14.2热机的效率 同步练习（含答案及解析）

中小学教育资源及组卷应用平台
人教版初中物理九年级上学期14.2热机的效率
一、单选题
1.煤炭是一种重要能源。为判断煤炭品质的优劣，最科学的方法是检验煤炭的（??
）
A.?比热容????????????????????????????????????B.?密度????????????????????????????????????C.?热值????????????????????????????????????D.?温度
2.关于热机效率，下列说法正确的是（??
）
A.?热机效率越高，热机消耗燃料越少
B.?热机效率越高，热机做的有用功越大
C.?热机效率越高，消耗相同的燃料，获得的有用功就越多
D.?热机效率越高，获得相同的有用功，消耗燃料就越多
3.关于热机，下列说法中错误的是（??
）
A.?汽油机的效率高于蒸汽机的效率?????????????????????B.?汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
C.?热机功率越大，它做功越快????????????????????????????D.?热机效率越高，它将内能转化为机械能的比例越大
4.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
5.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
6.下列有关热机的说法中正确的是（??
）
①汽油机汽缸顶部是火花塞，吸气冲程吸入的是空气；
②热机的工作原理是将内能转化为机械能；
③内燃机压缩冲程时气缸内气体的内能增大，温度升高；
④热机效率可以达到100%。
A.?①②?????????????????????????????????????B.?①③?????????????????????????????????????C.?②③?????????????????????????????????????D.?①④
7.提高热机效率的有效途径是（
??）
A.?采用优质能源??????B.?减少热机的各种热损失，减小摩擦??????C.?降低热机的功率??????D.?避免使用热机
二、多选题
8.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，已知汽车的牵引力做功为1.38×107J，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（??
）
A.?汽车行驶速度是20km/h?????????????????????????????????????B.?消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J
C.?消耗的燃油完全燃烧放出的热量是1.38×107J?????D.?汽车发动机的效率是20%
9.为了节约能源，需提高热机的效率，下列措施中，提高效率的是（
??）
A.?尽最使燃料充分燃烧???????????????????????????????????????????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
三、填空题
10.我国长征运载火箭选用液态氢做燃料，主要是因为液态氢的________高。
11.四冲程内燃机工作中，把内能转化为机械能的是________冲程。某汽油机的热机效率为25%，用0.5kg的汽油完全燃烧可以转化为________J的机械能。（q=4.6×107J/kg）
12.某太阳能热水器的光热转换效率为60%，该太阳能热水器内装有100kg，温度为20℃的水，阳光照射一天后，水温升高到80℃，则热水器中水吸收了________J的热量；热水器吸收了________J太阳能；这些太阳能相当于完全燃烧了________m3的天然气。[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值为8.4×107J/m3]
四、计算题
13.如今太阳能热水器已走进了千家万户，某家庭太阳能热水器某天内接收太阳能的总热量为2.52×107J，使质量为80kg、初温为20℃的水温度升高到50℃，求：
（1）已知干木柴的热值为q＝1.2×107J/kg，若由燃烧干木柴来提供2.52×107J的热量需要完全燃烧多少千克干木柴？
（2）这天该太阳能热水器中的水吸收的热量是多少？[的比热容为c＝4.2×103J/（kg·℃）]
（3）该太阳能热水器的效率是多少？
14.采购员小明骑着摩托车外出采购食品。小明质量为70kg，摩托车质量为150kg（g=10N/kg）。
（1）小明买食品时，将摩托车停在超市门前的水平地面上，摩托车与地面接触面积为150cm2
，
求摩托车对地面的压强；
（2）采购食品后，小明将80kg的食品装上车，在限速为80km/h的水平路面上以72km/h的速度匀速行驶50s，行驶时受到的阻力为总重力的0.1倍，若消耗的汽油完全燃烧放出1×106J的热量，求摩托车发动机的实际输出功率和效率。
答案解析部分
一、单选题
1.
C
解：热值是燃料的一种特性，单位质量的煤完全燃烧时所释放出的热量越大，说明该煤的热值越大，即是优质煤炭，ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】燃料的热值指的是1千克的燃料完全燃烧释放的热量，燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃烧是否充分燃烧没有关系。
2.
C
解：热机的效率
A．没有控制有用功相等，所以无法判断消耗的燃料多少，A不符合题意；
B．没有控制燃料放出的热量相等，所以效率高，但有用功不一定大，
C．消耗相同的燃料，放出的热量相同，效率越高，获得的有用功就越多，C符合题意；
D．效率越高，获得相同的有用功，所需放出的热量就越小，消耗的燃料就越少，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】热机效率指热机做的有用功和燃料放出的热量的比值。
3.
B
解：A．蒸汽机的燃料是在机器的外部燃烧，热损失多，效率低，A不符合题意；
B．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，B错误，符合题意；
C．功率表示做功的快慢，热机功率越大，它做功越快，C不符合题意；
D．热机效率越高，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，内能转化为机械能的比例越大，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】蒸汽机的燃料是在机器的外部燃烧，热损失多，效率低，汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，热机功率越大，它做功越快，热机效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比.
4.
B
解：A．热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，A不符合题意；
B．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，B符合题意；
C．任何机器的做功时都不可避免的做额外功，效率不可能达到100%，C不符合题意；
D．热值是燃料的特性，与放出热量的多少无关，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】热值是燃料的特性，和燃料的种类有关；柴油机的效率不会达到100%。
5.
D
解：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.
【分析】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。
6.
C
解：①由汽油机的结构可知，汽油机的顶部有火花塞，吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物，故①错误；
②热机是将燃料燃烧释放出的内能转化为机械能的机器，故②正确；
③在内燃机的压缩冲程中，活塞压缩气缸内的气体做功，使气体的内能增加，温度升高，故③正确；
④热机在工作时不可避免地有能量的损耗与散失，故热机的效率不可能达到100%，故④错误；
综上可知，只有②③正确。
故答案为：C。
【分析】汽油机吸入的是空气盒汽油的混合物，热机将内能转化为机械能，内燃机的压缩冲程将机械能转化为内能，热机能量损失较大，热机效率不能到达100%。
7.B
解：热机效率是热机做的有用功和燃料燃烧放出的热量的比值，采用优质能源不能提高比值，A不符合题意；减少热机的损失可以提高能量的利用率，能提高热机效率，B符合题意；降低功率是减慢做功速度，不能提高效率，C不符合题意；不使用热机不能提高效率，D不符合题意。
故答案为：B.
【分析】提高热机效率是增大热机做的有用功和燃烧放出的总能量的比值，可以通过减少损失来实现。
二、多选题
8.
B,D
解：A、汽车的行驶速度：v＝
＝
＝72km/h，A不符合题意；
BC、消耗的燃油完全燃烧放出的热量：Q＝mq＝1.5kg×4.6×107J/kg＝6.9×107J，B符合题意；
D、汽车发动机的效率：η＝
×100%＝
×100%＝20%，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】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。
9.
A,B,C
解：A．尽量使燃料充分燃烧，可使能有效利用的能量增加，可以提高热机的效率，A符合题意；
B．尽量减小热机部件间的摩擦，减少额外功，可使有用的能量占总能量的比值增加，可提高热机的效率，B符合题意；
C．尽量减少废气带走的热量，可使有用的能量占总能量的比值增加，可提高热机的效率，C符合题意；
D．尽量增加热机的工作时间，不能提高用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量的比值，此方法不能提高热机的效率，D不合题意。
故答案为：ABC
【分析】提高热机的效率的措施有：尽量使燃料充分燃烧；尽量减小热机部件间的摩擦，减少额外功；尽量减少废气带走的热量.
三、填空题
10.
热值
解：运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。
【分析】液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。
11.
做功；5.75×106
解：四冲程内燃机工作中，把内能转化为机械能的是做功冲程。根据燃料的热值公式可知，汽油完全燃烧时释放的热量为
转换为机械能的热量为
【分析】内燃机的做功冲程把内能转化为机械能，利用燃料的热值和质量的乘积计算热量，根据热效率可以计算机械能。
12.
2.52×107；4.2×107；0.5
解：水吸收的热量
热水器中水吸收了2.52×107J的热量。由
得热水器接收的太阳能
热水器接收的太阳能4.2×107J。由题知
由
得需要天然气的体积
需要天然气的体积0.5m3。
【分析】利用比热容、质量和温度差计算吸收的热量，根据热效率计算总能量，根据热量和热值计算燃料的体积。
四、计算题
13.
（1）解：需要完全燃烧干木柴的质量是
答：需要完全燃烧干木柴的质量是2.1kg
（2）解：水吸收的热量是
答：水吸收的热量是
（3）解：该太阳能热水器的效率是
答：该太阳能热水器的效率是40%
【分析】（1）根据热量和热值可以计算燃料的质量；（2）根据比热容、质量和温度差的乘积，计算热量的多少；（3）利用吸收的热量和燃料放出热量的比值计算热效率。
14.（1）解：摩托车静止在水平地面时对地面的压力F=G=mg=150kg×10N/kg=1500N
摩托车与地面接触面积S=150cm2=1.5×10-2m2
摩托车静止在水平地面时对地面的压强p=
=
=1×105Pa
摩托车对地面的压强为1×105Pa。
答：摩托车对地面的压强为1×105Pa
（2）解：由题意，
摩托车匀速行驶时受到的摩擦力f=0.1G总=0.1（m车+m人+m货）g=（150kg+70kg+80kg）×10N/kg×0.1=300N
因为摩托车匀速直线行驶，则F牵=f=300N
摩托车的速度v=72km/h=20m/s
摩托车的功率P=F牵v=300N×20m/s=6000W
摩托车发动机的实际输出功为6000W。
摩托车行驶50s输出的用功W=Pt=6000W×50s=3×105J
摩托车发动机的效率η=
=
=30%
摩托车发动机的效率为30%。
答：摩托车发动机的实际输出功为6000W；摩托车发动机的效率为30%。
【分析】（1）利用质量计算重力，根据压力和受力面积的比值计算压强；（2）根据总重力计算压力，计算摩擦力，根据二力平衡计算牵引力，利用牵引力和速度的乘积计算功率大小。
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)