北师大版九年级年级全一册10.6燃料的利用和环境保护（含答案）

北师大版九年级年级全一册 10.6 燃料的利用和环境保护
一、单选题
1．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
2．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%
3．煤炭是一种重要能源。为判断煤炭品质的优劣，最科学的方法是检验煤炭的（　　）
A．比热容 B．密度 C．热值 D．温度
4．2021年10月，我国发射了神州十三号载人飞船。搭载飞船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
5．用图示同样的装置探究“不同物质的吸热本领”（甲实验）和“不同燃料的热值”（乙实验），以下说法正确的是（　　）
A．两个实验都要控制被加热物质的种类一样
B．两个实验都要控制被加热物质的体积一样
C．甲实验加热相同时间，不同的物质吸收的热量相等
D．乙实验燃料如没有充分燃烧，燃料的热值将会变小
6．家用小汽车是一种交通工具，关于汽车的知识下列说法正确的是（　　）
A．汽油机气缸顶部有喷油嘴
B．汽车行驶时，汽油的热值不断减小
C．汽车发动机的做功冲程将内能转化为机械能
D．随着技术的提高，汽油机的效率可以达到100%
7．如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，把水加热到沸腾一段时间后，塞子受到水蒸气的压力会冲出去。下列说法正确的是（　　）
A．加热的过程中，水的内能保持不变
B．随着燃料不断燃烧，燃料的热值不断减小
C．塞子受到水蒸气的压力冲出去，水蒸气的内能增大
D．这个实验虽然简单，却基本展示了蒸汽机的工作原理
8．下列关于热值和热机效率的说法，正确的是（　　）
A．柴油机的热机效率通常为100%
B．使燃料燃烧更充分，可以增大热值
C．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
D．燃料燃烧释放的热量越大，热值越大
9．科学研究中常常发现某一问题的两个相关量（x，y）之间存在一定的关系，且可用图线表示。下列相关的量之间不符合如图所示关系的是（　　）
A．恒力对物体所做功与物体在力的方向上所通过距离的关系
B．给某个初温不为0oC的物体加热时，物体吸收的热量与温度的关系
C．某种燃料完全燃烧所放出的热量与燃料质量的关系
D．机械在输出功率不变时做的功与所用时间的关系
10．热学知识在日常生活中有广泛的应用，下列对热现象分析正确的是（　　）
A．金秋十月桂花飘香，说明分子间有空隙
B．摩擦生热是通过热传递改变了物体的内能
C．热机通过压缩冲程将机械能转化为内能
D．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%
11．关于热机的效率，下列说法正确的是（　　）
A．在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
C．热机的效率越高说明做功越快
D．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
12．如图所示的轮船，动力是由柴油机提供的，下列说法正确的是（　　）
A．以轮船为参照物货物是运动的
B．轮船受到的浮力和货物对轮船的压力是一对平衡力
C．柴油机效率高，是因为柴油的热值大
D．柴油机是利用内能做功的机器
二、填空题
13．我国“西气东输”工程已经全线竣工，输送的燃料为天然气，这是因为燃气具有 _____较大的特性，使用天然气做饭，要想把2kg、20℃的水烧开，水吸收的热量为 _____，需要燃烧 _____的天然气。[假设天然气完全燃烧释放的热量全部被水吸收，q天然气＝8.4×107J/m3，c水＝4.2×103J/(kg·℃)]。
14．2021年4月29日，中国“天和”号空间站核心舱成功发射升空，迈出了天宫号空间站建设的第一步，运载火箭以液氢为燃料是利用液氢的_______大，燃料燃烧会释放出巨大的内能，火箭残骸返回落入地球大气层时，与空气剧烈摩擦，使箭体温度很高，直至烧毁，这是以_______的方式改变物体内能。
15．下表列出了几种燃料的热值，单位是J/kg。那么完全燃烧1g的酒精可放出热量______J。放出相同的热量，需要完全燃烧干木柴______g。
干木柴 无烟煤 酒精 煤油 氢气
1.2×107 3.4×107 3.0×107 4.6×107 1.4×108
16．内燃机一个工作循环有四个冲程，实现将机械能转化为内能的是______冲程。内燃机工作时要产生大量的热，通常采用水循环将热带走，这是利用水______的特性。某品牌汽车每行驶100km耗油5kg，这些汽油完全燃烧要放出______J的热量。（汽油的热值q=4.6×l07J/kg）
三、综合题
17．阅读短文，回答问题
第五代战斗机“歼﹣20”
“歼﹣20”作为中国第五代战斗机，融合了全球优秀战斗机的特点，具备了很强的隐形性能、机动性能等；“歼﹣20”表面平滑，机翼的外形做成流线型，它拥有良好的大仰角升力特性，较大的瞬时攻角与滚转率，并采用先进的光传操纵系统，以光信号的形式传输信号，可随时保证飞机与地面的联系；“歼20”配备了大功率雷达，为解决放热问题，采用了新一代液体冷却系统；该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20km，最大航行速度达25倍声速（合3060km/h），最大油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见表：（已知飞机发动机的效率是40%，航空燃油的热值为5×107J/kg，g取10N/kg）
速度v/（m/s） 100 200 300 400 500
阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 7.5×104
（1）“歼﹣20”飞机表面能______（选填“反射”或“吸收”）对方雷达发射的电磁波，从面实现电磁隐身，飞机在水平匀速飞行过程中机械能______；（选填“变大”“变小”或“不变”）
（2）下列说法中不正确的是______；
A．飞机的机翼做成流线型是为了减小空气的阻力
B．为解决雷达的散热问题，采用比热容大的液体作为冷却剂
C．飞机与地面的联系采用光信号的形式传输信号
D．当飞机在做较大幅度的瞬时滚转时，受到平衡力的作用
（3）当飞机以400m/s的速度巡航时飞机发动机的输出功率为______kW；若飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约为______km；
（4）翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值，若该飞机的翼载为500kg/m2，则机翼面积为______m2飞机的推重比是指飞机以最大行速度巡航时的引力与最大起飞重力的比值，则该“歼﹣20”飞机的推重比约为______；
（5）飞机利用测距传感器来判断离地高度，若某测距传感器的阻值R1与离地高度大小的关系如图乙所示，如图丙所示的检测电路采用了“稳流电源”（电源输出的电流恒定），要使高度表（实质是电流表或电压表）的示数能随飞行高度的增大而增大，则此高度表应安装在______（选填“1”、“2”或“3”）位置，该高度表示数刻度______。（选填“匀线“不均匀”）
18．“煤改气”带来最实实在在的环保方面的改善，为人们带来了实惠，为助力大气污染治理，提高人们生活水平，推动社会能源结构转型贡献了力量。更多的北方人民将与烧煤取暖的时代说后会无期了，“煤改气”就是用天然气作燃料，来取暖做饭。天然气燃烧后相同条件下比其它气体放出的热量多，燃烧后无污染。天然气是无色无味比空气轻的爆炸性气体，日常生活生产中在加压下输送和使用，易造成泄露，引起爆炸、着火危险。为了及时发现天然气泄露，加入四氢噻吩的方式进行加臭，这样泄露的天然气远远都能闻到臭味，这是______现象。在能源结构转型中，科研工作者发现了一种新型能源“可燃冰”它有着巨大的开发、使用潜力，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的______很大；以10倍的关系粗略计算，1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为______J（1kg煤气完全燃烧放出热量为4.2×107J）。
19．如下图所示汽油机等内燃机中，燃料燃烧释放的能量并不会全部用来做有用功。
（1）如图箭头中？表示能量有部分损失。请写出一种造成能量损失的原因。
（2）汽车在平直公路上以50km／h的速度匀速行驶0.5h耗油4.5kg，发动机输出功率为40kW；燃油的热值为4×107J／kg，试计算这辆汽车行驶过程中燃油完全燃烧放出的热量。
（3）根据第（2）问中的相关数据计算发动机的热机效率。
20．如图是我国用长征火箭发射“嫦娥五号”探测器时的壮观情景。
(1)火箭升空过程中动能__，机械能__。（前两空均选填“变大”“变小”或“不变”）火箭的燃料使用液态氢，主要是因为它的密度小且__比较大，同时将其制成液态的优点是__。
(2)当火箭在大气层中快速飞行时，会与大气层发生剧烈摩擦，内能会__，这是通过__的方式改变物体的内能。
(3)在没有太阳照射时，卫星表面的温度会急剧下降，这时卫星的内能会减小，这种改变内能的方式属于__。
21．阅读《热机改进史》，解答下列问题：
热机发明后，一直在持续的改进发展中。1769年，法国人居纽制造出传统蒸汽机推动的三轮汽车，其燃料在汽缸外部燃烧。1862年，法国人德罗夏提出内燃机的四冲程循环理论；1876年，德国人奥托制造出四冲程燃气内燃机，它的一个工作循环中，除做功冲程外，其它三个冲程利用飞轮的惯性完成，使四冲程自动实现循环往复，图甲是它的一个工作冲程。
（1）传统蒸汽机的燃料在汽缸______部燃烧；
（2）图甲是内燃机的______冲程，这一冲程中的能量转化是______；四个冲程自动实现循环往复还利用了飞轮的______；
（3）根据图乙给出的内燃机能量流向的信息图，可知该内燃机的工作效率为______%，写出一条提高内燃机工作效率的措施______。
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．C
【详解】
比热容和热值是物体本身的属性，比热容和热值的大小与物体的体积、质量、形状都无关，与物质的种类有关。
故选C。
2．B
【详解】
因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，所以，由内燃机的能量流向图可得，内燃机的热机效率为
η=1﹣25%﹣40%=35%
故A、C、D错误，不符合题意；B正确，符合题意
故选B。
3．C
【详解】
热值是燃料的一种特性，单位质量的煤完全燃烧时所释放出的热量越大，说明该煤的热值越大，即是优质煤炭，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
4．D
【详解】
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，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
5．C
【详解】
A．比较不同物质的吸热本领时，需要改变物质的种类，比较不同燃料的热值时，需要加热相同种类的物质，故A错误；
B．比较不同物质的吸热本领时，需要控制两种物质的质量相同；比较不同燃料的热值时，需要控制被加热的物质的种类相同，物质的质量相同，故B错误；
C．比较不同物质的吸热本领时，用相同的加热器加热，相同时间内，放出的热量相同，物质吸收的热量是相同的，故C正确；
D．热值是燃料的一种特性，与是否充分燃烧无关，乙实验燃料如没有充分燃烧，燃料的热值不变，故D错误。
故选C。
6．C
【详解】
A．汽油机气缸顶部有火花塞，柴油机顶部是喷油嘴，故A错误；
B．热值是燃料的一种特性，与燃料的质量无关，所以汽车行驶时，汽油的质量减小，但汽油的热值不变，故B错误；
C．汽车发动机的做功冲程中，高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功，将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，故C正确；
D．热机工作时，要散失热量、要克服摩擦做功，使得燃料完全燃烧放出的热量并不能全用来做有用功，所以热机的效率总小于100%，故D错误。
故选C。
7．D
【详解】
A．加热的过程中，水不断地吸收热量，水的内能增加，故A错误；
B．随着燃料不断燃烧，燃料的质量不断减小，由于热值是燃料的属性，燃料的热值不变，故B错误；
C．塞子受到水蒸气的压力冲出去，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减小，塞子的机械能增大，故C错误；
D．这个实验虽然简单，基本展示了蒸汽机的工作原理，即做功冲程利用蒸汽的内能做功，故D正确。
故选D。
8．C
【详解】
A．柴油机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，因此机械效率不可能达到100%，故A错误；
BD．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与放出的热量或燃烧是否充分等因素无关，故BD错误；
C．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高燃料的利用率，因此可以提高热机的效率，故C正确。
故选C。
9．B
【详解】
A．由图可知，图像中的相关量（x，y）之间存在正比关系。恒力对物体所做的作功W=Fs，当力F不变时，功W和力的方向上移动的距离s成正比，故A不符合题意；
B．根据物体吸收热量的公式Q=cmt可知，物体吸收的热量还与物体的比热容、质量有关，只有当物体的质量、比热容不变时，物体吸收的热量与物体升高的温度成正比，而不是与物体的温度成正比，故B符合题意；
C．某种燃料的热值是一定的，根据公式Q=mq可知，燃料完全燃烧放出的热量与其质量成正比，故C不符合题意；
D．根据机械功率可知，当功率不变时，物体所做的功与其所用时间的比值是一个定值，即物体所做的功与所用时间成正比，故D不符合题意。
故选B。
10．C
【详解】
A．金秋十月桂花飘香，说明分子在做不规则运动，故A错误；
B．摩擦生热是通过做功的方式改变物体的内能，故B错误；
C．热机在压缩冲程活塞向上运动，压缩气缸内的燃料混合物，把机械能转化为内能，故C正确；
D．汽车发动机的效率不可能达到100%，热量传递过程中会有损失，所以效率小于100%，故D错误。
故选C。
11．B
【详解】
A．热机的效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多，故A错误。
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高，多用在重型机器上，故B正确；
C．热机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，热机的效率越高说明有用功占的比值越大，功率表示做功的快慢，功率越高说明做功越快，效率和功率是两个不同的物理量，二者之间没有必然联系，故C错误；
D．根据内燃机的能量流向，热机损失的能量中，废气带走的能量较多，故D错误。
故选B。
12．D
【详解】
A．以轮船为参照物，货物和轮船之间的位置没有发生变化，货物是静止的，故A错误；
B．轮船受到的浮力等于轮船和货物的总重力，货物对轮船的压力等于货物的重力，轮船受到的浮力和货物对轮船的压力这两个力大小不相等，所以不是一对平衡力，故B错误；
C．柴油机的效率高，是因为柴油机在压缩冲程中，压缩的程度比较大，燃料燃烧较充分，转化成的有用功更多，而不是因为柴油的热值大，故C错误；
D．柴油机工作时通过燃料的燃烧得到内能，再通过高温燃气对活塞做功，把内能转化为机械能，是利用内能做功的机器，故D正确。
故选D。
13． 热值 6.72×105J 0.008m3
【详解】
[1]输送的燃料为天然气，因为天然气的热值较大，相同质量的天然气与其它燃料相比，完全燃烧，天然气放出的热量较多。
[2]水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J
[3]由题可知
Q放=Q吸=6.72×105J
需要完全燃烧天然气的体积
14． 热值 做功
【详解】
[1]运载火箭为了减小自身的质量，希望能在燃料质量最小的同时获更多的能量，就需要选择热值大的燃料，液氢的热值在常见燃料中热值最大，是目前理想的选择，故选氢主要是因为其热值大。
[2]火箭残骸返回落入地球大气层时，与空气剧烈摩擦，火箭残骸把机械能转化为内能，这种方式是做功改变内能。
15． 3×104 2.5
【详解】
[1]完全燃烧1g的酒精可放出热量
Q=mq酒精=1×10-3kg×3×107J/kg=3×104J
[2]放出相同的热量，需要完全燃烧干木柴
16． 压缩 比热容大 2.3×108
【详解】
[1]内燃机的四个冲程中，压缩冲程中两气门关闭，活塞向上运动，压缩气体做功，将机械能转化为内能，故将机械能转化为内能的是压缩冲程。
[2]汽油机工作时要产生大量的热，通常采用水循环将热带走，这是利用水的比热容大，相同质量的水与其它物质相比，在升高相同的温度时可以吸收更多的热量，降温效果好。
[3]5kg汽油完全燃烧要放出的热量为
17． 吸收 不变 D 1.92×105 2.67×103 74 5.9:1 3 均匀
【详解】
（1）[1]具有隐形功能的战机可以有效避开雷达的探测，主要是它表面有一种特殊材料，能够增强对电磁波的吸收，减弱电磁波反射回雷达。
[2]匀速飞行的飞机其速度不变，质量不变，动能不变，同时其高度不变，故其重力势能不变，机械能不变。
（2）[3]A．飞机的机翼做成流线型可以减小空气的阻力，故A正确；
B．相同质量的两种物体，升高相同温度，比热容较大的物体吸收热量多，为解决雷达的散热问题，采用比热容较大的液体作为冷却剂，故B正确；
C．“歼﹣20”采用先进的光传操纵系统，将获取的信息，通过光信号向地面传递，故C正确；
D．当飞机在做较大幅度的瞬时滚转时，处于非平衡状态，故受到非平衡力的作用，故D错误。
故选D。
（3）[4]当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的牵引力等于飞机受到的阻力，为
F=f=4.8×104N
根据功率的计算公式可得，输出功率为
[5]若在飞机油箱中加满燃油，由热量的计算公式可得，航空燃油完全燃烧产生的热量为
Q放=qm=5×107J/kg×10×103kg=5×1011J
有用功为
W有=Q放η=5×1011J×40%=2×1011J
以500m/s的速度巡航时，飞机的牵引力为
F′=f′=7.5×104N
由
W=Fs
可得，飞机的最大航程约为
（4）[6]根据翼载的定义可得机翼面积
[7]从飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系可知
飞机最大航行速度为
3060km/h=850m/s
可知此时的飞机牵引力
该飞机最大起飞质量为37t，根据重力的计算公式可得，该飞机最大起飞重力为
G=mg=37×103kg×10N/kg=3.7×104N
飞机的推重比是指飞机以最大航行速度匀速飞行时的牵引力与最大起飞重力的比值，则该“歼﹣20”飞机的推重比约为
（5）[8]由题意知，检测电路电源输出的电流恒定，高度表示数能随飞行高度的增大而增大，所以高度计应是电压表，由图丙说明R1高度h成一次函数关系，所以电压表应与R1并联，则此高度表应安装在3位置。
[9]由
U=IR1
可知，电压表（高度表）示数刻度均匀。
18． 扩散 热值 4.2×108
【详解】
[1]闻到臭味是由于臭味分子进入人的鼻子，这是扩散现象，是有臭味的分子做无规则运动的结果。
[2]完全燃烧相同质量的可燃冰和煤气，可燃冰放出的热量是煤气的数十倍，这说明可燃冰的热值大。
[3]完全燃烧1kg可燃冰放出的热量
Q放=mq=1kg×10×4.2×107J/kg=4.2×108J
19．（1）废气排出带走能量（或部分燃料没有完全燃烧）；（2）1.8×108J；（3）40%
【详解】
解：（1）汽油机等内燃机中的燃料燃烧释放的能量并不会全部用来做有用功，有相当一部分在工作过程中损耗掉了：如废气排出带走能量（或部分燃料没有完全燃烧）。
（2）燃油完全燃烧放出的热量
Q＝mq＝4.5kg×4×107J/kg＝1.8×108J
（3）发动机输出功率为40kW，故发动机的输出的有用功
W＝Pt＝40×103W×0.5×3600s＝7.2×107J
发动机的热机效率
%
答：（1）废气排出带走能量（或部分燃料没有完全燃烧）；
（2）这辆汽车行驶过程中燃油完全燃烧放出的热量为1.8×108J；
（3）发动机的热机效率为40%。
20． 变大 变大 热值 减小体积，便于储存 增大 做功 热传递
【详解】
(1)[1][2]火箭升空过程中速度和高度都变大，所以动能和重力势能都变大，因为机械能是动能和势能的总和，故机械能变大。
[3]火箭的燃料使用液态氢，主要是因为它的密度小且热值比较大，相同质量的氢燃料完全燃烧时可以放出更多热量。
[4]液态氢比气态氢的分子间隙更小，密度更大，由可知将其制成液态的优点是减小体积，便于储存。
(2)[5][6]改变内能的方式之一是做功，做功是能量的转化，例如将机械能转化为内能。当火箭在大气层中快速飞行时，会与大气层发生剧烈摩擦，内能会增大，这是通过做功的方式改变物体的内能。
(3)[7]改变内能的另一种方式是热传递，热传递是能量的转移。没有太阳照射时，卫星的内能会减小，温度会降低，这种改变内能的方式属于热传递。
21． 外 做功 内能转化为机械能 惯性 32 见解析
【详解】
（1）[1]传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧，内燃机的燃料在气缸内燃烧。
（2）[2][3][4]根据图甲可知，进气门关闭，排气门关闭，火花塞产生电火花，活塞下行，因此该冲程为做功冲程，内能转化为机械能；利用了飞轮的惯性使四个冲程自动实现循环往复。
（3）[5]由图可知，有用功的能量
100%﹣33%﹣30%﹣5%＝32%
所以该内燃机输出的有用功为燃料释放热量的32%。
[6]根据图示的热量损失途径，要提高汽油机效率，可让汽油燃烧更充分、减少尾气带走的热量、减少热量散失、减小摩擦做功等。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页