人教版九年级全册物理同步练习142《热机的效率》.docx

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人教版九年级全册物理同步练习142《热机的效率》

九年级物理第十四章第二节热机的效率同步测试

一、单选题（共11题；共22分）

1.酒精灯内的酒精用去了一半，剩下的一半（　　）

A. 比热容、热值均变为原来的一半                         

B. 比热容、热值均不变

C. 比热容不变，热值变为原来一半                         

D. 热值不变，比热容变为原来一半

2.物体A、B质量相等，把它们加热到相同的温度，然后把它们分别放入等量同温的水里，（不计热量损失），A物体能使水温升高10℃，B物体能使水温升高20℃，设A、B的比热容为cA和cB，则（　　）

A. cB=cA                           

B. cB=2cA                           

C. cB＞2cA                           

D. cA＜cB＜2cCA

3.如图所示为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为（　　）

A. η=

×100%       

B. η=

×100%       

C. η=

×100%       

D. η=

×100%

4.一瓶酒精用去一半后，剩下的酒精（　　）

A. 热值不变，密度不变，比热容减小一半               

B. 热值不变，密度不变，比热容不变

C. 热值，密度和比热容都减小一半                         

D. 热值减小一半，密度增大，比热容不变

5.汽油机飞轮转速是3600r/min，在1s内汽油机内能转化为机械能的次数及完成的冲程个数为（　　）

A. 15次，60个                B. 18次，120个                      C. 30次，120个                D. 900次，30个

6.一金属块温度从30℃上升到50℃，吸收的热量为Q1，温度从90℃降低到70℃，放出的热量为Q2，则（   ）

A. Q1＞Q2                           

B. Q1=Q2．                           

C. Q2＞Q1                           

D. 无法比较

7.下列关于热值的说法正确的是（ ）

A. 燃料燃烧越充分热值越大

B. 2kg的煤完全燃烧比1kg的煤完全燃烧热值大

C. 1kg煤燃烧放出3×105J的热量，则煤的热值为3×105J/kg

D. 热值是燃料的一种属性与燃料的质量无关，不同的物质热值一般不同

8.关于燃料的热值，以下说法中正确的是（  ）

A. 燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关          

B. 燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值

C. 燃料燃烧时，质量越大，热值越大                      

D. 燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小

9.据中央电视台新闻联播报道，2016年7月，我国将发射全球首颗量子通信卫星．发射卫星的火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料的（  ）

A. 热值大                         

B. 比热容大                         

C. 密度大                         

D. 以上说法都不正确

10.关于燃料的热值，以下说法正确的是（  ）

A. 燃料的热值与燃料的燃烧情况有关

B. 容易燃烧的燃料，热值一定大

C. 煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多

D. 0.5g汽油和2kg汽油，它们的热值是一样的

11.我国随着航天事业发展需要，正在研制大功率液氢发动机.这种发动机使用液氢作燃料，主要是因为氢是有（  ）

A. 较小的密度                      B. 较大的比热容                      C. 较高的热值                      D. 较低的沸点

二、填空题（共6题；共11分）

12.王磊家最近开通了天然气，细心的他发现同样条件下烧开同一壶水比过去用液化气所用时间短了，这主要是由于两种燃料的________不同；若现将1.5kg初温为20℃的水烧开（标准大气压下），需要吸收的热量为________J．已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）．

13.转速为2400r/min的四冲程汽油机，每秒内完成　________ 　个冲程，对外做功　________ 　次．

14.热机效率定义：

热机转变为有用功的能量（有效利用的能量）与燃料________释放的能量的比值称为热机效率。

15.我市部分公交车已使用天然气来代替燃油．某公交车在一段时间内消耗了420g天然气，若这些天然气完全燃烧，可放出热量________J，若天然气烧水时的效率是80%，这些热量可使40kg的水由30℃升高到________℃．（天然气的热值为4.0×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），当时大气压为1个标准大气压）

16.某家庭需要将50kg、初温为10℃的水加热到50℃作为生活用水，他们利用煤气灶烧水，需要燃烧0.8kg的煤气．这些水从10℃加热到50℃需要吸收的热量为________J，0.8kg的煤气完全燃烧放出的热量为________J，煤气灶烧水的效率为________．（c水=4.2×103J/（kg•℃），q煤气=4.2×107J/kg）

17.家用热水器有用天然气为燃料给水加热的．已知天然气的热值为4.0×107J/m3，完全燃烧2.1m3的天然气可以获得________ J的热量．

三、计算题（共2题；共10分）

18.已知焦炭的热值为q=3.0×107J/kg，0.14kg的焦炭完全燃烧放出的热量是多少？

若这些热量的25%被温度为25℃的水吸收，则能使多少质量的水温度升高到75℃？

c水=4.2×103J/（kg•℃）

19.某太阳能热水器中装有质量50千克的水，在阳光的照射下，该热水器中水的温度从25℃升高到85℃，求这些水吸收的热量？

【c水=4.2×103J/（kg•℃）】

四、解答题（共2题；共10分）

20.如图是200g冰的熔化图象，它在CD段吸收的热量是多少？

21.杨老师家的汽车尾部上标有“2.0T”的字样，其中“T”就是“涡轮增压”，是利用高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转，来带动同轴的“进气涡轮”也高速旋转，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压，使汽油燃烧更充分，燃气压强更大，同时也减少了废气中的有害物质，达到提高发动机效率和减少废气污染的目的．这辆汽车的最低油耗可达0.2kg/（kW•h），已知汽油的热值为4.5×107J/kg．（温馨提示：

最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量；0.2kg/（kW•h）表示获得1kW•h能量消耗0.2kg汽油）．求：

（1）0.2kg的汽油完全燃烧时放出的热量为多少？

（2）该汽车发动机的效率最高可达多少？

五、综合题（共2题；共25分）

22.（2017•黔西南州）某学校锅炉用天然气作燃料给水加热．已知天然气的热值为4.0×107J/m3（不计热量损失）．

（1）完全燃烧4.2m3的天然气可以获得多少热量？

（2）这些热量可以使1000kg的水从30℃升高到多少℃？

23.某家庭需要将50kg、10℃的水加热到50℃作为生活用水，他们利用煤气灶烧热水时，需要燃烧0.8kg的煤气．己知煤气的热值q=4.2×107J/kg，水的比热容为c=4.2×103J/（kg•℃）．求：

（1）把50kg、10℃的水加热到50℃需吸收的热量；

（2）0.8kg的煤气完全燃烧时放出的热量；

（3）煤气灶烧水的效率．

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】B

【解析】解答】解：

酒精的比热容、热值两个物理量，都是表示酒精的某种特性；是从不同的角度来描述酒精的特性，只与物质的种类和状态有关，与质量无关；一瓶酒精用去一半，则剩下的酒精的比热容、热值不变．

故选B．

【分析】比热容、热值是物质的某种特性，与物质的种类和状态有关，同种物质的比热容、热值一般不变．

2.【答案】C

【解析】【解答】放A物体的水吸收的热量：

Q吸1＝c水m水△t＝c水m水×10℃，放B物体的水吸收的热量：

Q吸2＝c水m水△t′＝c水m水×20℃，所以Q吸2＝2Q吸1−−−−①；

物体A、B的质量相等,加热到相同的温度t0,放入等质量、同温度t水的水里，不计热量损失，物体A放出的热量等于水吸收的热量，所以有：

Q放A＝cAm（t0−tA）＝Q吸1−−−②；

物体B放出的热量等于水吸收的热量，可得：

Q放B＝cBm（t0−tB）＝Q吸2−−−−−③；由①②③得：

Q放B＝2Q放A，即：

cBm（t0−tB）＝2cAm（t0−tA）−−−−−④；

tA为A物体使水达到的末温,tB为B物体使水达到的末温，因为tA＝t0水+10℃,tB＝t0水+20℃，所以tA

cB>2cA.

故答案为：

C.【分析】因为水的质量、初温相等,AB两物体使水温升高的温度不同，根据公式Q＝cm△t判断出吸收热量多少的关系,即可以知道道A、B物体放出热量多少的关系;最后水与物体的温度相同,根据水的末温高低,即可以知道物体A、B的末温高低,再根据公式Q＝cm△t判断出两个物体比热容的大小关系.

3.【答案】C

【解析】【解答】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E2，所以内燃机的效率可表示为η=

×100%=

×100%．

故选C．

【分析】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．

4.【答案】B

【解析】【解答】解：

酒精的比热容、密度、热值，都是表示酒精的某种特性；是从不同的角度来描述酒精的特性，只与物质的种类和状态有关，是一般不发生变化的量；一瓶酒精用去一半，剩下的酒精质量变为原来的一半；则剩下的酒精的比热容、密度、热值不变．

故选B．

【分析】

（1）密度是物质的一种特性，每种物质都有自己的密度，不同物质的密度一般不同，质量、体积的变化一般不会引起密度的变化，只有气体在膨胀和被压缩时，密度会发生明显的变化；

（2）每种燃料都有自己的热值，热值是燃料的特性，不随质量而变化；

（3）比热容是物质的特性，不随质量而变化，物质的状态变化会引起比热容的变化．

5.【答案】C

【解析】【解答】解：

汽油机的转速是3600r/min，即60r/s，因一个工作循环，曲轴转两圈，对外做功一次，所以，该汽油机每秒可以做功30次，完成120个冲程．

故选C．

【分析】在四冲程汽油机中，一个工作循环，曲轴转两圈，对外做功一次，完成4个冲程.

6.【答案】B

【解析】【解答】因

＝

＝

＝

=

，所以Q1=Q2．

故应选：

B．

【分析】解答本题，只要根据热量的计算公式求比值，即可进行判断大小．本题考查了对热量计算公式的应用，只要熟记公式，并能正确进行公式变形，即可轻松求解．

7.【答案】D

【解析】【解答】燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料的燃烧程度、质量都无关，故AB错误；由于不确定燃料是否完全燃烧，故C错误；热值是燃料的一种特性与燃料的质量无关，不同的物质热值一般不同，D说法正确。

故选D。

8.【答案】A

【解析】【解答】A、燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关，A符合题意；

B、燃烧1千克某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值，B不符合题意；

C、热值大小与燃料的质量多少无关，C不符合题意；

D、燃料不论是否完全燃烧，其热值都是不变的，D不符合题意；

故答案为：

A.

【分析】本题考查了热值的相关知识，要理解热值是指质量为1千克某种燃料完全燃烧放出的热量，热值的大小只与燃料的种类有关，与其他因素无关.

9.【答案】A

【解析】【解答】解：

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A正确．故选A．

【分析】热值是指1千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量，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该考虑燃料热值的大小．

10.【答案】D

【解析】【解答】解：

A、燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度无关，故A错；B、热值大小与燃料是否容易燃烧无关，故B错；

C、煤的热值比干木柴大，说明1kg的煤完全燃烧放出的热量比1kg干木柴完全燃烧放出的热量多．本选项的说法中不一定完全燃烧，故C错；

D、燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，故D正确．

故选D．

【分析】1kg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．

11.【答案】C

【解析】【解答】由于氢具有较高的热值，相同质量的物质在完全燃烧时能够放出的热量较多，C符合题意.

故答案为：

C.

【分析】1千克某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值.热机工作时将内能转化机械能.

二、填空题

12.【答案】热值；5.04×105

【解析】【解答】解：

烧开一锅水比过去他们家用液化气所用的时间少了，是因为天然气的热值高；水吸收的热量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃﹣20℃）=5.04×105J．

故答案为：

热值，5.04×105．

【分析】烧开一锅水比过去他们家用液化气所用的时间少了，就说明天然气的热值高，完全燃烧相同质量的天然气和液化气，天然气燃烧放热多；知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量．

13.【答案】80；20

【解析】【解答】解：

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，所以1s内，飞轮转40圈，活塞往复运动40次，共20个工作循环，80个冲程，做功20次．

故答案为：

80；20．

【分析】汽油机的一个工作循环由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程组成．在一个工作循环中曲轴转2圈，飞轮转2周，做功一次．　

14.【答案】完全燃烧

【解析】【解答】热机消耗的总能量是燃料完全燃烧放出的能量，所以答案为“完全燃烧”。

【分析】准确掌握热机效率的定义即可简单解题。

本题考查的是热机的效率。

15.【答案】1.68×107；100

【解析】【解答】解：

（1）消耗420g天燃气释放的热量：

Q=mq=0.42kg×4.0×107J/kg=1.68×107J；

（2）由题知，Q吸=80%Q放=80%×1.68×107J=1.344×107J，由Q吸=cm（t﹣t0），可得，1.344×107J=4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（t﹣30℃），解得t=114℃，因为当时气压为1标准大气压，故这些热量可使40kg的水由30℃升高到100℃将不再升高．

故答案为：

1.68×107；100．

【分析】

（1）根据Q=mq计算出天然气燃烧放出的热量；

（2）水吸收的热量和天然气放出的热量相等，根据Q吸=cm（t﹣t0）的变形式求出水的末温

16.【答案】8.4×106；3.36×107；25%

【解析】【解答】解：

①水吸收的热量：

Q吸=cm水△t=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（60℃﹣20℃）=8.4×106J；

②0.8kg煤气完全燃烧放出的热量：

Q放=m煤气q=0.8kg×4.2×107J/kg=3.36×107J；

③燃气灶烧水的效率：

η=

=

×100%=25%．

故答案为：

8.4×106；3.36×107；25%．

【分析】

（1）知道水的质量、水的比热容和水的初温和末温，利用吸热公式求水吸收的热量；

（2）知道煤气的质量和煤气的热值，利用Q放=mq计算煤气完全燃烧放出的热量；（3）水吸收的热量是有用的能量，煤气完全燃烧放出的热量为总能量，利用效率公式求燃气灶烧水的效率．本题考查了学生对吸热公式、燃料燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，因条件已给出，难度不大．

17.【答案】8.4×107

【解析】【解答】解：

2.1m3天然气完全燃烧放出的热量：

Q放=Vq=2.1m3×4.0×107J/m3=8.4×107J．

故答案为：

8.4×107；

【分析】已知天然气的热值和体积，可利用公式Q放=Vq计算完全燃烧2.1m3的天然气放出的热量．

三、计算题

18.【答案】①完全燃烧0.14kg的焦炭放出的热量：

Q放=

=0.14kg×3.0×107J/kg=4.2×106J；

②由题意可知，Q吸=25%×Q放=25%×4.2×106J=1.05×106J，

由

得水的质量：

m水=

=

=5kg。

答：

0.14kg的焦炭完全燃烧放出的热量是4.2×106J；若这些热量的25%被温度为25℃的水吸收，则能使5kg的水温度升高到75℃。

【解析】【分析】

（1）已知焦炭的质量和热值，根据Q=

求0.14kg的焦炭完全燃烧放出的热量；

（2）由题意可知，Q吸=25%×Q放，知道水的初温和末温，利用

求出可加热水的质量。

本题考查学生对燃料完全燃烧放出热量公式、吸热公式和效率公式的掌握和运用，计算时要注意升高到（末温t）和升高（温度的变化量△t）的区别，关键是公式及变形公式的灵活运用，难度不大。

19.【答案】这些水吸收的热量的为：

1.26×107J

【解析】【解答】这些水吸收的热量为：

Q吸=c水m（t﹣t0）

=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（85℃﹣25℃）

=1.26×107J．

答：

这些水吸收的热量的为：

1.26×107J．

【分析】知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量．

四、解答题

20.【答案】解：

由图象可知，CD段冰完全熔化为水，水的温度从0℃增加到10℃，

则水吸收的热量：

Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×200×10﹣3kg×（10℃﹣0℃）=8.4×103J．

答：

在CD段吸收的热量是8.4×103J

【解析】【分析】由图象可知，CD段是水，温度从0℃增加到10℃，又知道水的质量和比热容，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量．

21.【答案】已知：

汽油的质量m=0.2kg，热值q=4.5×107J/kg，有用功W=1kW•h=3.6×106J，

求：

（1）汽油完全燃烧时放出的热量Q放=？

；

（2）汽车发动机的效率η=？

解：

（1）汽油完全燃烧时放出的热量“

Q放=mq=0.2kg×4.5×107J/kg=9×106J；

（2）汽车发动机的效率：

η=

×100%=

×100%=40%．

答：

（1）汽油完全燃烧时放出的热量为9×106J；

（2）汽车发动机的效率为40%．

【解析】【分析】

（1）根据Q放=mq求出汽油完全燃烧时放出的热量；

（2）根据题意可知，获得1kW•h能量消耗0.2kg汽油，根据η=

求出热机的效率．

五、综合题

22.【答案】

（1）解：

完全燃烧4.2m3的天然气放出的热量：

Q放=Vq=4.2m3×4.0×107J/m3=1.68×108J

（2）解：

水吸收的热量：

Q吸=Q放=1.68×108J，由于Q吸=cm△t得，

水升高温度：

△t=

=

=40℃；

热量可以使1000kg的水从30℃升高到：

△t=t﹣t0，

末温t=△t+t0=30℃+40℃=70℃．

【解析】【分析】

（1）知道天然气的热值和质量，利用Q放=vq求天然气完全燃烧放出的热量；

（2）天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，即Q吸=Q放，求出水吸收的热量，再根据吸热公式求水升高的温度值．

23.【答案】

（1）解：

水吸收的热量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（50℃﹣10℃）=8.4×106J

（2）解：

0.8kg煤气完全燃烧放出的热量：

Q放=mq=0.8kg×4.2×107J/kg=3.36×107J

（3）解：

煤气灶烧水的效率：

η=

×100%=

×100%=25%

【解析】【分析】

（1）知道水的质量、水的比热容和水的初温和末温，利用吸热公式求水吸收的热量；

（2）知道煤气的质量和煤气的热值，利用Q放=mq计算煤气完全燃烧放出的热量；（3）水吸收的热量是有用的能量，煤气完全燃烧放出的热量为总能量，利用效率公式求燃气灶烧水的效率．