初中物理人教版九年级全册第2节 热机的效率精品测试题

这是一份初中物理人教版九年级全册第2节 热机的效率精品测试题，文件包含人教版九年级物理142热机的效率解析版doc、人教版九年级物理142热机的效率原卷版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共12页， 欢迎下载使用。

14.2 热机的效率（解析版）

一、选择题
1.关于热机，下列说法正确的是（ ）。
A.改进技术，能使热机的效率达到100% ；
B.柴油机的压缩冲程使得气缸内的气体内能减小；
C.利用循环水可为热机降温，主要是利用水蒸发时吸热的特性；
D.汽油机除了做功冲程外，其他三个冲程都依靠飞轮的惯性完成
【答案】D。
【解析】A.改进技术，能使热机的效率达到100% ；这种说法错误，任何热机都会有能量损耗，其效率不可能得到100%。
B.柴油机的压缩冲程使得气缸内的气体内能减小；压缩冲程使得气缸内气体体积减小，内能增加，故此说法错误。
C.利用循环水可为热机降温，主要是利用水蒸发时吸热的特性；此说法错误，利用循环水主要是水的比热容大，升高温度相同时，水吸收的热量多，故此说法错误。
D.汽油机除了做功冲程外，其他三个冲程都依靠飞轮的惯性完成；此说法正确。正确答案是D。
2. 关于热机，下列说法错误的是（ ）。
A．热机性能好坏的重要标志之一是热机效率；
B．在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率；
C．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大；
D．在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能
【答案】C。
【解析】A．热机性能好坏的重要标志之一是热机效率；这种说法正确，效率大小事热机性能的一个重要指标。故A正确。
B．在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率；这种说法正确，减少废气排放带走的热量，也就提高了热机的工作效率，故B正确。
C．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大；这种说法错误，柴油机的效率高不是因为其热值高的缘故。故C错误。
D．在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能；这种说法是正确的。压缩气缸中的气体，使其内能增加，是机械能转化为内能。故D的说法正确。此题答案是C。
3. 氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点。氢气的热值为14.3×107J／kg，完全燃烧0.5kg的氢气可放出 J的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值 (大于、等于、小于)14.3×107J／kg。
【答案】、等于。
【解析】热值是燃料所特有的属性，燃料的热值不因其多少而发生变化。
对于有关热值的计算，需要大家掌握热值的概念；此题计算如下：
0.5kg氢气放出的热量为：。
4.“可燃冰”是一种新型能源，主要成分是甲烷，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，所以“可燃冰”是一种新型 能源(选填“清洁”或“污染”)；1m3甲烷完全燃烧能产生 J热量，这些热量可以使 kg的水从20℃加热到100℃。[甲烷的热值q甲烷=4.2×107J／m3，c水=4.2×103J／(kg·℃)]
【答案】清洁、4.2×107、125。
【解析】此题考查学生有关热值得计算问题，在计算时要注意统一单位。可燃冰是一种热值高的清洁能源，它的利用价值很高。
1m3甲烷完全燃烧产生的热量：；
这些热量可以把水从20加热到100，水的质量为：
。
故答案为：清洁、4.2×107、125。
5. 完全燃烧了0.5kg的某种燃料，这些热量全部被水吸收，使200kg的水温度由30℃升高到40℃，则这种燃料的热值是多少？
【答案】。
【解析】水的比热容是：，200kg水，温度由30ºC升高到40ºC，吸收的热量为：。
故此燃料的热值：。
6. 某汽车的输出功率是60kW，正常行驶的速度为54km/h，汽车的效率是25％，该汽车要是行驶108km，要消耗多少kg的汽油？（汽油的热值4.5×107J/kg）
【答案】38.4kg。
【解析】汽车行驶的时间：,
汽车输出的能量：，
汽车消耗的总能量：；
消耗的汽油质量为：。
7.我国的地热资源相当丰富，已经发现的天然温泉就有2000处以上。温泉水的温度大多在60oC以上，个别地方达到100oC-140oC。
（1）100kg的温泉水从60oC降低到20oC时所放出的热量是多少J？
（2）这相当于多少m3煤气完全燃烧放出的热量？（煤气的热值为4.2×107J/m3）
【答案】（1）水放出的热量为：。（2）煤气的体积：。
【解析】此题考查热值和热量的概念。（1）水的比热容是：，那么，100kg水，从60ºC降到20ºC时，水放出的热量为：。
（2）煤气的热值为：q=4.2×107J/m3，的热量与Vm3煤气完全燃烧相当，故：。
8.某饰品加工厂有酒精喷灯加工饰品，张师傅在1分钟内用去酒精60g，被加工的一只质量为36g的铜饰品温度从20℃升高到1070℃，求：
（1） 铜饰品吸收的热量是多少？
（2） 酒精完全燃烧放出的热量是多少？
（3） 酒精喷灯的效率是多少？
（c铜=4.2×103J/（kg·oC），q酒精=3×107J/kg）
【解析】（1）铜饰品吸收的热量：；
（2）酒精完全燃烧放出的热量：；
（3）酒精喷灯的效率为：。


一、选择题
1．下列关于热现象说法正确的是（ ）。
A．内燃机的做功冲程是将机械能转化为内能；
B．现代火箭用液态氢作燃料，是因为氢的比热容大；
C．高压锅是利用增大锅内气压来降低液体沸点工作的；
D．打气筒在打气时，筒壁发热主要是通过做功改变了内能
【答案】D。
【解析】A、内燃机的做功冲程将内能转化为机械能，A错误；
B、现代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时，可以释放出更多的热量，且氢气燃烧后的产物是无污染的水，B错误；
C、液体的沸点随液面上方气压的增大而升高，故高压锅是利用增大锅内气压来升高液体沸点工作的，C错误；
D、打气筒给轮胎打气时气筒壁发热，即通过做功的方式改变内能，机械能转化为内能，D正确；
故选：D。
2.如图所示是实验室中常用的酒精灯，关于酒精灯下列说法正确的是（ ）。

A．向灯内添加酒精时会闻到酒精味道，这是扩散现象；
B．酒精不断燃烧，其热值会减小；
C．酒精灯的火焰温度约为70﹣90℃；
D．灯内a处酒精的压强大于b处酒精的压强
【答案】A。
【解析】A、能够闻到酒精味，是酒精分子无规则运动的结果，属于扩散现象，故A正确；
B、热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，酒精不断燃烧，质量减小、热值不变，故B错误；
C、酒精灯的外焰温度约为400～500℃左右，故C错误；
D、在同种液体中的液体的压强与深度有关，深度越深，压强越大，灯内a处酒精的压强小于b处酒精的压强，故D错误；故选：A。
3.西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭，于2019年4月20日将第44颗北斗导航卫星成功送上太空。下列说法中正确的是（ ）。
A．火箭升空过程中，将机械能转化为内能；
B．燃料燃烧时将内能转化为化学能；
C．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的比热容较大；
D．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的热值较大
【答案】D。
【解析】A、火箭升空过程中，燃料燃烧释放出的内能转化为火箭的机械能；故A错误；
B、燃料燃烧时将化学能转化为内能，故B错误；
CD、发射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时，可以释放出更多的热量，故C错误，D正确。故选：D。
4.如图所示，将活塞迅速下压，玻璃筒底的棉花被点燃。此过程是通过　 　的方式增加了筒内空气的内能，能量转化方式与汽油机的　 　冲程相同。某汽油机在一次工作中消耗了2kg汽油，对外做功为2.3×107J，则汽油机的效率是　 　（汽油热值为4.6×107J/kg）。

【答案】做功；压缩；25%。
【解析】（1）在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞迅速向下压，棉絮燃烧起来；说明将活塞迅速下压，活塞对桶内空气做功，使筒内空气的内能增加，温度升高；压缩过程中，活塞的机械能转化为空气的内能，故该过程中，与内燃机的压缩冲程相同；
（2）汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝2kg×4.6×107J/kg＝9.2×107J；
汽油机的效率η＝×100%＝×100%＝25%。
故答案为：做功；压缩；25%。
5.青海油田涩北天然气田连续10年保持稳产，为西宁人民的生产、生活用气提供了有力保障。已知天然气的热值是7×108J/m3，若小明家完全燃烧0.01m3的天然气，放出的热量为　 　J；做饭时会闻到饭香，从物理学角度来看，属于　 　现象。
【答案】7×106；扩散。
【解析】（1）完全燃烧0.01m3天然气，放出的热量：
Q放＝Vq＝0.01m3×7×108J/m3＝7×106J；
（2）做饭时会闻到饭香，说明了分子在不停地做无规则运动，是扩散现象。
故答案为：7×106；扩散。
6.天然气的热值为4.4×107J/kg，小明烧开一壶水消耗了0.05kg。完全燃烧这些天然气放出热量为　 　J；水沸腾时壶盖被顶起，这是内能转化为　 　能，汽油机的　 　冲程与此原理相似。
【答案】故答案为：2.2×106；机械；做功。
【解析】消耗0.05g天然气释放的热量：
Q＝mq＝0.05kg×4.4×107J/kg＝2.2×106J；
水沸腾时壶盖被顶起，这是内能转化为机械能，在汽油机的做功冲程中，高温高压的燃气膨胀做功，将内能转化为机械能。
故答案为：2.2×106；机械；做功。
7.一台汽油机飞轮的转速为3600r/min，在1s内汽油机对外做了　 　次功。如果汽油机在一段时间内消耗了0.5kg汽油，若这些汽油完全燃烧，可放出热量　 　J。汽油机用水作冷却液，是利用水的　 　大的特点。（q汽油＝4.6×107J/kg）
【答案】30；2.3×107；比热容。
【解析】汽油机飞轮转速是3600r/min＝60r/s，每秒钟飞轮转动60圈，完成30个工作循环，对外做功30次；
0.5kg汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝0.5kg×4.6×107J/kg＝2.3×107J；
因为水的比热容较大，所以常用来作为冷却液使用。
故答案为：30；2.3×107；比热容。
8.如图，“长征五号B”运载火箭首次采用了我国最新研制的大推力液氧煤油发动机。煤油的热值为4.6×107J/kg，完全燃烧2kg煤油放出的热量为　 　J。火箭升空后助推器会自动脱落。助推器脱落后在　 作用下落回地面。此时火箭相对地面是　 　的。

【答案】9.2×107；重力；运动。
【解析】完全燃烧2kg煤油放出的热量：Q放＝qm＝4.6×107J/kg×2kg＝9.2×107J；
火箭升空后助推器会自动脱落后，助推器会在重力的作用下落回地面，此时火箭相对于地面发生了位置的变化，则火箭是运动的。
故答案为：9.2×107；重力；运动。
9.热机发明后，一直在持续的改进和发展中。
材料一：1769年，法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车（图甲），传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧（图乙），热效率为5%～8%之间。

材料二：1862年，法国人德罗夏提出内燃机（内燃指燃料在气缸内燃烧）的四冲程循环理论：①气缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入气缸；②通过气缸的向内运动对进入气缸里的燃料进行压缩；③高压燃烧气体产生巨大爆发力；④将已经燃烧的废气从气缸中排出。
材料三：1876年，德国人奥托制造出以四冲程为依据的煤气内燃机，利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往复，内燃机的效率达到14%。
（1）四冲程循环理论提及的“巨大爆发力”由图中的　 　冲程实现。

（2）德罗夏提到的内燃方式是基于　 　的猜想；
（3）老师在重复演示“做功改变内能”实验（图丙）之间，需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下，其目的与内燃机的　 　（选填“吸气”“压缩”“做功”或“排气”）冲程的原理相似。
【答案】（1）C；（2）燃料在气缸内燃烧，热量损失少，热效率高；（3）排气。
【解析】（1）在四冲程内燃机中，提供动力的是做功冲程；由图可知，A中进气门打开，活塞下行，为吸气冲程；B中两个气门关闭，活塞上行，为压缩冲程；C中两个气门关闭，活塞下行，为做功冲程；D中排气门打开，活塞上行，为排气冲程；故“巨大爆发力”由C冲程实现；
（2）德罗夏提到的内燃方式是基于燃料在气缸内燃烧，热量损失少，热效率高的猜想；
（3）老师需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下，其目的是排出里面的废气，相当于内燃机的排气冲程。
故答案为：（1）C；（2）燃料在气缸内燃烧，热量损失少，热效率高；（3）排气。
10. 小明学习了热学的有关知识后，知道水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，他想估算一下自己家每天烧水做饭需要的热量。于是小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间，并把它折算成烧水时间，相当于每天将30kg20℃的水烧开。
（1）小明家每天烧水做饭需要多少热量？
（2）如果普通煤的热值为3×107 J/kg，从理论上讲小明家每天烧水做饭需要多少千克普通煤？
（3）小明家实际平均每天需要烧4块蜂窝煤，按每块蜂窝煤含煤0.5 kg算，他家每天实际用煤2 kg，由此小明计算出他家煤炉的效率只有16.5％。你认为小明家煤炉效率低的原因是什么？
（4）从大的方面讲，家用煤除了热效率低、浪费能源的缺点外，另一个主要缺点是什么？
【解析】（1）小明家每天烧水做饭需要的热量即是水升温吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×30 kg×（100℃－20℃）=1.008×107 J。
（2）小明家每天烧水做饭需要的能量需要煤燃烧放出，即Q放= Q吸=1.008×107 J，则需要的煤的质量为m=Q放/q=1.008×107J/3×107J/kg=0.336 kg。
（3）小明家煤炉效率低的原因是：一方面煤不能完全燃烧，另一方面煤燃烧放出的热量不能被水完全吸收，大部分的热量散失掉了。
（4）煤在燃烧过程中产生废渣、废气，造成环境污染。