初中物理教科版九年级上册第二章3热机效率同步练习 word版 有解析

初中物理教科版九年级上册第二章3热机效率同步练习
一、单选题
甲、乙两辆汽车，甲汽油机效率比乙汽油机效率高，这表明
A.
甲做功比乙多
B.
甲做功比乙快
C.
甲消耗的汽油比乙少
D.
以相同的牵引力行驶相同的路程，甲耗油比乙少
下列有关热机的说法正确的是
A.
柴油机顶部是火花塞，吸气冲程吸入的是空气
B.
热机的工作原理是将内能转化为机械能
C.
内燃机压缩冲程时，内能减少，温度升高
D.
热机效率可以等于1
下列关于热值和热机效率的描述，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.
燃料燃烧释放的热量越多，热值越大
D.
热机的效率能达到
有人说：“某汽油机比柴油机效率低”，这句话的意思是
A.
汽油机功率比柴油机功率小
B.
汽油机用来做有用功的能量比柴油机小
C.
汽油机比柴油机所消耗的燃料少
D.
汽油机用来做有用功的能量跟燃料完全燃烧所放出的能量的比值比柴油机小
热机的效率是热机性能的重要指标。国产奇瑞E4T15B发动机的效率为，某发动机的效率为如果上述两款发动机工作时汽油均完全燃烧，下列表述正确的是
A.
奇瑞E4T5B发动机消耗1kg汽油获得的有用功更多
B.
奇瑞E4T15B发动机消耗1kg汽油释放的内能更多
C.
奇瑞E4T15B发动机消耗1kg汽油散失的内能更多
D.
奇瑞E4T15B发动机工作时消耗的燃料一定更少
某载重汽车自重12t，车轮与地面的总接触面积为，汽车以的速度在平直公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为210kW，每行驶43s消耗柴油700g，柴油的热值为。下列说法中
完全燃烧700g柴油放出的热量为
该柴油发动机效率为
汽车的牵引力为
若公路所能承受的最大压强为，汽车最多能装载40t的货物
A.
只有正确
B.
只有正确
C.
只有正确
D.
只有正确
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
下列关于四冲程内燃机的说法中正确的是
A.
热机效率越高，所做的有用功就越多
B.
汽油机在吸气冲程中吸入气缸的是空气
C.
一个工作循环对外做功一次
D.
压缩冲程中将内能转化为机械能
甲、乙两台柴油机，甲的功率是乙的倍，甲的热机效率为，乙的热机效率为，那么甲与乙每小时消耗的油量之比为
A.
B.
C.
D.
某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶，用时，消耗燃油，已知汽车的牵引力是，燃油的热值为，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是???
汽车行驶速度是；????????
消耗的燃油完全燃烧放出的热量是；
汽车牵引力做功的功率是；?
汽车发动机的效率是
A.
只有和
B.
只有和
C.
只有和
D.
只有和
二、填空题
一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占，废气带走的能量占，摩擦等机械损耗占，则它的热机效率为__________。
一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为转分，该柴油机活塞对外做功________次。若其效率为，消耗的柴油转化成的机械能是__________J。
一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为转，该柴油机活塞对外做功________次。若其效率为，消耗的柴油转化成的机械能是___________J。
某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50
mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作时不计摩擦，若1min消耗汽油汽油的密度；汽油的热值为汽油机的功率为________，该汽油机的效率_______。
三、实验探究题
随着人民生活水平的提高，汽车已进入千家万户。如图甲所示，是某品牌的小汽车。
汽车在行驶时，发动机的温度会升得很高。为了确保安全，可用液体循环进行冷却。这是通过______的方式减少汽缸内能的。
用同一热源对质量相等的A、B两种液体加热，其温度随加热时间变化的图象如图乙，根据图中提供的信息，若请你在A、B两种液体中选择一种作为汽车的冷却液。应选择______选填“A”或“B”液体更好。
若发动机的水箱中贮有10kg的某种冷却液，当其温度升高时，它需要吸收的热量为多少？冷却液的比热容
工厂为了测试汽车发动机的效率，让汽车在平直公路上以的速度匀速行驶2km。已知轿车发动机的功率为46kW，汽油的热值为。
求小汽车在行驶过程中受到的阻力；
若该过程中发动机把汽油完全燃烧产生的内能转变为机械能，再通过传动机械驱动汽车行驶的效率是，则在这个过程中发动机需要消耗的汽油质量为多少？
四、综合题
某市部分公交车用天然液化气为燃料，其主要成分就是甲烷，热值为如果一辆公交车满载乘客时总质量是6t，那么甲烷气体完全燃烧产生的能量，可供公交车满载时以的速度匀速行驶100min，匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车重的倍。求：
这段时间内公交车牵引力做功的功率。
若的甲烷气体完全燃烧所产生的热量被水完全吸收，可将多少千克在一标准大气压下的水，从加热到刚好沸腾。
这段时间内公交车发动机的效率是多大？
在抗击新冠肺炎疫情期间，我市借助多功能雾炮车可喷雾、功力强、射程远、可调节、覆盖面积大的优点，将其运用到城市消毒杀菌工作中来，使之成为成为抗击疫情、奋战一线的“防疫战士”。如图所示，下表是某雾炮车的相关数据。请根据题意回答下列问题已知：
空车质量
水罐容积
装满水时车轮与地
面的总接触面积
额定功率
5t
120kW
雾炮车向空中喷射水雾时，水______物态变化名称需要______热量，会导致环境温度降低。
该车装满水静止在水平地面上时对地面的压强为多少？
该车在完成消毒杀菌工作后返回环卫处，在水平路面上以额定功率匀速行驶5000m用时10min，求此过程该车所受到的阻力大小？
若发动机的效率为，则在第3问中的行驶过程消耗汽油的质量是多少？
我国第二艘航空母舰山东舰已经正式下水服役。该航母满载时的排水量达，可搭载40架舰载机，每架舰载机的质量约为20t，静止时轮胎与甲板的总接触面积为。航母的动力是由蒸汽轮机提供，最大功率可以达到海水密度取，g取
???
舰载机能够升空，是因为弹射滑行后机翼下表面受到的气压________选填“大于”、“小于”或“等于”机翼上表面的气压；当两架歼以最大起飞质量飞离航母山东舰后，航母底部受到的海水压强将________。
舰载机静止在水平甲板上时对甲板的压强是多少
架舰载机全部起飞后，该航母受到水的浮力将减少多少
若航母以的速度匀速直线航行540km，蒸汽轮机的输出功率为，消耗燃油72t，蒸汽轮机的效率为多少燃油的热值取
答案和解析
1.【答案】D
【解析】
【分析】
要解决此题，需要掌握汽油机效率的概念：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，效率高说明比值大。
此题主要考查了对热机效率的理解，热机的效率是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；做同样多的功，消耗的油越多，效率越低；消耗相同的油，做的功越多，效率越高。
【解答】
汽油机的效率是汽油机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。
甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高，所以做同样多的功，甲消耗的油少。ABC没有注意控制变量，D正确。
故选D。
2.【答案】B
【解析】
【分析】
此题考查了热机的工作原理、工作过程中的能量转化及热机效率。明白其工作原理，熟悉工作过程是解答此类问题的基础。
热机工作时将燃料燃烧释放的内能转化为机械能；由于存在热量损失，所以热机的效率不可能达到。
【解答】
A.柴油机与汽油机结构上存在差异，柴油机顶部是喷油嘴，吸气冲程吸入的是空气，故A错误；
B.热机是将燃料燃烧释放出的内能转化为活塞机械能的机器，故B正确；
C.内燃机是最常见的热机，在内燃机的压缩冲程，活塞压缩缸内的气体做功，使工作物质的内能增加，温度升高，体积减小，压强增大，故C错误；
D.热机工作过程中，尾气带走大量的热量，另外燃料不可能完全燃烧，克服机械摩擦及机械散热损失能量等，所以热机获得的有用机械能很少，机械效率远小于1，故D错误。
故选B。
3.【答案】B
【解析】解：
A、热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，故A错误；
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，故B正确；
C、热值是燃料的特性，与放出热量的多少无关，故C错误；
D、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，故D错误。
故选：B。
本题考查了学生对热值概念和热机效率的了解与掌握，明确热值是燃料的一种特性只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等无关是本题的关键。
4.【答案】D
【解析】解：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，
所以“某汽油机比柴油机效率低”，是指汽油机用来做有用功的能量跟燃料完全燃烧所放出的能量的比值比柴油机小。
故选：D。
根据热机效率的含义进行解答。
本题考查了学生对热机效率的理解与掌握，是一道基础题目。
5.【答案】A
【解析】解：国产奇瑞E4T15B发动机的效率为，某发动机的效率为，即国产奇瑞E4T15B发动机的效率的效率高，有用功占总功的比例高。
A、奇瑞E4T5B发动机消耗1kg汽油获得的有用功更多，即消耗相同的燃料，奇瑞E4T5B做的有用功越多，则有用功占总功的比例越高，即效率越高，故A正确；
B、根据知，发动机完全燃烧1kg汽油释放的内能相同，故B错误；
C、奇瑞E4T15B发动机的效率高，有用功占总功的比例越高，散失的内能少，故C错误；
D、奇瑞E4T15B发动机的效率高，是有用功占总功的比例越高，但工作时消耗的燃料不一定更少，故D错误。
故选：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，比值越大，效率越高；
比较热机效率的方法：
热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，则有用功占总功的比例越高，即效率一定越高；
消耗相同的燃料，做的有用功越大，则有用功占总功的比例越高，即效率一定越高。
此题通过考查影响热机效率的几个因素，考查了学生对热机效率的理解。
6.【答案】D
【解析】解：
完全燃烧700g干木柴放出的热量：，故错误；
柴油发动机做功：，柴油发动机的效率：，故正确；
汽车速度：，由得，汽车的牵引力：，故正确；
由得，公路所能承受的最大压力：，汽车与货物的质量之和：，汽车最多能装载货物质量：，故错误。
综上，错误，正确。
故选：D。
知道柴油的质量和热值，根据求出柴油完全燃烧所放出的热量；
据求出发动机做功，利用求出该柴油发动机的效率；
根据计算牵引力大小；
汽车对地面的压力等于汽车的自重与货物的重力之和，利用求出最大压力，最大压力减汽车自重即得货物重力；利用可求货物质量。
本题考查了燃料完全燃烧释放热量公式、压强定义式、做功公式、功率公式、效率公式的综合应用等，灵活运用公式是关键。
7.【答案】A
【解析】
【分析】
此题是一道与热机有关的综合题，考查了热机的构造、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。
柴油机的压缩冲程的压缩程度更大，热量燃烧更充分，效率比汽油机高；
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；
功率是描述热机做功快慢的物理量；
热机的工作过程中，燃料燃烧放出的能量，废气的温度很高，带走的热量最多。
【解答】
A.柴油机的效率一般要高于汽油机，多用在重型机器上。故A正确；
B.热机效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的内能的比值越大，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。故B错误；
C.热机效率是有用能量在燃料完全燃烧放出热量中所占比值，功率是热机做功的快慢，两者没有必然联系。故C错误；
D.在热机的各种能量损失中，废气带走的热量最多。故D错误。
故选A。
8.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了对热机效率、汽油机和柴油机的区别、内燃机的四个冲程的理解，是一道综合题目。
机械效率高低，只能反映有用功在总功中所占比例的多少，机械效率高低和有用功大小之间没有关系；
汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合气体；
四冲程内燃机工作时，活塞在气缸中往复运动两次，曲转转动两周完成一个工作循环，只有做功冲程对外做功一次；
汽油机在压缩冲程中将机械能转化为内能。
【解答】
A.机械效率高低，只能反映有用功在总功中所占比例的多少，机械效率高低和有用功大小之间没有关系，故A错误；
B.汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合气体，故B错误；
C.汽油机一个工作循环包括四个冲程，只有做功冲程对外做功，因此一个工作循环做功一次，故C正确；
D.汽油机在压缩冲程中将机械能转化为内能，故D错误。
故选C。
9.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查功率及机械效率的知识，解决此类题目要知道求解发动机每小时消耗的油量就是求解发动机的总功率，这里所给出的功率实际是发动机的有用功率，对耗油量的表示，是本题的难点。
解决此题的关键是弄清有效功率和总功率的区别及总功率和有效功率的关系，并利用公式将甲、乙的耗油量分别表示出来。
【解答】
设甲的功率为，乙的功率为，效率为，效率为，汽油的热值为q，做功时间为t，
甲在时间t内做的有用功：。
则由题意知：，，
甲在时间t内消耗的总能量：
甲在时间t内的耗油量：，
同理可以得到乙在时间t内的耗油量的表达式：，
甲乙两汽油机在相同时间内的耗油量之比就等于两表达式之比：
，故A正确。
故选A。
10.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了速度、燃烧值、功、功率、热机效率的计算，综合性强，难度适中，关键是公式的灵活运用。
已知汽车行驶的时间和路程，利用速度公式即可求解；
根据可求热量；
根据可求得该汽车牵引力所做的功，再利用求功率；
根据燃油密度和体积求得其质量，利用可求得消耗的总能量，再利用效率公式求出该汽车的效率。
【解答】
汽车的行驶速度：
，故错误；
消耗的燃油完全燃烧放出的热量：
，故正确；
该汽车牵引力所做的功：
，
该汽车牵引力所做功的功率：
，故错误；
该汽车的效率：
，故正确。
故选D。
11.【答案】?
【解析】
【分析】
此题主要考查了热机效率的概念，属于基础题。
热机是将内能转化为机械能的机器。热机的效率是有效利用的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比。用来做有用功的那部分能量与气缸散热损失的能量、废气带走的能量、摩擦等机械损耗的能量之和等于燃料燃烧释放的能量。
【解答】
各种能量损耗的总和是：，
所以它的机械效率为：。
故答案为：。
12.【答案】30；
?
【解析】
【分析】
在四冲程内燃机的一个工作循环中，完成4个冲程，并对外做功1次，曲轴和飞轮转2圈；
根据公式可以计算1kg的柴油完全燃烧产生的热量，知道柴油机的效率和消耗的内能，根据求出转化成的机械能。
本题考查了内燃机的四冲程中做功次数与飞轮转数之间的关系以及热效率公式的应用，关键要搞清一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两周，对外做功一次。
【解答】
飞轮转速为，?
因为一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，?
所以，该柴油机1s对外做功30次；?
的柴油完全燃烧产生的热量：；
由可得，转化成的机械能：?
。
故答案为：30；。
13.【答案】30；
【解析】
【分析】
内燃机的工作原理：一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次；利用计算燃料燃烧放出的热量，利用计算转化成的机械能。
此题主要考查了内燃机的四冲程中做功次数与飞轮转数之间的关系．关键要搞清一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两周，对外做功一次。
【解答】
已知飞轮转速为3600转分，即：60转秒，由于一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，60转秒，即为每秒做功30次；
柴油燃烧放出的热量：，
其转化的机械能为：。
故答案为：30；。
14.【答案】2070W；
【解析】
【分析】
本题考查了压强公式，功的公式，功率公式的掌握和应用，以及学生对汽油机效率公式的熟练掌握，本题的综合能力较强，是一道好题。
热机工作时的压力和燃气的压强和活塞的面积有关，做功的多少和燃气的平均压力和做功的距离有关，计算功率要在对应的时间内计算做功的多少，计算效率也应是在对应的时间内燃料完全燃烧放出的热量和做的功。
【解答】
燃气对活塞的平均压力：
；
一个做功冲程中燃气对活塞做的功：；
曲轴每转两圈对外做功一次，所以1min转动1800周，要做功900次，所以；
该汽油机1min消耗汽油质量：，
效率：。
故答案为：2070W；。
15.【答案】热传递
?
B
【解析】解：用水循环冷却发动机的过程中，是内能发生了转移，属于通过热传递改变物体的内能；
由题意和图象可知：质量相同的A、B两种液体相等，用同一热源分别加热相同的时间，吸收的热量相等相等，A升高的温度大；由公式可知，A液体的比热容小，B液体的比热容大；
根据可知，比热容大的液体，在相同条件下，吸收的热量多，对发动机的冷却效果好，就更适合做冷却液。故B液体做冷却液更好；
冷却液吸收的热量：。
，
因为，
所以，小汽车在行驶过程中的牵引力：
，
发动机做的有用功机械能：，
由公式可得，
需要燃料释放的总热量：，
由公式得，
在这个过程中发动机需要消耗的汽油质量：。
故答案为：热传递；
；它需要吸收的热量为；
小汽车在行驶过程中受到的阻力为1840N；在这个过程中发动机需要消耗的汽油质量为。
改变物体内能的方法有：做功和热传递；热传递是指热量从高温物体或物体的高温部分传向低温物体或物体的低温部分，直到温度相同为止；
根据吸收热量的公式，质量相等的A、B两液体，吸收相同的热量，温度升高小的，比热容就大，就更适合做汽车冷却液；
知道冷却液的质量、冷却液的比热容、冷却液温度升高值，利用吸热公式求冷却液吸收的热量；
由速度公式与功率公式得出功率与速度的关系式，由于汽车在匀速前进，根据二力平衡的条件，就可求出轿车的牵引力也就是车所受的阻力；
根据做功公式就可计算出牵引力所做的功，再根据发动机的效率求出需要的总热量，最后结合热值公式就可计算出发动机需要消耗的汽油的质量。
本题综合考查了与汽车相关的热学知识，包括能量的传递、比热容的应用、热量公式、热值公式、效率公式等的应用，综合性强。
16.【答案】解：公交车满载时的总重力：
，
因公交车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，公交车受到的牵引力：
，
公交车匀速行驶的速度：
，
这段时间内公交车牵引力所做功的功率：
；
的甲烷气体完全燃烧所产生的能量：
，
由题知，水吸收的热量，
标准大气压下水的沸点为，由可得，加热水的质量：
；
由可得，这段时间内公交车牵引力所做的功：
，
这段时间内公交车发动机的效率：
。
答：这段时间内公交车牵引力所做功的功率为；
若的甲烷气体完全燃烧所产生的能量被水完全吸收，能将的水从加热到刚沸腾；
这段时间内公交车发动机的效率是。
【解析】知道公交车满载乘客时的总质量，利用求其总重力，公交车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据求出牵引力的大小，又知道公交车行驶的速度，利用求这段时间内公交车牵引力所做功的功率；
利用求的甲烷气体完全燃烧所产生的能量，而水吸收的热量，知道水的初温和末温，再利用求水的质量；
利用求这段时间内公交车牵引力所做功，再利用效率公式求这段时间内公交车发动机的效率。
本题为力学、热学的综合计算题，考查了重力公式、功的公式、功率公式、吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式以及二力平衡条件的应用，要求灵活选用相关公式。
17.【答案】汽化?
吸收
【解析】解：
雾炮车向空中喷射水雾时，水变成了水蒸气，属于汽化现象，汽化吸热；
由表中数据，水罐容积，装满水时水的质量：
，
车装满水静止在水平地面上时对地面的压力：
，
雾炮车对地面的压强：
；
该车在完成消毒杀菌工作后返回环卫处，车的额定功率为120kW，在水平路面上以额定功率匀速行驶5000m用时10min，
根据可得，该车所受到的牵引力为：
，
因雾炮车做匀速直线运动，
所以由二力平衡条件可得此过程该车所受到的阻力；
若发动机的效率为，
由可得，在第3问中的行驶过程消耗汽油的质量：
。
答：汽化；吸收；
该车装满水静止在水平地面上时对地面的压强为；
此过程该车所受到的阻力为；
此过程消耗汽油的质量是。
水变成了水蒸气，属于汽化现象，汽化是吸热过程；
由表中数据可水罐容积，根据求出装满水时水的质量；车装满水静止在水平地面上时对地面的压力等于车和水的重力之和，根据求出雾炮车对地面的压强；
根据和求出牵引力，由二力平衡条件得出此过程该车所受到的阻力大小；
若发动机的效率为，由可求出在第3问中的行驶过程消耗汽油的质量。
本题考查物态变化的知识、压强公式、密度公式、功的公式、热值公式和效率公式的运用，综合性较强。
18.【答案】解：
大于?
?
?变小；
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
舰载机静止在水平甲板上时对甲板的压强
浮力变化：?
?
?
?
航母的航行时间
?
??
?
??
蒸汽轮机的效率为
?。
答：大于?
?
?变小；
舰载机静止在水平甲板上时对甲板的压强是；
架舰载机全部起飞后，该航母受到水的浮力将减少；
蒸汽轮机的效率为。
【解析】
【分析】
本题考察的知识点主要有：流体的流速与压强的关系；浮力产生的原因及浮力的计算；压强的计算热机效率的计算，关键是理解漂浮在水面上的航母在舰载机起飞前受到的浮力等于航母和所有舰载机的重力和，舰载机起飞后航母受到的浮力等于航母的重力。
流体的流速大的地方流体产生的压强小，流体的流速小的地方流体产生的压强大。舰载机机翼下表面的空气流速小，机翼受到的压强大；航母受到的浮力是由于航母的底部受到海水的压强产生的，当两架舰载机飞离航母后，航母受到的浮力减小，因此航母底部受到的海水的压强将减小；
静止的舰载机对航母水平甲板的压力等于舰载机的重力，根据求出舰载机静止在水平甲板上时对甲板的压强；
架舰载机全部起飞后，航母减小的浮力等于40架舰载机的重力?
航母以的速度匀速直线航行540km，根据求出所用的时间，
在这个过程中，蒸汽轮机做的有用功等于蒸汽轮机的输出功率乘时间，即，
蒸汽轮机消耗燃油放出的热量，根据求出蒸汽轮机的效率。
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