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2022-2023物理新课标下九年级全册同步课节减负作业（人教版）
第十四章 内能的利用
专题14.4 《内能的利用》单元复习方案
一、单元考点归纳总结
考点一：热机
1.定义：热机是把内能转化为机械能的机器。使燃料在热机气缸内燃烧而获得动力的机器叫内燃机，常见
的内燃机油汽油机和柴油机。
2.工作过程：内燃机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。一个工作循环曲轴转两周，
活塞往复运动各两次，只有做功冲程对外做功，其余的三个冲程叫辅助冲程，是靠飞轮的惯性来完成的。
3.热机效率
(1) 概念：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比。
(2) 提高热机效率的途径
a.减少各种热量损失；
b.减少摩擦，保持良好的润滑；
c.尽可能使燃料充分燃烧。
考点二：热值
1.定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。
2.单位：J/kg，读作“焦耳每千克”。对于气体燃料，在生活中多以体积来计量，所以气体燃料热值的单
3
位是J/m 。
3.燃烧效率：燃料燃烧时有效利用的热量与燃料完全燃烧时放出的热量之比，叫做燃料的燃烧效率。多用
百分数的形式表示。
4.提高燃料的利用效率：改善燃烧条件使燃料尽可能地充分燃烧；加大受热面积，使放出的热量得到充分
利用；尽可能地减少各种热损失等。
考点三：能量的转化与守恒
能量既不会消灭，也不会产生，它只会从一种形式转化为另一种形式，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，能量的总量不变，这就是能量守恒定律。
二、单元重要例题及其解析
【例题1】目前有一种倍受关注的喷气飞行背包。如图，人背上后能通过该设备获得动力，实现人类自由
单人飞翔的梦想。
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（1）该背包发动机将汽油燃烧后的气体通过喷气孔喷出，使人获得飞行动力，这是利用物体间
___________，同时说明了力可以改变物体的___________。
（2）该背包每小时消耗10kg汽油，这些汽油完全燃烧放出的热量为___________J。汽油燃烧将________
能转化为内能，用来对人和飞行背包做功，还有部分内能散失到空气中，但这些内能却无法再被利用来对
人和飞行背包做功，说明能量的转移和转化具有________。（q =4.6×107J/kg）
汽油
（3）该背包飞行高度可达近3000m，在此高度人会感到有所不适，这是因为大气压随高度的增加而
_______。
【答案】 ①力的作用是相互的 ②运动状态 ③4.6×108 ④化学 ⑤方向性 ⑥降低
【解析】（1）该背包发动机将汽油燃烧后的气体通过喷气孔喷出，对气体有力的作用，力的作用是相互
的，气体对发动机也有力的作用，使人获得飞行动力，同时力改变了人的运动状态。
（2）这些汽油完全燃烧放出的热量为
Q=mq=10kg×4.6×107J/kg=4.6×108J
汽油燃烧消耗汽油本身的化学能，转化为内能。
但这些内能不能再被利用，说明能量的转化是具有方向性的。
（3）高度越高，氧气约稀薄，大气压越低，大气压随高度的增加而变小。
【例题2】新农村建设中正在大力推广使用瓶装液化气．如果每瓶装 10kg液化气，液化气的热值取
4.2×107J/kg，则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是 J，若放出的热量有40%被水吸收，在标准大
气压下可把 kg的水从20℃加热至沸腾．[c =4.2×103J/（kg•℃）]．
水
【答案】4.2×108；500．
【解析】（1）整瓶液化气完全燃烧释放热量：
Q =mq=10kg×4.2×107J/kg=4.2×108J，
放
（2）由题知，水吸收的热量：
Q =Q ×40%=4.2×108J×40%=1.68×108J，
吸 放
由Q =c m （t﹣t）得水的质量：
吸 水 水 0
m = = =500kg．
水
【例题3】在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，烧杯中盛有 20℃、
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质量为 100g 的水，在一个标准大气压下加热至沸腾，假如完全燃烧酒精 3g。[水的比热容为
4.2×103J/（kg•℃），酒精的热值为3.0×107J/kg]求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）此过程中酒精灯烧水的热效率。
（3）科学研究表明：1g 100℃的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收2.26×103J的热量。水开始沸腾后持
续观察沸腾现象，同时发现水的质量减少了5g，求此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量。
【答案】（1）水吸收的热量是3.36×104J；
（2）酒精灯烧水的热效率是37.3%；
（3）5g，100℃的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收的热量是1.13×104J。
【解析】（1）一个标准大气压下水的沸点为100℃，即需将水加热至100℃，
水吸收的热量：
Q =cm（t﹣t）=4.2×103J/（kg•℃）×0.1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×104J；
吸 0
（2）3g酒精完全燃烧释放的热量：
Q =mq=3×10﹣3kg×3.0×107J/kg=9×104J；
放
酒精灯烧水的热效率：
η= ×100%= ×100%≈37.3%；
（3）1g 100℃的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收2.26×103J的热量，则5g 100℃的水汽化成同温度的
水蒸汽需要吸收的热量：
Q=5g×2.26×103J/g=1.13×104J。
【例题4】甲、乙两物体的质量之比为4:1,用两个相同的酒精灯分别给它们加热，（设酒精燃烧放出的热
量全部被甲和乙吸收）。如图所示为甲、乙两物体的温度随时间的变化曲线，若甲的比热容为0.42×103J
／(kg·℃)，则乙的比热容是多少？
【答案】3.36×103J/（kg•℃）
【解析】要熟练掌握吸热公式Q=Cm△t；会看图。
m ：m =4：1，Q =Q ，C =0.4×103J/（kg•℃），
甲 乙 甲 乙 甲
由图看出：经过4分时，△t =60℃-20℃=40℃，△t =60℃-40℃=20℃．
甲 乙
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根据Q=Cm△t得：C m △t =C m △t ，C =3.36×103J/（kg•℃）
甲 甲 甲 乙 乙 乙 乙
【例题5】中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重
要标志。如图所示是某火箭发射时的场景，目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。
火箭燃料的发展如表1所示，表2是一些燃料的热值。
表1
第1代 第2代 第3代 第4代
燃料 氧气和汽油混合 偏二甲肼 煤油 液态氢
氧化剂 四氧化二氮 液态氧 液态氧
表2
燃料 热值 燃料 热值
汽油 4.6×107J/kg 煤油 4.6×107J/kg
柴油 4.3×107J/kg 氢 1.4×108J/kg
（1）使用氢作为燃料的主要优点是： 和 。
（2）某火箭发射时携带了3×104kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为 20℃的水加
热至沸腾？[c ＝4.2×103J/（kg•℃），当地大气压为1标准大气压]
水
（3）氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以 70kW的
功率匀速行驶0.5h，消耗了2kg燃料，求该发动机的效率。
【答案】（1）热值大；无污染；
（2）这些燃料完全燃烧最多能将1.25×107kg初温为20℃的水加热至沸腾；
（3）该发动机的效率为45%。
【解析】（1）运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量
的氢时，可以释放出更多的热量，另外氢气燃烧的生成物是水，不会造成污染；
（2）3×104kg液态氢完全燃烧释放的热量：Q＝mq＝3×104kg×1.4×108J/kg＝4.2×1012J，
一标准大气压下水的沸点为100℃，
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水的质量为：m′＝ ＝ ＝1.25×107kg；
（3）氢能源车所做的功为：W＝Pt＝70000W×0.5×3600s＝1.26×108J，
2kg燃料完全燃烧释放的热量：Q′＝m″q＝2kg×1.4×108J/kg＝2.8×108J，
该发动机的效率为：η＝ 100%＝ 100%＝45%。
【例题6】三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程，该工程的建设涉及发电、水利、通航、生态保护等多种因
素。三峡工程水库正常蓄水位175米，枯水期最低消落水位仍以可行性研究报告推荐的155米为宜，这一
水位时三峡水库的库容为165亿立方米。
(1)从能量转化的角度，说明蓄水位达到175米高有什么意义？
(2)三峡库区大量蓄水后，水量增加对当地气温变化会造成什么样的影响？
【答案】见解析
【解析】(1)蓄水位达到175米，水具有较多的重力势能，可转化为更多的动能，进而转化为更多的电能。
(2)水量增加，水的比热容较大，白天，在相同的吸热条件下，水的温度升高的少，夜晚，放出相同的热
量，水的温度降低的少，昼夜温差较小。
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