人教版九年级全一册14.2热机的效率同步练习(有解析)

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名称 人教版九年级全一册14.2热机的效率同步练习(有解析)
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资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2022-04-05 23:22:33

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人教版九年级全一册 14.2 热机的效率 同步练习
一、单选题
1.下列说法正确的是( )
A.冠状病毒的传播是扩散现象
B.即使煤炭没有完全燃烧,其热值也不会改变
C.一个物体的内能增加了,一定是它吸收了热量
D.因为沙石的比热容比水小,所以吸收相同的热量,沙石比水升温快
2.下列说法正确的是(  )
A.冠状病毒的传播是扩散现象
B.1kg的煤炭燃烧了一半,其热值也变为原来的一半
C.一个物体的内能增加了,一定是它吸收了热量
D.因为沙石的比热容比水小,所以相同质量的沙石和水吸收相同的热量,沙石比水升温多
3.有一种节能型燃气炉灶,据介绍,使用该种炉灶比普通炉灶烧开同样一壶水可以节约燃气10%~15%。这是因为,使用这种炉灶可以(  )
A.增大燃气的热值 B.增大燃气的密度
C.降低水的比热容 D.提高燃气的燃烧效率
4.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%
5.下列说法正确的是(  )
A.燃料的热值越大,完全燃烧时放出的热量越多
B.物体吸收的热量越多,比热容越大
C.使燃料燃烧更充分,可以提高热机效率
D.用水作为汽车发动机散热器的冷却剂,其主要原因是水的比热容较小
6.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
7.2021年5月29日20时55分,货运飞船“天舟二号”在海南文昌发射场成功发射,并在8小时后与“天和核心舱”成功实现自主交会对接。则下列说法中错误的是(  )
A.用氢作燃料,是因为氢的热值大
B.“天舟二号”打开太阳能帆板后可将太阳能转化为电能
C.火箭向下喷燃气才能上升,是因为力的作用是相互的
D.“天舟二号”和“天和核心舱”对接时,两者的动能均为0
8.下列有关热现象中,说法正确的是(  )
A.发生热传递时,温度从高温物体传递给低温物体
B.吹风扇时会感觉凉快,是因为风降低了环境温度
C.冰在熔化过程中要吸收热量,温度和内能均变大
D.酒精灯中的酒精燃烧一半后,剩余酒精热值不变
9.酒精灯内的酒精用了一部分后,则(  )
A.热值和比热容都不变
B.热值减小、比热容不变
C.热值和比热容都减小
D.热值不变、比热容减小
10.下列有关热学知识的叙述中,正确的是(  )
A.用砂轮磨刀,有火星迸出是采用做功的方式改变了物体的内能
B.一杯水的温度由 30℃降低到 10℃ ,放出热量,内能减小,比热容减小
C.一定质量的酒精完全燃烧时的热值比不完全燃烧时的热值大
D.夏天在地面上洒水,感觉到凉快主要是因为水的比热大
11.下列关于热现象的说法中,正确的是(  )
A.物体从外界吸收热量,其温度一定升高
B.温度高的物体内能多,温度低的物体内能少
C.水可作为汽车发动机的冷却剂,是因为水的比热容较大
D.煤的热值比干木柴的大,煤燃烧时放出的热量比干木柴燃烧时放出的热量多
12.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
二、填空题
13.质量为1.4kg的干木柴完全燃烧释放的热量的50%被质量为50kg的水吸收,则水的温度将升高______℃。【已知:干木柴的热值为1.2×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)】
14.为了不让汽油机在工作时温度升得太高,在设计制造时,汽缸外有一个水套,让汽缸被水包围着,这是通过___________(填“做功”或“热传递”)方式来减小内能。完全燃烧4.2g汽油所释放的热量是___________J,这些热量可以使质量4.6kg的水温度升高___________℃。[q汽油=4.6×107J/kg;c水=4.2×103J/(kg·℃)]
15.一标准气压下,有2kg初温是60℃的水,吸收J的热量后,它的末温是_______℃。若大巴车消耗汽油10kg,这些汽油完全燃烧放出的热量是________ J。(汽油的热值q=J/Kg)
16.在1个标准大气压下用燃气灶烧水,燃烧1m3的天然气,将质量为100kg,初温为40°C的水加热至沸腾,已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),q天燃气=4.2×107J/m3。天然气热值的物理意义: 1m3天然气完全燃烧释放出的热量是_______J, 燃气灶烧水的效率为________。
三、综合题
17.随着生活条件的改善,小明家住上了新楼房,新楼使用的是天然气;仪表处安装了气体检测报警器,具有数字显示,声光报警,气体检测报警器采用9V干电池供电,能够使电池保持长久供电;小明想:将一壶水烧开的能量利用效率如何?他通过实践收集如下数据:
水壶里放入2000cm3、20℃的水,用天然气加热直至沸腾。又在物理书中查到天然气热值为8×107J/m3;[气压为1标准大气压;c水=4.2×103J/(kg ℃)]
(1)干电池给气体检测报警器供电时,______转化为______;
(2)正常装水的质量是多少?______
(3)烧开这壶水,水需要吸收多少热量?______
(4)烧开这壶水,需要燃烧0.021m3的天然气,求这些天然气完全燃烧放出的热量______;求小明家天然气炉具的效率。______
18.我国随着人民生活水平的提高,加上“汽车下乡”政策的实施,不少农村家庭都购买了汽车,汽车开始进入普通百姓家庭. 家住农村的小明同学家买了一辆崭新的汽车(如图甲),他高兴极了,把车的里里外外都观察了个够。通过观察,小明发现汽车上的许多部件都用到了物理知识。
(1)汽车的发动机是四冲程汽油机,其中______冲程将内能转化为机械能;
(2)图乙是该车自动测定汽车油箱内油面高度的装置原理图,图中的油量表实质是______表改装而成的,定值电阻R0的作用是______;
(3)如果小明家的汽车正常行驶100 km要消耗6 kg的汽油,这些汽油完全燃烧时所产生的热量是______J(已知:汽油的热值为4.6×107 J/kg);
(4)若轿车以90 kW的恒定功率启动做直线运动,运动过程中受到的阻力不变,运动的速度v与时间t的关系如图丙所示. 则在0~5 s时间内,轿车发动机做功______J;轿车运动过程中受到的阻力是______N。
19.一台单缸四冲程汽油机,转速为n(r/min),圆柱形气缸内活塞的直径为d(m),一个冲程活塞在气缸内移动的距离为L(m),满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p0(Pa)。
(1)在发动机工作时,将内能转化成机械能的冲程是______;
(2)求这台汽油机的功率是多少瓦______;
(3)若该汽油机10min消耗的汽油体积为V(m3),汽油的热值为q(J/kg),汽油的密度为ρ(kg/m3),求该汽油机的工作效率______。(结果用字母表示,不用带单位)
20.随着经济水平的不断提高,小汽车越来越多地走进了我市普通百姓人家。如表为小明同学家小汽车的有关数据:
小汽车的总质量1500kg 百公里耗油量8L
小汽车的额定功率50kW 水箱中装满水质量2.5kg
汽车轮胎与地面接触的总面积0.1m2 汽油的密度0.71×103kg/m3
求:
(1)小汽车在行驶的过程中,水箱里水的内能是通过_______的方式增加的;
(2)某次行驶中,若水箱中水温度升高20℃,则水吸收多少热量_______?
(3)假若小汽车发动机的效率为30%,该小汽车在水平路面上以额定功率匀速直线行驶0.5h,此过程中小汽车消耗的汽油质量是多少_______?(结果保留一位小数)【汽油的热值为4.6×107J/kg,g=10N/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)】
21.“运﹣20”是我国自主研发的大型运输机,它是通过航空煤油在汽室中燃烧,从喷口筒后高速喷出气体,使发动机获得向前的推力。若“运﹣20”在恒定的水平推力1.25×105N作用下,以720km/h的速度在高空水平匀速飞行,最远可飞行360km。已知该运输机发动机的效率为60%,航空煤油的热值为q=4.0×107J/kg。
(1)运输机的发动机是一种热机,热机做功过程中是将________能转化为________能;
(2)水平推力做功的功率________;
(3)完成一次最远飞行,运输机的油箱至少储存多少kg的航空煤油________?
试卷第1页,共3页
试卷第2页,共2页
参考答案:
1.B
【详解】
A.新冠病毒属于微生物,它通过飞沫传播是微生物所做的机械运动,不是扩散现象,故A错误;
B.热值是燃料的一种特性,其大小只与燃料的种类有关,与燃料是否燃烧无关,故B正确;
C.一个物体的内能增加可能是吸收了热量,也可能是外界对此物体做功,故C错误;
D.因为沙石的比热容比水小,所以相同质量的沙石和水吸收相同的热量,沙石比水升温快,故D错误。
故选B。
2.D
【详解】
A.新冠病毒属于微生物,它通过飞沫传播是微生物所做的机械运动,不是分子的运动,不属于扩散现象,故A错误;
B.热值是燃料的一种特性,其大小只与燃料的种类有关,与燃料是否燃烧无关,故B错误;
C.热传递与做功都可以改变物体内能,一个物体的内能增加可能是吸收了热量,也可能是外界对此物体做功,故C错误;
D.已知沙石的比热容比水小,由可知,相同质量的沙石和水吸收相同的热量,沙石比水升温多,故D正确。
故选D。
3.D
【详解】
A.热值是燃料的一种特性,与燃料的种类有关,不能增大燃气的热值,故A不符合题意;
B.密度是物质的一种特性,与物质的种类有关,不能增大燃气的密度,故B不符合题意;
C.比热容是物质的一种特性,与物质的种类有关,不能降低水的比热容,故C不符合题意;
D.烧开同样一壶水,水吸收的热量相同,使用节能型燃气炉灶比普通炉灶烧开同样一壶水可以节约燃气10%~15%,说明提高了燃料的利用率,即使用这种炉灶可以提高燃气的燃烧效率,故D符合题意。
故选D。
4.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。
5.C
【详解】
A.由Q=mq可知,燃料的热值大,质量未知,完全燃烧时放出的热量不一定多,故A错误;
B.比热容是物质的一种特性,只与物质的种类和状态有关,与吸热的多少等无关,故B错误;
C.使燃料燃烧更充分,可以提高燃料的利用率,可以提高热机效率,故C正确;
D.水的比热容较大,相同质量的水和其它物质相比,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以汽车发动机用水来做冷却剂,故D错误。
故选C。
6.B
【详解】
A.物体从外界吸收了热量,温度不一定升高,如晶体的熔化过程,故A错误;
B.同一物体温度升高,内能一定增大,故B正确;
C.热量是一个过程量,不能说物体含有或具有多少热量,故C错误;
D.不同燃料完全燃烧,只有在质量相同时,放出热量越多的热值越大,故D错误。
故选B。
7.D
【详解】
A.氢相比其它常规燃料,热值更大,较适合做飞船的燃料,故A正确,A不符合题意;
B.太阳能板是一种将太阳能转化为电能的装置,故B正确,B不符合题意;
C.火箭向下喷气,根据力的作用是相互的可知,气会对火箭一个向上的力,故C正确,C不符合题意;
D.“天舟二号”和“天和核心舱”对接时,它们都一直在运动,所以两者都存在动能,故D错误,D符合题意。
故选D。
8.D
【详解】
A.发生热传递时,热量从高温物体向低温物体传递,而不是温度在传递,故A错误;
B.吹风扇感觉凉快,是因为吹风加快水表面空气的流动速度从而蒸发,而水在蒸发时吸热,故B错误;
C.冰在熔化过程中吸收热量,温度虽不变,但由于吸收热量,所以内能增大,故C错误;
D.酒精燃烧一半后,剩余酒精的热值不变,因为热值不受质量的影响,受物质种类的影响,故D正确。
故选D。
9.A
【详解】
比热容是物质的一种特性,各种物质都有自己的比热容,某种物质的比热容和其质量、体积、温度无关,所以酒精灯内的酒精用了一部分后,剩余酒精的比热容不变;热值是燃料的一种特性,与燃料的质量、温度和体积无关,所以酒精灯内的酒精用了一部分后,剩余的酒精热值不变。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10.A
【详解】
A.用砂轮磨刀,有火星迸出是因为磨刀时克服摩擦做功,采用做功的方式改变了物体的内能,将机械能转化为内能,故A正确;
B.一杯水的温度由 30℃降低到 10℃ ,放出热量,温度降低,内能减小,比热容是物质的一种特性,只与物质的种类和状态有关,与温度、吸放热及内能无关,故比热容不变,故B错误;
C.热值是燃料的一种特性,只与燃料种类有关,与燃烧程度无关,故C错误;
D.夏天在地面上洒水,感觉到凉快主要是因为水蒸发吸热有致冷作用,故D错误。
故选A。
11.C
【详解】
A.物体从外界吸收热量,其温度可能不变,如晶体熔化时,吸热但温度不变,故A错误;
B.内能与物体的温度、质量都有关系,温度高的物体内能不一定多,温度低的物体内能也不一定少,故B错误;
C.水可作为汽车发动机的冷却剂,是因为水的比热容较大,与相同质量的其它物质相比,升高相同温度时可以吸收更多的热量,故C正确;
D.煤的热值比干木柴的大,但是两种燃料的质量以及燃烧状况未知,所以无法判断哪种燃料燃烧时放出的热量多,故D错误。
故选C。
12.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。
13.40
【详解】
干木柴放出的热量
Q放=m干木柴q=1.4kg×1.2×107J/kg=1.68×107J
由得,水吸收的热量
Q吸=Q放η=1.68×107J×50%=8.4×106J
由Q吸=cm t得,水升高温度
14. 热传递
【详解】
[1]汽缸向水放热,内能减小,温度降低,所以是通过热传递来减小内能。
[2] 完全燃烧4.2g汽油所释放的热量
[3]水吸收的热量
水升高的温度
15. 100
【详解】
[1]根据得
因为在一标准气压下,水的沸点为,所以水温不会上升到,故它的末温是。
[2]根据得,汽油完全燃烧放出的热量是
16. 4.2×107 60%
【详解】
[1]某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫做这种燃料的热值。天然气热值的物理意义:1m3天然气完全燃烧释放出的热量是4.2×107 J 。
[2]燃烧1m3的天然气放出的热量为
Q= q天燃气V =4.2×107J/m3×1m3=4.2×107J
水在一标准大气压下的沸点为100°C,质量为100kg,初温为40°C的水加热至沸腾,水吸收的热量为
燃气灶烧水的效率为
17. 化学能 电能 2kg 6.72×105J 1.68×106J 40%
【详解】
(1)[1][2]干电池给气体检测报警器供电时,化学能转化为电能。
(2)[3]由密度公式可得水的质量
(3)[4]1标准大气压水的沸点为100℃,则水吸收的热量
(4)[5]这些天然气完全燃烧放出的热量
[6]天然气炉具的效率
18. 做功 电流表 保护电路 2.76×108J 4.5×105 3000
【详解】
(1)[1]汽油机的四个冲程包括吸气、压缩、做功和排气冲程,做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动,将内能转化为机械能。
(2)[2]油量表串联在电路中,所以实质上是电流表。
[3]由图乙知,在加油时,浮子位置升高,在杠杆作用下,滑动变阻器连入电路的阻值变小,使电路中的电流变大,电流表示数变大,油量表示数变大;R0的作用是防止电路中的电流过大而烧坏仪表,保护电路。
(3)[4]完全燃烧6kg汽油放出的热量
Q放=qm=4.6×107 J/kg×6 kg=2.76×108 J
(4)[5]轿车的功率
P=90 kW=9×104 W
在前5s,轿车发动机做功
W=Pt=9×104 W×5s=4.5×105J
[6]由图丙知,轿车匀速运动时的速度是
v=30m/s
运动过程中所受阻力不变,功率恒定,轿车在匀速直线运动过程中受到的阻力等于牵引力,据P=Fv知
f=F===3000 N
19. 做功冲程
【详解】
(1)[1]在发动机工作时,做功冲程将内能转化为机械能。
(2)[2]活塞的面积
一个做功冲程燃气做的功
则汽油机的功率
(3)[3]工作时间
汽油机做的有用功
汽油机放出的热量
则该汽油机的工作效率
答:(1)在发动机工作时,将内能转化成机械能的冲程是做功冲程;
(2)这台汽油机的功率是瓦;
(3)该汽油机的工作效率是。
20. 热传递 2.1×105J 6.5kg
【详解】
解:(1)改变物体内能的方式包括热传递和做功,小汽车在行驶的过程中,发动机温度升高,由于存在温度差,水箱里的水从发动机吸热,通过热传递的方式增加水箱中水的内能。
(2)由吸热公式可知,水吸收的热量为
Q吸=cmt=4.2×103J/(kg ℃)×2.5kg×20℃=2.1×105J
(3)由可得,小汽车以额定功率匀速直线行驶0.5h牵引力所做的功
W=Pt=5×104W×0.5×3600s=9×107J
由可得,消耗汽油完全燃烧释放的热量
由Q放=mq可得,需要消耗的汽油
答:(1)水箱里水的内能是通过热传递的方式增加的;
(2)水吸收热量为2.1×105J;
(3)此过程中小汽车消耗的汽油质量是6.5kg。
21. 内 机械 2.5×107W 1.875×103kg
【详解】
(1)[1][2]热机做功过程中,消耗内能,产生机械能,将内能转化为机械能。
(2)[3]已知大型运输机飞行速度
v=720km/h=200m/s
水平推力做功的功率
(3)[4]发动机所做的功
W=Fs=1.25×105N×360×103m=4.5×1010J
燃油完全燃烧放出的热量
完全燃烧燃油的质量
答案第1页,共2页
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