第十四章 《内能的利用》基础知识练习 2021-2022学年人教版物理九年级（含答案）

第1节　热机
1．热机：把燃料燃烧产生的高温高压气体的____转化为________的机器。
2．内燃机：
(1)定义：燃料直接在发动机____内燃烧产生____的热机。
(2)内燃机的种类：分为汽油机和柴油机两大类，
它们分别用____和____作为燃料。
(3)四个冲程：____冲程、____冲程、____冲程、____冲程。一个工作循环，活塞往复运动____次，飞轮转动____周，对外做功____次。
3．压缩冲程是将____能转化为____能；
做功冲程是将____能转化为____能。
4．如图所示是四冲程汽油机的两个冲程，
甲图显示的是汽油机______冲程，______能转化为______能
乙图显示的是汽油机______冲程，______能转化为______能
第2节　热机的效率
1．热值
(1)定义：某种燃料___________放出的热量与其____之比，
叫做这种燃料的热值。
(2)热值的单位：__________，符号是____。
(3)热值是燃料本身的一种特性，它只与燃料的____有关，
与燃料的质量、体积以及是否完全燃烧都没有关系。
2．热量的计算：燃料完全燃烧放出热量的公式是____。
3．热机效率
(1)定义：用来做有用功的那部分能量与________________________之比，叫做热机的效率。
(2)提高热机效率的途径：________________；__________
_________；_________________。
(3)热机造成的污染主要表现在：___________和_____________。
18．用天然气灶烧水，燃烧0.5
m3的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃。
已知水的比热容为c＝4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为q＝7.0×107J/m3。求：
(1)0.5
m3的天然气完全燃烧放出的热量Q放。
(2)水吸收的热量Q吸。
(3)燃气灶烧水的效率η。
第3节　能量的转化和守恒
1．自然界中存在着各种形式的能，
如_________、电能、____、光能、化学能等。
2．在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化，摩擦生热，____能转化为____能；植物的光合作用，是将____能转化为____能。
3．能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式____为其他形式，或者从一个物体____到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量___________。
4．所有能量转化的过程，都遵从____________定律。
5．在下列现象中，能量是怎样转化的。
(1)锯条锯木头，锯条变热：________________________；
(2)木材燃烧，发光发热：___________________________；
(3)电动机通电后转动起来：_________________________；
(4)核电站发电：____________________；
(5)蓄电池放电：____________________；
(6)对蓄电池充电：___________________。
热学计算的内容
(1)吸热与放热的计算：公式Q放＝_____________，Q吸＝_____________，
在热传递过程中，如不计热量损失，高温物体放出的热量等于低温物体
吸收的热量，即Q吸＝Q放；如考虑热损失，则Q吸＝ηQ放(η＜1)。
(2)关于热值的计算：公式Q＝_____________
(适用于固体和液体燃料)，
Q＝_____________
(适用于某些气体燃料)。
(3)关于热机效率的计算：公式η＝_____________，类似地，
炉子、太阳能热水器等设备利用热量的效率可以用公式η＝_____________计算。
1.可燃冰的热值很大，是天然气热值的10倍以上，若按15倍计算。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)，
天然气的热值q天燃气＝7.0×107
J/m3]求：
(1)体积为0.01
m3的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少？
(2)若这些热量的90%被质量为100
kg的水吸收，则水升高的温度是多少？
2．王大刚同学和家人在郊外野餐，用木炭烧水。铁锅内装有5
kg水，把水从18
℃加热至98
℃，已知水的比热容为4.2×103
J/(kg·℃)。如果木炭的热值为3.4×107
J/kg，它燃烧放出的热有10%被水吸收。求：
(1)在这个过程中水吸收的热量。
(2)在这个过程中用掉多少木炭。
6．如图所示是某四冲程汽油机某一冲程的示意图，活塞的横截面积是35
cm2。在此冲程中，燃气对活塞的平均压强是1.0×106Pa，活塞移动的距离是60
mm，所用时间是0.015
s。试问：
(1)该冲程为汽油机的____冲程。
(2)此冲程中，燃气对活塞的平均压力及其功率是多少？
(3)设做功冲程汽油完全燃烧，放出的热量是840
J，则该汽油机的效率是多少？
7．一辆氢气动力试验汽车10
min内在平直路面上匀速行驶了1.2×104
m，消耗了0.15
kg的氢气。此过程中汽车发动机产生的牵引力为1.0×103
N，氢气的热值取1.4×108
J/kg。求：
(1)氢气完全燃烧产生的热量；
(2)汽车的牵引力做的功；
(3)汽车发动机的效率。
第1节　热机
1．热机：把燃料燃烧产生的高温高压气体的内能转化为机械能的机器。
2．内燃机：
(1)定义：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。
(2)内燃机的种类：分为汽油机和柴油机两大类，
它们分别用汽油和柴油作为燃料。
(3)四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。一个工作循环，活塞往复运动两次，飞轮转动两周，对外做功一次。
3．压缩冲程是将机械能转化为内能；
做功冲程是将内能转化为机械能。
4．如图所示是四冲程汽油机的两个冲程，
甲图显示的是汽油机压缩冲程，机械能转化为内能
乙图显示的是汽油机做功冲程，内能转化为机械能
第2节　热机的效率
1．热值
(1)定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，
叫做这种燃料的热值。
(2)热值的单位：焦/千克
，符号是J/kg
。
(3)热值是燃料本身的一种特性，它只与燃料的种类有关，
与燃料的质量、体积以及是否完全燃烧都没有关系。
2．热量的计算：燃料完全燃烧放出热量的公式是Q＝mq
。
3．热机效率
(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比，叫做热机的效率。
(2)提高热机效率的途径：使燃料燃烧得更充分；减少各种热量损失；减少机械摩擦消耗的能量。
(3)热机造成的污染主要表现在：大气污染和噪声污染。
4.解：(1)0.5
m3天然气完全燃烧放出的热量
Q放＝Vq＝0.5
m3×7.0×107
J/m3＝3.5×107
J
(2)水吸收的热量Q吸＝cmΔt＝4.2×103
J/(kg·℃)×100
kg×
(70
℃－20
℃)＝2.1×107
J
(3)燃气灶的效率η＝×100%＝×100%＝60%
第3节　能量的转化和守恒
1．自然界中存在着各种形式的能，
如机械能、电能、内能、光能、化学能等。
2．在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化，摩擦生热，机械能转化为内能；植物的光合作用，是将光能转化为化学能。
3．能量既不会凭空消灭，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另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
4．所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。
5．在下列现象中，能量是怎样转化的。
(1)锯条锯木头，锯条变热：机械能转化为内能；
(2)木材燃烧，发光发热：化学能转化为内能和光能；
(3)电动机通电后转动起来：电能转化为机械能；
(4)核电站发电：核能转化为电能；
(5)蓄电池放电：化学能转化为电能；
(6)对蓄电池充电：电能转化为化学能。
热学计算的内容
(1)吸热与放热的计算：公式Q放＝cm(t0－t)，Q吸＝cm(t－t0)，
在热传递过程中，如不计热量损失，高温物体放出的热量等于低温物体
吸收的热量，即Q吸＝Q放；如考虑热损失，则Q吸＝ηQ放(η＜1)。
(2)关于热值的计算：公式Q＝qm(适用于固体和液体燃料)，
Q＝qV(适用于某些气体燃料)。
(3)关于热机效率的计算：公式η＝，类似地，
炉子、太阳能热水器等设备利用热量的效率可以用公式η＝计算。
1.解：
(1)由题意可得，可燃冰的热值：
q可燃冰＝15q天然气＝15×7.0×107
J/m3＝1.05×109
J/m3；
0．01
m3“可燃冰”完全燃烧放出的热量：
Q放＝Vq可燃冰＝0.01
m3×1.05×109
J/m3＝1.05×107
J；
(2)由η＝Q吸/Q放得，被水吸收的热量：
Q吸＝ηQ放＝90%×1.05×l07
J＝9.45×106
J；
由Q吸＝cmΔt可得，
水升高的温度Δt＝＝＝22.5
℃
2.解：
(1)Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103
J/(kg·℃)×5
kg×(98
℃－18
℃)＝1.68×106
J
(2)由Q放·η＝Q吸，则Q放＝＝＝1.68×107
J，
m＝＝≈0.5
kg
3.解：(1)做功
(2)F＝pS＝1×106
Pa×35×10－4
m2＝3.5×103
N，
P＝＝＝＝1.4×104
W
(3)η＝×100%＝×100%＝×100%＝25%
4.解：
(1)氢气完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝0.15
kg×1.4×108
J/kg＝2.1×107
J
(2)牵引力所做的功：
W＝F牵s＝1.0×103
N×1.2×104m＝1.2×107
J
(3)汽车发动机的效率：η＝＝×100%≈57.1%