沪科版物理九年级全一册同步练习：13.4　热机效率和环境保护（Word 含答案）

第四节　热机效率和环境保护
知识点 1　热值
1.燃料的燃烧是一种化学变化,在燃烧过程中,燃料的　　　　能转化为　　　　能。
2.由经验和科学研究可知,质量相同的两种燃料完全燃烧时,释放的热量是　　　　的;两种燃料完全燃烧,释放的热量相同时,消耗的质量是　　　　的。这说明不同燃料燃烧释放热量的能力是不同的,用燃料的　　　　来表示这种能力。
3.无烟煤的热值是3.4×107 J/kg,其表示的意义是:　 。
如图果要获得1.7×108 J的热量,需要完全燃烧　　　kg的无烟煤。
4.一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量为6.6×106 J,这些能量相当于0.55 kg的干木柴完全燃烧放出的热量,则干木柴的热值为　　　　　　　。用掉一半干木柴后,干木柴的热值为　　　　　　　。
5.合理分类和利用垃圾可以变废为宝。在一定条件下,1 t垃圾能榨出170 kg的燃料油。若燃料油的热值为4.0×107 J/kg,则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为　　　　　　J,燃烧时燃料油的化学能转化为　　　　能。
6.关于燃料的热值,以下说法中正确的是 (　　)
A.燃料的热值与燃料的种类有关,与燃料的质量和燃烧状况无关
B.1 kg某种燃料燃烧放出的热量叫这种燃料的热值
C.燃料燃烧时,质量越大,热值越大
D.燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
7.煤的热值大于干木柴的热值,这里是指 (　　)
A.煤比干木柴含有的热量多一些
B.烧煤比烧干木柴产生的温度高一些
C.烧煤比烧干木柴产生的热量多一些
D.要使它们完全燃烧放出相同的热量,烧煤用的质量较小
8.四口之家分别单独使用不同种类的燃料时,平均月消耗量分别为木柴约200 kg、烟煤约80 kg、液化石油气约30 kg、煤气约60 kg。这四种燃料中,燃料的热值最高的是 (　　)
A.木柴 B.烟煤
C.液化石油气 D.煤气
知识点 2　热机效率
9.燃料燃烧时,对外做的　　　　功与燃料　　　　所释放的能量的比值称为热机效率。
10.如图所示是某内燃机的能量流向图,该内燃机的热机效率是 (　　)
A.25% B.40% C.75% D.35%
11.热机的热效率总小于1,下列原因中错误的是 (　　)
A.热机工作时排出的废气的温度还很高,要带走一部分热量
B.热机的一些部件在工作时要克服摩擦做功
C.燃料燃烧时使热机温度升高,也要向周围散失一些热量
D.许多热机设计和制造不够精良
12.为节约能源,需提高热机的效率,下列措施中不能提高热机效率的是 (　　)
A.尽量使燃料充分燃烧 B.尽量减少热机部件间的摩擦
C.尽量减少废气带走的热量 D.尽量增加热机的工作时间
知识点 3　环境保护
13.热机为人类的发展做出了重大贡献,但也带来了许多环境污染问题。如图排放的二氧化碳、二氧化硫和氮氧化合物,会形成　　　　,危害植物,污染环境等。
14.现代火箭用液态氢做燃料,是因为它具有 (　　)
A.较大的比热容 B.较低的沸点
C.较高的凝固点 D.较大的热值
15.[2019·南京] 利用如图甲、乙所示装置(燃烧皿内燃料和烧杯内液体未画出),既可以比较不同液体的比热容,又可以比较不同燃料的热值。要求仅根据温度计示数的变化完成实验,则两个实验都需要控制相同的 (　　)
A.液体种类 B.燃料种类 C.液体质量 D.燃料质量
16.甲种燃料的热值小于乙种燃料的热值,下列说法正确的是 (　　)
A.甲种燃料比乙种燃料的热量少
B.通风条件越好,供氧越充足,两种燃料的热值越大
C.质量为m的乙种燃料完全燃烧时刚好烧开一壶水,那么质量为m的甲种燃料也能烧开这壶水
D.完全燃烧相同质量的两种燃料,乙种燃料放出的热量多
17.下列关于热机效率的表述正确的是 (　　)
A.燃料的热值越大,效率越高
B.热机做的有用功越多,热机效率越高
C.做相同多的功,耗油少的机械,热机效率高
D.做功快的热机,效率高
18.[2020·无锡] 某辆行驶的小轿车,其正常工作时的能量转化情况如图所示。若输入的化学能为2000 J,输出的动能为300 J,则输出的内能和声能共计　　　　J;输出的有用能量是动能,则小轿车正常工作时的效率为　　　　。
19.[2019·东营] 汽车在平直公路上匀速行驶9.2 km,消耗燃油1 kg,已知汽车的牵引力是2000 N,则汽车发动机的效率是　　　　。(燃油热值取4.6×107 J/kg)
20.[2019·常州] 小明家用铁皮桶制作简易太阳能热水器,替代燃烧木柴的加热方式。小明观测到某日铁皮桶装满水后,经过一天的太阳光照,水温从20 ℃升高到60 ℃。已知铁皮桶的容积为50 L,c水=4.2×103 J/(kg·℃),ρ水=1.0×103 kg/m3,问:
(1)当日桶内的水吸收多少热量
(2)若用燃烧木柴加热,木柴完全燃烧所释放热量的28%被桶内水吸收,则当日使用该太阳能热水器可节约多少木柴 (q木柴=1.2×107 J/kg)
考|题|展|示
21.[2020·甘孜州] 下列关于热值和热机效率的说法,正确的是 (　　)
A.使燃料燃烧更充分,可以增大热值
B.使燃料燃烧更充分,可以提高热机效率
C.柴油机的热机效率通常为100%
D.燃料燃烧释放的热量越大,热值越大
22.[2019·孝感] 一辆厢式小货车某次运货,满载后总质量是5×103 kg,在平直的公路上匀速行驶100 km,耗油10 kg,货车受到的阻力是总重力的0.05,发动机的牵引功率是50 kW。求:(燃油的热值是5.0×107 J/kg,g取10 N/kg)
(1)货车受到的牵引力。
(2)货车匀速行驶的速度。
(3)货车发动机的效率。
答案
1.化学　内　2.不同　不同　热值
3.1 kg无烟煤完全燃烧放出的热量是3.4×107 J　5
4.1.2×107 J/kg　1.2×107 J/kg
5.6.8×109　内　 Q放=mq=170 kg×4.0×107 J/kg=6.8×109 J。
6.A　7.D　8.C
9.有用　完全燃烧
10.D　 热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,由图可知,该内燃机的热机效率η=1-25%-40%=35%。
11.D　12.D
13.酸雨
14.D
15.C　 比较不同物质的比热容,应使用相同的热源,控制质量相同的不同液体在相同时间内吸热相同,通过温度的变化来判断不同液体的吸热能力;比较不同燃料的热值,采用控制变量法,要使用质量相同的不同燃料完全燃烧后使相同质量的同种液体吸热,通过比较液体升高的温度,得出不同燃料放出热量的多少,故两个实验都需要控制相同的液体质量,C正确。
16.D　 热量是一个过程量,不能说物体含有热量的多少,则不能说甲种燃料比乙种燃料的热量少,故A不正确;热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等均无关,故B不正确;甲种燃料的热值小于乙种燃料的热值,根据Q放=mq可知,在质量相同时,乙种燃料完全燃烧放出的热量比甲种燃料完全燃烧放出的热量多,所以质量为m的乙种燃料刚好烧开一壶水,则质量为m的甲种燃料不能烧开这壶水,故C不正确;甲种燃料的热值小于乙种燃料的热值,根据Q放=mq可知,完全燃烧相同质量的两种燃料,乙种燃料放出的热量多,故D正确。
17.C　18.1700　15%
19.40%　 牵引力做功:W=Fs=2×103 N×9.2×103 m=1.84×107 J;燃油完全燃烧放出的热量:Q放=mq=1 kg×4.6×107 J/kg=4.6×107 J;发动机的效率:η=×100%=×100%=40%。
20.(1)水的质量:m水=ρ水V=1.0×103 kg/m3×50×10-3 m3=50 kg;
水吸收的热量:
Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg×(60 ℃-20 ℃)=8.4×106 J。
(2)由η=得, 木柴完全燃烧释放的热量:Q放===3×107 J,
可节省木柴的质量:
m木柴===2.5 kg。
21.B　 热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃烧是否充分、释放热量多少无关,故A、D错误;使燃料燃烧更充分,可以增大有效利用的能量,可以提高热机的效率,故B正确;热机在工作时不可避免地要克服机械部件间的摩擦做额外功,机械效率不可能达到100%,故C错误。
22.(1)匀速行驶时,牵引力F=f=0.05G=0.05m总g=0.05×5×103 kg×10 N/kg=2.5×103 N。
(2)由P===Fv得,货车匀速行驶的速度:v===20 m/s。
(3)燃油完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=10 kg×5.0×107 J/kg=5.0×108 J,
牵引力做功:
W=Fs=2.5×103 N×105 m=2.5×108 J,
发动机的效率:
η=×100%=×100%=50%。