_14.2 热机的效率 练习2021-2022学年人教版九年级物理（含解析）

2021-2022年九年级物理（上）优生辅导提升资料（人教版）
课时14.2 热机的效率
一．选择题（共12小题）
1．两台汽油机，甲的功率是乙的1.5倍，甲的效率为20%，乙的效率为25%，那么甲与乙每小时消耗油量之比为（　　）
A．6：5 B．15：8 C．5：6 D．8：15
2．下列说法中正确的是（　　）
A．物体的温度不变，说明没有发生内能的转移或转化
B．燃料的燃烧越充分，燃料的热值越大
C．在热传递过程中，热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
D．汽油机的做功冲程燃气的内能减小
3．如图为一台四缸发动机，其主要技术指标如右表所示。其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（即冲程长）。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。则下列计算不正确的是（　　）
排量
2.0L
输出功率
120kW
转速
6000r/min
A．该发动机在1 s内做功1.2×105J
B．单缸排量V为0.5 L
C．在每个做功冲程里，发动机做功600 J
D．在做功冲程里，燃气对活塞的压强为1.2×105Pa
4．如图所示，某学习小组设计实验来比较酒精、煤油和汽油的热值大小。甲、乙、丙三个装置中水的质量和初温及三种燃料的质量均相同。当三种燃料完全燃烧后，水的末温（均未沸腾）关系为t甲＝t丙＞t乙，由此可粗略判断出它们热值q的大小关系为（　　）
A．q甲＞q乙＞q丙 B．q甲＞q乙＝q丙
C．q甲＝q乙＞q丙 D．q甲＝q丙＞q乙
5．有甲、乙两台汽油机，若在同一时间内甲做的有用功是乙做的有用功的2倍，甲的效率是25%，乙的效率是20%，则在同样时间内，甲、乙两汽油机消耗的汽油之比为（　　）
A．2：5 B．8：5 C．5：8 D．5：2
6．如图所示是完全燃烧A、B两种燃料的质量与放出的热量的图象，由图象可知，A、B两种燃料的热值大小关系是（　　）
A．qA＜qB B．qA＝qB C．qA＞qB D．无法比较
7．甲、乙两台柴油机，甲的效率比乙的效率高，则（　　）
A．甲每秒钟做的功比乙每秒钟做的功多
B．甲消耗的柴油比乙消耗的柴油少
C．消耗同样多的柴油，甲做的有用功比乙做的有用功多
D．做同样多的有用功，甲消耗的柴油比乙消耗的多
8．目前石油、煤炭消耗量迅速增长，易导致能源危机。因此，开发和利用新能源，成为全世界最为关注的问题之一。小明家的太阳能热水器内装有100kg、25℃的水，经过一天照射后，温度升高了50℃。已知水的比热容是4.2×103J/（kg?℃），煤的热值是3.0×107J/kg，则水吸收的热量及至少可以节约煤的质量分别是（　　）
A．1.05×103J/（kg?℃）、0.35kg
B．2.1×103J/（kg?℃）、0.35kg
C．1.05×103J/（kg?℃）、0.7kg
D．2.1×103J/（kg?℃）、0.7kg
9．下列关于燃料的热值的说法中，正确的是（　　）
A．容易燃烧的燃料，热值一定大
B．燃料的热值与燃料燃烧的情况有关
C．煤的热值比干木柴的大，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D．0.5g的汽油和2kg的汽油，它们的热值是一样的
10．将下列几种热机按效率从大到小的顺序正确排列的是（　　）
A．汽油机、柴油机、蒸汽机 B．蒸汽机、汽油机、柴油机
C．柴油机、汽油机、蒸汽机 D．汽油机、蒸汽机、柴油机
11．关于燃烧的热值，以下说法正确的是（　　）
A．燃烧的热值与燃料的种类有关系，与燃烧的质量和燃烧状况无关
B．燃烧1千克某种燃料放出的热量就是这种燃料的热值
C．燃料燃烧时，质量越大，热值越大
D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的大
12．如右图是某老师自制的教具，他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出，关于此实验，分析正确的是（　　）
A．在酒精没有完全燃烧的情况下热值将变小
B．纸筒飞出使瓶内气体的内能增大，温度降低
C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程
D．能闻到酒精的气味说明分子在不停地做无规则的运动
二．填空题（共5小题）
13．某四冲程汽油机的飞轮转速为6000r/min，则该汽油机1s内，经历　 　个工作循环，有　 　个冲程，对外做功　 　次。
14．双能源（汽油和天然气）汽车以其经济、污染小等优点倍受人们青睐。（已知汽油的热值为3.2×107J/L、天然气的热值为7.2×107J/m3）
（1）内燃机是汽车的“心脏”，它是把　 　能转化为　 　能的机器；
（2）完全燃烧9L汽油放出的热量与完全燃烧　 　m3的天然气放出的热量相等。
15．汽油的热值为4.6×107J/kg，现有汽油4kg，选其中一半完全燃烧，放出的热量是　 　J，剩余汽油的热值是　 　J/kg。
16．（1）如图1所示，在试管内装水，用木塞塞住管口，将水加热至沸腾，发现木塞向外飞出。燃料燃烧时燃料的化学能转化为内能，通过　 　方式把热量传递给水和水蒸气，使水和水蒸气的内能　 　（选填“变大”或“变小”）。水沸腾时产生的水蒸气膨胀对木塞　 　，水蒸气的　 　能转化为木塞的　 　能。
（2）如图2，汽油机是利用汽油作为燃料的一种热机，汽油的热值是4.6×107J/kg，完全燃烧　 　kg的汽油可以放出4.6×106J的热量，图2所示是该汽油机的能量流向图，其效率为　 　。
17．一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占20%，废气带走的能量占35%，摩擦等机械损耗占15%，则它的机械效率为　 　。若它在一个工作循环中消耗了10g汽油（热值为4.6×107J/kg），这些汽油完全燃烧产生的热量是　 　J，输出的有用机械能为　 　J。
三．计算题（共3小题）
18．2019年5月6日，聊城首批30辆氢燃料新能源公交车投放使用。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源，[c水＝4.2×103J/（kg?℃）；q氢＝1.4×108J/kg）求：
（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；
（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，则水升高的温度；
（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率做匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数和公交车所做的功相等，则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。
19．今年5月18日，我国在世界上第一次对可燃冰实现安全可控开采。假设1m3可燃冰分解后，可释放出约180m3天然气，（已知q天然气＝3×107J/m3，在1标准大气压下）．求：
（1）1m3可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量是多少？
（2）若这些热量用来加热水，50%的热量被水吸收，可将初温为20摄氏度，质量为2×104kg的水加热到多少℃？
20．改革开放四十年来，我国经济迅速发展，人民生活水平显著提高，小汽车已进入寻常百姓家。一辆汽车以108km/h的速度匀速通过了一段路面水平平整、长150km的高速路段时，百公里油耗8L，发动机的实际功率为24kW．（汽油热值为q＝4.6×107J/kg，ρ汽油＝0.75×103kg/m3）求：
（1）汽车通过该路段行驶的时间；
（2）汽车通过该路段牵引力做的功；
（3）汽车在该路段上行驶时的效率。
四．解答题（共1小题）
21．生活中处处都有物理。
（1）微信是时下广为流行的一款手机软件，微信信息是手机利用　 　（选填“电磁波”或“超声波”）进行传播的。随着科技的发展，利用太阳能给手机充电已成为现实。太阳能属于　 　（选填“可再生”或“不可再生”）能源。
（2）阳光透过树叶间的缝隙，在地面上形成了许多圆形的光斑，这是光的　 　形成的。我们能从不同方向看到一朵花，这是由于光在花朵表面发生了　 　反射。透过蓝色玻璃观察红花时，看到的花是　 　色的。
（3）某家庭需要将50kg、初温为10℃的水加热到50℃作为生活用水，他们利用煤气灶烧水，需要燃烧0.8kg的煤气。这些水从10℃加热到50℃需要吸收的热量为　 　J，0.8kg的煤气完全燃烧放出的热量为　 　J，煤气灶烧水的效率为　 　。（c水＝4.2×103J/（kg?℃），q煤气＝4.2×107J/kg）
（4）如图甲，松开气球的口子，快速放气后会感到气球温度变　 　，这是因为气体　 　，导致内能变化。如图乙，松开气球的口子，气球向后喷出气体的同时，气球会沿着绳子快速向前飞去，这说明　 　。
（5）小明看到在沸腾的油锅中取铁球的表演后，得知锅中的“油”是由油和醋组成的混合液体，油的沸点为287℃，醋的沸点只有60℃，当温度达到　 　℃时液体就沸腾了，继续加热，液体的温度　 　（选填“会”或“不会”）升高，表演时铁球的温度不可能超过　 　℃。
参考答案
一．选择题（共12小题）
1．答案：B。
2．【解析】A、物体的温度不变，内能也可能增加，例如晶体熔化时，不断吸热，温度不变，内能发生转移，内能增加。故A错误；
B、热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与燃烧状态无关。故B错误；
C、热传递的条件是：有温度差；热传递的特点是：高温物体放出热量，低温物体吸收热量，热量从高温物体传给低温物体；但内能小的物体温度可能比内能大的物体温度高，因此热量也可能由内能小的物体传给内能大的物体。故C错误；
D、在汽油机的做功冲程，高温高压的燃气对外做功，内能转化为机械能，所以燃气内能减少，温度降低。故D正确。
故选：D。
3．答案：D。
4．【解析】
由题意可知，在燃烧了质量相等的酒精、煤油和汽油，加热三个烧杯中质量相等的水时，乙杯水的温度升高的较低，即酒精燃烧产生的热量少，所以酒精的热值小，甲和丙两杯水升高的温度相同，且高于乙杯水升高的温度，说明煤油和汽油的热值相同，且大于酒精的热值；故D正确。
故选：D。
5．答案：B。
6．【解析】根据图象可知，燃烧相同质量A、B两种燃料，A放出的热量大于B放出的热量，由Q＝mq可知，qA＞qB。
故选：C。
7．【解析】（1）热机的效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。甲的效率高，
则做同样多的有用功，甲消耗的油少；消耗同样多的油，甲做的有用功多，故C正确，D错误。
（2）A将效率与功率混了，若甲的功率比乙高，则A正确。B缺少条件做同样的有用功，所以错误。
故选：C。
8．答案：D。
9．【解析】热值是燃料的一种特性，和燃料的质量、是否完全燃烧、燃烧时放出热量多少无关，热值是由燃料的种类决定的，故ABC错误，D正确。
故选：D。
10．【解析】蒸汽机燃料燃烧产生的能量大部分散失掉，所以用来做有用功的能量较少，蒸汽机的效率最低；
柴油机与汽油机都属于内燃机，能量的散失都比蒸汽机的小，但柴油机燃料燃烧更充分，所以柴油机的效率更高。
故选：C。
11．【解析】
A、燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关，故A正确；
B、燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值，必须是完全燃烧放出的热量，才是燃料的热值，故B错误；
C、热值与质量无关，只与燃料种类有关，故C错误；
D、燃料不完全燃烧时放出的热量不能称之为热值，故D错误。
故选：A。
12．【解析】
A、热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧情况无关，所以，在酒精没有完全燃烧的情况下其热值将不变，故A错误；
B、纸筒飞出过程中，燃气推动纸筒做功，将内能转化为机械能，所以瓶内气体的内能减小，温度降低，故B错误；
C、燃气推动纸筒飞出的过程是燃气推动纸筒做功的过程，相当于内燃机的做功冲程，故C错误；
D、能闻到酒精的气味说明酒精分子在不停地做无规则的运动，故D正确。
故选：D。
二．填空题（共5小题）
13．【解析】已知飞轮转速为6000r/min＝100r/s，
因为单缸四冲程汽油机一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，完成4个冲程，
所以该汽油机1s完成50个工作循环，200个冲程，对外做功50次，活塞往复50次。
故答案为：50；200；50。
14．答案：（1）内；机械；（2）4。
15．【解析】从题可知，燃烧汽油的质量为：m＝＝2kg，
而q＝4.6×107J/kg，
∴汽油完全燃烧放出的热量为：Q＝mq＝2kg×4.6×107J/kg＝9.2×107J，
∵燃料的热值是燃料的属性，不会随着质量的改变而改变，
∴汽油质量变少后，剩余汽油的热值不变，仍为4.6×107J/kg。
故答案为：9.2×107；4.6×107。
16．答案：（1）热传递；变大；做功；内；机械；（2）0.1；24%。
17．答案：30%；4.6×105；1.38×105。
三．计算题（共3小题）
18．答：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出4.2×107J热量；
（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，则水升高50℃；
（3）这些热量能让该公交车匀速行驶300s。
19．答：（1）1m3可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量约是5.4×109J；
（2）若上述热量全部被水吸收，可将2×104kg的水从20℃加热至52℃。
20．答：（1）汽车通过该路段行驶的时间为5000s；
（2）汽车通过该路段牵引力做的功为1.2×108J；
（3）汽车在该路段上行驶时的效率为28.99%。
四．解答题（共1小题）
21．答案：（1）电磁波；可再生；（2）直线传播；漫；黑；（3）8.4×106；3.36×107；25%；（4）低；对外做功；力的作用是相互的；（5）60；不会； 60