專題02內(nèi)能的利用（知識梳理專題過關(guān)）-九年級物理全一冊期中期末考點大串講（人教版）（原卷版）

專題02內(nèi)能的利用知識點一、熱機1．把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機械叫熱機。2．內(nèi)燃機：（1）定義：燃料直接在發(fā)動機汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機叫做內(nèi)燃機。（2）分類：汽油機和柴油機。構(gòu)造圖：（3）工作過程：活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運動時，從汽缸的一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程。工作循環(huán)：多數(shù)汽油機是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程的不斷循環(huán)來保證連續(xù)工作的，經(jīng)歷四個沖程，做功1次。汽油機的工作過程如下：（4）汽油機和柴油機的比較：汽油機柴油機不同點構(gòu)造頂部有一個火花塞頂部有一個憤油嘴吸氣沖程吸入汽油和空氣的混合氣體吸入空氣點燃方式點燃式壓燃式效率低高應(yīng)用轎車、摩托車載重型汽車、大型拖拉機相同點=1\*GB3①沖程：活塞在往復(fù)運動中從氣缸的一端運動到另一端；=2\*GB3②一個工作循環(huán)活塞往復(fù)運動2次，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動2周，經(jīng)歷四個沖程，做功1次知識點二、熱機的效率、能量的轉(zhuǎn)化和守恒1．燃料的熱值：（1）定義：某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比，叫做熱值。（2）數(shù)值：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量。（3）焦每千克，即“J/kg”。（4）公式：，其中Q表示燃料完全燃燒放出的熱量，m表示燃料的質(zhì)量，q表示燃料的熱值。推導(dǎo)公式：Q=mq。（5）物理意義：表示一定質(zhì)量的燃料在完全燃燒時所放出熱量的多少。同種燃料的熱值相同，不同燃料的熱值一般不同。（6）如果是氣體，人們還使用完全燃燒1m3某氣體所釋放的熱量來描述氣體燃燒放熱的性質(zhì)，因此有Q=Vq，q的單位是J/m3。2．熱機的效率：在熱機中，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。（1）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。柴油機比汽油機的效率高。（2）根據(jù)機械效率的公式，可以推導(dǎo)出。3．能量的轉(zhuǎn)化和守恒（1）在一定條件下，各種形式的能都可以相互轉(zhuǎn)化。（2）能量既不會憑空消失，也不會憑空產(chǎn)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。這就是能量守恒定律，所有能量轉(zhuǎn)化的過程，都服從能量守恒定律。知識點三：熱量的相關(guān)計算1．熱量、燃料燃燒、熱機效率等相關(guān)計算。熱量的計算Q=cmΔt注意：物體的初溫、末溫和變化的溫度燃料燃燒放熱Q=mq適用于固體和液體Q=Vq適用于氣體熱機效率其中，Q有是指有效利用的能量。2．“內(nèi)能的改變”和“溫度的改變”的關(guān)系：1．（2022·江蘇鎮(zhèn)江·中考真題）如圖所示，用甲、乙兩種燃料分別對質(zhì)量和初溫相同的水進行加熱，兩圖裝置均相同。燃料的質(zhì)量用m表示，燃料充分燃盡時水升高的溫度用Δt表示（水未沸騰）（）A．若m相同，Δt越小，燃料的熱值越大 B．若Δt相同，m越大，燃料的熱值越大C．若的值越大，燃料的熱值越大 D．若的值越大，燃料的熱值越大2．（2022·四川巴中·中考真題）小明家新買了小汽車，下列有關(guān)說法錯誤的是（）A．汽車長時間行駛輪胎會發(fā)熱，這是通過做功改變內(nèi)能B．汽車啟動時，小明聞到汽油味說明分子在不停地做無規(guī)則運動C．汽車內(nèi)燃機工作時，四個沖程中只有做功沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能D．小明認(rèn)為隨著科技發(fā)展，內(nèi)燃機效率可以達(dá)到100%3．（2022·山東濱州·中考真題）關(guān)于內(nèi)能和內(nèi)能的利用。下列說法中正確的是（）A．5月的街頭，楊花飛絮隨風(fēng)舞，好似雪花滿天飛，說明分子在不停地做熱運動B．新能源汽車實現(xiàn)了“零排放”，其效率達(dá)到了100%C．我國“長征五號B”大型運載火箭使用氫作燃料，是因為氫的密度小D．內(nèi)燃機的壓縮沖程，主要通過做功的方式增大汽缸內(nèi)物質(zhì)的內(nèi)能4．（2022·山東日照·中考真題）喜歡思考的小明用塑料礦泉水瓶子進行了如下游戲探究：瓶中留有少量水，蓋上瓶蓋（如圖甲）；扭轉(zhuǎn)瓶子（如圖乙）；輕輕擾動瓶蓋，瓶蓋被瓶內(nèi)的氣體沖出，同時瓶內(nèi)出現(xiàn)白霧（如圖丙）。圖乙和圖丙所示的過程，分別與四沖程內(nèi)燃機連續(xù)的兩個沖程相似，這兩個沖程是（）A．吸氣沖程和壓縮沖程 B．壓縮沖程和做功沖程C．做功沖程和排氣沖程 D．壓縮沖程和排氣沖程5．(多選題)（2022·山東日照·中考真題）2021年10月16月，搭載“神舟十三號”載人飛船的運載火箭精準(zhǔn)點火，液氫燃料燃燒，火箭拔地而起。2022年3月23日，航天員在“天宮課堂”做了將水連接在兩塊玻璃板之間形成“水橋”，液體結(jié)晶使“冰球發(fā)熱”等實驗。2022年4月16日，“神舟十三號”載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場成功著陸。返回艙進入大氣層時，與大氣劇烈摩擦，發(fā)出耀眼的光。下列判斷正確的是（）A．選擇液氫燃料主要是液氫的比熱容大B．“水橋”的形成是因為分子之間存在引力C．液體結(jié)晶的球發(fā)熱是因為液體結(jié)晶過程中內(nèi)能增加D．返回艙進入大氣層發(fā)出光是做功改變了返回艙的內(nèi)能6．（2022·山東威?！ぶ锌颊骖}）為了定量研究機械能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律，小明利用圖所示裝置進行實驗。重物A在下落的過程中通過滑輪、輕繩帶動容器中的金屬葉片與水摩擦生熱，使容器中的水溫度升高了，則水的內(nèi)能增加___________J；經(jīng)過多次實驗，發(fā)現(xiàn)重物A的機械能減少量總是稍大于水的內(nèi)能增加量，為了使此裝置的機械能更多的轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，你建議小明采取的措施是___________。[重物A的質(zhì)量及每次下落高度保持不變，]7．（2022·湖北襄陽·中考真題）游文化古城，品襄陽美食。游客們乘坐的旅游汽車的燃料燃燒產(chǎn)生的_____能轉(zhuǎn)化為汽車的機械能。漫步古城老街，會聞到襄陽牛肉面四溢的香味，從物理學(xué)的角度看，“香味四溢”是_____現(xiàn)象。8．（2022·江蘇鎮(zhèn)江·中考真題）北京冬奧會上使用的氫燃料電池汽車，是利用氫與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，供給電動機而驅(qū)動汽車行駛的。如圖所示，該類型汽車甲在平直公路上從A地出發(fā)，以90km/h的速度行駛1h到達(dá)B地，消耗0.8kg氫燃料，所產(chǎn)生電能E電的80%用于維持汽車勻速行駛，所受阻力為1000N。已知每加注1kg氫燃料所需的費用為30元。（1）求A、B兩地之間距離。（2）求此過程中產(chǎn)生的電能E電。（3）燃油汽車乙也在該公路上從A地出發(fā)，以90km/h的速度勻速行駛。所受阻力與甲車相同，汽油在氣缸內(nèi)完全燃燒，且燃燒所釋放熱量的30%用來維持汽車勻速行駛，汽油熱值取q=5×107J/kg。已知每加注1kg汽油所需的費用為12元。則在與甲車花費相同燃料費用的情況下：①求乙車消耗的汽油完全燃燒所放出的熱量。②請通過計算判斷乙車能否到達(dá)B地。9．（2022·江蘇南通·中考真題）氫能源汽車具有零排放的環(huán)保優(yōu)勢，某款氫能源汽車總質(zhì)量為1.5×103kg，在水平公路上以70km/h的速度勻速行駛時受到的阻力為1.2×103N，行駛0.5h消耗氫0.6kg，已如氫的熱值為1.4×108J/kg，g取10N/kg。求汽車：（1）受到的重力和牽引大的大?。唬?）行駛的距離和牽引力做的功；（3）利用氫能的效率。10．（2022·遼寧遼寧·中考真題）新能源汽車正逐步取代傳統(tǒng)燃油車。如圖是一款無人駕駛智能電動車。電動車靜止在水平地面上，對地面的壓強為1.2×105Pa，車胎與地面接觸總面積為1000cm2，最高時速可達(dá)180km/h，此時車的功率為90kW。（q汽油=4.6×107J/kg，g取10N/kg）。求：（1）電動車的質(zhì)量；（2）若電動車以最高時速在平直公路上進行測試，勻速行駛時所受的阻力；（3）在（2）的條件下，車的電動機效率為90%，勻速行駛4.6km，消耗的電能相當(dāng)于完全燃燒多少千克的汽油所釋放的能量。一、單選題1．（2022·甘肅·民勤縣第六中學(xué)九年級期末）若油箱內(nèi)的油用去一半，則剩下的一半（）A．密度不變，比熱容和熱值都變?yōu)樵瓉淼囊话隑．質(zhì)量、比熱容、熱值都變?yōu)樵瓉淼囊话隒．比熱容不變，質(zhì)量和熱值都變?yōu)樵瓉淼囊话隓．密度、比熱容、熱值都不變，質(zhì)量減為原來的一半2．（2022·河北承德·九年級期末）電影《流浪地球》講述了多年以后太陽急速衰老膨脹，無法再給地球提供能量，人類為了拯救地球而點燃木星周圍的可燃?xì)怏w，逃離太陽系的故事。其中“點燃木星”將地球推開相當(dāng)于內(nèi)燃機的（）A．吸氣沖程 B．壓縮沖程C．做功沖程 D．排氣沖程3．（2022·廣東·佛山市南海區(qū)大瀝鎮(zhèn)許海初級中學(xué)九年級階段練習(xí)）下面關(guān)于汽油機與柴油機的說法中，不正確的是（）A．柴油機與汽油機都是利用內(nèi)能做功的機械B．一般來說汽油機輸出功率比柴油機更高C．汽油機與柴油機在吸氣沖程中吸進去的氣體不同D．柴油機氣缸頂部有個噴油嘴，汽油機氣缸頂部有個火花塞4．（2022·廣東·佛山市南海區(qū)大瀝鎮(zhèn)許海初級中學(xué)九年級階段練習(xí)）如圖所示，下列說法中正確的是（）A．圖甲活塞對空氣做功，瓶內(nèi)內(nèi)能增加B．圖乙活塞跳起的瞬聞，瓶中有“白氣”出現(xiàn)，“白氣”是水蒸氣C．圖乙活塞跳起之前，瓶內(nèi)內(nèi)能不斷減少D．圖丙試管內(nèi)水蒸氣內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞機械能，與熱機壓縮沖程相同二、填空題5．（2022·全國·九年級單元測試）汽車已進入尋常百姓家中，汽車主要以汽油為燃料，汽油屬于______（選填“可再生”或“不可再生”）能源。若某汽油機飛輪轉(zhuǎn)速為20r/s的汽車，在水平路面上行駛，則在1min內(nèi)汽油機完成______個工作循環(huán)，對外做功______次；若汽車行駛過程中消耗汽油2kg，則這些汽油完全燃燒能放出______J的熱量。（汽油的熱值為4.6×107J/kg）6．（2022·全國·九年級課時練習(xí)）“可燃冰”作為新型能源，有著巨大的開發(fā)使用潛力。同等條件下，“可燃冰”完全燃燒放出的熱量達(dá)到煤氣的數(shù)十倍說明“可燃冰”的___________很大；以10倍的關(guān)系粗略計算，2kg“可燃冰”完全燃燒放出的熱量為___________J，這些熱量可以使___________kg的水從20℃加熱至100℃。[，]7．（2022·全國·九年級課時練習(xí)）“神舟十三號”飛船于2021年10月在酒泉發(fā)射基地發(fā)射，并獲得了圓滿成功。請你回答下列問題：

（1）火箭發(fā)射升空時，燃料燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為燃?xì)獾腳__________能，再轉(zhuǎn)化為火箭的___________能；火箭的燃料使用液態(tài)氫，主要是因為它的密度小且___________大；（2）飛船繞地球飛行時，當(dāng)運動到地球的背面沒有太陽光照射時，飛船表面的溫度會急劇下降，內(nèi)能___________，這是通過___________的方式改變物體的內(nèi)能；（3）飛船在軌道上從遠(yuǎn)地點到近地點運行的過程中，飛船的___________變小。（選填“動能”“重力勢能”或“機械能”）8．（2022·全國·九年級單元測試）小明在家中用煤氣灶將初溫為20℃，質(zhì)量為1kg的一壺水加熱到80℃，這是通過___________的方式使水的內(nèi)能增加，如果煤氣完全燃燒放出的熱量只有60%被水吸收，則至少需要燃燒___________kg的煤氣[水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），煤氣的熱值為4.2×107J/kg]。三、實驗題9．（2022·全國·九年級課時練習(xí)）如圖，將少許易燃硝化棉放入透明有機玻璃筒內(nèi)，用活塞將筒口密封住，然后將活塞迅速壓下，當(dāng)活塞壓至接近底部時，發(fā)現(xiàn)硝化棉起火燃燒。（1）實驗中，根據(jù)______現(xiàn)象可知筒內(nèi)空氣的內(nèi)能增加了。當(dāng)活塞壓下時，筒內(nèi)空氣分子間的斥力______（選填“增大”或“減小”）（2）該實驗證明：用______的方式能改變物體的內(nèi)能。從能的轉(zhuǎn)化角度分析，上述過程類似于四沖程內(nèi)燃機工作時的______沖程。10．（2022·全國·九年級課時練習(xí)）如表列出了幾種燃料的熱值，單位是J/kg。燃料種類無煙煤酒精煤油干木柴氫氣熱值3.4×1073.0×1074.6×1071.2×1071.4×108為了探究燃料燃燒時放出熱量的多少是否與燃料的種類有關(guān)，某同學(xué)設(shè)計了一個探究方案如下：（1）實驗時所選用燃料種類應(yīng)___________，質(zhì)量應(yīng)___________；（選填“相同”或“不同”）（2）若燃燒放出的熱量用水吸收，則實驗中，除了盛水容器相同，使燃料在同一裝置內(nèi)燃燒外，你認(rèn)為還應(yīng)保持___________相同；（3）通過比較___________可以得出燃料燃燒放出的熱量與燃料的種類有關(guān)。11．（2022·貴州·思南縣張家寨初級中學(xué)九年級階段練習(xí)）如圖所示，在試管內(nèi)裝適量的水，用軟木塞塞住，加熱使水沸騰．（1）水沸騰后有什么現(xiàn)象發(fā)生？___________________．（2）為了安全，應(yīng)采取的措施是_______________________．（3）塞子被沖出的過程中，能量是如何轉(zhuǎn)化的？__________________．四、計算題12．（2022·山西·大同市第六中學(xué)校九年級開學(xué)考試）某家庭用的燃?xì)鉄崴鳎瑢?0kg的水從10℃加熱到60℃，完全燃燒了0.21m3的煤氣。已知水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃)，煤氣的熱值為4×107J/m3。試求：（1）煤氣完全燃燒放出的熱量是多少？（2）水吸收的熱量是多少？（3）該熱水器燒水的效率是多少？13．（2022·全國·九年級