14.2 热机的效率 课时训练卷 2021-2022学年人教版九年级物理上册 （含答案）

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14.2　热机的效率
课时训练卷
一、选择题(每小题3分，共36分)
1. 关于燃料的热值，以下说法中正确的是( )
A．燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的质量和燃烧状况无关
B．燃烧1 kg某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值
C．燃料燃烧时，质量越大，热值越大
D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
2. 现有一瓶液体燃料，若倒掉一半后完全燃烧，则( )
A．热值减半，放出的热量减半
B．热值减半，放出的热量不变
C．热值不变，放出的热量减半
D．热值不变，放出的热量不变
3. 如图所示是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率是( )
A．25% B．35%
C．40% D．75%
4. 我国成功发射了“嫦娥四号”探测器。运载探测器的火箭使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有( )
A．较小的密度　　　　
B．较大的比热容
C．较低的沸点
D．较高的热值
5. 热机的效率是热机性能的重要指标。甲发动机的效率为37%，乙发动机的效率为33%。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．甲发动机消耗1 kg汽油获得的有用功更多
B．甲发动机消耗1 kg汽油释放的内能更多
C．甲发动机消耗1 kg汽油散失的内能更多
D．甲发动机工作时消耗的燃料一定更少
6. 为了节约能源，需提高热机的效率，下列措施不能提高热机效率的是( )
A．尽量减少热机部件间的摩擦
B．尽量增加热机的工作时间
C．尽量减少废气带走的能量
D．尽量使燃料充分燃烧
7. 2020年7月3日11时10分，太原卫星发射中心用长征四号乙运载火箭成功发射高分辨率多模综合成像卫星。火箭用液态氢为燃料主要是因为液态氢具有( )
A．较高的凝固点
B．较高的热值
C．较大的比热容
D．较低的沸点
8. 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．热值和热机效率都是定值，与外界条件无关
9. 如图所示是完全燃烧A、B两种燃料放出的热量与质量的关系图象，由图象可知，A、B两种燃料的热值大小关系是( )
A.qA＜qB
B．qA＞qB
C．qA＝qB
D．无法比较
10. 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多，热值越大
11. 下列有关热机效率的说法中，正确的是( )
A．热机所用燃料的热值越大，效率越高
B．热机的内能转化为热机的机械能越多，效率越高
C．如果改进技术，汽油机的效率可以达到100%
D．蒸汽机、汽油机和柴油机的热机效率分别是η1、η2和η3，则有η1＞η2＞η3
12. 小丽为了测试汽车发动机的效率，开车以60 km/h的平均速度行驶了120 km，用去汽油25 L，已知汽油的密度为0.7×103 kg/m3，热值为4.6×107 J/kg，发动机的功率为32.2 kW，则该汽车发动机的效率为( )
A．23.6% B．28.8%
C．36.5% D．38%
二、填空题(每空2分，共22分)
13. 0.15 kg氢完全燃烧释放出的热量是_________J，若这些热量有60% 被水吸收，水温升高了80 ℃(未沸腾)，则水的质量为______kg。[q氢＝1.4×108 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
14. 在探究水的沸腾实验中，用酒精灯对水进行加热，实验中完全燃烧了5.6 g酒精，则放出了____________________J的热量；若这些热量的30%被150 g、25 ℃的水吸收，则水升高的温度是_______℃。[已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，酒精的热值为3.0×107 J/kg，环境为一个标准大气压]
15. “可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力。同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到等质量的煤气的数十倍，说明“可燃冰”的____很大。以10倍的关系粗略计算，1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为___________J。这些热量可以使_______kg的水从20 ℃加热至100 ℃。
[q煤气＝4.2×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
16. 根据下表列出的四种燃料的热值，回答下列问题。
(1)从表格中的数据可知不同燃料的热值_________。
(2)酒精的热值是3.0×107 J/kg，表示的物理意义是______________________________________。那么完全燃烧1 g的酒精可放出热量_________J。
(3)质量相同的四种表格中的燃料完全燃烧后，放出热量最少的是______。
(4)若质量为5 kg的某种燃料完全燃烧后，放出的热量是6×107 J，则这种燃料可能是________。
三、实验探究题(每空2分，共18分)
17. 如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量相等，烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)为了比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过 __________(填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的。利用此实验方法计算出的热值将比真实值 _________(填“偏大”或“偏小”)。
(2)比较不同物质吸热升温的特点，应选择________两图进行实验。
18 小明学习了燃料的热值后，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。他组装了如图甲、乙所示的装置进行实验，记录结果见表：

(1)为了保证实验结论可靠，小明选择了两套相同装置，在实验中除了要控制甲、乙装置中两烧杯内水的质量相等，还要控制煤油和菜籽油的_____________相同。
(2)实验测的数据如表(无读数错误)，根据数据__________(选填“能”或“不能”)得出煤油与菜籽油热值的大小关系。
(3)实验中不足之处可能是_______________________________造成的。
(4)小明同学纠正实验中不足之处后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知，于是他想利用这种实验测算出煤油的热值，除了图中装置外，那么小明还要使用的测量仪器是___________。利用此实验方法计算出的热值将比真实值_____________(选填“偏大”或“偏小”)。
四、计算题(每题12分，共24分)
19. 用如图所示的修剪机对草坪进行修剪，它底盘刀具的动力靠汽油机提供。修剪机总重为200 N，四个轮子与地面的接触总面积为20 cm2，修剪机正常工作时，刀具每秒钟通过的距离为23 m，匀速运动受到的平均阻力为20 N。在一次修剪过程中，所用时间为5 000 s，
耗油0.2 kg(q汽油＝4.6×107 J/kg)，求：
(1)修剪机匀速运动5 000 s，这段时间做的有用功。
(2)汽油机的效率。
20. 某款汽车质量为1600 kg，某次在水平高速公路上以72 km/h速度匀速行驶了23 min，所受阻力为汽车重力的0.2倍。燃油的热值为4.6×107 J/kg，g取10 N/kg。求：
(1)牵引力做功的功率。
(2)若燃油完全燃烧，内燃机的效率是40%，至少消耗多少kg燃油？
参考答案
一、选择题
1-6 ACBDAB 7-12BABBBB
二、填空题
13. 2.1×107，37.5
14. 1.68×105，75
15. 热值，4.2×108，1 250
16. (1)一般不同
(2)1 kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107 J，3.0×104
(3)干木柴
(4)干木柴
三、实验探究题
17. (1)甲、乙，温度计示数，偏小
(2)甲、丙
18. (1)质量
(2)不能
(3)燃油质量太大(或水质量太少)
(4)天平，偏小
四、计算题
19. 解：(1)修剪机匀速行驶受到的牵引力等于阻力，即F牵＝f＝20 N；
由v＝可得，修剪机5 000 s行驶的路程：
s＝vt＝23 m/s×5 000 s＝115 000 m；
则修剪机5 000 s内做的功：W有用＝F牵s＝20 N×115 000 m＝2.3×106 J。
(2)0.2 kg汽油完全燃烧放出的热量：
Q＝mq汽油＝0.2 kg×4.6×107 J/kg＝9.2×106 J；
汽油机的效率：η＝＝＝25%。
20. 解：(1)汽车的重力G＝mg＝1600 kg×10 N/kg＝1.6×104 N；汽车所受阻力f＝0.2G＝0.2×1.6×104 N＝3200 N，因为汽车在水平高速公路上匀速行驶，汽车受到的牵引力、阻力是一对平衡力，则汽车的牵引力F＝f＝3200 N，v＝72 km/h＝20 m/s，汽车匀速行驶的路程s＝vt＝20 m/s×23×60 s＝27600 m，牵引力做功W＝Fs＝3200 N×27600 m＝8.832×107 J，由P＝得，牵引力做功功率P＝＝＝6.4×104 W
(2)由η＝×100%＝40%可得燃油完全燃烧放出的热量Q放＝＝＝2.208×108 J，由Q放＝mq可得完全燃烧燃油的质量m油＝＝＝4.8 kg