人教版物理九年级全一册14.2《热机的效率》精选同步习题（附解析）

中小学教育资源及组卷应用平台
14.2《热机的效率》精选同步习题
一、选择题
1.古语道：“人要实，火要虚”。此话的意思是说做人要脚踏实地，才能事业有成：可燃物要架空一些，才能燃烧更旺。“火要虚”的目的是（　　）
A.?增大可燃物物的热值???????????????????????????????????????????B.?降低可燃物的着火点
C.?能使可燃物完全燃烧???????????????????????????????????????????D.?提高了可燃物的利用率
2.下列关于热值的说法正确的是（???
）
A.?2kg煤的热值大于1kg煤的热值??????????????????????????B.?燃料热值越大，燃烧放出的热量越多
C.?热量燃烧不完全时热值变小????????????????????????????????D.?燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关
3.下列说法正确的是（??
）
A.?热机消耗的燃料越多，效率就越低
B.?热传递中温度总是从热的物体传给冷的物体
C.?同一物体，温度降低的越多，放出热量就越多
D.?人体内水的比例很高，有助于调节体温，以免温度变化太快对身体造成危害
4.关于热机的效率，下列说法正确的是（???
）
A.?一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
B.?热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多
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
5.为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施不能提高热机效率的是（??
）
A.?让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全
B.?在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损失
C.?尽量减少热机内部各部件间的摩擦
D.?尽量增加热机的工作时间
6.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%
7.当煤价上涨时，有些不法商贩将煤矿石破碎后掺在优质煤中高价出售，客户为了不上当，最恰当的方法是检测下列哪个物理量（??
）
A.?质量????????????????????????????????????B.?温度????????????????????????????????????C.?比热容????????????????????????????????????D.?热值
8.我国近期在南海底发现了一种俗称“可燃冰”的冰块状天然气水合物，能源总量可达全国石油总量的一半，燃烧1m3可燃冰释放出的能量与164m3天然气的相当。由上文可以判断“可燃冰”（??
）
A.?较高的内能?????????????B.?具有很高的化学能?????????????C.?具有较多的热量?????????????D.?具有较大的比热容
9.双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料.以下符合题意的是（?
）
A.?燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
B.?以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%
C.?在压縮冲程中，燃料混合物的温度升髙，内能增大
D.?汽油与天然气相比，燃烧时汽油对环境的污染较小
10.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
11.甲、乙两台汽油机，甲的功率是乙的2倍，甲的效率是30%，乙的效率是20%，那么甲、乙在相同时间内所消耗汽油质量之比为（
??）
A.?3：4????????????????????????????????????B.?2：3????????????????????????????????????C.?3：2????????????????????????????????????D.?4：3
12.某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×107J/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72km/h
②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.8×107J
③汽车发动机的效率是20%
④汽车牵引力做功的功率是30kW
A.?只有①和②???????????????????????B.?只有①和③???????????????????????C.?只有②和③???????????????????????D.?只有②和④
二、填空题
13.用天然气烧水，水烧开后，壶盖不断向上跳动，此过程中能量转化与四冲程汽油机的________冲程的能量转化相同；若天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收，在标准大气压下把5kg的水从20℃加热至沸腾，需完全燃烧________m3天然气。（c水=4.2×103J/（kg?℃），q天然气=4×107J/m3）
14.2017年5月18日，我国首次海域可燃冰（天然气水合物）试采成功，实现了历史性突破．可燃冰分布于深海沉积物或陆域永久冻土中，是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水．根据测算，1立方米可燃冰可以分解释放出160立方米以上的天然气．完全燃烧5立方米可燃冰产生的热量至少为________（天然气热值为3.2×107J/m3）．试写出可燃冰具备的两条优点________、________．
15.慧慧和家人在郊外野餐，用木炭烧水，锅内装有5kg水，把水从18℃加热至98℃，已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）.在这个过程中用掉500g的木炭，已知木炭的热值为3.36×107J/kg.在这个过程中水吸收的热量是________J，这些木炭放出的热量是________，烧水的效率是________。
16.某同学用图示装置测量酒精热值，他在烧杯中加入300g水，调好装置后，加热使水温升高50℃，水需要吸收的热量为________J?，他测得此过程中消耗了6g酒精，利用酒精燃烧放出的热量与水吸收的热量相等，算得酒精热值q=________J/kg?，他查表得到q酒精
=3.0×107J/kg?，发现两者偏差较大，你认为其中的原因可能是________（写出一条原因即可）．
三、实验探究题
17.如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择________两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择________两图进行实验；在实验中，三烧杯中a、b液体的质量必须________（相等/不同）。
（2）若在研究不同燃料热值实验时，记录数据如下表：
燃料
加热前液体温度[℃]
燃料燃尽时液体温度[℃]
燃料的热值[J/kg]
1
15
35
2.4×106
2
15
25
？
根据表中数据计算：完全燃烧10g燃料1放出的热量为________J，燃料2的热值是________J/kg。
（3）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏________（大/小），你认为出现这样情况的主要原因是：________。
18.某实验小组利用如图所示的实验装置粗略测量蜡烛的热值q，图中A为穿有小木棍的容器（内装有水），B为下部开了许多通气孔的罩子．
物理量
测量值
容器中水的质量m/g
150
容器中水的初温t1/℃
25
容器中水的末温t2/℃
40
燃烧前蜡烛的质量m1/g
20.6
燃烧后蜡烛的质量m2/g
20
（1）观察实验装置可知，实验小组同学是通过测量________间接测量蜡烛燃烧放出的热量．
（2）要完成本实验，除了图中的实验器材，还需要的测量工具是________和________．
（3）某次实验测得的数据如下表，则粗略测得这支蜡烛的热值q=________J/kg．
（4）本实验测出的热值会比真实值更________．
四、计算题
19.“运20”是我国自主研发的大型运输机，它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，若“运20”在高空中飞行时，在恒定的水平推力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，需要燃烧航空煤油4800kg，已知飞机发动机提供的机械功率是3.2×107W，航空煤油的热值为q=4.0×107J/kg。则在这1h内：
（1）航空煤油完全燃烧放出的热量是多少？
（2）该发动机的热机效率是多大？
20.百公里油耗指的是汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量，是汽车耗油量的一个衡量指标。由于多数车辆在90km/h接近经济车速，因此大多对外公布的理论油耗通常为90km/h的百公里匀速油耗。某品牌汽车行驶100km油耗为8L，汽车发动机的输出功率为25kW（已知汽油的密度为0.75×103kg/m3
，
热值为4.5×107J/kg）。试求：
（1）8L汽油完全燃烧放出的热量；
（2）行驶100km时间内发动机所做的功；
（3）该品牌汽车发动机的热机效率。
答案
1.A.
可燃物的热值一般不会改变，A不符合题意；B.
可燃物的着火点一般不会发生变化，B不符合题意；
CD.
可燃物架空一些，可使空气容易进入而增大可燃物与空气的接触面，使燃烧更完全，燃烧更旺，从而提高可燃物的利用率，但无法保证做到完全燃烧，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
燃料松散可以充分燃烧.
2.A．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃烧程度、质量无关，A不符合题意。
B．由Q=qm可知，燃料燃烧放出的热量与燃料的热值和质量有关，只有在相同质量并且完全燃烧的情况下，燃料热值越大放出的热量才越多，B不符合题意。
C．热值与燃料是否完全燃烧无关，C不符合题意；
D．燃料的热值是燃料本身的特性，不同的燃料热值一般不同，与其他因素无关，D符合题意。
故答案为：D。
燃料的热值是燃料本身的特性，不同的燃料热值一般不同，只与燃料的种类有关.
燃料燃烧放出的热量与燃料的热值和质量有关.
3.解：A、热机消耗的燃料多、燃烧放出的热量多，但用来做有用功的能量可能更多，即效率可能更高，所以据消耗燃料的多少是不能判断热机效率大小的，故A错误；
B、热传递中，热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体，传递的不是温度，故B错误；
C、由Q=cm△t可知，没有外界做功时，同一物体，温度降得越多，放出的热量就越多，故C错误；
D、生物体内水的比例很高，在外界环境温度升高时，生物体即使吸收较多的热量，由于水的比热容较大，体温不会升的过高；同理在在外界环境温度降低时，由于水的比热容较大，即使放出较多的热量，体温也不会过低，所以生物体内的水分有助于调节生物体自身的温度，以免温度变化太快对生物体造成损害．故D正确．
故选D．
（1）热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比．比值越大，则效率越高．（2）热传递过程中，传递的是热量；（3）根据Q=cm△t可知，质量、比热容一定时，放出热量与温度的关系；（4）相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多．
4.A．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，A符合题意。
B．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。B不符合题意。
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，C不符合题意。
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，D不符合题意。
故答案为：A。
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之比，叫热机的效率.热机的效率是热机性能的一个重要指标.
在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施.
5.解：热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．所以减少热量的损失可以提高热机的效率．所以使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率．故ABC正确；
增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率，故D错误．
故选D．
要解决此题，需要掌握热机的效率的概念．热机的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．比值越大，效率越高．
6.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．
燃料燃烧的内能减去机械自身消耗能量和废气带走能量的百分比，即为获得有用机械能的百分比，也就是该内燃机的热机效率．
7.热值是燃料的一种特性，是指1kg某种燃料完全燃烧放出的热量；
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，掺假后煤的热值降低，所以可以用热值来区分。而从比热容、质量、温度无法区分，D符合题意。
故答案为：D
热值的大小只取决于燃料的种类，与燃料的质量和是否完全燃烧均无关，掺假后煤的热值降低，所以可以用热值来区分.
8.可燃冰释放出的能量与燃烧164m3天然气释放的能量相当，由此可判断“可燃冰”具有很高的化学能；
故答案为：B.
燃料具有较大的热值，换句话说就是具有很高的化学能.
?
9.A、由Q放=mq可知，燃烧时放出的热量与燃料的热值和质量有关，A不符合题意；
B、以天然气为燃料时，仍有热散失、仍需克服摩擦做额外功，其机械效率不能达到100%，B不符合题意；
C、在压縮冲程中，对燃料混合物做功，使其温度升髙、内能增大，C符合题意；
D、使用天然气作燃料的目的是对环境污染少、成本低，D不符合题意.
故答案为：C.
燃料燃烧时放出的热量与燃料的热值和质量有关.
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之比，叫热机的效率.热机的效率是热机性能的一个重要指标.
10.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．
（1）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；（2）为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，温度计的示数变化相同时，通过比较加热时间比较吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系．本题考查了学生对热值概念、比热容概念、转换法和控制变量法的了解与掌握，分析时利用好控制变量法是解决本题的关键．
11.甲的功率是乙的2倍，在相同时间内，甲的功是乙做功的2倍，若乙做功为W，甲为2W，
根据热机效率，放出的总热量为
，
，
消耗的燃料比为：。
故答案为：D.
根据物体的功率和时间计算功的大小，根据有用功和效率计算消耗的燃料的比值。
12.①汽车的行驶速度v=
=72km/h
故①正确；
②消耗的燃油完全燃烧放出的热量Q放=mq=1.5kg×4.6×107J/kg=6.9×107J
故②错误；
③该汽车牵引力所做的功W=Fs=2000N×6.9×103m=1.38×107J
汽车发动机的效率η=
=20%
故③正确；
④该汽车牵引力所做功的功率P=
=40000W=40kW
故④错误。
故答案为：B。
已知物体的速度和运动的时间，利用速度公式求解路程；结合燃油的质量，利用热值公式求解燃料燃烧释放的热量；燃油释放的热量为总功，牵引力做的功为有用功，有用功除以总功即为机械效率。
13.用天然气烧水，水烧开后，壶盖不断向上跳动，此过程中水蒸气的内能转化壶盖的机械能；
四冲程汽油机的做功冲程也是将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，所以两者的能量转化过程相同；
在标准大气压下把5kg的水从20℃加热至沸腾即100℃，需要吸收的热量为：
；
若天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收，则天然气完全燃烧放出的热量为：
。
根据
，得需完全燃烧的天然气为：
。
故答案为：做功；0.084.
内燃机可分为汽油机和柴油机，它们一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气四个冲程.一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周.
利用Q吸=cm△t求水吸收的热量；利用η==50%求天然气完全燃烧放出的热量，再利用Q放=Vq求天然气的体积.
14.解：（1）1m3的“可燃冰”相当于的天然气的体积为：V=1×160m3=160m3
，
完全燃烧5立方米可燃冰产生热量：Q放=Vq=5m3×160×3.2×107J/m3=2.56×1010J；（2）可燃冰的热值约为5.12×109J，天然气的热值约为3.2×107J/m3
，
与传统燃料相比，可燃冰的优点是热值大、污染小．
故答案为：2.56×1010J；热值大；污染小．
（1）根据完全燃烧1m3的“可燃冰”释放的能量与160m3天然气相当可求得完全燃烧5m3的“可燃冰”所放出的热量；（2）可燃冰燃烧的生成物中有害气体少，污染小；热值大．
15.水吸收的热量：
?cm(t?t0)
1.68
J
木炭放出的热量：
mq
0.5kg
1.68
烧水的效率：
=
×100%
10
根据
?cm(t?t0)求出水吸收的热量；再根据
mq求出木炭放出的热量；再根据
=
求出烧水的效率.
16.（
1
）水的质量
m＝300g＝0.3kg
，水吸收的热量：Q
吸
＝cm
水
△t＝4.2×10
3
J/
（
kg?℃
）
×0.3kg×50℃＝6.3×10
4
J
；（
2
）酒精的质量
m
酒精
＝6g＝0.006kg
，由于酒精燃烧放出的热量与水吸收的热量相等，则
Q
放
＝Q
吸
＝6.3×10
4
J
；酒精热值
q
酒精
＝
1.05×10
7
J/kg
；（
3
）与酒精的实际热值
q
酒精
＝3.0×10
7
J/kg
小得多，原因是：加热过程中，存在热损失。
故答案为：6.3×104；1.05×107；加热过程中，存在热损失.
根据热量公式Q
吸
＝cm
水
△t可求出水吸收的热量；根据热平衡可知酒精完全燃烧放出的热量，再求出酒精的热值；不计热量损失，水吸收的热量和酒精燃烧放出的热量相等，实际有热量损失，它们不相等.
17.解：（1）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，应选择甲乙两图进行实验；
为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲丙两图进行实验；
在实验中，三烧杯中a、b液体的质量必须相等；（2）完全燃烧10g燃料1放出的热量：
Q放＝mq＝0.01kg×2.4×106J/kg＝2.4×104J；
燃烧燃料2和燃烧燃料1相比，液体升高的温度为1：2，液体吸收热量为1：2，即燃料完全燃烧放出热量1：2，所以热值为1：2，由此得出燃料2的热值是1.2×106J/kg；（3）由于燃料燃烧释放的热量不能全部被液体吸收，使得实验得到的燃料热值偏小。
故答案为：（1）甲乙；甲丙；相等（2）2.4×104；1.2×106（3）小；燃料燃烧释放的热量不能全部被液体吸收。
（1）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；为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系．
（2）实验中通过加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少．
18.解：（1）由实验装置可知，蜡烛燃烧给水加热，通过测量A容器中水升高的温度和水的质量可以间接测量蜡烛燃烧放出的热量；（2）要完成本实验，需要测量水的温度与水和蜡烛的质量，因此还需要温度计与天平；（3）这支蜡烛的热值q=
=
=
=
=1.575×107J/kg；（4）实验过程中蜡烛燃烧放出的热量没有全部被水吸收，因此实验测出的热值比真实值小．故答案为：（1）水吸收的热量；（2）温度计；天平；（3）1.575×107；（4）小．
（1）根据图示实验装置分析答题；（2）实验过程中需要测水的温度、水的质量、蜡烛的质量，据此选择实验器材；（3）蜡烛释放的热量等于水所吸收的热量，由热量公式与燃烧值公式可以求出蜡烛的燃烧值；（4）蜡烛燃烧释放的热量没有被水完全吸收，蜡烛可能没有完全燃烧，据此分析燃烧值的测量值与真实值间的关系．
19.（1）利用燃料的质量和燃料热值的乘积计算放出的热量；（2）利用功率和时间的乘积计算有用功，有用功和总热量的比值计算热机效率。
20.（1）利用密度公式求解燃料的质量，再利用热值公式求解燃料燃烧释放的热量；
（2）结合此时发动机的功率与行驶时间，利用公式W=Pt求解发动机做的功；
（3）（3）燃油释放的热量为总功，牵引力做的功为有用功，有用功除以总功即为机械效率。
21世纪教育网
www.21cnjy.com
精品试卷·第
2
页
（共
2
页）
HYPERLINK
"http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
"
21世纪教育网(www.21cnjy.com)