物理人教版第2节 热机的效率同步达标检测题

人教版九年级物理14.2热机的效率

一、单选题（共6题；共12分）

1.下列有关热学知识的说法中正确的是（   ）           

A. 固体和液体很难被压缩是因为分子间没有间隙
B. 物体吸收热量，温度不一定升高
C. 燃料燃烧越充分，其热值越大
D. 比热容与物体吸收热量的多少有关

2.将一瓶酒精用去三分之一，则剩余酒精的密度、比热容和热值（   ）           

A. 热值不变，密度、比热容变为原来的三分之二    B. 都变为原来的三分之二
C. 热值变为原来的三分之二，密度、比热容不变    D. 都不变

3.日前，北京2022年冬奥会、冬残奥会火炬“飞扬”正式亮相，如图所示，火炬主体由红色和银色构成，火炬外壳由碳纤维及其复合材料制造而成，呈现出了“轻、固、美”的特点，采用氢做燃料，以下说法正确的是（　　） 

A. 我们看到火炬上红色部分是因为它发出了红光
B. 火炬手柄部分做的比较粗糙是为了增大压力，防止火炬脱落
C. 碳纤维有密度小，硬度大的优点
D. 氢在燃烧过程中热值不断减小

4.下列有关说法正确的是（   ）           

A. 以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%
B. 内能小的物体可以将热量传给内能大的物体
C. 热值越大的燃料，完全燃烧时放出的热量一定越多
D. 20℃的水比10℃的水含有的热量多

5.有一种节能型燃气炉灶，据介绍，使用该种炉灶比普通炉灶烧开同样一壶水可以节约燃气10%~15%。这是因为，使用这种炉灶可以（   ）           

A. 增大燃气的热值           B. 增大燃气的密度 

  C. 降低水的比热容           D. 提高燃气的燃烧效率 

6.最新一款无人驾驶汽车，自动驾驶时使用雷达传感器和激光测距仪来了解周围的交通状况．该款车以 的速度在一段平直的公路上匀速行驶了 ，消耗汽油 。假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为30%，已知：汽油的密度为 ，汽油的热值为 。在这段运动过程中，下列说法（   ） 

①所消耗汽油的质量 ②汽油燃烧所放出的热量

③汽车发动机的功率 ④汽车发动机的牵引力

A. 只有①③正确                  B. 只有①②正确 

  C. 只有②③正确                  D. 只有②④正确 

二、填空题（共5题；共12分）

7.如图所示，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内硝化棉燃烧起来，该过程能量是由________能转化为________能，这一特点与汽油机________冲程相同。完全燃烧0.5kg的汽油，放出的热量是________J（已知汽油的热值为4.6×107J/kg）。 

8.如图所示是某汽车发动机的一个冲程的示意图，此冲程是________冲程，若该发动机为四冲程的柴油机，且其曲轴的转速为2400转/min，则在1s内做功________次。 

9.细心的小华发现有行驶的小汽车经过身旁时，往往能闻到一股汽油味，这属于________现象。某品牌汽车行驶100km耗油7kg，这些汽油完全燃烧放出的热量为________J，最多能使质量为________kg的水上升30℃。（水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃），汽油的热值q=4.5×107J/kg）   

10.用煤气灶把2kg、初温为20℃的水加热到70℃，消耗了0.02m3天然气，则煤气灶烧水的效率为________。（c水=4.2×103J/（kg·℃），q天燃气=4.0×107J/m3）   

11.“保护环境，人人有责”，合理分类和利用垃圾可以保护环境，利用先进工艺和科学方法还可以使垃圾变废为宝。若1t垃圾能提炼出70kg燃料油，燃料油的热值为4.5×107J/kg，则这些燃料油完全燃烧时释放出的热量为________J，若燃料油完全燃烧时释放出的热量全部被水吸收，则这些热量可以使________kg的水温度升高25℃。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]   

三、实验探究题（共1题；共6分）

12.学习了燃料的热值后，小王自己设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。

（1）实验装置如图所示，你认为图中器件的安装顺序是________（由下而上/由上而下）。   

（2）为保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应保持________、________、以及两个烧杯都应相同。   

（3）实验数据记录如表，根据表中数据，计算出碎纸片的热值是________J/kg。   

（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏________（大/小），出现这样情况的主要原因是________。（写出一点）

四、计算题（共2题；共20分）

13.某汽车在水平地面上以25m/s的速度匀速行驶，行驶600s汽车发动机产生的牵引力所做的功为 ，消耗汽油1kg（假设汽油在发动机气缸内完全燃烧，汽油热值取 ， ）。针对这一过程，求：   

（1）汽车行驶的路程；   

（2）汽车受到的阻力；   

（3）汽车发动机的效率。   

14.改革开放以来，我国人民的生活水平不断提高，汽车已成为多数人的代步工具。某品牌国产汽车以 的速度在平直公路上匀速行驶 ，消耗了汽油 ，汽车发动机功率为 ，已知：汽油的热值为 ，汽油的密度为 。求该汽车匀速行驶 过程中：   

（1）消耗汽油的质量；   

（2）发动机所做的功；   

（3）发动机的效率（百分号前保留整数）。   

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】 B  

【解析】【解答】A、由于分子间存在斥力，因此固体和液体很难被压缩，固体与液体分子间存在间隙，固体和液体很难被压缩不是因为分子间没是间隙，A不符合题意；

B、物体吸收热量，内能增加，物体温度不一定升高，例如晶体的熔化过程，B符合题意；

C、燃料的热值由燃料本身决定，与燃料是否充分燃烧无关，C不符合题意；

D、物质的比热容是由物质本身的性质决定的，与物体吸收的热量多少无关，D不符合题意；

故答案为：B。

 
【分析】这道题目主要考查的是温度、热量和内能三者之间的关系，温度是衡量物体冷热程度的物理量，内能是指组成物体的分子动能和势能的总和，任何物体都具有内能，在热传递过程中，传递的内能叫做热量，物体吸收热量，温度不一定升高，比如说晶体熔化时吸收热量，但温度不变。

2.【答案】 D  

【解析】【解答】将一瓶酒精，用去三分之一后，质量减少，体积减小，但物质的种类和状态没有变化，所以密度、比热和热值都不变。

故答案为：D。

 
【分析】密度、比热容、热值是特性，与质量无关。

3.【答案】 C  

【解析】【解答】A．看到红色部分是因为物体表面反射红光，而不是发出红光，A不符合题意；

B．手柄部分做的比较粗糙是为了增大摩擦力，防止火炬脱落，B不符合题意；

C．碳钎维的优点是密度小、硬度大，C符合题意；

D．热值是物体的本身属性，不会减小，D不符合题意。

故答案为：C。

 
【分析】当物体的体积一定时，通过密度公式m＝ρV可知，物体的密度越大时，物体的质量越大，密度越小，质量越小。

4.【答案】 B  

【解析】【解答】A．由于燃料不能完全燃烧、热量损失、克服摩擦损耗的能量，因此任何机械的效率都达不到100%，A不符合题意；

B．热传递的条件是存在温度差，传递内能的多少叫热量，所以物体的内能小，但可能温度高，所以“内能小的物体也可能将内能转给内能大的物体”的说法是正确的，B符合题意；

C．由 可知，放出的热量由燃料的质量和热值共同决定，热值大的燃料，完全燃烧时放出的热量不一定越多，C不符合题意；

D．热量是过程量，物体本身不能说含有热量，D不符合题意。

故答案为：B。

 
【分析】热传递可以改变物体的内能，热量向外界传递，物体的内能减小，热量由外界传向物体，物体的内能增加，其中两个物体中间传递的能量叫做热量。

5.【答案】 D  

【解析】【解答】A．热值是燃料的一种特性，与燃料的种类有关，不能增大燃气的热值，A不符合题意；

B．密度是物质的一种特性，与物质的种类有关，不能增大燃气的密度，B不符合题意；

C．比热容是物质的一种特性，与物质的种类有关，不能降低水的比热容，C不符合题意；

D．烧开同样一壶水，水吸收的热量相同，使用节能型燃气炉灶比普通炉灶烧开同样一壶水可以节约燃气10%～15%，说明提高了燃料的利用率，即使用这种炉灶可以提高燃气的燃烧效率，D符合题意。

故答案为：D。

 
【分析】所需热量的总量一定时，减少消耗的燃料，可以提高效率。

6.【答案】 A  

【解析】【解答】①消耗汽油的体积1.5L=1.5dm3=1.5×10-3m3

消耗汽油的质量m=ρV=0.8×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.2kg

②汽油燃烧所放出的热量Q放=qm=4.5×107J×1.2kg=5.4×107J

③发动机做的有用功W有= Q放η=5.4×107J×30%=1.62×107J

汽车行驶的时间t= = h=400s

发动机的功率P= = =40500W

④汽车发动机的牵引力F= = =2025N

故①③正确。

故答案为：A。

 
【分析】利用密度和体积的乘积计算质量，结合热值计算热量；利用热机效率计算有用功；根据路程和速度分析时间，利用功和时间的比值计算功率，利用功和距离的比值计算拉力的大小。

二、填空题

7.【答案】 机械；内；压缩；2.3×107  

【解析】【解答】活塞向下压的过程是活塞的机械能转化为硝化棉的内能，这与汽油机的压缩冲程能量转化相同。

完全燃烧0.5kg汽油放出的热量Q放=mq=0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J

 【分析】（1）抓住关键词“下压”和“燃烧”来判断能量的转化情况；
（2）汽油机的压缩冲程是：机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能。
（3）已知燃料的质量，热值，由Q=mq求出燃料完全燃烧放出的热量多少。

8.【答案】 做功；20  

【解析】【解答】火花塞点火，是做功冲程。

四冲程汽油机的飞轮转速为2400r/min，则该飞轮每秒钟转40圈，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，活塞往复2次，所以1s内，飞轮转40圈，活塞往复运动80次，共20个工作循环，80个冲程，做功20次。

 
【分析】四冲程汽油机有4个冲程，除做功冲程之外，其他的三个冲程都需要依靠飞轮的惯性来完成，只有做功冲程对外界提供动力，结合活塞的运动方向求解即可；内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能，内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能。

9.【答案】 扩散；3.15×108；2500  

【解析】【解答】小华发现有行驶的小汽车经过身旁时，闻到汽油的气味，是因为汽油分子在不停地做无规则运动，这是扩散现象。

由 知道，7kg汽油完全燃烧要放出的热量Q放=mq=4.5×107J/kg×7kg=3.15×108J

由于水吸收的热量等于汽油完全燃烧放出的热量，故由 知道，水的质量

 
【分析】分子无规则运动形成扩散现象；利用燃料的热值和质量的乘积计算热量，根据物体吸收的热量，结合比热容和温度差计算物体的质量。

10.【答案】 52.5%  

【解析】【解答】由 可知，水吸收的热量为

由 知道，天然气完全燃烧放出的热量是

由 可知，燃气灶的效率是

 
【分析】已知天然气的体积，和热值可以根据公式求出天然气完全燃烧所释放出来的热量。再根据公式求出水所吸收的热量，再根据公式求出效率。

11.【答案】 3.15×109；3×104  

【解析】【解答】完全燃烧70kg这种燃料油放出的热量Q＝m油q油＝70kg×4.5×107J/kg＝3.15×109J

加热水的质量

 
【分析】根据燃料的质量和热值的乘积计算热量，利用热量和比热容、温度差，可以计算质量大小。

三、实验探究题

12.【答案】 （1）由下而上
（2）酒精和碎纸片的质量；水的质量
（3）1.2×106
（4）小；是热量损失或燃料燃烧不完全  

【解析】【解答】（1）由于要用酒精灯的外焰加热，且温度计的玻璃泡与被测液体充分接触，不能紧靠容器壁或容器底部，所以，在组装装置甲时，要按“从下往上”的原则；

（2）为了尽量减小各种因素对实验的影响，保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应保持酒精和碎纸片的质量、水的质量以及两个烧杯都应相同。

（3）不计热量损失的情况下，根据表中数据和Q=cm t可知，水从酒精吸收的热量和从碎纸片吸收的热量之比为2∶1，则酒精完全燃烧放出的热量和从碎纸片完全燃烧放出的热量之比为2∶1，由 可知，碎纸片的热值是酒精的热值一半，即为1.2×106J/kg。

（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏小，出现这样情况的主要原因是燃料燃烧不完全、热量燃烧放出的热量没有完全被水吸收。

【分析】（1）在组装实验仪器的时候应该按照自下而上的顺序进行组装；
（2）比较不用燃料的热值，需要控制燃料的质量相同即可；通过烧杯内液体温度变化量反映燃料释放热量的多少，故要控制烧杯内的液体质量相同；
（3）结合水的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解水吸收的热量，除以燃料的质量即为热值；
（4）燃料释放的热量不能被水完全吸收掉，故计算得到的热值偏小。

四、计算题

13.【答案】 （1）解：汽车行驶的路程   

答：汽车行驶的路程为 ；

（2）解：汽车匀速行驶，受到的阻力和牵引力大小相等。由 可知   

答：汽车受到的阻力为

（3）解：汽油完全燃烧放出的热量   

汽车发动机的效率

答：汽车发动机的效率为 。

【解析】【分析】（1）已知汽车的速度和行驶时间，由s=vt求出汽车行驶的路程大小；
（2）先由功的公式W=Fs求拉力大小，然后由二力平衡知识：两个力大小相等、方向相反、同一直线、同一物体，根据牵引力求阻力大小；
（3）先由汽油完全燃烧的质量和热值，由Q=mq求出燃料完全燃烧放出的热量大小，然后由求出汽车发动机的效率大小。

14.【答案】 （1）解：汽油的体积   

由密度公式 得

答：消耗汽油的质量4.2kg；

（2）解：汽车速度   

路程

由速度公式 得

汽车发动机功率

由功率公式   得

答：发动机所做的功为6×107J；

（3）解：燃料完全燃烧放出热量   

发动机效率

答：发动机的效率为31%。

【解析】【分析】(1)已知汽油的体积，由 的变形式求出消耗汽油的质量多少；
（2）已知汽车的速度、路程、汽车发动机的的功率，由速度公式 由速度公式 求汽车发动机的时间，然后由W=pt求发动机所做的功；
（3）已知燃料的质量和热值，由Q=mq求 燃料完全燃烧放出热量，即为W总  ， 然后由=求发动机的效率。