14.2《热机的效率》—人教版九年级物理同步练习（解析版）

14.2《热机的效率》—人教版九年级物理同步练习
一、单选题
1.下列有关热机的说法中正确的是（
）
A.
可以采用增大热机功率的方法来提高热机的效率
B.
热机工作的过程是将机械能转化为内能的过程
C.
随着科学技术的发展，热机的工作效率可以达到
D.
在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率
2.如图是汽油机工作循环中的一个冲程，下列说法正确的是（
）
A.
该冲程是汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能
B.
该冲程是汽油机的压缩冲程，将机械能转化为内能
C.
该汽油机的效率越高，在做相同功的情况下消耗的汽油越多
D.
该汽油机工作时冒黑烟，说明汽油燃烧不充分，汽油的热值变小
3.我们常说煤的热值大于干木柴的热值，这是指（
）
A.
燃烧煤比燃烧干木柴容易
B.
燃烧干木柴放出的热量比燃烧煤放出的热量少
C.
要使它们放出同样多的热量，同样的燃烧情况，烧煤比烧干木柴的质量少
D.
使煤和干木柴升高相同的温度，干木柴需吸收的热量少
4.关于热机效率下列说法正确的是（
）
A.
热机做的有用功越多，效率一定高
B.
热机的功率大，效率一定高
C.
甲热机效率比乙高，则在单位时间内甲热机消耗的燃料比乙小
D.
甲热机效率比乙高，则甲热机将燃料完全燃烧产生的内能变成机械能的百分比比乙大
5.我国是能源大国，具有丰富的煤炭资源，如果优质煤炭的热值是，那么完全燃烧20千克的煤炭，释放出来的热量是（
）
A.
B.
C.
D.
6.关于燃料的热值，下列说法正确的是（
）
A.
容易燃烧的燃料，热值一定大
B.
煤的热值大于干木材的热值，煤燃烧放出的热量一定比干木材放出的热量多
C.
燃料的热值与燃料是否完全燃烧无关
D.
为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料
7.如图所示表示的是汽油机的能量流向，对照此图，下列说法不正确的是（
）
A.
废气的排放占比例最大，减少该部分能量损失可有效提高热机效率
B.
冷却水能量的二次利用可以提高能量利用率
C.
该汽油机的效率为
D.
该汽油机的能量利用率为
8.下列说法正确的是（
）
A.
以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到
B.
尽量增大热机的功率，可以提高热机的效率
C.
质量是的燃料完全燃烧后放出的热量，叫做这种燃料的热值
D.
在压缩冲程中内燃机将内能转化为机械能
9.以下关于热值、内能和热量的说法中，正确的是（
）
A.
酒精灯内的酒精用去一半后，酒精的热值减小
B.
温度相同的物体含有的热量也相等
C.
燃料燃烧释放的热量越多，燃料的热值就越大
D.
热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体
10.小明在加油站看到普通汽车只要加92号汽油，而涡轮增压的车需要加95号汽油，通过查资料得知，汽油标号不同是因为汽油中的异辛烷化合物含量不同汽油标号越高，越不容易在压缩冲程中爆燃涡轮增压的汽车利用发动机排出的废气驱动涡轮旋转，将空气压缩后压入气缸，使汽油获得更多氧气，燃烧更充分下列说法正确的是（
）
A.
95号汽油和92号汽油的热值一定相同
B.
增压技术使气缸内压强变大，压缩冲程中活塞对油气混合物做功更多，使之易爆燃
C.
涡轮增压技术使汽油燃烧更充分，从而能提高汽油的热值
D.
高温尾气仍含有较多热量，将这部分能量利用起来可以提高热机效率
11.已知、、此时外界为一个标准大气压；完全燃烧焦炭所放出的热量，若有被2kg、的水吸收，则水温可升高（
）
A.
；
B.
；
C.
；
D.
。
12.释放化学能的过程不断地发生在人体内，食物也是一种“燃料”营养成分在人体细胞里与氧结合提供细胞组织所需的能量人体摄入的能量营养师常称之为热量过多或过少都有损于健康某种巧克力的营养成分表上标有“每100g能量2000kJ”，该标识的含义与以下哪个物理量含义类似（
）
A.
热量
B.
热值
C.
内能
D.
比热容
二、填空题
13.我们每天都在产生大量垃圾，合理分类和利用垃圾是我们面临的一个重大课题。某垃圾处理厂处理垃圾时提炼出了燃料油，若燃料油的热值为，则这些燃料油完全燃烧放出的热量为________J，这些热量可将________kg水从加热到。
14.某汽油机的能量流向如图所示，其中内能输入为1kg汽油完全燃烧放出的能量，那么，从能量流向图可以得出，该汽油机的效率为________，汽油的热值为________。
15.为了减少大气污染，我省正在倡导出租车用天然气来代替燃油某天李师傅驾驶出租车消耗了30kg天然气，若这些天然气完全燃烧，可放出热量________我国在开采可燃冰天然气水合物方面处于世界领先地位，根据测算，可燃冰可以分解释放出约的天然气，若要获得与这30kg天然气完全燃烧所放出的热量，则只需________的可燃冰天然气的密度为，热值为
三、实验探究题
16.小明利用如图所示的装置测花生米的热值。
实验中利用______来表示花生米燃烧放出热量的多少。
测花生米燃烧放出热量时，应记录花生米的质量、水的质量、加热前的水温和______写物理量及对应的符号。用c表示水的比热容，此过程中水吸收热量的表达式为______。
实验时发现花生米很难点燃，于是将它碾碎，并将它与酒精混合后充分燃烧。运用此方法______选填“能”或“不能”准确计算出它们的热值，理由是______。写出两点
17.如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，图中搅拌器未画出，燃料的质量都为10g，烧杯内的液体初温相同。
在组装器材时应该先固定______选填“A”或“B”的位置；在实验中，三个烧杯中a、b液体的质量必须______选填“相等”或“不等”。
若要比较不同物质的比热容大小，则：
温度
20
30
40
50
加热时间
液体a
0
40
82
126
液体b
0
18
40
64
应选择______两图进行实验：实验中，用______选填“加热时间”或“升高温度”来表示两种液体吸收热量的多少。
分析表中数据：你认为两种液体中，比热容较大的是液体______。选填“a”或“b”
若要比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验。
四、计算题
18.利用燃烧酒精给水加热，使质量为2kg的水温度升高，。
求水吸收的热量是多少J？
若完全燃烧酒精产生的热量全部被水吸收，则需要完全燃烧多少kg的酒精？
19.随着人们生活水平的提高，轿车已逐步进入普通家庭。若某轿车以20kW的功率在平直公路上以的速度匀速行驶10km的路程，消耗了1L汽油。已知汽油的密度为、热值为，水的比热容为求：
轿车行驶的时间；
轿车做的功；
这些汽油完全燃烧所产生的热量；
汽油机的效率保留整数；
如果汽油完全燃烧产生的热量中有被水箱中的7kg的水吸收，能使水的温度大约升高多少？
答案和解析
1.【答案】D
【解析】
【分析】
本题为热学综合题，考查了学生对热机效率、热机工作时的能量转化的了解，判断时，要灵活运用所学知识。
用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率；
热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程；
热机的工作效率总是小于1的；
减少废气带走的大量热量，可以提高用来做有用功的能量占燃料燃烧放出总能量的百分比，从而大大提高热机效率；
【解答】
A.用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率，增大热机功率不能增大热机的效率，故A错误；
B.热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程，故B错误；
C.热机的工作效率总是小于1的，不可能达到，故C错误；?
?
?
D.减少废气带走的大量热量，可以提高用来做有用功的能量占燃料燃烧放出总能量的百分比，从而大大提高热机效率，故D正确。
故选D。
2.【答案】A
【解析】
【分析】
此题是一道与热机有关的综合题，考查了油机的四个冲程中的做功冲程及能量转化情况、效率及能量损失的途径，难度不大，熟悉基础知识即可正确解答。
汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，各冲程的特点不同，因此根据气门的状态和活塞的运行方向确定冲程，同时还可参考火花塞的状态进行判断；?
在四冲程内燃机工作过程中有两个冲程存在能量转化：一个是压缩冲程，将机械能转化为内能；另一个是做功冲程，将内能转化为机械能；?
热值是燃料的一种特性，与它是否完全燃烧没有关系；?
在热机中，用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率。
【解答】
由图可知，汽油机的两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，所以是做功冲程，该冲程是燃料燃烧推动活塞做功，将内能转化为机械能，故A正确，B错误；
C.热机效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出内能的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的能量越少或消耗的燃料较少，故C错误；
D.热值是燃料的一种特性，与它是否完全燃烧没有关系，排气管冒黑烟，汽油燃烧不充分，其热值不变，故D错误。
故选A。
3.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查热值的概念，知道热值的物理意义是解题的关键。
热值：燃料完全燃烧放出的热量与所用该燃料的质量之比，学会使用公式判断对错。
【解答】
A.热值与燃料容易燃烧还是不容易燃烧无关，故A错误；
B.由可知，燃料完全燃烧放出的热量与质量和热值两个因素有关，只知道热值的关系，不知道质量的关系，无法判断热量的多少，故B错误；
C.由可知，放出相等的热量Q，热值q越大，则消耗的质量越少，故C正确；
D.燃料升高相等的温度，吸收热量多少与热值无关，故D错误。
故选C。
4.【答案】D
【解析】
【分析】
此题主要考查了热机的效率以及影响热机效率的因素，并且考查了热机效率与功率的区别。
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。?
功率是指做功快慢的物理量。
【解答】
A.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，有用功虽然多，但消耗的总能量不确定，所以效率不能确定，故A错误；
B.功率是表示物体做功快慢的物理量，与热机效率的高低无关，故B错误；
C.甲的热机效率高，说明甲对燃料释放的热能利用率比乙高，该选项只强调了消耗的燃料，没强调做功的多少，故C错误；
D.热机的效率高，就是热机将燃料完全燃烧产生的内能变成机械能的百分比大，故D正确。
故选D。
5.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查了燃烧热的计算，解答本题的关键是知道燃烧热的计算公式，本题比较简单，属于基础性题目。
【解答】
利用公式Q放来计算燃料完全燃烧释放的热量，
Q放，故A正确，BCD错误。
故选A。
6.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了学生对燃料热值是燃料特性的理解与掌握，是经常考的题型，充分理解“热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关”。
某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值。热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关；
锅炉效率：效率等于被利用的热量与燃料完全燃烧释放的能量的比值。
【解答】
A.热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，热值大小与燃料是否容易燃烧无关，故A错误；
B
.煤的热值大于干木柴的热值，说明完全燃烧相同质量的煤和木柴，煤放出的热量多，但不能说明烧煤比烧木柴产生的热量多，因还与质量有关，故B错误；
C.燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度无关，故C正确；
D.效率是指利用的热量与完全燃烧放出热量的比值，与热值无关，故D错误。
故选C。
7.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查的是学生对热机效率的理解，并考查了学生的识图能力。
热机的效率是指已利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比，要提高其效率，应尽量减少能量的损失。
【解答】
A.由图示知，废气带走了大部分的能量，所以减少该部分的能量损失是提高热机效率的有效手段，故A不符合题意；
B.冷却水带走的热量仅次于废气带走的热量，所以冷却水能量的二次利用可以提高能量利用率，故B不符合题意；
该汽油机的热机效率为，故C符合题意，故D不符合题意。
故选C。
8.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了热值、热机效率以及工作过程中的能量转化情况，难度不大。
以天然气为燃料，仍有热散失，仍需克服摩擦做额外功，有用功小于总功，仍小于1；
功率是表示物体做功快慢的物理量；
1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值；
压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能。
【解答】
A.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，故A错误；
B.功率是物体做功快慢的物理量，与热机的效率的高低无关，故B错误；
C.1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，故C正确；
D.在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能，燃料混合物的温度升高，内能增大，故D错误。
故选C。
9.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了学生对热传递的条件以及热量的含义的理解和掌握，是中招的热点。
1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值；热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关；
热量是指热传递过程中传递能量的多少，是过程量，就是说，热量只存在热传递中，只能说吸收或放出热量；热量不是状态量，不能说含有热量；
热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递。
【解答】
A.热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关；所以，当酒精灯内的酒精用去一半，剩下酒精的热值不变，故A错误；
B.热量是过程量，不能说含有热量，故B错误；
C.热值是燃料的特性，与放出热量的多少无关，故C错误；
D.发生热传递的条件是有温度差，所以热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体，故D正确。
故选D。
10.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了燃料的热值以及热机及其效率的相关知识，难度一般。
A.不同型号汽油的热值不一定相同；
B.温度越高，燃料越易爆燃；
C.热值跟燃料的种类有关，跟燃料的质量，燃烧情况等无关；
D.根据提高热机效率的方法进行分析判断。
【解答】
A.95号汽油和92号汽油的成分不同，热值不一定相同，故A错误；
B.增压技术使气缸内压强变大，压缩冲程中活塞对油气混合物做功更多，油气混合物越高，使之易爆燃，故B正确；
C.热值跟燃料的种类有关，跟燃料的质量，燃烧情况等无关，故C错误；
D.高温尾气仍含有较多热量，将这部分能量利用起来可以提高燃料利用率，但并没有提高热机效率，故D错误。
故选B。
11.【答案】A
【解析】
【分析】
这道题考查了对公式的运用，同时涉及到计算结果与科学实际的对照，同学们做题过程中要注意总结，不能脱离科学规律而单纯计算。
根据题意，若求水温升高多少，可根据热量计算公式进行变形，其中，水吸热Q为完全燃烧42g焦炭所放出的热量的，而完全燃烧42g焦炭所放出的热量可根据公式求得，这时候将其他数据代入公式，即可得到相应的结果。最后根据实际情况和自然规律进行判断。
【解答】
由，可得?
?，?
因水的初温为，所以，若升高，则会升高到，这完全违背了科学规律，所以只能升温达到。?
故应选A。
12.【答案】B
【解析】【解析】
本题考查了对热量、内能、热值、比热容意义的理解，以及学生根据题中信息分析解答能力。
由“每100g能量2361kJ”可得每克巧克力提供的能量，结合热量、内能、热值、比热容的意义选择。
【解答】
巧克力的营养成分表上标有“每100g能量2000kJ”，据此可得每克巧克力提供的能量，单位是；
A、在热传递过程中传递内能的多少叫热量，热量是个过程量，故A不符合题意；
B、某种燃料完全燃烧时放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的热值，单位是，热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量，故B符合题意；
C、内能是物体分子无规则运动的动能和分子势能的总和，故C不符合题意；
D、物质的比热容在数值上等于单位质量的这种物质，温度升高吸收的热量，故D不符合题意。
故选：B。
13.【答案】；
【解析】
【分析】
本题考查燃料完全燃烧放热公式、吸热公式的掌握和运用，因条件已给出，难度不大。
根据求200kg燃料油完全燃烧放出的热量；
由题知，，而，知道水的比热容、水温度升高的度数可求水的质量。
【解答】
200kg燃料油完全燃烧放出的热量为：
油；
由题知，，
由得，水的质量：
。
故答案为：；。
14.【答案】；
【解析】
【分析】
此题主要考查对热机效率的计算和燃料热值的计算，知道热机效率的计算公式和燃料热值的定义式是解题的关键。
由图可知汽油机输出的有用功和内能损失，从而可计算出1kg汽油完全燃烧放出的能量，根据输出有用功与燃料完全放出的热量的百分比便可知汽油机的效率；?
根据计算汽油的热值。
【解答】
由图知，燃烧1kg汽油输出的有用机械能为：
，
内能损失为：
，
则内能输入为1kg汽油完全燃烧放出的能量为：
，
该汽油机的效率为：?；
汽油的热值为：。?
故答案为：；。
15.【答案】；
【解析】
【分析】
此题主要考查的是学生对天然气燃料热值的理解和掌握，并能熟练的运用燃料燃烧放热公式进行计算是解决该题的关键。
已知天然气的质量和热值根据可求出燃料完全燃烧放出的热量；
已知天然气的质量，根据密度公式可求出天然气的体积，即可求出可燃冰的体积。
【解答】
完全燃烧30kg的天然气放出的热量；
则天然气的体积，
所以需要可燃冰的体积。
故答案为：；。
16.【答案】水升高的温度?
花生米燃尽后的水温?
?
不能?
燃料燃烧放出的热量不可能全部被水吸收，花生米不可能完全燃烧
【解析】解：
本实验采用转换法，通过水升高的温度来间接表示花生米燃烧放出热量的多少；
要测花生米燃烧放出热量，我们需要测水吸收的热量，就必须记录加热前的水温和花生米燃尽后的水温，则水吸收热量的表达式；
由于燃料燃烧放出的热量不可能全部被水吸收、花生米不可能完全燃烧，所以通过水吸收的热量不能准确计算出它们的热值。
故答案为：水升高的温度；花生米燃尽后的水温；；不能；燃料燃烧放出的热量不可能全部被水吸收，花生米不可能完全燃烧。
由于燃料燃烧放出的热量越多，则水吸热后升高的温度越高，所以可以通过水升高的温度来间接反映燃料燃烧放出热量的多少；
要测燃料的热值，需要测燃料的质量、水的质量、加热前的水温和燃料燃尽后的水温，根据吸热公式可求出水吸收的热量，近似等于燃料燃烧放出的热量；
燃料燃烧放出的热量不可能全部被水吸收、燃料也不可能完全燃烧，所以水吸收的热量小于燃料燃烧放出的热量，据此可知该方法不能准确计算出燃料的热值。
本题的解题关键是了解利用控制变量法和转换法设计探究实验的基本思路。
17.【答案】B?
相等?
甲丙?
加热时间?
b?
甲、乙
【解析】解：因要用酒精灯的外焰加热，故在组装器材时应该先固定B的位置；在实验中，三个烧杯中a、b液体的质量必须相等；
为了比较热值大小，要用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，根据，液体升温越高，则燃料放出的热量越多，根据，这种燃料热值越大，故要比较甲乙两图；甲乙两容器液体的质量相等；
比较a、b两种液体的吸热能力，则需要燃烧相同的燃料确保相同时间放出的热量相同，加热相同的时间，比较质量和初温相同的液体升高的温度，由比较温度的变化，温度升高越多，则吸热能力越小
故比较甲、丙两图，即甲丙两图中，a、b液体的质量相同，故在实验中，三个烧杯中a、b液体的质量必须相等；
由知，比较不同物质的比热容大小，应选择甲、丙两图进行实验；根据转换法，实验中，用加热时间来表示两种液体吸收热量的多少。
分析表中数据知，升高相同的温度，b加热时间短，故两种液体中，比热容较大的是液体b；
由知，若要比较不同燃料的热值，应选择甲、乙两图进行实验。
故答案为：；相等；甲、丙；加热时间；；甲、乙。
为了比较热值大小，要用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，根据，液体升温越高，则燃料放出的热量越多，根据，这种燃料热值越大，据此分析；
比较a、b两种液体比热容的大小，则需要燃烧相同的燃料确保相同时间放出的热量相同，加热相同的时间，比较质量和初温相同的液体升高的温度，由比较温度的变化，温度升高越多，则吸热能力越小。
本题比较不同物质的比热容大小和比较不同燃料的热值，考查两实验相同处和不同处及转换法和控制变量法的运用。
18.【答案】解：水吸收的热量：；
由得，需要酒精的质量：。
答：水吸收的热量是；
若完全燃烧酒精产生的热量全部被水吸收，则需要完全燃烧的酒精。
【解析】根据可求得水吸收的热量；
已知需要放出的热量和酒精的热值，利用公式得到酒精的质量。
此题考查了吸热公式的运用和热值有关的热量的计算，是热现象中重要的热量计算考查方式。
19.【答案】解：根据可得：
轿车行驶的时间；
根据可得：
轿车做的功；
根据可得：
1L汽油的质量，
这些汽油完全燃烧所产生的热量：
；
汽油机的效率：
；
水箱中水吸收的热量：
，
根据可得：
水温度升高的量。
答：轿车行驶的时间为500s；
轿车做的功为；
这些汽油完全燃烧所产生的热量为；
汽油机的效率约为；
如果汽油完全燃烧产生的热量中有被水箱中的7kg的水吸收，能使水的温度大约升高。
【解析】已知轿车行驶的路程和速度，根据求出行驶的时间；
已知轿车的功率和行驶时间，根据求出轿车做的功；
知道汽油的体积和密度，根据求出汽油的质量，再根据求出这些汽油完全燃烧所产生的热量；
轿车做的功和汽油完全燃烧放出的热量之比即为汽油机的效率；
先根据效率公式求出水箱中水吸收的热量，再根据求出水吸收热量后温度的变化。
本题考查了速度公式、做功公式、密度公式、效率公式和燃料热值的理解与掌握，涉及的知识点较多，综合性强；最后一问要注意求的是水温度的变化量，不是水的末温。
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