九年级物理上册人教版内能的利用考点(原卷版)

九年级物理上册人教版
第14章内能的利用
清单01内能的利用
一、热机
1.热机
（1）热机：各种利用做功的机械叫做热机。

（2）工作原理：热机利用内能做功，将能转化为能。

（3）种类：蒸气机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。

2.内燃机
（1）内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。

（2）分类：机和机。

（3）内燃机的能量转化：化学能转化为内能，内能再转化为机械能。

3.汽油机
（1）冲程：汽油机在工作时，活塞从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。

（2）四个冲程：汽油机的一个工作循环由、、、四个冲程组成。

多数汽油机是由这四个冲程的不断循环来保证连续工作的。

（3）汽油机的工作过程
进气门打开，排气门进气门和排气门都火花塞产生电火进气门保持关闭，
（4）在四个冲程中，只有冲程对外做功，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性带动活塞完成。

（5）四冲程汽油机一个工作循环包括个冲程，活塞往复运动次，曲轴转圈，对外做功次。

4.柴油机
（1）柴油机汽缸顶部没有火花塞，只有。

（2）柴油机吸入气缸内的物质只有。

（3）柴油机在压缩冲程结束时，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来（俗称“压燃式”）。

二、热机的效率
1.热值
（1）定义：我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之，叫做这种燃料的热值（q）。

热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的。

（2）单位：，符号：。

有些气体的热值单位为：。

热值大的物质常用作航空航天燃料。

（3）燃料燃烧放出的热量计算公式：或（用哪个公式计算取决于热值的单位）。

（4）木炭的热值为3.4×107J/kg的物理意义：。

（5）特点：热值是燃料的一种特性，只与燃料的有关，与燃料的质量、燃料燃烧放出热量的多少以及燃料是否完全燃烧。

2.热机的效率
（1）定义：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之，叫做热机的效率（η）。

（2）计算公式：。

（3）物理意义：热机的效率是热机性能的重要指标。

热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更的燃料，节约能源。

（4）提高热机效率的方法
①使燃料燃烧；
②尽量各种热量损失；
③利用废气的能量；（废气带走的能量最多）；
④注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。

三、能量的转化和守恒
1.能量的转化和转移
（1）在一定条件下，能量可以从一种形式的能量转化为另一种形式的能量，这种现象叫能量的转化。

例如，摩擦生热：能转化为能；发电机：能转化为能；光合作用：能转化为能；燃料燃烧：能转化为能。

（2）能量的转化和转移具有性。

2.能量守恒定律
（1）能量守恒定律内容：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式为另一种形式，或者从一个物体到其他物体，而在转化和转移过程中，能量的总量。

（2）不可能制造出永动机，原因是违背了。

实验一比较不同燃料热值的大小
【实验器材】相同的铁台架、石棉网、烧杯、温度计、火柴、秒表、天平、水、两种不同的燃料。

【实验装置】
【设计实验】
（1）转换法：燃料燃烧给水加热，通过水反映燃料燃烧放出热量的多少。

升高的温度越高，燃料燃烧放出的热量越多，热值越大。

（2）控制变量法：控制燃料的质量，水的和相同，燃料要完全燃烧。

【实验步骤】
一、按图组装器材。

二、取质量相同的两种燃料，给质量和初温相同的水加热，待两种燃料燃烧完时，测出两种液体的温
度，并计入表格。

三、实验表格和数据图像
【实验结论】
通过温度-时间图像判断两种燃料的热值大小：平缓的图像对应的燃料热值。

【交流与反思】
（1）实验中要让燃料完全燃烧，而不是燃烧相同的时间；
（2）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏（选填“偏大”或“偏小”），这是因为。

【练习1】（23-24九年级上·广东中山·期中）汽油机的工作的四个冲程为：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，如图所示为冲程。

汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和的混合物；在压缩冲程中，能转为气体的内能。

【练习2】（23-24九年级上·江苏无锡·期中）如图是汽油机工作过程中的冲程，此过程中是能转化为能。

一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是3600r/min，则该汽油机每秒内对外做功
次。

【练习3】（23-24九年级上·河北邯郸·期中）一钢罐内装有质量为20千克的液化石油气，这些液化石油气完全燃烧放出的热量为 J ，燃烧过程中液化石油气的热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）。

（液化石油气的热值为7 3.510J/kg ）
【练习4】（23-24九年级上·四川成都·期中）关于燃料的热值，以下说法正确的是（ ） A ．煤的热值比干木柴大，因此1kg 煤完全燃烧放出的热量一定比1kg 干木柴多 B ．越容易燃烧，放热越多的燃料，其热值越大
C ．火箭所用燃料是液态氢，因为液态氢燃烧放出热量一定比汽油和柴油高
D ．燃料的热值与燃料的质量成反比
【练习5】（23-24九年级上·河北邯郸·期中）下列有关热机效率、燃料热值、物体内能、比热容的说法中，正确的是（ ）
A ．热机所用燃料的热值越大，效率越高
B ．质量相同的不同物质，当吸收或放出同样热量时，比热容大的物质温度变化较大
C ．汽油的热值大于柴油的热值，所以汽油燃烧放出的热量多
D ．热机所用燃料的化学能转化成的内能越多，效率不一定越高
【练习6】（23-24九年级上·山东菏泽·期中）如图所示，网红“木桶鱼”是在木桶里放入高温的鹅卵石，再加入质量为2kg 、初温为60℃的鱼汤，鹅卵石放热能使鱼汤沸腾[在一标准大气压下，鱼汤的比热容和沸点视为和水相同c 汤=4.2×10³J/(kg·℃)]。

气压看作标准大气压。

求： （1）鱼汤所吸收的热量为多少；
（2）若天然气完全燃烧放出的热量被鹅卵石全部吸收，而鹅卵石放出热量的80%被鱼汤吸收。

求此过程需要燃烧多少m³天然气？（q 天然气=3.5×104J/m³）
【练习7】（23-24九年级上·重庆江津·期中）暑假，小明一家驱车外出旅游。

当汽车以20m/s 的速度匀速行驶600s ，消耗的清洁乙醇汽油为1.2kg 。

汽车匀速行驶时受到的牵引力F ＝1.2×103N ，乙醇汽油的热值
q ＝4.8×107J/kg 。

求：
（1）这段时间内汽油完全燃烧放出的热量是多少J ？ （2）该汽车的效率是多少？
1．（23-24九年级上·广东汕头·期中）发射火箭时，常用液氢作为燃料这是因为氢的 较大，升空时将氢燃烧时释放的 能转化为机械能，已知液氢的热值是31.410J/kg ，运载火箭的氢在燃烧完一半后，剩余部分液态氢的热值是 J/kg 。

2．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）压缩空气动力车。

（1）小明将充满气的气球捆绑在小车上，制成压缩空气动力小车。

当气球向右喷气时，静止的小车向左运动起来，如图甲所示。

该过程使气球内气体的内能 （选填“增大”或“减小”），这一过程的能量转化与内燃机的 冲程相同；
（2）为制造压缩空气动力汽车，工程师将装有压缩空气的钢瓶与空气动力发动机连接，该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，如图乙所示。

发动机对外做功的是 （进气/排气）冲程，此过程中钢瓶内压缩空气的温度 。

若该发动机的转速为1200r/min ，则1s 内发动机对外做功 次。

3．（23-24九年级上·河北承德·期中）如图是四冲程汽油机工作过程的一个冲程，该冲程的能量转化情况是 ；该汽油机的飞轮转速为2400r/min ，该汽油机1s 对外做功 次。

若其效率为25%，当输出2.3×107J 的有用功时，消耗汽油的质量是 kg 。

（q 汽油＝4.6×107J/kg ）
4．（23-24九年级上·江西南昌·期中）甲醇是全球公认的新型清洁可再生能源，我国利用废碳再生生成的零
碳甲醇技术已处于国际领先水平。

下列关于甲醇燃料能源汽车说法正确的是（）A．甲醇燃料汽车内燃机的压缩冲程，主要通过热传递的方式增大汽缸内物质的内能
B．甲醇燃料汽车驱动效率低于燃油汽车
C．甲醇燃料汽车实现了“零排放”，其效率达到了100%
D．甲醇燃料属于新能源，燃烧时产生的内能可以转化为汽车的机械能
5．（23-24九年级上·天津·期中）喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶进行了如下游戏探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图甲）；扭转瓶身（如图乙）；拧松瓶盖（如图丙），瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶口出现白雾（如图丁）。

图乙和图丁所示的过程，分别与四冲程内燃机两个冲程类似，下列说法正确的是（）
A．图乙相当于压缩冲程，将内能转化为机械能
B．图丁相当于排气冲程，将机械能转化为内能
C．图乙相当于做功冲程，将机械能转化为内能
D．图丙相当于做功冲程，将内能转化为机械能
6．（23-24九年级上·四川成都·期中）如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（）
A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，瓶内空气的内能减少，内能转化为机械能
B．图乙，瓶子内空气推动塞子跳起时，瓶内空气的内能减小，与汽油机的压缩冲程原理相同
C．图丁，汽缸内气体推动活塞向下运动时，气体的内能减小，这个过程依靠飞轮的惯性完成
D．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少，塞子的机械能增加
7．（23-24九年级上·江苏镇江·期中）如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相同。

燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用t 表示（水未沸腾）（）
A ．若m 相同，t ∆越小，燃料的热值越大
B ．若t ∆相同，m 越大，燃料的热值越大
C ．若∆m
t
的值越大，燃料的热值越小 D ．若
t
m
∆的值越大，燃料的热值越小 8．（23-24九年级上·辽宁朝阳·期中）物理小组的同学们组装了如图（1）所示的装置，在完全相同的烧杯中分别装有质量相同的A 、B 两种液体，在完全相同的燃料盒中分别装有两种不同的燃料。

(1)若要比较液体的吸热本领强弱应选 两图的实验装置进行实验；实验过程中，若浸在液体中的温度计示数都升高了50℃，加热时间较短的液体比热容较 （选填“大”或“小”）；
(2)根据实验数据同学们绘制出如图（2）所示的图像。

由图像可知：液体 的比热容较大；
(3)若要比较两种燃料的热值大小应选择 两图的实验装置进行实验；实验过程中，若质量相等的燃料均已燃尽，且甲烧杯内液体温度升高多，则燃料1的热值 （选填“大”或“小”）；
(4)实验小组的同学经过讨论和实验，用图甲所示的实验方法进行数据测量，并求出燃料的热值。

求出的热值比真实值偏 （选填“大”或“小”）。

9．（23-24九年级上·江苏宿迁·期中）今年上初三的小雨同学对物理非常感兴趣，在学习了效率相关知识后她想测量家用燃气灶效率，上周末她和爸爸在家对燃气灶烧水的效率展开研究。

通过测量发现：将2kg 的水，从25℃加热到75℃的过程中，消耗天燃气0.01m 3，已知天然气的热值为738.410J /m ⨯，求： （1）此次消耗的天然气完全燃烧放出的热量； （2）此次实验中燃气灶烧水的效率；
（3）实验后爸爸提出，高效燃气灶不仅可以节约燃料，还可以减少2CO 气体排放，有利于环境保护。

小雨
想通过技术改进来提高燃气灶的热效率，请你结合所学知识给她提供一些建议。

10．（23-24九年级上·陕西咸阳·期中）随着国民经济的发展，汽车已广泛走进家庭。

一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶82.8km 用时1h ，消耗汽油3kg 。

若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动
汽车做有用功，所用汽油的热值为74.610J/kg ⨯。

冷凝水的比热容为()3
4.210J/kg ⨯⋅℃求：
(1)3kg 汽油完全燃烧放出的热量；
(2)这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力； (3)该车匀速行驶时的功率。