人教版（2024）九年级全册（2024）第3节 热机的效率当堂检测题

这是一份人教版（2024）九年级全册（2024）第3节 热机的效率当堂检测题，共10页。试卷主要包含了选择题，多选题，填空题，实验探究题，计算题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1.下列关于热机，说法正确的是（ ）
A . 热机损失的能量中，废气带走的较少，主要是由于机械摩擦损失的
B . 柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油大
C . 甲热机比乙热机的效率低，含义是甲热机消耗的燃料比乙多
D . 若某四冲程汽油机的飞轮转速是3600r/min，则1s内该汽油机对外做功30次
2.现代社会倡导“节能减排，低碳生活”，下列关于能源和能量的说法正确的是（ ）
A . 太阳能作为新能源，应大力开发使用
B . 生物质能、潮汐能、风能和核能都属于可再生能源
C . 火箭发射利用到的燃料是液态氢，是因为它含有的热量多
D . 能源节能问题的核心是要把能量转化效率提高到100%
3.如图所示为内燃机的能量流向图，热机效率（η）等于（ ）
A .E4E2+E3+E5×100%
B .E4E2+E3+E4+E5×100%
C .E4E1+E2+E3+E4+E5×100%
D .E1E4×100%
4.有经验的维修师，通过观、闻等方式，就可以初步判断一台柴油机的效率高低。下列判断方式 不可靠的是（ ）
A . 观察尾气的颜色是否发黑
B . 闻尾气中柴油味的浓淡
C . 观察柴油机外观是否干净
D . 感受排气管附近温度的高低
5.我国发射“嫦娥三号”运载火箭，运载火箭采用液态氢做为火箭的燃料，原因是液态氢具有（ ）
A . 较大的比热容
B . 较低的沸点
C . 较大的热值
D . 较高的凝固点
6.有100kg汽油用去一半后，剩下汽油的（ ）
A . 比热容、热值都不变
B . 比热容不变，热值减小一半
C . 比热容减小一半、热值不变
D . 比热容、热值都减小一半
7.通过学习，小云知道了冰和水的比热容是不同的，为了探究其他物质的吸热本领是否也与状态有关，小云将质量为100g比热容为1.5×10 3 J/(kg·℃)的固体碾碎，用酒精灯对它均匀加热，共加热10min，它的温度随时间的变化如图所示。加热过程共消耗5g酒精，酒精的热值为3×10 7J/kg。若相同时间内物质吸收的热量相等，下列说法正确的是（ ）
A . 该物质固态时升温比液态时快，说明固态时吸热本领比液态时强
B . 由于2~6min物质温度不变，因此无法计算其吸收的热量
C . 该物质在液态时的比热容为3×103 J/(kg·℃)
D . 该酒精灯的加热效率为40%
二、多选题
1.小明的爸爸开车送小明去学校，到达学校时消耗汽油4kg，汽车汽油机能量流向图如图甲所示，图乙是汽车汽油机某一冲程示意图，已知汽油的热值为4×10 7J/kg，下列说法正确的是（ ）
A . 图乙所示冲程为汽车提供动力
B . 消耗的汽油完全燃烧放出的热量为1.0×109J
C . 汽油机输出的有用功为4.8×107J
D . 随着科技的发展，热机效率将不断提高，但不可能达到100%
2.一辆越野车以某一速度在平直路面上匀速行驶200km，消耗柴油20L，若这些柴油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动越野车做有用功，所用柴油的热值为 4.3×107J/kg ， 密度为 0.8×103kg/m3 ， 则以下说法正确的是（ ）
A . 越野车行驶时将机械能转化为内能
B . 这些柴油完全燃烧放出的热量为6.88×108J
C . 越野车消耗的有用热量即有用功2.29×108J
D . 这辆越野车以该速度匀速行驶时受到的阻力为1032N
3.关于内能及其利用，下列说法正确的是（ ）
A . 一切物体都具有内能
B . 足球运动越慢，它的内能越小
C . 冬天搓手取暖，是通过做功的方式改变内能
D . 热机的功率大，效率就一定高
4.关于热值、热机和热机效率，下列说法中正确的是（ ）
A . 燃料燃烧得越充分，它的热值就越大
B . 燃料的热值大小与它质量的大小无关
C . 热机做的有用功多，热机的效率就高
D . 汽油机做功冲程将内能转化成机械能
5.下列关于提高锅炉效率的方法，正确的是（ ）
A . 把块状燃料粉碎成粉末状
B . 用鼓风机向炉膛吹气
C . 利用热值大的燃料
D . 向锅炉加大燃料的投放量
三、填空题
1.某种燃料的热值为 4.2×103J/kg,完全燃烧20g该燃料，能释放出热量是 ________ J；若放出的这些热量有80%被水吸收，吸收的这些热量可将1标准大气压下 ________ kg、温度为20℃的水烧开。[水的比热容为4.2×10³J/(kg⋅°C)]
2.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， 1t生活垃圾能“榨”出 140kg燃料油。若燃料油的热值为 4.0×107J/kg ， 某城镇每天产生 50t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。在一个标准大气压下，这些热量的 30%被 500m3、 20℃的水吸收，则水温能升高到 ________ ℃。[c水=4.2×103J/kg⋅℃，ρ水=1.0×103kg/m3]
3.小洁家天然气热水器的热效率是70%，他某次洗澡耗水20kg，热水器进水温度是22℃，出水温度是42℃，这一过程水吸收的热量是 ________ J，他这次洗澡消耗天然气 ________ m 3。（水的比热容是4.2×10 3J/（kg ⋅℃），天然气的热值是3.2×10 7J/m 3）
4.2020 年 5 月 5 日，长征五号 B 运载火箭在海南文昌首飞成功，5月 8日，火箭搭载的新一代载人飞船试验船返回舱，在三把巨型降落伞牵制下于东风着陆场区平安着陆。该火箭使用的燃料主要是液态氢，若完全燃烧 0.5kg 的氢燃料，可放出的热量是 ________ J， 若这些热量有 84%被质量为 1.0×10 4kg 的水吸收，水的温度能够上升 ________ ℃。由于与大气剧烈摩擦，返回舱在大气层中降落时会在舱表产生三千多度的高温，如同一个带着长尾的火球，但是舱的内部却是常温，这主要是返回舱表面涂有防热层，表层材料在高温升华时 ________ （选填“吸收”或“放出”）大量热量；降落伞的主要作用是让返回舱在减速落地前，重力势能 ________ （选填增大、减小或不变，下同），动能 ________ 。[ q氢＝1.4×108J/kg ， c水＝4.2×103J/（kg·℃） ]

5.汽油机作为汽车的“心脏”，在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈地燃烧，将 ________ 能转化成 ________ 能，一辆汽车一年行驶三万公里，消耗汽油2t，这些汽油完全燃烧放出 ________ J的热量．（q 汽油=4.6×10 7J/kg）
四、实验探究题
1.小明同学学习了燃料热值的有关知识后，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。他自己设计了一个实验来比较煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果如表。

（1）为了保证实验的可靠性，小明选择两套完全相同的装置，实验中除了要控制水的初温相同外，还要控制水的 ________ 相同；
（2）在安装、调整甲图中实验器材时，应 ________ （选填“点燃”或“不点燃”）煤油灯；
（3）通过表格中记录的数据，你认为煤油和菜籽油中，热值较大的是 ________ ；
（4）小明利用水的比热容及实验中所测的数据 ________ （选填“能”或“不能”）准确算出煤油和菜籽油的热值大小，原因是 ________ 。
2.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分钟记录了杯中水的温度（见表）．
（1）在安装、调整甲图中实验器材时，合理的顺序是先调整固定 ________ 的位置，再调整固定 ________ 的位置（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一些相同的量，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）该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，同组的小红同学他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，他的理由是 ________ ．
（5）已知酒精的热值为3.0×107J/kg，完全燃烧20g酒精放出的热量是 ________ J．
五、计算题
1.某科研小组研植了一种新型环保植物油燃料如图，这种植物油燃料的热值为 4×107J/kg ， 用这种环保植物油给 2kg的水加热，将水温从 20℃加热到 60℃ ， 完全燃烧了这种油 0.02kg。求：
（1） 这 2kg水吸收的热量是多少？（水的比热容是 4.2×103J/(kg⋅℃)）
（2） 完全燃烧 0.02kg这种植物油燃料所放出热量是多少？
（3） 这个燃油炉子的热效率是多少？
2.上海桑塔纳牌小轿车的功率为66kW，在高速公路上行驶的最大限制速度可达30m/s．试求：
（1） 小轿车在高速公路上行驶时的最小牵引力．
（2） 若小轿车内燃机的效率为40%，每小时平均功率为40kW，则每小时消耗多少汽油（q 汽=4.6×10 7J/kg）
（3） 为了节约能源，某科研所研制出一辆太阳能汽车，车上电池能产生120V的电压，对车上电动机提供10A的电流，电动机的线圈电阻是4Ω，则它的效率是多少？
3.某学校烧水用的锅炉装有100kg的水，一标准大气压下，将水温从20℃加热至沸腾，完全燃烧了3kg焦炭，（c 水=4.2×10 3J/(kg·℃)，q 焦炭=2.8×10 7J/kg）
求：（1）水吸收的热量是多少?
（2）焦炭完全燃烧放出多少热量?
（3）该锅炉的效率是多少?
4.表中是某轿车的一些技术参数，其中排气量是指发动机气缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大。空燃比A/F（A：air-空气，F：fuel-燃料）是指气缸内空气和燃油的质量比。汽油的热值为 4.6×107J/kg ， 当该发动机以最大功率工作时，气缸内汽油和空气的混合密度为 ρ=4.5kg/m3 ， 请你完成以下问题：求：
（1） 1min内发动机做的功；
（2） 1min内燃料燃烧放出的热量；
（3） 发动机的效率。
六、综合题
1.某小组在跨学科实践活动中，对电热水器的类型进行了对比研究。调查发现，家庭常用电热水器分为储水式电热水器和快热式电热水器两类。如图甲是某款储水式电热水器（有一个大容积的水箱，如果水箱中被加热的水没用完，这些热水会慢慢冷却），其铭牌上的部分信息如图乙；如图丙是某款快热式电热水器（没有水箱，快速加热流水），其铭牌上的部分信息如图丁：
乙
丁
（1） 对照两种热水器的铭牌可知：快热式电热水器之所以“快”，是因为它的 ________ 明显大一些。
（2） 该小组还得出了以下结论，你认为 不合理的是__________。
A . 储水式电热水器安装在承重墙上更安全
B . 长期使用过程中，储水式电热水器对水电的浪费较大
C . 安装快热式电热水器要用更粗的电线
D . 用电高峰时段，电热水器的实际功率大于额定功率
（3） “碳达峰”“碳中和”对常用家电产品研发提出了更高要求。已知：每节约1度电相当于减少排放 1.1kg的二氧化碳。若小利家将储水式电热水器更换为快热式电热水器后，发现一个月仅此一项用电比原来节省电能 8kW⋅h ， 请计算由此相当于减排二氧化碳约 ________ kg。
（4） 若本题中这款快热式电热水器的加热效率是90％，洗澡时每秒的出水量是 50mL ， 进入热水器的水温为12℃，则出水温度可达到 ________ ℃。[ ρ水=1.0×103kg/m3 ， c水=4.2×103J/(kg·℃)]
2.天然气是当今家庭中使用较普遍的一种能源，现用天然气（甲烷）来加热水，
（1） 为使2kg的水温度从20℃加热到100℃，水需吸收多少热量？
（2） 如果加热过程中，天然气放出的热量只有50%被水吸收，则需完全燃烧多少m 3的天然气？（天然气的热值为8.3×10 7J/m 3）
3.汽车给我们的生活提供了便利，某汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶30km消耗了汽油1.5kg．
（1） 请计算1.5kg汽油完全燃烧放出的热量．（q 汽油=4.6×10 7J/kg）
（2） 已知车以72km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率为12kW，求汽车受到的阻力．
（3） 汽车发动机的效率为多少？
4. 某校物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，用两个相同的容器分别装有质量都是200g的沙子和水，用两只完全相同的酒精灯在相同环境下分别加热．他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示．已知酒精的热值是3.0×10 7J/kg，水的比热容是4.2×10 3J/（kg•℃）．加热时酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精．那么请问：
（1） 图中a图和b图哪个是沙子吸热升温的图象？为什么？
（2） 给水加热持续了10min时间，消耗的酒精如果完全燃烧将放出多少热量？
（3） 试求出沙子的比热容．
5.汽车尾气的排放成为雾霾天气形成的重要原因．目前一些城市部分出租车已经完成“油改气”的过程，这样不仅可以减少空气污染，还可以降低运营成本．天然气发动机和汽油发动机性能的指标如表格．
根据表格提供的信息，通过计算说明：
（1） 天然汽车燃烧1m 3天然气所用的有用功是多少？做同样多的有用功，汽油车需要燃烧多少千克汽油？
（2） 若某出租车汽车每天消耗60m 3的天然气，与用汽油相比，它每天节约的运营成本是多少？
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后的水温/℃
煤油
25
44
菜籽油
25
34
加热的时间/min
0
1
2
3
4
5
6
甲杯水温/℃
25
27
29
32
34
36
38
乙杯水温/℃
25
26
27
28
29
30
31
车型
某品牌轿车
排气量
2L
最大功率
70kW
空燃比
14∶1
转速
2000r/min
额定升数
50L
产品尺寸（a*b*c）
760×485×455mm
额定功率
2200W
能效等级
1级
额定功率
7000W
额定压力
0.6MPa
产品尺寸（a*b*c）
266×78×448mm
热机效率
热值
价格
天然气发动机
η2 =45%
q2 =2.3×107J/m3
4.5元/m3
汽油发动机
η1 =30%
q1 =4.6×107J/kg
8.0元/kg