班级：九年级（ ）班 姓名：
14.2热机的效率（巩固练习）教师版
一、单选题
1．2023年5月30日，长征二号F遥十六运载火箭搭载神舟十六号载人飞船成功发射（如图）。火箭使用一种叫做偏二甲肼的液体燃料，是因为该燃料具有较大的（ A ）
A．热值 B．比热容 C．密度 D．体积
解析：火箭升空过程中，是将燃料燃烧产生的内能转化为机械能；在运载能力有限的情况下，要求燃料的热值越大越好，这样它在燃烧时就会给火箭提供更多的能量，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
2．汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（ A ）
A．甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高
B．由乙图可知该汽油机的效率是30%
C．汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值
D．为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值
解析：A．如图甲所示，进气孔和排气孔都关闭，活塞向上运动，压缩气体，对气体做功，气体温度升高，这是汽油机的压缩冲程，故A正确；
B．由乙图可知该汽油机的效率为
η=100%-6%-30%-36%=28%
故B错误；
CD．热值是燃料完全燃烧时的放出的热量和质量之比，燃料的热值只与燃料的种类和状态有关，与燃料是否完全燃烧无关，燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的利用率，不会降低燃料的热值；为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的利用率，不能提高燃料的热值，故CD错误。
故选A。
二、填空题
3．为实现减排目标，乌市周边已建成多个风力发电站。若某小型风力发电机每小时可发电5kW·h，合 1.8×107 J，这些电能相当于完全燃烧 0.6 kg焦炭放出的热量（已知焦炭的热值为3.0×107J/kg）。
解析：[1]某小型风力发电机每小时可发电
W=5kW·h=5×3.6×106J=1.8×107J
[2]由题意知，焦炭完全燃烧放出的热量
Q=W=1.8×107J
由得，需要完全燃烧焦炭的质量
4．汽油机是将 内 能转化为机械能的装置。汽油机的效率很低，主要原因是 废气 带走了大量的能量。
解析：[1]汽油机是燃烧汽油形成高温高压燃气，气体膨胀推动活塞做功，是将内能转化为机械能的装置。
[2] 汽油机的效率很低，主要原因是排出的废气里面带走了大量的能量，这些能量散失在空气中没有得到利用。
5．中国是首个掌握可燃冰开采技术的国家，可燃冰完全燃烧可释放热量，说明可燃冰的 热值 大，若这些热量被水完全吸收，可使 1000 kg的水温度升高10℃[]。
解析：[1]可燃冰完全燃烧可释放热量，即很少的可燃冰放出大量的热量，说明可燃冰的热值大。
[2]根据题意可知，水吸收的热量为，由可知，水的质量为
6．艾灸时中华医学的瑰宝，利用艾条燃烧产生的热量刺激人体穴位，能够达到防病治病的目的。若一根质量为0.05千克的艾条，完全燃烧能放出1.4×106J的热量，则该艾条的热值为 2.8×107 J/kg。
解析：质量为0.05千克的艾条，完全燃烧能放出1.4×106J的热量，则艾条的热值
三、作图题
7．酒精的热值q为3.0×107J/kg。请在图中坐标画出酒精的热值q与其质量m的关系图像。
解析：热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，因此燃料的质量增加时，不改变燃料的热值，则酒精的热值q与其质量m的关系图像，如下图所示：
四、简答题
8．人类发明和使用热机已有几百年的历史，而实现登月计划不过几十年。人类第一个登上月球的车并不是热机作动力机驱动的，而是用电驱动的，用热机驱动为什么不行？
答：热机的原理是内能转化为机械能，内能是燃料燃烧产生的，燃料燃烧需要氧气，而月球上没氧气。
五、计算题
9．国家提倡节能减排，各地都在积极进行“煤改气”工程。某同学计算家中天然气灶烧水的效率时，将20℃、2kg的水倒入烧水壶中。在一个标准大气压下，把水刚加热到100℃时，测出消耗了的天然气。已知水的比热容为，天然气的热值为。请你计算将这些水烧开时：
（1）水吸收的热量；
（2）燃烧的天然气放出的热量；
（3）天然气灶的效率。
解：（1）由题意可知水吸收的热量为
（2）燃烧的天然气放出的热量为
（3）天然气灶的效率为
答：（1）水吸收的热量为；
（2）燃烧的天然气放出的热量为；
（3）天然气灶的效率为35%。
六、综合题
10．汽车慢慢进入每一个家庭，小明家的汽车尾部上标有“2.0 T”的字样，其中“T”就是“涡轮增压”，是利用高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转，来带动同轴的“进气涡轮”也高速旋转，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压，使汽油燃烧更充分，燃气压强更大，同时也减少了废气中的有害物质，达到提高发动机效率和减少废气污染的目的。小明发现，他家汽车说明书上标的最低油耗为：50g汽油可以提供1.15×106J的有用功的能量，已知汽油的热值为4.6×107 J/kg。
（1）汽车发动机用水进行冷却，是因为 水的比热容大 ；加入同型号的汽油，汽车采用涡轮增压后，汽油的热值将 一样大 （选填“更大”、“一样大”或“更小”）；
（2）若50g的汽油完全燃烧时放出的热量全部被水吸收可使23kg，初温为50℃冷却水温度升高多少℃？（结果保留一位小数）( 23.8 )
（3）该汽车发动机的效率最高可达多少？( 50% )
解析：（1）[1]水的比热容比较大，与质量相等的其它物质相比，升高相同的温度，水吸收的热量较多，所以汽车发动机用水进行冷却。
[2]热值是燃料的一种属性，与燃料的种类有关，因此加入同型号的汽油，汽车采用涡轮增压后，汽油的热值不变。
（2）[3]50g的汽油完全燃烧放出的热量为
Q放=mq=50×10-3kg×4.6×107J/kg=2.3×106J
由题可知水吸收的热量为
Q吸=Q放=2.3×106J
水升高的温度为
（3）[4]该汽车发动机的效率为
七、附加题
11．如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相同。燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt表示（水未沸腾）（ D ）
A．若m相同，Δt越小，燃料的热值越大
B．若Δt相同，m越大，燃料的热值越大
C．若m与Δt的比值越大，燃料的热值越大
D．若m与Δt的比值越小，燃料的热值越大
【答案】D
解析：燃料的热值大小不能直接测量，需要通过水吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而水吸收热量的多少跟水的质量和升高的温度有关，不考虑热量损失，液体吸收的热量Q吸=Q放，根据题意可知，液体吸收的热量Q吸=c水m水Δt，燃料完全燃烧放出的热量Q放=mq，则
c水m水Δt=mq
解得
①
A．若m相同，Δt越小，由①可知，燃料的热值越小，故A不符合题意；
B．若Δt相同，m越大，由①可知，燃料的热值越小，故B不符合题意；
C．若m与Δt的比值越大，即Δt与m的比值越小，由①可知，燃料的热值越小，故C不符合题意；
D．若m与Δt的比值越小，即Δt与m的比值越大，由①可知，燃料的热值越大，故D符合题意。
故选D。班级：九年级（ ）班 姓名：
14.2热机的效率（巩固练习）
一、单选题
1．2023年5月30日，长征二号F遥十六运载火箭搭载神舟十六号载人飞船成功发射（如图）。火箭使用一种叫做偏二甲肼的液体燃料，是因为该燃料具有较大的（ ）
A．热值 B．比热容 C．密度 D．体积
2．汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（ ）
A．甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高
B．由乙图可知该汽油机的效率是30%
C．汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值
D．为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值
二、填空题
3．为实现减排目标，乌市周边已建成多个风力发电站。若某小型风力发电机每小时可发电5kW·h，合 J，这些电能相当于完全燃烧 kg焦炭放出的热量（已知焦炭的热值为3.0×107J/kg）。
4．汽油机是将 能转化为机械能的装置。汽油机的效率很低，主要原因是 带走了大量的能量。
5．中国是首个掌握可燃冰开采技术的国家，可燃冰完全燃烧可释放热量，说明可燃冰
的 大，若这些热量被水完全吸收，可使 kg的水温度升高10℃[]。
6．艾灸时中华医学的瑰宝，利用艾条燃烧产生的热量刺激人体穴位，能够达到防病治病的目的。若一根质量为0.05千克的艾条，完全燃烧能放出1.4×106J的热量，则该艾条的热值为 J/kg。
三、作图题
7．酒精的热值q为3.0×107J/kg。请在图中坐标画出酒精的热值q与其质量m的关系图像。
四、简答题
8．人类发明和使用热机已有几百年的历史，而实现登月计划不过几十年。人类第一个登上月球的车并不是热机作动力机驱动的，而是用电驱动的，用热机驱动为什么不行？
五、计算题
9．国家提倡节能减排，各地都在积极进行“煤改气”工程。某同学计算家中天然气灶烧水的效率时，将20℃、2kg的水倒入烧水壶中。在一个标准大气压下，把水刚加热到100℃时，测出消耗了的天然气。已知水的比热容为，天然气的热值为。请你计算将这些水烧开时：
（1）水吸收的热量；
（2）燃烧的天然气放出的热量；
（3）天然气灶的效率。
六、综合题
10．汽车慢慢进入每一个家庭，小明家的汽车尾部上标有“2.0 T”的字样，其中“T”就是“涡轮增压”，是利用高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转，来带动同轴的“进气涡轮”也高速旋转，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压，使汽油燃烧更充分，燃气压强更大，同时也减少了废气中的有害物质，达到提高发动机效率和减少废气污染的目的。小明发现，他家汽车说明书上标的最低油耗为：50g汽油可以提供1.15×106J的有用功的能量，已知汽油的热值为4.6×107 J/kg。
（1）汽车发动机用水进行冷却，是因为 ；加入同型号的汽油，汽车采用涡轮增压后，汽油的热值将 （选填“更大”、“一样大”或“更小”）；
（2）若50g的汽油完全燃烧时放出的热量全部被水吸收可使23kg，初温为50℃冷却水温度升高多少℃？（结果保留一位小数）( )
（3）该汽车发动机的效率最高可达多少？( )
七、附加题
11．如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相同。燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt表示（水未沸腾）（ ）
A．若m相同，Δt越小，燃料的热值越大
B．若Δt相同，m越大，燃料的热值越大
C．若m与Δt的比值越大，燃料的热值越大
D．若m与Δt的比值越小，燃料的热值越大
