本资料来自专辑：
2025年新九年级物理暑假预习精品讲义
第10讲 机械能与内能的相互转化
内容导航——预习三步曲
第一步：学
析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习
练习题 讲典例：教材习题学解题、快速掌握解题方法
练题型 强知识：10大核心题型精准练
第二步：记
串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步：测
过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 做功——改变内能的另一种方式
1、做功：对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功内能减少。
2、做功使物体的内能改变的实质：其他形式的能量（如机械能）与内能之间的相互转化。
3、物体内能的改变方式：做功和热传递。
（1）做功和热传递在改变物体的内能上是等效的；
（2）做功和热传递在本质上是不同的：做功使物体的内能改变，是其他形式的能量和内能之间的转化（不同形式能量间的转化）；热传递使物体的内能改变，是物体间（或物体不同部分）内能的转移（同种形式能量的转移）。
知识点二：热机
1、热机：利用内能做功的机械叫热机。
（1）热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。
（2）内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。
2、汽油机
（1）构造：进气门、排气门、气缸、火花塞、曲轴、连杆等。
（2）工作原理：在气缸内燃烧汽油，生成高温高压的燃气〔化学能→内能〕，使燃气推动活塞做功〔内能
→机械能〕。
（3）冲程：活塞在往复运动中从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程。
（4）汽油机的工作流程：内燃机通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的。
①吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸；
②压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内燃料混合物，温度升高；
③做功冲程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功；
④排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
（5）工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能；
（6）一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周，飞轮转2圈。
3、柴油机：
（1）构造：与汽油机相似，区别在于柴油机顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。
（2）工作原理：与汽油机相同。
（3）工作过程：与汽油机相似。
（4）柴油机启动时也要靠外力使飞轮和曲轴转动起来。
（5）特点与应用：
特点：柴油比汽油便宜，但柴油机比较笨重。
应用：载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船以及发电机。
知识点三：燃料的热值
1、热值概念：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，符号时q。
（1）对于气体燃料而言，热值的定义是1m3的某种燃料完全燃烧时放出的热量。
（2）热值是燃料的一种属性，同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值不同。
（3）热值单位：焦/千克（J/kg），读作焦每千克。
（4）热值的物理意义：热值表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量的多少，如木炭的热值为3．40×107J/kg。
2、热值的计算公式：Q=mq
M——燃料的质量——单位千克（kg）；
q——燃料的热值——单位焦/千克（J/kg）；
Q——燃烧放出的热量——单位焦耳（J）。
3、比较不同燃料的热值大小
（1）准备实验器材：需要准备铁架台、石棉网、烧杯、温度计各两只，以及适量的水和两种不同的燃料（如酒精和汽油）。
（2）设置实验装置：按照实验装置图依次将燃料盒、石棉网、烧杯、温度计自下而上固定好。
（3）控制变量：确保两种燃料的质量相同，燃烧的时间相同，加热相同质量的同种液体。
进行实验：在两个烧杯中倒入质量相同、初温相同的水；在燃料盒中倒入质量相等的适量酒精和汽油；分（4）别点燃酒精和汽油，加热烧杯内的水，直到燃料燃尽。记录数据：燃料燃尽后，记录两烧杯内水升高的温度△t。
（5）分析结果：比较两装置中烧杯内水升高的温度△t，升高的温度越高，表明水吸收的热量越多，进而表明燃料的放热能力越强。
|
教材习题01 给你一块冰，你能用哪些方法使其熔化？这些方法中，哪些是采用做功方式？哪些是采用热传递方式？ |
解题方法
区分改变物体内能的两种方式，分析使冰熔化的不同手段对应哪种方式。 先列举让冰熔化的方法，再判断：热传递是热量从高温传向低温；做功是通过外力对冰做功增加内能。 |
| 教材习题02
用打气筒给自行车轮胎打气。打完后摸一摸打气筒的外壁，发现外壁变热了。请用所学的物理知识解释这一现象。 |
解题方法
分析打气过程中“做功改变内能”和“热传递”的具体体现。 打气时，活塞压缩筒内空气，对空气做功→空气内能增、温度升→通过热传递让筒壁变热；同时，活塞与筒壁摩擦，也会做功生热→共同导致外壁变热 。 |
| 教材习题03
火箭的外壳有一层烧蚀材料，可以有效防止火箭因高温而损坏。想一想，为什么火箭在大气层飞行时温度会升高？ |
解题方法
理解“摩擦生热”（做功改变内能 ）在火箭飞行中的体现。 火箭在大气层高速飞行，与空气剧烈摩擦→克服摩擦力做功→机械能转化为内能→火箭外壳温度急剧升高 。 |
题型一 热机的定义与种类
1．下列运载工具中，不需要利用热机的是（ ）
A．喷气式飞机 B．柴油拖拉机
C．纯电动汽车 D．长征系列火箭
2． 2024年9月25日，中国人民解放军向太平洋相关公海海域，成功发射1发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹（如图所示），飞越约1．2万公里，准确落入预定海域。该洲际弹道导弹的发动机是 （选填“电动机”或“热机”），工作时将 _______ 能转化为内能再转化为_______能。
题型二 内燃机的四个冲程
3．一台单缸四冲程汽油机，在压缩冲程中，气体的温度升高，这是通过 _______的方式增加内能。为了不让汽油机在工作时温度升得太高。在设计制造时，让气缸被水包围着，这是通过 _______的方式减少气缸内能。用水来冷却气缸是因为水的_______较大。
若飞轮转速是1800r/min，该汽油机每秒完成 _______个冲程，对外做功_______次。
4．人们在冬天常常搓手取暖，这是通过_______ （选填“热传递”或“做功”）的方式来改变物体内能。如图所示，是热机工作冲程中的_______冲程。热机通常用水来作为冷却剂，是利用了水的 的物理属性。某四冲程汽油机的飞轮转速为6000r/min，则该汽油机1s对外做功_______次。
题型三 四冲程的判断
5．如图是小明学习了热机后画的四冲程汽油机某个冲程的示意图，请你根据他画的图中活塞和曲轴的位置、进气门和排气门的开闭情况，可以判断该冲程是（ ）
A．吸气冲程，吸入汽缸的是汽油和空气
B．压缩冲程，把机械能转化成内能
C．做功冲程，对外输出动力
D．排气冲程，把废气排出汽缸
6．如图所示是四冲程汽油机的 _______冲程。工作时需要用水为其冷却，若5kg的水温度升高2℃，则吸收的热量为______________J。[c水＝4．2×103J/（kg•℃）]
题型四 汽油机
7．如图是某四冲程汽油机顺序被打乱的工作图，下列说法正确的是（ ）
A．四个冲程的顺序应该是B→A→D→C
B．冲程B的活塞正在往下运动
C．冲程D将内能转化为机械能
D．热机是利用化学能做功的机器
8．汽油机工作时，在 _______ 冲程获得动力，其它三个冲程依靠飞轮的惯性来完成。某汽油机飞轮的转速为3000r/min，则1s内汽油机对外做功 _______ 次。
题型五 柴油机
9．若让一台正在正常开动的柴油机停止转动，一般应对它进行的操作是（ ）
A．断开它的电路，停止给它供电 B．关停它的油路，停止给它供油
C．以上两种方法都可以 D．以上两种方法都不行
10．汽油机和柴油机都属于内燃机，做功冲程都将_______转化为机械能，但它们也存在很多不同点，汽油机的点火方式为_______。
题型六 汽油机与柴油机的异同
11．下面关于汽油机与柴油机的说法中，正确的是（ ）
A．汽油机与柴油机在吸气冲程吸入的燃料相同
B．柴油机和汽油机采用的点火方式相同
C．柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞
D．柴油机的效率比汽油机低
12．关于柴油机与汽油机的区别，下面叙述错误的是（ ）
A．柴油机的汽缸顶部有一个喷油嘴而没有火花塞
B．柴油机在吸气冲程中吸入的是空气
C．柴油机可应用于轮船
D．汽油机在压缩冲程中对气体的压缩程度更高
题型七 内燃机工作循环的计算
13．一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min，则该汽油机每秒钟内完成的冲程数和做功的次数分别是（ ）
A．40和10 B．20和20 C．10和10 D．40和20
14．汽油机是热机的一种，如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此冲程的能量转化情况与_______（选填“乙”或“丙”）图相同，如果此汽油机每秒内对外做功10次，飞轮的转速为_______ r/min。
15．一台四缸四冲程的内燃机，活塞面积是100cm2，冲程是0．3m。在第三冲程，活塞所受平均压强是5×105Pa，在这个冲程中，活塞受到的推力是多大？燃气所做的功是多少？如果飞轮转速是3000r/min，这台内燃机燃气做功的功率是多大。
题型八 燃料热值的概念
16．在跨学科实践活动中，小晋调查“家用燃料的变化与合理使用”时发现，我国近几十年家用燃料由柴草、煤炭发展至天然气。使用天然气作为家用燃料主要是因为天然气的（ ）
A．内能较大 B．热值较大 C．密度较小 D．比热容较大
17．如图所示，长征二号F遥十七运载火箭搭载神舟十七号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，长征二号F遥十七运载火箭选用偏二甲肼为燃料，这是因为偏二甲肼具有较大的 _______；在发射架下方的池子里储存大量的水，原因是水的 _______ 比较大，升温时会吸收较多的热量，然后在汽化时又吸收热量，保护火箭发射架不被高温毁坏。
题型九 热值的简单计算
18．如图所示，用完全相同的装置利用燃料加热液体。已知燃料的质量、烧杯内的液体质量、加热方式等均相同，不计热量损失，将燃料点燃直至燃尽，甲、乙、丙三套装置的烧杯中液体升高的温度随时间变化的图像如图丁所示，则下列说法错误的是（ ）
A．选择甲、乙两图可比较不同燃料的热值
B．选择甲、丙两图可比较不同液体的比热容
C．实验过程中，液体的比热容不变，燃料的热值不变
D．由丁得，燃料1和燃料2的热值之比为3：4
19．小明家的燃气热水器将100kg的水由20℃加热到50℃，水吸收热量为_______J；若不计热损失，需要消耗_______ kg的天然气。已知c水＝4．2×103J/（kg•℃），q天然气＝4．2×107J/kg。洗澡后小明发现，浴室里热水器的两根水管中，有一根表面布满水珠，另一没有水珠，你认为布满水珠的水管中通的是_______ （“热”或“冷”）水。
20．中国探索火星探测器“天问一号”的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。火箭发射探测器时带了3×104kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量是 _______J，可以将 kg初温为20℃的水加热至沸腾。使用液态氢做燃料的原因是氢的_______大。[q氢＝1．4×108J/kg，c水＝4．2×103J/（kg•℃），当地大气压为1标准大气压，不计热量损失]。
21．一个简易的太阳能热水器，它的主要部分是一个敞口水箱，水箱内水深0．5m，水的质量为200kg。在阳光照射下，水的温度从20℃上升到70℃。水的比热容是4．2×103J/（kg•℃），这些热量如果由某种燃油来提供，不计热损失，需完全燃烧1．2L这种燃油，已知这种燃油的密度为0．7×103kg/m3。求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）1．2L这种燃油的质量是多少。（1L＝1×10﹣3m3）
（3）这种燃油的热值为多少J/kg？
…………
参考答案
知识点1 做功——改变内能的另一种方式
知识点二：热机
1、热机：利用内能做功的机械叫热机。
（1）热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。
（2）内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。
2、汽油机
（6）一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周，飞轮转2圈。
…………
不错
很有用
怎么下载
刷新一下，点击下载就可以了，如果还是不清楚，可以直接联系客服QQ：20862811
感谢提供