2020年人教版九年级物理第14章内能的利用第2节热机的效率同步测试有答案

2020年人教版九年级物理第14章内能的利用
第2节热机的效率同步测试1
一、选择题
1、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
2、下列关于热值和热机效率的说法，正确的是（　　）
A.
使燃料燃烧更充分，可以增大热值
B.
使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
C.
柴油机的热机效率通常为100%
D.
燃料燃烧释放的热量越大，热值越大
3、关于以下实例的分析，正确的是（　　）
A.
大型飞机很多零件采用密度小的合金材料制成，是为了增加自身质量
B.
火车轨道铺在枕木上，是为了减小压强
C.
汽车轮胎上刻有凹凸不平的花纹，是为了减小摩擦
D.
汽油机工作时，输出功率越大效率越高
4、下列关于热值的说法正确的是?
(　　)
A.燃料燃烧越充分,热值越大
B.2
kg的煤完全燃烧比1
kg的煤完全燃烧热值大
C.1
kg煤燃烧放出3×105
J的热量,则煤的热值为3×105
J/kg
D.热值是燃料的一种属性,与燃料的质量无关,不同的物质热值一般不同
5、?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
6、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
7、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%
8、如图，是酒精灯给试管中的水加热，一段时间后橡皮塞被冲开，下列说法正确的是（　　）
A．酒精灯中酒精的质量越大，酒精的热值越大
B．酒精燃烧放出的热量能全部被试管中的水吸收
C．试管中水的内能是通过热传递的方式增加的
D．橡皮塞被冲开的过程与内燃机的压缩冲程都是内能转化为机械能的过程．
9、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
10、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
11、下列说法中正确的是（　　）
A．温度越高的物体，放出的热量越多
B．汽油机的压缩冲程是将内能转化为机械能
C．铁块很难被压缩，是因为分子间存在着斥力
D．发射火箭时常用液态氢作为燃料，是因为液态氢的比热容大
12、关于热机下列说法正确的是（　　）
A．随着科学技术的发展，热机的效率可达到100%
B．柴油机上安装一个笨重的飞轮，是为了提高它的效率
C．汽油机在工作过程中，进气门和排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
D．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
二、填空题
13、今年6月17日，长征二号丁运载火箭在酒泉卫星发射中心升空（如图），成功以一箭三星的方式发射取得圆满成功。火箭加速上升阶段，卫星的机械能将______
（选填“增大”、“不变”或“减小”）。运载火箭常选用液氢、煤油等作燃料，选择依据主要是密度小和______等物理性质。
14、汽车的发动机常用水作为降温的物质,这是水的　　　　较大的缘故。汽油的热值是4.6×107
J/kg,1
kg汽油完全燃烧放出的热量是　　　　　J。目前热机的效率还比较低,在热机的能量损失中,　　　　带走的能量最多,设法利用这部分能量,是提高燃料利用率的重要措施。?
15、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
__
____、?
____。
16、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。
17、汽油机作为汽车的“心脏”，在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈地燃烧，将　??
　能转化成　??
　能，一辆汽车一年行驶三万公里，消耗汽油2t，这些汽油完全燃烧放出　??
　J的热量．（q汽油=4.6×107J/kg）
18、“长征六号”是我国研制的新一代液体运载火箭，它首次采用了最新研制的大推力液氧煤油发动机．煤油燃烧过程中，其热值大小　　；燃气对火箭做功，燃气的内能会　　．（选填“增大”“减小”或“不变”）
19、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　　
．
三、解答题
20、
某校师生在学习了能量的转化与守恒以后，组织兴趣小组调查学校几种炉灶的能量利用效率。他们发现学校的一个老式锅炉烧水时，经常冒出大量的黑烟，且烧水时锅炉周围的温度很高，锅炉的效率很低。
（1）请你根据调查中发现的现象分析此锅炉效率低的原因，并提出相应的改进措施。
（2）要减少烟气带走的热量，可以采用什么办法？
21、宇航员操纵着月球车在月球上行驶时，月球车的动力是由蓄电池提供的，月球车为什么不用内燃机来驱动呢?
22、小明发现学校的老式锅炉烧水时，白天冒出大量的黑烟，夜间烟囱经常冒出“火焰”，且烧水时锅炉周围的温度很高，锅炉的效率很低，请你根据上述现象从热学的角度分析此锅炉效率低的原因，并提出相应的改进措施．
四、实验探究题
23、小柯同学自己设计了一个实验来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装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度（见表）．
加热的时间/min
0
1
2
3
4
5
6
甲杯水温/℃
25
27
29
32
34
36
38
乙杯水温/℃
25
26
27
28
29
30
31
（1）在安装、调整甲图中实验器材时，合理的顺序是先调整固定　
　的位置，再调整固定　
　的位置（选填图中的”A“或”B“）．
（2）为保证实验便捷、可靠，实验时应控制两套装置中一些相同的量，主要有：加热时间、水的　
　和　
　．
（3）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是　
　．
（4）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并记录了数据、利用公式Q吸=cm（t﹣t0）计算出水吸收的热量，同组的小红同学他认为通过这些数据不能准确地计算出煤油和菜籽油的热值，他的理由是　
　．
（5）已知酒精的热值为3.0×107J/kg，完全燃烧20g酒精放出的热量是　
　J．
24、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　
　．
25、木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了下表的数据：
燃料的质量/g
100
200
300
400
燃料完全燃烧放出的热量
Q木柴/J
1.3×106
2.6×106
3.9×106
5.2×106
Q焦炭/J
3.0×106
6.0×106
9.0×106
12.0×106
Q木炭/J
3.4×106
6.8×106
10.2×106
13.6×106
(1)从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是__?
__的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越__
__。
(2)从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料热量和质量的比值是不变的，这个不变的比值，反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称之为__?
__
，它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热量能力大小的物理量。
(3)完全燃烧0.01m3的天然气放出的热量是__????
_J；如果这些热量完全用于加热水，可使__?
__
kg的水温度升高10℃；实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多，原因是用燃气灶烧水时，除了水吸收的热量外，一部分传给了盛水的容器，另外一部分传给了__
____?
__?
(答一个即可)。[q天然气＝4.2×107J/m3，c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
(4)在烧水过程中，人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收，为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例，物理中引入______?
__来描述，我们总是希望它的值越大越好。
五、计算题
26、某型号汽车整车与驾驶员的总质量是2060kg，驾驶员驾驶该汽车在平直公路上匀速行驶进行车型测试，测试过程中消耗汽油的体积为1.5×10-3m3（g=10N/kg，ρ汽油=0.7×103kg/m3，q汽油=4.5×107J/kg，）求：
(1)汽车与驾驶员的总重力；(2)测试过程中消耗汽油的质量；(3)假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为40%，汽车在测试过程中做的有用功是多少。
27、太阳能是一种清洁、无污染的理想能源。上蔡县盛夏的一天，在阳光的照射下，能将内盛有100L的水，温度升高50℃，求：（1）这些水吸收了多少的热量？（2）这些热量相当于完全燃烧多少m3的液化石油气？（液化石油气的热值q＝4.2×107（J/m3））（3）晴天平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为3.3×106J．若该热水器接受太阳能的有效面积为2m2，每天日照时间按8h，则它一天中接收的太阳能（E）约为多少？
（4）这台太阳能热水器的效率是多少？
28、某家庭用的燃气热水器，将20kg的水从10℃加热到60℃，完全燃烧了0.21m3的煤气。已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤气的热值为4×107J/m3。试求：
（1）煤气完全燃烧放出的热量是多少？
（2）水吸收的热量是多少？
（3）该热水器烧水的效率是多少？
答案
一、选择题
1、B
2、B
3、B
4、D　5、A
6、D
7、C
8、C
9、B
10、C
11、C
12、C
二、填空题
13、(1).
增大???
(2).
热值高
14、比热容　4.6×107　废气
15、2.56×1010J
?
热值大?
污染小
16、热值?
吸??
17、化学；内；9.2×1010．
18、不变；减小．
19、2.1×105；4.2×105；50%．
三、解答题
20、（1）锅炉效率低的原因：
①锅炉冒出大量的黑烟，说明煤燃烧不完全；②锅炉周围的温度很高，说明锅炉向周围散失的热量太多。
（2）改进措施：尽量使燃料燃烧充分；利用烟气携带的热量对其他的水进行预加热，综合利用内能。
21、物质的燃烧需要空气中的氧气，在月球上没有空气，月球车不用内燃机来驱动。内燃机工作时需要将燃料在汽缸内燃烧，把燃料的内能转化为月球车的机械能，因为月球上没有空气，在月球上内燃机无法正常工作。
22、燃料燃烧不充分、烟带走大量的热、锅炉向外散失大量的热，造成了锅炉的效率低．可以通过把燃料打碎、加大送风量使燃料充分燃烧，加大水的受热面积，减少烟气和锅炉损失的热量。
四、实验探究题
23、（1）B；A；（2）质量；初温；（3）煤油；（4）燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失；
（5）6×105．
24、（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．
25、（1）不同，多。（2）热值。（3）4.2×105，10，空气。（4）热效率
五、计算题
26、(1)20600N；(2)1.05kg；(3)1.89×107J
解
：(1)汽车与驾驶员的总重力
G=mg=2060kg×10N/kg=20600N
(2)测试过程中消耗汽油的质量
m汽油=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.05kg
(3)汽油完全燃烧放出的热量
Q放=m汽油q汽油=105kg×4.5×107J/kg=4.725×107J
汽车在测试过程中做的有用功
W有=Q放η=4.725×107J×40%=1.89×107J
答：(1)汽车与驾驶员的总重力是20600N；(2)测试过程中消耗汽油的质量是1.05kg；(3)假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为40%，汽车在测试过程中做的有用功是1.89×107J。
27、解：（1）水的体积V水＝100L＝100dm3＝0.1m3，
水的质量：m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×0.1m3＝100kg，
则水吸收的热量：Q吸＝c水m水△t＝4.2×103J/（kg?℃）×100kg×50℃＝2.1×107J；
（2）由题意知，液化石油气完全燃烧放出的热量：
Q放＝Q吸＝2.1×107J，
需要液化石油气的体积：
V＝Q放/q＝2.1×107J/4.2×107J＝0.5m3；
（3）热水器一天中接收的太阳能：
E＝3.3×106J/（m2?h）×2m2×8h＝5.28×107J；
（4）则这台太阳能热水器的效率：
η＝Q吸/E×100%＝2.1×107J/5.28×107J×100%≈39.8%。
答：（1）这些水吸收了2.1×107J的热量；（2）这些热量相当于完全燃烧0.5m3的液化石油气；
（3）它一天中接收的太阳能（E）约为5.28×107J；（4）这台太阳能热水器的效率是39.8%。
28、8.4×106J
4.2×106J
50%