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．如图是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率是（　　）
A．25% B．35% C．40% D．75%
2．若将一瓶煤油倒去一半，则留下的一半（　　）
A．密度变为原来的一半
B．比热容变为原来的一半
C．热值变为原来的一半
D．质量变为原来的一半
3．用图示同样的装置探究“不同物质的吸热本领”（甲实验）和“不同燃料的热值”（乙实验），以下说法正确的是（　　）
A．两个实验都要控制被加热物质的种类一样
B．两个实验都要控制被加热物质的体积一样
C．甲实验加热相同时间，不同的物质吸收的热量相等
D．乙实验燃料如没有充分燃烧，燃料的热值将会变小
4．如图所示是四冲程汽油机的_____冲程，该冲程中，汽缸内燃气的内能_____；0.5kg汽油完全燃烧后放出热量的42%被质量为100kg、初温为10oC的水吸收，可使水温升高到_____oC[q油＝4.6×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg oC）]。下列答案正确的是（　　）
A．压缩 减小 55 B．做功 增大 23
C．做功 减小 33 D．做功 减小 23
5．有关热值、热量和内能，下列说法正确的是（　　）
A．一碗水倒掉一半后，质量减少，内能也减小
B．物体的温度越低，含有的热量越少
C．0 ℃的冰块，内能可能为零
D．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量也一定越多
6．2021年11月3日，我国在酒泉卫星发射中心用“长征二号”丙运载火箭，成功将“遥感三十二号”02组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。如图所示，在火箭加速上升的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．燃气对火箭做功，燃气的内能增大
B．该过程发生的能量转化是机械能转化为内能
C．火箭燃料在燃烧的过程中，其热值不变
D．火箭发动机的热效率可以达到100%
7．关于四冲程内燃机，下列说法正确的是（　　）
A．汽油机和柴油机都是内燃机，吸气冲程吸入汽缸的物质相同
B．汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的
C．压缩冲程主要是通过做功的方式增大汽缸内气体的内能
D．燃料在汽缸内猛烈燃烧，燃料热值迅速减小
8．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
9．下列说法正确的是（　　）
A．内燃机的压缩冲程，将机械能转化为内能
B．质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量越多，其热值越大
C．热传递过程中，内能总是从内能多的物体向内能少的物体转移
D．打扫卫生时灰尘飞扬说明分子在不停地做无规则运动
10．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
11．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
12．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
二、填空题
13．汽油机在工作过程中将内能转化为机械能的冲程是______；汽油的热值是4.6×107J/kg，完全燃烧40g的汽油所释放的热量为______J。
14．为了确保安全，行驶中的汽车用水冷却发动机，是因为水的______较大。散热器中装有10kg的水，温度升高50℃，水吸收的热量为______J， 这些热量相当于完全燃烧______kg的氢放出的热量。[c水=4.2×103 J/（kg·℃）, q氢=1.4×108 J/kg]
15．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）
16．火箭所用的燃料是氢，是因为它的___________大。它是利用降低温度的同时用___________方法将氢气液化的，液化后分子间的作用力变___________。
三、综合题
17．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______。
18．2020年5月5日，“长征五号B”运载火箭在海南文昌首飞成功，如图甲所示。5月8日，火箭搭载的新一代载人飞船试验船返回舱，在三把巨型降落伞牵制下于东风着陆场区平安着陆，如图乙所示。该火箭使用的燃料主要是液态氢。[q氢=1.4×108J/kg，]
（1）由于与大气剧烈摩擦，返回舱在大气层中降落时会在舱的表面产生大约3000℃的高温，该过程中改变物体内能的方式是 ___________；该过程与内燃机的 ___________冲程能量转化相同。
（2）若完全燃烧2kg的液态氢，放出的热量是多少？( )
（3）若完全燃烧2kg液态氢放出的热量有84%被质量为100kg的水吸收，水的温度能够从20℃上升到多少摄氏度？( )
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．随着我国经济水平的不断提高，汽车越来越多地走进了普通百姓人家。小明家汽车的额定功率为23kW，汽车的水箱中装有冷却用水2.5kg。
（1）如图所示是汽油机的______冲程；汽车用水作发动机冷却液是因为水的______（选填“比热容”或“热值”）大；随着科学技术发展，汽车发动机的效率______（选填“可能”或“不可能”）达到100%；
（2）该汽车的某次行程中，若水箱中水温升高20oC，则水吸收了多少热量______？[水的比热容为4.2×103J/（kg oC）]
（3）若该汽车在水平路面上以额定功率匀速直线行驶1h消耗的汽油质量是6kg，则该汽车发动机的热机效率是多少______？（汽油的热值为4.6×107J/kg）
21．一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）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
因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，所以，由内燃机的能量流向图可得，内燃机的热机效率为
η=1﹣25%﹣40%=35%
故A、C、D错误，不符合题意；B正确，符合题意
故选B。
2．D
【详解】
A．单位体积的某种物质的质量叫做这种物质的密度，由此可知同种物质，密度是一定的，密度与物体的质量和体积无关，倒去一半煤油后，密度不变，故A不符合题意；
B．单位质量的某种物质温度升高1℃时吸收的热量叫做这种物质的比热容，由此可知同种物质比热容一定，与质量和体积无关，倒去一半煤油后，比热容不变，故B不符合题意；
C．单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做热值，由此可知同种物质热值一定，与质量和体积无关，倒去一半煤油后，热值不变，故C不符合题意；
D．质量表示物体内所含物质的多少，倒去一半煤油后，质量减少为原来的一般，故D符合题意。
故选D。
3．C
【详解】
A．比较不同物质的吸热本领时，需要改变物质的种类，比较不同燃料的热值时，需要加热相同种类的物质，故A错误；
B．比较不同物质的吸热本领时，需要控制两种物质的质量相同；比较不同燃料的热值时，需要控制被加热的物质的种类相同，物质的质量相同，故B错误；
C．比较不同物质的吸热本领时，用相同的加热器加热，相同时间内，放出的热量相同，物质吸收的热量是相同的，故C正确；
D．热值是燃料的一种特性，与是否充分燃烧无关，乙实验燃料如没有充分燃烧，燃料的热值不变，故D错误。
故选C。
4．C
【详解】
图中所示冲程中，两个气阀关闭，火花塞喷出电火花，活塞向下运动，是做功冲程，在这一过程中化学能转化为内能再转化为机械能，汽缸内燃气的内能减小；完全燃烧0.5kg汽油放出的热量
Q放＝m油q油＝0.5kg×4.6×107J/kg＝2.3×107J
完全燃烧0.5kg汽油放出的热量42%被吸收，由Q吸＝42%Q放＝cmt可知，水升高到的温度为
则水的末温为
t＝t0+t＝10℃+23℃＝33℃
故选C。
5．A
【详解】
A．一碗水倒掉一半后，物体含有的物质减少（质量减小），分子总数减小，内能减小，故A正确；
B．热量是一个过程量，表示发生热传递时内能转移的多少，不能说具有、含有多少热量，故B错误；
C．一切物体都具有内能，所以0℃的冰块具有内能，内能不为零，故C错误；
D．根据可知，同质量的不同燃料，燃料的热值越大，燃烧时放出的热量也一定越多，选项中没有说明质量，故D错误。
故选A。
6．C
【详解】
A．燃气对外做功，把燃气的内能转化为火箭的机械能，燃气的内能会减小，故A错误；
B．点火后燃气向后高速喷出，运载火箭腾空而起，是利用内能做功，把燃料燃烧获得的内能转化为火箭的机械能，故B错误；
C．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，所以燃烧过程中，其热值大小不变，故C正确；
D．燃气燃烧时，有热量损失，燃料的热效率不可以达到100%，故D错误。
故选C。
7．C
【详解】
A．柴油机和汽油机都属于内燃机，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A错误；
B．汽油机是通过火花塞点火的，而柴油机是通过压缩缸内的空气使其温度升高，达到柴油的着火点，使柴油燃烧，是压燃式点火的，故B错误；
C．压缩冲程中，活塞压缩缸内气体，对气体做功，缸内气体的内能变大，故C正确。
D．燃料在汽缸内猛烈燃烧，燃料热值保持不变，故D错误。
故选C。
8．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。
9．A
【详解】
A．内燃机的压缩冲程中，活塞压缩气缸内的气体，将活塞的机械能转化为气缸内气体的内能，故A正确；
B．相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量越多的热值越大，故B错误；
C．影响物体内能的因素有温度和质量和状态，温度高的物体的内能不一定大，温度低的物体可能比温度高的物体内能大，故热量可以由内能少温度高的物体向内能多温度低的物体传递，故C错误；
D．灰尘是可以看得见的微小物体，因此灰尘的飞扬是物体的机械运动，故D错误。
故选A。
10．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。
11．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。
12．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。
13． 做功冲程 1.84×106J
【详解】
[1]汽车的四冲程汽油机工作时，压缩冲程中，活塞向上运动，压缩空气和汽油的混合物，对空气和汽油的混合物做功，活塞的机械能转化为空气和汽油的混合物的内能；内燃机在做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能。
[2]40g汽油完全燃烧时释放的热量
Q放=mq=40×10-3kg×4.6×107J/kg=1.84×106J
14． 比热容 0.015
【详解】
[1]行驶中的汽车用水冷却发动机，是因为水的比热容较大，和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。
[2]水吸收的热量为
[3]这些热量相当于完全燃烧质量为
15． 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
16． 热值 压缩体积 大
【详解】
[1]运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，不仅液态氢不仅密度小，而且具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。
[2][3]氢在常温下是气态，利用降低温度的同时用压缩体积的方法将氢气液化的，氢气液化过程中，氢分子间间隔变小，故液化后分子间的作用力变大。
17． 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
18． 做功 压缩 2.8×108J 100℃
【详解】
（1）[1][2]改变物体内能的方法是做功和热传递。飞船返回舱进入大气层后，与空气摩擦，外界空气对飞船外壳做功，内能增加，温度升高，故是通过做功改变物体的内能；从能量的转化的角度分析，该过程是将机械能转化为内能的过程，故这与四冲内燃机的压缩冲程中的能量转化过程相同。
（2）[3] 2kg氢完全燃烧释放出的热量
Q放=m氢q氢=2kg×1.4×108J/kg=2.8×108J
（3）[4]由可知，水吸收的热量
Q吸=ηQ放=84%×2.8×108J=2.352×108J
根据，加热后水上升的温度
水的末温
在一标准大气压下，水沸腾时温度为100℃且保持不变，所以水的温度能够从20℃上升到100℃。
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． 做功 比热容 不可能 2.1×105J 30%
【详解】
（1）[1]如图所汽油机工作时，两气阀都关闭，火花塞产生电火花，故该冲程为做功冲程。
[2]因为水的比热容较大，由Q吸=cmΔt可知，在质量相同、吸收的热量相同时水的温度变化较小，所以汽车发动机冷却通常选用水作冷却液。
[3]汽车发动机在工作过程中有能量的散失，所以效率不可能达到100%。
（2）[4]水吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg ℃）×2.5kg×20℃=2.1×105J
（3）[5]小汽车做的有用功
W=Pt=23×103W×1×3600s=8.28×107J
汽油完全燃烧放出的热量
Q放=m汽油q=4.6×107J/kg×6kg=2.76×108J
该汽车发动机的热机效率
21． 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。
答案第1页，共2页
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