人教版九年级物理 14.2热机效率 训练题（有答案）

九年级物理《14.3热机效率》培优训练题（人教版附答案）

一、选择题
1、对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是 (　　 )
　　 A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比 B．燃料没燃烧时就没有热值
　?C．就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值，跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关
　　 D．容易燃烧的燃料热值一定大
2、如图所示为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为（　　）

A．η= ×100% B．η= ×100% C．η=×100% D．η= ×100%
3、如图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%
4、有经验的柴油机维修师，不用任何仪器，只是靠近柴油机排气管口观察和用鼻子闻一下，并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度，就能初步判断这台柴油机的节能效果．在同样负荷的情况下，关于柴油机的节能效果，下列判断正确的是（　　）
A．尾气的温度越高，柴油机越节能 B．尾气的温度越低，柴油机越节能
C．尾气的柴油味越浓，柴油机越节能 D．尾气的颜色越黑，柴油机越节能
5、对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是（　　）
A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比
B．燃料的热值跟燃料的质量成正比 C．容易燃烧的燃料热值一定大
D．就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值，跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关
6、甲乙两台柴油机，甲的效率低于乙的效率，意义是（　　）
A．甲的功率大于乙的功率 B．甲消耗的燃料多于乙消耗的燃料
C．乙将燃料燃烧放出的能变成有用功的那部分能的比例比甲大
D．工作相同时间甲消耗的燃料一定比乙少
7、如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同．燃料的质量相同，烧杯内的液体质量也相同．下列说法正确的是（　　）

A．比较不同液体的比热容，可以选择甲丙两图 B．比较不同液体的比热容，可以选择乙丙两图
C．比较不同燃料的热值，可以选择乙丙两图 D．比较不同燃料的热值，不可以选择甲乙两图
8、一台单缸四冲程汽油机，它的转速是800r/min，做功冲程中燃气推动活塞一次做功1500J，那么这台汽油机的功率为（　　）
A．10kW?????? B．15kW?????? C．20kW?????? D．1200kW
9、一般来说，柴油机的效率高于汽油机的效率，这表明( )
A.?柴油机做功多?????????? B.?柴油机做功快??????????
C.?柴油机消耗柴油少?????? D.?柴油机将内能转化为机械能的比例大
10、?(2015·宜昌)为节约能源，需提高热机的效率，下列措施不能提高效率的是()
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
11、质量为5kg的汽油，用去一半后剩下的汽油（　　）
A．密度、比热容、热值都变为原来的一半 B．密度不变、比热容、热值变为原来的一半
C．密度、比热容变为原来的一半，热值不变 D．密度、比热容、热值都不变
　
12、下列关于热机应用的说法中，正确的是 （?? ）
A热机改进后效率能达到100%???? B热机的应用促进了人类社会的巨大进步?????
C热机改良后，可以消除对环境的污染???? D热机都是使用汽油作燃料，造成污染??
13、下列说法正确的是（　　）
A．家庭装修用的木板黏结剂中的甲醛扩散在空气中造成环境污染，这说明甲醛分子在不停地做无规则运动
B．“炙手可热”说明做功可以改变物体的内能
C．四冲程内燃机在压缩冲程将内能转化为机械能
D．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%
14、近期煤价节节攀升，少数不法商贩将煤矸石破碎后掺在优质煤中高价销售，客户为了不上当，最恰当的方法是检测下列物理量中的
A．热值????? ?B．比热容?????? C．温度???? D．质量
15、下列有关热机效率、燃料热值、物体内能的说法中，正确的是
A．有用功占燃料完全燃烧放出热量的比例越大，热机的效率越高
B．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量就越多
C．物体的内能越大，温度越高 D．0℃以上的物体才有内能
16、柴油机燃烧相同的燃料，输出的机械能越多，表明柴油机越节能．是否节能，是衡量机器性能好坏的重要指标，关干柴油机尾气的温度跟柴油机性能之间的关系，你认为正确的是　　　　（　　）
A．尾气的温度越高，柴油机性能越好????? B．尾气的温度越低，柴油机性能越好
C．尾气的温度高低与柴油机性能好坏无关? D．以上说法都不正确
二、填空题
17、用煤气灶把2 kg、初温为30 ℃的水烧到80 ℃，消耗了20 g煤气，已知水的比热容4.2×103J/(kg·℃)，煤气的热值为4.2×107J/kg，煤气灶烧水的效率为________%。
18、用煤气灶把1kg、初温为20℃的水烧到70℃，消耗了10g煤气．已知水的比热容是4.2×103J/（kg?℃），煤气的热值为4.2×107J/kg，则水吸收的热量为　　J，煤气完全燃烧放出的热量为　　J，煤气灶烧水的效率为　　．
19、小明用燃气灶把质量为12kg初温为20℃的水加热到100℃，燃烧掉0.42m3的天然气，则燃烧的天然气放出的热量是　?? 　J，燃气灶的热效率是　?? 　．（天然气的热值是3.2×107J/m3）
20、菜油最适宜的烹饪温度在150℃至180℃之间。用天然气将质量为0.02kg的菜油从室温20℃加热到170℃，天然气燃烧释放出的热量有60%被菜油吸收。则菜油吸收了_______J热量，燃烧了______m-3的天然气。（取c菜油 = 2.0×103J·(kg·℃）-1，天然气的热值为4×107J/m3）
21、长征二号FT2运载火箭选用液态氢做燃料，主要是因为液态氢的???? 高；火箭外表涂有一层特殊物质，可利用该物质在发生物态变化时要??? 热，从而避免高速运行的火箭温度过高。
22、如图所示，小明在燃烧皿中放入10g酒精，点燃后对质量为200g的水加热，充分燃烧后，水温升高30℃，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，此过程中水吸收的热量为?????? J，水的内能????? （增大/减小），该实验计算得到的酒精热值明显偏小，其原因是?????? 。

23、水的比热容为4.2×103 J/（kg?℃），则500g水温度升高20℃吸收的热量是　　J；若这些热量由酒精完全燃烧获得，则至少要消耗　　g酒精．（酒精的热值为3.0×107 J/kg）
三、实验,探究题（每空？ 分，共？ 分）
24、某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的实验装置，记录结果见下表：
燃料 加热前的水温／℃ 燃料燃尽后的水温／℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
（1）在安装、调整实验器材时，合理的顺序是（甲图中）：应先调整、固定________的?位置（选填“A”或“B”）。
（2）为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套相同的装置，在实验中还应控制：?煤油和菜籽油的________及________相同。
（3）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的________。
（4）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两灯中燃料的质量，并根据记录的数据，利用公式Q吸＝cm（t－t0）计算出了水吸收的热量，然后再利用这个热量计算出煤油的热值，发现结果与课本中给出的煤油热值相比________（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。观察装置图，请你分析原因是：___________________________。

25、为比较酒精和汽油热值的大小，制定了以下实验方案：
（1）取质量相同的酒精和汽油作燃料，制成酒精灯和汽油灯．
（2）两灯同时点燃后分别给两杯质量和初温都相同的水加热（烧杯质量相同，如图乙所示）
（3）通过观察水温的变化，由此判断两种燃料热值的大小．
请根据上面的设计方案回答：
①如图中温度计的读数是__________．当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是80℃，而乙装置的读数是90℃．由此判断__________的热值比较大．
②实验中燃料燃烧放出的热量，通过__________方式使水的内能增大．
③根据Q吸=cm水（t﹣t0）计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出汽油的热值，发现结果与资料中给出的汽油热值相比__________（选填：“偏大”或“偏小”）了．结合装置图，分析原因：__________．

26、小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热已知．（注：燃料完全燃烧放热用Q放=mq计算，某燃料的热值用q表示；其质量用m表示）．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．他组装了图10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：煤油和菜籽油的 ?????相同及?????相同。
（2）分析得出：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，那么小明还需要补充的实验仪器是???。利用此实验方法计算出的热值将比真实值???（偏大/偏小）．说说你的看法。???????????
四、计算题
27、混合动力汽车具有节能、低排放等优点，成为汽车研究与开发领域的重点，某新型混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量．当需要高速行驶或蓄电池的电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电．车速与所受阻力的关系如图所示．在某次测试中，由内燃机提供能量，汽车以50Km/h的速度匀速行驶了0.5h，同时蓄电池的电能在增加了5.4×107J/kg，求：
（1）汽车牵引力做的功



若所用燃料的热值是4.5×107J/kg，测试过程中消耗8kg的燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少？



（3）内燃机工作时转化成电能的效率．

28、我国自主研制的某新型战斗机，具备超音速巡航、电磁隐身、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20000m，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系如表：
速度v（m/s） 100 200 300 400 500
阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 7.5×104
飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg．求：
飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少焦？



当飞机以300m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？



若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是2.6×103km，则飞机发动机的效率是多少？


29、某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤．水的比热容是4.2×103J/（kg?℃），无烟煤的热值是3.4×107J/kg．求：
（1）锅炉内的水吸收的热量是多少？




无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？




此锅炉的效率是多少？





五、综合题（每空？ 分，共？ 分）
30、汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，内燃机是汽车的主要动力机械．
（1）内燃机在压缩冲程中主要将_______能转化为内能．
（2）在______冲程中汽车获得动力，在这个过程中，燃料的化学能通过热机做功，一部分转化成为机械能，使汽车前进，还有一部分能量到哪儿去了？
（3）目前，张家界市完全处于使用汽车的状态，汽车数量已经突破30万辆，每辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均是30%，如果把内燃机的效率提高1%，全市每年可以节省多少燃油？




请简要说明提高内燃机效率的方法．




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。其原理是：在房间地而装饰层下铺设散热管道，通过管道内的热水散热提高室温。当供水温度为45℃时，单位面积的散热功率与地面装饰层材料、散热管材料的对应关系见下表：
(1)若该地暖系统的总水量为2×103 kg，将全部的水从5℃加热至45℃，水至少需要吸收多少热量?[c水=4.2×103J/ (kg·℃)]



(2)某家庭木地板的面积为80m2，散热管材料为聚丁烯(PB)，供水温度为45℃，则该供暖系统每小时的散热量为多少焦耳?



(3)“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外，你认为还与哪些因素有关?请至少写出两点。

32、小高家里原来用液化石油气烧水，每天用60℃的热水100kg。她参加“探究性学习”活动后，在老师和同学的帮助下，制造了一台简易的太阳能热水器。
（1）若用这台热水器每天可将100kg的水从20℃加热到60℃，这些水吸收的热量是多少？




若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收，她家改用太阳能热水器后平均每天可节约液化石油气多少kg？（液化石油气的热值是8.0×107J/kg）





（3）请你说出太阳能热水器的优点。（只要写出一条）



















参考答案一、选择题
1、C
2、C解：由能流图可知：燃料完全燃烧放出的热量为E，有用机械能即有用功为E2，所以内燃机的效率可表示为η=×100%=×100%．故选C．
3、B【解答】解：因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，
所以，由内燃机的能量流向图可得，内燃机的热机效率：η=1﹣25%﹣40%=35%．故选B．
4、B【解答】解：尾气的温度高，说明散失的热量多，柴油机的效率低，反之，柴油机的效率高，即节能．尾气的柴油味浓、颜色黑都说明柴油没有充分燃烧，浪费了燃料，这样柴油机的效率会低．故选B．
5、D【考点】燃料的热值．【解答】解：燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，A、B、C不符合题意，D正确．故选D．
6、C【解答】解：A、功率是表示物体做功快慢的物理量，与热机的效率是两个完全不同的概念，所以A错误；
B、虽然甲的效率比乙低，但不清楚两台柴油机做功多少的情况下，无法确定谁消耗的燃料多，故B错误；
C、甲柴油机的效率比乙柴油机的效率低，说明乙柴油机用来做有用功的能量占总能量的百分比大，故C正确；
D、相同时间内消耗燃料的多少与功率有关，与效率无关，故D错误．
故选C．
7、A【解答】解：AB、为了比较不同液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量和温度的变化相同，
通过比较加热时间，进而判断两种液体比热容的大小关系，应选择甲和丙两图进行实验，故A正确，B错误；
CD、为了比较不同燃料的热值要用不同的燃料，应加热同一种液体，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，应选择甲和乙两图进行实验，故CD错误． 故选：A．
8、A 9、D 10、D　 11、D 12、B
13、A【解答】解：A、家庭装修用的人造木板黏结剂中的甲醛扩散在空气中造成环境污染，这说明甲醛分子在不停地做无规则运动，故A正确；
B、“炙手可热”说明热传递可以改变物体的内能，故B错误；
C、内燃机在做功冲程将内能转化为机械能，在压缩冲程将机械能转化为内能，故C错误；
D、任何内燃机工作时，都有能量的损失，所以效率都会小于100%，故D错误；故选A．
14、A 15、A 16、B
二、填空题
17、40%
18、解：（1）水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（70℃﹣20℃）=2.1×105J；
（2）10g煤气完全燃烧放出的热量：Q放=mq=0.01kg×4.2×107J/kg=4.2×105J；
（3）煤气灶烧水的效率：
η=×100%= ×100%=50%．故答案为：2.1×105；4.2×105；50%．
19、1.344×107?? 30%
20、6×103，2.5×10-4
21、热值? 吸????????
22、2.52×104；增大；酒精没有完全燃烧或酒精燃烧放出的热量没有完全被水吸收
23、【考点】热量的计算；燃料的热值．
【解答】解：水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×0.5kg×20℃=4.2×104J；
由题知，Q放=Q吸=4.2×104J，由Q放=m酒精q可得，需要酒精的质量：
m酒精== =0.0014kg=1.4g．
答：4.2×104；1.4．
三、实验,探究题
24、（1）B （2）质量 水的初温 （3）煤油 （4）偏小 煤油燃烧放出的热量，并没有全部被水吸收，有热量损失
25、?????? 解：（3）①由图知，温度计的分度值是1℃，所以温度计的示数为56℃．
当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是80℃，而乙装置的读数是90℃．根据公式Q吸=cm△t得，汽油相同情况下汽油放出的热量较多．
根据公式Q放=mq得，q=，所以汽油的热值大于酒精的热值．
②热传递，是热从温度高的物体传到温度低的物体，或者从物体的高温部分传到低温部分的过程．所以燃料燃烧放出的热量是通过热传递的方式使水的内能增大的．
③由于热量的直接散失、烧杯未加盖等，所以汽油燃烧放出的热量大部分未被水吸收，所以根据Q吸=cm水（t﹣t0）计算出水吸收的热量偏小，从而根据公式q==计算出的汽油的热值偏小．
故答案为：①56.0℃（或56℃）；? 汽油；②热传递；③偏小；烧杯没有加盖，在进行热传递时，有部分内能直接散失了．
26、?(1）质量? 水的质量（2）煤油
（3）天平? 偏小 燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸
四、计算题
27、【解答】解：（1）由v=得汽车行驶的路程：s=vt=50km/h×0.5h=25km=2.5×104m，
由图象可知，汽车速度为50km/h时，所受阻力为4000N，
由于汽车匀速行驶，汽车的牵引力：F=f=4000N，
牵引力做功：W=Fs=4000N×2.5×104m=1×108J；
（2）燃料完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=8kg×4.5×107J/kg=3.6×108J；
（3）由题知，蓄电池增加的电能W电=5.4×107J，
内燃机工作时转化成电能的效率：
η==×100%=15%．
答：（1）汽车牵引力做的功为1×108J；
（2）放出的总热量是3.6×108J；
（3）内燃机工作时转化成电能的效率为15%．
28、【解答】解：（1）燃油完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=1×104kg×5×107J/kg=5×1011J；
（2）由表中数据可知，飞机以300m/s的速度巡航时，所受阻力f=2.7×104N，
牵引力F=f=2.7×104N，
则飞机发动机的输出功率为：P=Fv=2.7×104N×300m/s=8.1×106W=8100kW；
（3）由（1）可知Q放=5×1011J，
根据表格查出500m/s时的阻力f′=7.5×104N，
牵引力F′=f′=2.7×104N，
则有用功为：
W有=F′s=7.5×104N×2.6×106m=1.95×1011J，
所以飞机发动机的效率：
η==×100%=39%．
答：（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是5×1011J；
（2）当飞机以300m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是8100kW；
（3）飞机发动机的效率是39%．
【点评】此题主要考查了完全燃烧放热公式、功率公式、二力平衡条件、效率公式的应用，综合性较强，有一定难度．
29、已知：水的质量m1=200kg，初温t0=25℃，末温t=100℃，c=4.2×103J/（kg?℃），无烟煤的质量m2=6kg，无烟煤的热值是q=3.4×l07J/kg
求：（1）锅炉内的水吸收的热量Q吸=？；（2）无烟煤完全燃烧放出的热量Q放=？；（3）锅炉的效率η=？
解：（1）锅炉内的水吸收的热量：
Q吸=cm1（t﹣t0）=4.2×103J/（kg?℃）×200kg×（100℃﹣25℃）=6.3×107J；
（2）无烟煤完全燃烧放出的热量：
Q放=m2q=6kg×3.4×l07J/kg=2.04×l08J；
（3）锅炉的效率η=×100%=×100%≈30.9%．
答：（1）锅炉内的水吸收的热量为6.3×107J；
（2）无烟煤完全燃烧放出的热量为2.04×l08J；
（3）此锅炉的效率是30.9%．
五、综合题

30、（1）机械　（2）做功　废气、机器带走一部分能量，一部分转化为热机和周围环境的内能　（3）1.7×107　（4）提高燃烧效率（或使燃料充分燃烧）、也可以减少摩擦（或加润滑油）等．
31、（1）根据热量的计算公式，可直接计算得出，因为比热容、质量、温度变化量均是已知的；
（2）由表中的数据可知，木地板单位面积的散热功率为“90.0W/m2”，故每小时的散热量Q=PSt，代入数据计算即可；
（3）由表格发现，散热与装饰层材料有关还与装饰管材料有关；与供水的温度也有关系等。
32、(1) 1.68×107J ?
(2)0.3kg
?(3) 略（只要合理就给分）（1）分






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