14.2热机的效率—九年级物理人教版全一册课时优化作业（含解析）

14.2热机的效率—九年级物理人教版全一册课时优化作业
1.提高热机效率的有效途径是( )
A.采用优质燃料 B.减少热机的各种热损失，保证良好润滑
C.降低热机的功率 D.避免使用热机
2.2023年9月20日，以“碳达峰碳中和与能源革命”为主题的碳达峰碳中和国际论坛在海南国际会议展览中心盛大开幕。多场论坛结合绿色低碳发展等主题交流探讨。下列关于节能减排说法正确的是( )
A.经过科技攻关，发动机效率可达100%
B.发动机工作时，尾气中“汽油味”降低，说明汽油在汽缸中完全燃烧
C.使用热值更大的燃料一定能提高内燃机的热机效率
D.热机所用燃料的化学能转化成的机械能越多，该热机的效率越高
3.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，活塞对汽缸内的气体做功，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
4.关于热值和热机效率，下列说法正确的是( )
A.使热机做功越快，热机的效率越高 B.使燃料燃烧更充分，可以增大热值
C.使热机做功越多，热机的效率越高 D.燃料燃烧充分与否，热值不变
5.如图甲是热机的能量流向图。图乙显示的是甲、乙两热机的参数。甲、乙相比，甲的( )
A.有用机械能较大 B.损失能量较小
C.燃料的化学能较大 D.热机效率较低
6.关于热机，下列说法正确的是( )
A.在不久的将来热机的效率会达到100%
B.柴油机的顶部是火花塞，吸气冲程吸入的是空气
C.用水来降低热机的温度，主要是因为水的比热容较大
D.某单缸四冲程汽油机的转速为2400r/min，则每秒钟对外做功40次
7.下列有关热值、内能、比热容和热机效率的说法中，正确的是( )
A.燃料的热值越大，内燃机的热机效率越高
B.热机所用燃料的化学能转化的内能越多，效率越高
C.一杯酒精用了一半，其比热容和热值大小都不变
D.温度越高的物体，其内能一定越大
8.下列选项可能符合汽车等热机能量流向的是( )
A. B.
C. D.
9.热机的效率较低，为了提高热机的效率，你认为下列方法目前不可能的是( )
A.尽量使燃料充分燃烧
B.尽量减少各种热损失
C.尽量减少因克服摩擦力而额外消耗的能量
D.想办法把燃料放出的热量全部用来做有用功
10.做同样的有用功，甲、乙柴油机用时和消耗柴油对比如下，下列说法正确的是( )
柴油机 完成工作量 时间 消耗柴油
甲 相同 3h 5kg
乙 2h 6kg
A.甲的功率小；热机效率低 B.甲的有用功大；做功快
C.乙的总功大；热机效率低 D.消耗相同量的柴油；乙的有用功低
11.热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量_____，叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标。公式：________。
12.妈妈开车带小明去南湖公园游玩，到达南湖公园后，油箱里的汽油没有发生变化的是________（选填序号“①质量；②密度；③热值”）。完全燃烧10 kg汽油放出热量________J，若对外做功，则效率为________。（）
13.热机的效率是衡量汽车发动机性能的关键指标。2020年9月，我国潍柴集团发布全球首款热机的效率突破50%的商业化柴油机，这一成果的意义犹如人类历史上首次百米赛跑突破10s。立志成为汽车设计师的小明，也想设计改造发动机，使热机的效率达80%。考虑影响热机效率的因素，你认为小明可以在哪些方面改进创新？___________。假如小明的设想实现了，会给我们的生活带来哪些影响？___________。（写出一条即可）
14.某辆行驶的小轿车，其正常工作时的能量转化情况如图所示，若汽油机在工作中完全燃烧了2kg汽油，输出的动能为2.3×107J，则输出的内能和声能共计___________J；则小轿车正常工作时的效率为___________。（汽油热值为4.6×107J/kg）
15.如图所示，这是甲、乙两热机某次做功的参数。甲、乙相比，_________热机效率较低。（选填“甲”或“乙”）
答案以及解析
1.答案：B
解析：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。要提高热机的效率，就要想办法减少各种热量的损失。
A.采用优质的燃料，提高燃料的热值，并不能提高热机的效率，故A不符合题意；
B.减少热机的各种热损失，保证良好的润滑，减少摩擦，可以提高有效利用的能量与总能量之比，故B符合题意；
C.降低热机的功率，不能改变热机效率，故C不符合题意；
D.不使用热机，并不能提高热机的效率，故D不符合题意。
故选B。
2.答案：D
解析：发动机在工作时不可避免地要克服机械部件间的摩擦等做额外功，效率一定小于100%，故A错误；尾气中“汽油味”明显降低，说明汽油的燃烧效率较高，燃烧较完全，但是汽油不可能完全燃烧，故B错误；热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，与燃料的热值无关，所用燃料的化学能转化成的机械能越多，该热机的效率越高，故C错误，D正确。
3.答案：A
解析：根据图甲可知，两个气门关闭、活塞上行，为压缩冲程，活塞对汽缸内的气体做功，机械能转化为内能，气体的温度升高，故A正确；热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，由图可知，输出有用机械能所占比例为，即该汽油机的效率为28%，故B错误；热值是燃料本身的一种特性，只与燃料种类有关，和燃料的质量、放出热量的多少、燃烧是否充分、温度高低无关，故C、D错误。
4.答案：D
解析：A.热机做功越快，功率越大，功率的大小与热机的效率无关，故A错误；
B.热值是燃料的特性，与燃料燃烧情况无关，故B错误；
C.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，效率与做功的多少无关，故C错误；
D.热值是燃料的特性，与燃烧状况无关，故D正确。
故选D。
5.答案：B
解析：A.如图所示，甲的有用机械能为2000J，乙的有用机械能为4000J，所以甲的有用机械能小，故A不符合题意；
B.如图所示，甲损失能量为500J，乙损失能量为5000J，所以甲损失能量小，故B符合题意；
C.如图所示，甲燃料的化学能为
乙燃料的化学能为
所以甲燃料的化学能较小，故C不符合题意；
D.根据题意，甲热机效率为
乙热机效率为
所以甲的热机效率较高。故D不符合题意。
故选B。
6.答案：C
解析：A.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A错误；
B.柴油机顶部为喷油嘴，吸气冲程吸入的只是空气，故B错误；
C.用水来降低热机的温度，是因为水的比热容大，与其他物质相比在升高相同的温度时可以吸收更多的热量，冷却效果好，故C正确；
D.四冲程汽油机转速为
一个循环转两转，对外做功一次，则每秒钟对外做功20次，故D错误。
故选C。
7.答案：C
解析：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错误；
B.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，热机所用燃料的化学能转化的内能越多，内能多，转化的机械能不一定多，效率不一定高，故B错误；
C.一杯酒精用了一半，质量和体积减小了，比热容和热值大小与质量、体积无关，故比热容和热值都不变，故C正确；
D.物体的内能与物体的质量和温度都有关系，温度高，内能不一定大，故D错误。
故选C。
8.答案：D
解析：热机燃烧燃料放出的能量，有部分转化为提供热机动力的机械能，还有相当部分能量散失了。而汽油机的效率一般为20%~30%，则机械能约为
散失的内能
故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
9.答案：D
解析：在现有条件下，热机工作过程中燃料不可能完全燃烧，机械摩擦和散热要消耗能量、废气带走较大部分能量，所以燃料燃烧释放出的热量不可能全部做有用功。而A、B、C中方法均有可能提高热机的效率。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
10.答案：C
解析：由可得，甲、乙两台柴油机完成工作量相同，甲所用的时间大于乙所用的时间，所以
甲、乙两台热机消耗的总能量分别为
由于
所以消耗总能量
利用能量的利用效率的计算公式可知，在有用功相同的情况下，消耗的总能量越少，效率就越高，所以乙柴油机的效率低，故ABD错误；故C正确。
故选C。
11.答案：之比；
解析：热机的效率是用来表是热机性能好坏的物理量，效率越高，热机的性能越好；热机的效率是做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比；公式表示为
12.答案：②③；；35%
解析：汽油机工作一段时间后，油箱里汽油的多少发生了变化，所以汽油的质量变小了，但是汽油这种物质的种类没有发生变化，所以汽油的密度和热值都没有发生变化，故选②③；完全燃烧10 kg汽油放出的热量：；汽油机的效率为。
13.答案：改良发动机结构；节能（环保）
解析：为了提高热机效率，可以改良发动机结构，减少能量损失，提高内能转化为机械能的效率。
假如小明的设想实现了，热机效率的提高可以减少燃油的消耗，可以节能和保护环境。
14.答案：；25%
解析：汽油完全燃烧放出的热量为
所以输出的内能和声能为
小轿车正常工作时的效率为
15.答案：乙
解析：甲热机效率为
乙热机效率为
则乙热机效率较低。