13.4热机效率和环境保护课堂检测 2021-2022学年沪科版物理九年级上册（含答案）

13.4机械效率和环境保护课堂检测
一、选择题
1．一箱汽油用掉一半后，以下说法正确的是（　　）
A．它的热值变为原来一半
B．它的质量变为原来一半
C．它的比热容变为原来一半
D．它的密度变为原来一半
2．汽油机工作过程中对外做有用功的能量占燃料完全燃烧所释放能量的四分之一，其热机效率为（　　）
A．25%
B．75%
C．100%
D．50%
3．关于热机的效率，下列说法正确的是（　　）
A．热机的效率越高说明做功越快
B．热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多
C．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的
D．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
4．如图所示为内燃机的能量流向图，热机效率η不等于（　　）
A．
B．
C．
D．
5．我国新一代运载火箭，“冰箭”采用无毒、无污染的液氢液氧推进剂，属于绿色环保大型液体运载火箭。全箭总长约60米，芯级直径达到5米，捆绑四枚3.3米直径的液氧煤油助推器，与国际上主流运载火箭的运载能力相当。使用液态氢原因是液态氢具有（　　）
A．较大的比热容
B．较低的沸点
C．较大的热值
D．较高的凝固点
6．下列关于热机效率、燃料热值、物体内能、比热容的说法正确的是（　　）
A．热机所用燃料的热值越大，效率越高
B．热机做功越多、效率越高
C．为了防止热机过热，通常采用水来降温是利用水的比热容大的特性
D．物体的内能越大、温度越高
7．某学校每天向学生提供100kg开水，下表所列为几种常见燃料的热值。现将质量为100kg，初温为20℃的水烧开所需燃料质量最少的是（燃料完全燃烧）（　　）
几种常见燃料的热值/（J·kg-1）
燃料油
酒精
无烟煤
烟煤
4.2×107
3.0×107
约3.4×107
约2.9×107
A．燃料油
B．酒精
C．无烟煤
D．烟煤
8．已知1kg无烟煤的热值是3.4×107J/kg，则2kg无烟煤不完全燃烧时的热值是（　　）
A．等于6.8×107J/kg
B．大于3.4×107J/kg且小于6.8×107J/kg
C．等于3.4×107J/kg
D．小于3.4×107J/kg
9．物理学中我们用来定义速度，匀速直线运动v虽然可由s、t计算，但与s、t无关。初中物理中还有很多概念采用的也是这种定义方法。下列几种表示方法与之不相同的是（　　）
A．比热容
B．密度
C．电流
D．热值
10．如图所示装置甲、乙和丙完全相同，燃料质量均为10g，烧杯内液体初温和质量都相等，燃料完全燃烧完后，液体均未沸腾，液体的末温分别为t甲、t乙和t丙，且t甲＞t乙＞t丙，则下列说法正确的是（　　）
A．燃料b放出热量最多
B．液体2吸收的热量最少
C．燃料a的热值比燃料b的大
D．液体1的比热容比液体2的大
二、填空题
11．2020年5月5日，长征五号B运载火箭在中国文昌航天发射场成功首飞，该火箭发动机采用了液氢做燃料，液氢的热值为，它表示的物理意义是______。
12．汽车发动机采用循环流动的水进行冷却，这是利用水的______较大的特性，1千克的干木柴烧掉一半后剩下木柴的热值将______。（选填“变大”“变小”或“不变”）
13．南海是中国领海，主权不容侵犯，现探明中国南海海底有大量的可燃冰，已知可燃冰的热值比煤气的热值大得多，则完全燃烧相同质量的可燃冰和煤气，燃烧__________放出的热量多，1kg的可燃冰，燃烧一半后，剩余可燃冰的热值______________，比热容_____________。（选填“变大”、“变小”或“不变”)
14．某型号四冲程汽油机效率是20%，飞轮转速是1200r/min，工作过程如图所示：
(1)此时汽油机正处于______冲程；
(2)此汽油机每秒钟完成个______做功冲程；当汽油燃烧不充分时会冒黑烟，这时汽油机的效率将______
(升高/不变/降低)；
(3)此汽油机在一个工作循环中消耗了10g汽油(热值为)，则一个工作循环中输出的有用功为______J。
15．已知天然气的热值为4.4×107J/kg，20g天然气完全燃烧放出的热量为______
J；用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热（不计热量损失），如图是A和B的温度随加热时间变化的图象，A的比热容与B的比热容之比为______。
16．用煤气灶把2kg、初温为20℃的水加热到70℃，消耗了0.02m3天然气，则煤气灶烧水的效率为______。（c水=4.2×103J/（kg·℃），q天燃气=4.0107J/m3）
17．“涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车（L型）更节能，排气更清洁。同样的汽油加在T型轿车内比加在L型轿车内热值______（填“更大”、“一样大”或“更小”）；如果散热器中装有10kg的20℃的水，在温度升高60℃的过程中，水吸收的热量是______J；（c水=4.2×103J/（kg?℃））。散热器中用水做冷却液而不用其它液体是因为水的______。
18．如图所示试管里的水蒸气推动橡皮塞冲出管口，水蒸气的内能转化为______能，其能量的转化与汽油燃机的________冲程相同，完全燃烧0.2kg酒精可放出________J的热量。（酒精热值为3.0×107J/kg）
19．已知天然气的热值为4.4×107J/kg，20g
天然气完全燃烧放出的热量为___________J；用相同的电加热器分别对质量相等的A
和B
两种液体加热（不计热量损失），如图是A
和B的温度随加热时间变化图像，A
的比热容与B
的比热容之比为___________；从比热容角度出发，A与B两种液体作比较，更适合做汽车发动机冷却液的是___________液体。
20．甲、乙两台柴油机，输出功率之比，效率之比，那么，在相同时间消耗同一标号的燃油的质量之比=_________。
三、解答题
21．小红家煮饭、烧水使用的是管道天然气，已知天然气的热值是8.4×107J/m3，放出的热量有50％被有效利用，现要将质量为4kg，初温为25℃的水加热到100℃，求：
(1)水吸收的热量是多少？
(2)需要完全燃烧多少立方米的天然气？
22．无人驾驶汽车是智能汽车的一种，也称为轮式移动机器人，主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶的目的。2021年1月27日，东北首批无人驾驶出租车在大连金普新区主干路正式对当地市民全面开放免费试乘服务，这也是全国首个在复杂车流环境的城市主干道开放的无人驾驶出租车试乘服务。如图所示，是一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车在一段平直的公路上匀速行驶了12km，汽车的牵引力为1500N。假设燃油完全燃烧，汽车发动机的效率高达，那么，在这段运动过程中，求：（该车所用汽油的热值为q=4.5×107J/kg）
（1）牵引力对汽车做的功是多少？
（2）整个过程燃料燃烧释放的热量是多少J？
（3）整个过程消耗多少kg的汽油？
23．混合动力汽车具有节能、低排放等优点，成为汽车研究与开发领域的重点，某新型混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中，蓄电池存满电能7.6×108J，启动时，消耗了20%电能输送给车轮，当汽车速度达到50km/h时，由内燃机提供能量接下来汽车匀速行驶20km，共消耗燃料14kg，蓄电池充满。已知内燃机效率为40%。（忽略蓄电池和电动机的热损失，q燃料=4.5×107J/kg）求：
（1）汽车受到的阻力f；
（2）匀速行驶时，汽车牵引力所做的功；
（3）内燃机给车轮供能的效率。
24．在“比较不同燃料的热值”实验中，小明和小辉组装了如图甲和乙所示的装置进行实验。
(1)为了保证实验结论的可靠性，小明和小辉在实验时选用了天平作为测量工具之一，其目的是：_____。
(2)实验时，使用碎纸片而不用完整纸张做实验的目的是：_____。
(3)对于两杯水的初温他们的看法却不同请将下列他们的想法补充完整。
①小辉认为实验中是用________来表示酒精和碎纸片放出热量的多少，所以，实验中两杯水的初温可不同；
②小明认为因为探究过程中他们采用了_______法，所以只有燃料的热值不同，其他因素都必须相同。如果两杯水的初温不同，那么水的蒸发快慢以及水与周围环境的温差都不相同，于是两杯水的散热快慢就不相同，有可能会出现燃料燃烧放出的热量多，而水吸收的热量少、水温变化小的情况，所以实验时必须控制水的初温相同。
③你认为_______（小明/小辉）的想法更合理。
(4)根据他们的实验记录，你认为酒精和碎纸片两种燃料中，热值较大的是_______。
温度
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后的水温/℃
酒精
25
47
碎纸片
25
34
答案
1．B
2．A
3．D
4．A
5．C
6．C
7．A
8．C
9．C
10．C
11．略
12．比热容
不变
13．可燃冰
不变
不变
14．排气
10
降低
9.2×104J
15．
2∶1
16．52.5
17．一样大
2.52×106
比热容比较大
18．机械
做功
6×106
19．8.8×105
2:1
A
20．
21．(1)1.26×106J；(2)0.03m3
22．（1）；（2）；（3）1kg
23．（1）4000N；（2）8×107J；（3）80%
24．控制酒精和碎纸片的质量相等，烧杯中所加水的质量相等
便于完全燃烧
水温升高的多少
控制变量法
小明
酒精