2022年九年级物理全册14.2热机效率练习（含解析）（新版）新人教版.docx

2022年九年级物理全册14.2热机效率练习（含解析）（新版）新人教版 14.2 热机的效率 一、单选题 1.如图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% 2.质量相同的甲乙两种燃料，完全燃烧放出的热量比为 2：1，则它们的热值比为（ ） A.2：1 B.1：2 C.4：1 D.1：4 3.关于热机的效率，下列说法中正确的是（ ） A.热机做的有用功越多，效率肯定越高 B.热机消耗的燃料越少，效率肯定越高 C.热机做肯定的有用功，消耗的燃料越少，效率肯定越高 D.热机做功越快，效率肯定越高 4.甲、乙两台热机，甲的效率比乙的低，其含义是（ ） A.甲比乙做的有用功少 B.在做相同有用功的条件下，甲消耗的燃料多 C.甲比乙消耗的燃料多 D.在做相同有用功的条件下，甲损失的能量比乙少 5.2022 年 12 月 2 日，嫦娥三号由长征三号乙改进型运载火箭胜利放射火箭中选用了纯度极高的液氢做燃料，是因为液氢的（ ） A.热值大 B.比热容大 C.密度小 D.沸点低 6.已知烟煤的热值是 2.9×107 J/ kg ，那么（ ） A.2 kg 的烟煤燃烧时，肯定能放出热量是 5.8×107 J B.1 kg 的烟煤完全燃烧时，肯定能放出热量是 2.9×107 J C.1 kg 的烟煤温度降低 1时放出热量是 2.9×107 J D.10 kg 烟煤的热值为 2.9×108 J/ kg 7.提高热机效率的有效途径是（ ） A.采纳优质的燃料 B.避开运用热机 2 C.降低热机的功率 D.削减热机的各种热损失，保证良好的润滑 8.由热值的定义可知，热值 q = ，式中 m 是燃料的质量，Q 是燃料完全燃烧放出的热量，那么（ ） A.热值的大小与 Q 成正比 B.热值的大小与 m 成反比 C.热值的大小与 Q、 m 都有关，由 Q 与 m 共同确定 D.热值的大小与 Q、 m 都无关，由燃料的种类确定 9.冬天来了，原煤价格随机上涨，少数不法商人为了谋取私利，在煤中掺杂出售为了不让用户上当，您认为的最恰当方法是检测下面哪一个物理量（ ） A.热值 B.内能 C.温度 D.比热容 二、多选题 10.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.热机所用燃料的化学能转化为热机的机械能越多，效率越高 C.假如改进技术，汽油机的效率可以达到 101% D.蒸汽机、汽油机和柴油机的热机效率分别是η 1 、η 2 和η 3 ，则有η 1 η 2 η 3 11.假如要提高热机的效率，必需（ ） A.用热值大的燃料 B.削减各种热损失 C.保证良好的润滑 D.提高热机的功率 12.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，水蒸气的内能削减 D.橡皮塞被冲开的能量转化状况与内燃机压缩冲程相同 13.以下是小明物理笔记本上记录的关于热学部分的相关学问，其中被马虎的小明记录不正确的是（ ） A.0的冰既具有内能又含有热量 B.物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就肯定不变 C.温度上升越多的物体，汲取的热量就肯定越多 D.热机的功率越大，其工作效率越高 14.如图所示为小艳家新买的一辆小汽车周末，爸爸开车带着小艳出去游玩，途中，这辆汽车在 lh 的时间内，在水平路面上匀速行驶了 73 km ，消耗汽油 6 kg 若已知该汽车发动机的功率（即牵引力的功率）为 23 k W，汽车（包括车上的人和物品）质量为 1.5 t ，汽油的热值为 4.6×107 J/ kg ， g =10N/ kg 则关于上述lh 的行驶过程，下列分析正确的是（ ） A.该汽车发动机的牵引力是 1.15×103 N B.该汽车受到的地面支持力等于 l 5×104 N C.该汽车克服阻力做的功是 2.3×104 J D.该汽车发动机的效率是 30% 三、填空题 15.如图是内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为η= _ 101%（用字母表示） 16.汽车发动机一般是柴油机或汽油机，它把燃料燃烧放出的 _ 能转化为机械能，完全燃烧 0.1 kg 的汽油能够获得 _ J 的能量；（汽油的热值为 4.6×107 J/ kg ）汽车发动机常用循环流淌的水来帮助它散热，主要是利用了水的 _ 较大的特点小明同学阅读了汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图所示的图表，请依据给出的信息，计算该内燃机的效率为 _ 四、计算题 17.全球汽车保有量在快速增长，截至 2022 年，全球处于运用状态的汽车数量已突破10 亿辆每辆汽车每年耗油 1.8 t ，汽车内燃机的效率平均取值 30%假如能把内燃机效率提高 1%，全球可以节约多少燃油？ 4 18.如图所示，是小华和同学们利用酒精灯加热试管中的水，直至将塞在试管口的塞子冲出的试验示意图依据下表供应的数据，解答以下问题（如需计算，则计算结果保留至小数点后一位） （1）假如在试验中完全燃烧了 7 g 的酒精，那么这些酒精放出的热量是多少？（酒精的热值是 3.0×107 J/ kg ） （2）上一问中酒精放出的热量若有 40%用来加热水，能将质量为多少质量的水在一标准大气压下从 20加热到沸腾？ 人教版九年级物理 第十四章 14.2 热机的效率 同步练习 答案和解析 【答案】 1.B 2.A 3.C 4.B 5.A 6.B 7.D 8.D 9.A 10.BD 11.BC 12.BC 13.ABCD 14.AD 15. 16.内；4.6×106 ；比热容；30% 17.解：内燃机效率提高 1%， ∴η 2 =η 1 +1%=30%+1%=31%， η= ， ∴W 有用 =η qm ， 内燃机效率提高后有用功是相同的， ∴每辆汽车：η 1 qm 1 =η 2 qm 2 ， ∴ m 2 = m 1 ， 则每辆汽车每年节约燃油： m = m 1 - m 2 = m 1 - m 1 =（1- ） m 1 =（1- ）×1.8 t ≈0.058 t ； ∴全球可以节约的燃油： m 总 = n m =1.0×109 ×0.058 t =5.8×10 7 t ； 答：全球可以节约的燃油 5.8×107 t 18.解： （1）完全燃烧 7 g 的酒精放出热量为： Q 放 = qm =7×10-3 kg ×3.0×10 7 J/ kg =2.1×10 5 J； （2）水汲取的热量为：Q 吸 =40%Q 放 =40%×2.1×105 J=8.4×10 4 J； 依据 Q 吸 = cm （ t - t 0 ）可知， 水的质量为： m = = =0.25 kg 答： （1）这些酒精放出的热量是 2.1×105 J； （2）这些热量可以将 0.25 kg 的水在一标准大气压下从 20加热到沸腾 6 【解析】 1. 解：因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， 所以，由内燃机的能量流向图可得，内燃机的热机效率： η=1-25%-40%=35% 故选 B 燃料燃烧的内能减去机械自身消耗能量和废气带走能量的一百零一分比，即为获得有用机械能的一百零一分比，也就是该内燃机的热机效率 本题考查了热机效率的计算，明确热机效率的含义是关键 2. 解： 由题知，质量之比 m 1 ： m 2 =1：1，这两种燃料完全燃烧放出的热量之比 Q 1 ：Q 2 =2：1， 由 Q 放 = mq 得两种燃料的热值之比： q 1 ： q 2 = ： = ： =2：1 故选：A 知道两种燃料放出热量和质量之比，利用燃料完全燃烧放热公式 Q 放 = mq 求这两种燃料热值之比 本题考查了学生对燃料完全放热公式 Q 放 = mq 的驾驭和运用，因为是求比值，要细心，防止因颠倒而出错！ 3. 解：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；当热机做肯定的有用功，消耗的燃料越少，效率肯定越高；当热机消耗的燃料肯定，做的有用功越多，效率就肯定越高；故选项 A、B 错误； 热机做功越快，表示热机的功率越大，与效率无关；故选项 D 错误； 故选 C 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功率是表示物体做功快慢的物理量 本题主要考查了热机的效率以及影响热机效率的因素，并且考查了热机效率与功率的区分 4. 解：解答：热机的效率是指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效率低，则甲用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比小，即甲对燃料释放的热能的利用率比乙低 故选 B 热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，比值越大，效率 越高 本题考查了学生对热机效率概念的理解，属于基础学问的考查，比较简洁 5. 解：运载火箭采纳液态氢作为火箭的燃料，缘由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 故选 A 热值是燃料的一种特性，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，释放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应当考虑燃料热值的大小 本题主要考查燃料热值的特性，了解不同物质的特性以及用途是关键 6. 解：A、2 kg 的烟煤完全燃烧时，依据 Q= mq =2 kg ×2.9×107 J/ kg =5.8×10 7 J，所以 2 kg的烟煤燃烧时不肯定完全燃烧，则放出的热量不肯定是 5.8×107 J，故 A 错误； B、因为烟煤的热值是 2.9×107 J/ kg ，所以 1 kg的烟煤完全燃烧，肯定能放出 2.9×107 J 的热量，故 B 正确； C、1 kg 的烟煤温度降低放出的热量与物质的热值无关，所以 C 错误； D、10 kg 烟煤的热值不变，仍是 2.9×107 J/ kg ，不是 2.9×10 8 J/ kg ；故 D 错误； 故选 B 1 kg 某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值热值是燃料的一种特性，与燃料的质量体积以及是否完全燃烧都无关 本题考查对比热容和热值是物质的一种特性的理解，此题属于常见题型 7. 解：A、采纳优质的燃料，提高燃料的热值，并不能提高热机的效率所以 A 说法错误； B、不运用热机，并不能提高热机的效率，所以 B 说法错误； C、降低热机的功率，不能变更热机效率，所以 C 说法错误； D、削减热机的各种热损失，保证良好的润滑，削减摩擦，可以提高有效利用的能量与总能量之比，所以 D 说法正确 故选 D 要解决此题，须要驾驭热机效率的概念：热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比要提高热机的效率，就要想方法削减各种热量的损失 此题主要考查了热机效率的概念，首先要知道热机效率是有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比要提高燃料的利用率，须要尽量削减能量的损失 8. 解： 热值是质量为 1 kg 的燃料完全燃烧时所释放出的热量；热值是燃料本身的特性，热值的大小只与燃料的种类有关，与燃烧程度无关、与燃料的质量和放出的热量无关，故 D 正 8 确、ABC 错误； 故选：D 热值是燃料的一种特性，它代表燃料性能的优劣，热值的大小与燃料的种类有关，与燃烧程度、质量的多少以及是否燃烧等均无关 知道热值是燃料的一种特性（只与燃料的种类有关，与燃烧程度无关、与燃料的质量和热量无关）是解决此类问题的关键 9. 解：1 kg 的某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关；热值是燃料的一种特性，常用热值来区分煤炭的优劣，所以 A 正确，选项 B、C、D 的说法不正确 故选 A 热值是燃料的一种特性，它代表燃料的优劣，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时放出的热量越多 知道热值是燃料的一种特性是本题的关键所在，常见题目 10. 解： A、用热值大的燃料，燃烧相同燃料可以放出更多的热量，但用来做有用功的能量不肯定多，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量的比值不肯定大，热机效率不肯定得到提高，故 A 错误； B、热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出能量的比值，所用燃料的化学能转化成热机的机械能越多，效率越高，故 B 正确； C、热机在工作时不行避开的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率不行能达到101%，故 C 错误； D、汽油机和柴油机是内燃机，由热机的特点可知，汽油机的效率低于柴油机的效率，由于蒸汽机的燃料是在机器的外部燃烧，热损失最多，效率最低，故 D 正确 故选 BD （1）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；削减热的损失，可以提高效率； （2）任何机器在做功时都不行避开的做额外功，效率不行能达到 101% 本题考查热机的原理、热机的机械效率、能量守恒定律的理解等，解题时逐一分析解答即可 11. 解：A、实行热值高的燃料，其利用率不肯定高，所以不肯定能提高热机的效率； BC、保证良好的润滑，减小摩擦，可以削减因摩擦损失的能量，所以可以提高热机的效率 D、提高热机的功率，增大热机在单位时间内做的功，其效率不肯定提高不合题意 故选 BC 热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，要提高热机的效率，就要提高燃料的利用率，削减热损失 此题主要考查了热机效率的概念，首先要知道热机效率是有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比要提高燃料的利用率，须要尽量削减能量的损失 12. 解： A、燃料的热值仅与燃料的种类有关，燃料的质量无关，故 A 错误； B、酒精燃烧放出热量，酒精的化学能转化为水的内能，故 B 正确； C、水吸热沸腾，产生大量水蒸气，气体膨胀对橡皮塞做功，气体的内能转化为橡皮塞的机械能，故 C 正确 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 故选 BC （1）1 kg 某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关； （2）燃料燃烧，化学能转化为内能； （3）做功可以变更物体的内能：对物体做功，物体的内能增加，例如克服摩擦做功、压缩气体做功等；物体对外做功内能会削减，例如气体膨胀做功，物体的内能减小，转化为机械能； （4）热机的原理是利用燃烧产生的高温燃气推动活塞做功，从而把内能转化为机械能 本题考查了影响热值的因素、变更内能的方式以及能的转化，综合性强 13. 解：A、任何物体的分子都在不停地做无规则运动，温度为 0的物体也具有内能，热量是一状态量，描述它的术语是汲取和放出，不能用含有，故 A 错误； B、内能的大小跟质量、温度、状态有关，如冰熔化时，温度不变，但内能增加，故 B错误； C、由 Q= cm t 可知，汲取热量多少与物体的比热容、质量上升的温度等因素有关，因此单凭温度上升越多这一因素，不能确定汲取的热量肯定越多，故 C 错误； D、热机的功率反应热机的做功快慢，效率反应有用功与总功的比值，因此效率与功率没有任何关系，故 D 错误 故选 ABCD （1）内能是物体内部全部分子无规则运动的动能和分子势能的总和，任何物体都有内 10 能； 热量是过程量，就是说，热量只存在热传递中，只能说汲取或放出热量；热量不是状态量，不能说含有热量； （2）依据 Q= cm t 分析汲取热量多少； （3）内能与物体的质量、温度、状态等因素有关，同一物体，温度越高，内能越大； （4）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比值越大，则效率越高功率是表示物体做功快慢的物理量 （1）由于分子的热运动永不停息，所以一切物体在任何状况下总具有内能 （2）热量是物体通过热传递方式变更的内能，是一个过程量，要用汲取或放出来表达，而不能用具有或含有来修饰 14. 解：A、汽车的速度： v = = =73 km / h =20 m / s ，由 P= = =F v 得，汽车的牵引力：F= = =1150N，故 A 正确； B、汽车呈流线型，当汽车行驶时，车上方空气流速大，压强小，下方空气流速小，压强大，产生一个向上的压强差，因此，会有一个向上的升力产生，使汽车对地面的压力小于车自身的重力，地面对车的支持力和车队地面的压力护 3 平衡力，大小相等；汽车的总重 G= mg =1.5×103 kg ×10N/ kg =1.5×10 4 N，所以 B 说法错误； C、该汽车克服阻力做的功等于牵引力做的功；W=P t =23×103 W×1×3600 s =8.28×10 7 J，所以 C 说法错误； D、汽油完全燃烧放出的热量为：Q= mq =6 kg ×4.6×107 J/ kg =2.76×10 8 J； 汽车发动机的效率η= = =30%，以 D 正确 故选：AD （1）在水平方向上牵引力与阻力是一对平衡力，克服阻力做的功等于牵引力做的功要利用公式 W=P t 进行计算； （2）依据流体压强与流速的关系，汽车在行驶中会受到一个向上的升力的作用，因此，其对地面的压力会小于汽车自身的重力； （3）计算出了牵引力做的功，依据公式 F= 便可以计算得出 （4）理解热机效率的概念：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比 此题主要考查了二力平衡条件的应用、热机效率的计算及功和功率的计算，考查得很全面 15. 解： 由能流图可知： 燃料完全燃烧放出的热量为 E，有用机械能即有用功为 E 2 ， 所以内燃机的效率可表示为η= ×101%= ×101% 故答案为： 热机的机械效率是指有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值 本题是信息赐予题，考查了热机效率概念的理解和应用，是一道基础题 16. 解：（1）由课本基础学问可知：内燃机工作时将内能转化为机械能； 汽油的热值 q =4.6×107 J/ kg ，完全燃烧的汽油质量m =0.1 kg ， 所以其放出的能量：Q= mq =0.1 kg ×4.6×107 J/ kg =4.6×10 6 J （2）水的比热容最大，相同质量的水和其它物质相比，汲取相同的热量后，温度上升的最小，所以发动机里用水来做冷却剂 （3）由图示的能流图可知，总能量占 1，损耗的能量占 73%，所以汽油机的效率为 30% 故答案为：（1）内；4.6×106 ；（2）比热容；（3）30% （1）依据课本中关于内燃机工作时的能量转化的基础学问即可获得此题的答案；利用汽油的热值，依据公式：Q= mq 即可求得完全燃烧 1 kg 的汽油能够获得的能量； （2）由于水的比热容在全部物质中最大，所以常常用水来做散热剂或冷却剂； （3）总能量减去奢侈掉的能量，就是有效利用的能量，由此可以求得该内燃机的效率 此题考查学生对内燃机能的转化、燃料燃烧放热的计算、水比热容大的应用以及热机效率的理解和驾驭 17. 由于内燃机效率提高后有用功是相同的，因为η= ，所以可得η 1 qm 1 =η 2 qm 2 ，知道每辆汽车每年耗油 1.8 t ，可求每辆汽车每年节约燃油，继而依据全球的汽车数量可求全球可以节约的燃油 本题考查了学生利用所学学问分析说明实际现象的实力，设计到设计节能问题，要求敏捷选用公式进行计算 18. （1）依据燃料燃烧公式 Q 放 = qm ，代入数值，即可求得； （2）依据题意可知 Q 吸 =40%Q 放 ；由 Q 吸 = cm （ t - t 0 ）变形，代入数值，即可求得 考查了燃料燃烧公式 Q= qm 、热量公式 Q 吸 = cm （ t - t 0 ）的变形应用留意公式的单位统一 第21页 共21页第 21 页 共 21 页第 21 页 共 21 页第 21 页 共 21 页第 21 页 共 21 页第 21 页 共 21 页第 21 页 共 21 页第 21 页 共 21 页第 21 页 共 21 页第 21 页 共 21 页第 21 页 共 21 页