第十四章 第2节 热机的效率-【提分教练】2024-2025学年九年级物理全一册同步精导优化与设计方案（人教版）

20.(2023·紫金县月考)阅读材料,回答下列 问题。 空气的动力 空气动力是指空气与物体做相对运动 时作用在物体上的力,简称气动力。当我 们快速 地 松 开 鼓 起 来 的 气 球 时,气 球 会 “嗖”的一下子出去了,这时气球获得了气 动力。 经过长时间探索,人们已经成功制造 出多种使用压缩空气为动力,推动叶片或 者活塞运动的发动机,即叶片式、活塞式空 气发动机。 如图所示是某新 型的以空气发动机为 动力的汽车。它共有 4个 压 缩 空 气 缸,总 容量为90L,可储存 标准大气压下90m3 的空气,其设计最高 速度可达154km/h,平均每加一次气能行 驶200km或10h。由于空气发动机不直 接使用燃料,因而具有体积小、结构简单、 维修成本低、操控方便、“零”排放的优点。 即使因为技术不成熟导致某些缺点,在科 学界引起不小的争议,但这项技术仍然具 有广阔的发展空间。 (1)压缩空气动力汽车与汽油机汽车相比 优点是 。 (说出一点即可) (2)空气发动机是利用压缩空气膨胀推动 活塞做功提供动力,这种车在开动时将空 气的 能转化为 能,空气 发动 机 获 得 动 力 时 与 四 冲 程 汽 油 机 的 冲程工作过程相似。 A.吸气 B.压缩 C.做功 D.排气 (3)分析上文,下面说法正确的有 。 A.松开鼓起来的气球时,气球飞出去,这 是因为物体受到惯性的作用 B.空气动力汽车工作时将内能转化为机械能 C.以空气发动机为动力的汽车,靠气缸内 空气燃烧产生能量 D.空气动力汽车工作时不会有能量的损失 (4)材料表明,空气发动机排出的尾气温度 低于周围空气的温度,对于产生此现象的 原因,请你提出一条合理的解释: 。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 第2节 热机的效率 知识点1 燃料的热值 1.(2023·邢台期末)关于燃料的热值,以下说 法中正确的是 ( ) A.燃料燃烧时,质量越大,热值越大 B.燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时 的热值小 C.燃烧1kg某种燃料放出的热量叫这种燃 料的热值 D.相同质量的不同燃料,完全燃烧时热值 大的放出的热量多 2.(2023·邵阳)2023年5月30日,长征二号 F遥十六运载火箭搭载神舟十六号载人飞 船成功发射(如图所示)。火箭使用一种叫 做偏二甲肼的液体燃料,是因为该燃料具 有较大的 ( ) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 22 物理九年级全一册 A.热值 B.比热容 C.密度 D.体积 3.(2023·陕西)在标准大气压下,使用煤气灶 将2kg的水从20℃加热到100℃,水吸收 的热量是 J,若不计热量损失,此 过程需要完全燃烧 kg的煤气,这 是通过 的方式增加了水的内能。 未使用完的煤气的热值 (选填“变 大”“变小”或“不变”)。[水的比热容c水 = 4.2×103J/(kg·℃),煤气的热值q煤气 = 4.2×107J/kg] 知识点2 热机的效率 4.(2023·市中区模拟)甲、乙两台热机,甲的 效率比乙低,其含义是 ( ) A.甲热机比乙热机做的有用功少 B.甲热机比乙热机消耗的燃料多 C.在做相同有用功的条件下,甲消耗的燃 料多 D.在做相同有用功的条件下,甲损耗的能 量比乙少 5.(2023·铜官区期末)关于热机的效率,下列 说法正确的是 ( ) A.热机的效率越高说明做功越快 B.热机的效率越高,在做功同样多的情况 下消耗的能量越多 C.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高 D.热机损失的能量中,主要是由于机械摩 擦损失的,废气带走的能量较少 6.(2023·随州)汽车是现代生活中最常见的 一种交通工具,如图甲、乙分别是某汽油机 的某冲程及能量流向图。下列有关说法正 确的是 ( ) A.甲图是压缩冲程,活塞对气缸内的气体 做功,气体的温度升高 B.由乙图可知该汽油机的效率是30% C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得 越不充分,这会降低燃料的热值 D.为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给 车内供暖,该举措大大提高了燃料的热值 7.(2024·竞秀区开学)我市出租车大量使用 天然气为燃料,已知天然气的热值q=4× 107J/m3。若出租车发动机消耗0.1m3 的 天然气,则可放出 J的热量,同时 可对外输出1×106J的机械能,此出租车发 动机的效率为 。 知识点3 提高热机效率的途径 8.某校九年级的学生参观了学校锅炉房后,提 出了以下几种提高炉子效率的建议,其中不 应采纳的是 ( ) A.用鼓风机向炉膛内吹风,把煤粒吹起来 燃烧 B.向炉内多加些煤,加大火力 C.将煤磨成粉,用空气吹进炉膛 D.用各种办法增大受热面积 9.(2023·渠县期末)为了提高热机效率,你认 为下列方法目前不可能的是 ( ) A.尽量使燃料充分燃烧 B.尽量减少各种热散失 C.尽量减少因克服摩擦而损失的能量 D.想办法把燃料燃烧产生的全部热量都用 来做有用功 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 23 第十四章 内能的利用 10.如图所示,用酒精灯加热试管里 的水,产生的水蒸气将试管塞冲 向空中,在这个过程中,能量转 化的顺序为 ( ) A.内能—机械能—化学能 B.化学能—内能—机械能 C.机械能—内能—化学能 D.内能—化学能—机械能 11.小李家使用的燃气热水器,将30kg的水 从20℃加热到45℃,消耗了0.15m3 的 天然 气。已 知 水 的 比 热 容 为4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值为4×107J/m3, 则下列与该过程有关的计算结果和分析正 确的是 ( ) A.水吸收的热量与水的末温成正比 B.水吸收的热量是3.15×105J C.热水器的能量转化效率是52.5% D.热水 器 的 能 量 转 化 效 率 与 环 境 温 度 无关 12.(2023·巴中)小汽车是主要的交通工具, 某品 牌 小 汽 车 四 冲 程 汽 油 机 的 转 速 为 2400r/min,则1s内 汽 油 机 对 外 做 功 次,当汽车在加油站加油时,司机 能闻到很浓的汽油味,是 现象。 如果汽车在某段时间内消耗了210g汽油, 则汽油完全燃烧可放出热量 J, 这些 热 量 能 让 100kg 的 水 温 度 升 高 ℃。(q汽油=4.6×107J/kg,不计 热量损失) 13.用煤气灶把初温为20℃、质量为2kg的水 加热到70℃,水吸收的热量为 J。 若煤气燃烧时放出的热量全部被水吸收, 则需要完全燃烧 kg的煤气。事 实上,将这壶水加热到70℃需要的煤气质 量更 。[水 的 比 热 容 为4.2× 103J/(kg· ℃),煤 气 的 热 值 为 4.2× 107J/kg] 14.(2023·聊城)高能聚合油是一种安全、清洁、 可再生的新型环保燃料。某次用高能聚合油 灶具将10kg的水从25℃加热到100℃。已 知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),高能 聚合油的热值约为4.2×107J/kg。求: (1)这些水吸收的热量; (2)若该高能聚合油灶具烧水的热效率为 75%,则燃烧了多少千克高能聚合油? 15.(2023·大石桥市校级期中)阅读短文回答 问题。 从火车到火箭 生产的发展需要强大的动力。17世 纪,人类发明了热机,最早的热机是蒸汽 机。在钢炉里把水烧成水蒸气,水蒸气在 气缸里推动活塞做功。原始的蒸汽机不便 于使用…… 交通运输的发展迫切需要轻便的热 机。于是,内燃机应运而生。内燃机分为 汽油机、柴油机两大类。汽油机是1876年 发明的,柴油机是1892年发明的,内燃机 行驶时不需要携带很多的水和煤,不但轻 便,效率也提高了…… 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 24 物理九年级全一册 早期的飞机是由内燃机提供动力的, 从上世纪40年代开始,飞机上越来越多的 使用喷气发动机,它向后高速喷出气体,从 而获得前进的动力,在功率相同时,喷气发 动机比内燃机更轻便…… 喷气式发动机中自带燃料和氧化剂 的,叫火箭喷气发动机,它工作时不需要空 气中的氧气,可以在大气层外工作,能够用 来发射人造卫星和宇宙飞船。 (1)在功率相同时,蒸汽机、内燃机、喷气发 动机的重力依次 (选填“增大”或 “减小”)。 (2)在挑选汽车时,发动机、汽油机效率的 高低是区分汽车优劣的重要指标之一。有 经验的司机可以通过闻尾气的气味而作出 初步的判断,输出功率相同时,汽油味儿越 浓,汽车发动机效率越 (选填“高” 或“低”)。 (3)某单缸四冲程汽油机正常工作时,飞轮 转速是2400r/min,汽油机每秒完成 冲程,对外做功 次。 (4)若汽油机每分钟消耗0.02kg汽油,已 知该汽油机的效率是40%,则该汽油机每 分钟浪费的能量是 J。(汽油的 热值为4.5×107J/kg) (5)下 列 措 施 中 能 提 高 热 机 效 率 的 是 。 A.尽量减少热机部件间的摩擦 B.尽量增加热机的工作时间 C.尽量燃烧一些热值大的燃料 D.尽量增加所用燃料的质量 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 专题训练(一) 热量的综合计算 类型1 比热容的综合计算 1.小明想估测薯片的热值,进行了如下实验。 (1)将天平放在水平面上并将游码归零,发 现指针偏左,则应将平衡螺母向 端 调节;测量质量时,调节天平再次平衡,右盘 中的砝码和游码位置如图甲,其质量为 g。 (2)如图乙所示,将薯片放在燃烧皿中充分 燃烧后,烧杯中0.2kg的水温度升高了 5℃,则水吸收的热量 Q吸 = J。 [c水=4.2×103J/(kg·℃)] (3)根据Q放 =Q吸 和Q放 =mq,算出薯片的 热值比实际值小得多,原因是 。 2.(2023·儋州期末)物理兴趣小组的同学在 研究“沙子和水谁的吸热本领大”时,选用了 两只完全相同的酒精灯分别给质量都是 200g的沙子和水加热。他们绘制出沙子与 水的温度随加热时间变化的图像如图所示。 已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃), 那么请问: 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 25 第十四章 内能的利用 章末整合提升 19.压缩1800 20.(1)不直接使用燃料（体积小、结构简单、维修成本低 要点知识建构 等)(2)内机械C(3)B(4)气体对外做功， 接触进人对方温度热运动分子或原子 无 内能藏小，温度降低 规侧地运动引力和斥力动能势能做功热 传递能量」在温度升高时吸收的热量与它的质 第2节 热机的效率 量和升高的温度乘积￠焦每千克摄氏度c=Q 1.D2.A m△☑ 3.6.72×1050.016热传递不变 Q暖=em(1一to）Q做=cm(t0一t） 4.C5.C6.A 教材实验再现 7.4×10525% (5)不同(6)①控制变量转换②物体吸收热量 8.B9.D10.B11,C 的多少③浸没①升高的温度加热时间 12.20扩撒9.66×10523 教材图片展示 13.4.2×100.01多 图片1重力 做无规则运动 14.解：(1)水吸收的热量：Qa=m(1-t6)=4.2×103J/ 图片2引力 (kg·℃)×10kg×(100℃-25℃)=3.15×105J: 图片3(1)做功(2)减少内能(3)重力支持 力摩擦力 -Q可知，高能聚合油完全燃烧放出的热 (2)由=Q数 图片4(1)增大升高内(2)越大 图片5(1)做功机械能(2)液化 量：QQ=3.15X0」=4.2×1091，由Q6 75% 图片6(1)大(2)不同(3)状态 易错易混全解 mg可知，完金搭烧高能聚合油的质量m=Q: 1.B2.C 4.2×103」=0.1kg 考点分类训练 4.2×107J/kg 1.C2.A3.C 答：(1)这些水吸收的热量为3.15×10J: 4.无规则运动温度 (2)若该高能聚合油灶具烧水的热效摩为75%，别燃 5.A6.B 烧了0.1kg高能聚合油。 7,建筑及装修工程中经常需要用钻孔机钻孔，钻头和墙 15.(1)减小(2)低(3)8020(4)5.4×103(5)A 相互摩擦，机械能转化为内能，钻头内能增大，温度升 专题训练（一）热量的综合计算 高，故钴头会发烫 (2)水和其他物质比较，质量相同时，水的比热容大， 1.(1)右6.2(2)4.2×103(3)因薯片燃烧放出的热 升高相同的温度，水吸收的热量多，往钻头上浇水来： 量不能完全被水吸收 降低估头的温度，避免钻头烧坏 2.解：(1)由园像可知，在加热过程中a物质的温度一直 8.D9.0.46×103无关 升高（会超过250℃），而h物质的温度升高到某一温 10.(1)水银(2)水(3)6.72×10(4)不变 度时就不再升高（远低于250℃），因水的沸点约为 11.B12.D 100℃，且水沸腾时温度不再升高，所以b图是水吸热 第十四章 内能的利用 升温的图像，削图是沙子吸热升温的图像： (2)由b图像可知，水的温度从20℃上升到70℃，加 第1节 热机 热满2min时水吸收的热量： Qk暖=「本mk△1农=4.2X103」(kg·℃)×0.2kg 1.A ×(70℃-20℃)=4.2×103J: 2.推开化学内内机械热机 (3)相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量， 3.是化学做功 在2分钟的时间内Q废=Q*意=4,2×10J, 4.A5.A6.D7.D 又因为加热满2min,沙子的温度从20℃上升到 8.做功F内机械2400 250℃. 9.C10.B11.C △1岁=250℃-20℃=230℃，m涉=200g=0.2kg, 12.空气做功10 13.C14.B15.D w-器-a9x100. 16.内能转化为机械能做功 答：(1)图表示的是沙子吸热升温的过程： 17.做功压缩 (2)水吸收了4.2×10J的热量 18.压缩机械内20 (3)沙子的比热客为0.9×1032J(kg·℃)