14.2热机的效率课时训练（含答案）--2023-2024学年初中物理九年级全一册（人教版）

第十四章第2节热机的效率课时训练--2023-2024学年初中物理九年级全一册（人教版）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．热机的效率的高低（ ）
A．功率越大，效率越高
B．取决于热机燃料的热值，燃料的热值高，效率就高
C．热量损失少，效率就高
D．热机的声音越大，效率越高
2．关于热机效率的说法正确的是（ ）
A．用热值大的燃料，就能提高热机效率 B．减少各种热损失，可以提高热效率
C．多燃烧燃料，就能提高热机效率 D．采用适当方法，热效率可以等于或大于1
3．关于热值和热机效率的描述，下列说法正确的是
A．燃料燃烧越充分，燃料的热值就越大 B．燃料燃烧释放的热量越多，燃料的热值就越大
C．热机里燃料燃烧越充分，热机效率越高 D．热机里燃烧的燃料越少，热机效率越高
4．如下图所示甲，迅速下压活塞，玻璃筒底部的棉花燃烧，图乙是热机的某一冲程，关于这两个过程，下列说法正确的是（　　）
A．图乙是热机的压缩冲程
B．图甲和图乙的能量转化情况相同
C．图甲中如果没有棉花，能量转化情况不变
D．随着技术的进步，图乙热机的效率能达到100%
5．我国发射的长征系列运载火箭常用液态氢作燃料，是因为液态氢
A．它的比热容较大 B．它的密度大 C．它的体积小 D．它的热值大
6．设干木柴燃烧放出的热量有20%被水吸收，完全燃烧质量1kg，热值为的干木柴，能使质量40kg，初温30℃的水温度升高到（　　）
A．15℃ B．30℃ C．45℃ D．60℃
7．下列有关热的说法正确的是
A．晶体在熔化过程中温度不变，内能也不变
B．某台四冲程汽油机的飞轮转速为2 400 r/min，则1 s内该汽油机对外做功80次
C．在沿海，由于陆地和大海升、降温快慢不同，所以白天的风通常从大海吹向陆地
D．热机所用燃料的化学能转化成的内能越多，该热机的效率越高
8．实验室里的一瓶酒精用去一半后，剩下的酒精（　　）
A．密度、比热容、热值都不变
B．密度、比热容、热值都变为原来的一半
C．密度不变，比热容、热值变为原来一半
D．密度、比热容变为原来一半，热值不变
9．下列有关热机的说法中不正确的是（　　）
A．热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程
B．热机的效率不可能达到100%
C．可以采用大热机功率的方法来增大热机的效率
D．热机的大量使用会造成环境污染
10．7月9日，2015年第七届呼和浩特国际汽车展览会在呼和浩特国际会展中心开幕，众多炫酷车型在此次展会上精彩亮相．某人为了测试汽车发动机的效率，开车以60 km/h的平均速度行驶了120 km，用去汽油25 L，已知汽油的密度为0.7×103 kg/m3，热值为4.6×107 J/kg，发动机的功率为32.2 kW，则该汽车发动机的效率为( )
A．28.8% B．36.5% C．23.6% D．38%
二、填空题
11．中国南海海底探明有大量的“可燃冰”，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的________很大，“汽车不但要吃油，有时也要喝水”，用水冷却发动机是因为水的比热容________．
12．火箭常用液态氢做燃料，这是由于液态氢具有较大的____________。
13．天然气的热值是4×107J/m3，它的含义是1m3的天然气完全燃烧时放出的热量是______J。完全燃烧0.3m3的天然气，释放出的热量为______J。如果这些天然气没有完全燃烧，它的热值______ (选填“变大”不变”或“变小”)。
14．太阳能是一种清洁能源．某太阳能热水器每天能使500kg的水温度升高30℃，那么这些水吸收的热量为___________J，这些热量相当于完全燃烧__________m3的天然气放出的热量。[天然气的热值取7×107J/m3，水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)]
15．某型号汽车在车型测试中，在一段平直的公路上以80km/h的速度匀速行驶了6km，消耗汽油1kg。假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为40%，则汽油完全燃烧放出的热量为_________J，以此速度行驶的过程中，受到的阻力是_________N。汽油机是利用燃料燃烧生成的_________能转化成机械能来获得动力的。（汽油的热值q汽油=4.5×107J/kg）
三、计算题
16．第二届夏季青年奥林匹克运动会的火炬名为“幸福之门”，该火炬整体呈蓝灰色调，顶部造型寓意城门，象征南京通过赛事向世界展现自己的博大与辉煌。火炬内丙烷燃料的质量约630g。（丙烷的热值为5×107J/kg）
（1）这些丙烷燃料完全燃烧放出多少热量？
（2）这些热量可将多少水温度升高50℃？（不计热量损失）
参考答案：
1．C
【分析】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．
【详解】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，首先使燃料充分燃烧，然后减少燃烧产生能量的损失，提高其利用率；故C正确．
2．B
【详解】A.用热值大的燃料，燃烧相同燃料可以放出更多的热量，但用来做有用功的能量不一定多，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量的比值不一定大，热机效率不一定得到提高，故A错；B. 减少燃烧燃烧热量的损失，可以提高热机效率，故B正确；C.多燃烧燃料，可以放出更多的热量，但用来做有用功的能量不一定多，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量的比值不一定大，热机效率不一定得到提高， 故C错；D.热机工作时，总要克服摩擦做功、总有部分能量散失到空中，用来做有用功的能量一定小于燃料完全燃烧产生的能量，所以热机效率一定小于1，故D错．故选B．
【点睛】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；减少热的损失，可以提高效率．
3．C
【详解】A．热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，故A错误；
B．热值是燃料的特性，与放出热量的多少无关，故B错误；
C．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故C正确；
D．热机的效率是用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧产生的能量之比；所以热机里燃烧的燃料的多与少并不能改变用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，即不能改变热机的效率，故D项错误。
4．C
【详解】A．图乙两个气门关闭，活塞向下运动，气缸容积增大，是热机的做功冲程，故A错误；
B．图甲是机械能转化为内能，图乙是热机的做功冲程，将内能转化为机械能，二者的能量转化情况不相同，故B错误；
C．图甲在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞迅速向下压，压缩空气做功，使筒内空气内能增大，温度升高，通过棉花的燃烧判断空气内能的变化，没有棉花，实验结论依然成立，故C正确；
D．随着技术的进步，减少了能量的损失，可提高热机效率，但热机的效率不能达到100%，故D错误。
故选C。
5．D
【详解】因为氢的热值大，完全燃烧相同质量的氢和其它燃料相比，氢放出的热量多，所以运载火箭用液态氢为燃料．故选D.
6．C
【详解】干木柴完全燃烧放出的热量
水吸收的热量
由可知水升高的温度
所以水的末温
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
7．C
【详解】A．晶体在熔化过程中，虽然温度保持不变，但是在不断吸热，所以内能增大，故A错误；
B．四冲程汽油机的飞轮转速若为2400r/min，则该飞轮每秒钟转40圈；由于一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，活塞往复2次，所以1s内，飞轮转40圈，活塞往复运动80次，共20个工作循环，80个冲程，做功20次，故B错误；
C．白天，在太阳照射下陆地和海水吸收相同的热量，由于水的比热容比泥土、沙石的比热容大，所以，海水吸热后温度上升慢；陆地吸热后，温度上升快，热空气上升，风从海洋吹向陆地，形成海风，故C正确；
D．热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出能量的比值，故D错误．
8．A
【详解】密度是物质的一种性质，它的大小与质量、体积无关；比热容是物质的一种性质，与质量的变化无关；热值是燃料的特性，不随质量的变化而变化；所以实验室里的一瓶酒精用去一半后，剩下的酒精密度、比热容、热值都不变。
故选A。
9．C
【分析】热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程；功率是指做功的快慢，效率是指有用功占比，二者概念不同，没有相关性；由于能量损耗，热机的效率不可能达到100%，且热机工作过程中会产生污染环境的气体。
【详解】A．热机工作的过程是将燃料燃烧的化学能转化为内能，内能再转化成机械能，故A正确，A不符合题意；
B．热机在工作过程中，燃料不可能完全燃烧，尾气带走较多的热量，机器本身散热，克服机械间摩擦做功，剩余的能量才是有用的能量，在燃料完全燃烧提供的能量中只占很少一部分，所以热机效率不可能达到100%，故B正确，B不符合题意；
C．用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率，增大热机功率不能增大热机的效率，故C错误，C符合题意；
D．热机在使用时会排放出一些有毒气体污染空气，则大量使用会造成环境污染，故D正确，D不符合题意。
故选C。
10．A
【详解】汽车行驶时间t=S/v=120km/60km/h=2h；用去汽油质量m=ρV =0.7×103 kg/m3×25×10-3m3=17.5kg；汽油完全燃烧放出热量Q=mq=17.5kg×4.6×107 J/kg=8.05×108 J；汽车做功W=pt=32200w×7200s=231840000J；发动机效率η=W/Q=231840000J/8.05×108 J= 28.8%．
11． 热值 大
【详解】(1)在同等条件下，包含质量相同，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的热值很大；(2) 汽车发动机工作时产生大量的热，这些热如果不迅速转移，就可能损害发动机，因此利用水的比热容大的特点（相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多）把这些热迅速吸收，使发动机的温度不致升得太高．
【点睛】（1）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫这种燃料的热值，据此回答；（2）用水冷却发动机，区别于其他液体的关键，就是其在同样吸热升高相同温度时，可以吸收更多的热量，即要从比热容的角度考虑．
12．热值
【详解】运载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。
13． 4×107 1.2×107 不变
【详解】[1]天然气的热值是4×107J/m3，它的含义是1m3的天然气完全燃烧时放出的热量是4×107J。
[2]完全燃烧0.3m3的天然气，释放出的热量为
[3]热值是物质的固有属性，不会因没有完全燃烧而改变，所以如果这些天然气没有完全燃烧，它的热值不变。
14． 6.3×107 0.9
【详解】[1]已知m=500kg，Δt=30℃，水吸收的热量为
Q=cmΔt=4.2×103J/（kg ℃）×500kg×30℃=6.3×107J
[2]由Q=qm得
m==0.9m3
15． 4.5×107 3×103 内
【详解】[1]汽油完全燃烧放出热量为
Q放=mq汽油=1kg×4.5×107J/kg=4.5×107J
[2]牵引力做的功为
W=ηQ放=40%×4.5×107J=1.8×107J
由功的公式W=Fs可得，汽车的牵引力为
因为汽车做匀速直线运动，所以受到的阻力
f=F=3×103N
[3]燃料燃烧释放能量，汽车发动机把燃料燃烧放出的内能转化为机械能。
16．（1）3.15×107J；（2）150kg
【详解】解：（1）这些丙烷燃料完全燃烧放出的热量
Q放＝mq＝0.63kg×5×107J/kg＝3.15×107J
（2）不热量损失，水吸收的热量
Q吸＝Q放＝3.15×107J
根据有
答：（1）这些丙烷燃料完全燃烧放出的热量为3.15×107J；
（2）这些热量可将150kg的水温度升高50℃。