14.2热机的效率同步练习题2021-2022学年人教版九年级物理（含解析）

14.2热机的效率同步练习题2021-2022学年人教版九年级物理
一、单选题
现有甲乙两种燃料，甲的热值是乙的倍，甲的质量是乙的一半，则甲乙两种燃料完全燃烧放出的热量比为
A. B. C. D.
下列关于热现象的说法中，正确的是
A. 火箭使用液态氢作燃料，是因为它含有的热量多
B. 汽油机的汽缸顶部有一个喷油嘴
C. 热机所用燃料的化学能转化成的内能越多，效率越高
D. 汽油机和柴油机均属于内燃机，工作时它们点火的方式不同
年月，我国发射了全球首颗量子卫星，为纪念墨子，这个全球首颗量子卫星被命名为“墨子号”发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有
A. 较小的密度 B. 较大的比热容 C. 较低的沸点 D. 较高的热值
为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施不能提高热机效率的是
A. 让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全
B. 在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损失
C. 尽量减少热机内部各部件间的摩擦
D. 尽量增加热机的工作时间
一台柴油机中的燃料完全燃烧放出了的热量，共计损失了能量，下列说法错误的是
A. 该柴油机的效率为
B. 用来做有用功的能量为
C. 在科技进步的未来可以实现能量零损失
D. 减少机械间的摩擦可以提高热机效率
对于的理解，下列说法正确的是
A. 热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比
B. 燃料燃烧不充分时，部分能量将被浪费掉，热值将减小
C. 燃料燃烧时，放出的热量越多，燃料的热值越大
D. 某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关
木炭的热值为，它表示木炭
A. 具有的热量 B. 具有的内能
C. 完全燃烧对外做功 D. 完全燃烧放出热量
下列关于热现象的说法正确的是
A. 铁丝很难被拉断，说明分子间存在引力
B. 质量相同的煤油，温度高的含有的热量多
C. 热机所用燃料的化学能转化成的内能越多，该热机的效率越高
D. 扫地时看到尘土飞扬，说明分子在不停地做无规则运动
某型号汽车在车型测试中，在一段平直的公路上以的速度匀速行驶了，消耗汽油。已知汽油的密度为，热值。假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为，在此过程中
A. 汽油的热值减小
B. 消耗汽油
C. 汽油完全燃烧放出热量
D. 汽车受到的阻力
如图所示，一辆洒水车在平直公路上以的速度匀速行驶，消耗柴油，柴油机的效率为柴油的热值取，下列说法中
驾驶员看到路旁树木快速向后退去，是以洒水车为参照物
的柴油完全燃烧放出的热量是
柴油机做机械功的功率是
洒水车行驶过程中所受阻力为
A. 只有正确 B. 只有正确
C. 只有正确 D. 都正确
二、填空题
两台四冲程汽油机在相同时间内，甲做的有用功是乙的倍，甲机的热机效率是，乙机的热机效率是，则甲、乙两机消耗的汽油质量之比是________．
小明同学学习了燃料的热值后，自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见下表：
燃料 加热前的水温 燃料燃尽后水温
煤油
菜籽油
为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还控制了个相同的物理量，它们是：______、______。
你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______。
小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是：______。利用此实验方法计算出的热值将比真实值______偏大偏小。
年月日，我国首次海域可燃冰天然气水合物试采成功，实现了历史性突破。可燃冰分布于深海沉积物或陆域永久冻土中，是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水。根据测算，立方米可燃冰可以分解释放出立方米以上的天然气。完全燃烧立方米可燃冰产生的热量至少为______天然气热值为。试写出可燃冰具备的两条优点______、______。
三、实验探究题
为比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值，小明采用如图所示的装置进行实验：他将一定质量的酒精和碎纸片分别放入两个燃烧皿中，点燃它们，分别给装有质量相等的水的两个相 同烧杯加热，直至酒精和碎纸片完全燃烧。
小明设计了一张记录实验数据的表，其中两项内容漏写了______，请你帮他补充完整。
温度
燃料 加热前水温
酒精
实验后小明根据实验数据利用公式算出了水吸收的热量，结合“酒精”这一数据，算出了酒精的热值，算出的酒精热值是否可靠，请说明理由。
如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是，烧杯内的液体质量和初温也相同。
比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量，是通过______来反映的选“温度计上升示数”或“加热时间”；
比较不同物质吸热升温的特点：
应选择______两图进行实验；需要的测量器材如图所示：还需秒表和______
不同物质吸热的多少是通过______来反映的选填“温度计示数”或“加热时间”；
若液体的比热容是，液体的比热容是______
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了学生对热量公式的掌握和运用，代入比值时要细心，不要因颠倒出错。
知道两种燃料的热值和质量之比，利用燃料完全燃烧放热公式求这两种燃料完全燃烧放出的热量之比。
【解答】
由题知，两种燃料的热值之比：：，质量之比：：，
因为，
所以这两种燃料完全燃烧放出的热量之比：。故A正确，BCD错误。
故选A。
2.【答案】
【解析】
【分析】
本题综合考查了热值、热机的效率以及汽油机和柴油机的不同之处，正确理解相关的知识点是解题的关键。
运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量；
汽油机在压缩冲程中，机械能转化为内能，内能增大，温度升高，汽油机气缸顶端有个火花塞，此时火花塞喷出电火花，点燃汽油，点火方式是点燃式；
在柴油机的压缩冲程末，温度升高超过柴油的着火点，此时喷油嘴喷出雾状的柴油，柴油迅速燃烧，点燃方式是压燃式；
热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比；减少热的损失，可以提高效率。
【解答】
A.火箭使用液态氢作燃料，是因为它的热值大，故A错误；
B.汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴，故B错误；
C.热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出能量的比值，故C错误；
D.汽油机和柴油机均属于内燃机，工作时汽油机是点燃式，柴油机是压燃式，故D正确。
故选D。

3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查学生对热值定义的掌握情况，需要根据火箭的具体应用来分析。
热值是指千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量时，释放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小。
【解答】
发射卫星的火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全然烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故ABC不符合题意，符合题意。
故选D。
4.【答案】
【解析】解：热机效率是指做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，所以使燃料充分燃烧和减少热量的损失都可以提高热机效率，减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率，故A、、不符合题意；增加热机的工作时间，不能提高热机效率，故D符合题意．
5.【答案】
【解析】
【分析】
热机效率是热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，据此计算；热机的效率不会达到。
本题考查了热机效率的计算，由于没有直接给出有效利用的能量，较好地考查了学生对机械效率概念的理解。
【解答】
有效利用的能量：，
柴油机的效率为：，故AB正确；
C.在科技进步的未来不能实现能量零损失，故C错误；
D.减少机械间的摩擦，可以减小额外功，所以可以提高热机效率，故D正确。
故选C。

6.【答案】
【解析】解：热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与燃烧程度、放出热量的多少和是否燃烧无关，故选D．
7.【答案】
【解析】略
8.【答案】
【解析】
【分析】
此题是一道热现象的综合题，考查的知识点较多，正确、全面理解概念或规律，是避免出错的关键。
分子间存在相互作用的引力和斥力；
热量是过程量，不能说含有、具有热量；
热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比；
分子的无规则运动，肉眼是直接看不到的。
【解答】
A.铁丝很难被拉断，说明分子间存在引力，故A正确；
B.热量是过程量，不能说含有、具有热量，故B错误；
C.热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出能量的比值，热机所用燃料的化学能转化成的内能越多，该热机的效率不一定高；
D.扫地时看到尘土飞扬，是尘土的机械运动，不是分子的运动，故D错误。
故选A。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查了密度公式、热值公式、汽油机效率、功的计算，注意公式的灵活应用。
热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关；
已知消耗汽油的体积和密度，由密度公式可求消耗的汽油的质量；
根据消耗汽油的质量和热值，由热值公式可求耗的汽油完全燃烧放出的热量；
根据汽油机效率和汽油完全燃烧放出的热量，由效率公式求出机械功，再根据功的计算式，求出力的大小，由平衡力的知识求出阻力。
【解答】
A.汽油的热值与汽油的质量无关，汽车在车型测试中，消耗汽油，剩余汽油的热值不变，故A错误；
B.已知消耗汽油的体积，由密度公式得消耗的汽油的质量：
，故B错误；
C.由热值公式，可求耗的汽油完全燃烧放出的热量：
，故C错误；
D.根据汽油机效率为和汽油完全燃烧放出的热量，由效率公式得机械功：，
再根据功的计算式，求出力的大小，由平衡力的知识求出阻力，故D正确。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题综合考查了参照物的选择，以及燃料完全燃烧放热公式、功的公式、功率公式、效率公式、速度公式以及二力平衡条件的应用，考查的知识点多、综合性强，属于难题。
在研究物体的运动情况时，要先选取一个标准作为参照物，物体和参照物之间的位置如果发生改变，则物体是运动的；如果未发生变化，则物体是静止的；
知道柴油的质量、热值，利用计算出柴油完全燃烧放出的热量；
知道柴油机的效率、柴油完全燃烧放出的热量，利用求柴油机做的有用功机械功，再利用求柴油机做机械功的功率；
利用求洒水车行驶的路程，求出了柴油机做的有用功机械功，利用求牵引力，由于洒水车匀速行驶，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，可求阻力大小。
【解答】
驾驶员看到路旁树木快速向后退去，树相对于洒水车的位置在发生变化，是以洒水车为参照物，故正确；
柴油完全燃烧放出的能量：，故正确；
由公式得柴油机做的有用功机械功：
，
柴油机做机械功的功率：
，故错误；
洒水车行驶的路程：
，
由得牵引力：
，
因为洒水车匀速行驶，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，
所以洒水车行驶过程中所受阻力：
，故错误。
故选A。
11.【答案】：
【解析】
【分析】
此题主要考查的是学生对热机效率、热值计算公式的理解和掌握，基础性题目。关键是公式及其变形的灵活应用。
根据热机效率公式可求出甲、乙两机消耗的总能量之比，再由即可得汽油质量之比。
【解答】
由热机效率公式可得，甲、乙两机消耗的总能量：
，，
所以甲、乙两机消耗的总能量之比：
，
因为，汽油的热值一定，
所以甲、乙两机消耗的汽油质量之比：。
故答案为：：。
12.【答案】两杯冷水的质量 煤油和菜籽油的质量 煤油 天平 偏小
【解析】解：要想通过水吸收的热量来体现燃料燃烧放出热量的多少，则必须控制两杯冷水的质量以及煤油和菜籽油的质量相等。
煤油和菜籽油相比，煤油的热值较大。
要控制两杯冷水的质量以及煤油和菜籽油的质量相等，需要实验天平进行称量，实验过程中由于热量的散失，水吸收的热量要小于燃料燃烧放出的热量，所以利用此实验方法计算出的热值将比真实值偏小。
故答案为：两杯冷水的质量；煤油和菜籽油的质量。
煤油。
天平；偏小。
煤油和菜籽油两种燃料的热值大小不能直接测量，需要通过水吸收热量的多少来体现燃料放出热量的多少，而水吸收热量的多少跟水的质量和升高的温度有关，燃料燃烧放出热量的多少跟燃料的热值和质量有关，所以在设计实验时应使用控制变量法进行设计实验。
能否正确迁移探究比热容的实验设计思想，类比比热容的探究实验分析本题是解题的关键。
13.【答案】 ；热值大 ；污染小
【解析】解：
的“可燃冰”相当于的天然气的体积为：，
完全燃烧立方米可燃冰产生热量：；
立方米可燃冰相当于立方米的天然气，与传统燃料相比，可燃冰的优点是热值大、污染小。
故答案为：；热值大；污染小。
根据完全燃烧的“可燃冰”释放的能量与天然气相当可求得完全燃烧的“可燃冰”所放出的热量；
可燃冰燃烧的生成物中有害气体少，污染小；热值大。
此题围绕可燃冰展开，考查有关可燃冰的知识。
14.【答案】加热后的水温；碎纸片
【解析】解：
需要记录加热前后水的温度，用来计算水吸收的热量；
根据控制变量法的思想，酒精和碎纸片的质量必须相等；
由于酒精完全燃烧放出的热量大部分不能被水完全吸收，所以测出的酒精热值要小于书上给出的酒精的热值，因此不能用本装置来测量酒精和碎纸片的热值。
故答案为：加热后的水温；碎纸片；不可靠；酒精燃烧放出的热量大部分不能被水完全吸收。
根据控制变量法进行分析，比较酒精和碎纸片这两种材料的热值，需使质量相同，加热水的质量相同，根据水升高的温度进行比较；
酒精燃烧释放的热量没有被水完全吸收，酒精可能没有完全燃烧，据此分析燃烧值的测量值与真实值间的关系。
本题通过实验考查了学生对控制变量法的应用，同时考查了学生对热量、比热容的理解和掌握，考查了学生对实验情况的分析。
15.【答案】甲、乙；温度计上升示数；甲、丙，天平；加热时间；
【解析】
【分析】
比较不同燃料的燃烧值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同；燃料完全燃烧释放的热量可以通过液体温度计示数变化来反应；
比较不同物质吸热升温的特点，应控制燃料相同而吸热物质不同；物质吸收热量的多少可以通过加热时间来反应；
根据实验中要测量的量确定所用的器材；
使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量即比较加热时间，吸收热量多的吸热能力强；
由图丁可知升高相同的温度加热时间的关系，即吸收热量与的关系，根据，求液体的比热容。
本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、测量工具的判断、转换法的应用和比较吸热能力的方法的运用，为热学中的重要实验。
【解答】
比较不同燃料的热值，应选择不同的燃料加热相同的物质，即用甲乙两图进行实验；质量相同的水，温度变化越大，说明吸收热量越多，所以实验中通过温度计示数来表示燃料放出热量的多少；
比较不同物质吸热升温的特点，应控制燃料相同而吸热物质不同，应选择甲、丙两图进行实验；
因要测量温度的变化和控制不同物质质量相同及控制加热时间，测量温度的工具为温度计，测量质量的工具是天平，测时间的工具为秒表故需要的测量器材：温度计和天平及秒表；
不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的；
如果质量和初始温度均相同的、两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示，由图可以看出，温度升高用分钟，温度液体升高用分钟，升高相同的温度，吸收热量是的倍，根据，在质量和升高温度相同的情况下，比热容与成正比，故液体的比热容是：
。
故答案为：甲、乙；温度计上升示数；甲、丙，天平；加热时间；
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