内容正文:
九全·第十四章 15
第2节 热机的效率
一阶 基础巩固分点练
知识点1 燃料的热值
1.关于燃料的热值,以下说法正确的是 (A)
A.煤的热值比干木柴大,因此1kg煤完全燃
烧放出的热量一定比1kg干木柴多
B.越容易燃烧,放热越多的燃料,其热值越大
C.火箭所用燃料是液态氢,因为液态氢燃烧放
出的热量一定比汽油和柴油高
D.燃料的热值与燃料的质量成反比
2.某中学为学生供应开水,用焦炭作为燃料,焦
炭燃烧过程,将 化学 能转化为内能;已知
焦炭的热值是 3×107J/kg,现完全燃烧了
4.2kg的焦炭,放出的热量为 1.26×108 J。
3.某处理厂在高温高压下通过催化剂的作用可
以用1t某种垃圾生产出170kg的燃料油。若
燃料油的热值为4.2×107J/kg,完全燃烧1kg
这种燃料油放出的热量是 4.2×107 J。这
些热量可以使 125 kg的水的温度从20℃
升高到100℃。[c水 =4.2×10
3J/(kg·℃)]
4.天然气的热值约为8.7×107J/m3,从新疆吐一
哈油田往上海每输送100m3的天然气,相当于
输送了 8.7×109 J的能量;这些能量相当
于 290 kg的焦炭完全燃烧所放出的能量。
(焦炭的热值为3.0×107J/kg)
5.如图所示,小明在燃烧皿中放入20g
酒精,点燃后对质量为400g的水加
热,待酒精燃烧完毕,水温升高
30℃,已知水的比热容为 4.2×
103J/(kg·℃),此过程中水吸收的热量为
5.04×104 J。利用上述数据计算得到的酒
精热值明显 小于 (选填“小于”“等于”或“大
于”)真实值,原因是 酒精不可能完全燃烧 。
知识点2 热机的效率
6.关于热机效率,下列说法正确的是 (C)
A.燃料燃烧释放的热量越多,热机的效率就
越高
B.实际应用的热机的效率可以达到100%
C.使燃料燃烧更充分,可以提高热机的效率
D.热机使用的燃料的热值越大,热机的效率就
越高
7.涡轮增压是目前汽车发动机中采用的一项新
技术,它利用发动机排出的废气带动涡轮旋
转,将新鲜空气压缩后再送入内燃机的进气
口,使燃料燃烧更充分,从而 提高 (选填
“提高”或“降低”)内燃机的效率;在内燃机的
四个冲程中,给汽车提供动力的是 做功 冲
程;随着汽车行驶,汽车油箱中剩余汽油的热
值 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
8.如图所示是一台内燃机的能量流向图。根据
图中给出的信息,该汽车的效率为 30% 。
小明爸爸开车送小明去学校,到达学校时消耗
汽油4kg,汽车输出的有用功为 5.52×107 J。
(汽油的热值为4.6×107J/kg)
9.一架“运-20”在一次执行任务的过程中,飞行
距离为4000km,消耗航空煤油的质量为50t,
若飞机飞行时受到的平均阻力的大小为2.5×
105N,该过程中飞机发动机的推力做的功为
1×1012 J,发动机的效率为 50 %。(航
空煤油的热值为4×107J/kg)
二阶 拓展提升综合练
10.下列关于热值和热机效率的说法正确的是
(A)
A.热机的功率大,热机效率不一定高
B.使用的燃料越少,热机效率越高
C.热机做的有用功越多,热机的效率一定
越高
D.使燃料燃烧的更充分,可以提高燃料的
热值
16 众相原创 分层练· 广西物理(RJ)
11.如图所示为甲、乙两种燃料完全燃烧时释放
的热量Q与其质量m的关系,下列有关说法
正确的是 (C)
A.甲燃料的热值小于乙燃料的热值
B.乙燃料的热值随着质量的增大而增大
C.甲燃料的热值大于乙燃料的热值
D.燃料的热值越大,燃烧的效率越高
12.已知汽油的热值是4.6×107J/kg,3kg汽油
完全燃烧,放出的热量为 1.38×108 J;若
某汽车发动机的效率是20%,消耗这3kg汽
油使该汽车在水平路面上匀速行驶了40km,
则该汽车发动机的牵引力为 690 N。
13.如图所示,某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。
已知密闭锅内水的质量为5kg,水的初温为
22℃,当水刚好烧开时,共消耗了0.06m3的
天然气,该燃气灶烧水的热效率为 70%。
0.06m3的天然气完全燃烧所放出的热量为
2.4×106 J,以上过程中,水吸收的热量为
1.68×106 J,密闭的锅内水烧开时的温度
为 102 ℃。[水的比热容为 4.2×
103J/(kg·℃),天然气的热值为4.0×107J/m3]
14.科学态度与责任 燃烧秸秆是造成雾霾天气
的原因之一,为保护环境,在市郊建起了加工
秸秆制成秸秆发电的工厂。完全燃烧0.5kg
的秸秆煤,放出的热量被质量为100kg、初温
为20℃的水吸收,则在1个标准大气压下可
使水温升高到 45 ℃。该电厂年发电量可
达3.24×1014J,与发电效率为20%的同等规
模的火电厂相比,除可减少CO2的排放量外,
每年还能节约 5.4×107 kg标准煤。(q秸秆煤
=2.1×107J/kg,q标准煤=3.0×10
7J/kg)
15.国庆节期间,爸爸开车带着小华去旅游。汽
车(包括车上的人和物品)质量为2×103kg,
汽车以100km/h的速度在平直公路上匀速
行驶80.5km,所受的平均阻力是汽车总重的
0.05倍,消耗了汽油10L,汽油的热值是4.6×
107J/kg,汽油的密度是0.7×103kg/m3,g取
10N/kg。(假设汽油完全燃烧)
(1)汽车行驶80.5km牵引力做了多少功?
(2)汽油完全燃烧放出的热量是多少?
(3)汽车发动机的效率?
解:(1)汽车的总重力
G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N;
汽车受到在平均阻力
f=0.05G=0.05×2×104N=1000N,
汽车在平直公路上匀速行驶时,汽车的牵引
力和阻力是一对平衡力,大小相等,即
F牵 =f=1000N,
汽车行驶80.5km时,牵引力做的功
W=F牵 s=1000N×80.5×1000m=8.05×
107J;
(2)汽油的体积
V=10L=10dm3=0.01m3,
由ρ=mV可知,汽油的质量m汽油 =ρV=0.7×
103kg/m3×0.01m3=7kg,
汽油完全燃烧放出的热量
Q放=m汽油q=7kg×4.6×10
7J/kg=3.22×108J;
(3)汽车发动机的效率
η=WQ放
×100%=8.05×10
7J
3.22×108J
×100%=25%
。
书
25
参考答案·物理(RJ)
分层作业本
第十三章 内能
第1节 分子热运动
一阶 基础巩固分点练
1.C 2.B 3.D 4.扩散 剧烈 5.D 6.B 7.C
二阶 拓展提升综合练
8.D 9.A 10.B 11.D 12.C 13.分子在不停地做无规则运动 重力 引力 拉伸
三阶 核心素养情境练
14.A
第2节 内 能
一阶 基础巩固分点练
1.C 2.B 3.A 4.A 5.A 6.D 7.D 8.B 9.增大 做功 10.热传递 扩散
二阶 拓展提升综合练
11.B 12.B
13.热量 温度 内能 14.大于 熔化要吸收热量 15.Ⅰ 不存在
三阶 核心素养情境练
16.变大 外界对汽缸内的空气做功,空气内能变大,温度升高 17.(1)乙 (2)甲 热传递
第3节 比热容
!"#$%&'()*
一阶 基础巩固分点练
1.热量 液体升高的温度
2.(1)物质吸收热量的多少 (2)大于 (3)沙子 (4)控制变量法 转换法
3.B 4.D 5.1千克的酒精在温度升高(或降低)1℃时所吸收(或放出)的热量是2.4×103J 2.4×103
二阶 拓展提升综合练
6.C 7.D 8.D 9.BC
10.晶体 相同 不相同 小于 11.(1)停表 (2)42 (3)A 12.(1)C (2)不同 甲 大于
!+#$%()*,-./)0,12
一阶 基础巩固分点练
1.D 2.C 3.A 4.B 5.D 6.B
7.不变 不变
8.解:(1)由图可知,前10min该物质的初温为20℃、末温为50℃,该物质的质量m=100g=0.1kg,吸收的热量Q吸 =7.2×10
3J,
则该物质的比热容c=
Q吸
m(t-t0)
= 7.2×10
3J
0.1kg×(50℃-20℃)=2.4×10
3J/(kg·℃);
(2)水吸收的热量Q水吸 =Q吸 =7.2×10
3J,
由Q吸 =cmΔt得,水升高的温度Δt=
Q水吸
c水m水
= 7.2×10
3J
4.2×103J/(kg·℃)×0.05kg
≈34℃。
二阶 拓展提升综合练
9.C 10.C 11.D 12.D 13.小于 6.3×104J 14.6.2 1680 15.3.77×104
第十三章 复习与巩固
思维导图构建体系
①高 ②分子 ③原子 ④无规则运动 ⑤引力 ⑥斥力 ⑦动 ⑧分子势 ⑨温度 ⑩质量 瑏瑡做功 瑏瑢热传递 瑏瑣转移
瑏瑤热传递 瑏瑥热量 瑏瑦质量和升高的温度乘积 瑏瑧种类 瑏瑨状态 瑏瑩c=QmΔt
瑐瑠J/(kg·℃) 瑐瑡cm(t-t0) 瑐瑢cm(t0-t)
广西中考题型突破
1.BC 2.D 3.无规则 引力 4.扩散 斥力 5.扩散 剧烈 6.B 7.B 8.CD
9.热传递 运动 10.热传递 不同 11.熔化 热传递 12.B 13.D 14.D 15.D
16.大 低 17.比热容 2.1×104 18.扩散 4.2×105 19.有 8.4×105 20.0.46×103 无关 21.1∶2 0.8×103
22.解:(1)铁块降低的温度Δt铁 =t0铁 -t=80℃-30℃=50℃;
(2)铁块放出的热量Q放 =c铁m铁Δt铁 =0.46×10
3J/(kg·℃)×1kg×50℃=2.3×104J;
(3)不计热量损失,液体吸收的热量Q吸 =Q放 =2.3×10
4J,液体升高的温度Δt液 =t-t0液 =30℃-20℃=10℃,
则这种液体的比热容c液 =
Q吸
m液Δt液
=2.3×10
4J
2kg×10℃=1.15×10
3J/(kg·℃)。
23.解:(1)质量为10kg的水受到的重力G=mg=10kg×10N/kg=100N;
(2)30℃的水加热到50℃吸收的热量Q吸 =c水 mΔt=c水 m(t-t0)=4.2×10
3J/(kg·℃)×10kg×(50℃-30℃)=8.4×105J。
24.B 25.B 26.(1)天平 (2)26 (3)加热时间 (4)B (5)A (6)6×105 (7)水的比热容比冰的大
第十四章 内能的利用
第1节 热 机
一阶 基础巩固分点练
1.A 2.功 不属于 3.C 4.B 5.减小 做功 6.做功 做功 7.4 1 2 柴油机
二阶 拓展提升综合练
8.D 9.C 10.D 11.做功 减少 12.内能转化为机械能 做功 13.汽化 增大 2
三阶 核心素养情境练
14.B 15.做功 内能转化为机械能
第2节 热机的效率
一阶 基础巩固分点练
1.A 2.化学 1.26×108 3.4.2×107 125 4.8.7×109 290 5.5.04×104 小于 酒精不可能完全燃烧
6.C 7.提高 做功 不变 8.30% 5.52×107 9.1×1012 50
二阶 拓展提升综合练
10.A 11.C 12.1.38×108 690 13.2.4×106 1.68×106 102 14.45 5.4×107
15.解:(1)汽车的总重力G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N;
汽车受到在平均阻力f=0.05G=0.05×2×104N=1000N,
汽车在平直公路上匀速行驶时,汽车的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,即F牵 =f=1000N,
汽车行驶80.5km时,牵引力做的功W=F牵 s=1000N×80.5×1000m=8.05×10
7J;
(2)汽油的体积V=10L=10dm3=0.01m3,
由ρ=mV可知,汽油的质量m汽油 =ρV=0.7×10
3kg/m3×0.01m3=7kg,
汽油完全燃烧放出的热量Q放 =m汽油q=7kg×4.6×10
7J/kg=3.22×108J;
(3)汽车发动机的效率η=WQ放
×100%=8.05×10
7J
3.22×108J
×100%=25%。
小专题培优1 热量、热效率相关计算
1.(1)6.3×105 (2)6×106 (3)7.56×105 0.021
2.解:(1)铁块升高的温度Δt=525℃-25℃=500℃;
(2)由Q吸 =cmΔt可知,铁的比热容c=
Q吸
m铁Δt
=6.9×10
5J
3kg×500℃=0.46×10
3J/(kg·℃);
(3)由题意可知,酒精完全燃烧放出的热量Q放 =Q吸 =6.9×10
5J,
由Q放 =mq可知,需要酒精的质量m酒精 =
Q放
q酒精
= 6.9×10
5J
3.0×107J/kg
=0.023kg。
3.解:(1)完全燃烧0.06m3天然气所放出的热量Q放 =V天然气q=0.06m
3×4×107J/m3=2.4×106J;
(2)由η=
Q吸
Q放
×100%可知,水吸收的热量Q吸 =ηQ放 =70%×2.4×10
6J=1.68×106J;
(3)由Q吸 =cmΔt可知,水吸收后可能升高的温度Δt=
Q吸
c水m水
= 1.68×10
6J
4.2×103J/(kg·℃)×5kg
=80℃;
由于Δt=t-t0,则水的末温t=Δt+t0=80℃+30℃=110℃>100℃;
1个标准大气压下,水沸腾时的温度保持100℃,所以水升高到的温度为100℃。
4.解:(1)由图可知,经过6min时间加热后水温由20℃达到80℃,则水吸收的热量
Q吸 =c水m(t-t0)=4.2×10
3J/(kg·℃)×20kg×(80℃-20℃)=5.04×106J;
(2)0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量Q放 =m氢q=0.6kg×1.4×10
8J/kg=8.4×107J;
(3)公交车所做的功W=ηQ放 =8.4×10
7J×60%=5.04×107J,
由P=Wt可知,公交车行驶时间t=
W
P=
5.04×107J
140000W =360s。
5.解:(1)由v=st可得,汽车匀速行驶的距离s=vt=25m/s×200s=5000m;
(2)汽车牵引力所做的功W有用 =Pt=92×10
3W×200s=1.84×107J;
(3)1kg汽油完全燃烧后释放的热量Q放 =mq=1kg×4.6×10
7J/kg=4.6×107J,
发动机的效率η=
W有用
Q放
×100%=1.84×10
7J
4.6×107J
×100%=40%。
6.解:(1)每小时出水量为150m3,由ρ=mV得,水的质量m=ρ水 V=1.0×10
3kg/m3×150m3=1.5×105kg,
水放出的热量Q放 =c水 mΔt=4.2×10
3J/(kg·℃)×1.5×105kg×(90℃-50℃)=2.52×1010J;
(2)由η=
Q吸
Q放
×100%得,天然气放出的热量Q放 =
Q吸
η
=2.52×10
10J
90% =2.8×10
10J;
(3)由Q放 =Vq得,需要完全燃烧天然气的体积V=
Q放
q=
2.8×1010J
4×107J/m3
=700m3。
第3节 能量的转化和守恒
一阶 基础巩固分点练
1.D 2.C 3.C 4.D 5.A 6.①动能 ②重力势能 ③弹性势能 ④动能和重力势能 7.B 8.化学 不变
二阶 拓展提升综合练
9.D 10.A 11.B 12.D 13.C 14.内 太阳 不变 环保 15.力臂 顺时针 能量守恒定律
三阶 核心素养情境练
16.内 电 不能够 遵守
第十四章 复习与巩固
思维导图构建体系
①内能 ②内 ③机械能 ④汽油机 ⑤柴油机 ⑥吸气 ⑦压缩 ⑧做功 ⑨排气 ⑩热量 瑏瑡质量 瑏瑢完全燃烧 瑏瑣J/kg
瑏瑤Q放 =qm或Q放 =qV 瑏瑥有用功 瑏瑦燃烧完全燃烧放出的能量 瑏瑧产生 瑏瑨转化 瑏瑩转移 瑐瑠保持不变
广西中考题型突破
1.C 2.B 3.做功 机械能
4.D 5.机械 高 6.大 不变 7.1.68×105 11.2 8.热值 1000 9.做功 压缩 25% 10.5.6×1010 8
11.解:(1)由v=st可知,地效飞机飞行的时间t=
s
v=
90km
180km/h=0.5h;
(2)消耗的燃油完全燃烧放出的热量Q放 =qm=4.5×10
7J/kg×40kg=1.8×109J;
(3)已知发动机的效率为η=40%,由η=WQ放
×100%可知,地效飞机做的有用功W=Q放 η=1.8×10
9J×40%=7.2×108J,
由W=Fs可知,地效飞机飞行过程的牵引力F=Ws=
7.2×108J
90×103m
=8000N,
由二力平衡的条件可知,地效飞机飞行过程中受到的阻力f=F=8000N。
12.解:(1)汽车行驶的速度v=36km/h=10m/s,
因汽车以额定功率匀速行驶时处于平衡状态,受到的阻力和牵引力是一对平衡力,
所以,由P=Wt=
Fs
t=Fv可得,所受平均阻力f=F=
P
v=
9600W
10m/s=960N;
(2)因为1kW·h=3.6×106J,所以E电池最大容量 =45×3.6×10
6J=1.62×108J,
牵引力做的功W′=80%E电池最大容量 =80%×1.62×10
8J=1.296×108J,
汽车在电池充满电的情况下以36km/h的速度最多可行驶的路程s=WF=
1.296×108J
960N =1.35×10
5m=135km;
(3)汽车的有用能量W=1.296×108J,
由η=
W有
Q ×100%可得,燃烧汽油所需能量Q=
W
η
=1.296×10
8J
25% =5.184×10
8J,
由Q=mq可得,所需汽油的质量m=Qq=
5.184×108J
4.6×107J/kg
≈11.3kg。
参考答案 参考答案 参考答案