《14.2+热机的效率》练习（含答案）2023-2024学年人教版物理九年级全一册

《14.2 热机的效率》练习 -2023-2024学年人教版物理九年级全一册
一、单选题
1．下列有关热现象的说法正确的是（　　）
A．0℃以下的汽油没有内能 B．汽油不完全燃烧时，热值不变
C．汽油机在吸气冲程只吸入空气 D．汽油机的效率越高，功率越大
2．关于燃料的热值，下列说法正确的是 （　　）
A．燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值
B．燃料燃烧时，质量越大，热值越大
C．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
D．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
3．甲、乙两台热机，甲的效率比乙的低，其含义是（　　）
　　
A．甲热机比乙热机做的有用功少
B．甲热机比乙热机消耗的燃料多
C．在做有用功相同的条件下，甲消耗的燃料多
D．在做有用功相同的条件下，甲损失的能量比乙少
4．小红用电热水壶将质量为1kg，初温为20℃的水加热到70℃，c水＝4.2×103J/(kg ℃)，下列分析中错误的是（　　）
A．水吸收的热量为2.1×105J
B．电热水壶消耗的电能大于2.1×105J
C．水的内能增大了2.1×105J
D．水在70℃时的比热容大于4.2×103J/(kg ℃)
5．一台柴油机中的燃料完全燃烧放出了8×107 J的热量，共计损失了4.8×107 J能量，下列说法错误的是（　　）
A．该柴油机的效率为40%
B．用来做有用功的能量为3.2×107 J
C．通过科技进步，在未来可以实现能量零损失
D．减少机械间的摩擦可以提高热机效率
6．如图所示为某种型号的由柴油机提供动力的水泵机组，它的优点是重量轻，体积小，功率大，省时省油。若该水泵机组的效率为40%，正常工作1小时可以将54m3的水抽到20m高处，则下列说法中不正确的是（取g＝10N/kg，q柴油＝4.3×107J/kg）（　　）
A．柴油机通过做功冲程将内能转化为机械能
B．水泵机组对水做功1.08×107J
C．水泵机组的有用功功率为3000W
D．上述过程水泵机组消耗的柴油约 6.3kg
7．如图所示为内燃机能量流向图。以下有关热机的相关知识说法正确的是（　　）
A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值
B．（1）处应填“燃料的内能”
C．（2）处应填“废气带走的能量”
D．在做同样多功的情况下，提高热机效率，可消耗更少的燃料
8．双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，如图所示是某双燃料汽车发动机工作时的某冲程示意图。下列说法中正确的是（　　）
A．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
B．即使以天然气为燃料，汽车发动机的效率也达不到100％
C．此为排气冲程
D．汽油与天然气相比，燃烧汽油对环境的污染较小
9．如图所示为甲、乙、丙三部汽油机燃料完全燃烧释放的内能和汽油机输出机械能的二维柱状图。根据图中的信息，下列选项正确的是（　　）
A．丙输出的机械能比甲少，所以丙的效率比甲低
B．在消耗燃料质量相同时，乙输出机械能比甲少
C．在输出的机械能相同时，乙比丙消耗更多燃料
D．三部汽油机中，乙的效率最高
10．为了探究某物质在固态和液态时的吸热升温情况，小明同学用酒精灯（火焰大小保持不变）均匀加热该种固体，根据实验数据绘制出的图线如图所示，经测量阶段消耗热值为的酒精（假设酒精完全燃烧），通过查阅资料已知该物质液态时的比热容为。下列说法正确的是（　　）
A．该物质在点时的内能等于在点时的内能
B．该物质在段共吸收了的热量
C．该物质在固态时的比热容为
D．在阶段的加热效率为16%
二、填空题
11．质量为5kg，初温为20℃的水加热到100℃需要吸收的热量为　 　J；如果这些热量由石油燃烧来提供，则需要热值为3.5×107J/kg的石油　 　g[水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）]．
12．水流过发动机外表时使发动机的温度降低，这是通过　 　 (选填“热传递”或“做功”)的方法减小了发动机的内能。200 g 的汽油完全燃烧可放出　 　 J 的热量，若这些热量有 20%被质量为 100 kg 的铁制发动机吸收， 则发动机的温度将升高　 　℃。[已知汽油的热值 q＝4.6×107 J/kg，c 铁＝ 0.46×103 J/(kg·℃)]
13．“保护环境，人人有责”，合理分类和利用垃圾可以保护环境，利用先进工艺和科学方法还可以使垃圾变废为宝。若1t垃圾能提炼出70kg燃料油，燃料油的热值为4.5×107J/kg，则这些燃料油完全燃烧时释放出的热量为　 　J，若燃料油完全燃烧时释放出的热量全部被水吸收，则这些热量可以使　 　kg的水温度升高25℃。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
14．汽油机是热机的一种，如图所示是四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在　 　冲程；在汽油机内完全燃烧2kg汽油能放出　 　J的热量。（汽油的热值为4.6×107 J/kg）
15．某同学用图示装置测量酒精热值，他在烧杯中加入300g水，调好装置后，加热使水温升高50℃，水需要吸收的热量为　 　J ，他测得此过程中消耗了6g酒精，利用酒精燃烧放出的热量与水吸收的热量相等，算得酒精热值q=　 　J/kg ，他查表得到q酒精 =3.0×107J/kg ，发现两者偏差较大，你认为其中的原因可能是　 　（写出一条原因即可）．
三、计算题
16．一辆小轿车，质量为1.8t，车轮与地面总接触面积为1000cm2，小轿车发动机的效率是20%，它在平直公路上匀速行驶时的牵引力为644N（空气阻力不计，汽油热值q=4.6×107J/Kg，g=10N/kg）。求：
（1）该小轿车静止时对水平地面的压强为多少？
（2）该小轿车在平直公路上匀速行驶100km消耗多少kg汽油？
17．某家庭用燃气热水器将质量为100 kg、温度为20 ℃的自来水加热到50 ℃，消耗的天然气体积为1 m3(假设天然气完全燃烧)。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值为3.2×107J/m3。求：
（1）1 m3天然气完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）该热水器工作的效率。
18．上汽大通FCV80是国内第一款运用全新准入标准的燃料电池轻客车型，它是用氢气代替石油作为燃料，用燃料电池代替发动机，氢气在燃料电池中与氧气发生反应产生电能据悉，其功率可达75kW，续航里程可达500km。已知车载储氢罐的氢存储量为6.2kg氢气的热值为1.4×108J/kg。
（1）一罐氢气完全燃烧放出的热量是多少？
（2）若该车以最大功率匀速行驶时，速度可达108km/h，此时该车所受的阻力是多大？
（3）在某次测试中发现，该车以最大功率行驶时，每消耗一罐氢气能行驶1.5h，则该车燃料的效率是多少？(保留一位小数)
19．有朋自远方来，烧一壶热水，拈几许茶叶，置于瓷制器皿中，沸水冲泡，这是山东人独有的待客之道。如果用酒精炉烧水，将质量为2kg，温度为10℃的水加热至100℃（1个标准大气压下），需完全燃烧42g酒精，（已知，q酒精=3.0×107J/kg）。求：
（1）此过程中水吸收的热量是多少？
（2）42g酒精完全燃烧放出的热量？
（3）酒精炉烧水的效率是多少？
四、实验探究题
20．小明一家驾车旅行，汽车应用了好多物理知识，请回答下列问题：
（1）加油时闻到汽油味，说明分子在　 　；
（2）图示为车发动机的　 　冲程，其能量转化情况是　 　；
（3）若车的总质量为1.5t，匀速直线行驶9km，所受阻力为车重的0.1倍，完全燃烧汽油1L，则1L汽油完全燃烧放出的热量是　 　J，车所受牵引力是　 　N，车的工作效率是　 　%。（ 汽油=0.8×103kg/m3，q汽油=4.5×107J/kg，g 取10N/kg）
21．小明想估测薯片的热值，进行了如下实验
（1）将天平放在水平面上并将游码归零，发现指针偏左，则应将平衡螺母向　 　端週节；测量质量时，调节天平再次平衡，右盘中的砝码和游码位置如图甲，其质量为　 　g
（2）如图乙，将薯片放在燃烧皿中充分燃烧后，烧杯中0.2kg的水温度升高了5℃，则水吸收的热量Q吸=　 　J [c水=4.2×103J/（kg ℃）]
（3）根据Q放=Q吸和Q放=mq，算出薯片的热值比实际值小得多，原因是∶　 　
22．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g。烧杯内的液体质量和初温也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择 　 　两图进行实验；燃料完全燃烧放出热量的多少是通过 　 　来反映的；
（2）比较不同物质吸热能力的特点：
①应选择 　 　两图进行实验；
②不同物质吸热的多少是通过 　 　来反映的；
③比较不同物质吸热能力关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是 　 　
A．采用相同的加热方法
B．烧杯中分别装入相同质量的同种液体
C．使用相同的烧杯
D．控制液体初温度相同
④如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体，采用相同燃料供热，吸热后它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，分析图像可知，液体 　 　的吸热能力更强，A、B两种液体的比热容之比为 　 　。
参考答案
1．B
2．D
3．C
4．D
5．C
6．D
7．D
8．B
9．D
10．D
11．1.68×106；48
12．热传递；9.2×106；40
13．3.15×109；3×104
14．做功；9.2×107
15．6.3×104；1.05×107；加热过程中，存在热损失
16．（1）解：由题意知轿车质量为
水平地面受到的压力大小等于小轿车重力
压强
答：该小轿车静止时对水平地面的压强为1.8×105Pa ；
（2）解：有用功
由 得
即
由 得
答：该小轿车在平直公路上匀速行驶100km消耗7kg汽油
17．（1）解：天然气完全燃烧放出的热量：Q放=Vq=1m3×3.2×107J/m3=3.2×107J；
（2）解：水吸收的热量：Q吸=cm(t t0)=4.2×103J/(kg ℃)×100kg×(50℃ 20℃)=1.26×107J，
（3）解：燃气灶的效率：η= = ≈39%.
18．（1）解：一罐氢气完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=6.2kg×1.4×108J/kg=8.68×108J；
答：一罐氢气完全燃烧放出的热量是8.68×108J
（2）解：该车的速度； v=108km/h=108× m/s=30m/s，
根据P= =Fv得，
该车以最大功率用最高速度匀速直线行驶时，所受阻力：
f=F牵= =2500N；
答：若该车以最大功率匀速行驶时，速度可达108km/h，此时该车所受的阻力是2500N
（3）解：该车以最大功率行驶1.5h所做有用功：
W有=Pt=75×103w×1.5×3600s=4.05×108J，
燃料效率：η= ×100%= ×100%≈46.7%。
答：在某次测试中发现，该车以最大功率行驶时，每消耗一罐氢气能行驶1.5h，则该车燃料的效率是46.7%。
19．（1）解：根据热量的计算公式可得，此过程中水吸收的热量为
答：水吸收的热量为7.56×105J
（2）解：酒精的质量为m=42g=4.2×10-2kg
根据放热的计算公式可得，酒精完全燃烧放出的热量为
答：酒精完全燃烧放出的热量为1.26×106J；
（3）解：根据热机效率的计算公式可得，酒精炉烧水的效率为
答：酒精炉的效率为60%。
20．（1）无则规运动
（2）压缩；机械能转化为内能
（3）3.6×107；1.5×103；37.5%
21．（1）右；6.2
（2）4.2×103J
（3）薯片燃烧放出的热量没有完全被水吸收
22．（1）甲、乙；温度计示数的变化
（2）甲、丙；加热时间的长短；B；B；1∶2