第十四章 內(nèi)能的利用 生活中的物理（類(lèi)型題） 人教版 九年級(jí)物理

內(nèi)能的利用九年級(jí)物理章節(jié)復(fù)習(xí)生活中的物理（類(lèi)型題）第一：考點(diǎn)解讀考點(diǎn)1內(nèi)能的利用1.內(nèi)能的利用方式（1）利用內(nèi)能來(lái)加熱：實(shí)質(zhì)是熱傳遞。（2）利用內(nèi)能來(lái)做功：實(shí)質(zhì)是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能?？键c(diǎn)2熱機(jī)1.熱機(jī)：定義：熱機(jī)是利用內(nèi)能來(lái)做功，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。熱機(jī)的種類(lèi)：蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)（汽油機(jī)和柴油機(jī)）、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等2.內(nèi)燃機(jī)：內(nèi)燃機(jī)活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從氣缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過(guò)程，叫做一個(gè)沖程。四沖程內(nèi)燃機(jī)包括四個(gè)沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)中，吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程為一個(gè)工作循環(huán)，每個(gè)工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)2周，活塞上下往復(fù)2次，做功1次。在這四個(gè)沖程中只有做功沖程是燃?xì)鈱?duì)活塞做功，而其它三個(gè)沖程（吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程）是依靠飛輪的慣性來(lái)完成的。壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。做功沖程是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。3.汽油機(jī)和柴油機(jī)的比較：（1）汽油機(jī)的氣缸頂部是火花塞；柴油機(jī)的氣缸頂部是噴油嘴。（2）汽油機(jī)吸氣沖程吸入氣缸的是汽油和空氣組成的燃料混合物；柴油機(jī)吸氣沖程吸入氣缸的是空氣。（3）汽油機(jī)做功沖程的點(diǎn)火方式是點(diǎn)燃式；柴油機(jī)做功沖程的點(diǎn)火方式是壓燃式。（4）柴油機(jī)比汽油及效率高，比較經(jīng)濟(jì)，但笨重。（5）汽油機(jī)和柴油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)之前都要靠外力輔助啟動(dòng)。4.熱值燃料燃燒，使燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（1）定義：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。用符號(hào)q表示。單位：固體燃料的熱值的單位是焦耳每千克（J/kg）、氣體燃料的熱值的單位是焦耳每立方米（J/m3）。熱值是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類(lèi)有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積、是否完全燃燒等無(wú)關(guān)。（2）公式：①Q(mào)＝qmm=eq\f(Q,q)q=eq\f(Q,m)Q—放出的熱量—焦耳（J）；q—熱值—焦耳每千克（J/kg）；m—燃料質(zhì)量—千克（kg）。②Q＝qVV=eq\f(Q,q)q=eq\f(Q,V)Q—放出的熱量—焦耳（J）；q—熱值—焦耳每立方米（J/m3）；V—燃料體積—立方米（m3）。（3）物理意義：酒精的熱值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃燒放出的熱量是3.0×107J。煤氣的熱值是3.9×107J/m3，它表示：1m3煤氣完全燃燒放出的熱量是3.9×107J?？键c(diǎn)3熱機(jī)效率1.影響燃料有效利用的因素：一是燃料很難完全燃燒，二是燃料燃燒放出的熱量散失很多，只有一小部分被有效利用。2.有效利用燃料的一些方法：把煤磨成粉末狀、用空氣吹進(jìn)爐膛（提高燃燒的完全程度）；以較強(qiáng)的氣流，將煤粉在爐膛里吹起來(lái)燃燒（減少煙氣帶走的熱量）。3.熱機(jī)的效率：熱機(jī)用來(lái)做有用功的那部分能量和完全燃燒放出的能量之比叫做熱機(jī)的效率。熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的一個(gè)重要標(biāo)志，與熱機(jī)的功率無(wú)關(guān)。4.公式：Q總=eq\f(Q有用,η)Q有用=Q總η由于熱機(jī)在工作過(guò)程中總有能量損失，所以熱機(jī)的效率總小于1。5.熱機(jī)能量損失的主要途徑：廢氣內(nèi)內(nèi)、散熱損失、機(jī)器損失。6.提高熱機(jī)效率的途徑：（1）使燃料充分燃燒，盡量減小各種熱量損失；（2）機(jī)件間保持良好的潤(rùn)滑，減小摩擦。（3）在熱機(jī)的各種能量損失中，廢氣帶走的能量最多，設(shè)法利用廢氣的能量，是提高燃料利用率的重要措施。7.常見(jiàn)熱機(jī)的效率：蒸汽機(jī)6%～15%、汽油機(jī)20%～30%、柴油機(jī)30%～45%內(nèi)燃機(jī)的效率比蒸汽機(jī)高，柴油機(jī)的效率比汽油機(jī)高?？键c(diǎn)4能量轉(zhuǎn)換和守恒1.能量：能量存在多種形式，如機(jī)械能、內(nèi)能、電能、化學(xué)能、光能、核能等.2.能量的轉(zhuǎn)化：在一定條件下，各種形式的能量是可以相互轉(zhuǎn)化的(如圖).3.能量守恒定律：能量既不會(huì)憑空消失，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變.4.能量轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)：具有方向性．第二：自主練習(xí)1、如圖所示，是小普同學(xué)跟爺爺學(xué)習(xí)氣功的四個(gè)基本動(dòng)作，由此他聯(lián)想到熱機(jī)的四個(gè)沖程，以下與做功沖程最相似的是（）A．鼻孔吸氣B．氣沉丹田C．排山倒海D．打完收工2、目前長(zhǎng)沙城區(qū)的老居民小區(qū)正在進(jìn)行水路改造，改造中用到了一種打孔工具﹣沖擊鉆，沖擊鉆工作時(shí)，鉆頭在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下不斷地沖擊墻壁，打出圓孔，如圖所示，沖擊鉆在工作過(guò)程中，其能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是（）A．內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 B．內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能 C．只有機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化 D．有電能、機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化3、如圖所示，用熱水壺?zé)练序v時(shí)，水蒸氣會(huì)頂開(kāi)壺蓋。熱機(jī)工作中，與此能量轉(zhuǎn)化相同的沖程是（）A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程4、如圖所示是“風(fēng)能太陽(yáng)能互補(bǔ)”節(jié)能燈，它“頭頂”小風(fēng)扇，“肩扛”太陽(yáng)能電池板，“腰插”蓄電池。關(guān)于節(jié)能燈的設(shè)計(jì)解釋合理的是（）A．太陽(yáng)能電池板是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化電能 B．蓄電池儲(chǔ)存能量的過(guò)程是將機(jī)械能和太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能 C．節(jié)能燈工作時(shí)是將電能轉(zhuǎn)化成光能和內(nèi)能 D．小風(fēng)扇工作時(shí)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能5、小美的奶奶在冬天遇寒會(huì)肩痛，于是她就購(gòu)買(mǎi)如圖所示的暖寶寶，讓奶奶貼用，暖寶寶主要是由鐵粉、活性炭、蛭石、無(wú)機(jī)鹽和水等合成的聚合物，撕開(kāi)明膠層，可立即與空氣中的氧氣作用從而放出熱量。所以，它的工作原理是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成___________能，再通過(guò)___________的方式讓肩膀升溫。6、如圖是小芳家新買(mǎi)的轎車(chē)，該車(chē)部分參數(shù)如下表。求（1）該車(chē)靜止在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)多大？（輪胎與地面接觸的總面積為0.12m2，g=10N/kg）整車(chē)質(zhì)量1.8t最大輸出功率9.2kw汽油機(jī)效率30%（2）若該車(chē)以最大輸出功率行駛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?xì)鉄崴?，已知燃?xì)獾臒嶂禐?.0×107J/m3，水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)。在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，小虎用熱水器給初溫為15℃的水加熱到45℃，共獲得40L的熱水，用去0.2m3燃?xì)?。?jì)算：（1）這些燃?xì)馔耆紵懦龅臒崃?；?）40L水升溫吸收的熱量；（3）小虎家熱水器的熱效率。8、某太陽(yáng)能熱水器裝有100kg,20℃的冷水，經(jīng)過(guò)一天，水溫升高到60℃，若用效率為20%的燃?xì)庠顚?duì)這些水加熱，達(dá)到同樣的效果需要2kg的燃?xì)?求:(1)水吸收的熱量;(2)燃?xì)獾臒嶂?9、用煤氣灶燒水時(shí)，把2kg的水從25℃加熱到75℃，燃燒了0．03m3的煤氣．設(shè)煤氣完全燃燒．水的比熱容為4．2×103J/（kg?℃），煤氣的熱值約為4．0×107J/m3．試求：（1）水吸收的熱量是多少？（2）煤氣燃燒放出的熱量是多少？（3）煤氣灶燒水時(shí)的效率是多少？10、2022年北京冬奧會(huì)舉行期間，將有600輛左右氫燃料新能源公交車(chē)投放使用。氫燃料是具有清潔無(wú)污染、效率高等優(yōu)點(diǎn)的理想能源。[；]求：（1）質(zhì)量為0.3kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量；（2）若這些熱量全部被質(zhì)量為400kg、溫度為20℃的水吸收，求水升高的溫度；（3）如果氫燃料公交車(chē)以150kW恒定功率勻速直線行駛，其效率為50%，則燃燒0.3kg的氫燃料可使公交車(chē)行駛多少時(shí)間？11、天然氣是興城市民常用的一種能源。某用戶用燃?xì)鉄崴鲗?0L的水從20℃加熱到70℃時(shí)消耗的燃?xì)鉃?.25m3。已知水的比熱容c水＝4.2×103J/（kg?℃），天然氣的熱值q＝4.0×107J/m3。求：（1）這些水吸收的熱量是多少？（2）加熱這些水所需要的天然氣完全燃燒放出的熱量是多少？（3）該燃?xì)鉄崴鞯男蕿槎嗌伲?2、如圖這是世界上第一款能容納兩名飛行員的隱形戰(zhàn)斗機(jī)殲-20的雙座版。若殲-20在高空中飛行時(shí)在恒定的水平推力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向勻速航行30min，需要燃燒航空煤油3t。已知飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)提供的機(jī)械功率是3.2×107W，（q油=4×107J/kg、g=10N/kg）試求：（1）如果殲-20質(zhì)量為25t，靜止在水平地面上時(shí)與地面的接觸面積為1m2，對(duì)水平地面的壓強(qiáng)p；（2）殲-20在上述航行30min的過(guò)程中獲得的水平推力F；（3）殲-20發(fā)動(dòng)機(jī)的熱機(jī)效率η。13、近幾年來(lái)，我國(guó)大力推廣新能源汽車(chē)，如圖是某款電動(dòng)汽車(chē)，以60km/h的速度勻速行駛了80km，所