13.4机械效率和环境保护当堂训练2021-2022学年沪科版物理九年级上册（含答案）

13.4热机效率和环境保护当堂训练
一、选择题
1．煤炭是一种重要能源。区别优劣煤质最科学的办法是检测下列哪个物理量（　　）
A．比热容
B．密度
C．热值
D．温度
2．下列关于温度、热量、内能和热值说法正确的是（　　）
A．物体从外界吸收了热量，温度一定升高
B．物体的温度升高，内能一定增大
C．物体的温度越高，具有的热量越多
D．不同燃料燃烧时，放出热量越多的热值越大
3．现代火箭常用液态氢做燃料，氢的热值是1.4×108J/m3，在完全燃烧一样多的燃料时，可以获得更多的能量。因为液态氢具有（　　）
A．较小的密度
B．较低的沸点
C．较大的比热容
D．较高的热值
4．如图是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率是（　　）
A．25%
B．35%
C．40%
D．75%
5．关于燃料的热值，下列说法正确的是（　　）
A．容易燃烧的燃料，热值一定大
B．燃料的热值与燃料是否完全燃烧无关
C．煤的热值大于干木材的热值，煤燃烧放出的热量一定比干木材放出的热量多
D．为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料
6．一台柴油机，一定质量的柴油完全燃烧时，放出了7.5×108J的热量，其中有5.25×108J的能量以各种形式损失掉了，可知该柴油机的效率是：（　　）
A．30%
B．40%
C．48%
D．60%
7．为了比较两种燃料的热值，小明采用如图所示两套完全相同装置进行实验，下列说法正确的是（　　）
A．通过调节铁圈A的位置，使温度计处于适当的高度
B．实验中需要保证两种燃料燃烧时间相同
C．将两套装置中两个烧杯中的水换成比热容小的液体可以使实验现象更明显
D．如要进一步研究不同物质的吸热能力，只需将其中一个烧杯中的水换成等质量煤油
8．2020年11月24日，“长征五号”运载火箭将“嫦娥五号”探测器发射升空，并将其送人预定轨道。“嫦娥五号”不负众望，于12月17日携带月球样品着陆地球。下列说法正确的是（　　）
A．“长征五号”运载火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的密度小
B．“长征五号”运载火箭加速升空过程中，液氢热值保持不变
C．“长征五号”运载火箭加速升空过程中，动能转化为重力势能，机械能不变
D．“嫦娥五号”在环月运行过程中，以地球为参照物，“嫦娥五号”是静止的
9．“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。
10．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量、烧杯内液体质量及液体初温均相同。不考虑热量损失，燃料点燃直至燃尽，三装置烧杯中液体升高的温度随时间变化的图像如图丁所示。以下判断正确的是（　　）
A．液体a的比热容是液体b的两倍
B．0-t1时间内甲乙丙烧杯中液体吸收的热量相等
C．燃料燃尽时乙中液体a吸收的热量小于丙中液体b吸收的热量
D．利用装置乙和丙进行实验可以比较燃料2和燃料1的热值大小
二、填空题
11．1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫_______。单位是J/kg。燃料燃烧放出热量的计算公式为：______。
12．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_______。热机的效率是热机性能的一个重要指标。在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料______的重要措施。
13．安全、清洁、方便的太阳能越来越受到人们的重视和广泛利用。某太阳能热水器内装有质量为100kg、温度为20℃的水，在太阳照射一段时间后，水温升高到60℃，则水吸收的热量是______J，这些能量相当于完全燃烧______m3天然气放出的热量。[，]
14．食物也是一种燃料，淀粉在人体内燃烧的热值为1.75×107J/kg，同样情况下，脂肪的热值为4×107J/kg，假设小华摄入了脂肪1.5克，她已摄入了______J的热量，小华的质量为50千克，若他获得的全的能量全部用于克服重力做功，则她需要爬______层楼才能消耗掉（假设每层楼高3m）。一盒标有“能量：380kJ/100mL”的牛奶，其中“能量”的含义跟______（选填“内能”、“密度”、“热值”“比热容”）相似。（g取10N/kg）
15．有一台单缸四冲程柴油机，其效率为40%，则消耗2.5kg的柴油转化成的机械能是______J。（q柴油＝4.3×107J/kg）
16．陕西的酿酒业有着悠久的历史，周王朝在都城镐京就曾设置专职酒官。如图是将谷物倒入锅中熬制酒料的过程，灶台下木柴燃烧的过程中，剩余木柴的热值______（选填“变大”变小”或“不变”），制酒料的过程中是通过______方式改变酒料的内能。
17．一台四冲程的汽油机飞轮转速为2400r/min，若在做功冲程中，每次做功460J，这台汽油机的功率是______W，若汽油机的效率为40%，每分钟消耗汽油的质量为______kg（q汽油＝4.6×107J/kg）。
18．物体的内能与物体质量、温度、形态______（选填“有”或“无”）关，与物体运动速度及位置高度无关。改变物体内能的方法有做功和热传递。它们在改变物体内能上是______的；提高燃料利用率的途径：一是让燃料尽可能地完全燃烧；二是要减少热量______。
19．某航班的客机在水平跑道上加速的初始阶段，发动机输出的平均牵引力大小为
9.2×104N，耗时
46s在水平跑道上通过的路程为1000m，则在这段时间内发动机牵引力的功率为______kW；若飞机发动机的效率为
25%，在此过程中，至少要完全燃烧燃油的质量为______kg，这些燃油的体积为______m3。（设燃油的密度
=0.8×103kg/m3，燃油的热值
q=4.6×107J/kg）
20．随着长征5-B号遥二运载火箭助推器极少部分残骸坠毁在印度洋，西方媒体炒作残骸对地球造成严重威胁的谣言和诋毁彻底破产。事实上，助推器完成助推任务后，在大气层外高速飞行，进入地球大气层后，与大气剧烈摩擦后直接变成气体，仅剩极小部分残骸坠毁在海洋，也就是大部分残骸经历的物态变化是______。长征5-B火箭使用的燃料是液氢，这是利用了该燃料______的特性。其中，芯二级液氢质量为104kg，这些燃料完全燃烧释放出的热量是______J，若这些热量有20%水吸收，能够使______kg的水温度从20℃升高到100℃。（结果保留2位有效数字）[q液氢=1.4×108
J/kg，c水=4.2×103
J/（kg·℃）]
三、解答题
21．菜油最适宜的烹饪温度在150℃至180℃之间。用天然气将质量为0.02kg的菜油从室温20℃加热到170℃，燃烧了0.25dm3的天然气。（c菜油=2.0×103J/（kg·℃），天然气的热值为4×107J/m3）求∶
（1）菜油吸收的热量；
（2）天然气完全燃烧时释放出的热量被菜油吸收的热量利用效率。
22．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10L的水加热，同时他们绘制了如图的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了1kg的煤，水的比热容为，水的密度＝1.0×103kg/m3；煤的热值约为3×107J/kg。求：
（1）6min内水吸收热量是多少；
（2）完全燃烧1kg的煤释放出多少热量；
（3）6min内煤炉烧水时的热效率。
23．氢气—汽油发动机采用氢气和汽油两种燃料工作，可进行自由切换。氢气和汽油的热值分别取、。小华驾驶使用上述发动机的轿车沿平直公路从甲地至乙地，两地相距250km，出发时油箱内汽油的质量为8kg。设氢气和汽油在气缸内均完全燃烧，轿车行驶中所受阻力恒定，发动机输出的能量全部用来驱动轿车行驶。全程分两个阶段，如图所示。
阶段一：轿车使用氢燃料从甲地出发，以25m/s的速度匀速行驶1h到达丙地，此过程中轿车牵引力的功率为20kW，消耗了0.8kg氢气。
阶段二：从丙地开始，由于氢气不足，小华切换汽油为燃料，轿车仍以25m/s的速度匀速行驶，此过程中发动机的效率为30%。
（1）求轿车行驶过程中受到的阻力；
（2）在使用氢燃料的情况下，求轿车发动机的效率；
（3）请通过计算说明小华最终能否到达乙地。
24．小明在“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验中。实验装置如图甲、乙所示，烧杯盛入适量的水。
(1)实验中除了酒精和碎纸片的质量应该相等之外还应保持________相同（举出一条即可）；
(2)实验中通过比较_______来比较酒精和碎纸片燃烧放出的热量不同；
(3)根据表格中记录的实验数据可知酒精和碎纸片这两种燃料中，热值较大的是_______。
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后的水温/℃
酒精
15
35
碎纸片
15
25
答案
1．C
2．B
3．D
4．B
5．B
6．A
7．C
8．B
9．C
10．C
11．热值
Q放=qm
12．热机的效率
利用率
13．1.68×107J
0.4m3
14．6×104
40
热值
15．4.3×107
16．不变
热传递
17．9200
0.03
18．有
等效
损耗
19．2×104
8
0.01
20．升华
热值大
1.4×1012
8.3×105
21．（1）；（2）60%
22．（1）2.52×106J；（2）3×107J；（3）8.4%
23．（1）800N；（2）；（3）不能
24．烧杯内水的质量
水升高的温度
酒精