第十四章 第2节 热机的效率 同步练习 2021-2022学年人教版物理九年级全一册（含答案）

热机的效率
同步练习
一、选择题
1、
关于热机效率和热值描述正确的是（　　）
A．燃料燃烧越充分，燃料热值越大
B．使用热值大的燃料，可以提高热机效率
C．额定功率越大的机械，其发动机效率越高
D．燃料燃烧越充分，热机效率越大
2、
关于热机，下列说法中错误的是
A．汽油机的效率高于蒸汽机的效率
B．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
C．热机功率越大，它做功越快
D．热机效率越高，它将内能转化为机械能的比例越大
3、
甲乙两台柴油机，甲的效率低于乙的效率，意义是（　　）
A．甲的功率大于乙的功率
B．甲消耗的燃料多于乙消耗的燃料
C．乙将燃料燃烧放出的能变成有用功的那部分能的比例比甲大
D．工作相同时间甲消耗的燃料一定比乙少
4、
有经验的柴油机维修师，不用任何仪器，只是靠近柴油机排气管口观察和用鼻子闻一下，并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度，就能初步判断这台柴油机的节能效果．在同样负荷的情况下，关于柴油机的节能效果，下列判断正确的是（　　）
A．尾气的温度越高，柴油机越节能
B．尾气的温度越低，柴油机越节能
C．尾气的柴油味越浓，柴油机越节能
D．尾气的颜色越黑，柴油机越节能
5、
小李家使用的燃气热水器，将30kg的水从20℃加热到45℃，消耗了0.15m3的天然气。已知水的比热容为4.2×103J/（kg℃），天然气的热值为4×107J/m3，则下列与该过程有关的计算结果和分析正确的是（???
）
A．水吸收的热量与水的末温成正比
B．水吸收的热量是3.15×105J
C．热水器的能量转化效率是52.5%
D．热水器的能量转化效率与环境温度无关
6、
某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧．通过计算可知，下列结果正确的是（　　）
①汽车行驶速度是20km/h??
②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J
③汽车牵引力做功的功率是30kW???
④汽车发动机的效率是20%
A．只有①和②????
B．只有②和③?????
C．只有①和④????
D．只有②和④
7、
如图，用酒精灯给试管中的水加热，一段时间后橡皮塞被冲开，下列说法正确的是（
）
A
．
酒精灯中酒精的质量越大，酒精的热值越大
B
．
酒精燃烧时将化学能转化为内能
C
．
试管内的水蒸气推动橡皮塞时，水蒸气的内能减少
D
．
橡皮塞被冲开的能量转化情况与内燃机压缩冲程相同
8、
如图所示为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为（　　）
A．η=×100%
B．η=×100%
C．η=×100%
D．η=×100%
9、
如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同．燃料的质量相同，烧杯内的液体质量也相同．下列说法正确的是（　　）
A．比较不同液体的比热容，可以选择甲丙两图
B．比较不同液体的比热容，可以选择乙丙两图
C．比较不同燃料的热值，可以选择乙丙两图
D．比较不同燃料的热值，不可以选择甲乙两图
10、
一台单缸四冲程汽油机，它的转速是800r/min，做功冲程中燃气推动活塞一次做功1500J，那么这台汽油机的功率为（　　）
A．10kW???
B．15kW???
C．20kW???
D．1200kW
二、填空题
1、
完全燃烧0.35
kg干木柴放出的热量为_______J，假设这些热量全部被水吸收，能使_______kg水的温度升高50℃．(
c水
=
4.2×103J/(kg·℃)，干木柴的热值是1.2×107J/kg
)
2、
使用清洁能源天然气有助于国家提出的
2060
年前实现碳中和的目标。小明同学用他家的天然气灶将质量为
2kg
，初温为
15℃
的水加热到
95℃
，水吸收的热量是
_______
J
：若此过程的热效率为
40%
，则此过程消耗天然气
_______
m
3
。（，天然气热值为
4.2
10
7
/m
3
）
3、
“涡轮增压”是目前在各种汽油机和柴油机中采用的一项节能、提高热机功率的技术，它是利用热机排出的废气带动涡轮旋转，先将新鲜空气压缩后再送入内燃机的进气口。这样做的好处是______（选填“增大”或“减小”）排出废气所带走的能量，某汽油机燃料燃烧的效率为94%，废气带走的能量为38%，散热损失的能量为16%，机械损失的为14%，则该内燃机的效率为______。
4、
某种国产汽车，当它在某平直公路上以20m/s速度匀速行驶时，每百公里的油耗为6L．当汽车行驶500s，则汽车消耗的汽油是________L．假设汽车在运动过程中受到的平均阻力是495N．则汽油机的效率是________%（已知汽油的热值是3.3×107J/L）。
5、
用煤气灶把2kg、初温为20℃的水加热到70℃，消耗了20g煤气。已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），煤气的热值为4.0×107J/kg，则水吸收的热量为______J，煤气灶烧水的效率为______。
6、
某物理兴趣小组的同学，用煤炉给l0kg的水加热，同时他们绘制了加热时水温随时间变化的图线（如图所示）。若在6min内完全燃烧了2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），煤的热值为3×107J/kg。求：
（1）煤完全燃烧产生的热量是　??
　J
（2）在烧水过程中，　??
　（选填“0～2min”、“2～4min”或“4～6min”）煤炉烧水时的热效率最高，其值为　??
　。
7、
截至2019年4月14日，泸州云龙机场已开通31条航线。从云龙机场飞往北京的某航班在水平跑道上加速的初始阶段，牵引力沿水平方向，大小为9.2×104N，经过的路程为1000m，则牵引力所做的功为______J；若飞机发动机的效率为25%，在此过程中，消耗的汽油为______kg，这些汽油的体积为______m3．（取汽油的密度ρ=0.7×103kg/m3，汽油的热值q=4.6×107J/kg）
8、
阅读短文，回答问题。
白鹤滩水电站位于云南省巧家县和四川省宁南县交界处的会沙江干流之上，总装机容量
1600
万千瓦，居全球第二、预计今年
7
月
1
日前首批机组发电，
2022
年
7
月实现全部机组发电，建成后，白鹤滩水电站年均发电量可达
6×10
10
千瓦时，在同等满足电力系统用电需求的情况下水电站母年可节约标准煤约
2×10
7
吨，减少排放二氧化碳约
5160
万吨，对我国达峰、碳中和目标实现，对促进西部开发，实现
“西电东还”都具有深远的意义。
(1)
拦河大坝形状为上窄下宽的原因是
___________
。汛期相较于枯水期，大坝底部所受液体压强会
___________
；
(2)
火力发电站使用热值为
2.9×10
7
J/kg
的标准煤，估算其发电效率为
___________
；
(3)
大坝修建成拱形，且向上游凸出，这样设计的目的是
___________
。
三、实验,探究题1、
小柯同学自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系，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1分钟记录了杯中水的温度（见表）．
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）在安装、调整甲图中实验器材时，合理的顺序是先调整固定　??
　的位置，再调整固定　??
　的位置（选填图中的”A“或”B“）．
（2）为保证实验便捷、可靠，实验时应控制两套装置中一些相同的量，主要有：加热时间、水的　??
　和　??
　．
（3）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　??
　
（4）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，并记录了数据、利用公式Q吸=cm（t﹣t0）计算出水吸收的热量，同组的小红同学他认为通过这些数据不能准确地计算出煤油和菜籽油的热值，他的理由是　??
　　??
　　??
　　??
　　．
（5）已知酒精的热值为3.0×107J/kg，完全燃烧20g酒精放出的热量是　??
　J．
四、计算题
1、
已知天然气的热值为3.8×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）．求：
（1）完全燃烧1.4×10-2m3天然气放出多少热量?
（2）若某天然气灶的效率为60%，则这些天然气可将质量为3.8kg，初温为25℃的水加热到多少℃?（当地的大气压强为1标准大气压）
2、
若某型号单缸四冲程汽油机的活塞面积取S=3.0×10-3m2，活塞冲程长度为L=5cm，做功冲程燃气的平均压强为p=1.0×106Pa，活塞以n=2400r/min作往复运动，汽油机往复运动两次，对外做功一次。
(1)汽油机在此工作状态下的功率是多少？
(2)如果此工作状态下每分钟消耗20g汽油，那么汽油机把内能转化为机械能的效率是多少？（保留一位小数，q汽=4.6×107J/kg、不计摩擦）
3、
在一些农村地区建造的沼气池，通过将农村大量的秸秆、人畜粪便发酵来获取沼气，利用沼气来烧火做饭，点灯照明。沼气池的应用，不仅使上述资源得以更好的利用，同时也给生活带来了诸多便利，使环境得以改善。这是一个一举多得的惠民工程。如图所示为一农户的水压式沼气池的剖面简图。
说明：1.沼气池；2.水压池；3.进料口；4.密封盖；5.输气管；6.贮气室；7.沼气压力显示器；8.总阀门；9.U形管压强计（里面装有染成红色的水）；10.出料口盖板（不密封水压池，水压池仍与外面大气相通）；11.阀门
已知该农户家燃气灶的相关技术数据如下：
使用燃料
液化石油气
天然气
人工煤气
人工沼气
灶前压强（kPa）
2.8
2.0
1.0
0.5
额定热流量（kW）
普通炉
左：3.6
组合炉
左：3.6
右：4.0
右：3.6
单炉
4.0
取g=10N/kg，水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)
(1)根据图所示，通过计算说明，该农户此时能否使用这个沼气池中的沼气来正常烧火做饭？
(2)有一天，该农户发现，沼气压强小于燃气灶的压强。为了能尽快利用沼气生火做饭，从物理学的角度看，可采取哪些措施？
(3)若该农户所用的燃气灶是普通炉，通常情况下，普通炉中的右炉单独正常工作时，将一壶质量为2.5kg、温度为20℃的水烧开，耗时约10min，试估算右炉烧水的效率。
参考答案
一、选择题
1、D
2、B
3、C
4、B
5、C
6、D
7、C
9、A
10、A
二、填空题
1、
4.2×106???
20???
2、
3、
减小???
30.08%???
4、
0.6；25。
5、
???
(1).
4.2×105???
(2).
52.5%
6、
（1）6×107；（2）0～2min；6.3%。
7、
9.2×107
?
8
?
11.42
8、
略
三、实验,探究题
1、
（1）B；A；
（2）质量；初温；
（3）煤油；
（4）燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失；
（5）6×105．
四、计算题
1、
(1)．完全燃烧1.4×10-2m3天然气可放出5.32×105J热量；
(2)．
若某天然气灶的效率为60%，则这些天然气可将质量为3.8kg，初温为25℃的水加热到45℃．
2、
(1)
汽油机做功冲程，做一次功是
n=2400r/min，则1min转2400r，则1s转了40r，则1s做功次数为30次，故1s做的总功为
汽油机在此工作状态下的功率是
(2)如果此工作状态下，每分钟做的功是
工作状态下20g汽油完全燃烧释放的热量是
内能转化为机械能的效率
汽油机把内能转化为机械能的效率是19.6%。
3、
(1)由U形管压强计可知灶前沼气压强
因为P>0.5kPa，所以此时可以使用这个沼气池中沼气来正常烧火做饭。
(2)可采取的措施有：通过进料口向沼气池中加料或向水压池中加水等，如果通过进料口向沼气池中加适量的热水，效果更佳。
(3)一般来说，燃气灶正常工作时，燃气的燃烧是很充分的，我们可以视为燃气完全燃烧，再把当时的大气压看作是1个标准大气压。
燃气灶放出的热量
水吸收的热量
则右炉烧水的效率