九年级物理机械能内能及其转化

九年级物理

第十章机械能﹑内能及其转化

一．基础知识

1.物体能对外 ,我们就说这个物体具有能量，简称 。它的单位是 （ ）。 2.物体由于 具有的能叫做动能。影响动能大小的因素是 和 。 3.受到 的物体 后也具有能，这种能叫做重力势能。物体质量越 ，位置越 ，它做功的本领就越 ，物体具有的重力势能就越 。

4.具有弹性的物体发生弹性形变后也具有能，这种能叫做 。影响弹性势能大小的因素是 。

5. 能与 能统称为机械能。物体的动能和势能之间是可以相互 的。在只有动能和势能相互转化的过程中， 的总量保持不变，即机械能是 的。 6.物质是由 构成的。 在不停息地做无规则运动。分子之间存在 （ 力和 力）。根据扩散现象我们可以断定 ； 。

7.物体内所有 和 的总和叫做物体的内能。改变物体内能的方法： 和 ，它们的作用是 。热传递的实质是 。 8.水的比热容的物理意义： 。 比热容的单位： 。比热容的公式： 。物体吸收或放出热量的公式： 。比热容是物质的一种 。

9.汽油机工作的四个冲程中，做功的是 。内能转化为机械能的冲程是 ；机械能转化为内能的冲程是 。

10.热值： 。热值的单位是 。 热值公式 。热值是物质的一种 。 炉子的效率 。

二．针对训练

说明：物体吸收热量的计算公式：Q吸=cm(t-t0) ；物体放出热量的计算公式：Q放=cm(t0-t)

公式中，t为末温，t0为初温，上式中的质量m 的单位必须是kg

1.在1.01×105Pa大气压下，把质量为2.5kg，温度为20℃的水加热到100℃，水吸收的热量是多少？[c水=4.2×103J/(kg〃℃)]

2.某校每天将1000kg、20℃的水烧开供师生饮用。若烧开水的炉子用干木柴作燃料，每天至少需要多少干木柴？[水的比热容为4.2×103J/(kg〃℃)；干木柴的热值取1.2×107J/kg；水的沸点为100℃]

3.某太阳能热水器中装有质量为50kg的水，在阳光的照射下，该热水器中水的温度从25℃升高到45℃，求这些水吸收的热量。[水的比热容为4.2×103J/（kg〃℃）]

4.质量为100kg的地热水，温度从80℃降低到20℃，放出的热量是多少？（c水=4.2×103J/（kg〃℃）

5.质量为５kg的某种金属块，温度从20℃升高到50℃时吸收了1.95×104J热量，这种金属块的比热容是多少？它可能是哪种金属？

6.已知水的比热容是4.2×103J/（kg〃℃），质量为5kg的水温度升高20 ℃，吸收的热量是多少J？若这些热量被5kg的铜块吸收，则铜块升高的温度是多少？（c铜=0.39×103J/（kg〃℃）

7.一堆烧红的铁钉，温度为800℃，质量为1kg；一壶开水，温度为100 ℃，质量是1kg，当它们的温度降到室温20℃时，请通过计算说明放出热量较多的物质是什么？（已知c水=4.2×103J/（kg〃℃），c铁=0.46×103J/（kg〃℃）.

8.质量为2kg的水在太阳的照射下，水吸收了9.66×103J的热量，则水的温度升高多少℃？如果质量也为2kg的沙石在太阳的照射下，也吸收9.66×103J的热量，则沙石的温度会升高多少℃呢？已知c石=0.92×103J/（kg〃℃）。

9.质量为500g的铝锅中装有2kg的水，把他们从15 ℃加热到95 ℃，一共需要吸收多少热量？（已知c水=4.2×103J/（kg〃℃），c铝=0.88×103J/（kg〃℃）.

10.质量为5kg的铁球，初温为10℃，用加热的方法使其温度升高到20℃，则它需要吸收多少热量？如果是通过做功的方法使其温度升高，条件同上，那么至少外界要对该球做多少焦耳的的功？（c铁=0.46×103J/（kg〃℃）

11.现在火锅通常用一种被称为“固体酒精”的物质作为燃料，已知这种燃料的热值是1×107J/kg，完全燃烧0.21kg“固体酒精”能放出多少热量？若放出的热量都被火锅中的水吸收，求能使多少千克的水温度升高50℃？.

12.我国的地热资源相当丰富，已经发现的天然温泉就有2000处以上，温泉水的温度大多在60℃以上，个别地方达到100—140℃。100kg的温泉水从60℃降低到20℃时所放出的热量是多少J？这相当于多少立方米煤气完全燃烧放出的热量？（煤气的热值为4.2×10J/m）

13.某饰品加工厂有酒精喷灯加工饰品，张师傅在1分钟内用去酒精500g，被加工的一只质量为1kg的铜饰品温度从20℃升高到1020℃，求：

（1） 铜饰品吸收的热量是多少？（2）酒精完全燃烧放出的热量是多少？ （3）酒精喷灯的效率是多少？ [已知：c铜=0.39×103J/(kg〃℃), 酒精热值

Q

为3.0×107J/kg， 效率吸100%]

Q放

7

3

14.小洋家煮饭、烧水使用的是管道天然气，已知天然气的热值为8.4×107J／m3，放出的热量有50％被有效利用，现要将质量为4kg，初温为25℃的水加热到100℃，需要完全燃烧多少立方米的天然气？

15.洒精是实验室里常用的燃料，现用酒精灯来加热水，若洒精完全燃烧产生的热量有50%被水吸收，现在把0.5kg 、20℃的水加热到100℃，需要燃烧多少克酒精？［q酒精=3×107J/（kg〃OC，c水=4.2×103J/（kg〃℃）

16.小星家的太阳能热水器，水箱容积是200L．小星进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃．请你求解下列问题： （1）水箱中水的质量；水吸收的热量[c水=4.2×103J／(kg〃℃)]

（2）如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40％，求至少需要燃烧多少千克的煤气（煤气的热值为q=4.2×107J／kg）

17.将500g温度为75℃的水加入2.5kg温度为15℃的水中，热平衡后的水的温度是多少？（假定没有热量损失，且在热平衡时水的温度都相等）

18.在标准大气压下，质量为1kg，初温为30℃的水吸收2.52×105J的热量后，其温度升高多少？末温是多少？

19.吃早饭的时候，妈妈用热水给小雪加热袋装牛奶，已知袋上标有250ml，为了使这袋牛奶的温度由15℃升高到35℃，妈妈至少要用100℃的热水多少千克？[设

3

该牛奶的比热容为2.5×10J/(kg〃℃);牛奶密度为1g/cm3，不计热量损失]

20.将500g温度为75℃的热水加入温度为15℃的冷水中，热平衡后的水的温度是25℃,问原来冷水的质量是多少千克？（假定没有热量损失，且在热平衡时水的温度相等）

21.一台汽油机，活塞面积是50cm2，活塞行程为25cm，做功冲程中燃气产生的平均压强为 8×103Pa.飞轮的转速是600r/min。求： （1）做工冲程活塞受到的平均压力；

（2）在一个工作循环中，燃气对活塞所做的功； （3）燃气在1min内对活塞所做的总功。

22.某汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地．该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0×103N，消耗燃油1.5×10-3m3（假设燃油完全燃烧）．若燃油的密度0.8×103kg/m3，热值q=4×107J/kg，求：

（1）专用车牵引力所做的功是多少？ （2）燃油完全燃烧放出的热量是多少？

（3）已知热机效率η=WW为热机在某段时间内对外所做的功，Q为它在这

Q

段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？

23.物理兴趣小组的同学们做了这样的实验：取500g水放在烧杯中，测得水的温度为20℃，然后点燃酒精灯给烧杯加热，并将温度计插在水中观察水温的变化，当温度计的示数恰为70℃时，消耗了10g的酒精．[C水=4.2×103J/（kg•℃）] （1）请计算出实验中水吸收了多少热量？ （2）有的同学试图用水吸收的热量来计算酒精热值，请回答这种做法是否可以？并说明理由．

24.木炭的热值为3.4×107J/Kg，完全燃烧多少千克木炭能放出1.7×107J的热量？如果这些热量全部被质量为50kg、温度为10℃的某种液体吸收，温度升高到90℃．那么，这种液体的比热容是多少？

25.某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×lO5Pa，飞轮lmin转动1800转，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），求： （1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力； （2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功； （3）汽油机的功率． （4）该汽油机的效率．

26.一台单缸四冲程汽油机在一个工作循环中消耗了10g汽油（汽油的热值为4.6×107J/kg），这些汽油完全燃烧产生的热量是 ．如果这台汽油机的效率为30%，则一个工作循环中输出的有用机械能为 ．若该汽油机的转速为3000r/min，则该汽油机每秒钟做功 次．

27.汽油的热值是4.6×107J/kg,假设汽油完全燃烧产生的热量中有35%用来做有用功。那么,完全燃烧5kg汽油可以从10m深的井中抽出多少千克水?（g取10N/kg）

28.设计汽车发动机时，既要考虑能量的利用效率，也要考虑发动机的冷却问题。 (1)为了防止发动机过热，汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度，5kg水在冷却系统中升高50℃，所吸收的热量是多少?(C水=4.2×103J／(kg・℃))

(2)柴油在某汽车发动机汽缸内燃烧时，如果每分钟释放1.2×107J的能量， 则该汽车每分钟的耗油量是多少?(柴油的燃烧值是3.3×103J／kg)

（3）柴油在某汽车发动机汽缸内燃烧时，如果每分钟释放1.2×107J的能量，发动机的输出功率为8.5×104W，则该汽车发动机的效率是多少？

29.一台单缸汽油机的飞轮转速是600r/min，做功冲程中燃气对活塞的平均压强为5×105Pa，活塞冲程为0.2m，活塞横截面积为100cm2.求汽油机的功率。

30.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0.25g．已知：来回拉一次钻弓需1.0s，弓长为s=0.25m，人拉弓的力为16N，木头比热容c=2×103J/（kg•℃），室温为20℃．问：

（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秒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？

31.小星用燃气灶将质量为2㎏，温度为25℃的水加热到100℃，水吸收的热量为6.3×105J，该燃气灶的效率是25％，则加热这些水需要多少燃气？（燃气的热值是4.5×107J/㎏）

32.用天然气灶烧水，燃烧0.5m3的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃.已知水的比热容c=4.2×103J/（kg〃℃）,天然气的热值q=7.0×107J/m3。求： (1)0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放。 （2）水吸收的热量Q吸。 （3）燃气灶的效率η。

33.太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热

水器某天在阳光照射下的相关信息。

其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能． 求：(1)水在10h内吸收的热量；

(2)如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少立方米的天然气；（天然气的热值为8.4×l07J／m3，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收）

(3)该太阳能热水器的能量转化效率．

34.

有一汽油机飞轮的转速为1800r/min，那么该汽油机每秒钟完成 个工作循环，活塞往返 次，完成 个冲程，对外做了 次功。

35.某辆小汽车油箱内装满35kg汽油，司机小王驾车到某城市执行任务，路程为300km．在高速公路上匀速行驶时，车受到的阻力是920N．（汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能；汽油的热值为4.6×107J/kg）．求： （1）汽车到达目的地牵引力所做的功．

（2）通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油．

36.完全燃烧21g热值为3.0×107J/kg的酒精，可以放出多少焦耳的热量？这些热量可使多少千克的水温度升高50℃.

4h阳光的照射，水温由原来的20℃升高到了40℃．在这4h内水吸收了多少热量？若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克焦炭？[水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃）、焦炭的热值q=3.0×107J/kg]

39.S195型柴油机的部分技术规格如下表所示：

其中，“额定功率”是指柴油机机正常工作时对外所做机械功的功率；“燃油消耗率”是指柴油机正常工作时，每输出1kW•h的能量柴油机所消耗柴油的千克数．已知柴油的热值为3.3×107J/kg．水的比热容4.2×103J／(kg・℃)

(1)若柴油机的水箱中贮有10kg冷却水，当水的温度由20℃上升到40℃时，这些水所吸收的热量是多少J？

(2)已知柴油机的效率η=W/Q×100％(式中W为柴油机在某段时间内对外所做的功， Q为它在这段时间内所消耗的柴油完全燃烧所产生的热量)，则该柴油机正常工作时的效率约为多少？

【复习与回顾】40.某动物保护组织在我国西南边陲云南寻找国家重点保护动物野牛时，采集到了野牛在水平沙地上站立时留下的脚印石蜡模型。经测量该石蜡模型的平均厚度为2cm，质量为450g；对该沙地进行抗压实验，发现使沙地达到相同深度的压强为2×10Pa。已知石蜡的密度ρ蜡=0.9×10kg/m，取g=10N/kg，试求：

（1）这头野牛在水平沙地上站立时与地面的接触面积； （2）这头野牛在水平沙地上站立时对沙地的压力； （3）这头野牛的质量。

5

3

3

- 11 -