还剩20页未读，
继续阅读
沪科版九年级全册第四节 热机效率和环境保护当堂达标检测题
展开
这是一份沪科版九年级全册第四节 热机效率和环境保护当堂达标检测题，共23页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
13.4 热机效率和环境保护
基础巩固
一、单选题
1．下列说法中正的的是（ ）
A．对物体做功，物体的内能一定增加
B．汽油机的压缩冲程中气缸内气体的内能增加
C．同一物体吸收热量，内能增大，温度升高
D．燃料的热值是指某种燃料燃烧所放出的热量与所用该燃料的质量之比
【答案】B
【解析】
A．对物体做功，如果物体同时放出热量，则内能不一定增加，故A错误；
B．汽油机在压缩冲程中，活塞压缩气缸内气体做功，机械能转化为内能，气体内能增加，温度升高，故B正确；
C．晶体熔化过程中，由固体变为液体，吸收热量，内能增加，温度不变，故C错误；
D．燃料的热值是指某种燃料完全燃烧所放出的热量与所用该燃料的质量之比，故D错误。
故选B。
2．关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）
A．在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
C．热机的效率越高说明做功越快
D．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的
【答案】B
【解析】
A．热机的效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多，故A错误。
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高，多用在重型机器上，故B正确；
C．热机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，热机的效率越高说明有用功占的比值越大，功率表示做功的快慢，功率越高说明做功越快，效率和功率是两个不同的物理量，二者之间没有必然联系，故C错误；
D．根据内燃机的能量流向，热机损失的能量中，废气带走的能量较多，故D错误。
故选B。
3．列关于内燃机说法正确的是( )
A．柴油机吸气冲程吸入的是柴油和空气的混合物
B．汽油机气缸顶部有喷油嘴
C．做功冲程中内能转化为机械能
D．内燃机功率越大，效率越高
【答案】C
【解析】
A．柴油机在吸气冲程中，吸入气缸的是空气，故A错误；
B．柴油机气缸顶部有喷油嘴，汽油机气缸顶部有火花塞，故B错误；
C．内燃机的做功冲程中，内能转化成了机械能，对外做功，故C正确；
D．功率表示做功的快慢，与热机效率是两个不同的概念，两者没有关系，故D错误。
4．利用图示甲、乙装置（燃烧皿内燃料和烧杯内液体未画出），既可以比较不同液体的比热容，又可以比较不同燃料的热值．要求仅根据温度计示数的变化完成实验，则两个实验都需要控制相同的
A．液体种类 B．燃料种类 C．液体质量 D．燃料质量
【答案】C
【解析】
比较不同物质的比热容，应使用相同的热源，控制质量相同的不同液体相同时间内吸热相同，通过温度的变化来判断不同液体的吸热能力；
比较不同燃料的热值，根据控制变量法，要使用质量相同的不同燃料完全燃烧后使相同质量的同种液体吸热，通过比较液体升高的温度，得出不同燃料放出热量的多少，故两个实验都需要控制相同的液体质量，ABD错误，只有C正确．
5．下列说法中正确的是（ ）
A．如图所示，用细线把很干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面，记下测力计的读数。使玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板，则弹簧测力计的读数变大，是由于大气压强的作用
B．用鼻子嗅气味能鉴别醋和酱油，表明分子在运动
C．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
D．同种物质比热容的数值大小是不变的
【答案】B
【解析】
A．因为玻璃和水接触在一起，并且玻璃和水分子之间的距离在引力作用范围内，故水分子和玻璃分子之间存在相互作用的引力，所以向上拉玻璃板时，弹簧测力计的读数变大，故A错误；
B．用鼻子嗅气味能鉴别醋和酱油，是由于分子在做不停地无规则运动，故B正确；
C．燃烧时放出的热量除了跟燃料的热值有关外，还跟燃料的质量有关，当燃料热值大、质量小时放出的热量不一定多，故C错误；
D．比热容是物质的一种特性，除了跟物质的种类有关，还跟物质的状态有关，比如同种物质：水和冰的比热容就不同，故D错误。
故选B。
6．2016年8月．我国发射了全球首颗量子卫星，为纪念墨子，这个全球首颗量子卫星被命名为“墨子号”．发射卫星和火箭常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
【答案】D
【解析】
发射卫星的火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢和其它燃料相比，可以释放出更多的热量，故D正确．
故选D．
7．中华民族是勤劳智慧的民族，下列对中国古代生产生活中的实例的分析，不正确的是（ ）
A．甲图：曹冲称象主要采用的物理学研究方法是理想模型法
B．乙图：明代宋应星编著的《天工开物》中出现了，这是利用了杠杆原理
C．丙图：“炒蒸油料”时在同一灶台上同时炒和蒸可以提高能源的利用率
D．丁图：三峡五级船闸与元朝郭守敬主持修建的通惠河上的船闸都利用了连通器原理
【答案】A
【解析】
A．曹冲称象主要采用的物理学研究方法是等效法，故A错误，符合题意；
B．《天工开物》中出现的汲水的桔槔利用了杠杆原理，故B正确，不符合题意；
C．“炒蒸油料”时在同一灶台上同时炒和蒸可以利用余热以提高能源的利用率，故C正确，不符合题意；
D．船闸利用了连通器原理，故D正确，不符合题意。
故选A。
8．如图所示的图象合理的是（ ）
A．某种物质的密度ρ与物体质量m的关系
B．某种液体的内部压强p与液体深度h的关系
C．某种燃料的热值q与燃料质量m的关系
D．某种物质的比热容c与物体质量m的关系
【答案】B
【解析】
A．同种物质的密度是保持不变的，并不会随质量、体积的改变而改变，而图象反映物质的密度与质量成正比，故A不符合题意；
B．图象反映的是液体压强随深度的增大而增大，是正比例函数图象，说明液体压强与深度成正比，故B符合题意；
C．热值是燃料的一种特性，它和燃料的质量、放出热量的多少无关，而图象反映燃料的热值与质量成正比，故C不符合题意；
D．物质的比热容与物体吸收的热量、物体的质量及物体温度的变化无关，而图像反映比热容和质量成正比，故D不符合题意。
故选B。
二、多选题
9．4月26日第一艘国产航空母舰正式下水，标志着我国航母的建造，由借鉴到自主的跨越。下面说法正确的是（ ）
A．舰载机若想快速离开甲板应该顺风起飞
B．测试期间烟囱冒出黑烟说明燃料燃烧不充分
C．蒸汽轮机动力系统是将内能转化为机械能
D．弹射器可以减小舰载机的惯性从而使舰载机提速更快
【答案】BC
【解析】
A．当飞机逆风起飞时，飞机相对于空气有一个较大的相对速度，从而获得足够的升力，更有利于飞机起飞，故A错误；
B．测试期间烟囱冒出黑烟是燃料燃烧不充分制成的，故B正确；
C．蒸汽轮机是热机的一种，是将内能转化为机械能的机械，故C正确；
D．惯性是物体本身的一种性质，质量不变，惯性不变；所以弹射器不能减小舰载机的惯性，故D错误。
故选BC。
10．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有关
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10kg的水[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]，温度升高10℃，吸收的热量为4.2×105J
【答案】ACD
【解析】
A．温度越高，构成物质的大量分子做无规则运动的更剧烈，故A选项正确；
B．汽油的做功冲程是燃烧汽油，将汽油的内能转化为机械能，故B选项错误；
C．效率高代表着在做功相同时，无用功所占的比例越小，可以消耗更少的燃料，从而节能减排，故C选项正确；
D．根据Q=cm△t，可知水吸收的热量
故D选项正确。
故选ACD。
三、填空题
11．汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成，如图所示是表示汽油机的______冲程，汽油机在某次工作时消耗汽油0．2 kg，这些汽油完全燃烧放出_______J的热量；汽车汽油机工作过程中，水箱中的水温度会升高，这是通过_______的方式使水的内能增加．(汽油的热值为4．6×107J／kg)．
【答案】压缩 9.2×106 热传递
【解析】
由图可知，两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以是压缩冲程；
汽油完全燃烧产生的热量利用公式Q=mq=0.2kg×4.6×107J/kg=9.2×106J；
汽油机的温度比水的温度高，所以热量会从汽油机传向水，这是通过热传递的方式改变水的内能；
12．一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为1.32×107J，这些能量相当于完全燃烧1.1kg的干木柴才能得到，则干木柴的热值为______J/kg
【答案】1.2×107
【解析】
一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为1.32×107J，相当于干木柴燃烧放出的热量， 则干木柴的热值为
四、实验题
13．某物理兴趣小组对热现象的有关实验进行如如下探究：在两个同样的烧杯中分别装等质量的水和煤油，用同样的热源分别对它们加热，实验装置如图甲、乙所示。
(1)安装实验器材时，应按照______（选填“自上而下”成“自下而上”）的顺序进行；
(2)小亮用甲装置探究“水沸腾时温度变化的特点”。为适当缩短实验时间。小亮同学在烧杯中倒入一些热水，温度计示数如图丁所示，温度计读数为______℃；
(3)图戊是小亮在实验中观察到的情景，其中图______是水沸腾时的现象（选域“a”或“b”）。水沸腾时，瓶口不断冒出“白气”，该现象的物态变化名称是______；
(4)为比较不同物质吸热的情况，小强用如图甲、乙所示的实验装置完成实验。根据实验数据，小强作出了如图丙所示的水和煤油的温度随加热时间变化的图象，由图丙可知，_________的吸热能力强；
(5)小强在完成实验整理器材时不小心将酒精灯打翻了，一部分酒精泼洒在桌子上，灯内剩下酒精的热值______（选填“变大“、“变小”或“不变”），很快同学们闻到了酒精气味，这是______现象。
【答案】自下而上 68 a 液化 水 不变 扩散
【解析】
(1)[1]酒精灯需用外焰加热，所以要放好酒精灯，再固定铁圈的高度，因此按照自下而上的顺序进行安装。
(2)[2]由图丁可知温度计的分度值是1℃，温度计读数为68℃。
(3)[3]图a气泡在上升过程中，体积逐渐增大，所以是沸腾时的现象。乙图气泡在上升过程中体积逐渐减小，所以是沸腾前的现象。
[4]水沸腾时，瓶口不断冒出“白气”，是来自瓶中的水蒸气遇冷放热液化现象。
(4)[5]质量相等的水和煤油，由图丙，水和煤油升高相同的温度时，水加热的时间长，水吸收的热量多，由可知，水的吸热能力强。
(5)[6]热值是燃料的一种特性，其大小与物质的种类有关，与燃料的质量无关，所以灯内剩下酒精的热值不变。
[7]一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动，扩散现象是分子热运动的宏观体现。
五、计算题
14．某学校为学生提供开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。水的比热容是4.2×103J/(kg×°C)无烟煤的热值是3.4×107J/kg。求该过程中：
(1)完全燃烧无烟煤放出的热量是多少？
(2)锅炉内的水吸收的热量是多少？
(3)加热过程中锅炉的热效率是多少？
【答案】(1)；(2)；(3)30.9%
【解析】
(1)由热值公式可知，完全燃烧无烟煤放出的热量为
(2)由吸热公式可知，锅炉内的水吸收的热量为
(3)加热过程中锅炉的热效率为
答：(1)完全燃烧无烟煤放出的热量是；
(2)锅炉内的水吸收的热量是；
(3)加热过程中锅炉的热效率是30.9%。
15．十天建成的武汉火神山医院正式交付使用，勇敢智慧的中国建设者们再一次让世界看到了中国速度。在建造的过程中，需要用混凝土搅拌运输车（如图所示）运送混凝土到火神山医院建设工地。混凝土搅拌运输车的相关参数如下表（g取10N/kg，柴油的热值q=4.3×107J/kg）。求：
(1)当搅拌车满载并静止在水平地面时，车轮与地面的总接触面积为0.8m2，它对地面的压强为多大?
(2)搅拌车满载时在平直公路上匀速行驶时受到的阻力为其总重的0.03倍，当它以最高时速匀速行驶时，此搅拌车发动机的输出功率为多少?
(3)搅拌车以最高时速匀速行驶10km共消耗燃油3kg，搅拌车发动机的效率为多少?（计算结果精确到0.1%）
混凝土搅拌运输车相关参数
满载时总质量
14t
最高时速
90km/h
燃油类型
柴油
【答案】(1)；(2)；(3)32.6%
【解析】
(1)当搅拌车满载时总质量为14t，静止在水平地面时对地面的压力等于重力，即
则它对地面的压强为
(2)搅拌车满载时在平直公路上匀速行驶时受到的阻力为其总重的0.03倍，此时牵引力大小等于阻力，即
当它以最高时速v=90km/h=25m/s匀速行驶时，此搅拌车发动机的输出功率为
(3)搅拌车以最高时速匀速行驶10km时，用时为
搅拌车发动机做功为
消耗燃油产生的热量为
则搅拌车发动机的效率为
答：(1)它对地面的压强为；
(2)当它以最高时速匀速行驶时，此搅拌车发动机的输出功率为；
(3)搅拌车发动机的效率为32.6%。
16．2020年1月，陕西迎来了新年的第一场雪。大雪后，芳芳同学看见铲雪车在公路上进行铲雪作业，如图所示。他用手机上网查阅到该型号铲雪车的额定功率是100kW，质量是4t。（g取10N/kg，q柴油＝4.0×107J/kg，ρ柴油＝0.8×103kg/m3）
(1)已知铲雪车以额定功率保持20km/h的速度在一段长5km的平直路面上铲雪，求这一过程中铲雪车所做的功和受到的阻力大小；
(2)该过程中铲雪车共消耗了10L柴油，则铲雪车的效率是多少？（结果保留到1%）
【答案】(1) 9×107J； 1.8×104N；(2)28%
【解析】
(1)铲雪车行驶的速度
铲雪车在这一过程中所做的功
铲雪车受到的牵引力
铲雪车做匀速直线运动，牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，阻力大小
(2)柴油的质量
柴油完全燃烧放出的热量
铲雪车的效率
答：(1)铲雪车做的功是，铲雪车受到的阻力是；
(2)该过程中，铲雪车的效率是28%。
重点突破
一、单选题
1．如图所示，2020年3月，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第54颗导航卫星，卫星顺利进入预定轨道。下列说法正确的是（ ）
A．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的比热容大
B．火箭升空过程中，燃料燃烧将机械能转化为化学能
C．北斗导航卫星加速升空过程中，其动能和重力势能均增大
D．北斗导航卫星加速升空是由于受到惯性作用的缘故
【答案】C
【解析】
A．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的热值大，故A错误；
B．火箭升空过程中，燃料燃烧将化学能转化为内能，故B错误；
C．北斗导航卫星加速升空过程中，质量不变、速度增大，动能增大；质量不变、高度增大，重力势能增大，故C正确；
D．北斗导航卫星加速升空是受到燃气的推动力作用，故D错误。
故选C。
2．对以下热和能现象解释正确的是（ ）
A．温度越高的物体，内能越大
B．对物体做功，物体内能一定增大，温度一定升高
C．燃料热值高，燃烧放出的热量一定多
D．四冲程内燃机，一个工作循环对外做功一次
【答案】D
【解析】
A．因为内能与物体的质量、温度和状态有关，而物体的质量和状态不确定，因此仅温度高不能说明物体具有的内能大，故A错误；
B．对物体做功，物体的内能不一定增大，因为如果物体同时对外做功或发生热传递，则可能内能不变或减小，故B错误；
C．燃料热值高，燃烧放出的热量不一定多，因为放出的热还和质量和燃烧充不充分有关，故C错误；
D．四冲程内燃机每个工作循环中只有做功冲程对外做功，故D正确。
故选D。
3．一杯酒精倒出一半，剩余酒精的质量、密度、比热容和热值的变化情况是
A．质量、密度、比热容和热值不变
B．质量变为原来的一半，密度、比热容和热值不变
C．质量和密度变为原来的一半，比热容和热值不变
D．质量和热值变为原来的一半，密度和比热容不变
【答案】B
【解析】
比热容、热值、密度三个物理量，都是表示物质的某种特性；是从不同的角度来描述物质的特性，只与物质的种类和状态有关，是一般不发生变化的量；故一瓶酒精用去一半，则剩下的酒精的比热容、热值、密度不变；选项ACD不符合题意；质量是指物体所含物质的多少，一瓶酒精用去一半后，其质量将减半，选项B符合题意．
4．椰雕是用经过处理的椰子壳雕刻的艺术品，海南的椰雕工艺被列入国家非物质文化遗产，如图所示工艺师正在进行椰雕雕刻。一个处理后的椰子壳假设质量分布均匀，经过雕刻之后，椰子壳的（ ）
A．质量变小 B．热值变小 C．密度变小 D．比热容变小
【答案】A
【解析】
ABCD．一个处理后的椰子壳假设质量分布均匀，经过雕刻之后，椰子壳所包含的物质的量发生变少，即椰子壳的质量变小，而热值、密度、比热容没有发生改变。故A符合题意，B、C、D均不符合题意。
故选A。
5．下列关于热现象的说法正确的是（ ）
A．铁丝反复弯折处会发热，这是通过做功的方式改变了内能
B．看到飞絮飘舞说明分子在不停地做无规则运动
C．汽车排气管废气的温度越高，发动机的效率越高
D．气体没有固定形状，表面气体分子间没有引力
【答案】A
【解析】
A．铁丝反复弯折处会发热，这是通过做功的方式改变了内能，故A正确；
B．飞絮是宏观物体，不是分子，飞絮飘舞是宏观物体的机械运动，故B错误；
C．汽车排气管废气的温度越高，说明热散失越多，燃料燃烧放出的热量用来做有用功为汽车发动机提供动力的比例减小，发动机的效率越低，故C错误；
D．气体分子之间的距离较远，分子间相互作用力较小，故气体没有固定的形状，表面气体分子间的距离大于平衡距离，分子引力大于分子斥力，分子引力不会消失，故D错误。
故选A。
6．关于热机效率，下列说法正确的是（ ）
A．热机效率越高，热机消耗燃料越少
B．热机效率越高，热机做的有用功越大
C．热机效率越高，消耗相同的燃料，获得的有用功就越多
D．热机效率越高，获得相同的有用功，消耗燃料就越多
【答案】C
【解析】
热机的效率
A．没有控制有用功相等，所以无法判断消耗的燃料多少，故A错误；
B．没有控制燃料放出的热量相等，所以效率高，但有用功不一定大，
C．消耗相同的燃料，放出的热量相同，效率越高，获得的有用功就越多，故C正确；
D．效率越高，获得相同的有用功，所需放出的热量就越小，消耗的燃料就越少，故D错误。
故选C。
7．如图所示是某老师的自制教具，他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出，瓶口出现大量白气，关于此实验，分析正确的是（ ）
A．矿泉水瓶中的酒精如果没有完全燃烧，其热值会变小
B．纸筒飞出后的瞬间瓶口出现的白气是汽化形成的
C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程
D．纸筒飞出时发生的能量转换是内能转化为机械能
【答案】D
【解析】
A. 热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧无关，故A错误；B. 瓶口出现的白气是由水蒸气液化形成的，故B错误；C. 燃气推动纸筒飞出的过程是燃气推动纸筒做功的过程，相当于内燃机的做功冲程，故C错误；D. 纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，内能转化为机械能，故D正确．故选D.
二、多选题
8．冬季供暖可以按户计量收费。如图所示的热量表能够根据适当的信息，计算并显示出用户消耗能量的多少。已知供暖用水的密度和比热容，它还需要测量到的信息是（ ）
A．流经用户的水的体积 B．流入用户的水的温度
C．流出用户的水的温度 D．用户室内的空气温度
【答案】ABC
【解析】
计算并显示出用户消耗的能量可用，从公式中可看出比热容已知还需要水的初温、末温及质量，已知水的密度，可用求出质量，所以不需要知道用户室内温度，只通过体积、初温、末温即可求出消耗的能量。A、B、C符合题意，D不符合题意。
故选ABC。
9．如图所示，我国首架拥有完全自主知识产权的大型客机C919，应用了大量新技术：结构上使用极轻的铝合金、钛合金及钢等材料；机舱内覆有“超细航空级玻璃棉”，能很好地保温与吸收噪音；3D打印钛合金舱门零件：在高能激光的作用下，钛合金粉末吸收热量变成液态，再定型成为舱门零件；机上搭载的新一代涡扇发动机的热效率和推进效率比一般客机高。关于C919客机，下列说法正确的是（ ）
A．使用密度小的新型材料使飞机的整体质量变小
B．“超细航空级玻璃棉”在传播过程中减弱噪声
C．3D打印舱门零件发生先液化后凝固的物态变化
D．新涡扇发动机将内能转化为机械能的效率更高
【答案】ABD
【解析】
A．使用密度小的新型材料，因质量为密度与体积的乘积，故可使飞机的整体质量变小，故A正确；
B．机舱内覆有“超细航空级玻璃棉”，可以在传播过程中减弱噪声，故B正确；
C．3D打印舱门零件，钛合金粉末吸收热量熔化成液态，再凝固定型成为舱门零件，故C错误；
D．新一代涡扇发动机的热效率和推进效率比一般客机高，即新涡扇发动机将内能转化为机械能的效率更高，故D正确。
故选ABD。
10．中国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”在海南省文昌航天发射场使用“长征七号”遥二运载火箭发射，并与“天宫二号”顺利完成自动交会对接。海南省的文昌发射场比四川省的西昌发射场纬度低，发射火箭更节省燃料，且文昌航天发射场临海设置，利用运输船运送大型火箭，可克服公路和铁路运输的不足。则下列说法中正确的是（ ）
A．在运输途中，运输船上的火箭不会受到海水浮力的作用
B．火箭点火升空过程中受力平衡
C．运载火箭燃料的化学能完全转化为“天舟一号”的机械能
D．“天舟一号”与“天宫二号”成功对接后，它们相对静止
【答案】AD
【解析】
A．浸在液体中的物体都受到液体产生的向上托的力，即受浮力作用，运输船上的火箭没有浸在海水中，所以不会受到海水浮力的作用，故A正确；
B．火箭点火升空过程中速度不断变大，处于非平衡状态，所以受力不平衡，故B错误；
C．因为燃料在燃烧过程中存在能量损耗，所以运载火箭燃料的化学能转化为内能后，有部分内能转移到发动机上，还有部分内能转移到空气中，所以不可能完全转化为“天舟一号” 的机械能，故C错误；
D．“天舟一号”与“天宫二号”成功对接后，它们之间没有位置变化，所以是相对静止的，故D正确。
故选AD。
三、填空题
11．用煤气灶把2kg、初温为20℃的水加热到70℃，消耗了20g煤气。已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），煤气的热值为4.0×107J/kg，则水吸收的热量为______J，煤气灶烧水的效率为______。
【答案】4.2×105 52.5%
【解析】
[1]水吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(70℃-20℃)=4.2×105J
[2]20g煤气完全燃烧放出的热量
Q放=mq=20×10-3kg×4.0×107J/kg=8×105J
燃气灶烧水的效率
η==52.5%
12．如图所示为四冲程汽油机工作时的______冲程，若其效率为30%，消耗100g汽油，对外做功______J。若水箱中5kg的水由20℃升高到100℃，水吸收______J的热量。[q汽油＝4.6×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
【答案】压缩 1.38×105 1.68×106
【解析】
[1]由图可知，汽油机的进气孔和排气孔都关闭，活塞向上运动压缩气体，为四冲程汽油机工作时的压缩冲程。
[2]汽油燃烧放出的热量是
Q=mq=0.1kg×4.6×107 J/kg=4.6×106 J
又因为其效率为30%，所以转化的机械能是
W=4.6×106 J×30%=1.38×105 J
[3]水箱中5 kg水吸收的热量是
Q吸=cmΔt=4.2×103 J/(kg•℃)×5kg×(100℃-20℃)=1.68×106 J
四、实验题
13．（1）如图所示，在胶卷盒中滴入几点酒精后密封，在下方电火花发生器产生电火花后看到的现象是________，该过程模拟的是______（发电机/电动机/热机）的工作原理。
（2）图中燃料1与燃料2质量相同，水与油的质量相同，则比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验（填写ABC字母符号）；比较不同物质的比热容，应选择______两图进行实验（填写ABC字母符号）。
【答案】盒子飞出去 热机 AB AC
【解析】
（1）[1][2]如图所示，在胶卷盒中滴入几点酒精后密封，在下方电火花发生器产生电火花后，由于酒精燃烧，化学能转化为内能，产生高温高压的燃气，燃气对盒子做功，内能转化为机械能。与热机的工作原理相同。
（2）[3][4]比较不同燃料的热值，应控制吸热的物质的种类和质量相同，使用质量相同的不同的燃料，待燃料燃烧完，比较物质温度的变化。所以，应选择AB两图进行实验；
比较不同物质的比热容，应控制放热的物质的种类相同，使用质量相同的不同吸热物质，加热时间相同的情况下，比较物质温度的变化，所以，应选择AC两图进行实验。
五、计算题
14．聊城首批30辆氢燃料新能源公交车投放使用，氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源。[c水＝4.2×103 J/（kg·℃）；q氢＝1.4×108 J/kg]求：
(1)质量为0.3 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；
(2)若这些热量的80%全部被质量为100 kg，温度为10 ℃的水吸收，则水升高的温度；
(3)某氢能源公交车以145kW的恒定功率做匀速行驶，如果0.3 kg的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数和公交车所做的功相等，则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。
【答案】(1)4.2×107 J；(2)40℃；(3)289.66s
【解析】
(1)质量为0.3 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为
(2)若这些热量的80%全部被质量为100 kg，温度为 10 ℃的水吸收，吸收的热量为
根据，得水升高的温度为
(3) 某氢能源公交车以145kW的恒定功率做匀速行驶，如果0.3 kg的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数和公交车所做的功相等为
这些热量能让该公交车匀速行驶的时间为
答：(1)质量为0.3 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为4.2×107 J；
(2)若这些热量的80%全部被质量为100 kg，温度为10 ℃的水吸收，则水升高的温度为40℃；
(3)某氢能源公交车以145kW的恒定功率做匀速行驶，如果0.3 kg的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数和公交车所做的功相等，则这些热量能让该公交车匀速行驶289.66s。
15．2015年4月21日，重达2.3吨的世界上最大的太阳能飞机“阳光动力2号”降落在南京机场。如图所示，该飞机机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料，机翼上安装有高效太阳能电池板，能提供的最大功率，该飞机的最大飞行速度为。假设飞机停在水平地面时轮与地面的总接触面积为，取。求：
(1)飞机在水平飞行时，受到的升力的大小。
(2)当飞机发动机的输出功率保持，并以的速度水平匀速飞行时，发动机的牵引力大小。
(3)若飞机发动机保持的输出功率匀速飞行，发动机输出的能量为多大？这些能量相当于多少升的航空燃油完全燃烧时释放的能量？（航空燃油的热值取，密度取0.75×103kg/m3）
【答案】(1)2.3×104N；(2)2.3×103N；(3)2.16×108J；7.2L
【解析】
(1)飞机在水平飞行时，飞机受到竖直身上的升力与重力是一对平衡力，所以升力的大小
(2) 飞机速度
由得，飞机水平匀速飞行时的牵引力
(3) 由得
由得
由可得航空燃油的体积
答：(1)飞机在水平飞行时，受到的升力为；
(2)发动机的牵引力大小；
(3)发动机输出的能量为；这些能量相当于的航空燃油完全燃烧时释放的能量。
16．新能源电气混合公交车已经在我市“登陆”．公交车满载时总质量为8t，输出功率为72kW．（g取10N/kg，天然气的热值q=4×107J/m3）
（1）公交车在10min内行驶了9km求行驶的平均速度．
（2）公交车满载静止在水平地面上，对地面的压强是2×105Pa，求轮胎与地面接触的总面积．
（3）公交车匀速行驶10min，完全燃烧天然气2.7m3，求发动机的效率．
【答案】（1）15m/s；（2）0.4m2；（3）40%
【解析】
（1）公交车行驶的平均速度：
v===54km/h；
（2）公交车满载时对地面的压力：
F=G=mg=8103kg10N/kg=8104N，
轮胎与地面接触的总面积：S===0.4m2；
（3）天然气燃烧放热：
Q放=Vq=2.7m34107J/m3=1.08108J，
公交车在10min内牵引力做功：
W=Pt=72103W10×60s=4.32×107J，
发动机的效率：===40。
13.4 热机效率和环境保护
基础巩固
一、单选题
1．下列说法中正的的是（ ）
A．对物体做功，物体的内能一定增加
B．汽油机的压缩冲程中气缸内气体的内能增加
C．同一物体吸收热量，内能增大，温度升高
D．燃料的热值是指某种燃料燃烧所放出的热量与所用该燃料的质量之比
【答案】B
【解析】
A．对物体做功，如果物体同时放出热量，则内能不一定增加，故A错误；
B．汽油机在压缩冲程中，活塞压缩气缸内气体做功，机械能转化为内能，气体内能增加，温度升高，故B正确；
C．晶体熔化过程中，由固体变为液体，吸收热量，内能增加，温度不变，故C错误；
D．燃料的热值是指某种燃料完全燃烧所放出的热量与所用该燃料的质量之比，故D错误。
故选B。
2．关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）
A．在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
C．热机的效率越高说明做功越快
D．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的
【答案】B
【解析】
A．热机的效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多，故A错误。
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高，多用在重型机器上，故B正确；
C．热机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，热机的效率越高说明有用功占的比值越大，功率表示做功的快慢，功率越高说明做功越快，效率和功率是两个不同的物理量，二者之间没有必然联系，故C错误；
D．根据内燃机的能量流向，热机损失的能量中，废气带走的能量较多，故D错误。
故选B。
3．列关于内燃机说法正确的是( )
A．柴油机吸气冲程吸入的是柴油和空气的混合物
B．汽油机气缸顶部有喷油嘴
C．做功冲程中内能转化为机械能
D．内燃机功率越大，效率越高
【答案】C
【解析】
A．柴油机在吸气冲程中，吸入气缸的是空气，故A错误；
B．柴油机气缸顶部有喷油嘴，汽油机气缸顶部有火花塞，故B错误；
C．内燃机的做功冲程中，内能转化成了机械能，对外做功，故C正确；
D．功率表示做功的快慢，与热机效率是两个不同的概念，两者没有关系，故D错误。
4．利用图示甲、乙装置（燃烧皿内燃料和烧杯内液体未画出），既可以比较不同液体的比热容，又可以比较不同燃料的热值．要求仅根据温度计示数的变化完成实验，则两个实验都需要控制相同的
A．液体种类 B．燃料种类 C．液体质量 D．燃料质量
【答案】C
【解析】
比较不同物质的比热容，应使用相同的热源，控制质量相同的不同液体相同时间内吸热相同，通过温度的变化来判断不同液体的吸热能力；
比较不同燃料的热值，根据控制变量法，要使用质量相同的不同燃料完全燃烧后使相同质量的同种液体吸热，通过比较液体升高的温度，得出不同燃料放出热量的多少，故两个实验都需要控制相同的液体质量，ABD错误，只有C正确．
5．下列说法中正确的是（ ）
A．如图所示，用细线把很干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面，记下测力计的读数。使玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板，则弹簧测力计的读数变大，是由于大气压强的作用
B．用鼻子嗅气味能鉴别醋和酱油，表明分子在运动
C．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
D．同种物质比热容的数值大小是不变的
【答案】B
【解析】
A．因为玻璃和水接触在一起，并且玻璃和水分子之间的距离在引力作用范围内，故水分子和玻璃分子之间存在相互作用的引力，所以向上拉玻璃板时，弹簧测力计的读数变大，故A错误；
B．用鼻子嗅气味能鉴别醋和酱油，是由于分子在做不停地无规则运动，故B正确；
C．燃烧时放出的热量除了跟燃料的热值有关外，还跟燃料的质量有关，当燃料热值大、质量小时放出的热量不一定多，故C错误；
D．比热容是物质的一种特性，除了跟物质的种类有关，还跟物质的状态有关，比如同种物质：水和冰的比热容就不同，故D错误。
故选B。
6．2016年8月．我国发射了全球首颗量子卫星，为纪念墨子，这个全球首颗量子卫星被命名为“墨子号”．发射卫星和火箭常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
【答案】D
【解析】
发射卫星的火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢和其它燃料相比，可以释放出更多的热量，故D正确．
故选D．
7．中华民族是勤劳智慧的民族，下列对中国古代生产生活中的实例的分析，不正确的是（ ）
A．甲图：曹冲称象主要采用的物理学研究方法是理想模型法
B．乙图：明代宋应星编著的《天工开物》中出现了，这是利用了杠杆原理
C．丙图：“炒蒸油料”时在同一灶台上同时炒和蒸可以提高能源的利用率
D．丁图：三峡五级船闸与元朝郭守敬主持修建的通惠河上的船闸都利用了连通器原理
【答案】A
【解析】
A．曹冲称象主要采用的物理学研究方法是等效法，故A错误，符合题意；
B．《天工开物》中出现的汲水的桔槔利用了杠杆原理，故B正确，不符合题意；
C．“炒蒸油料”时在同一灶台上同时炒和蒸可以利用余热以提高能源的利用率，故C正确，不符合题意；
D．船闸利用了连通器原理，故D正确，不符合题意。
故选A。
8．如图所示的图象合理的是（ ）
A．某种物质的密度ρ与物体质量m的关系
B．某种液体的内部压强p与液体深度h的关系
C．某种燃料的热值q与燃料质量m的关系
D．某种物质的比热容c与物体质量m的关系
【答案】B
【解析】
A．同种物质的密度是保持不变的，并不会随质量、体积的改变而改变，而图象反映物质的密度与质量成正比，故A不符合题意；
B．图象反映的是液体压强随深度的增大而增大，是正比例函数图象，说明液体压强与深度成正比，故B符合题意；
C．热值是燃料的一种特性，它和燃料的质量、放出热量的多少无关，而图象反映燃料的热值与质量成正比，故C不符合题意；
D．物质的比热容与物体吸收的热量、物体的质量及物体温度的变化无关，而图像反映比热容和质量成正比，故D不符合题意。
故选B。
二、多选题
9．4月26日第一艘国产航空母舰正式下水，标志着我国航母的建造，由借鉴到自主的跨越。下面说法正确的是（ ）
A．舰载机若想快速离开甲板应该顺风起飞
B．测试期间烟囱冒出黑烟说明燃料燃烧不充分
C．蒸汽轮机动力系统是将内能转化为机械能
D．弹射器可以减小舰载机的惯性从而使舰载机提速更快
【答案】BC
【解析】
A．当飞机逆风起飞时，飞机相对于空气有一个较大的相对速度，从而获得足够的升力，更有利于飞机起飞，故A错误；
B．测试期间烟囱冒出黑烟是燃料燃烧不充分制成的，故B正确；
C．蒸汽轮机是热机的一种，是将内能转化为机械能的机械，故C正确；
D．惯性是物体本身的一种性质，质量不变，惯性不变；所以弹射器不能减小舰载机的惯性，故D错误。
故选BC。
10．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有关
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10kg的水[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]，温度升高10℃，吸收的热量为4.2×105J
【答案】ACD
【解析】
A．温度越高，构成物质的大量分子做无规则运动的更剧烈，故A选项正确；
B．汽油的做功冲程是燃烧汽油，将汽油的内能转化为机械能，故B选项错误；
C．效率高代表着在做功相同时，无用功所占的比例越小，可以消耗更少的燃料，从而节能减排，故C选项正确；
D．根据Q=cm△t，可知水吸收的热量
故D选项正确。
故选ACD。
三、填空题
11．汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成，如图所示是表示汽油机的______冲程，汽油机在某次工作时消耗汽油0．2 kg，这些汽油完全燃烧放出_______J的热量；汽车汽油机工作过程中，水箱中的水温度会升高，这是通过_______的方式使水的内能增加．(汽油的热值为4．6×107J／kg)．
【答案】压缩 9.2×106 热传递
【解析】
由图可知，两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以是压缩冲程；
汽油完全燃烧产生的热量利用公式Q=mq=0.2kg×4.6×107J/kg=9.2×106J；
汽油机的温度比水的温度高，所以热量会从汽油机传向水，这是通过热传递的方式改变水的内能；
12．一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为1.32×107J，这些能量相当于完全燃烧1.1kg的干木柴才能得到，则干木柴的热值为______J/kg
【答案】1.2×107
【解析】
一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为1.32×107J，相当于干木柴燃烧放出的热量， 则干木柴的热值为
四、实验题
13．某物理兴趣小组对热现象的有关实验进行如如下探究：在两个同样的烧杯中分别装等质量的水和煤油，用同样的热源分别对它们加热，实验装置如图甲、乙所示。
(1)安装实验器材时，应按照______（选填“自上而下”成“自下而上”）的顺序进行；
(2)小亮用甲装置探究“水沸腾时温度变化的特点”。为适当缩短实验时间。小亮同学在烧杯中倒入一些热水，温度计示数如图丁所示，温度计读数为______℃；
(3)图戊是小亮在实验中观察到的情景，其中图______是水沸腾时的现象（选域“a”或“b”）。水沸腾时，瓶口不断冒出“白气”，该现象的物态变化名称是______；
(4)为比较不同物质吸热的情况，小强用如图甲、乙所示的实验装置完成实验。根据实验数据，小强作出了如图丙所示的水和煤油的温度随加热时间变化的图象，由图丙可知，_________的吸热能力强；
(5)小强在完成实验整理器材时不小心将酒精灯打翻了，一部分酒精泼洒在桌子上，灯内剩下酒精的热值______（选填“变大“、“变小”或“不变”），很快同学们闻到了酒精气味，这是______现象。
【答案】自下而上 68 a 液化 水 不变 扩散
【解析】
(1)[1]酒精灯需用外焰加热，所以要放好酒精灯，再固定铁圈的高度，因此按照自下而上的顺序进行安装。
(2)[2]由图丁可知温度计的分度值是1℃，温度计读数为68℃。
(3)[3]图a气泡在上升过程中，体积逐渐增大，所以是沸腾时的现象。乙图气泡在上升过程中体积逐渐减小，所以是沸腾前的现象。
[4]水沸腾时，瓶口不断冒出“白气”，是来自瓶中的水蒸气遇冷放热液化现象。
(4)[5]质量相等的水和煤油，由图丙，水和煤油升高相同的温度时，水加热的时间长，水吸收的热量多，由可知，水的吸热能力强。
(5)[6]热值是燃料的一种特性，其大小与物质的种类有关，与燃料的质量无关，所以灯内剩下酒精的热值不变。
[7]一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动，扩散现象是分子热运动的宏观体现。
五、计算题
14．某学校为学生提供开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。水的比热容是4.2×103J/(kg×°C)无烟煤的热值是3.4×107J/kg。求该过程中：
(1)完全燃烧无烟煤放出的热量是多少？
(2)锅炉内的水吸收的热量是多少？
(3)加热过程中锅炉的热效率是多少？
【答案】(1)；(2)；(3)30.9%
【解析】
(1)由热值公式可知，完全燃烧无烟煤放出的热量为
(2)由吸热公式可知，锅炉内的水吸收的热量为
(3)加热过程中锅炉的热效率为
答：(1)完全燃烧无烟煤放出的热量是；
(2)锅炉内的水吸收的热量是；
(3)加热过程中锅炉的热效率是30.9%。
15．十天建成的武汉火神山医院正式交付使用，勇敢智慧的中国建设者们再一次让世界看到了中国速度。在建造的过程中，需要用混凝土搅拌运输车（如图所示）运送混凝土到火神山医院建设工地。混凝土搅拌运输车的相关参数如下表（g取10N/kg，柴油的热值q=4.3×107J/kg）。求：
(1)当搅拌车满载并静止在水平地面时，车轮与地面的总接触面积为0.8m2，它对地面的压强为多大?
(2)搅拌车满载时在平直公路上匀速行驶时受到的阻力为其总重的0.03倍，当它以最高时速匀速行驶时，此搅拌车发动机的输出功率为多少?
(3)搅拌车以最高时速匀速行驶10km共消耗燃油3kg，搅拌车发动机的效率为多少?（计算结果精确到0.1%）
混凝土搅拌运输车相关参数
满载时总质量
14t
最高时速
90km/h
燃油类型
柴油
【答案】(1)；(2)；(3)32.6%
【解析】
(1)当搅拌车满载时总质量为14t，静止在水平地面时对地面的压力等于重力，即
则它对地面的压强为
(2)搅拌车满载时在平直公路上匀速行驶时受到的阻力为其总重的0.03倍，此时牵引力大小等于阻力，即
当它以最高时速v=90km/h=25m/s匀速行驶时，此搅拌车发动机的输出功率为
(3)搅拌车以最高时速匀速行驶10km时，用时为
搅拌车发动机做功为
消耗燃油产生的热量为
则搅拌车发动机的效率为
答：(1)它对地面的压强为；
(2)当它以最高时速匀速行驶时，此搅拌车发动机的输出功率为；
(3)搅拌车发动机的效率为32.6%。
16．2020年1月，陕西迎来了新年的第一场雪。大雪后，芳芳同学看见铲雪车在公路上进行铲雪作业，如图所示。他用手机上网查阅到该型号铲雪车的额定功率是100kW，质量是4t。（g取10N/kg，q柴油＝4.0×107J/kg，ρ柴油＝0.8×103kg/m3）
(1)已知铲雪车以额定功率保持20km/h的速度在一段长5km的平直路面上铲雪，求这一过程中铲雪车所做的功和受到的阻力大小；
(2)该过程中铲雪车共消耗了10L柴油，则铲雪车的效率是多少？（结果保留到1%）
【答案】(1) 9×107J； 1.8×104N；(2)28%
【解析】
(1)铲雪车行驶的速度
铲雪车在这一过程中所做的功
铲雪车受到的牵引力
铲雪车做匀速直线运动，牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，阻力大小
(2)柴油的质量
柴油完全燃烧放出的热量
铲雪车的效率
答：(1)铲雪车做的功是，铲雪车受到的阻力是；
(2)该过程中，铲雪车的效率是28%。
重点突破
一、单选题
1．如图所示，2020年3月，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第54颗导航卫星，卫星顺利进入预定轨道。下列说法正确的是（ ）
A．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的比热容大
B．火箭升空过程中，燃料燃烧将机械能转化为化学能
C．北斗导航卫星加速升空过程中，其动能和重力势能均增大
D．北斗导航卫星加速升空是由于受到惯性作用的缘故
【答案】C
【解析】
A．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的热值大，故A错误；
B．火箭升空过程中，燃料燃烧将化学能转化为内能，故B错误；
C．北斗导航卫星加速升空过程中，质量不变、速度增大，动能增大；质量不变、高度增大，重力势能增大，故C正确；
D．北斗导航卫星加速升空是受到燃气的推动力作用，故D错误。
故选C。
2．对以下热和能现象解释正确的是（ ）
A．温度越高的物体，内能越大
B．对物体做功，物体内能一定增大，温度一定升高
C．燃料热值高，燃烧放出的热量一定多
D．四冲程内燃机，一个工作循环对外做功一次
【答案】D
【解析】
A．因为内能与物体的质量、温度和状态有关，而物体的质量和状态不确定，因此仅温度高不能说明物体具有的内能大，故A错误；
B．对物体做功，物体的内能不一定增大，因为如果物体同时对外做功或发生热传递，则可能内能不变或减小，故B错误；
C．燃料热值高，燃烧放出的热量不一定多，因为放出的热还和质量和燃烧充不充分有关，故C错误；
D．四冲程内燃机每个工作循环中只有做功冲程对外做功，故D正确。
故选D。
3．一杯酒精倒出一半，剩余酒精的质量、密度、比热容和热值的变化情况是
A．质量、密度、比热容和热值不变
B．质量变为原来的一半，密度、比热容和热值不变
C．质量和密度变为原来的一半，比热容和热值不变
D．质量和热值变为原来的一半，密度和比热容不变
【答案】B
【解析】
比热容、热值、密度三个物理量，都是表示物质的某种特性；是从不同的角度来描述物质的特性，只与物质的种类和状态有关，是一般不发生变化的量；故一瓶酒精用去一半，则剩下的酒精的比热容、热值、密度不变；选项ACD不符合题意；质量是指物体所含物质的多少，一瓶酒精用去一半后，其质量将减半，选项B符合题意．
4．椰雕是用经过处理的椰子壳雕刻的艺术品，海南的椰雕工艺被列入国家非物质文化遗产，如图所示工艺师正在进行椰雕雕刻。一个处理后的椰子壳假设质量分布均匀，经过雕刻之后，椰子壳的（ ）
A．质量变小 B．热值变小 C．密度变小 D．比热容变小
【答案】A
【解析】
ABCD．一个处理后的椰子壳假设质量分布均匀，经过雕刻之后，椰子壳所包含的物质的量发生变少，即椰子壳的质量变小，而热值、密度、比热容没有发生改变。故A符合题意，B、C、D均不符合题意。
故选A。
5．下列关于热现象的说法正确的是（ ）
A．铁丝反复弯折处会发热，这是通过做功的方式改变了内能
B．看到飞絮飘舞说明分子在不停地做无规则运动
C．汽车排气管废气的温度越高，发动机的效率越高
D．气体没有固定形状，表面气体分子间没有引力
【答案】A
【解析】
A．铁丝反复弯折处会发热，这是通过做功的方式改变了内能，故A正确；
B．飞絮是宏观物体，不是分子，飞絮飘舞是宏观物体的机械运动，故B错误；
C．汽车排气管废气的温度越高，说明热散失越多，燃料燃烧放出的热量用来做有用功为汽车发动机提供动力的比例减小，发动机的效率越低，故C错误；
D．气体分子之间的距离较远，分子间相互作用力较小，故气体没有固定的形状，表面气体分子间的距离大于平衡距离，分子引力大于分子斥力，分子引力不会消失，故D错误。
故选A。
6．关于热机效率，下列说法正确的是（ ）
A．热机效率越高，热机消耗燃料越少
B．热机效率越高，热机做的有用功越大
C．热机效率越高，消耗相同的燃料，获得的有用功就越多
D．热机效率越高，获得相同的有用功，消耗燃料就越多
【答案】C
【解析】
热机的效率
A．没有控制有用功相等，所以无法判断消耗的燃料多少，故A错误；
B．没有控制燃料放出的热量相等，所以效率高，但有用功不一定大，
C．消耗相同的燃料，放出的热量相同，效率越高，获得的有用功就越多，故C正确；
D．效率越高，获得相同的有用功，所需放出的热量就越小，消耗的燃料就越少，故D错误。
故选C。
7．如图所示是某老师的自制教具，他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出，瓶口出现大量白气，关于此实验，分析正确的是（ ）
A．矿泉水瓶中的酒精如果没有完全燃烧，其热值会变小
B．纸筒飞出后的瞬间瓶口出现的白气是汽化形成的
C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程
D．纸筒飞出时发生的能量转换是内能转化为机械能
【答案】D
【解析】
A. 热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧无关，故A错误；B. 瓶口出现的白气是由水蒸气液化形成的，故B错误；C. 燃气推动纸筒飞出的过程是燃气推动纸筒做功的过程，相当于内燃机的做功冲程，故C错误；D. 纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，内能转化为机械能，故D正确．故选D.
二、多选题
8．冬季供暖可以按户计量收费。如图所示的热量表能够根据适当的信息，计算并显示出用户消耗能量的多少。已知供暖用水的密度和比热容，它还需要测量到的信息是（ ）
A．流经用户的水的体积 B．流入用户的水的温度
C．流出用户的水的温度 D．用户室内的空气温度
【答案】ABC
【解析】
计算并显示出用户消耗的能量可用，从公式中可看出比热容已知还需要水的初温、末温及质量，已知水的密度，可用求出质量，所以不需要知道用户室内温度，只通过体积、初温、末温即可求出消耗的能量。A、B、C符合题意，D不符合题意。
故选ABC。
9．如图所示，我国首架拥有完全自主知识产权的大型客机C919，应用了大量新技术：结构上使用极轻的铝合金、钛合金及钢等材料；机舱内覆有“超细航空级玻璃棉”，能很好地保温与吸收噪音；3D打印钛合金舱门零件：在高能激光的作用下，钛合金粉末吸收热量变成液态，再定型成为舱门零件；机上搭载的新一代涡扇发动机的热效率和推进效率比一般客机高。关于C919客机，下列说法正确的是（ ）
A．使用密度小的新型材料使飞机的整体质量变小
B．“超细航空级玻璃棉”在传播过程中减弱噪声
C．3D打印舱门零件发生先液化后凝固的物态变化
D．新涡扇发动机将内能转化为机械能的效率更高
【答案】ABD
【解析】
A．使用密度小的新型材料，因质量为密度与体积的乘积，故可使飞机的整体质量变小，故A正确；
B．机舱内覆有“超细航空级玻璃棉”，可以在传播过程中减弱噪声，故B正确；
C．3D打印舱门零件，钛合金粉末吸收热量熔化成液态，再凝固定型成为舱门零件，故C错误；
D．新一代涡扇发动机的热效率和推进效率比一般客机高，即新涡扇发动机将内能转化为机械能的效率更高，故D正确。
故选ABD。
10．中国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”在海南省文昌航天发射场使用“长征七号”遥二运载火箭发射，并与“天宫二号”顺利完成自动交会对接。海南省的文昌发射场比四川省的西昌发射场纬度低，发射火箭更节省燃料，且文昌航天发射场临海设置，利用运输船运送大型火箭，可克服公路和铁路运输的不足。则下列说法中正确的是（ ）
A．在运输途中，运输船上的火箭不会受到海水浮力的作用
B．火箭点火升空过程中受力平衡
C．运载火箭燃料的化学能完全转化为“天舟一号”的机械能
D．“天舟一号”与“天宫二号”成功对接后，它们相对静止
【答案】AD
【解析】
A．浸在液体中的物体都受到液体产生的向上托的力，即受浮力作用，运输船上的火箭没有浸在海水中，所以不会受到海水浮力的作用，故A正确；
B．火箭点火升空过程中速度不断变大，处于非平衡状态，所以受力不平衡，故B错误；
C．因为燃料在燃烧过程中存在能量损耗，所以运载火箭燃料的化学能转化为内能后，有部分内能转移到发动机上，还有部分内能转移到空气中，所以不可能完全转化为“天舟一号” 的机械能，故C错误；
D．“天舟一号”与“天宫二号”成功对接后，它们之间没有位置变化，所以是相对静止的，故D正确。
故选AD。
三、填空题
11．用煤气灶把2kg、初温为20℃的水加热到70℃，消耗了20g煤气。已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），煤气的热值为4.0×107J/kg，则水吸收的热量为______J，煤气灶烧水的效率为______。
【答案】4.2×105 52.5%
【解析】
[1]水吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(70℃-20℃)=4.2×105J
[2]20g煤气完全燃烧放出的热量
Q放=mq=20×10-3kg×4.0×107J/kg=8×105J
燃气灶烧水的效率
η==52.5%
12．如图所示为四冲程汽油机工作时的______冲程，若其效率为30%，消耗100g汽油，对外做功______J。若水箱中5kg的水由20℃升高到100℃，水吸收______J的热量。[q汽油＝4.6×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
【答案】压缩 1.38×105 1.68×106
【解析】
[1]由图可知，汽油机的进气孔和排气孔都关闭，活塞向上运动压缩气体，为四冲程汽油机工作时的压缩冲程。
[2]汽油燃烧放出的热量是
Q=mq=0.1kg×4.6×107 J/kg=4.6×106 J
又因为其效率为30%，所以转化的机械能是
W=4.6×106 J×30%=1.38×105 J
[3]水箱中5 kg水吸收的热量是
Q吸=cmΔt=4.2×103 J/(kg•℃)×5kg×(100℃-20℃)=1.68×106 J
四、实验题
13．（1）如图所示，在胶卷盒中滴入几点酒精后密封，在下方电火花发生器产生电火花后看到的现象是________，该过程模拟的是______（发电机/电动机/热机）的工作原理。
（2）图中燃料1与燃料2质量相同，水与油的质量相同，则比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验（填写ABC字母符号）；比较不同物质的比热容，应选择______两图进行实验（填写ABC字母符号）。
【答案】盒子飞出去 热机 AB AC
【解析】
（1）[1][2]如图所示，在胶卷盒中滴入几点酒精后密封，在下方电火花发生器产生电火花后，由于酒精燃烧，化学能转化为内能，产生高温高压的燃气，燃气对盒子做功，内能转化为机械能。与热机的工作原理相同。
（2）[3][4]比较不同燃料的热值，应控制吸热的物质的种类和质量相同，使用质量相同的不同的燃料，待燃料燃烧完，比较物质温度的变化。所以，应选择AB两图进行实验；
比较不同物质的比热容，应控制放热的物质的种类相同，使用质量相同的不同吸热物质，加热时间相同的情况下，比较物质温度的变化，所以，应选择AC两图进行实验。
五、计算题
14．聊城首批30辆氢燃料新能源公交车投放使用，氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源。[c水＝4.2×103 J/（kg·℃）；q氢＝1.4×108 J/kg]求：
(1)质量为0.3 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；
(2)若这些热量的80%全部被质量为100 kg，温度为10 ℃的水吸收，则水升高的温度；
(3)某氢能源公交车以145kW的恒定功率做匀速行驶，如果0.3 kg的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数和公交车所做的功相等，则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。
【答案】(1)4.2×107 J；(2)40℃；(3)289.66s
【解析】
(1)质量为0.3 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为
(2)若这些热量的80%全部被质量为100 kg，温度为 10 ℃的水吸收，吸收的热量为
根据，得水升高的温度为
(3) 某氢能源公交车以145kW的恒定功率做匀速行驶，如果0.3 kg的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数和公交车所做的功相等为
这些热量能让该公交车匀速行驶的时间为
答：(1)质量为0.3 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为4.2×107 J；
(2)若这些热量的80%全部被质量为100 kg，温度为10 ℃的水吸收，则水升高的温度为40℃；
(3)某氢能源公交车以145kW的恒定功率做匀速行驶，如果0.3 kg的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数和公交车所做的功相等，则这些热量能让该公交车匀速行驶289.66s。
15．2015年4月21日，重达2.3吨的世界上最大的太阳能飞机“阳光动力2号”降落在南京机场。如图所示，该飞机机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料，机翼上安装有高效太阳能电池板，能提供的最大功率，该飞机的最大飞行速度为。假设飞机停在水平地面时轮与地面的总接触面积为，取。求：
(1)飞机在水平飞行时，受到的升力的大小。
(2)当飞机发动机的输出功率保持，并以的速度水平匀速飞行时，发动机的牵引力大小。
(3)若飞机发动机保持的输出功率匀速飞行，发动机输出的能量为多大？这些能量相当于多少升的航空燃油完全燃烧时释放的能量？（航空燃油的热值取，密度取0.75×103kg/m3）
【答案】(1)2.3×104N；(2)2.3×103N；(3)2.16×108J；7.2L
【解析】
(1)飞机在水平飞行时，飞机受到竖直身上的升力与重力是一对平衡力，所以升力的大小
(2) 飞机速度
由得，飞机水平匀速飞行时的牵引力
(3) 由得
由得
由可得航空燃油的体积
答：(1)飞机在水平飞行时，受到的升力为；
(2)发动机的牵引力大小；
(3)发动机输出的能量为；这些能量相当于的航空燃油完全燃烧时释放的能量。
16．新能源电气混合公交车已经在我市“登陆”．公交车满载时总质量为8t，输出功率为72kW．（g取10N/kg，天然气的热值q=4×107J/m3）
（1）公交车在10min内行驶了9km求行驶的平均速度．
（2）公交车满载静止在水平地面上，对地面的压强是2×105Pa，求轮胎与地面接触的总面积．
（3）公交车匀速行驶10min，完全燃烧天然气2.7m3，求发动机的效率．
【答案】（1）15m/s；（2）0.4m2；（3）40%
【解析】
（1）公交车行驶的平均速度：
v===54km/h；
（2）公交车满载时对地面的压力：
F=G=mg=8103kg10N/kg=8104N，
轮胎与地面接触的总面积：S===0.4m2；
（3）天然气燃烧放热：
Q放=Vq=2.7m34107J/m3=1.08108J，
公交车在10min内牵引力做功：
W=Pt=72103W10×60s=4.32×107J，
发动机的效率：===40。
相关试卷
物理九年级全册第四节 热机效率和环境保护课后练习题： 这是一份物理九年级全册第四节 热机效率和环境保护课后练习题，共17页。试卷主要包含了4 热机效率和环境保护，定义，单位，热量计算，0×107J，则酒精的热值为，4×106 50等内容，欢迎下载使用。
初中物理沪科版九年级全册第四节 热机效率和环境保护复习练习题： 这是一份初中物理沪科版九年级全册第四节 热机效率和环境保护复习练习题，共6页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
初中物理沪科版九年级全册第十三章 内能与热机第四节 热机效率和环境保护课时训练： 这是一份初中物理沪科版九年级全册第十三章 内能与热机第四节 热机效率和环境保护课时训练，共7页。试卷主要包含了燃料的热值，热机的效率等内容，欢迎下载使用。
