14.3热机的效率暑假预习练 人教版物理九年级上册

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14.3热机的效率
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．中国的“快舟”应急空间飞行器是由固体燃料运载火箭和快速反应卫星载荷组成的星箭一体化组合体，于2019年8月31日顺利升空．火箭所用的固体燃料具有（　　）
A．较大的热值 B．较高的熔点 C．较大的比热容 D．较大的密度
2．如图所示为某品牌内燃机工作过程中能量流向扇形图，则该热机的效率为( )
A．38%
B．30%
C．22%
D．8%
3．酒精的热值为 3×107J/kg、比热容为 2.4×103J/（kg·℃），以下说法正确的是
（　　）
A．质量越大，酒精的热值越大
B．质量越大，酒精的比热容越大
C．完全燃烧 1 kg 酒精可放出 3×107 J 的热量
D．1 kg 酒精温度升高 1 ℃需要放出 2.4×103 J 的热量
4．下列提高热机效率的方法中，不可行的是（ ）
A．减少各种热损失
B．加润滑油减少机器部件间的摩擦
C．充分利用废气的能量，如建热电站
D．采取少消耗总能量的方法
5．北京国际汽车展览会于4月21-25日在北京中国国际展览中心新、老展馆同时拉开大幕．某人为了测试汽车发动机的效率，开车以60km/h的平均速度行驶了120km，用去汽油25L，已知汽油的密度为0.7×103kg/m3，热值为4.6×107J/kg，发动机的功率为32.2kW，则该汽车发动机的效率为（ ）
A．28.8% B．36.5% C．23.6% D．38%
6．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实现的是（ ）
A．尽量减少因克服摩擦力而额外消耗的能量
B．尽量使燃料充分燃烧
C．想办法把燃料放出的热量全部用来做有用功
D．尽量减少各种热损失
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．下列关于热现象说法正确的是（　　）
A．内燃机的做功冲程是将机械能转化为内能
B．现代火箭用液态氢作燃料，是因为氢的比热容大
C．高压锅是利用增大锅内气压来降低液体沸点工作的
D．打气筒在打气时，筒壁发热主要是通过做功改变了内能
二、填空题
9．如图是神舟十一号飞船搭乘长征二号FY11运载火箭发射升空时的壮观情景．火箭喷气发动机，自带燃料和氧化剂，所带的燃料的热值很 （填“大”或“小”），燃烧时将燃料的 能转化为燃气的 能，再转化成火箭和飞船的 能，自带氧化剂是因为大气层外 ．
10．无烟煤的热值是3.4×107J/kg，其表示的意义是 ，如要获得1.7×108J的热量，需要完全燃烧 kg的无烟煤。
11．随州某学校物理小组设计实验，探究“酒精、煤油、汽油”的热值（如图）．甲、乙、丙装置完全相同，水的质量和初温及待测燃料的质量也相同．通过测量全部燃料充分燃烧后水的末温（均未达到沸点）t甲＜t乙＝t丙，可以粗略知道它们的热值q大小关系为： ．（填选项编号）
A．q甲＞q乙＞q丙
B．q甲＞q乙＝q丙
C．q甲＜q乙＝q丙．
12．端午节，妈妈在厨房蒸粽子，小明在客厅里就闻到了粽子的香味，这是 现象，说明了 ．蒸粽子是通过 方式增大粽子的内能．妈妈蒸粽子用了0.2m3的煤气，完全燃烧这些煤气放出的热量是 J．（煤气的热值为3.9×107J/m3）
三、实验题
13．小明同学学习了燃料的热值后，自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见下表：
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
（1）为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制的相同的量有： 、 相等。
（2）你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 。
（3）小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，利用此实验方法计算出的热值将比真实值 （选填“偏大”或“偏小”）。
四、计算题
14．一台汽油机工作时，排出的废气带走的能量占总能量的35%，汽缸向周围散热损失的能量占总能量的30%，克服机械运行的摩擦损失的能量占总能量的5%，其他能量损耗不计．求：
（1）这台汽油机的效率是多少？
（2）如果每分钟需做有用功3×103 J，这台汽油机每分钟至少需要消耗汽油多少克？（汽油的热值是4.6×107J/kg）
五、综合题
15．某市城区正在进行更换天然气工程，有人表示赞同，有人表示反对．小刚同学收集了如下两组有关数据：
请你决策： (选填“A”或“B”)．
A．继续使用煤气 B．更换使用天然气
简单说明你做出这样决策的理由： ．
《14.3热机的效率》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 A A C D A C B D
1．A
【详解】火箭发射时需要较多能量，所以要选用放出热量较多的燃料，完全燃烧相同质量的燃料时，燃料的热值越大，放出的热量越多。
故选A。
2．A
【详解】由图中信息可得燃料的化学能被有效利用38％，而热机效率为有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值，故该热机的效率为38％；，答案选A．
3．C
【详解】A．热值是燃料的一种属性，与质量无关，故A错误；
B．比热容是物质的一种属性，与质量无关，故B错误；
C．由热值的概念可知：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J；故C正确；
D．由比热容的概念可知1kg酒精温度升高1℃吸收的热量 2.4×103J，而不是放出热量，故D错误；
故选C。
4．D
【详解】A．提高热机效率的方法主要是减少各种热量损失，故A不符合题意；
B．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦，也就是减少摩擦损失，故B不符合题意；
C．充分利用废气的能量，如建热电站，使能量得到充分利用，减少损失的热量，故C不符合题意；
D．因热机效率是指热机中用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，故采取少消耗总能量的办法不能提高比值，故D符合题意。
故选D。
5．A
【详解】由得，汽车行驶时间
发动机对汽车做的功
汽油完全燃烧放出的热量
汽车发动机的效率
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
6．C
【详解】AD．尽量减少各种热损失、尽量减少因克服摩擦力而额外消耗的能量，用来做有用功的能量增多，可以提高热机的效率，故AD不符合题意；
B．尽量使燃料充分燃烧、可以使燃料释放出更多的热量，用来做有用功的能量增多，可以提高热机的效率，故B不符合题意；
C．目前，热机工作时，总存在热量损失，燃料放出的热量不可能全部用来做有用功，故C符合题意。
故选C。
7．B
【详解】A．热机的效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多，故A错误。
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高，多用在重型机器上，故B正确；
C．热机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，热机的效率越高说明有用功占的比值越大，功率表示做功的快慢，功率越高说明做功越快，效率和功率是两个不同的物理量，二者之间没有必然联系，故C错误；
D．根据内燃机的能量流向，热机损失的能量中，废气带走的能量较多，故D错误。
故选B。
8．D
【详解】A．内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能，故A错误；
B．现代火箭用液态氢作燃料，是因为氢的热值大，故B错误；
C．高压锅是利用增大锅内气压来升高液体沸点工作的，故C错误；
D．打气筒在打气时，筒壁发热主要是通过做功改变了内能，故D正确。
故选D。
9． 大 化学 内 机械 是真空
【详解】运载火箭采用燃料热值很大，燃烧时可以释放出更多的热量；火箭升空时的能量转化：燃料的化学能先转化为内能，然后燃气对火箭做功，又将内能转化为火箭的机械能．自带氧化剂是因为大气层外是真空．
点睛：（1）热值是燃料一种特性，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，放出的热量越多，在选择火箭燃料时要选择热值较大的燃料；（2）发射火箭时，燃料燃烧将化学能转化为内能，又将内能转化为火箭的机械能．
10． 1kg无烟煤完全燃烧放出的热量是3.4×107J 5
【详解】[1]无烟煤的热值是3.4×107J/Kg，表示的意义是每1kg的无烟煤完全燃烧放出的热量是3.4×107J。
[2]如要获得1.7×108J的热量，需要完全燃烧无烟煤是
11．C
【分析】燃料的热值大小不能直接测量，需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关，因此为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小．
【详解】由题意可知，在燃烧了质量相等的酒精、煤油和汽油，加热三个烧杯中质量相等的水时，甲杯水的温度升高的较低，即酒精燃烧产生的热量少，所以酒精的热值小，乙和丙两杯水升高的温度相同，且高于甲杯水升高的温度，说明煤油和汽油的热值相同，且大于酒精的热值；故C正确．
【点睛】此类实验问题，要结合控制变量法进行分析研究，通过观察温度的变化判断燃料热值的大小．
12． 扩散 分子在不停地做无规则运动 热传递 7.8×106
【详解】解：（1）因分子在永不停息的做无规则运动，所以可以闻到厨房弥漫着粽子的香味，属于扩散现象；
煤炉燃烧，将化学能转化为火的内能，粽子从火吸收热量、温度升高，蒸粽子是通过热传递方式增加内能的；
（2）完全燃烧0.2m3煤气放出的热量：
Q=Vq=0.2m3×3.9×107J/m3=7.8×106J．
故答案为扩散；分子在不停地做无规则运动；热传递；7.8×106．
【点评】本题考查了改变内能的方法（热传递）、分子的无规则运动和热量的计算，属于基础题目．
13． 水的质量 燃料的质量 煤油 偏小
【详解】（1）[1][2]还需要控制质量相同的水，因为不同质量的水其吸收热量的多少不同，故需要控制水的质量不同；还需要控制燃料的质量相同，因为不同燃料，质量不同，放出的热量不同，故需要控制质量相同。
（2）[3]质量相同的煤油和菜籽油，都燃烧完，煤油可以让水升高的温度多，说明煤油放出的热量多，质量相同，故煤油的热值大。
（3）[4]由于本题是利用燃料燃烧放出的热量等于水吸收的热量，计算出热值，由于存在热量损失，导致计算放出的热量偏小，故热值偏小。
14．（1）汽油机的效率为30%．（2）这台汽油机每分钟至少需要消耗汽油0.22g
【详解】（1）汽油机的效率：η=100%-35%-30%-5%=30%
（2）汽油机每分钟需做有用功W有=3×103J，
燃料完全燃烧放出的总能量，
汽油机每分钟至少需要消耗汽油．
15． B 更换原灶具浪费，还需要新投入
【详解】从经济的角度考虑，每户每月用煤气所需的费用6m3×9元/m3=54元，
每户每月用天然气所需的费用3m3×15元/m3=45元，
即使更换灶具增加一些费用，但从长远考虑还是使用天然气省钱，且从环保的角度看，天然气对环境的污染小．
故选B．
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