14.2 热机的效率 练习 2021-2022学年人教版九年级物理（Word版有答案）

2021-2022年九年级物理（上）（人教版）
课时14.2
热机的效率
课前导学单
一、填空题
1．提高热机效率的途径：________、________、________、________。
2．热机效率公式：________________。热机效率表示了使用热机时对燃料的________的高低，因此热机效率是描述热机性能的重要指标。
3．木炭的热值为，它的物理意义是：________________。
4．热值在数值上等于_______________完全燃烧放出的热量。热值是燃料本身的一种性质，只与__________有关，与其他任何因素都无关。
5．热值定义：______________________________，叫热值，单位是：_____符号：
__________。
或者单位是：_____，符号：_____。
6．如图是内燃机的能量流向图,根据图中给出的信息,该内燃机的效率为________。已知汽油的热值是4.6
×107J/kg
,完全燃烧0.5kg的汽油,按该内燃机的工作效率计算,该汽车获得的机械能是_____________J.
7．如果用燃料释放的能量来开动热机，用来做________功的那部分能量与燃料完全燃烧时所放出的能量之比，叫做热机的效率，一般来说，汽油机的效率________(选填“高于”或“低于”)柴油机的效率。
8．2019年6月5日，我国首次用固体燃料运载火箭“文昌物联一号”卫星成功送上太空。火箭发射时要选用热值______（选填“大”或“小”）的固体燃料，燃料的质量减小，热值______（选填“变大”。“变小”或“不变”）。
9．氢气的热值为1.4108J/kg，其表示的物理意义是______；完全燃烧0.5kg的氢气可放出热量______J；若一罐氢气用去一半，剩余氢气的热值为______。
二、单选题
10．关于热机，下列说法正确的是（　　）
A．随着科学技术的发展，热机的效率可达到100%
B．四冲程汽油机在工作过程中，进气门和排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
C．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
D．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
11．下列关于热值和热机效率的说法，正确的是（　　）
A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值
B．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
C．柴油机的热机效率通常为100%
D．燃料燃烧释放的热量越大，热值越大
12．关于热值和热机效率，以下说法正确的是（
）
A．燃料燃烧越充分，燃料的热值越大
B．燃料燃烧越充分，热机效率越低
C．减小废气带走的热量，能提高热机效率
D．热值越大的燃料，放出的热量越多
13．关于燃料的热值，以下说法中正确的是（
）
A．燃料燃烧时，质量越大，热值越大
B．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
C．燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值
D．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
三、实验题
14．为比较酒精和汽油热值的大小，小华制定了以下实验方案：
（1）取质量_____（选填“相等”或“不等”）的酒精和汽油作燃料，制成酒精灯和汽油灯；
（2）两灯同时点燃后分别给两杯质量和初温都相等的水加热（两个烧杯完全相同）如图所示；
（3）通过观察水温的变化，判断两种燃料热值的大小。请根据设计方案回答：
①安装实验器材时，应按照_____（选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序组装。
②当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是80℃，而乙装置中温度计的读数是90℃，由此判断_____（选填“酒精”或“汽油”）的热值较大；
③实验中燃料燃烧放出的热量，通过_____（选填“做功”或“热传递”）的方式使水的内能增大；
④根据Q吸＝c水m水(t﹣t0)计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出汽油的热值，发现计算结果与教科书上给出的汽油热值相比_____（选填“偏大”或“偏小”）了，结合装置图，分析原因_____
四、计算题
15．某市建立的垃圾焚烧电厂年处理垃圾可达2.0×105t，生活垃圾的平均热值约为6.3×106J/kg。则：
(1)每燃烧1t生活垃圾可放出的热量是多少？
(2)实际燃烧1t生活垃圾可获得7.56×108J的电能，那么生活垃圾燃烧发电的效率是多少？
参考答案
1．使燃料充分燃烧
尽量减少各种热量损失
使用时注意保养，保证良好的润滑，减少摩擦
设法利用废气的能量
【解析】[1][2][3][4]提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧；尽量减少各种热量损失；使用时注意保养，保证良好的润滑，减少摩擦；设法利用废气的能量。
2．
利用率
【解析】[1][2]热机效率公式：。热机效率表示了使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机效率是描述热机性能的重要指标。
3．质量为1千克的木炭完全燃烧放出的热量是3.4×107焦耳
【解析】木炭的热值为，它的物理意义是：质量为1千克的木炭完全燃烧放出的热量是3.4×107焦耳。
4．质量为1kg的某种燃料
材料种类
【解析】[1][2]热值在数值上等于质量为1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量。热值是燃料本身的一种性质，只与材料种类有关，与其他任何因素都无关。
5．某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比
焦耳/千克
焦耳/立方米
【解析】[1]某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫热值。
[2][3][4][5]热值的单位是焦耳/千克，符号J/kg，对于某些气体单位是焦耳/立方米，符号J/m3。
6．40%
9.2×
106
【解析】[1]根据图中给出的信息可知，燃料燃烧的内能100%，机械自身消耗的内能20%，废气带走的能量40%，根据能量守恒可得，有用机械能为
100%-20%-40%=40%
[2]完全燃烧0.5kg的汽油释放的能量为
Q=qm=4.6
×107J/kg×0.5kg=2.3×107J
按该内燃机的工作效率计算,该汽车获得的机械能是
W有用==2.3×107J×40%=9.2×106J。
7．有用
低于
【解析】[1]用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机效率，通常用字母来表示。
[2]汽油机是点燃式，压缩冲程压缩的程度不大，内能转化为机械能的效率较低；但汽油机轻巧，所以用在飞机等一些设备上，柴油机笨重，所以用在一些大型设备上，故汽油机的效率低于柴油机的效率。
8．大
不变
【解析】[1]热值是燃料的一种特性，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，放出的热量越多；所以，火箭发射时要选用热值大的固体燃料，这样完全燃烧相同质量的燃料，可以放出更多的热量。
[2]由于热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与其质量、是否燃烧和燃烧是否充分无关，所以，在燃料的质量减少时热值不变。
9．1kg的氢气完全燃烧放出的热量为1.4108J
0.7108J
不变
【解析】[1]
氢气的热值为1.4×108J/kg，它表示的意思是1千克的氢气完全燃烧放出的热量是1.4108J。
[2]
完全燃烧0.5kg的氢气可放出热量为
Q放=qm=1.4×108J/kg×0.5kg=0.7×108J
[3]
热值是燃料的特性，不随质量改变而改变，因此用掉一半，剩下氢气的热值仍然不变。
10．B
【解析】A．通过技术改造只能提高热机的效率，但不可能达到100%，故A错误；
B．压缩冲程是进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，做功冲程是在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，是燃料猛烈燃烧，高温高压的气体推动活塞向下运动，对外做功，此时进气门和排气门都关闭，故B正确；
C．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，故C错误；
D．柴油机的效率比汽油机的高，主要是因为柴油机为压燃式，压缩的程度更高，气缸内温度更高，能量转化的程度更高，和热值无关，故D错误。
故选B。
11．B
【解析】A．热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，故A错误；
B．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故B正确；
C．任何机器的做功时都不可避免的做额外功，效率不可能达到100%，故C错误；
D．热值是燃料的特性，与放出热量的多少无关，故D错误。
故选B。
12．C
【解析】A．热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，故A错误；
B．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故B错误；
C．减小废气带走的热量，可以增大能量的利用率，提高热机效率，故C正确；
D．燃料放出的热量多少不仅与燃料的热值有关，还与燃料的质量和燃料的燃烧程度有关，故D错误。
故选C。
13．D
【解析】1kg的燃料完全燃烧释放的热量是燃料的热值，燃料的热值由燃料的种类决定，与燃料的质量、燃料的燃烧状态无关，因此A、B、C错误，D正确。
故选D。
14．相等
自下而上
汽油
热传递
偏小
有热量损失
【解析】(1)[1]为比较酒精和汽油热值的大小，实验过程中应采用控制变量法，需要控制酒精和汽油的质量相同；
(3)①[2]为保证用火焰的外焰加热，且温度计的玻璃泡不能接触容器底和容器壁，所以先安装下面器材，再安装上面器材，便于调节器材间的距离；
②[3]当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是80℃，而乙装置的读数是90℃，根据公式Q吸＝cmΔt可知，汽油灯加热的那杯水吸热多，说明在质量相同时汽油放出的热量较多，由公式Q放＝mq可知汽油的热值大于酒精的热值；
③[4]实验中燃料燃烧放出的热量，水吸收热量，是通过热传递的方式使水的内能增大的；
④[5][6]由于热量的直接散失、烧杯未加盖等，所以汽油燃烧放出的热量大部分未被水吸收，则根据Q吸＝c水m水(t﹣t0)计算出水吸收的热量偏小，从而根据公式q＝计算出的汽油的热值偏小。
15．(1)；(2)12%
【解析】(1)每燃烧1t生活垃圾可放出的热量是
(2)实际燃烧1t生活垃圾可获得7.56×108J的电能，那么生活垃圾燃烧发电的效率是
答：(1)每燃烧1t生活垃圾可放出的热量是；
(2)实际燃烧1t生活垃圾可获得7.56×108J的电能，那么生活垃圾燃烧发电的效率是12%。