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．有一瓶酒精，如果倒去一半，再使它的温度降低一半，（无物态变化）则（　　）
A．它的热值变为原来的 B．它的比热容变为原来的
C．它的密度变为原来的 D．它的比热容、热值都不变
2．提高热机效率的有效途径是（　　）
A．采用优质的燃料 B．减少热机的各种热损失，保证良好的润滑
C．使热机具有良好的散热 D．避免使用热机
3．长征五号火箭发动机采用氢氧发动机，用氢气做燃料获得动力，是由于氢气的（　　）
A．比热容的较大 B．热值高
C．密度大 D．导热性好
4．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
5．冬天天气变冷，火锅以“麻、辣、鲜、香”且“方便、快捷”的大众化特色被消费者接受和喜爱。下列关于火锅的说法正确的是（　　）
A．火锅里的汤汁温度高时比温度低时含有的热量多
B．用气体燃料燃烧加热食物时，燃料的热值是不变的
C．用气体燃料燃烧加热食物时，燃料的内能转化为化学能
D．往火锅里加的食物温度升高是通过做功改变食物的内能
6．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
7．如图甲，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，迅速下压活塞，硝化棉燃烧。如图乙是某汽油机工作的某一个冲程。下列说法中正确的是（　　）
A．甲图中，活塞与玻璃筒摩擦产生的热量是导致棉花燃烧的主要原因
B．甲图中，迅速下压活塞的过程中，活塞的机械能转化为空气内能
C．乙图所示冲程靠飞轮的惯性完成，并吸入空气
D．若乙图所示内燃机工作的效率是35%，说明它工作时燃料燃烧放出的能量65%转化为有用功
8．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
9．下列说法中正确的是（　　）
A．物体是由大量分子组成的
B．所有物体的分子间只有相互作用的引力
C．质量相等的不同燃料完全燃烧，放出热量越多的其热值越大
D．质量相等的水和沙石吸收相等的热量，沙石比热容较小，其升高的温度比水小
10．关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）
A．热机的效率越高，说明做功越快
B．热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的燃料越多
C．使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率
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
11．下列关于热值和热机效率的说法中，正确的是（　　）
A．使燃料燃烧的更充分，可以增大热值
B．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
C．柴油机的热机效率最高可以达到100%
D．燃料燃烧释放的热量越大，热值越大
12．如图所示实验，在橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中，以下说法正确的是（　　）
A．酒精燃烧时将内能转化为化学能
B．试管内的水的内能因为热传递而增加
C．该实验中能量转化情况与汽油机的压缩冲程相同
D．水蒸气对外做功，内能减少，在试管口汽化成小水滴
二、填空题
13．塔里木油田是我国累计产气最多的特大型整装优质气田区，该油田向我国东部地区输送天然气超过800亿立方米，惠泽我国14个省市自治区的80多个大中型城市3亿居民。[q天然气=8.4×107J/m3，c水=4.2×103J/(kg oC)]
（1）燃烧天然气的过程中，天然气的热值______（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（2）100m3的天然气完全燃烧能放出多少焦的热量______？
（3）若这些热量的50%被水吸收，则可以使多少千克的水从20oC升高70oC______？
14．2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心发射取得圆满成功。如图为火箭发射的场景，火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为它的______大，火箭发射升空时相当于热机的______冲程，这个过程中火箭的机械能______（选填“守恒”或“不守恒”）。
15．2021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。
16．已知木炭的热值为3.4×107J/kg，一箱质量为20kg的木炭，若用掉一半，则剩下木炭的热值为______J/kg。如图所示是A、B两种燃料完全燃烧释放的热量Q与其质量m的关系图，从图中可看出A燃料的热值______（选填“大于”、“小于”或“等于”，下同）B燃料的热值，若要放出相等的热量，则需完全燃烧燃料A的质量______B的质量。
三、综合题
17．近两三年政府推出了“汽车下乡”、 “小排气量购置税减半”、“以旧换新”等政策，极大的促进了汽车行业的发展，随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭，轿车已经成为普通家庭的一部分。李明的爸爸最近也购买了一辆轿车，李明利用所学的物理知识对汽车进行了一系列探索与研究活动：
实验次数 1 2 3 4 5
速度/（km h﹣1） 40 60 80 100 120
制动距离/m 8 18 32 50
（1）汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热，主要是利用了水的 ___________的特点。
（2）李明同学阅读了汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图甲所示的图表，请根据给出的信息，计算完全燃烧0.2kg的汽油能够获得 ___________J的能量？这些能量能产生 ___________J有用功？（汽油的热值为4.6×107J/kg）
（3）若轿车以80kW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的关系如图乙所示，则在0～5s时间内，轿车发动机对外做功 ___________J。
（4）通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示：根据表中数据所反映的规律可知，当轿车速度为120km/h时对应的制动距离是 ___________km。
18．2020年1月，陕西迎来了新年的第一场雪。大雪后，芳芳同学看见铲雪车在公路上进行铲雪作业，如图所示。他用手机上网查阅到该型号铲雪车的额定功率是100kW，质量是4t：（g取10N/kg，q柴油=4.0×107J/kg，ρ柴油=0.8×103kg/m3）
(1)汽车的轮胎做的宽大是为了________；
(2)已知铲雪车以额定功率保持20km/h的速度在一段长5km的平直路面上铲雪，求这一过程中铲雪车所做的功和受到的阻力_______、_________；
(3)该过程中铲雪车共消耗了10L柴油，则铲雪车的效率是多少______？（结果保留到1%）
19．垃圾焚烧发电是目前世界上普遍采用的最安全、最有效的生活垃圾处理技术。垃圾分类后再焚烧，其热值可提升30%至40%，二噁英（致癌物质）排放量可减少80%。扬州某生活垃圾焚烧发电项目建成后，每日处理生活垃圾达2000吨，发电站配备2台功率均为1.5×104kW的发电机组，平均每天工作20小时。求：
（1）垃圾分类的好处是______；（写出一条即可）
（2）如果将发电站日处理的2000吨垃圾完全燃烧产生热量的70%用来加热水，能使______千克20℃的水温度升高50℃；[设垃圾的热值为6×106J/kg，水的比热容为4.2×103J/(kg℃)]
（3）若两台发电机组同时工作，每天可发电______度；
（4）该发电站垃圾焚烧发电效率为______。
20．发动机是汽车的核心部件，小红家的汽车发动机是以92号汽油为燃料的内燃机，排气量为“1.8 L”，最大功率为75 kW，当该发动机以最大功率工作时，每分钟吸入气缸的汽油为0.5kg，已知汽油的热值为。请回答：
(1)内燃机完成一个工作循环的四个冲程如图所示，四个冲程的工作顺序是 ______ ；其中 ______ 冲程提供动力；
(2)每分钟汽油完全燃烧放出的热量是多少？ ( )
(3)每分钟发动机输出的机械能是多少？ ( )
(4)发动机在最大功率时的效率多大？ ( )
21．现有0.3kg的汽油（热值为）。汽油机燃烧了0.2kg汽油，实际放出的热量为，产生的有用机械能为。则：
（1）图1所示的，是汽油机的哪个冲程？答：___________冲程；
（2）燃烧0.2kg汽油时，未完全燃烧损耗的能量为___________J；
（3）汽油机的效率为___________；
（4）剩下的汽油，热值为___________J/kg。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
A．热值是物质的一种特性，只与物质种类有关，与是否完全燃烧、质量、体积无关，把一杯酒精倒掉一半，质量和体积均减小一半，但热值不会发生变化，故A不符合题意；
B．比热容是物质的一种特性，只与物质种类有关，与质量、体积无关，把一杯酒精倒掉一半，质量和体积均减小一半，但比热容不会发生变化，故B不符合题意；
C．密度是物质的一种特性，与物质种类、温度、状态有关，与质量、体积无关，把一杯酒精倒掉一半，质量和体积均减小一半，但密度不会发生变化，故C不符合题意；
D．比热容、热值是物质的一种特性，只与物质种类有关，把一杯酒精倒掉一半，质量和体积均减小一半，比热容、热值不会发生变化，故D符合题意。
故选D。
2．B
【详解】
BC．热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，所以，减少热量的损失可以提高热机的效率；使燃料充分燃烧、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B符合题意，C不符合题意；
AD．采用优质燃料、使热机具有良好的散热不能提高热机效率，不使用热机更不现实，故AD不符合题意。
故选B。
3．B
【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和其它燃料时，氢燃料可以放出更多的热量，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
4．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。
5．B
【详解】
A．热量是发生热传递时物体吸收或放出的能量，不是物体含有热量，故A错误；
B．热值是燃料的一种物理属性，与燃料的质量、燃烧程度、燃料的状态等均无关，所以热值是不变的，故B正确；
C．用气体燃料燃烧加热食物时，化学能转化为内能，故C错误；
D．往火锅里加的食物吸收热量，温度升高，是通过热传递改变食物的内能，故D错误。
故选B。
6．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。
7．B
【详解】
AB．甲图中，活塞与玻璃筒摩擦产生的热量不足以导致棉花燃烧，而活塞机械能转化为气体的内能，使气体内能增大，温度升高，达到了棉花的燃点，是棉花燃烧的主要原因，故A错误，B正确；
C．乙图中，进气门打开，排气门关闭，是吸气冲程，是靠飞轮的惯性完成，并吸入汽油和空气的混合物，故C错误；
D．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，即做有用功的能量在燃料完全燃烧产生的能量中所占的百分比，内燃机工作的效率是35%，说明工作时燃料燃烧放出的能量35%转化为有用功，故D错误。
故选B。
8．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。
9．AC
【详解】
A．物体是由大量分子组成的，分子由原子组成，原子由更小的原子核和核外电子组成，故A正确；
B．所有物体的分子间同时存在相互作用的引力和斥力，故B错误；
C．由Q=mq知，质量相等的不同燃料完全燃料放出的热量越多，其热值越大，故C正确；
D．沙石的比热容小于水的比热容，质量相等的水和沙石吸收相等的热量，则沙石的温度升得更多，故D错误。
故选AC。
10．C
【详解】
A．热机的效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，与做功快慢无关，故A错误；
B．由热机效率的概念可知，在做功同样多的情况下，消耗的燃料越少，则有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，即热机的效率越高，故B错误；
C．使燃料燃烧更充分，可以提高燃料的利用率，即可以提高热机效率，故C正确；
D．热机损失的能量中，废气温度最高，带走热量最多，故D错误。
故选C。
11．B
【详解】
AD．热值是燃料的一种属性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度、燃烧时放出热量的多少等均无关，故AD错误；
B．热机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，在工作过程中，损失的能量越少，热机的效率越高。因此使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故B正确；
C．柴油机工作时都不可避免的有热量损失，柴油机的热机效率不可能达到100%，故C错误。
故选B。
12．B
【详解】
A．酒精燃烧时，将化学能转化为内能，故A错误；
B．试管内的水的内能增加是酒精燃烧时将热量传递给水而增加的，即水的内能是通过热传递改变的，故B正确；
C．实验时，橡胶塞被压出的过程中，是水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，而汽油机的压缩冲程是将机械能转化为内能，所以两者的能量转化情况不同，故C错误；
D．水蒸气对橡胶塞做功时，水蒸气的内能减小，温度降低，发生液化，于是在试管口成小水滴，故D错误。
故选B。
13． 不变 8.4×109J 2×104kg
【详解】
（1）[1]热值是燃料本身的一种特性，热值大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量、放出热量多少以及是否完全燃烧无关，所以燃烧天然气的过程中，天然气的热值不变。
（2）[2]100m3的天然气完全燃烧放出的热量
Q放=Vq天然气=100m3×8.4×107J/m3=8.4×109J
（3）[3]由可知，水吸收的热量
Q吸=ηQ放=50%×8.4×109J=4.2×109J
由Q吸=cmΔt可知，水的质量
14． 热值 做功 不守恒
【详解】
[1]火箭采用液态氢作为燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同热量的液态氢和其他燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量。
[2][3]火箭发射升空时，燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能。其能量转化与热机的做功冲程相同。因为有内能不断转化为火箭的机械能，所以这个过程中火箭的机械能不守恒。
15． 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。
16． 3.4×107 大于 小于
【详解】
[1]燃料的热值是燃料本身的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、放出热量的多少以及是否完全燃烧无关，所有木炭用掉一半后，它的热值不变，还是3.4×107J/kg。
[2]由图可知，当燃烧相同质量的燃料A和燃料B时，燃料A放出的热量更多，根据 可得，燃料A的热值更大。
[3]分析图像可知，过纵坐标作一条平行于横坐标的直线，直线上的点对应的纵坐标表示热量，大小相等；直线与OA、OB相交的点对应的横坐标表示燃料的质量，由图可知，直线与OB相交的点对应的横坐标的值更大，表示燃料B的质量更大，则需完全燃烧燃料A的质量小于B的质量。如下图
17． 比热容大 9.2×106 2.944×106 4×105 0.072
【详解】
（1）[1]汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热，是因为水的比热容大，根据，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。
（2）[2]汽油的热值为4.6×107J/kg，完全燃烧0.2kg的汽油产生的热量
Q放＝mq＝0.2kg×4.6×107J/kg＝9.2×106J
[3]由图可知
η＝100%﹣33%﹣30%﹣5%＝32%
因此产生的有用功
W＝Q放×32%＝9.2×106J×32%＝2.944×106J
（3）[4]因轿车以80kW的恒定功率启动做直线运动，所以轿车发动机做功
W＝Pt＝8×104W×5s＝4×105J
（4）[5] 实验次数2与1比较可知，速度为第1次的
倍
而制动距离为第一次的
倍
实验次数3与1比较可知，速度为第1次的
倍
而制动距离为第一次的
倍
……
故可得出：制动距离与速度的平方成正比，因此速度为120km/h的制动距离为
18． 减小压强 9×107J 18000N 28%
【详解】
(1)[1]汽车轮胎做的宽大是为了在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强。
(2)[2]根据v=可得， 铲雪车前进5km所用的时间
t===0.25h=900s
根据P=可得，铲雪车做的功
W=Pt=1×105W×900s=9×107J
铲雪车所做的功是9×107J。
[3]铲雪车的推力
F== =18000N
因为匀速直线运动，即受到的阻力
f=F=18000N
铲雪车受到的阻力为18000N。
(3)[4]消耗柴油的体积
V=10L=1×10 2m3
根据ρ=可得，消耗柴油的质量
m=ρV=0.8×103kg/m3×1×10 2m3=8kg
柴油完全燃烧放出的热量
Q放=mq=8kg×4.0×107J/kg=3.2×108J
则效率
η==28%
铲雪车的效率是28%。
答：(1) 汽车的轮胎做的宽大是为了减小压强；
(2)这一过程中铲雪车所做的功9×107J，受到的阻力的大小为18000N；
(3)该铲雪车的效率是28%。
19． 见解析 4×107 6×105 18%
【详解】
（1）[1]垃圾分类的好处是资源回收、再次利用、保护环境等。
（2）[2]根据热值计算公式可知垃圾完全燃烧产生的热量为
水吸收的热量为
根据吸热公式可知
（3）[3]若两台发电机组同时工作，每天可发电
（4）[4]该发电站垃圾焚烧发电效率为
20． 乙甲丁丙 做功 2.3×107J 4.5×106J 19.5%
【详解】
(1)[1][2]甲中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是第二冲程；
乙中的一个气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一冲程；
丙中的一个气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四冲程；
丁中的两个气阀都关闭，活塞下运动，所以为做功冲程，是第三冲程；
故排序为：乙甲丁丙。四个冲程中做功冲程提供动力。
(2)[3]每分钟汽油完全燃烧放出的热量
Q放=m汽油q=0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J
(3)[4]每分钟发动机输出的机械能
W=Pt=75×103W×60s=4.5×106J
(4)[5]发动机在最大功率时的效率
≈ 19.6%
21． 压缩 34.5%
【详解】
（1）[1]图1所示，两气门关闭，火花塞未点燃，飞轮向上运动，可知是汽油机的压缩冲程，将机械能转化为内能。
（2）[2]燃烧0.2kg汽油时，应该放出的热量为
实际放出的热量为，则未完全燃烧损耗的能量为
（3）[3]由实际放出的热量为，产生的有用机械能为可知，汽油机的效率为
（4）[4]热值是燃料的一种属性，与质量或体积等无关，则剩下的汽油热值仍为。
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