14.2热机的效率练习题 2021-2022学年人教版物理九年级（含答案）

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例题训练
1. 关于能量的转移和转化，下列说法正确的是（　　）
A．跳伞运动员在匀速下落过程中，其重力势能转化为动能
B．汽油机在做动冲程中将机械能转化成内能
C．温度从热量多的物体传递给热量少的物体
D．改变物体内能的方法有很多，但本质上只有做功和热传递两种方式
2. 如图所示长征七号火箭使用的是液氧煤油推进剂，无毒、无污染，清洁环保。下列说法正确的是（　　）
A．“长征七号”上升过程中是动能转化为重力势能
B．“长征七号”上升过程中是燃料通过燃烧释放内能，内能转化为机械能
C．发射场地有大量的水池，是利用水的密度大特性
D．液态煤油的热量大
3. 前段时间，“加水就能跑的神车”事件一度成为舆论热点，该汽车实际是利用车内水解制氢技术获得氢气，通过氢燃料电池给车提供动力（该技术成本很高，目前仍处在试验阶段），但被曲解为“加水就能跑”。下列对该事件的看法错误的是（　　）
A．氢燃料电池是将氢气的化学能转化为电能
B．水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量
C．对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从更不能以讹传讹
D．该车行驶的能量最终来源于水，水是一种能源
4. 2019年6月5日，我国首次用固体燃料运载火箭把“文昌物联一号”卫星成功送上太空。火箭发射时要选用热值　 　的固体燃料（选填“大”或“小”），燃料的质量减少，热值　 　（选填“变小”或“不变”）。
5. 下列有关热和能的说法中，不正确的是（　　）
A．相同质量的燃料，热值越大，完全燃烧时放热越多
B．0℃的冰熔化成0℃的水时，温度不变，内能增加
C．发生热传递时，热量总是从内能大的物体传递给内能小物体
D．汽车发动机用水降温是因为水的比热容较大
6. 如图，用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．酒精燃烧时将化学能转化为内能
C．试管内的水蒸气推动橡皮塞时，水蒸气的内能增加
D．橡皮塞被冲开的能量转化情况与内燃机压缩冲程相同
7. 如图所示，粗糙程度相同的斜面与水平面在a点相连，弹簧左端固定在竖直墙壁上，弹簧处于自由状态时右端在b点，小物块从斜面的c点由静止自由滑下，与弹簧碰撞后又返回到斜面上，最高到达d点。下列说法正确的是（　　）
A．弹簧被压缩到最短时，弹性势能最小
B．小物块从c向a运动的过程中，重力势能减小
C．小物块从b向a运动的过程中，动能增加
D．小物块在整个运动过程中，机械能守恒
8. 质量为70g的酒精完全燃烧，放出的热量为　 　J，它与质量为　 　kg的水，温度由30℃降到20℃放出的热量相等（q酒精＝3.0×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg?℃）。
9. 2018年12月30日嫦娥四号探测器已经顺利进入登月轨道。“嫦娥四号”火箭发动机燃料选用液氢，主要是因为液氢的　 　高，火箭在加速上升过程中机械能　 　（填“增大”、“减小”或“不变”），且火箭与空气摩擦导致内能　 　（填“增大”、“减小”或“不变”）。
10. 如图所示的实验装置中，加热试管使水沸腾。对观察到的现象分析正确的是（　　）
A．这个实验可以展现出热机中能量转化的基本过程
B．加热使水升温是通过做功的方式改变水的内能
C．玻璃管口冒出“白气”是水汽化成的水蒸气
D．小叶轮转动，水蒸气的化学能转化为叶轮的机械能
11．如图所示、是广州长隆欢乐世界所拥有的，目前世界上最刺激的垂直过山车，深受同学们的喜爱。过山车是依靠电动机将其带到最高处，之后过山车依靠惯性完成后面的过程。下列与其有关的说法中正确的是（　　）
A．过山车在上升到最高点的过程中是将电能全部转化为过山车的机械能
B．在垂直下落到最低点的过程中，由于高度在降低，过山车的势能越来越小
C．为了设备更刺激，可以将让第二个高点高于第一个
D．在滑行的轨道上涂润滑油，是为了减小摩擦，从而使过山车的机械能守恒
12．水流在推动水轮机的过程中做了3×108J的功，这句话应理解为（　　）
A．水流在推动水轮机前具有3×108J的能量
B．水流在推动水轮机后具有3×108J的能量
C．水流在推动水轮机的过程中具有3×108J的能量
D．水流在推动水轮机的过程中能量减少了3×108J
13. 如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离时，消耗汽油1kg。汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，（已知：汽油的热值为4.5×107J/kg，C水＝4.2×103J/kg?℃）求：
（1）汽油完全燃烧放出的热量是多少J？
（2）假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的 热量的42%，这些废气的能量全部被质量100kg的水吸收，水升高的温度是多少？（水未沸腾）
（3）如果汽油机的效率提高到40%，其他条件都不变，那么汽车在这段路程消耗的汽油是多少？
答案解析
1【答案】D
【解析】A、跳伞运动员在匀速下落过程中，高度减小，重力势能减小，速度不变，动能不变，不是重力势能转化为动能，故A错误；
B、汽油机的做动冲程中，将内能转化成机械能，故B错误；
C、发生热传递时，传递的是热量，不是温度，故C错误；
D、做功与热传递在改变物体的内能的效果上是等效的，但从能的转化观点来看它们的区别在于：做功是其他形式的能转化为内能，能量的形式没有变化；热传递则是内能在物体间发生转移，故D正确。
2【答案】B
【解析】A、“长征七号”上升过程中质量不变，速度变大，动能变大；高度变大，重力势能变大，动能没有转化为重力势能；故A错误；
B、“长征七号”上升过程中，利用内能做功，内能转化为动能和机械能；故B正确；
C、发射塔下的大水池盛满了水，这是利用了水的比热容大的特性，升高相同的温度，带走的热量多；故C错误；
D、“长征七号”发动机用液氧煤油做燃料，原因是液氧煤油具有较高的热值，完全燃烧相同质量的该燃料时，可以释放出更多的热量；故D错误。
3【答案】D
【解析】A、氢燃料电池是将氢气的化学能最终转化为电能，再用来驱动汽车的，故A正确；
B、根据能量守恒定律，水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量，故B正确；
C、由科学常识可知，对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从更不能以讹传讹，故C正确；
D、该车行驶的能量最终来源于用水制出的氢气，但不能直接说水是这里的能源，故D错误。
4【答案】大；不变。
【解析】火箭发射时要选用热值大的固体燃料，原因是热值大，完全燃烧相同质量时，可以放出更多的热量；热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与其质量、是否燃烧和燃烧是否充分无关，所以在燃料的质量减少时热值不变。
5【答案】C
【解析】A、由Q放＝mq可知，相同质量的燃料，热值越大，完全燃烧时放热越多；故A正确；
B、一块0℃的冰熔化成0℃的水时，需要吸收热量，但温度不变，内能增加；故B正确；
C、发生热传递时，热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体，跟内能多少无关，故C错误；
D、因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机冷却系统用水作为工作物质，故D正确；
6【答案】B
【解析】A、燃料的热值仅与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，故A错误；
B、燃料燃烧时，将化学能转化为内能，故B正确；
C、橡皮塞被冲开的过程中，水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，水蒸气的内能减小，故C错误；
D、塞子冲出时，是试管内气体的内能转化为塞子增加的机械能，与内燃机的做功冲程能量转化相同，故D错误。
7【答案】B
【解析】A、弹簧被压缩到最短时，其形变程度最大，所以弹簧的弹性势能最大，故A错误；
B、小物块从c向a运动的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，故B正确；
C、小物块从b向a运动的过程中，物块不再受到弹力，由于受到摩擦力的作用，其速度会逐渐减小，所以其动能会减小，故C错误；
D、小物块在整个运动过程中，由于摩擦力的作用，其机械能总量会减少，即机械能不守恒，故D错误。
8【答案】2.1×106；50。
【解析】（1）酒精完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝0.07kg×3.0×107J/kg＝2.1×106J；
（2）水吸收的热量与酒精完全燃烧放出的热量相等，即Q吸＝Q放＝2.1×106J；
Q吸＝cm（t﹣t0）知水的质量：
m＝＝＝50kg。
9【答案】热值；增大；增大。
【解析】（1）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；
（2）火箭在加速上升过程中，速度增大、动能增大，高度变大，重力势能变大，使得机械能增大；
（3）火箭与空气摩擦做功，将机械能转化为飞船的内能，温度升高、内能增大。
10【答案】A
【解析】A、燃料燃烧的过程是化学能转化为内能，这种内能传递给水，水沸腾汽化为水蒸气，高温的水蒸气可以驱动叶轮转动，水蒸气自身的温度会降低，内能会减少，转化成了叶轮的机械能，这一过程中的能量转化，与热机中的能量转化基本相同。故A正确；
B、加热使水升温是通过热传递的方式改变水的内能，故B错误；
C、玻璃管口冒出的“白气”，是水蒸气上升遇冷液化形成的小水滴，故C错误；
D、小叶轮转动，水蒸气的内能转化为叶轮的机械能，故D错误。
11【答案】B
【解析】A、过山车在上升到最高点的过程中由于受到摩擦力的影响，一部分能量转化为内能，不会全部转化为机械能，故A错误；
B、在垂直下落到最低点的过程中，质量不变，由于高度在降低，过山车的势能越来越小，故B正确；
C、过山车从高度向低处运动时，重力势能转化为动能，且质量一定时，动能越大，速度越大，所以第二个高点应低于上第一个高点，使过山车有较大的动能，从而有较大的速度，设备更刺激；故C错误；
D、在滑行的轨道上涂润滑油，是为了减小摩擦，但不能使山车的机械能守恒，故D错误。
12【答案】D
【解析】A、水流在推动水轮机前具有的能量不可能全部用来做功，故不能说水流在推动水轮机前具有3×108J的能量，故A错误；
B、水流在推动水轮机后，对外做功，自身的能量减少，而不是推动水轮机后具有3×108J的能量，故B错误；
C、水流在推动水轮机的过程中有3×108J的能量发生了转化，而不是具有3×108J的能量，故C错误；
D、物体做功的过程是能量的转化过程，水流在推动水轮机的过程中，水流对水轮机做功，水流的能量减少了3×108J，故D正确。
13【答案】（1）4.5×107J；（2）45℃；（3）0.75kg
【解析】（1）汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝1kg×4.5×107J/kg＝4.5×107J，
（2）由η＝可知，水吸收的热量为：Q吸＝ηQ放＝42%×4.5×107J＝1.89×107J；
由Q吸＝cm△t得水升高的温度：△t＝＝＝45℃；
（3）已知汽车所做的功相同，根据W＝ηQ可知，W＝η1Q1＝η2Q2，即：30%mq＝40%m′q，
所以m′＝＝0.75kg。
答：（1）汽油完全燃烧放出的热量为4.5×107J；
（2）假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的 热量的42%，这些废气的能量全部被质量100kg的水吸收，水升高的温度为45℃；
（3）如果汽油机的效率提高到40%，其他条件都不变，那么汽车在这段路程消耗的汽油为0.75kg。