14.1 热机的效率 同步练习2021—2022学年度人教版九年级全一册物理 （含答案）

2021——2022学年度人教版九年级物理
第十四章
内能的利用
14.1
热机的效率
同步练习
一、选择题
1．“可燃冰”主要成分是甲烷，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，所以“可燃冰”是一种新型清洁能源。其中甲烷的热值为q甲烷=4.2×107J/m3，其物理意义是（　　）
A．1J的甲烷完全燃烧能产生4.2×107
m3热量。
B．4.2×107J的甲烷完全燃烧能产生1m3热量。
C．1m3甲烷完全燃烧能产生4.2×107
J热量。
D．4.2×107m3的甲烷完全燃烧能产生1J热量。
2．关于热现象，下列说法中正确的是（　　）
A．热传递的实质是能量从内能大的物体向内能小的物体转移的过程
B．以目前的科技水平，热机的效率无法达到100%
C．初冬季节，在家里洗澡时发现房间里充满“白气”，这些“白气”是水蒸气
D．晶体和非晶体在熔化过程中随着持续吸收热量，温度会不断升高
3．有关热机效率的说法正确的是
：
A．用热值大的燃料，就能提高热机效率
B．多燃烧一些热值大的燃料，就能提高热机效率
C．无论用什么方法，都不能提高热机效率
D．无论用什么方法，都不能是热机效率等于或大于1
4．下列提高热机的效率的方法中，
不可行的是
（
）
A．减少各种热量损失
B．加润滑油减少机器部件间的摩擦
C．使燃料燃烧更充分些
D．使用热值大的燃料
5．下列说法正确的是（
）
A．热值与燃料的燃烧情况有关
B．做功和热传递是改变物体内能的两种方式
C．比热容与物体吸收或放出的热量有关
D．固体很难被压缩，说明分子之间只有斥力的作用
6．两台汽油机，甲的效率比乙的低，其含义是（
）
A．甲汽油机比乙汽油机做的有用功多
B．甲汽油机比乙汽油机消耗的燃料多
C．在做有用功相同的条件下，甲消耗的燃料多
D．在做有用功相同的条件下，甲损失的能量少
7．有甲、乙两台柴油机，在相同的时间内，它们所做的有用功之比是5：4，消耗柴油的质量之比是3：2，那么它们的效率之比是
A．15：8
B．5：6
C．6：5
D．1：1
8．为体现低碳经济的理念，上海世博会充分利用太阳能发电技术，其主题馆屋面太阳能板的面积达3×104m2，年发电量3×106kW·h。若这些电能由火力发电站提供（煤的热值为3×107J／kg，煤完全燃烧释放的内能转化为电能的效率是30%），则仅此一项每年可节约煤炭的质量为(
)
A．2.0×104kg
B．1.2×105kg
C．3.6×105kg
D．1.2×106kg
二、填空题
9．天然气的热值为，其表示的物理意义是______小明在一次使用天然气热水器烧水的过程中将的水从10℃加热到60℃，完全燃烧了的天然气，则水吸收的热量是Q=______J，该热水器烧水的效率η=______（）
10．生活垃圾的热值为3×106J/kg，位于武进区遥观镇的垃圾焚烧发电厂每天完全燃烧800t生活垃圾，放出热量
___________J，放出热量的30%用来发电，每天可发电
___________kW·h，放出热量的42%用来加热水供给附近小区，1标准大气压下，每天可将___________kg的水由20℃恰好加热至沸腾。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
11．一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3600转/分，该柴油机活塞1s对外做功______次．若其效率为40%，消耗5kg的柴油转化成的机械能是______J．(q柴油=4.3×107J/kg)
12．为了比较酒精和碎纸片的热值，如图所示，两同规格的烧杯中装有质量相等的水，取质量_____（“相等”或“不相等”）的酒精和碎纸片分别放入两个燃烧皿中，点燃它们分别给烧杯加热，直到酒精和碎纸片完全燃烧通过比较_____，从而确定酒精和碎纸片的热值大小关系．
13．现代家庭装修中有些浴室使用燃气热水器提供热水，小芳家安装了燃气热水器．如果小芳每天洗一次澡用热水50kg，水从热水器吸收热量6.3×106J，若天然气完全燃烧释放热量的70%被水吸收，需要消耗_____m3天然气．若效率提高到90%，则一个月（30天）可节约天然气_____m3．（天然气的热值q=4×107J/m3，保留2位小数）
14．如图所示，某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为Scm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是L
mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p
Pa，飞轮转速为N
r/min，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），汽油机的功率为_____________W；若1h消耗的汽油为V
L，汽油的热值为q
J/m3，则汽油机的效率为_____________%。
三、作图题
15．下列各图为四冲程内燃机的示意图。参照甲图，在后三个图中画出进气门、排气门的开闭情况_____。
16．请在图中坐标定性画出酒精的热值与其完全燃烧所放出的热量Q的关系图象．
（____）
四、实验题
17．某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小。他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1min记录了杯中水的温度（见下表）。
加热的时间/(min)
0
1
2
3
4
5
6
甲杯水温/℃
25
27
29
32
34
36
38
乙杯水温/℃
25
26
27
28
29
30
31
（1）为保证实验的可靠性，实验时应控制两套装置中相同的量有
_________
，
_________
；
（2）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是
_________
；
（3）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量并记录的数据，利用公式Q吸=cm（t-t0）计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值．你认为他的计算结果可靠吗？
_________
；为什么？
_____________________________________________
。
18．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量相等都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量，是通过______来反映的；
(2)比较不同物质吸热升温的特点：
①应选择______两图进行实验；
②不同物质吸热的多少是通过______来反映的；
③关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是：______；
A.采用相同的加热方法
B.烧杯中分别装入相同体积的物质
C.使用相同的烧杯
④如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示，由图可以看出，a、b两种液体比热容之比为______；
(3)质量为0.1kg的水温度由20℃升高到50℃吸收的热量为______J，为提供这些热量，完全燃烧了10g酒精，则该装置的热效率为______。[q酒精=3×107J/kg，c水=4.2×103J/(kg?℃)]
19．物理兴趣小组成员想知道：质量相同的不同晶体熔化成液体时吸收的热量是否相同呢？他们在相同的烧杯甲、乙中分别装上了100g的冰、萘，用同样的酒精灯(恒热源)加热，并用停表测出它们熔化过程所用的时间，记录的数据如下表所示．
物质
熔化时间/min
冰
10
萘
4
（1）分析实验数据，可以得出结论：质量相同的不同晶体熔化成液体时吸收的热量是
_____
的．
（2）通过查找资料，他们知道为了表示晶体的这种性质，物理学中引入了熔化热这个物理量．依照热值的定义可知：某种晶体熔化成同温度的液体时吸收的热量与其
_____
之比，叫做这种晶体的熔化热．用字母表示．公式：=
_____
．
（3）请你根据图中反映的甲烧杯中的物质温度随时间变化的图象回答：第10min时，甲烧杯中的物质所处状态是
_____
；甲烧杯中这种物质从点加热到点吸热为
_____
J；已知该物质从点到点吸热，这种晶体的熔化热是
_____
J/kg．
五、综合题
20．小红的奶奶住在新农村建设示范村，奶奶家新装了一台太阳能热水器。
(1)太阳能热水器是把太阳能转化为______能的设备之一；
(2)小红观察发现，奶奶家的太阳能热水器某天上午将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水加热到了80℃，试求水吸收的热量Q吸______；（水的比热容c=4.2×103J/（kg?℃））
(3)如果水吸收的热量由燃烧煤气来提供，而煤气的效率为40%，则本次需燃烧煤气放出的热量Q煤是多少焦______？
(4)该煤气灶本次至少需要燃烧多少千克煤气______？（煤气的热值q=4.2×107J/kg）
21．一种环保混合动力汽车穿梭于各场馆之间，混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，蓄电池通过某种方式向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量．
一测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶0.5h，观察仪表盘，发现这段时间内汽车内燃机消耗燃油4.475kg，车速为50km/h，蓄电池组储存的能量由最大值的60%增加到80%，蓄电池组储存的能量的最大值为1.08×108J．从汽车使用技术手册中，测试人员发现该车使用的燃油的热值为4.0×107J/kg，汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如下图所示．
（1）内燃机工作时，做功冲程______能转化为汽车___________能．蓄电池充电时相当于____（电源、用电器）
（2）根据图像，该车在测试过程中受到了阻力为多少？
____________________________________
（3）该车在测试过程中内燃机的牵引力所做功是多少？
____________________________________
试计算该汽车内燃机的效率（不计内燃机机械传动及充电过程中的能量损失）．
【参考答案】
1．C
2．B
3．D
4．D
5．B
6．C
7．B
8．D
9．1kg的天然气完全燃烧时所释放出的热量是
50%
10．2.4×1012
11．30
8.6×107
12．相等
温度计的示数大小
13．0.225
1.50
14．
15．
16．
17．水的质量
水的初温
煤油
不可靠
燃料并没有完全燃烧，且燃烧后所产生的热量并没有全部传递给水，有热量损失
18．甲乙
温度计示数的变化
甲丙
加热时间长短
B
1:2
1.26×104
4.2%
19．不同
质量
固液共存态
20．内
2.52×107J
6.3×107J
1.5
21．内
机械
用电器
2000N
5×107
J
40℅