人教版九年级全一册14.2热机的效率同步练习（含答案）

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．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．我国自主研发的氢燃料电动汽车已经亮相，氢燃料电池使用氢做燃料。与传统内燃机驱动汽车相比，它的能量转化效率高达 60~80%。燃料电池的燃料是氢和氧，生成物是水，实现了零排放。下列有关氢燃料电池和四冲程内燃机的说法中，正确的是（　　）
A．氢燃料电池用氢作为燃料是因为氢的比热容大
B．此电动车的效率更高，所以做的有用功更多
C．四冲程内燃机的四个冲程中，将内能转化为机械能的冲程是做功冲程
D．飞轮的转速为 1800r/min 的四冲程内燃机，每秒钟的做功次数为30次
4．下列说法正确的是（　　）
A．物体吸收热量，温度一定升高
B．温度高的物体具有的内能多，温度低的物体具有的内能少
C．运载火箭采用液态氢作燃料，原因是液态氢具有较大的热值
D．塑料吸盘能牢牢地吸附在玻璃上，说明分子间存在着引力
5．关于热机的效率，下列说法正确的是（　　）
A．在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
C．热机的效率越高说明做功越快
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
6．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
7．下列说法中正确的是（　　）
A．把一瓶柴油倒去一半，则剩下的柴油比热容变小
B．热传递中，温度总是从内能大的物体传递给内能小的物体
C．在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能
D．燃料燃烧得很充分，它的热值也不变
8．如图所示是物理老师的自制火箭，他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出。关于此实验分析正确的是（　　）
A．酒精无法完全燃烧，所以热值变小
B．酒精燃烧是电能转化成了内能
C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程
D．纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，温度降低
9．如图是“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的甲、乙两组实验装置，下列关于该两组实验的说法不正确的是（　　）
A．甲组实验中，应控制沙子和水的质量相等
B．甲组实验中，加热相同的时间，沙子温度升高的多，说明沙子吸热能力强
C．乙组实验中，可以根据温度计示数的变化来比较吸热的多少
D．乙组实验中，应该取等质量的碎纸片和酒精进行实验
10．2022年北京冬奥会和冬残奥会即将开幕，在比赛期间所有冬奥场馆将全部使用“绿电”，（“绿电”是指在发电过程中，二氧化碳排放量为零或趋近于零，比火力发电等其他方式对环境的影响大幅度减小）。这将是奥运史上首次实现全部场馆绿色电能供应，预计消耗“绿电”约，可以节约标准煤，减排二氧化碳。若所节约的标准煤完全燃烧，则放出的热量约为（媒约为）。（　　）
A． B． C． D．
11．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
12．2021年10月16日，中国在酒泉卫星发射中心升空的神舟十三号载人飞船将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入太空，发射取得圆满成功，下列说法正确的是（ ）
A．火箭点火加速升空时，将机械能转化为内能
B．火箭选用液态氢作燃料是因为氢的热值大
C．燃料的质量越大，热值越大
D．火箭发动机的效率可以达到100%
二、填空题
13．10月16日0时23分，“神舟十三号”载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，准确进入预定轨道，顺利将3名航天员送上太空。搭载飞船的长征二号F运载火箭使用的燃料需要具有较大的________（选填“比热容”或“热值”），火箭高速上升，与空气摩擦，其外壳内能________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
14．如图是四冲程汽油机的工作过程中________冲程；若该汽油机功率为8kW，工作1小时使用的乙醇汽油燃烧产生的热量是7.2107J，则汽油机工作的效率为_________。
15．如图所示，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按预定时间精准点火发射。运载火箭点火升空时，其能量转化和热机的______冲程相同，运载火箭选用液态氢做燃料，主要是因为液态氢具有较大的______（选填“密度”、“热值”或“比热容”）。
16．2020 年 11 月 24 日，我国用长征五号运载火箭成功将“嫦娥五号”发射升空，开启我国首次地外天体采样返回之旅，火箭用液态氢为燃料是因为氢气的______大，氢气燃烧将内能转化为机械能，该能量的转化与四冲程汽油机工作时的______冲程相同，汽油机飞轮转速为3600r/min，该汽油机每秒对外做功_______次。
三、综合题
17．阅读短文，回答问题。
嫦娥五号
2020年11月24日，“嫦娥五号”搭载采样剖面测温仪、岩芯钻探机和机器取样器等多种有用载荷在海南文昌发射中心成功发射。为了实现“选址正确，落点准确”，嫦娥五号采用了已经在嫦娥三号和四号上应用的“粗精接力避障”的方式，即制导导航与控制（GNC）系统，在该系统的指挥下，着陆器和上升器组合体（总质量约720kg）先是大推力反向制动快速减速，然后快速调整姿态并对预定落区地形进行拍照识别，避开大的障碍，实现“粗避障”，然后组合体在飞到距离月面100米时悬停，并再次对选定区域进行精确拍照，实现“精避障”，之后再斜向下飘向选定的着陆点，在移动到着陆点正上方之后开始竖直下降，到距离月面较近时关闭发动机，然后利用着陆腿的缓冲实现软着陆，最终平稳着陆于月球正面风暴洋的吕姆克山脉以北地区。
成功着陆后，着陆器在地面控制下，进行了太阳翼和定向天线展开等状态检查与设置工作，正式开始持续约2天的月面工作，并取回约1.8kg月壤，这在全世界是第一次。（月球表面的重力常数为地球的，地球表面重力常数g取10N/kg）
（1）发射“嫦娥五号”的长征五号运载火箭三级发动机采用液态氢为燃料，主要是因为液态氢 _____大；
（2）太阳翼上面的太阳能电池板可以将光能直接转化为 _____能；
（3）距离月面较近时关闭发动机后到接触月面前，关于组合体，下列说法正确的是 _____；
A．动能减小，重力势能减小
B．动能减小，机械能减小
C．动能增大，机械能增大
D．动能增大，机械能不变
（4）组合体从月面上方悬停至着陆，其重力做功为 _____J；
（5）探测车在采集月球表面月壤样本时，机械臂简化图如图乙所示，该均匀杠杆可绕O点转动，其自身质量为0.9kg，OB:OA=4:1，当采集1.8kg月壤将其匀速提升50cm的高度，作用在A点的动力需要做 _____J的功（不计摩擦）。
18．阅读短文，回答问题。
热岛效应
热岛效应，指由于人为原因，改变了城市地表的局部温度，湿度、空气对流等因素，进而引起的城市小气候变化现象。该现象属于城市气候最明显的特征之一。由于城市化的速度加快，城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和更小的比热容，使得相同的日照情况下，城市地区升温较快，并向四周和大气中大量辐射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的城区处于低温的郊区包围之中，如同汪洋大海中的岛屿，人们把这种现象称之为城市“热岛效应”。
在“热岛效应”的作用下，城市中每个地方的温度并不一样，而是呈现出一个个闭合的高温中心。在这些高温区内，空气密度小，气压低，容易产生气旋式上升气流，使得周围各种废气和化学有害气体不断对高温区进行补充。在这些有害气体作用下，高温区的居民极易患上呼吸系统或神经系统疾病。
（1）减弱热岛效应的措施之一：保护并增大城区的绿地、水体面积，多植树，城区的水体、绿地对减弱夏季城市热岛效应起着十分可观的作用，这主要是利用了水的比热容大的特性。
（2）减弱热岛效应的措施之二：人工蒸发补偿，解决城市大气热污染的首要办法是增大蒸发量，受城市安装条件的限制，采用喷雾系统是一种高效且经济的办法，这是利用了水_______（填物态变化名称）有_______（选填“吸热”或“放热”）的作用。
（3）研究表明，现在城市机动车保有量越来越大，机动车也是造成热岛效应因素之一：以四冲程发动机小车为例，回答下列问题：
①四冲程汽油机在工作过程中，实现机械能转化为内能的是压缩冲程；
②在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过_______的方式增加物体的内能；
③某品牌汽车的百公里油耗为8L，则此汽车行驶100km时汽油完全燃烧放出的热量为_______J。（已知汽油的密度为，热值为）
19．我国地热资源十分丰富，已经发现的温泉水温度大多在 60℃以上，开采使用温泉水，改善了人们的生活。
（1）我国北方供热的“暖气”用水作介质，这主要是因为水的______大。
（2）100kg 温泉水从 60℃降温到 25℃放出的热量是______J 如果用热效率为 84%的燃气炉烧水，这些热量需要燃烧______m3天燃气。【c水=4.2×103J/（kg·℃），q天然= 3.5×107J/m3】。
20．近些年，国家倡导“节能减排”，大力推广电动或混动汽车作为人们的代步工具，逐渐替代传统燃油汽车。某厂家研发出一款高性能插电混合动力汽车“秦”，它拥有两套动力系统，一套是效率为25%的传统汽油机，另一套是效率为90 %的电动机。两套系统完全独立：可以关闭汽油机，靠纯电力驱动；也可以关闭电动机，完全由汽油机驱动。“秦”的电池为磷酸铁锂电池，电池电压500 V，约6 h可以完成充电，充满电后，可存储10 kWh的电能，在纯电模式下最多可行驶50 km。“秦”在0~100 km/h的加速时间仅为5.9 s，最高车速可达200 km/h，百公里综合油耗低至2 L。
（1）考虑空气对其的影响，“秦”在高速行驶时对路面的压力比静止时对路面的压力______。（更大 或 更小 或 相同）
（2）“秦”在充满电后，以纯电模式匀速行驶最大里程的过程中，受到的阻力有多大______？
（3）在（2）所述的这段行程中，若将“秦”切换为汽油机驱动，则需消耗多少千克的汽油______？（q汽油= 4.6×107 J/kg）
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．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．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．C
【详解】
A．氢燃料电池用氢作为燃料，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．电动车的效率更高，做的有用功不一定更多，做有用功的多少与机械效率无关，故B错误；
C．四冲程内燃机压缩冲程中，活塞向上运动，对汽缸内的气体做功，使其内能增加，将机械能转化为内能；做功冲程中，活塞向下运动，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化成机械能，故C正确；
D．飞轮转速为1800 r/min=30r/s，所以内燃机每秒钟经过60个冲程，做功15次，故D错误。
故选C。
4．C
【详解】
A．物体吸收热量，内能增大，但温度不一定升高，晶体熔化时，晶体吸收热量，温度却保持不变。故A错误；
B．内能的大小与物体的质量和温度有关，质量不确定时无法根据温度比较内能的多少，故B错误；
C．液态氢作为运载火箭的燃料，是因为液态氢具有较大的热值，与其它燃料相比，完全燃烧的质量相同时，液态氢放出的热量更多，故C正确；
D．吸盘能吸在玻璃上，是因为吸盘与玻璃间没有空气，于是大气压将吸盘压在玻璃上，故D错误。
故选C。
5．B
【详解】
A．热机的效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多，故A错误。
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高，多用在重型机器上，故B正确；
C．热机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，热机的效率越高说明有用功占的比值越大，功率表示做功的快慢，功率越高说明做功越快，效率和功率是两个不同的物理量，二者之间没有必然联系，故C错误；
D．根据内燃机的能量流向，热机损失的能量中，废气带走的能量较多，故D错误。
故选B。
6．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。
7．D
【详解】
A．比热容只和物质的种类和状态有关，与质量和体积无关；所以，柴油用去了一半，质量和体积均减小一半，而比热容不变，故A错误；
B．热传递中传递的是热量（能量），不能说传递温度，故B错误；
C．因为柴油机吸入气缸的只有空气，在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为空气的内能，故C错误；
D．单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做热值，热值与质量和是否完全燃烧无关，只与燃料种类有关，故D正确。
故选D。
8．D
【详解】
A．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃烧的情况无关，所以酒精不完全燃烧时热值是不变的，故A错误；
B．燃料本身具有化学能，因此酒精燃烧时将化学能转化为内能，故B错误；
C．燃气推动纸筒飞出的过程中，内能转化为机械能，与内燃机做功冲程的能量转化相同，故C错误；
D．纸筒飞出时，瓶内气体的内能转化为纸筒的机械能，则瓶内气体的内能减小，温度降低，故D正确。
故选D。
9．B
【详解】
A．甲组实验中，根据热量的计算公式，物质吸收热量的多少与物质的质量、比热容和温度变化量有关，故比较吸热能力必须保持质量相同。故A正确，A不符合题意；
B．甲组实验中，两加热器相同，相同时间吸收的热量相同，沙子温度升高的多，表明沙子吸热能力弱，故B错误，B符合题意；
C．乙组实验中，两杯液体的种类和质量都相同，根据热量计算公式，吸热多少与温度变化量有关，所以可以根据温度计示数的变化来比较吸热的多少，故C正确，C不符合题意；
D．乙组实验中，不同燃料燃烧时放热能力，是指单位质量燃料完全燃烧放出的热量多少，所以两种燃料的质量要相同，故D正确，D不符合题意。
故选B。
10．A
【详解】
若所节约的标准煤完全燃烧，则放出的热量
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
11．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。
12．B
【详解】
A．火箭点火加速升空时，燃料燃烧产生大量高温高压的气体，推动火箭向上运动，是内能转化为机械能，故A错误；
B．氢在常见燃料中热值较大，等质量的氢完全燃烧所放出的热比其它燃料要多得多，所以火箭选用液态氢作燃料是因为氢的热值大，故B正确；
C．燃料的热值只与燃料的种类有关，与质量、是否完全燃烧等无关，故C错误；
D．火箭发动机属于内燃机，使用过程中一定存在燃料无法完全燃烧、废气带走一部分热量等能量损失，效率不可能达到100%。故D错误。
故选B。
13． 热值 增大
【详解】
[1]搭载飞船的长征二号F运载火箭使用的燃料需要具有较大的热值，根据可知，燃料的热值越大，相同质量的燃料为运载火箭提供的能量就越大。
[2]火箭高速上升，与空气摩擦，空气对火箭外壳做功，其外壳内能增大，温度升高。
14． 压缩 40%
【详解】
[1]汽油机的工作过程有四个，吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，从图中可以看到，进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，这是压缩冲程。
[2]若该汽油机功率为8kW=8000W，工作1小时，做的功为
做的功为；这1小时使用的乙醇汽油燃烧产生的热量是7.2107J，则汽油机工作的效率为
汽油机工作的效率为40%。
15． 做功 热值
【详解】
[1]运载火箭点火升空时，燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能，其能量转化和热机的做功冲程相同。
[2]运载火箭采用液态氢作为燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料，液态氢可以释放出更多的热量。
16． 热值 做功 30
【详解】
[1]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液态氢和其它燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量。
[2]氢气燃烧产生的高温高压气体对火箭做功，将内能转化为机械能；四冲程汽油机工作时做功冲程将内能转化为机械能，二者能量转化形式相同。
[3]四冲程汽油机的飞轮转速为3600r/min，则该飞轮每秒钟转60圈。因为一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功一次，故汽油机每秒对外做功30次。
17． 热值 电 AB 1.2×105 1.875
【详解】
（1）[1]热值是燃料一种特性，热值越大的燃料，在完全燃烧相同质量的燃料时，放出的热量越多，火箭采用液态氢为燃料，就是因为液态氢的热值大。
（2）[2]太阳翼上面的太阳能电池板接收光能，可以将光能直接转化为电能。
（3）[3]距离月面较近时关闭发动机后到接触月面前，组合体的质量不变，运动速度减小，高度减小，则动能减小，重力势能减小，机械能减小，故AB正确，CD错误。
故选AB。
（4）[4]组合体在月球上受到的重力
组合体从月面上方悬停至着陆，其重力所做的功
（5）[5]月壤在月球上的重力
月壤上升的高度
克服月壤重力所做的功
杠杆自身的重力
均匀杠杆的重心在杠杆的中间位置，所以杠杆重心上升的高度
克服杠杆的重力所做的功
作用在A点的动力所做的功
18． 汽化 吸热 做功
【详解】
（2）[1][2]采用喷雾系统是利用了水汽化能够从周围物体中吸收热量，能起到降温的作用。
（3）②[3]在紧急刹车时，刹车片会发烫，机械能转化为内能，通过做功的方式改变物体的内能。
③[4]汽油的质量
m=ρV=0.75×103kg/m3×8×10-3m3=6kg
汽油完全燃烧放出的能量
Q=mq=6kg×4.5×107J/kg=2.7×108J
19． 比热容 1.47×107 0.5
【详解】
(1)[1]“暖气”用水作介质，是因为水的比热容大，质量相同、且降低相同的温度时，水释放的热量多，取暖效果好。
(2)[2][3]水放出的热量
由题知完全燃烧天然气放出的热量
则需要燃烧天然气的体积
20． 更小 648N 2.8kg
【详解】
（1）[1]“秦”在高速行驶时，车顶的流线使车顶空气流速大于底部空气流速，则车底气压大于车顶气压，会产生一个向上的升力，所以对路面的压力比静止时对路面的压力更小。
（2）[2] 由题意可知，电池充满电后能，可存储的电能
W=10kW·h=10000W×3600s=3.6×107J
转化的机械能
W机械=η电W电 = 90%×3.6×107J = 3.24×107J
匀速行驶，受到的牵引力和阻力是平衡力，阻力
（3）[3]汽油完全燃烧放出的热量
需要汽油的质量
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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