2023-2024学年物理人教版九年级全一册 课时作业 14.2 热机的效率（含答案）

14.2　热机的效率
课标要求 从能量转化和转移的角度认识效率
作业用时 建议用时:20 min,实际用时　　　　min
答错题题序
【基础作业】
知识点一 燃料的热值
1.火箭发射时用液态氢作燃料,因为液态氢的 (选填“热值”或“比热容”) 大,燃烧过程将燃料的 能转化为内能。
2.如图所示,用酒精灯给试管里的水加热,塞子受到水蒸气的压力而冲出去,水蒸气的内能转化为塞子的 ;若完全燃烧10 g的酒精,则能释放出 J的热量。(酒精的热值为3.0×107 J/kg)
3.煤炭是一种重要能源。为判断煤炭品质的优劣,最科学的方法是检验煤炭的 ( )
A.比热容　　　　B.密度
C.热值 D.温度
4.下列关于热值的说法正确的是 ( )
A.燃料燃烧不完全时热值变小
B.燃料的质量越大,热值越大
C.燃料热值越大,燃烧放出的热量越多
D.燃料的热值是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关
5.酒精的热值为3.0×107 J/kg,它表示的物理意义是 ( )
A.1 kg酒精具有3.0×107 J的热量
B.1 kg酒精具有3.0×107 J的内能
C.1 kg酒精完全燃烧对外做功3.0×107 J
D.1 kg酒精完全燃烧放出热量3.0×107 J
知识点二 热机的效率
6.如图所示,将活塞迅速下压,玻璃筒底的棉花被点燃。此过程是通过 的方式增加了筒内空气的内能,能量转化方式与汽油机的 冲程相同。某汽油机在一次工作中消耗了2 kg汽油,对外做功为2.3×107 J,则汽油机的效率是 。(汽油热值为4.6×107 J/kg)
7.关于热机的效率,下列说法正确的是 ( )
A.在做功同样多的情况下,热机的效率越高消耗的燃料越多
B.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
C.热机的效率越高说明做功越快
D.热机损失的能量中,废气带走的能量较少,主要是由于机械摩擦损失的
8.如图,这是某内燃机工作时的能量流向图,该内燃机的热机效率是 ( )
A.25% B.35%
C.40% D.75%
9.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
10.嘉欣同学家新买了一台天然气灶,商家自称为高效燃气灶。到底效率有多高,嘉欣同学做了如下测定:用该灶将2 kg的水从20 ℃加热到沸腾(标准大气压下),从天然气表中查出用去了大约0.028 m3天然气。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值为4.0×107 J/m3。求:
(1)水吸收的热量;
(2)0.028 m3天然气完全燃烧放出的热量;
(3)该天然气灶烧水的效率。
【素养作业】
11.汽油机是热机的一种,如图所示,这是汽油机的工作状态示意图,由图可看出此时它处于
冲程。若该汽油机的效率为30%,消耗100 g汽油,对外做功 J。(q汽油=4.6×107 J/kg)
12.已知汽车发动机的输出功率为75 kW。若该汽车行驶1 h消耗柴油16 kg,则该汽车发动机的效率η= (q柴油=4.3×107 J/kg,精确到0.1%);若用P输出表示发动机的输出功率,m0表示单位时间内消耗燃料的质量,q表示燃料的热值,则η= 。
13.某中学为学生供应开水,用天然气作为燃料,已知天然气的热值是3×107 J/m3,它表示 。现完全燃烧了4.2 m3的天然气,放出的热量 J,设该热量有50%被水吸收,能将 kg的水从25 ℃加热到100 ℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
14.某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9 km,用时5 min 45 s,消耗燃油1.5 kg,已知汽车的牵引力是2000 N,燃油的热值为4.6×107 J/kg,假设燃油完全燃烧。通过计算可知,下列结果正确的是 ( )
①汽车行驶速度是20 km/h
②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107 J
③汽车牵引力做功的功率是30 kW
④汽车发动机的效率是20%
A.只有①和② B.只有②和③
C.只有①和④ D.只有②和④
15.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 端调节;调节天平平衡后,测量质量时,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0.2 kg的水温度升高了5 ℃,则水吸收的热量Q吸= J。[c水=4.2×103 J/(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: 。
16.一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动,其v-t图像如图所示,在第10 s时速度达到20 m/s,通过的路程为120 m。
(1)设汽车在行驶过程中所受阻力不变,大小为f=4000 N,那么在0~10 s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少
(2)若发动机的转化效率为80%,则需要燃烧多少千克汽油才能使发动机做这么多功 (已知汽油的热值为5×107 J/kg)
参考答案
基础作业
1.热值　化学
2.机械能　3.0×105
3.C　4.D　5.D
6.做功　压缩　25%
7.B　8.B　9.D
10.(1)标准大气压下水的沸点为100 ℃,即水的末温为100 ℃,
水吸收的热量:Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃-20 ℃)=6.72×105 J
(2)天然气完全燃烧放出的热量:Q放=Vq=0.028 m3×4.0×107 J/m3=1.12×106 J
(3)天然气灶烧水的效率:η=×100%=×100%=60%
素养作业
11.做功　1.38×106
12.39.2%　×100%
13.1 m3的天然气完全燃烧所放出的热量是3×107 J　1.26×108　200
14.D
15.(1)右　6.2
(2)4.2×103
(3)薯片燃烧放出的热量不能完全被水吸收
16.(1)由图可知,10 s后汽车做匀速直线运动,速度v=20 m/s
根据二力平衡条件可得,牵引力F=f=4000 N
则汽车的功率:P===Fv=4000 N×20 m/s=8×104 W
在0~10 s内汽车发动机产生的牵引力所做的功:W=Pt=8×104 W×10 s=8×105 J
(2)由η=×100%可得Q===1×106 J
由Q=mq可得需要燃烧汽油的质量:m===0.02 kg
2