14.2 热机的效率 同步练 （含答案）2024-2025学年物理人教版九年级全一册

14.2 热机的效率（1）
　全世界的能源用于交通运输,包括每年生产的石油在内,可见节约交通运输消耗的能源尤其重要。在节约能源的措施中,提高能源的利用效率是重要一环,那么,你知道提高能源利用效率可以从哪些方面进行吗
【基础堂清】
1.计算一定质量的固(液)体燃料完全燃烧放出热量的公式是　　　　,其中q的单位为　　　　;一定体积的气体燃料完全燃烧放出的热量公式是　　　　,热量的单位是　　　　。
2.　2024年4月25日,长征二号F遥十八运载火箭成功将神舟十八号载人飞船送上太空。运载火箭燃料推进剂选择　　　　(选填“密度”“热值”或“比热容”)大的燃料。
3.汽车的散热器通常用水作冷却剂,是因为水的　　　　大;燃气汽车主要以天然气为燃料,完全燃烧0.6 m3的天然气可以放出　　　　J的热量。(q天然气=3.9×107 J/m3)
4.　随着人们生活水平的提高,越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖。某房间一段时间内循环流动的水质量为800 kg,供水温度为58 ℃,出水温度为48 ℃,这段时间里水放出　　
　　J热量;用天然气蒸汽锅炉供热,若该水暖的热效率为80%,则至少需要燃烧　　　　m3的天然气。[c水=4.2×103 J/(kg· ℃),q天然气=7×107 J/m3]
5.　如图甲所示,这是内燃机中燃料燃烧释放的能量走向图,根据箭头的大小,我们可以大概看出能量的分配情况。
变式①　汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,图乙是某汽车发动机的能量流向图,根据图中给出的信息,该机车发动机的效率为　　　　%。
变式②　燃料燃烧更充分时,燃料的热值　　　　(选填“越大”“越小”或“不变”);已知汽油的热值是4.6×107 J/kg,图乙中汽车消耗10 kg汽油做的有用功为　　　　J(假设汽油完全燃烧)。
6.现有0.028 kg酒精,完全燃烧释放的热量为　　　　J,若这些热量完全被水吸收,可以使10 kg的水温度从20 ℃升高到　　　　℃。[q酒精=3×107 J/kg,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
【素养日清】
7.(中考真题)在标准大气压下,使用煤气灶将2 kg的水从20 ℃加热到100 ℃,水吸收的热量是　　
　　J,若不计热量损失,此过程需要完全燃烧　　　　kg的煤气,这是通过　　　　的方式增加了水的内能。[水的比热容c水=4.2×103 J/(kg· ℃),煤气的热值q煤气=4.2×107 J/kg]
8.为节约能源、保护环境,现把乡村大量农作物秸秆做成秸秆煤。若秸秆煤燃烧释放出的热量有40%被水吸收,则把50 kg、20 ℃的水升高到60 ℃需要吸收　　　　J热量,需完全燃烧秸秆煤　　　　kg。[秸秆煤的热值为2.4×107 J/kg,水的比热容为4.2×103 J/(kg· ℃)]
9.　煤油的比热容为2.1×103 J/(kg·℃)、热值为4.6×107 J/kg,下列说法正确的是 （ ）
A.质量越大,煤油的比热容越大
B.质量越大,煤油的热值越大
C.1 kg煤油温度升高1 ℃需要吸收4.6×107 J的热量
D.完全燃烧1 kg煤油可放出4.6×107 J的热量
10.下列关于热值和热机效率的描述,正确的是 （ ）
A.一瓶酒精用去一半,酒精的热值减小一半
B.使燃料充分燃烧,可以增大燃料的热值
C.热机效率越高,它将内能转化为机械能的比例越大
D.以天然气为燃料,汽车发动机的效率可以达到100%
11.　某物理小组的同学在社会实践活动中,通过实际调查和网上查询,绘制了一辆某种型号汽车在额定功率下行驶时单位时间的能量流向图,请你参与讨论有关问题。
(1)根据图中的能量流向,该轿车行驶时的能量损耗有:　　　　(答出一条即可)。
(2)若将机器转化有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”,由图中提供的数据可得,该轿车的能量转化效率为　　　　。(精确至0.1%)
(3)汽油机是汽车的“心脏”,一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是1800 r/min,此汽油机每分钟完成　　　　个做功冲程,活塞往复运动　　　　次。
(4)当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时发动机的效率将　　　　(选填“升高”“不变”或“降低”)。
(5)对减少汽车行驶中的能量损耗,就你所知,给出一条建议:　　　　。
12.新站区目前在建多条高架快速路,以打通合肥南北界限来拉动区域发展。一货车以25 m/s的速度在平直的文忠路高架上匀速行驶了6 km,受到的阻力为1200 N,燃烧了0.6 kg汽油。(汽油的热值q=4.6×107 J/kg)求:
(1)牵引力做的功;
(2)这些汽油完全燃烧放出的热量;
(3)发动机的效率。
【参考答案】
1.Q=qm　J/kg　Q=qV　J
2.热值
3.比热容　2.34×107
4.3.36×107　0.6
5.30　不变　1.38×108
6.8.4×105　40
解析:完全燃烧0.028 kg酒精放出的热量Q放=q酒精m酒精=3×107 J/kg×0.028 kg=8.4×105 J;热量完全被水吸收,则Q吸=cmΔt=Q放,所以水的温度升高值Δt===20 ℃,可以使水的温度升高到20 ℃+20 ℃=40 ℃。
7.6.72×105　0.016　热传递
8.8.4×106　0.875
9.D　10.C
11.(1)摩擦损耗
(2)12.7%
(3)900　900
(4)降低
(5)给机器加润滑油,减少有害摩擦
12.解:(1)已知汽车匀速行驶时受到的阻力f=1200 N,
由二力平衡条件可知汽车的牵引力F=f=1200 N,
则牵引力做的功:
W=Fs=1200 N×6×103 m=7.2×106 J
(2)这些汽油完全燃烧放出的热量:
Q放=qm=4.6×107 J/kg×0.6 kg=2.76×107 J
(3)发动机的效率:
η=×100%=×100%≈26.1%。