教科版九年级物理上 第二章　3.热机效率(同步练习）word版含解析

[第二章　3.热机效率]
一、选择题
1.关于热机的效率,下列说法中正确的是
(　　)
A.热机做的有用功越多,效率一定越高
B.热机消耗的燃料越少,效率一定越高
C.热机做一定的有用功,消耗的燃料越少,效率一定越高
D.热机做功越快,效率一定越高
2.一台柴油机中有一定质量的柴油,完全燃烧时放出7.5×108
J的热量,但要损失4.5×108
J的能量,可知该柴油机的效率是
(　　)
A.30%
B.40%
C.48%
D.60%
3.为了节约能源,需要提高热机的效率,下列措施中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
二、填空题
4.一台汽油机的热机效率为25%,表示的意义是热机用来做_________的那部分能量,在燃料完全燃烧放出的能量中占_________。?
5.某柴油机燃烧2.4
kg柴油时,对外做的有用功为2.8×107
J,该柴油机的效率为_________(精确到1%)。柴油机在吸气冲程吸入的物质是_________。(柴油的热值为3.3×107
J/kg)?
6.某汽油机的效率是35%,若在该汽油机内完全燃烧2
kg汽油,则放出_________J的热量,这些热量通过汽油机的转化,能对外做的有用功是_________J。(汽油的热值为5×107
J/kg)?
7.一台汽油机工作时的功率为P,在t时间内用掉汽油的质量为m,如果汽油的热值是q,则这台汽油机的效率是_________这段时间内做的额外功是_________。?
8.热机效率_________(选填“能”或“不能”)达到100%。总体来说,目前提高热机效率的途径主要有两个:一是减小_________;二是________摩擦。?
三、计算题
9.某家用汽车重为1.5×104
N,以72
km/h的速度匀速直线行驶了0.5
h,消耗了汽油3
kg,期间汽车受到的阻力为车重的0.08。已知汽油的热值为4.6×107
J/kg。求:
(1)汽车通过的路程。
(2)牵引力做功的功率。
(3)汽车发动机的效率。
10.如图1所示,某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30
cm2,一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50
mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105
Pa,飞轮1
min转动1800周。当汽油机满负荷工作时(不计摩擦),若1
min消耗汽油8
g,汽油的热值为4.6×107
J/kg,求:
(1)一个做功冲程中燃气对活塞做的功。
(2)该汽油机的效率。
图1
参考答案与部分提示
1.C　[解析]
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。当热机做一定的有用功时,消耗的燃料越少,效率一定越高;当热机消耗的燃料一定时,做的有用功越多,效率就一定越高,故选项A、B错误。热机做功越快,表示热机的功率越大,与效率无关,故选项D错误。
2.B　[解析]
损失的能量占柴油完全燃烧放出能量的60%,故该柴油机的效率是40%。
3.D　[解析]
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的能量之比,所以减少热量的损失可以提高热机的效率。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,可以提高效率,故A、B、C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。
4.有用功　25%
5.35%　空气
[解析]
柴油完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=2.4
kg×3.3×107
J/kg=7.92×107
J;
柴油机的效率:
η=×100%=×100%=35%。
柴油机在吸气冲程中吸入的是空气。
6.1×108　3.5×107
[解析]
汽油完全燃烧时放出的热量:
Q放=mq=2
kg×5×107
J/kg=1×108
J;
因为η=×100%,所以该汽油机能对外做的有用功为W有用=ηQ放=35%×1×108
J=3.5×107
J。
7.×100%　mq-Pt
[解析]
在t时间内汽油完全燃烧,能放出的热量:Q放=mq;汽油机工作对外所做的功为有用功:W有用=Pt;则η=×100%=×100%,故W额外=Q放-W有用=mq-Pt。
8.不能　热损失　减小
9.(1)根据v=可得,汽车通过的路程:
s=vt=72
km/h×0.5
h=36
km=3.6×104
m。
(2)阻力f=0.08G=0.08×1.5×104
N=1200
N,
汽车匀速直线行驶,则牵引力F=f=1200
N,
牵引力做的功:
W=Fs=1200
N×3.6×104
m=4.32×107
J;
牵引力做功的功率:
P===2.4×104
W。
(3)汽油完全燃烧产生的热量:
Q=m汽油q汽油=3
kg×4.6×107
J/kg=1.38×108
J,
汽车发动机的效率为η=×100%=×100%≈31.3%。
10.(1)活塞面积S=30
cm2=0.003
m2,由p=可得,燃气对活塞的平均压力:
F=pS=9.0×105
Pa×0.003
m2=2700
N,
活塞移动的距离s=50
mm=0.05
m,
一个做功冲程中燃气对活塞做的功:
W=Fs=2700
N×0.05
m=135
J。
(2)曲轴每转两周对外做功一次,所以1
min转动1800周,要做功900次,
则1
min内所做的功:W总=W×900=135
J×900=1.215×105
J;
1
min消耗的汽油完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=0.008
kg×4.6×107
J/kg=3.68×105
J,
汽油机的效率:
η=×100%=×100%≈33%。