人教版九年级全册《14.2 热机的效率》2022年同步练习卷（含答案）

人教版九年级全册《14.2 热机的效率》2022年同步练习卷（1）
一 、单选题（本大题共10小题，共60分）
1.（6分）甲、乙两台汽油机，甲的效率比乙高，则
A. 甲每秒钟做的功比乙每秒钟做的功多
B. 甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少
C. 消耗同样多的汽油，甲做的有用功比乙做的有用功多
D. 做同样多的有用功，甲消耗的汽油比乙消耗的汽油多
2.（6分）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系，与燃料的质量和燃烧状况无关
B. 汽油的热值是，燃烧的汽油放出的热量是
C. 放出的热量越多的物质，热值越大
D. 一杯煤油用掉一半，剩余煤油的热值减小为原来一半
3.（6分）下列说法正确的是
A. 做功越多，则功率越大 B. 做功时间越短，功率越大
C. 功率越大，表示做功越快 D. 功率小，做功一定少
4.（6分）要提高热机效率必须
A. 让更多的燃料燃烧 B. 提高热机功率
C. 减少各种热损失 D. 利用热值大的燃料
5.（6分）如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中错误的是
A. 酒精灯中酒精用掉一半后，剩余酒精的热值、比热容、密度均不变
B. 抽出玻璃板，上方瓶中的空气逐渐变红，说明分子在不停地做无规则运动
C. 活塞向上运动时，是内燃机的压缩冲程，此时内能转化为机械能
D. 玻璃筒内的空气被压缩是通过做功的方式使空气的内能增加
6.（6分）在“比较燃料热值大小”的实验中，不需要控制相同或相等的因素是
A. 两种燃料的质量 B. 两只装水的烧杯
C. 烧杯中水的质量 D. 各自加热的时间
7.（6分）小郭同学想要比较甲物质与水的吸热本领，于是选用了两套完全相同的酒精灯给质量同为的物质甲和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图所示，已知酒精的热值，加热时，酒精灯平均每分钟消耗酒精。已知水的比热容，则下列说法正确的是
A. 实验开始时，不必控制甲和水的初温相等
B. 前，甲吸收的热量为
C. 酒精灯的加热效率为
D. 甲与水的比热容之比为：
8.（6分）关于热机效率，下列说法正确的是
A. 蒸汽机的效率通常高于火箭发动机
B. 热机效率一定小于
C. 汽车只会造成大气污染
D. 在完全无摩擦的道路上，汽车发动机效率可达
9.（6分）有甲、乙两台汽油机，甲的效率与乙的效率之比是：，相同时间内甲做的有用功是乙做的有用功的倍，则在相同的时间内，甲、乙两台汽油机消耗的汽油质量之比为
A. ： B. ： C. ： D. ：
10.（6分）一辆越野车以某一速度在平直路面上匀速行驶，消耗柴油，若这些柴油完全燃烧放出的热量有用来驱动汽车做有用功，所用柴油的热值为，密度为，则以下说法正确的是
越野车是将机械能转化为内能的机器
这些柴油完全燃烧放出的热量为
越野车消耗的有用热量即有用功为
这辆越野车以该速度匀速行驶时受到的阻力为
A. 均正确 B. 只有正确
C. 只有正确 D. 只有正确．
二 、填空题（本大题共6小题，共30分）
11.（5分）如图是内燃机工作过程的能量流向图．由图可知，在各种热损失中，________最多，因此，提高热机效率的主要途径是________.
12.（5分）某种国产汽车，当它在某平直公路上以速度匀速行驶时，每百公里的油耗为，汽车行驶，则汽车消耗的汽油是______________，假设汽车在运动过程中受到平均阻力是，则汽油机的效率是_______已知汽油的热值是。
13.（5分）菜油最适宜的烹饪温度在至之间。用天然气将质量为的菜油从室温加热到，天然气燃烧释放出的热量有被菜油吸收。则菜油吸收了________热量，燃烧了________的天然气。
14.（5分）如图所示为“长征六号”运载火箭，它首次采用了我国最新研制的大推力液氧煤油发动机。
煤油燃烧过程中，其热值大小______填“增大”“减小”或“不变”。
火箭起飞时，煤油燃烧产生大量高温高压的燃气，燃气对火箭的推力达，这个力可举起质量为______的物体取。
燃气对火箭做功，燃气的内能会______填“增大”“减小”或“不变”。
15.（5分）现代火箭用液态氢作燃料，是因为它具有较大的 ______ ．
16.（5分）汽油的热值为，现有汽油，选其中一半完全燃烧，放出的热量是 ，剩余汽油的热值是 ．
三 、计算题（本大题共2小题，共10分）
17.（5分）为保障全校师生饮水安全，学校安装了热效率达到的现代化高效节能锅炉，每天可以提供开水，已知水的比热容为，优质煤的热值为，求：
的水温度从升高到，至少需要吸收多少热量？
每天至少需要完全燃烧多少优质煤？
18.（5分）改革开放以来，我国人民的生活水平不断提高，汽车已成为多数人的代步工具。某品牌国产汽车以的速度在平直公路上匀速行驶，消耗了汽油，汽车发动机功率为，已知：汽油的热值为，汽油的密度为。求该汽车匀速行驶过程中：
消耗汽油的质量；
发动机所做的功；
发动机的效率百分号前保留整数。
答案和解析
1.【答案】C;
【解析】试题分析：要解决此题，需要知道热机效率的概念．热机的效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．
热机的效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．甲的效率高，则做同样多的有用功，甲消耗的油少；消耗同样多的油，甲做的有用功多．所以C正确，D错误．
将效率与功率混了，若甲的功率比乙高，则A正确．
缺少条件做同样的有用功，所以B错误．
故选C．
2.【答案】A;
【解析】解：
、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，故正确；
、汽油的热值是，说明完全燃烧汽油所放出的热量是，故错误；
、由可知，燃烧时放出的热量与燃料的热值和质量有关，故错误；
、热值是物质的一种特性，不随物体的质量、体积的大小而变化，故错误。
故选：。
某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值；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；
某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值，由分析判断。
此题主要考查学生对热值的概念的理解，属于基础题目。
3.【答案】C;
【解析】解：、做功越多，但做功时间不确定，则功率大小不确定，故错误；
、做功时间越短，但做功的多少不确定，则功率大小不确定，故错误；
、功率是表示物体做功快慢的物理量，所以功率越大，表示做功越快，故正确；
、功率小，做功时间可能很长，则做的功不一定少，故错误。
故选：。
功率是表示物体做功快慢的物理量，由可知，做的功越多，用时越少，其功率越大。
此题主要考查了学生对功率概念的理解，注意功率是表示物体做功快慢的物理量。
4.【答案】C;
【解析】解：、要多燃烧燃料，并没有完全利用，不合题意，故A错误；
B、提高热机的功率，增大热机在单位时间内做的功，其效率不一定提高，不合题意，故B错误；
C、保证良好的润滑，减小摩擦，可以减少因摩擦损失的能量，所以可以提高热机的效率，符合题意，故C正确；
D、采取热值高的燃料，其利用率不一定高，所以不一定能提高热机的效率，不合题意，故D错误．
故选：．
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．要提高效率，就要减少热的损失．
此题主要考查了热机效率的概念，首先要知道热机效率是有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．要提高燃料的利用率，需要尽量减少能量的损失．
5.【答案】C;
【解析】解：、图描述的是内能与机械能的转化的物理过程，与酒精的热值、比热容、密度无关，故A错误；
B、抽出玻璃板，上方瓶中的空气逐渐变红，说明分子在不停地做无规则运动，故B正确；
C、两个气门关闭，活塞向上运动时，是内燃机的压缩冲程，机械能转化为内能，故C错误；
D、图中玻璃筒内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加，故D正确；
故选：。
比热容和热值是物质的特性，不随物体的质量、体积的大小而变化，密度是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，对外做功是内能与机械能的转化；
分子在不停地做无规则运动。
做功可以改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时，物体的内能就会减小。
这道题主要考查做功改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时，物体的内能就会减小，还考查了内能的概念。
6.【答案】D;
【解析】解：为了比较热值大小要用相同质量的不同燃料，加热同一种液体水，让液体水的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，所以不需要控制的是加热时间，故符合题意。
故选：。
燃料的热值大小不能直接测量，可通过完全燃烧相同质量的不同燃料加热液体，通过液体吸收热量的多少来体现燃料热值大小；而液体吸收热量的多少跟液体的比热容、质量和升高的温度有关，因此，为了比较热值大小，要加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小。
本题通过“比较燃料热值大小”的实验考查控制变量法的使用，是一道常考题。
7.【答案】C;
【解析】解：、考虑到散热因素，必须控制甲和水的初温相等，故错误；
、由图象可知，前水的温度从上升到，
水在内吸收的热量：
，
则水在内吸收的热量为：，
因为完全相同的酒精灯在相同时间内放出的热量相同，
所以前，甲和水吸收的热量相同，都为，故错误；
因为酒精灯平均每分钟消耗酒精，
所以消耗的酒精质量为，
完全燃烧时放出的热量为：
，
酒精灯的加热效率为：
，故正确；
、由图象可知，甲前内升高的温度为，水在内升高的温度为，即升高相同的温度，水的加热时间为甲加热时间的倍，所以水吸收的热量为甲吸收热量的倍，
即，
所以，
则，故错误。
故选：。
考虑到散热因素，必须控制甲和水的初温相等；
知道水的比热容、水的质量、初温和末温，根据求出水内吸收的热量，再求出水内吸收的热量；根据完全相同的酒精灯在相同时间内放出的热量相同，算出内甲吸收的热量；
已知酒精灯平均每分钟消耗酒精，便可以计算出给水加热时间消耗酒精的质量，
根据求出酒精完全燃烧放出的热量，根据求出酒精灯的加热效率：
根据图象得出甲和水温度都升高时的加热时间，判断出吸收热量的关系，根据算出甲与水的比热容之比。
本题通过比较“甲和水的吸热本领”，考查了控制变量法，用公式计算热量和比热容，能从液体的温度随时间变化的图象搜集有关信息是本题的关键。
8.【答案】B;
【解析】
此题主要考查了学生对热机效率的了解与掌握，理解热机效率小于，属于基础题目。
热机效率的概念：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比；在工作过程中，损失的能量越少，热机的效率越高。
任何机器的效率都不可避免的做额外功，效率不可能达到。

用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫热机的效率，在工作过程中，在消耗相同能量的情况下，损失的能量越少，热机的效率越高；
A.蒸汽机的燃料是在机器的外部燃烧，热损失较多，效率一般都很低，所以蒸汽机的效率通常远小于火箭发动机，故错误；
B.热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率一定小于，故正确；
C.汽车不仅会造成大气污染，还会造成噪声污染，故错误；
D.热机能量损耗包括燃料不完全燃烧损失掉的能量、机体散热损失掉的内能、废气带走的内能、克服机件摩擦损失掉的能量，跟路面摩擦无关，所以热机效率一定低于；故错误。
故选。
9.【答案】A;
【解析】解：由题可知甲、乙的效率之比为：，
甲、乙做功之比为：，
根据可知甲、乙汽油机完全燃烧产生的热量之比为：，
则甲、乙两台汽油机消耗的汽油质量之比为：，故正确。
故选：。
已知甲、乙的效率之比和甲、乙做的有用功之比，利用可求出甲、乙汽油机完全燃烧产生的热量之比，再利用可求出甲、乙两台汽油机消耗的汽油质量之比。
此题主要考查了学生对效率计算公式以及燃料燃烧放热的计算公式的运用，解答该题的关键是要熟练掌握相关计算公式。
10.【答案】D;
【解析】解：小轿车是将内能转化为机械能的机器，故错误；
消耗汽油的体积：，
由可得，行驶消耗汽油的质量：
；
这些汽油完全燃烧放出的热量：，故正确；
根据可得用来驱动汽车做的有用功：
，故错误；
由得轿车的牵引力：，
又因为轿车匀速行驶，所以轿车受到的阻力：，故正确。
故选：。
小轿车是将内能转化为机械能的机器；
知道汽油的体积和密度，利用密度公式求汽油的质量；
知道汽油的质量和热值，利用求汽油完全燃烧放出的热量；
求出了汽油完全燃烧放出的热量，又知道汽油完全燃烧放出的热量有用来驱动汽车做有用功，据此求出用来驱动汽车做的有用功；
知道轿车行驶的距离，根据求轿车牵引力；又知道轿车匀速行驶，根据求匀速行驶时轿车受到的阻力。
该题考查了密度的计算、功的计算、效率的计算、燃料燃烧放热的计算，公式多，环环相扣，注意灵活运用，属于难题
11.【答案】废气内能；设法利用废气能量;
【解析】
通过内燃机工作过程的能量流图向可知，在各种热损失中废气带走的能量最多；
热机的机械效率等于有用功与燃料完全燃烧入出热量的比值，提高热机效率的方法可以通过减少散热损失、机械损失等方法，主要途径还是要减少废气带走的能量；
此题主要考查热机能量损失的主要原因以及提高热机效率的主要途径，是一道基础题。

从内燃机的能量流向图中获知燃气内能的流向，能量损失最多的是废气内能；因此，提高热机效率的主要途径应从减少废气内能损失入手。
故答案为：废气内能；设法利用废气能量。
12.【答案】；;
【解析】
此题主要考查了速度公式、燃料完全燃烧放热公式、功的公式、效率公式的应用，明确效率的意义汽油机的效率等于牵引力做的功与汽油完全燃烧放出的热量之比是关键。
利用求汽车行驶距离，知道每百公里的油耗为，可求行驶公里消耗汽油；
利用求汽油完全燃烧放出的热量，由于汽车匀速行驶，汽车牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，利用求牵引力做功，汽油机的效率等于牵引力做的功与汽油完全燃烧放出的热量之比。


由得汽车行驶距离：，
因为每百公里的油耗为，所以行驶公里消耗汽油：
；
汽油完全燃烧放出的热量：
，
因为汽车匀速行驶，所以汽车牵引力：，
牵引力做功：，
汽油机的效率：。
故答案为：；。
13.【答案】；。;
【解析】
此题主要考查了学生对吸热公式、燃料燃烧放热公式的掌握和运用，因条件已给出，难度不大。
知道菜油的质量、比热容和菜油的初温和末温，利用吸热公式求菜油吸收的热量；
知道效率，利用效率公式可以求出天然气放出的热量，根据公式求出体积。

菜油吸收的热量：
；
天然气燃烧释放出的热量有被菜油吸收，则天然气放出的热量为：
；
由得天然气的体积为：
。
故答案为：；。
14.【答案】不变 ; 120 ; 减小 ;
【解析】解：
热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，所以煤油燃烧过程中，其热值大小不变；
由题知，燃气对火箭的推力达，用这个力举起物体时，物体的重力等于向上的推力，即；
由可知，这个力可举起物体的质量：
；
燃气对火箭做功，燃气的内能转化为火箭的机械能，所以燃气的内能会减小。
故答案为：不变；；减小。
热值是燃料的一种特性，与质量的大小无关；
由题知，燃气对火箭的推力达，用这个力举起物体时，物体的重力等于向上的推力；根据可以计算出其质量；
内燃机在做功冲程的能量转化是内能转化为机械能的冲程，内能将减小。
该题考查了热值的特性、相互作用力的应用、重力公式的应用以及改变内能的方式，属于综合性题目。
15.【答案】热值;
【解析】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时，可以放出更多的热量．
故答案为：热值．
热值是燃料的一种特性，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．
这道题主要考查燃料热值的特性，属于基础题目．
16.【答案】4.6×107;4.6×107;
【解析】 试题分析：从题可知燃烧汽油的质量，知道燃料的热值，可利用公式计算燃料完全燃烧放出的热量，燃料的热值是燃料的属性，不会随着质量的改变而改变．
从题可知，燃烧汽油的质量为：，
而，
汽油完全燃烧放出的热量为：，
燃料的热值是燃料的属性，不会随着质量的改变而改变，
汽油质量变少后，剩余汽油的热值不变，仍为．
故答案为：，．
17.【答案】解：（1）水吸收的热量为：
Q吸=cΔt=4.2×103J/（kg ℃）×100kg×（100℃-20℃）=3.36×107J；
（2）由η=得煤完全燃烧放出的热量为：
Q放===4.2×107J；
由Q放=mq得需要完全燃烧煤的质量为：
===1.4kg。
答：（1）1.0×103kg的水温度从20℃升高到100℃，至少需要吸收4.2×107J热量；
（2）每天至少需要完全燃烧1.4kg优质煤。;
【解析】
已知水的比热容、质量和温度变化，可利用公式计算水吸收热量；
已知水吸收的热量及锅炉的热效率，利用可以得到煤完全燃烧放出的热量；已知煤的热值和完全燃烧放出的热量，利用公式求需要燃烧的煤的质量。
此题主要考查热量和燃料质量的计算，这是热量的两个计算公式和的应用，在计算过程中要注意单位。
18.【答案】解：（1）6L=6×10-3，由密度公式ρ=变形可得消耗汽油的质量m=ρV=0.7×103kg/×6×10-3=4.2kg；
（2）由速度公式v=变形可得汽车行驶100km用时为
t===h=×3600s=5000s；
由功率公式W=Pt可得发动机所做的功
W=12kW×5000s=1.2×104W×5×103s=6×107J；
（3）由放热公式Q=qm可得汽油燃烧所放出的热量
Q=qm=4.6×107J/kg×4.2kg=1.932×108J；
发动机的效率为
η=×100%=×100%=31%；
答：（1）消耗汽油的质量为4.2kg；
（2）发动机所做的功为6×107J；
（3）发动机的效率为31%。;
【解析】
已知汽油密度和体积，根据公式可计算出汽油的质量；
已知功率和运动的时间，根据公式可求发动机所做的功；
根据公式可求释放的能量，做的功与释放能量的比值就是发动机的效率。
此题主要考查质量的计算、功的计算与内燃机的效率，考查的知识点比较多，主要考查对所学物理知识的灵活应用能力。