人教版物理九年级上册 第十四章单元测试（含答案）

复习目标

1.了解能量及其存在的不同形式。描述各种各样的能量和生产、生活的联系。

2.通过实验，认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以相互转化。

3.从能量转化的角度认识燃料的热值。

4.了解热机的工作原理，知道内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。

5.知道能量守恒定律，列举日常生活中能量守恒的实例，增强用能量转化与守恒的观点分析问题的意识。

6.从能量转化和转移的角度认识效率。

要点回顾

一、热机

1.热机

（1）利用　　　　做功的机械叫做热机。

（2）热机的种类很多，例如　　　　、　　　　、　　　　、　　　　等。

（3）　　　　直接在发动机的汽缸内燃烧产生　　　　的热机，叫做内燃机。

（4）内燃机分为　　　　和　　　　两大类，它们分别用　　　　和

　　　　作为燃料。

2.汽油机

（1）汽油机由　　　　、　　　　、　　　　、　　　　、　　　　、

　　　　、　　　　等部分组成。

（2）活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的　　　　运动到　　　　的过程，叫做一个冲程。

（3）多数汽油机是由　　　　、　　　　、　　　　、　　　　四个冲程的不断循环来保证连续工作的。

（4）压缩冲程中，　　　　能转化为　　　　能；做功冲程中，

　　　　能转化为　　　　能；吸气冲程、压缩冲程、排气冲程都是依靠　　　　完成的。

3.柴油机

（1）柴油机的构造跟汽油机相似，但是柴油机通过压缩空气直接点燃柴油，因此柴油机汽缸顶部没有　　　　，而是有一个　　　　。

（2）柴油机的工作过程也分为　　　　、　　　　、　　　　、

　　　　四个冲程。

（3）柴油机在吸气冲程中吸进汽缸的只有　　　　；在压缩冲程中，汽缸内空气的温度　　　　，已经超过了柴油的　　　　，此时从喷油嘴喷出　　　　，　　　　　遇到热空气便立刻燃烧起来。

二、热机的效率

1.燃料的热值

（1）某种燃料完全燃烧所放出的　　　　与其　　　　之比，叫做这种燃料的　　　　。

（2）热值的单位由　　　　的单位与　　　　的单位组成，在国际单位制中，热量的单位是　　　　，质量的单位是　　　　，所以热值的单位是　　　　，符号是　　　。

（3）酒精的热值是3.0×107 J/kg，它的物理意义是　　　　kg酒精

　　　　所放出来的热量是　　　　J。

（4）热值是物质本身的一种　　　　，与燃料的质量、燃烧的状态、放出热量的多少无关。

2.热机的效率

（1）对于热机而言，用来做　　　　的那一部分能量与燃料　　　　放出的热量之比，叫热机效率。

（2）蒸汽机的效率只有　　　　，汽油机的效率为　　　　，柴油机的效率为　　　　。

（3）设法利用　　　　　，是提高燃料利用率的重要措施。

（4）提高热机效率的途径：a.减少各种　　　　　　；b.减少　　　　　　，保持良好的润滑；c.尽可能使燃料　　　　　　。

三、能量的转化和守恒

1.能量的转化

（1）能量的主要形式：　　　　　　　　　　　　　。

（2）在一定条件下，各种形式的能量可以　　　　　。

2.能量守恒定律

（1）内容：能量既不会　　　　，也不会　　　　，它只会从一种形式

　　　　为其他形式，或者从一个物体　　　　到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量　　　　　　。

（2）普遍性：能量守恒定律是自然界中　　　　　　、　　　　的基本定律之一。

本章热点题型

一、汽油机与柴油机

例1　关于热机，下列说法正确的是(    )

A.汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞

B.柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合气吸入汽缸

C.汽油机在做功冲程中，进气门关闭，排气门打开

D.汽油机在做功冲程中，是把内能转化为机械能

解析：汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，A选项错误；柴油机在吸气冲程中只吸入空气，B选项错误；做功冲程中，进气门、排气门均关闭，活塞向下运动，把内能转化为机械能，C选项错误，D选项正确。

答案：D

例2　热机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，其中将内能转化为机械能的是        冲程。若一单缸四冲程内燃机飞轮转速为3 600 r/min，则它1 s内有        个冲程，燃气对外做功        次。

解析：热机工作时把内能转化为机械能的是做功冲程；若飞轮转速为

3 600 r/min，则1 s飞轮转60转，根据“一个工作循环包括4个冲程，曲轴转2周，燃气做功1次”可知飞轮转60转则有120个冲程，燃气对外做功30次。

答案：做功  120  30

跟踪练习1  汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成的，图14-1中表示排气冲程的是(    )

图14-1

跟踪练习2  科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气温度

        (选填“升高”“降低”或“不变”)，其内能        (选填“增大”“减小”或“不变”)，这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的        。为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是

        冲程。

二、与效率有关的计算

例3  张浩家的太阳能热水器内装有100 kg、25 ℃的水，经过一天照射后，温度升高了50 ℃。则水升温吸收的热量为         J。至少可以节约煤的质量是         kg。[假设煤烧水时有效利用的热量占煤燃烧放出热量的10%，且已知水的比热容是 J/(kg·℃)，煤的热值是

J/kg]

解析：水吸收的热量为 J/(kg·℃)×100 kg×50 ℃ J,煤燃烧放出热量的10 %被水吸收，则煤完全燃烧放出的热量 J，需要的煤的质量为

答案：  7

例4  小明一家驱车外出旅游。当汽车以108 km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时，汽车受到的阻力是整车重的0.08，效率为40%。已知汽车整车质量为1 375 kg，油箱容积为50 L。(汽油热值 J/L，g取10 N/kg)

(1)这时汽车牵引力做功的功率是多少？

(2)该车加一满箱汽油，按照以上速度最多可以匀速直线行驶多远的路程？

解析：根据汽车的质量，可由公式计算出汽车的重力，从而求出汽车所受的阻力，而汽车做匀速直线运动，根据二力平衡可求得牵引力大小，又知道汽车的速度，根据公式可求出功率。由汽油的热值和体积可求出汽油完全燃烧放出的热量，根据效率计算出可以做的有用功，则由=Fs可求得行驶的路程。

解：(1)

。

J

。

跟踪练习3 一辆汽车沿一段平直公路匀速行驶8 km，汽车发动机牵引

力为3 000 N，共消耗汽油2 L。汽油的热值 J/kg，

。求：

(1)发动机做的有用功是多少？

(2)汽车发动机的效率是多大？

跟踪练习4 人类的祖先钻木取火，为人类文明揭开了新的一页。钻木取火的一种方法如图14-2所示，将削尖的木棒伸到木板的洞里，用力压住木棒来回拉动钻弓。木棒在木板的洞里转动时，板与棒互相摩擦，机械能转化为内能，而热集中在洞内，不易散发，提高了木棒尖端的温度，当达到约260 ℃时木棒便开始燃烧。因木头是热的不良导体，故受热厚度很薄，木棒受热部分的质量只有0.25 g。已知：来回拉一次钻弓需1.0 s，弓长为s=0.25 m，人拉弓的力为16 N，木头比热容为 J/(kg·℃)，室温为20 ℃。问：

图14-2

(1)人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为多少？

(2)人克服摩擦力做功使机械能转化为内能，若其中有25%被木棒尖端吸收，则1 s内可使木棒尖端温度提高多少℃？

(3)请你估算用多长时间才能使木棒燃烧起来？

三 、能量的转化及其守恒

例5  “长征三号甲”运载火箭于2011年7月27日在西昌卫星发射中心点火发射，如图14-3所示，成功将中国第九颗北斗导航卫星送入太空，在火箭刚离开发射架直冲天空时(    )

图14-3

A.动能转化为重力势能

B.能量不守恒

C.获得的机械能等于消耗的化学能

D.部分机械能转化为内能

解析：火箭发射时，燃料燃烧产生高温高压燃气，化学能转化为内能，燃气向后高速喷出，反过来推动火箭做功，燃气的内能又转化为火箭的机械能，使火箭加速上升，动能和重力势能都增大，但火箭在大气层中飞行时，要克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能损失掉，所以火箭最终获得的机械能小于消耗的化学能，故D项正确。

答案：D

跟踪练习5  下列关于能量的转化和守恒的叙述，正确的是(    )

A.火箭升空时，燃料的化学能主要转化为火箭的内能  

B.绿色植物的光合作用将光能转化为化学能

C.汽油机做功冲程中，机械能转化为内能  

D.汽车匀速下坡时，机械能守恒

跟踪练习6  目前，“节能减排”已引起全球的关注。如何减少能耗、提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视。

(1)大多数家用汽车的发动机均为汽油机，它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能，再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶。请你将图14-4中汽油机工作时的能流图补充完整。

图14-4

(2)发动机的效率是汽车的经济性能指标之一。厂家提供的某汽车出厂的部分参数如下：

①测试数据：汽车在平直公路上以90 km/h的速度匀速行驶时，百公里耗油量为(L)，发动机输出功率为(kW)；

②使用燃料：92#汽油[热值为(J/kg)、密度为]。

请用以上参数推算出在测试条件下，该汽车发动机的效率。

参考答案

要点回顾

一、1.（1）内能　 （2）蒸汽机　 内燃机　 汽轮机　 喷气发动机　   （3）燃料　动力　（4）汽油机　柴油机　汽油　柴油

2.（1）汽缸　进气门　排气门　火花塞　活塞　连杆　曲轴　（2）一端　另一端　（3）吸气　压缩　做功　排气　（4）机械　内　内　机械　惯性

3.（1）火花塞　喷油嘴　（2）吸气　压缩　做功　排气　（3）空气　很高　燃点　雾状柴油　雾状柴油

二、1.（1）热量　质量　热值　（2）热量　质量　焦耳　千克　焦每千克　J/kg　（3）1　完全燃烧　3.0×107 　（4）特性

2.（1）有用功　完全燃烧　（2）6%～15%　20%～30%　30%～45%

（3）废气的能量　（4）热散失　摩擦　完全燃烧

三、1.（1）机械能、内能、电能、光能、化学能

（2）相互转化

2.（1）凭空消灭　凭空产生　转化　转移　保持不变　（2）最普遍　最重要

跟踪练习

1. A  解析：排气冲程中活塞向上运动，进气门关闭，排气门打开，排出汽缸里面的废气，符合条件的只有A。

2. 降低  减小  效率  排气  解析：水蒸气推动活塞做功时，水蒸气的内能减小，温度降低，水蒸气的内能转化为机械能，这样在六个冲程中两次做功，提高了热机的效率。水蒸气推动活塞做功后，要进入下一个工作循环前，必须先将剩余的废气排出汽缸，即第六冲程应是排气冲程。

3. 解：(1)发动机做的有用功。

(2)汽油的质量

汽油完全燃烧放出的热量

发动机的效率。

4. 解：(1)。

(2)因为,即，所以

。

(3)。

5.B  解析：火箭升空时，燃料的化学能主要转化为火箭的机械能；绿色植物的光合作用将光能转化为化学能；汽油机做功冲程中，内能转化为机械能；汽车匀速下坡时，动能不变，重力势能减小，机械能减小。

6.解：(1)克服摩擦耗能  废气带走热量

(2)汽车在行驶时所做的有用功：

汽油完全燃烧后所释放的能量：

汽车发动机的效率：

。

教学反思