人教版物理九年級(jí)第十四章內(nèi)能的應(yīng)用綜合復(fù)習(xí)教案

第十四章 內(nèi)能的應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)一】：基礎(chǔ)知識(shí)鞏固1、關(guān)于熱值的概念，下列說(shuō)法中正確的是（ ）A任何物體都有熱值 B燃料燃燒時(shí)才有熱值C燃料的熱值與燃料是否完全燃燒無(wú)關(guān) D燃燒時(shí)放出熱量多的燃料熱值大【答案】：C2、關(guān)于熱機(jī)的效率，下述正確的是（ ）A熱機(jī)的效率有可能等于1 B熱機(jī)的效率一定小于1C熱機(jī)的效率越高，其損失的能量越多 D熱機(jī)的效率越高，對(duì)環(huán)境的影響越大【答案】：B3、火箭采用液態(tài)氫做燃料，火箭點(diǎn)火后，高溫高壓的燃?xì)庋杆倥蛎浵蛲鈬姵?，燃?xì)獾臏囟认陆担鸺齽t獲得推力快速上升，并達(dá)到一定的速度。下列關(guān)于火箭的說(shuō)法中不正確的是（ ） A. 無(wú)論如何改進(jìn)，火箭的熱機(jī)效率也不可能達(dá)到100% B. 采用液態(tài)氫做燃料，污染較小 C. 采用液態(tài)氫做燃料，是因?yàn)闅錃獾臒嶂岛艽?D. 燃?xì)獾膬?nèi)能全部轉(zhuǎn)化為箭身的機(jī)械能【答案】：D【知識(shí)點(diǎn)二】：熱平衡問(wèn)題1、將質(zhì)量為75.4kg、溫度為45的熱水與溫度為10的冷水混合，若混合后水的溫度為32。不計(jì)熱損失，求需冷水的質(zhì)量?！敬鸢浮浚?、一大杯冷水的溫度為t1，一小杯熱水的溫度為t2，將他們混合后的溫度為t 。那么，下列四個(gè)關(guān)系中，哪個(gè)是正確的？（ ）A.B.C.D.【答案】：【知識(shí)點(diǎn)三】：熱機(jī)效率1、某中學(xué)為學(xué)生供應(yīng)開水用鍋爐將200kg水從25加熱到100，燃燒了6 kg的無(wú)煙煤。試求：（1）鍋爐內(nèi)的200kg水吸收的熱量是多少J？（2）6 kg的無(wú)煙煤完全燃燒放出的熱量是多少J？（無(wú)煙煤的熱值q=3.4107J/kg）（3）此鍋爐的效率是多少【答案】：2、把質(zhì)量為20kg、溫度為25的水加熱到60，需要多少熱量？若用熱值為4.2107J/kg的液化石油氣作燃料，且液化石油氣完全燃燒放出的熱量有70被水吸收，問(wèn)需要完全燃燒多少kg的液化石油氣？【答案】：3、某中學(xué)鍋爐房每天要將3t水從20加熱到100。問(wèn)：(1) 這些水要吸收熱量為多少？(2)西氣東輸實(shí)現(xiàn)后，可用天然氣作為燃料來(lái)燒水，設(shè)天然氣完全燃燒釋放熱量的75%被水吸收，學(xué)校每天因燒水要消耗天然氣的體積是多少m3？（天然氣的熱值q=8.4107J/m3）【答案】：【知識(shí)點(diǎn)四】汽車的熱效率1一輛汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率是29.4kW，熱機(jī)效率為20，它帶有16kg汽油，如果車速60km/h，它能行駛多遠(yuǎn)？（汽油的熱值為4.6107J/kg） 【答案】：2、一輛汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率為66150w，每小時(shí)耗柴油14kg，計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的效率（柴油的燃燒值為4.3107J/kg）【答案】：3、提高熱機(jī)效率是“節(jié)能減排”的一個(gè)重要途徑如果汽油機(jī)的效率從1=30%提高到2=36%，那么一輛轎車在汽油機(jī)效率為30%時(shí)，消耗一定質(zhì)量汽油，能夠在平直道路上勻速行駛10km；當(dāng)效率變?yōu)?6%后，在相同道路情況下，以相同速度勻速行駛，并消耗相同質(zhì)量汽油的情況下，能夠行駛多少千米？【答案】：根據(jù)題意得：1=，則W1=Q1F10km=mq30%，2=，則W2=Q2FS2=mq36%，由于式和式中的F、m、q都相同，所以用可得：=，解得：S2=12km4、“五一”期間，爸爸開車帶著李兵從綿陽(yáng)市區(qū)出發(fā)參觀“樂(lè)山大佛”景點(diǎn)，汽車(包括車上的人和物品)質(zhì)量為1.8103kg，車輪與地面的總接觸面積為0.09m2，當(dāng)汽車以90km/h的速度在平直路面上勻速行駛時(shí)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力為1000N，效率為30，汽油的熱值為46107 Jkg(假設(shè)汽油完全燃燒，g取10Nkg)求：（1）汽車靜止時(shí)對(duì)路面的壓強(qiáng)；（2）汽車以90km/h的速度勻速行駛時(shí)，牽引力的功率；（3）若汽車按照這種方式行駛，這次旅行全程往返250km，牽引力做的功是多少？李兵應(yīng)該提醒爸爸至少要加汽油多少kg？【答案】：（1）汽車靜止時(shí)對(duì)地面的壓力為F=G=mg=1.8103kg10Nkg=1.8104N，汽車靜止時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為2105Pa。（2）汽車以90km/h的速度勻速行駛時(shí)，牽引力的功率P=Fv=1000N25m/s=2.5104W。（3）全程往返約250km牽引力所做的功W=Fs=1000N2.5105m=2.5108J，由得，全程往返約250km需要汽油的質(zhì)量為：【知識(shí)點(diǎn)五】：太陽(yáng)能的熱效率1、簡(jiǎn)易太陽(yáng)能熱水器的受光面積1 .4m2,內(nèi)裝80kg水，太陽(yáng)每分鐘輻射到1m2面積上的熱量是8104J,如果60的熱量被水吸收,問(wèn):20的水曬3h后水溫升高到多少攝氏度？（水的比熱容是4.2103J/(kg)）【答案】：2、隨著低碳理念的普及，學(xué)?？萍夹〗M的同學(xué)擬設(shè)計(jì)一種以太陽(yáng)能電池驅(qū)動(dòng)的汽車通過(guò)查閱資料得知：四川地區(qū)太陽(yáng)光垂直照射時(shí)，每平方米太陽(yáng)能電池板最大可提供150W的電功率擬設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能汽車質(zhì)量是500kg，它在平直路面上最快每秒可行駛15m，行駛過(guò)程中所受的平均阻力是車重的0.02倍該汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠?qū)?0%的電功率轉(zhuǎn)化為牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率若該車在平直路面上以最高速度行駛，試通過(guò)計(jì)算回答下列問(wèn)題（g取10N/kg）：（1）驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供的推力是多少牛？（2）驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供的機(jī)械功率是多少瓦？（3）該車的太陽(yáng)能電池板面積約為多大？（計(jì)算結(jié)果小數(shù)點(diǎn)后保留一位數(shù)字）【答案】：（1）驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供的推力F=f=0.02G=0.02mg=0.02500kg10N/kg=100N（2）驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供的機(jī)械功率是P=Fv=100N15m/s=1500W（3）電功率轉(zhuǎn)化率=90%，所以該車的太陽(yáng)能電池板面積約為S11.1m2【知識(shí)點(diǎn)六】：內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際應(yīng)用1、如下圖所示為四缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理：內(nèi)燃機(jī)通過(guò)連桿把四個(gè)汽缸的活塞連在一根曲軸上，并使各汽缸的做功過(guò)程錯(cuò)開，在飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的每半周里，都有一個(gè)汽缸在做功，其他三個(gè)汽缸分別在做吸氣、壓縮和排氣工作。（1）有一臺(tái)四缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其主要技術(shù)指標(biāo)如左表所示。其中排量等于四個(gè)汽缸工作容積的總和，汽缸工作容積指活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過(guò)的容積，又稱單缸排量，它取決于活塞的面積和活塞上下運(yùn)動(dòng)的距離（既沖程長(zhǎng)）。轉(zhuǎn)速表示每分鐘曲軸或飛輪所轉(zhuǎn)的周數(shù)。該發(fā)動(dòng)機(jī)在1 s內(nèi)做功J，單缸排量V =L。在每個(gè)做功沖程里，發(fā)動(dòng)機(jī)做功W =J。（2）在做功沖程里，燃?xì)鈱?duì)活塞所做的功可表示為W = p V，式中 p表示燃?xì)鈱?duì)活塞的壓強(qiáng)，則 p=Pa。（3）右圖為發(fā)動(dòng)機(jī)在做功沖程中的示意圖。下面給出了公式W = p V的證明，請(qǐng)將推導(dǎo)過(guò)程補(bǔ)充完整（要求各表達(dá)式均用S、l或p表示）：設(shè)活塞的面積為 S，沖程長(zhǎng)為 l，燃?xì)鈱?duì)活塞的壓強(qiáng)為 p，則燃?xì)鈱?duì)活塞的壓力F=，燃?xì)鈱?duì)活塞所做的功W=，又根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知發(fā)動(dòng)機(jī)的單缸排量V= S l ，故 W= p V。【答案】：（1）1.2105J、0.5、600、（2）1.2106、（3）p S、pSl試題分析：由題意可知發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為1.2106W，1s內(nèi)做的功為1.2106J。發(fā)動(dòng)機(jī)四缸排量為2L，單缸的排量為0.5L。它的轉(zhuǎn)速為6000r/min，每秒轉(zhuǎn)100圈，由于發(fā)動(dòng)機(jī)有四缸，每半圈做一次功，每秒內(nèi)做功200次，則一個(gè)做功沖程做的功為600J。根據(jù)汽缸一次做功及單缸的容積代入W = p V中，。公式W = p V的推導(dǎo)過(guò)程：燃?xì)鈱?duì)活塞的壓力燃?xì)鈱?duì)活塞所做的功2、某單缸四沖程汽油機(jī)的氣缸活塞面積為30cm2，一個(gè)沖程活塞在氣缸中移動(dòng)的距離是50mm，滿負(fù)荷工作時(shí)做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)為9.0lO5Pa，飛輪lmin轉(zhuǎn)動(dòng)1800周，當(dāng)汽油機(jī)滿負(fù)荷工作時(shí)（不計(jì)摩擦），若1min消耗汽油0.01L汽油的密度=0.8103kg/m3；汽油的熱值為4.6l07J/kg求：（1）做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓力；（2）一個(gè)做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞做的功；（3）汽油機(jī)的功率 （4）該汽油機(jī)的效率【答案】：3、AMP型柴油機(jī)汽缸直徑為90mm，活塞沖程是100mm，做功沖程中燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)為69.3N/cm2。(l)求做功沖程中燃?xì)馑龅墓Γ?2) 如果曲軸每分鐘轉(zhuǎn)2019圈，求此柴油機(jī)的功率【答案】：【知識(shí)點(diǎn)七】：提升訓(xùn)練1、從2019年開始，我國(guó)就參與了國(guó)際科研合作項(xiàng)目國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆聯(lián)合實(shí)施協(xié)定，研究可控核聚變技術(shù)。該技術(shù)可用氫的同位素氘和氚聚合發(fā)生核聚變釋放能量，并不會(huì)產(chǎn)生放射性污染，如圖甲所示。而氘可以從海水中提取，從1L的海水中提取的氘參與核聚變反應(yīng)放出的能量相當(dāng)于300L優(yōu)質(zhì)汽油完全燃燒放出的熱量。若這些核能用來(lái)發(fā)電的效率可以達(dá)到50%，所產(chǎn)生的電能可供如圖乙所示的電力機(jī)車牽引功率為4800kW的“和諧號(hào)”電力動(dòng)車組以252km/h的運(yùn)營(yíng)速度勻速行駛多少km？（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）（汽油密度：0.71103kg/m3；汽油熱值：4.6107J/kg）【答案】：先計(jì)算出300L優(yōu)質(zhì)汽油完全燃燒放出的熱量，再計(jì)算出其轉(zhuǎn)化的電能，已知電能和電力機(jī)車牽引功率可計(jì)算出行駛時(shí)間，最后根據(jù)公式s=v t計(jì)算出行駛路程。由由=mV 可得汽油質(zhì)量：m汽油=汽油V汽油=0.71103 kg/m330010-3 m3=213 kg，汽油完全燃燒放出熱量：Q=qm汽油=4.6107J/kg213 kg=9.798109 J，產(chǎn)生的電能：W=50%Q=4.899109 J。由P=W/ t 可得產(chǎn)生的電能可供動(dòng)車組行駛時(shí)間：t=W/ P=4.899109 J/4.8106 W1020.6s，動(dòng)車組行駛速度：v=252 km/h=70m/s，由v=st 可得，動(dòng)車組行駛路程：s=v t=70m/s1020.6s=71442m71.4km。2、肥胖是人類健康的大敵，跳繩是減肥的方法之一。某人的質(zhì)量為80kg，跳起時(shí)重心升高的平均高度約為5厘米。在晨練中，他在10分鐘內(nèi)跳了800次，（每千克脂肪提供的能量是J，可用表示，g=10N/kg）請(qǐng)問(wèn)在10分鐘時(shí)間內(nèi)：（1）人克服重力所做的功是多少？（2）人克服重力做功的平均功率是多少？（3） 假如人克服重力做功而消耗的能量只由脂肪提供，在理論上可以消耗多少脂肪？ 【答案】：7、解析：（1）人的重力：G=mg=80kg10N/kg=800N，人克服重力做的總功：W=nGh=800800N0.05m=32019J。 （2）人做功的平均功率：P=53.3W。（3）由題知，人克服重力做功而消耗的能量只由脂肪提供，即：Q=W=32019J，理論上消耗脂肪質(zhì)量：m=0.002kg3、近年來(lái)，我國(guó)部分省份開始推廣使用乙醇汽油，乙醇汽油是由10%體積的乙醇與90%體積的汽油混合而成已知乙醇的熱值為2.4107J/L，汽油的熱值為3.3107J/L設(shè)混合后總體積不變，請(qǐng)計(jì)算乙醇汽油的熱值為多少？（解答要求：寫出依據(jù)的主要公式，有數(shù)據(jù)代入，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）【答案】：4、液化石油氣，（LiquefiedPetroleumGas，簡(jiǎn)稱LPG），石油產(chǎn)品之一，為無(wú)色氣體或黃棕色油狀液體，是丙烷和丁烷的混合物，通常伴有少量的丙烯和丁烯。一種強(qiáng)烈的氣味劑乙硫醇被加入液化石油氣，這樣石油氣的泄漏會(huì)很容易被發(fā)覺(jué)。液化石油氣主要用作石油化工原料，用于烴類裂解制乙烯或蒸氣轉(zhuǎn)化制合成氣，可作為工業(yè)、民用、內(nèi)燃機(jī)燃料。液化石油氣在1910年由沃爾特史內(nèi)林博士首次生產(chǎn)出來(lái)，1912年出現(xiàn)了第一個(gè)商業(yè)產(chǎn)品。