14.2热机的效率 同步训练 --2024-2025学年人教版物理九年级上学期

人教版九年级物理14.2热机的效率 同步训练 一、单选题(共15题；共30分) 1．（2分）一瓶煤油用掉一半后，剩下的煤油（　　） A．热值和密度不变，比热容变为原来的一半 B．比热容和热值不变，密度变为原来的一半 C．密度、比热容和热值都不变 D．密度和比热容不变，热值变为原来的一半 2．（2分）下列说法正确的是（　　） A．汽车发动机用水做冷却液，是因为水的比热容较小 B．燃料燃烧得越充分，其热值越大 C．电路中有电流，电路两端就一定有电压 D．长度不同的铜导线和铁导线，其阻值一定不同 3．（2分）用比值法定义物理量是物理学中常用的方法。以下物理量不是用这种方法定义的是（　　） A．密度 B．比热容 C．质量 D．热值 4．（2分）下列是姜同学的物理学习笔记上的一部分内容，其中不正确的是（　　） A．物质的比热容与物体吸收的热量、质量和升高的温度有关 B．液氢的热值是14.3×107J/kg，它表示：1kg液氢完全燃烧时放出的热量为14.3×107J C．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高 D．任何一部机器，不能无中生有地制造能量，因此，根本不可能造出永动机 5．（2分）下列说法正确的是（　　） A．高温铁块放入冷水中，当热传递停止时铁块和水的内能一定相同 B．不能喝刚烧开的水，是因为它的热量太大 C．用天然气烧水，天然气燃烧不充分时，其热值不变 D．热机消耗的燃料越多，效率就越低 6．（2分）下列说法正确的是（　　） A．压紧的铅块能结合在一起，表明分子间有斥力 B．用力搓手，手发热是通过热传递增加手的内能 C．物体温度升高，内能可能会减少 D．要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保证良好的润滑 7．（2分）我国某集团于2020年正式发布全球首款效率突破50%的商用柴油机，内燃机发展出现历史性新突破，关于内燃机下列说法正确的是（　　） A．内燃机的效率越低，则表示内燃机做功越慢 B．可通过减少各部件间的摩擦提高内燃机的效率 C．柴油机在压缩冲程中压缩的是空气和柴油的混合物 D．随着技术的进步，内燃机的效率能到达100% 8．（2分）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 9．（2分）如图所示是物理老师的自制火箭，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，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后（　　） A．酒精无法完全燃烧，所以热值变小 B．酒精燃烧是电能转化成了内能 C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程 D．纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，温度降低 10．（2分）下列说法正确的是（　　） A．四冲程汽油机做功冲程中，机械能转化为内能 B．木工用锯子锯木块时，锯条会发烫是通过热传递改变物体的内能 C．樱花飘香说明分子在不停地做无规则的运动 D．酒精的质量越大，则酒精的比热容，热值会越大 11．（2分）有关热机效率的说法正确的是（　　） A．使用的燃料热值越大，热机效率就越高 B．热机的功率越大，热机效率也一定越高 C．汽车排放的尾气温度越高，热机效率越高 D．热机效率不会等于1或大于1 12．（2分） 长征五号火箭使用液氢作为燃料是因为液氢具有较大的（　　） A．体积 B．密度 C．热值 D．比热容 13．（2分） 甲、乙、丙图分别是“探究不同物质的吸热能力”、“比较不同燃料燃烧放热的本领”和“探究电流产生热量多少与电阻的关系”的实验装置。对比三个实验有以下判断，其中正确的是（　　） A．甲、乙、丙实验都是通过观察温度计升高的示数来比较容器中物质吸热多少 B．甲、乙、丙中除了图中的器材，还都要用到的测量工具是天平和秒表 C．甲、乙、丙中被加热物质的质量都要相同 D．把丙图中的一个烧瓶里的液体换成等质量的另一种液体，就可以完成图甲实验 14．（2分）混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车，即采用传统的热机（柴油机或汽油机），混合动力汽车所占比例越来越大，下列关于各种汽车说法正确的是（　　） A．热机在工作时尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 B．传统热机的吸气冲程吸入的都是空气和燃料的混合物 C．混动汽车的效率可能达到100% D．电动机在工作时把电能转化为机械能，相当于用电器 15．（2分）依据表格中的数据，下列说法正确的是（　　） 物质 比热容c/[J•（kg•℃）-1] 水 4.2×103 煤油 2.1×103 砂石 约0.92×103 A．一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小 B．水和砂石放出相等热量，水的温度降低得较多 C．水的比热容表示水的温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J D．质量相等的水和煤油，吸收相等热量，煤油温度升高得较多 二、双选题(共2题；共6分) 16．（3分）2022年6月5日，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。以下说法正确的是（　　） A．火箭发射前内能为零 B．火箭的燃料热值大 C．火箭燃料的化学能全部转化为机械能 D．加速升空过程中火箭的机械能增大 17．（3分）下列关于热值和热机效率的说法，正确的是（　　） A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值 B．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率 C．柴油机的效率通常比汽油机低 D．燃料的热值与燃料是否完全燃烧无关 三、填空题(共5题；共16分) 18．（3分）目前，市场上出现了很多新能源汽车，其中氢能源汽车具有很多优点，氢作为燃料时其　 　较高，另外，氢能源汽车还比燃油汽车更环保，因为燃油汽车的发动机在工作过程中，通过　 　冲程不断排放尾气，产生了更多的二氧化碳，这加剧了地球的　 　效应。 19．（3分） 我国北方地区房间中的暖气用水作为传导热的介质，是因为水的　 　较大；某房间燃烧2.1m3天然气可以让600kg的水升温20℃，那么这间房取暖设备的热效率是　 　。（天然气热值q=3.6×107J/m3，c水=4.2×103J/kg.℃） 20．（4分）一只电水壶铭牌上标有“220V 1000W”，在标准气压下，正常工作将1.5kg的20℃水烧开需要10min。加热过程中水吸收的热量为　 　J，水壶的加热效率为　 　；电水壶提供的热量相当于完全燃烧　 　kg的酒精（水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），酒精的热值为4×107J/kg）。如果家庭电路的电压降低10％，电水壶的实际功率为　 　W。 21．（3分）很多火箭用液氢做燃料，是因为其　 　较大（选填“热值”或“比热容”）；利用水做冷却剂，是利用水的　 　较大（均选填“热值”或“比热容”）。 22．（3分）汽车的散热器通常用水作冷却剂，是因为水的 　 　大；燃气汽车主要以天然气为燃料，相比汽油而言，天然气的 　 　（以上两空均选填“比热容”“密度”或“热值”）更大，完全燃烧0.6m3的天然气可以放出 　 　J的热量。（q天然气=3.9×107J/m3） 四、实验探究题(共2题；共20分) 23．（10分）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同。 （1）（4分）比较不同燃料的热值，应选择　 　两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择　 　两图进行实验； （2）（4分）水的比热容为，读作　 　它的物理含义是　 　； （3）（2分）酒精的热值为，完全燃烧10g酒精放出的热量为　 　J。 24．（10分）木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了下表的数据： 燃料的质量/g 100 200 300 400 　 燃料完全燃烧放出的热量 Q木柴/J 1.3×106 2.6×106 3.9×106 5.2×106 　 Q焦炭/J 3.0×106 6.0×106 9.0×106 12.0×106 　 Q木炭/J 3.4×106 6.8×106 10.2×106 13.6×106 （1）从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是　 　的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越　 　； （2）从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料，　 　和　 　的比值是不变的，这个不变的比值，反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称之为　 　，它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热量能力大小的物理量。 五、简答题(共1题；共8分) 25．（8分）如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，用酒精灯加热一会儿，当水沸腾一段时间后，橡皮塞突然从管口飞出。请描述这个实验中做功与能量的转化情况。 答案解析部分 1．【答案】C 2．【答案】C 3．【答案】C 4．【答案】A 5．【答案】C 6．【答案】D 【解析】【解答】A．压紧的铅块能结合在一起，是两块铅块的分子之间引力作用的结果，说明分子之间存在引力，A不符合题意； B．用力搓手，手克服摩擦做功，是通过做功的方法来增加手的内能，B不符合题意； C．物体的温度升高，分子做无规则运动更剧烈，分子动能增加，则内能会增加，C不符合题意； D．减少热损失和保证良好的润滑可以减小额外功，提高热机的效率，D符合题意。 故答案为：D。 【分析】分子之间存在引力；物体间相互摩擦，是做功改变内能；减少热量损失，可以提高热机效率。 7．【答案】B 8．【答案】A 【解析】【解答】A．闭、活塞上行，为压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，机械能转化为内能，气体的温度升高，故A正确； B．由乙图可知该汽油机的效率为η=100%-6%-30%-36%=28%，故B错误； CD．热值是燃料完全燃烧时的放出的热量和质量之比，燃料的热值只与燃料的种类和状态有关，与燃料是否完全燃烧无关，燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的利用率，不会降低燃料的热值；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利用率，不能提高燃料的热值，故CD错误。 故选A。 【分析】热值是燃料完全燃烧时的放出的热量和质量之比，燃料的热值只与燃料的种类和状态有关，与燃料是否完全燃烧无关，燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的利用率，不会降低燃料的热值。 9．【答案】D 10．【答案】C 11．【答案】D 12．【答案】C 【解析】【解答】 长征五号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，可以放出更多的热量，故C正确。 故选：C 【分析】 单位质量的某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值，燃料的热值越高，在质量相同时，完全燃烧时放出的热量越大 13．【答案】C 【解析】【解答】A、甲试验是通过加热时间比较物质吸收热量的多少，乙试验是通过温度计的变化比较燃料放热量，丙试验是通过温度计来比较电热阻丝放出热量的多少，A错误 BC、甲需要天平控制砂子和水质量相同，秒表来控制加热时间，乙试验需要天平控制不同燃料的质量，不需要秒表，丙试验需要天平控制液体质量相同，串联所以加热时间相同，不需要秒表，B错误，C正确 D、 丙图中的一个烧瓶里的液体换成等质量的另一种液体 ，还需要控制电阻阻值相同才能完成不同液体吸热能力的试验，D错误 综上选C 【分析】根据试验的基本操作判识选项 1、探究不同物质吸热：原理为Q=cmΔt，在控制材料不同的前提下，保证质量、吸收热量相同，根据加热时间代表物体吸收热量的多少（加热时间越长表明吸收热量越大），当加热时间相同时，温度变化少，物质的比热容大（吸热能力强） 2、比较不同物质的热值，原理为Q=mq，在控制材料不同的前提下，保证质量相同，以温度计的示数表示是释放热量的多少， 3、比较不同电阻产热量的试验，原理为Q=I2R，产热量和电阻成正比，和电流的平方成正比，实验中通过温度计的变化作为观察指标转化为电流的产热量的指标，需要控制液体的质量相同 14．【答案】D 【解析】【解答】A．热机在工作时尾气中的“汽油味”越浓，说明燃料燃烧得越不充分，这会降低热机的效率，但不会降低燃料的热值。热值是燃料的固有属性，与燃烧的充分程度无关。因此，选项A错误。 B．只有汽油机的吸气冲程吸入的都是空气和燃料的混合物，柴油机吸入的是空气，因此，选项B错误。 C．混动汽车的效率不可能达到100%。根据热力学第二定律，任何热机都不可能将从单一热源吸收的热量全部转化为机械能，而不引起其他变化。因此，选项C错误。 D：电动机在工作时把电能转化为机械能，相当于用电器。电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，它将电能转化为机械能。因此，选项D正确。 故选D。 【分析】本题主要考查热机、内燃机、电动机的工作原理和效率问题。需要理解热机效率的定义，以及不同类型的热机和电动机的工作原理。 15．【答案】D 【解析】【解答】A、比热容是物体基本属性，和物体比热容无关，A错误； B、 水和砂石放出相等热量，水的比热容大，根据Q=cmΔt可知水的温度降低得较少，B错误； C、 水的比热容表示1kg水的温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J ，C错误 D、 质量相等的水和煤油，煤油的比热容小，吸收相等热量，煤油温度升高得较多 ，D正确。 综上选D。 【分析】比较不同物质吸热：原理为Q=cmΔt，在控制材料不同的前提下，保证质量、吸收热量相同，根据加热时间代表物体吸收热量的多少（加热时间越长表明吸收热量越大），当加热时间相同时，温度变化少，物质的比热容大（吸热能力强）；比热容是物体的固有属性，与质量无关。 16．【答案】B,D 【解析】【解答】A.一切物体都具有内能，A不符合题意； B.火箭的燃料是液态氢燃料，热值很大，B符合题意； C.火箭燃料在燃烧时，将化学能转化为内能，C不符合题意； D.加速升空时，物体的速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大，总机械能变大，D符合题意。 故答案为：BD. 【分析】氢燃烧的热值较大，燃料燃烧时，将化学能转化为内能；物体的动能和质量、速度有关，重力势能和物体的质量、高度有关。 17．【答案】B,D 【解析】【解答】ABD．使燃料燃烧更充分，可以使燃料在相同质量即总功相同的情况下，做更多的有用功，所以可以提高热机的效率，但热值是燃料是的一种性质，只与燃料的种类有关，与是否完全燃烧没有关系，A不符合题意，BD符合题意； C．由于柴油机工作时气缸内温度高，燃料燃烧更充分，利用率高，所以一般柴油机的效率要高于汽油机，C不符合题意。 故答案为：BD。 【分析】热值是燃料是的一种性质，只与燃料的种类有关，与是否完全燃烧没有关系。 一般柴油机的效率要高于汽油机。 18．【答案】热值；排气；温室 【解析】【解答】氢质量一定时，完全燃烧放出的热量更多，热值较高。燃油汽车的发动机在工作过程中，通过 排气冲程排放尾气，产生二氧化碳，加剧温室效应。 综上 第1空、 热值； 第2空、排气； 第3空、温室。 【分析】1、物质的热值为单位质量燃料完全燃烧释放的能量，是物质的基本属性；只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，氢燃料的热值大。 2、吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。 19．【答案】比热容；66.7% 【解析】【解答】水的比热容较大，所以常用作保温物质，天然气燃烧释放的热量为Q放=vq= 2.1m3×3.6×107J/m3=7.56× 107J，水吸收的热量Q吸=cmΔt= 4.2×103J/kg.℃ ×600kg×20℃=5.04× 107J，所以热效率η=Q吸/Q放=66.7% 综上第1空为比热容；第2空为66.7% 【分析】根据比热容、热量的计算填空 1、不同物质吸热原理为Q吸=cmΔt，据题可知，水的质量为600kg，变化的温度为20℃，据此计算吸收的热量 2、不同物质的释放热量的计算原理为Q=vq，据题可知，v=2.1 m3 ，据此计算天然气释放的能量 20．【答案】5.04×105；84%；0.015；810 21．【答案】热值；比热容 22．【答案】比热容；热值； 【解析】【解答】 因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以可作为冷却剂； 燃气汽车主要以天然气为燃料，相比汽油而言，天然气的热值更大；根据公式求出完全燃烧0.6m3的天然气放出的热量为 。 【分析】本题考查了水的比热容的特点和天然气热值的特点，以及 燃料燃烧放出热量的计算，难度不大。 23．【答案】（1）甲、乙；甲、丙 （2）焦耳每千克摄氏度；1kg水温度升高（或降低）1℃，所吸收（或放出）的热量为 （3） 【解析】【解答】(1)为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲乙两图进行实验；为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲丙两图进行实验； (2)水的比热容为42x103J/(kg·c)，它的物理含义是1kg水温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量：为4.2x103J； (3)m=10g=10x10-3kg，酒精完全燃烧放出的热量：Q放=mq=10×10-3kg×3.0 ×107J/kg=3.0×105J 【分析】(1)为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系。 (2)根据比热容的概念(单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容)回答； (3)知道酒精的质量和酒精的热值，利用燃料完全燃烧放出的热量公式Q放=mq求酒精完全燃烧放出的热量。 24．【答案】不同；多；燃料完全燃烧放出的热量；质量；热值 【解析】【解答】(1)由表格中数据可知，完全燃烧质量相同的木材焦炭、木炭放出的热量不同；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越多；(2)对于同一种燃料，完全燃烧放出的热量与燃料的质量成正比，即放出热量与质量的比值不变；物理学中用热值表示燃料的这一特性。 【分析】(1)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； (2)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、放出热量的多少以及燃烧温度的高低等均无关。 25．【答案】答：如图所示，用酒精灯加热试管中的水，在这个过程中，酒精燃烧将化学能转化为内能，水吸收热量，温度升高，内能增加；水沸腾一段时间后，橡皮塞被水蒸气顶开，在这个过程中，水蒸气对橡胶塞做功，将水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，水蒸气的内能减少，温度降低，橡皮塞被顶开具有机械能。 【解析】【分析】燃料燃烧将化学能转化为内能；内能对外做功，将内能转化为机械能。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$