第十三章内能与热机第四节热机效率和环境保护基础练习2021-2022学年沪科版物理九年级全一册（含答案）

13.4热机效率和环境保护基础练习
一、选择题
1．关于燃料的热值，以下说法正确的是（　　）
A．燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
B．1g汽油和2?kg汽油，它们的热值是一样的
C．煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量一定比干木柴的多
D．容易燃烧的燃料，热值一定大
2．质量为5的汽油用去了三分之一，剩下的汽油（　　）
A．比热容为原来的三分之一，热值不变
B．热值为原来的三分之一，比热容不变
C．比热容保持不变，热值也保持不变
D．比热容、热值均变为原来的三分之一
3．关于热机的效率，下列说法正确的是（　　）
A．提高热机效率的方法之一是减少热量损失
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的效率低
C．热机的效率越高说明做功越快
D．热机做的有用功越多效率越高
4．关于热机的效率，以下说法中正确的是（　　）
A．热机做的有用功越多，效率就一定越高
B．热机耗费的燃料越少，有用功越多，则热机的效率就越高
C．热机的功率大，效率就一定高
D．热机损失的能量越多，其效率就一定越低
5．2020年11月24日在文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程“嫦娥五号”探测器。图是火箭发射升空的情景，火箭在发射时选用液态氢做燃料，主要是液态氢的（　　）
A．热值大
B．比热容大
C．密度大
D．内能大
6．已知一根火柴的质量约为0.1
g，火柴棍的热值约为1.2×
107
J/kg，火柴燃烧时每秒产生的内能最接近（　　）
A．1
200
J
B．120
J
C．12
J
D．1.2
J
7．关于温度、内能、热量、热值和比热容，下列说法正确的是（　　）
A．温度高的物体含有的热量多
B．物体的温度升高，内能一定增加
C．热值大的燃料燃烧释放的热量多
D．比热容大的物体温度升高快
8．利用一燃气热水器对、20℃的水进行加热时，完全燃烧了的煤气。已知水的比热容为4.2，煤气的热值为，该热水器烧水的效率是50%。下列说法中（　　）
①煤气完全燃烧放出的热量是
②水吸收的热量是
③水温升高了50℃
④加热过程中水的内能保持不变
A．只有①④正确
B．只有②③正确
C．只有①②正确
D．只有②③④正确
9．小明用酒精灯将质量为100g、初温为20℃的水加热到90℃（未沸腾），共燃烧了7g酒精[c水=4.2103J/（kg℃，酒精的热值为q=3107J/kg]。则（　　）
A．水吸收的热量是2.94×107J，效率为14%
B．水吸收的热量是2.94×104J，效率为14%
C．水吸收的热量是2.94×107J，效率为1.4%
D．水吸收的热量是2.94×104J，效率为1.4%
10．某型号汽油机工作时的热损失情况是：汽缸散热损失30%，废气带走35%，机械摩擦损耗10%，由于汽油容易挥发等原因其利用率只有90%，则2kg能利用的汽油其完全燃烧（热值为4.6×107J/kg）获得的机械能是（　　）
A．2.48×107J
B．3.02×107J
C．0.88×107J
D．2.07×107J
二、填空题
11．汽油机工作时，机械能转化为内能的是______冲程。如图，汽油机正在进行的是______冲程。火箭常用液态氢做燃料，这是由于液态氢具有较大的______。
12．燃料燃烧获得内能的过程属于___________(“做功”或“热传递”)来改变内能。同种燃料完全燃烧时的热值___________（选填“大于”“等于”或“小于”）其不完全燃烧时的热值。
13．如图1所示，瓶子里装有少量的水，用力打气，瓶塞向上跳起，瓶内有白雾产生。白雾是发生
___________
形成的填写物态变化的名称。瓶塞向上跳起过程中，瓶内气体对外做功，瓶内气体温度
___________选填“升高”、“不变”、“降低”，瓶内气体的
___________
能转化为瓶塞的
___________
能，其能量转化情况与四冲程汽油机的
___________
冲程相同。如图2所示为汽油机能量流向图，该汽油机的效率是
___________
。
14．绿色环保的清洁能源——氢气不仅密度很小，而且热值非常大，其热值为1.4×108J/m3，它表示的物理含义是_____。
15．合理分类和利用垃圾可以变废为宝。在一定条件下，1t垃圾能“榨”出170kg燃料油，若燃料油的热值为4.0×107J/kg，则完全燃烧20kg燃料油释放出的热量为___________J，燃烧时燃料油的化学能转化为___________能。
16．（1）某柴油机工作的效率是35%，从能量转化的角度看，说明柴油机工作时燃料完全燃烧时产生的______能有35%转化为______能，其它大量散失的能量______（选填“能”或“不能”）自动汇集回来转化成燃料的化学能。
（2）甲滑轮组比乙滑轮组的机械效率高，它们分别把质量相同的物体匀速提升相同的高度，两者相比，甲滑轮组提升重物做的有用功______，总功______。（以上两空均选填“多”、“少”或“与乙滑轮组相同”）
17．汽油机工作时，将内能转化为机械能的是______冲程。若某型号汽车行驶一段路程消耗油0.5
kg，这些汽油完全燃烧放出的热量为______J，已知这段路程汽车牵引力做功为9.2×106
J，则汽油机的效率为______（已知汽油热值为4.6×107J/kg）。
18．全球处于使用状态的汽车数量已突破10亿辆。
（1）汽车在给我们的生活提供便利的同时，也给环境造成污染。当汽车行驶过程中冒“黑烟”时，对环境的污染尤为严重，这时发动机的效率将_______（选填“升高”“不变”“降低”）。某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内，汽油机完成_______个工作循环。
（2）为有效地减少环境的污染，科学家研制了利用太阳能来驱动的太阳能汽车，真正实现了零排放。某太阳能汽车如图所示，速度可达80km/h，当以最大速度行驶时对地的压力_______（选填“增大”“不变”或“减小”）。行驶10km需要时间________s。
19．我们每天都在产生大量垃圾，合理分类和利用垃圾可以保护环境、变废为宝。在一定条件下，焚烧2t垃圾产生的热量相当于1t煤完全燃烧放出的热量，燃烧2.8t垃圾放出的热量是______J，不考虑热量损失，这些能量能使质量为______kg的水温度升高10℃。[c水=4.2×103J/（kg?℃），q煤=3.0×107J/kg]
20．小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温度—时间的图像如图所示，由图可知，甲物质比热容______（选填“>”“<”或“=”）乙物质比热容，用酒精灯给物体加热，物体内能增大，温度升高，这是通过______方式实现的。实验完成后，酒精灯中剩余酒精的热值______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
三、解答题
21．宜昌市正在开展垃圾分类工作。其中收集的生活垃圾经过处理分成三类物质：一类是固体垃圾，经填埋、碾压、消毒、覆盖后恢复植被可供郊游、观光；一类是生活垃圾渗沥液，将渗沥液收集起来，用高压泵和压力管道输送到污水处理厂；一类是垃圾气体，其主要成份为甲烷（CH4），可将它收集起来加以利用，每千克生活垃圾经特殊处理后平均能产生0.07m3的垃圾气体，已知该气体的热值为8.1×107J/m3。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]求：
（1）这0.07m3的垃圾气体完全燃烧后产生的热量是多少？
（2）若将这些热量全部用来烧水，可使多少kg的水从25℃升高到100℃？
22．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他们绘制了如图所示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0.2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg·），煤的热值约为3×107J/kg。求：
（1）2kg煤完全燃烧产生的热量；
（2）经过6min的时间加热，水所吸收的热量；
（3）煤炉烧水时的热效率。
23．为减少空气污染，城区道路集中开展了雾炮车喷雾作业（如图所示）。某型号雾炮车空载时的质量为10t。它配备了一个容积为10m3的水箱。（g取10N/kg，柴油的热值取）
（1）雾炮车匀速前进喷洒过程中，在10km的路段上用时30min，则雾炮车的速度是多少千米每小时？
（2）雾炮车满载时，沿水平路面匀速前进10km，所受阻力是总重的0.01倍，此过程中牵引力所做的功是多少？
（3）雾炮车满载时，沿水平路面匀速前进10km，消耗柴油2kg，该雾炮车的效率是多少？
24．如图所示，小明利用甲乙丙三套完全相同的装置完成下面两个热学实验。
(1)①为了比较水和煤油的吸热本领的大小，他应选择______两套装置。
②实验分别用两个相同的酒精灯对其加热。小明通过______（加热时间/温度计上升的示数）来比较水和煤油吸收热量的多少。
(2)为比较不同燃料的热值，小明选择了其中两套装置，他分别在加热器中放入相同质量的不同燃料，同时点燃后对质量和初温相等的两种液体加热，直至燃料完全燃烧。
①小明设计的方案存在明显的缺陷。请你指出并改正。答：______，
②除了甲、乙两套装置所示器材之外，本实验还需要的测量工具是______，
③实验通过______（加热时间/温度计上升的示数）来比较不同燃料完全燃烧放出热量多少。
④小明按正确方法进行实验，发现用燃料2作为燃料的水升高的温度△t1是用燃料1作为燃料的水升高的温度△t2的2倍，由此，他能否得出“燃料2的热值是燃料1的2倍”的结论，答：______（能/不能），原因是：______。
答案
1．B
2．C
3．A
4．B
5．A
6．B
7．B
8．B
9．B
10．D
11．压缩
做功
热值
12．热传递
等于
13．液化
降低
内
机械
做功
14．1m3的氢气完全燃烧放出的热量是1.4×108J
15．
内
16．内
机械
不能
与乙滑轮组相同
少
17．做功
2.3×107
40%
18．降低
20
减小
450
19．4.2×1010
1×106
20．<
热传递
不变
21．(1)5.67×106J；(2)18kg
22．(1)
6
107J；(2)
2.52106J；(3)
42%
23．（1）20km/h；（2）2×107J；（3）25%
24．甲、丙
加热时间
两种液体改为同种液体
天平
温度计上升的示数
不能
两种燃料燃烧释放的热量并不能完全被液体吸收