq \f(Q, q)  q=  eq \f(Q, m) Q—放出的热量—焦耳（J）；q—热值—焦耳每千克（J/kg）；m—燃料质量—千克（kg）。②Q＝qV V= eq \f(Q, q)  q= eq \f(Q, V) Q—放出的热量—焦耳（J）；q—热值—焦耳每立方米（J/m3）；V—燃料体积—立方米（m3）。（3）物理意义：酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。煤气的热值是3.9×107J/m3，它表示：1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。考点3 热机效率1. 影响燃料有效利用的因素：一是燃料很难完全燃烧，二是燃料燃烧放出的热量散失很多，只有一小部分被有效利用。2. 有效利用燃料的一些方法：把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛（提高燃烧的完全程度）；以较强的气流，将煤粉在炉膛里吹起来燃烧（减少烟气带走的热量）。3. 热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要标志，与热机的功率无关。4. 公式： Q总= eq \f(Q有用,η)  Q有用= Q总η由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1。5. 热机能量损失的主要途径：废气内内、散热损失、机器损失。6. 提高热机效率的途径：（1）使燃料充分燃烧，尽量减小各种热量损失；（2）机件间保持良好的润滑，减小摩擦。（3）在热机的各种能量损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。7. 常见热机的效率：蒸汽机6%～15%、汽油机20%～30%、柴油机30%～45%内燃机的效率比蒸汽机高，柴油机的效率比汽油机高。考点4 能量转换和守恒1. 能量：能量存在多种形式，如机械能、内能、电能、化学能、光能、核能等. 2. 能量的转化：在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的(如图).3. 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. 4. 能量转移、转化的特点：具有方向性．第二：自主练习1、如图所示，是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作，由此他联想到热机的四个冲程，以下与做功冲程最相似的是（　　）A． 鼻孔吸气 B． 气沉丹田C． 排山倒海 D． 打完收工2、目前长沙城区的老居民小区正在进行水路改造，改造中用到了一种打孔工具﹣冲击钻，冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁，打出圆孔，如图所示，冲击钻在工作过程中，其能量转化关系是（　　）A．内能转化为机械能 B．内能转化为电能 C．只有机械能和内能的转化 D．有电能、机械能和内能的转化3、如图所示，用热水壶烧水至沸腾时，水蒸气会顶开壶盖。热机工作中，与此能量转化相同的冲程是（　　）A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程4、如图所示是“风能太阳能互补”节能灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板，“腰插”蓄电池。关于节能灯的设计解释合理的是（　　）A．太阳能电池板是将太阳能转化电能 B．蓄电池储存能量的过程是将机械能和太阳能转化成电能 C．节能灯工作时是将电能转化成光能和内能 D．小风扇工作时将机械能转化为电能5、小美的奶奶在冬天遇寒会肩痛，于是她就购买如图所示的暖宝宝，让奶奶贴用，暖宝宝主要是由铁粉、活性炭、蛭石、无机盐和水等合成的聚合物，撕开明胶层，可立即与空气中的氧气作用从而放出热量。所以，它的工作原理是将化学能转化成 ___________能，再通过 ___________的方式让肩膀升温。6、如图是小芳家新买的轿车，该车部分参数如下表。求（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压强多大？（轮胎与地面接触的总面积为0.12m2，g=10N/kg）（2）若该车以最大输出功率行驶10min，需要消耗多少千克汽油？（q汽油=4.6×107J/kg）7、小虎家使用的是燃气热水器，已知燃气的热值为4.0×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。在一个标准大气压下，小虎用热水器给初温为15℃的水加热到45℃，共获得40L的热水，用去0.2m3燃气。计算：（1）这些燃气完全燃烧放出的热量；（2）40L水升温吸收的热量；（3）小虎家热水器的热效率。8、某太阳能热水器装有100kg, 20℃的冷水，经过一天，水温升高到60℃，若用效率为20%的燃气灶对这些水加热，达到同样的效果需要2kg的燃气.求:(1)水吸收的热量;(2)燃气的热值.9、用煤气灶烧水时，把2kg的水从25℃加热到75℃，燃烧了0．03m3的煤气．设煤气完全燃烧．水的比热容为4．2×103J/（kg•℃），煤气的热值约为4．0×107J/m3．试求：（1）水吸收的热量是多少？（2）煤气燃烧放出的热量是多少？（3）煤气灶烧水时的效率是多少？10、2022年北京冬奥会举行期间，将有600辆左右氢燃料新能源公交车投放使用。氢燃料是具有清洁无污染、效率高等优点的理想能源。[ ； ]求：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；（2）若这些热量全部被质量为400kg、温度为20℃的水吸收，求水升高的温度；（3）如果氢燃料公交车以150kW恒定功率匀速直线行驶，其效率为50%，则燃烧0.3kg的氢燃料可使公交车行驶多少时间？11、天然气是兴城市民常用的一种能源。某用户用燃气热水器将20L的水从20℃加热到70℃时消耗的燃气为0.25m3。已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值q＝4.0×107J/m3。求：（1）这些水吸收的热量是多少？（2）加热这些水所需要的天然气完全燃烧放出的热量是多少？（3）该燃气热水器的效率为多少？12、如图这是世界上第一款能容纳两名飞行员的隐形战斗机歼-20的双座版。若歼-20在高空中飞行时在恒定的水平推力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向匀速航行30min，需要燃烧航空煤油3t。已知飞机发动机提供的机械功率是3.2×107W，（q油=4×107J/kg、g=10N/kg）试求：（1）如果歼-20质量为25t，静止在水平地面上时与地面的接触面积为1m2，对水平地面的压强p；（2）歼-20在上述航行30min的过程中获得的水平推力F；（3）歼-20发动机的热机效率η。13、近几年来，我国大力推广新能源汽车，如图是某款电动汽车，以60km/h的速度匀速行驶了80km，所受的牵引力为720N，耗电，请解答下列问题：（1）我国大力推行电动汽车，主要是为了减少__；（2）牵引力所做的功是多少______？（3）上述行驶过程中，电动车的效率是多少______？（4）有一款与它外形，质量均相同的汽油车，在相同路面上以60km/h的速度匀速行驶80km，若该汽车的效率为25%，需要消耗多少汽油______？（汽油的热值取4.5×107J/kg）整车质量1.8t最大输出功率9.2kw汽油机效率30%