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．热机效率是热机性能的重要指标，下列措施中，可以提高热机效率的是（　　）
A．尽量增加热机的工作时间 B．尽量增加废气带走的热量
C．尽量使用热值更大的燃料 D．尽量减少热机部件的摩擦
2．古语云：“人要实，火要虚”。此话的意思是说做人要脚踏实地，才能事业有成；可燃物要架空一些，才能燃烧更旺。“火要虚”是为了（　　）
A．增大可燃物的热值 B．提高可燃物的利用率
C．增加空气中氧气含量 D．降低可燃物的着火点
3．下列说法正确的是（　　）
A．物体内能增大，一定从外界吸收了热量
B．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
C．一个物体的内能增加了，它的温度一定升高
D．一个物体吸收了热量，它的内能一定增加
4．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
5．关于热现象，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．对物体做功，物体内能一定增大
C．物体的内能增加，可能是从外界吸收了热量
D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
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．下列说法正确的是（　　）
A．热量总是从内能大的物体传给内能小的物体
B．物体的温度越高，分子热运动越剧烈
C．物体内能增加，一定从外界吸收了热量
D．燃烧时放出热量多的燃料其热值大
8．下列有关热现象的说法，正确的是（　　）
A．1kg酒精比1g酒精的热值大
B．海边昼夜温差小，是因为海水的比热容大
C．用锯条锯木板，锯条的温度升高是由于锯条从木板中吸收了热量
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
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．关于热机下列说法错误的是（　　）
A．热机是利用内能做功的机械，工作时将机械能转化为内能
B．四冲程汽油机的压缩冲程，将机械能转化为内能
C．四冲程汽油机的做功冲程，燃料燃烧将化学能转化为内能，再将内能转化为机械能
D．一般情况下柴油机的效率大于汽油机的效率，汽油机的效率大于蒸汽机的效率
11．2020年11月24日，中国用长征五号遥五运载火箭成功发射嫦娥五号探测器，2月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月球样品着陆地球。以下相关说法中正确的是（　　）
A．火箭使用液氢做燃料，主要是利用了液氢的比热容大
B．火箭升空过程中，燃料燃烧将内能转化为化学能
C．发射架下有一个大的水池，是利用水的密度大特性
D．火箭使用的喷气式发动机是一种热机
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．安全、清洁、方便的太阳能越来越受到人们的重视和广泛利用。某太阳能热水器内装有质量为100kg、温度为20℃的水，在太阳照射一段时间后，水温升高到60℃，则水吸收的热量是______J，这些能量相当于完全燃烧______m3天然气放出的热量。[，]
14．质量为50kg的水温度从25℃升高到45℃吸收的热量是______J，这些热量如果完全由煤气燃烧来提供，至少需______kg的煤气，煤气燃烧时将化学能转化为水的______能。[水的比热容是4.2×103J/（kg ℃），煤气的热值是4.2×107J/kg]
15．生活中，我们每天都在产生大量垃圾，合理分类和利用垃圾是我们面临的一个大课题。某垃圾处理厂处理垃圾时提炼出了200kg然料油供内燃机工作，若燃料油的热值为4.2×107J/kg，则这些燃料油完全燃烧后释放的内能为_______，并且内燃机做了2.1×109J的有用功，则该内燃机的效率为______。
16．西气东输工程让莆田市市民用上了物美价廉的天然气。在标准大气压下，将质量为4kg、温度为20℃的水加热至沸腾，水至少要吸收_______J热量，这些热量相当于完全燃烧______m3天然气。（c水=4.2×103J/(kg·℃)、天然气的热值为8×107J/m3）
三、综合题
17．如图所示是“神舟十一号”飞船的返回舱。返回舱又称座舱，是航天员往返太空时乘坐的舱段，为密闭结构，前端有舱门。返回舱重返地球时，为避免与大气剧烈摩擦产生的高热烧穿舱壁，返回舱表面涂有防热材料。问：
(1)返回舱重返回地球时，高度不断下降，与大气摩擦隔热材料温度升高，这与热机哪个冲程的能量转换方式相似？（将答案填在答题卡横线上）
(2)已知物体所具有的重力势能和高度的关系是，返回舱的总质量为，其中防热材料的质量为，比热容为。若下落时减少的重力势能有40％转化为防热材料的内能，那么飞船在大气层中下落后，防热材料升高的温度是多少？
(3)若在(2)的过程中，假设没有能量损失，防热材料吸收的热量由燃烧焦炭来获得，那么需要完全燃烧0.4千克的焦炭，求焦炭的热值是多少？
18．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？ ( )
19．阅读短文，回答问题：
“翼龙”无人机
“翼龙”无人机是我国自主研制的一种中低空、长航时用途无人机。图甲是无人机的图片，如表为其部分技术参数。“翼龙”无人机装配有一台活塞式发动机，具备全自主平台，可携带各种侦察、测距、电子对抗设备及小型空地打击武器，可广泛应用于如灾情监视、军事活动等科学研究领域。
最大飞行速度/km/h 280 正常巡航速度/km/h 160
最大续航时间/h 20 发动机额定功率/kW 80
最大载荷量/kg 180 最大载油量/kg 320
机身质量/t 1.1 机身长度/m 9.0
（1）无人机沿水平方向正常巡航时发现正前方有一座山峰，为测定无人机与山峰间的距离，其搭载的声呐系统向山峰发出超声波后经9s收到反射信号，则收到反射信号时无人机与山峰间的距离为______m。（已知超声波在空气中的传播速度为340m/s
（2）活塞式发动机是无人机的核心部件，其基本结构及工作方式如图乙所示，此时该发动机处于_______冲程，是通过______的方式改变了气体的内能。
（3）为了确保无人机的飞行速度不超过最大值，工程师给发动机装上了能控制油门大小的限速器，其简化电路如图丙所示，其中R的阻值随飞行速度的变大而减小。当飞行速度达到最大值时，电磁铁刚好能够吸下衔铁B，以减小油门C的喷油量，从而控制无人机的速度。但长时间使用后，电源电压会降低，若不及时更换，则会导致限速值_______280km/h（选填“>”“=”或“<”）。
（4）发动机耗油率是指发动机在额定功率下每输出1kW·h能量所消耗的燃油质量，根据相关参数可知，“翼龙”无人机在载满油的情况下能输出的最大能量为______kW·h，装配的发动机耗油率为_______kg/（kW·h）。
20．汽车上的散热器用水作为冷却剂，散热器中装有10kg的水，在温度升高了20℃的过程中，水吸收的热量是______J，这些热量相当于完全燃烧______kg的天然气放出的热量（已知：水的比热容C水=4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值q=8.4×107J/kg），天然气在燃烧的过程中，热值______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
21．某实验小组利用酒精灯对500g冰均匀加热，他们每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态，如图是他们根据记录的数据绘制的“温度～时间”图象，已知c冰＝2.1×103J/（kg ℃），c水＝4.2×103J/（kg ℃），q酒精＝3.0×107J/kg，求：
（1）在AB段，冰的内能增加了多少？( )
（2）整个加热过程共消耗40g酒精，假设酒精完全燃烧，共放出了多少热量？( )
（3）在BC段，物质吸收的热量是 ______J（只填结果）。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
A．增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率，故A不符合题意；
B．增加废气带走的热量，热机的能量利用率降低，即热机的效率降低，故B不符合题意；
C．使用热值更大的燃料，其能量利用率不一定高，不一定能提高热机的效率，故C不符合题意；
D．尽量减少热机部件的摩擦，减少克服摩擦消耗的内能，可以增大有用能量与燃料完全燃烧放出总能量的比值，可以提高热机的效率，故D符合题意。
故选D。
2．B
【详解】
A．燃料的热值是燃料的一种特性，与燃料的燃烧程度无关，故A错误；
B．“火要虚”是可燃物要架空一些，与空气中的氧气充分接触，燃烧更旺更充分，这样就可以提高燃料的利用率，故B正确；
C．“火要虚”不可能增加空气中氧气含量，只能让可燃物燃烧得更充分，故C错误；
D．可燃物的着火点与可燃物的种类有关，不会随燃烧情况而变化，故D错误。
故选B。
3．D
【详解】
A．做功和热传递都可以改变物体的内能，物体内能增大，不一定从外界吸收热量，也可能是外界对它做功，故A错误；
B．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量不一定越多，因为还要看质量的大小和是否完全燃烧，故B错误；
C．一个物体的内能增加了，它的温度不一定升高，例如，晶体熔化时，吸收热量、内能增加、温度不变，故C错误；
D．一个物体吸收了热量，它的温度不一定会升高，但内能增加，故D正确。
故选D。
4．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。
5．C
【详解】
A．燃料燃烧放出热量的多少，与燃料的热值、质量和燃烧程度有关，故A错误；
B．对物体做功，如果是改变其位置、高度等，则内能不增加，故B错误；
C．物体的内能增加，可能是从外界吸收了热量，也可能是不外界对物体做了功，故C正确；
D．内能大小与物体的质量、温度和状态有关，内能大的物体温度不一定高。热量是从高温物体向低温物体传递的或者从物体的高温部分传向低温部分，故D错误。
故选C。
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．热传递具有方向性，热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递。物体的内能与质量、温度和状态有关，物体的内能大的温度不一定高，温度低的物体可能内能大，故热量可以从内能少温度高的物体传向内能多温度低的物体，故A错误；
B．大量分子的无规则运动，叫热运动，分子热运动的速度和温度有关，温度越高，分子运动的越剧烈，故B正确；
C．改变物体内能的两种方式：做功和热传递；物体内能增加，不一定从外界吸收了热量，也有可能是外界物体对这个物体做了功，故C错误；
D．热值是燃料的一种特性，单位质量的这种燃料完全燃烧所放出的热量为这种燃料的热值，和燃料是否燃烧、是否完全燃烧、燃料燃烧放出的热量多少无关，故D错误。
故选B。
8．B
【详解】
A．热值是燃料的一种特性，大小与燃料的种类有关，与质量无关，故１kg酒精和1g酒精的热值相等，故A错误；
B．水的比热容大，根据有
在相同的吸热、放热条件下，水的温度变化小，故海边昼夜温差小，是因为海水的比热容大，故B正确；
C．改变物体内能的方法是做功和热传递。用锯条锯木板，锯条的温度升高是由于克服摩擦力做了功，机械能转化为内能，故C错误；
D．水的比热容大，根据，质量相同的水和其它液体相比，升高相同的温度，水吸热多，冷却效果好，故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大，故D错误。
故选B。
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．A
【详解】
A．热机是利用内能做功的机械，工作时将内能转化成机械能，故A错误，符合题意；
B．四冲程汽油机的压缩冲程，是活塞压缩气缸内的混合气体，是活塞对混合气体做功，混合气体的内能增加，温度升高，所以四冲程汽油机的压缩冲程是活塞的机械能转化为混合气体的内能，故B正确，不符合题意；
C．四冲程汽油机的做功冲程，是在压缩冲程末，火花塞点火，混合气体猛烈燃烧，产生高温高压的气体，冲动活塞对外做功，因此四冲程汽油机做功冲程，是燃料燃烧将燃料的化学能转化成内能，再将内能转化成机械能，故C正确，不符合题意；
D．柴油机的效率大约是34%～45%，汽油机的效率大约是26%～40%，蒸汽机的效率大约是4%～8%，故D正确，不符合题意。
故选A。
11．D
【详解】
A．发射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A错误；
B．火箭升空的过程中，燃料燃烧释放出的内能转化为机械能，故B错误；
C．发射台下装满水来降低发射台的温度，是利用水的比热容比较大，故C错误；
D．火箭使用的喷气式发动机工作时将内能转化为机械能，是热机的一种，故D正确。
故选D。
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． 1.68×107J 0.4m3
【详解】
[1]水吸收热量为
[2]水吸热等于燃料燃烧放热
可计算得天然气体积为
14． 4.2×106 0.1 内
【详解】
[1]质量为50kg的水温度从25℃升高到45℃吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(45℃-25℃)=4.2×106J
即水吸收的热量为4.2×106J。
[2]这些热量如果完全由煤气燃烧来提供，则煤气完全燃烧放出的热量
Q放=Q吸=4.2×106J
由Q放=mq可知，需要煤气的质量
m煤气===0.1kg
即至少需0.1kg煤气。
[3]煤气燃烧过程中，放出热量，水吸收热量，内能增大，温度升高，即将燃料的化学能转化为水的内能。
15． 25%
【详解】
[1][2]这些燃料油完全燃烧后释放的内能为
该内燃机的效率为
16． 1.344×106 0.0168
【详解】
[1]水吸收的热量为
Q=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×(100℃-20℃)=1.344×106J
[2]这些热量需要天然气
17．(1)压缩冲程；(2)；(3)
【详解】
解：(1)返回舱重返回地球时，高度不断下降，与大气摩擦隔热材料温度升高，这是通过做功来改变物体内能，在此过程中机械能转化为内能，这与热机压缩冲程的能量转换方式相似。
(2)返回舱下落1000m减少的重力势能
重力势能转化为的内能
防热材料升高的温度
(3)假设没有能量损失，防热材料吸收的热量
焦炭的热值
答：(1)返回舱重返回地球时，高度不断下降，与大气摩擦隔热材料温度升高，这与热机压缩冲程的能量转换方式相似；
(2)飞船在大气层中下落后，防热材料升高的温度是；
(3)焦炭的热值是。
18． 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%
19． 1330 压缩 做功 > 1600kW h
【详解】
（1）[1]从发出超声波到接受到返回信号所花时间是9s，由知道，无人机行驶的路程
声音传播的路程
s声=v声t声=340m/s×9s=3060m
所以，收到反射信号时无人机与山峰间的距离为
（2）[2][3]图中两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，即活塞对缸内气体做功，将机械能转化为内能。
（3）[4]长时间使用后，电源电压会降低，在吸合电流不变时，由知道，电路的电阻减小，由于R0不变，则R减小，根据“R的阻值随飞行速度的变大而减小”知道，无人机的飞行速度增大，会导致限速值大于280km/h。
（4）[5]由表中数据知道，P=80kW，t=20h，m=320kg，由 知道，输出的能量
W=Pt=80kW×20h=1600kW h
（5）[6]发动机耗油率
20． 8.4×105 0.01 不变
【详解】
[1]10kg水温度升高20℃吸收的热量为
[2]水吸收的热量相当于完全燃烧天然气的质量
[3]燃料的热值只与燃料的种类有关，而与燃料燃烧的程度无关，所以热值不变。
21． 2.1×104J 1.2×106J 1.68×105
【详解】
（1）[1]冰的质量为
m＝500g＝0.5kg
在AB段，冰的温度从﹣20℃升温到0℃，温度变化量
0℃﹣（﹣20℃）＝20℃
冰的内能增加了
＝2.1×103J/（kg ℃）×0.5kg×20℃＝2.1×104J
（2）[2]酒精的质量
m′＝40g＝0.04kg
假设酒精完全燃烧，共放出的热量
Q放＝m′q酒精＝0.04kg ×3.0×107J/kg＝1.2×106J
（3）[3]AB段的加热时间为5min，BC段加热时间为
45min﹣5min＝40min
为AB段的
倍
所以BC段吸收的热量为
Q吸＝8Q＝8×2.1×104J＝1.68×105J
答案第1页，共2页
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