北师大版九年级年级全一册10.6燃料的利用和环境保护 同步练习（有解析）

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．关于热机，下列说法正确的是（　　）
A．热机消耗的燃料越多，热机效率越高
B．四冲程汽油机工作过程中，做功冲程中是把高温燃气的内能转化为机械能
C．热机的对外输出功率越大，热机效率越高
D．汽油机和柴油机的吸气冲程都是吸入的空气
2．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%
3．如图所示分别为内燃机甲、乙的能量流向图，则下列说法正确的是（ ）
A．通过技术改进，可使甲的E4等于E1
B．若E4大于E4＇，则甲的热机效率一定高于乙
C．若E5小于E5＇，，则甲的热机效率一定高于乙
D．若甲、乙的热机效率相等且E1等于E1＇，则E4一定等于E4＇
4．某种巧克力的营养成分表上标有“每100g能量2361kJ”，该标识的含义与下列物理量含义类似的（　　）
A．热量 B．内能 C．热值 D．比热容
5．下列物理学家的名字用来作为能量单位的是（ ）
A．牛顿
B．伽利略
C．帕斯卡
D．焦耳
6．下列说法中正确的是（　　）
A．热传递过程中，温度高的物体，由于具有较大的内能，所以会把内能传给低温物体
B．夏天室内常洒一些水，是利用水蒸发吸热达到降温的目的
C．物体吸收热量，内能增加，温度一定升高
D．运载火箭的燃料采用液氢，是因为液氢的比热容大
7．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
8．下列说法正确的是（　　）
A．功率越大的机械，做功的效率越高
B．热量也有可能从内能少的物体传递给内能多的物体
C．我们平常用的热水袋是利用水汽化吸热特点
D．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
9．热学知识在日常生活中有广泛的应用，下列说法正确的是（ ）
A．热值大的燃料完全燃烧，放出的热量一定多
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．暖气片内用水作为导热介质是因为水汽化吸热
10．下列说法中正确的是（　　）
①燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
②汽车发动机用水来冷却是因为水的比热容较大
③铁棒很难被拉伸，这说明分子间存在相互作用的引力
④厨房煤气泄露的时候，可以闻到煤气味，这种现象是扩散现象
A．只有①②正确 B．只有③④正确 C．只有②③④正确 D．①②③④都正确
11．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
12．下列说法错误的是（　　）
A．1kg汽油在油缸内燃烧放出的热量就是汽油的热值
B．热量可以从内能小的物体传递内能大的物体
C．滑下滑梯时，机械能转化成内能，臀部感到发烫
D．表面干净平滑的两铅块压紧后，分子引力使两者结合在一起
二、填空题
13．2020年6月23日，我国用长征三号乙运载火箭成功发射第55颗北斗导航卫星。长征系列火箭使用液态氢作燃料，主要是由于该燃料___________大，而许多地方建设了湿地公园，主要是由于水的___________大，从而能较好地改善了生态环境。
14．我国“长征六号”运载火箭首次采用了最新研制的大推力液氧煤油发动机.煤油燃烧过程中，其热值大小 _____（选填“变大”“变小”或“不变”）。火箭升空时，为了防止火箭温度过高，在火箭表面涂上一种易熔化、汽化的特殊涂料。涂料熔化、汽化吸热使火箭内能 _____（选填“增大”或“减小”），这是通过 _____（选填“做功”或“热传递”）的方式改变内能的。
15．某汽油机工作过程有吸气、压缩、做功和排气四个冲程。如图所示为_______冲程工作示意图，燃料混合物被压缩，在这个过程中机械能转化为_______。火箭升空时，用液态氢作燃料是因为液态氢的_______大。
16．一台单缸四冲程汽油机在一个工作循环中消耗了10g汽油（汽油的热值为4.6×107J/kg），如果这台汽油机的效率为30%，则一个工作循环中输出的有用机械能为______J；若该汽油机的转速为3000r/min，则该汽油机每秒钟做功______次。
三、综合题
17．小帆在老师指导下，用如图（a）所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体，其中一种是水，用测得的数据绘制了温度随时间变化图象如图（b），乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等。（c水＝4.2×103J/（kg ℃）.q酒精＝3×107J/kg）求：
（1）______液体是水；
（2）0～8min乙吸收的热量______。
（3）该酒精灯的加热效率______。
18．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______。
19．（1）如图所示，在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的确化棉，将活察迅速下压（活塞没有接触硝化棉），硝化棉然烧。
①硝化棉能燃烧。原因是：在下压过程中______ ；
A．活塞与筒壁之间的摩擦，使活塞内能增大
B．活塞对硝化棉做功，使硝化棉内能增大
C．活塞对筒内空气做功，使空气内能增大
②下压过程的能量转化情况与汽油机______冲程的相同；
③一辆小汽车质量为2t，汽油机的效率为25%，在水平公路上以36km/h的速度匀速行驶，受到地面的摩擦力是800N，不计空气阻力，g取10N/kg。油箱中装有4kg的汽油（热值为4.6×107J/kg）。工作中汽油机完全燃施了一半的汽油，此过程放出的热量为___J，剩下汽油的热值是______J/kg，汽车行驶的距离为______m；
（2）电热水壶的电热丝通电时阻值为44Ω，电流为5A。通电40s，电热丝产生的热量为______J。电热丝内能的改变是通过______的方式实现的。把蚊香片放在电热驱蚁器的发热元件上，其气味很快充满整个房间。原因是：______ 。
20．燃气壁挂炉是燃烧天然气，提供家居生活用热。沐浴时，打开热水龙头后，一段时间出来的是热水管道中的冷水，等冷水放完后才出热水。一个小发明解决了这一困扰——回水器。小明家新购置了一台带回水器且热效率为90%的燃气壁挂炉。如图，回水器内部的主要部件是一个水泵。在沐浴水龙头下端安装一个单向阀（水不能从b处流向α处），要用热水时提前使用启动回水器，水泵便开始工作，热水管中的水会经单向阀流向冷水管，当热水流到单向阀处时水泵便停止工作，实现一打开热水龙头就会出热水的目的。（忽略单向阀和水龙头间水管的长度）
（1）若不启动回水器，小明打开沐浴水龙头，从热水管里放了3L冷水后才出热水。已知回水器工作时水泵抽水的速度为6L/min，则他应该将回水器每次运行的时间设置为______s；
（2）在一次沐浴时，小明先启动回水器，等回水完成后立即打开沐浴水龙头开始沐浴，并用掉了从热水管里流出的45L热水。已知当时冷水的温度是15℃。燃气壁挂炉的热水出水温度是45℃，不计热水在管道内的热损失。则：
①这一次沐浴一共消耗了多少m3的天然气？( )
②沐浴时，冷热水在沐浴水龙头内混合后从水龙头里放出的水的温度是40℃。这一次沐浴一共用掉了多少L的水？( )
（3）小明家的燃气壁挂炉之前每年消耗天然气900m3。新的燃气壁挂炉比之前使用的那一台的热效率高出了6%。则小明家每年可以节约多少m3天然气？( )
21．水上摩托运动是集高科技、观赏、竞争和惊险刺激于一体，富有现代文明特征的高速水上运动。如图所示，摩托艇的发动机为四冲程汽油机，一个质量为60kg的人正在水面上骑着摩托艇飞驰。[g取10N/kg，ρ汽油=0.8×103kg/m3，汽油的热值q汽油=4.5×107J/kg，c水=4.2×103J/(kg·℃)]
摩托艇的质量m/kg 340 最大功率P/kW 60
油箱容积V/L 10 最高时速v/（km·h-1） 120
（1）为摩托艇提供动力的是发动机的 ___________冲程，该冲程将 ___________能转化为 ___________能；
（2）若一满箱汽油完全燃烧放出的热量的70%被水吸收，可使多少kg的水温度升高50℃？( )
（3）加满一箱汽油能使摩托艇以20m/s速度匀速航行1h，若摩托艇以20m/s速度匀速航行时，发动机的牵引力为总重的，则摩托艇发动机的热机效率是多少？（不考虑汽油的质量）( )
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
A．热机消耗的燃料多，燃烧放出的热量多，用来做有用功的能量可能更多，效率可能更高，额外功也可能更多，则效率可能较低，根据消耗燃料的多少是不能判断热机效率大小的，故A错误；
B．汽油机工作过程中，做功冲程中是把高温燃气的内能转化为机械能，压缩冲程是把机械能转化为内能，故B正确；
C．热机的对外输出功率反映热机做功的快慢，与效率无关，故C错误；
D．工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，故D错误。
2．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。
3．D
【详解】
A．无论怎样技术改进，额外功的产生不可避免，有用功E4总是小于总功E1。故错误；
BC．根据公式知，若E4大于E4＇，只有E1等于E1＇时，甲的热机效率一定高于乙；若E5小于E5＇，甲的热机效率不一定高于乙。故BC错误；
D．根据知，若甲、乙的热机效率相等且E1等于E1＇，则E4一定等于E4＇。故D正确，
故选D。
4．C
【详解】
某种巧克力的营养成分表上标有“每100g能量2361kJ”，据此可得出，每克巧克力提供的能量；而燃料的热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量，所以标识的含义与热值含义类似。热量是过程量，单位是焦耳；内能指物体内部所有分子动能和分子势能的总和；比热容指1kg物体升高或降低1℃时，吸收或放出的热量，与标识含义无关。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
5．D
【详解】
A．牛顿是经典力学的奠基人，后人为了纪念他用他的名字作为力的单位，故A不符合题意；
B．伽利略没被用作物理学中物理量的单位，故B不符合题意；
C．帕斯卡是表示压强的基本单位，故C不符合题意；
D．焦耳发现了热和机械功之间的关系当量关系，后人为了纪念他用他的名字作为能量的单位，故D符合题意。
故选D。
6．B
【详解】
A．热传递实质是内能从高温物体转移到低温物体或者从物体的高温部分传递到低温部分；内能的大小与质量、温度、状态等因素有关，内能大，温度不一定高，故A错误；
B．夏天室内常洒一些水，水蒸发时会吸收热量，能降低室温，故B正确；
C．物体吸收热量，内能增加，温度不一定升高，例如晶体熔化时，吸收热量，温度不变，故C错误；
D．运载火箭的燃料采用液氢，是因为液氢的热值大，密度小，而和它的比热容无关，故D错误。
故选B。
7．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。
8．B
【详解】
A．效率是指有效利用的能量与总能量的比值，功率是反映做功的快慢的物理量，因此效率与功率无关，故A错误；
B．热量是在热传递过程中转移的那部分能量，其条件是从温度高的物体转移到温度低的物体，与内能大小无关，因此热量也有可能从内能少的物体传递给内能多的物体，故B正确；
C．我们平常用的热水袋是利用了水的比热容大的特点，由Q＝cmΔt可知，相同质量的水和其他物质降低相同的温度时，水放出的热量更多，故C错误；
D．由Q放＝qm可知燃料燃烧时放出的热量与燃料的热值和消耗燃料的质量都有关，因此燃料热值大，燃烧时放出的热量不一定多，故D错误。
故选B。
9．C
【详解】
A．根据Q=mq可知燃料完全燃烧放出热量的多少与燃料的热值和质量都有关系，所以在质量关系未知的情况下，热值大的燃料，完全燃烧放出的热量不一定多，故A错误；
B．摩擦生热是克服摩擦做功，消耗机械能转化为内能，是通过做功改变了物体的内能，故B错误；
C．在热机（内燃机）的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩气体，将机械能转化为内能，故C正确；
D．暖气片内用水作为导热介质是因为水的比热容较大，质量相同的水和其它物质相比，改变相同的温度，水吸热或放出的热量更多，故D错误。
故选C。
10．C
【详解】
①热值是指1kg某种燃料完全燃烧所放出的热量多少，是燃料的一种特性，只和燃料的种类有关，和燃料的质量、是否完全燃烧无关，故①错误；
②因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机中又用水来冷却，故②正确；
③分子间同时存在引力与斥力，铁棒很难被拉伸，这说明分子间存在相互作用的引力，故③正确；
④厨房煤气泄露的时候，可以闻到煤气味，这种现象是扩散现象，说明煤气分子在不停地做无规则运动，故④正确。
故选C。
11．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。
12．A
【详解】
A．汽油的热值在数字上等于1kg汽油在油缸内完全燃烧放出的热量，需要完全燃烧不仅仅只是燃烧，故A错误，符合题意；
B．热传递的方向是高温物体把热量传给低温物体，内能小的物体温度可能比内能大的物体温度高，所以热量可以从内能小的物体传递内能大的物体，故B正确，不符合题意；
C．滑下滑梯时，通过做功的方式把机械能转化成内能，所以臀部感到发烫，故C正确，不符合题意；
D．表面干净平滑的两铅块压紧后，接触部位的分子间距较小，达到了引起分子引力的范围，所以两者结合在一起，故D正确，不符合题意。
故选A。
13． 热值 比热容##比热
【详解】
[1]用液态氢作火箭的燃料是因为它的热值大，与其它燃料相比较，燃烧的质量相同时，放出的热量更多。
[2]湿地公园能较好改善生态环境，是因为水的比热容较大，与其它物质相比，吸收或放出相同热量时，水的温度变化不大。
14． 不变 减小 热传递
【详解】
[1]热值是物质的一种特性，与质量的大小无关，所以煤油在燃烧过程中，其热值大小是不变的。
[2][3]火箭表面与大气摩擦，克服摩擦做功，使得火箭表面的内能增大；涂料熔化、汽化时会吸热，使火箭内能减小，这是通过热传递的方式改变内能的。
15． 压缩 内能 热值
【详解】
[1]图示中，两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程。
[2]压缩冲程中，将活塞的机械能转化为燃料的内能。
[3]火箭用液态氢做为燃料，是因为液态氢的热值较大，与其它燃料相比，完全燃烧等质量的燃料时，液态氢放出的热量更多。
16． 1.38×105 25
【详解】
[1]由题意可知，消耗10g汽油释放的热量为
Q放=mq=0.01kg×4.6×107J/kg=4.6×105J
因汽油机的效率为30%，故可知一个工作循环中输出的有用机械能为
W=ηQ放=30%×4.6×105J=1.38×105J
[2]由题意可知，汽油机的转速为3000r/min，即由50r/s，由汽油机的工作过程可知，汽油机一个工作循环曲轴转动两圈，对外做功一次，故可知该汽油机每秒做功25次。
17． 甲 3.36×104J 35%
【详解】
解：（1）根据图乙可知，质量相同的甲和乙升高相同的温度，甲的加热时间是乙的加热时间的2倍，即甲吸收的热量是乙吸收热量的2倍，则甲的吸热能力大于乙的吸热能力，甲为水。
（2）用相同的酒精灯加热，在相同的时间内，水吸收的热量等于乙吸收的热量，0～8min乙吸收的热量等于甲吸收的热量为
（3）酒精完全燃烧放出的热量为
若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，则乙从加热到沸腾吸收的热量（即0～10min吸收的热量）为
酒精灯的加热效率为
答：（1）甲液体是水；
（2）0～8min乙吸收的热量为3.36×104J；
（3）酒精灯的加热效率为35%。
18． 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。
19． C 压缩 1.84×107 4.6×107 5.75×104 44000 电流做功 温度越高，分子热运动越剧烈
【详解】
（1）[1]迅速向下压活塞，活塞会压缩空气做功，机械能转化为内能，使空气的内能增加，温度升高，当温度达到棉花的燃点时，棉花就会燃烧，故AB错误，C正确。
故选C。
[2]在四冲程汽油机工作过程中，将机械能转化为内能的过程是压缩冲程，所以下压活塞过程的能量转化情况与汽油机压缩冲程的相同。
[3]4kg汽油完全燃烧放出的热量为
Q放=mq=4kg×4.6×107J/kg=1.84×108J
[4]燃料的热值是燃料的一种特性，不随着质量的改变而改变，所以汽油燃烧一半后，剩余汽油的热值不变，仍为4.6×107J/kg。
[5]汽油机所做的功为
根据
W=Fs
可知，汽车行驶的距离为
（2）[6]通电40s，电热丝产生的热量为
Q=I2Rt=(5A)2×44Ω×40s=4.4×104J
[7]电流通过电热丝时，电流做功把电能转化成内能，所以电热丝内能的改变是通过做功的方式实现的。
[8]把蚊香片放在电热驱蚁器的发热元件上，其气味很快充满整个房间，原因是分子在不停地做无规则运动。
20． 30 0.197m3 54L 60m3
【详解】
（1）[1]由题意知，回水器每次运行的时间应设置为
（2）[2]45L热水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×45×10-3=45kg
这些热水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg﹒℃)×45kg×(45-15) ℃=5.67×106J
燃烧天然气放出的热量
消耗的天然气的体积
[3]设此次沐浴所用冷水的质量为m冷，冷热水混合时，冷水吸收的热量等于热水放出的热量，则有
4.2×103J/(kg﹒℃)×45kg×(45-40) ℃=4.2×103J/(kg﹒℃)×m冷×(40-15)℃
解得
m冷=9kg
所用的冷热水的总质量
m总=m+m冷=45kg+9kg=54kg
冷热水的总体积
（3）[4]设小明家换用新的燃气壁挂炉每年消耗的天然气的体积为V1，而换用挂炉前后，沐浴所用的水吸收的热量相等，据Q有=ηQ放及Q放=Vq有
900m3×q×(90%-6%)=V1×q×90%
解得
V1=840m3
每年节约的天然气
V=900m3-840m3=60m3
21． 做功 内 机械 1200kg 20%
【详解】
（1）[1][2][3]已知摩托艇的发动机为四冲程汽油机，汽油机的做功冲程中，燃气推动活塞运动，为发动机提供动力，此冲程中将内能转化为机械能。
（2）[4]由表格可知油箱容积
V=10L=10-2m3
则满箱油的质量为
m=ρ汽油V=0.8×103kg/m3×10-2m3=8kg
汽油完全燃烧放出的热量为
Q放=q汽油m=4.5×107J/kg×8kg=3.6×108J
则水吸收的热量为
Q吸=Q放η=3.6×108J×70%=2.52×108J
由Q吸=cmΔt可知水的质量为
（3）[5]发动机的牵引力为
发动机牵引力做的功为
W=Fs=Fvt=1000N×20m/s×1×3600s=7.2×107J
则摩托艇发动机的热机效率为
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