人教版九年级全一册14.2热机的效率同步练习（有解析）

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
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