14.2 热机的效率 同步课时训练（含答案）2021-2022学年人教版 九年级物理全一册

人教版 九年级物理上册 14.2 热机的效率 同步课时训练
一、选择题
1. 2019年8月19日晚20时03分，我国在西昌卫星发射中心成功发射中星18号卫星。发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有(　　)
A．较低的凝固点 B．较低的沸点
C．较大的比热容 D．较大的热值
2. 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
3. 有甲、乙两台汽油机，甲的功率是乙的1.5倍，甲的效率为20%，乙的效率为25%，那么甲与乙每小时消耗油量之比为(　　)
A．6∶5 B．15∶8 C．5∶6 D．8∶15
4. (多选)下列说法正确的是(　　)
A.构成物质的大量分子无规则运动的剧烈程度与温度无关
B.汽油机做功冲程中将机械能转化为内能
C.热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，从而节能减排
D.质量为10 kg的水，温度升高10 ℃，吸收的热量为4.2×105 J[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
5. 为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施不能提高热机效率的是(　　)
A．让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全
B．在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损失
C．尽量减少热机内部各部件间的摩擦
D．尽量增加热机的工作时间
6. 如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内的液体质量也相同。下列说法正确的是(　　)
A．比较不同液体的比热容，可以选择甲、丙两图
B．比较不同液体的比热容，可以选择乙、丙两图
C．比较不同燃料的热值，可以选择乙、丙两图
D．比较不同燃料的热值，不可以选择甲、乙两图
7. 如图所示是某内燃机能量流向图，该内燃机的热机效率是(　　)
A．25% B．35% C．40% D．75%
8. 某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9 km，用时5 min45 s，消耗燃油1.5 kg，已知汽车的牵引力是2000 N，燃油的热值为4.6×107 J/kg，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是(　　)
①汽车行驶速度是20 km/h
②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107 J
③汽车牵引力做功的功率是30 kW
④汽车发动机的效率是20%
A.只有①和② B.只有②和③
C.只有①和④ D.只有②和④
二、填空题
9. 很多有生活经验的同学发现煮好的鸡蛋用凉水冷却一下就好去壳了，如果水的质量为0.5 kg，初温为20 ℃，鸡蛋取出时水温为30 ℃，水吸收的热量为________J[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]，鸡蛋的内能减小________J，如果将水倒去一半，则剩余水的比热容为______________。
10. 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　　　(选填“大”或“小”)的固体燃料，燃料的质量减少，热值　　　(选填“变小”或“不变”)。?
11. 2018·黑龙江 一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106 J，这些能量相当于完全燃烧0.55 kg的干木柴才能得到，则干木柴的热值为__________J/kg，干木柴用掉一半后，剩余干木柴的热值将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
12. 合理分类和利用垃圾可以保护环境、变废为宝。在一定条件下，1 t生活垃圾能“榨”出140 kg燃料油。若燃料油的热值为4.0×107 J/kg，某城镇每天产生50 t生活垃圾，则这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量为　　　　　J。在标准大气压下，这些热量的30%被500 m3、30 ℃的水吸收，则水温能升高　　　　℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)，ρ水=1.0×103 kg/m3]?
13. 2019·重庆 如图所示，重庆网红“木桶鱼”是在木桶里放入高温的鹅卵石，再加入调制好的鱼和汤，鹅卵石放热使汤沸腾，则质量为1 kg的鹅卵石从300 ℃降到250 ℃放出的热量是________J；用锅盖紧密盖住木桶，桶内气压升高，则汤的沸点会________(选填“升高”“降低”或“不变”)。[c鹅卵石＝0.8×103 J/(kg·℃)]
14. 2019·绵阳 标准大气压下，将质量为1.0 kg的水从20 ℃加热到沸腾，水吸收的热量是______J。小明家天然气热水器的热效率是84%，他某次洗澡，耗水40 kg，自来水进热水器时的温度是24 ℃，出热水器时的温度是40 ℃，小明这次洗澡消耗天然气________m3。[已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值是3.2×107 J/m3]
15. 截至2019年4月14日，泸州云龙机场已开通31条航线。从云龙机场飞往北京的某航班在水平跑道上加速的初始阶段，牵引力沿水平方向，大小为9.2×104 N，经过的路程为1000 m，则牵引力所做的功为　　　　　J;若飞机发动机的效率为25%，在此过程中，消耗的汽油为　　　kg，这些汽油的体积为　　　　m3。(汽油的密度ρ=0.7×103 kg/m3，汽油的热值q=4.6×107 J/kg)?
16. 为了倡导低碳生活，太阳能热水器被广泛应用于现代生活。小明家的太阳能热水器吸热板面积S＝3 m2，水箱内装有质量m＝100 kg的水。小明观察发现：这些水在t＝10 h时间内温度由20 ℃升高到80 ℃。查阅资料获知：当天当地的太阳辐射平均功率P0＝1.68×106 J/(m2·h)(太阳辐射功率是指1 h内投射到1 m2面积上的太阳能)，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)。求：
(1)水箱内所装的水吸收的热量Q1。
(2)吸热板吸收的太阳辐射能量Q2。
(3)该太阳能热水器的能量转化效率η。
三、实验题
17. (1)完全燃烧1.4 g酒精释放的热量是完全燃烧0.7 g酒精释放热量的________倍。0.7 g酒精完全燃烧释放的热量是2.1×104 J，这些热量全部被100 g的液体A吸收，液体的温度升高了50 ℃；若完全燃烧1.4 g酒精释放的热量全部被200 g的液体A吸收，则液体的温度升高了Δt＝________℃(不考虑散热)。
(2)现用如图所示装置加热200 g的液体A，燃烧了1.4 g酒精，液体升高的温度小于Δt，有哪些原因会导致这个结果？____________________________________________________________________。
18. 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的大小关系，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 min记录一次杯中水的温度(见下表)。
(1)在安装、调整图甲中实验器材时，合理的顺序是先调整固定________的位置，再调整固定________的位置。(均选填图中的“A”或“B”)
(2)为保证实验便捷、可靠，实验时应控制两套装置中的一些量相同，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)小柯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，她的理由是
________________________________________________________________________。
(5)已知酒精的热值为3.0×107 J/kg，完全燃烧20 g酒精放出的热量是________J。
人教版 九年级物理上册 14.2 热机的效率 同步课时训练-答案
一、选择题
1. 【答案】D
2. 【答案】B　[解析] 尾气的温度高，说明散失的热量多，柴油机的效率低；反之，尾气的温度低，说明柴油机的效率高，即节能。尾气的柴油味浓、颜色黑都说明柴油没有充分燃烧，浪费了燃料，这种情况下柴油机的效率较低。
3. 【答案】B　[解析] 因为＝20%，＝25%，所以＝×＝×＝。
4. 【答案】CD　
5. 【答案】D
6. 【答案】A　
7. 【答案】B　[解析] 热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，即做有用功的能量在燃料完全燃烧产生的能量中所占的百分比，所以该内燃机的热机效率应为η＝1－25%－40%＝35%。
8. 【答案】D　[解析]汽车行驶的速度为v===20 m/s=72 km/h，故①错误;消耗的燃油完全燃烧放出热量Q=qm=4.6×107 J/kg×1.5 kg=6.9×107 J，故②正确;汽车牵引力的功率P=Fv=2000 N×20 m/s=40×103 W=40 kW，故③错误;汽车发动机的效率η====20%，故④正确。故选D。
二、填空题
9. 【答案】2.1×104　2.1×104　4.2×103 J/(kg·℃)
[解析] 水吸收的热量：Q＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(30 ℃－20 ℃)＝2.1×104 J。鸡蛋放出热量，内能减小量等于水吸收的热量，即ΔE＝Q吸＝2.1×104 J。比热容是物质的一种特性，将水倒掉一半，质量改变，但比热容不变，仍然为4.2×103 J/(kg·℃)。
10. 【答案】大　不变
11. 【答案】1.2×107　 不变
[解析] (1)干木柴的热值：q＝＝＝1.2×107 J/kg；(2)热值是燃料本身的特性，其大小与燃料的质量无关，用掉一半后，干木柴的热值仍为1.2×107 J/kg。
12. 【答案】2.8×1011　40
13. 【答案】4×104　升高　[解析] 质量为1 kg的鹅卵石从300 ℃降到250 ℃放出的热量：Q放＝c鹅卵石mΔt＝0.8×103 J/(kg·℃)×1 kg×(300 ℃－250 ℃)＝4×104 J。用锅盖紧密盖住木桶，桶内气压升高，因为液体的沸点随气压的升高而升高，所以汤的沸点会升高。
14. 【答案】3.36×105　0.1　[解析] 水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1.0 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.36×105 J。他某次洗澡时水吸收的热量：Q吸′＝cm′Δt′＝4.2×103 J/(kg·℃)×40 kg×(40 ℃－24 ℃)＝2.688×106 J；由η＝可得，天然气放出的热量：Q放＝＝＝3.2×106 J，由Q放＝Vq可得，消耗天然气的体积：V＝＝＝0.1 m3。
15. 【答案】9.2×107　8　1.14×10-2
[解析]飞机行驶1000 m的过程中牵引力做的功为W=Fs=9.2×104 N×1000 m=9.2×107 J;由η=可得，汽油完全燃烧放出的热量为Q===3.68×108 J;由Q=mq可得，消耗的汽油质量为m===8 kg;由ρ=可得，这些汽油的体积V==≈1.14×10-2 m3。
16. 【答案】(1)水吸收的热量：
Q1＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(80 ℃－20 ℃)＝2.52×107 J。
(2)经过10 h阳光的照射接收的太阳能：
Q2＝P0St＝1.68×106 J/(m2·h)×3 m2×10 h＝5.04×107 J。
(3)该太阳能热水器的能量转化效率：
η＝＝＝0.5＝50%。
三、实验题
17. 【答案】(1)2　50
(2)加热过程中的各种热损失、燃料没有完全燃烧等
[解析] (1)热值是燃料的一种特性，同种燃料热值相同，根据Q＝mq可知，1.4 g是0.7 g的2倍，所以完全燃烧1.4 g酒精释放的热量是完全燃烧0.7 g酒精释放热量的2倍；液体A的比热容不变，则完全燃烧1.4 g酒精释放的热量使200 g液体A升高的温度与完全燃烧0.7 g酒精释放热量使100 g液体A升高的温度相等。(2)液体实际升高的温度小于Δt的原因：加热过程中有各种热损失；燃料没有完全燃烧等。
18. 【答案】(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　
(5)6×105
[解析] (1)实验前，首先调整好实验装置，根据酒精灯外焰的高度调整铁架台的高度，根据烧杯和烧杯中水的高度调整温度计的高度，因此是先固定B，再固定A。
(3)甲、乙两套装置中，水的质量和初温相同，由Q＝cmΔt知，加热相同时间，末温高的物质吸收的热量较多；相同的加热设备，相同时间内，消耗的燃料质量相同，由Q＝qm知，水的末温越高，对应燃料的热值较大。
(4)因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收，存在热损失，所以通过计算得出的热值比实际值要小，因此这样的计算结果不可靠。
(5)完全燃烧20 g酒精放出的热量：Q放＝mq＝20×10－3 kg×3.0×107 J/kg＝6×105 J。