14.2 热机的效率-【宝典训练】2024-2025学年九年级全册物理高效课堂(人教版)

莹典训练 物理·九年级·全册(B) 第2节 热机的效率 2022课标:1.从能量转化的角度认识燃料的热值。 要点梳理 1.相同质量的不同燃料,燃烧时放出的热量一般 (选填“相同”或“不同”),我们把某种燃料 完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫做这种燃料的 2.用来做有用功的那部分能量,与燃料完全燃烧放出的能量之比,叫做热机的 3.提高热机效率的方法: (1)使燃料尽量 (2)在设计和制造热机时,要不断改进和创新,以减少 课堂精讲 知识1 燃料的热值 4.(改编)下表列出了几种燃料的热值。 干木柴 无烟煤 本炭 酒精 煤油 氢气 3.4×10J/kg 3.0×10J/kg 4.6X10J/kg 1.2×10J/kg 3.4×10J/kg 1.4X10*J/m{ (1)比较表中燃料的热值可知,不同燃料的热值一般 ,所以热值是燃料的一种性质。气体 以 为热值的单位,液体和固体以 为热值的单位。 (2)燃料的热值与燃料的 有关,与燃烧状况、是否完全燃烧、放热的多少无关。航天器发动 机用氢做燃料,这是因为氢的 _很大。一桶汽油和一杯汽油的热值 (选填“相 同”或“不同”)。 (3)查表发现于木柴的热值是1.2×101/kg,表示的物理意义是 干木柴的热值比木炭的热值小,表示的意思是: 的干木柴和木 炭,在 时,干木柴比木炭放出热量 能转化为 (4)全国很多地方都产煤,比较煤的优劣指标是 ,煤燃烧时将 能。 (5)放出相同的热量,完全燃烧干木柴与无烟煤的质量之比是 【特别提醒】热值是燃料的一种固有属性,与燃料的种类有关,与燃料是否完全燃烧,燃料的质量等无关。 知识点2 热值的计算 5.汽油的热值是4.6×10J/kg,表示完全燃烧1kg汽油能放出 J的热量;若完全燃烧 2kg汽油能放出 J的热量;若燃料的质量用/表示,热值用q表示,燃料在完全燃烧 时,放出的热量Q一 ;实际上燃料在燃烧过程中存在热损失,因此燃料放出的热量比计算 值 (选填“偏大”或“偏小”)。 6.烧烤的主要燃料是木炭,100g的木炭完全燃烧可以放出3.4×101的热量,则木炭的热值为 Ikg;烧烤时,烤肉的内能增加是通过 的方式实现的。本炭用掉一半时, 剩余木炭的热值将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 18 第十四章 内能的利用 7.某次火箭发射过程中,21t氢完全燃烧释放出的热量是多少?如果完全燃烧热值为3×10J/kg的 煤,产生相同的热量,则需要煤的质量为多少?(q;三1.4×10J/kg)。 知识点③ 热机的效率 8.汽油机甲的效率比汽油机乙的效率高,这说明 _。 A.甲做的有用功多 B.甲比乙用的汽油少 C.完全燃烧等量的汽油,甲做的有用功比乙多 D.相同的时间内,汽油机甲比乙所用的汽油节约一些 9.(2023·龙岗区校级月考)下列关于热机效率的说法正确的是 ( _ A.热机的功率越大,效率越高 B.热机消耗的燃料越少,效率越高 C.燃料的热值越大,效率越高 D.完成相同的有用功,所用的同种燃料越少,效率越高 10.(2023·深圳月考)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 克服摩擦机械散热废气带走 的温度升高 B.由乙图可知该汽油机的效率是30% 燃料完全燃 烧释放的能量100% _# C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分 机械能 里 这会降低燃料的热值 D.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 11.现在的小火锅常用一种被称为“固体酒精”的物质作为燃料,如图所示,已知这种燃料的热值是 2.0×10J/kg,若小火锅中质量为1kg的热汤的温度从50C升高到100C,共消耗20g固体酒精。 [汤的比热容近似为水的比热容,c一4.2×10J/(kg·C)求: (1)小火锅中热汤吸收的热量; 0 (2)20g固体酒精完全燃烧所释放的热量; 内装因体 (3)这个小火锅烧汤的效率。 酒精料 19 典训练 物理·九年级·全册(B) 拓展精练 12.(2024·越秀区校级期中)如图所示为甲、乙、丙三台使用不同燃料的热机完全燃烧1kg燃料所释 放的内能和热机输出机械能的二维柱状图。三台热机的转速和效率始终保持不变,根据图中的信 ) 息,下列选项正确的是 ) A.丙输出的机械能比甲少,所以丙的效率比甲低 能空 B.在燃料完全燃烧放出相同热量时,乙输出机械能比甲少 机出的机械 燃料完全燃烧释放出的内能 C.在输出的机械能相同时,丙比乙消耗更多燃料 D.三台热机中,甲使用的燃料热值最大,效率最高 13.质量为1.4kg的干木柴完全燃烧释放的热量为 I.如果这些热量全部被质量为50kg 的水吸收(水未沸腾),则水的温度将升高 C。这些热量如果完全由煤油燃烧来提供,至少 需 kg的煤油。[已知:干木柴的热值为1.2×10J/kg:水的比热容为4.2× 10J/(kg·C),煤油的热值为4.6X10J/kg 14.(2024·罗湖区校级月考)汽车应用了许多物理知识,请你解答; (1)汽油机是汽车的“心脏”,其中 冲程将机械能转化为内能。如图甲、 之所示,是我们课堂演示的两个实验,与此冲程原理相同的是 (选填 “甲”或“乙”)实验,在这个实验中,改变筒内空气内能的方式是 (选 填“热传递”或“做功”)。 (2)某台汽油机飞轮的转速为2400r/min,在1s内,对外做功 次;当汽油在发动机内燃烧不 充分时会冒“黑烟”,这时发动机的效率将 (选填“升高”“不变”或“降低”)。 15.石油勘探队发现潼南天然气地下储量达3000亿方,同时发现地下还贮藏有一定量的石油。潼南 石油丰富,目前正在开采中。[c=4.2×10J/(kg·C),=4.5x10J/kg]求: (1)100g石油完全燃烧放出的热量 (2)若100g石油完全燃烧放出的热量42%被水吸收,可以使20kg温度是10C的水温度升高多少 摄氏度?《高效课堂宝典训练》·物理(九年级全册)/R 则这种金属的比热容c。一 第十四章 n'(t-t。) 内能的利用 1.26×10] =0.5kg×(80C-20C)=420J/(kg·C) 第1节 热机 1.化学 答:这种金属的比热容为420J/(kg·C)。 内 2.热机 内燃机 汽油机 柴油机 ①火花塞 17.(1)A (2)4.2×10' 2.1×10 (3)增大 热传递 ②进气门 ③排气门 ①活塞 第4节 3.吸气 压缩 做功 排气 《内能》复习课 4.喷油嘴 空气 5.功率 分子热运动:不停地做无规则运动 间隙 分子 原子 6.(1)化学 内 热传递 增大 升高 无规则运动 引 斥 (2)大于 内 机械 (3)内 内 机械 内能:分子动能 分子势能 做功 热传递 高温 7.A 低温 高湿 低温 8.(1)乙 打开 关闭 下 油气混合 比热容:单位质量 1 c 3/(kg·C) (2)甲 关闭 关闭 上 机械 内 升高 4.2×10I/(kg·C) (3)丁 关闭 关闭 点火 内 机械 1千克水温度升高(或降低)1C时,吸收(或放出)的热量 (4)丙 关闭 打开 上 是4.2×10”]cm(t-to)cm(t。-t) (5)四 两 12 惯性 做功 【重难易错精练】 9.(1)做功 吸气 (2)火花塞 喷油嘴 1.D 2.D (3)油气混合物 空气(4)点燃 压燃 3.引力 扩散 分子在不停地做无规则运动 10.D 11.做功 12.D 13.(1)压缩 4.B 5.B 6.A (2)机械 内 (3)80 20 300 (3)热量(4)温度 (5)热量 7.(1)温度 (2)内能 第2节 热机的效率 1.不同 8.C 9.熔化 吸热 比热容 1 热值 2.效率 10.不变 2.1×10 3.(1)完全燃烧(2)各种能量损失 (4)92 11.(1)变小(2)20.1(3)汽化 吸热 4.(1)不同 J/m J&kg (2)种类 热值 相同 12.(1)加热时间长短 (2)大于 高 水 (3)1kg的干本柴完全燃烧放出的热量是1.2×10 (3)质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量 等质量 完全燃烧 少 不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸收 (4)热值 化学 内(5)17:6 的热量多) 5.4.6×10 9.2×10 {n偏小 (4)C(5)酒精灯的火焰大小不同 6.3.4×10 热传递不变 (6)在相同的时间内水和煤油吸收的热量相同 7.解:氢的质量:n-21t-2.1x10kg. 13.解;水吸收的热量:Q-cn(f-t)-4.2×10/ 完全燃烧释放出的热量:Q-mq-2.1x10kgx1.4 (kg·C)×2.3kg×(30C-10C)-1.932×101; X10J kg-2.94×10J; .不计热量损失,Q-Q-1.932×10] 若产生相同的热量,需要完全燃烧煤的质量 钢球放出的热量:Q=cm(1-1)-0.46×101/ 3×10Jkg (kg.C)×0.6kg×(t-30C)-1.932×10]. 答:略。 :/-730C。由此可知煤炉温度为730C。 8.C 9.D 10.A 14.解:(1)冰的质量n三 Q (△ 11.解:(1)小火锅中热汤吸收的热量为 4.2×10] Q=ctm =4.2x10J(kg·C)t1kgx 2.1×10J:(kg·C)x10C-0. 2kg (100C-50C)-2.1×10] (2)由题可知,热源4min放出的热量为4.2×101. (2)20g固体酒精完全燃烧所释放的热量为 =mq-20×10-k$20t10J/k-4t10] 4miri (3)这个小火锅烧汤的效率为 10J -x100%-2.1×10×100%-52.5% Q 不计热量损失,整个过程(12min内)冰的内能增加1. 4×10) 26X10]。 答:略。 2 物理 参考答案 12.C 13.1.68×10 80 0.37 -25C)-2.1×10J; 14.(1)压缩 甲 做功 (2)20 降低 (2)液化气完全燃烧放出的热量 15.解;(1)石油的质量m=100g-0.1kg Q.-mq-0.01kgt4.2t10Jkg-4.2t 0J; 则100g石油完全燃烧放出的热量 (3)加热装置的效率 Q=mq-0.1kgx4.5t101/kg-4.5t10$ 0×100%2.11101 7”Q 4.2×10] ×100%-50%. (2)若这些热量的42%被水吸收,则有 Q-42%Q-42%4.510J-1.89$10*$ 答:(1)水吸收的热量为2.1×10J;(2)燃烧液化气放 由Q-cm:可得 出的热量为4.2×101;(3)加热装置的效率为50%。 Q 1.89×10J 4.解;(1)水吸收的热量Q=cm(t-7)-4.2×10J/(k - csms 4.2×10J/(kg·C)X20kg --22.5C ·C)X2kg$(100C-25C)=6.3X101; 答:略。 (2)由Q Qx100%得,燃气需放出热量 第3节 能量的转化和守恒 .-Q6.3x101-2.52×101. 1.(1)机械 内 (2)机械电(3)机械 内 7 25% (4)光 化学 (5)化学 内 由Q。一ng得,需要燃气的质量 2.消灭 产生 一种形式 其他形式 转移 'Q2.5210-0.056kg.。 保持不变 9 4.5×10J/kg 3.B 4.C 5.B 6.D 7.转移 转化 8.A 9.D 答:水需要吸收6.3×101热量;加热这些水需要燃气 10.D 11.C 12.C 13.A 0.056kg。 14.(1)不能 (2)废气带走的能量 5.解:(1)6L-6×10m,由密度公式-变形可得消 15.(1)变大 变大 (2)改变 (3)较大 (4)B (5)B 微专题(一)比热容、热量及效率综合计算 耗汽油的质量 n- V-0.710k/m6×10m-4.2kg 1.解:(1)水吸收的热量为 Q-cmt-4.2×10J/kg·C)1.0×10 kg (2)由速度公式v--变形可得汽车行驶100km用时 (100C-20C)-3.36X10*1; (2)由Q Q得煤完全燃烧放出的热量为: 80% r $$ W 5000s-1.2$10W$5t10s-6t10 由Q。一nq得需要完全燃烧煤的质量为; (3)由放热公式Q一可得汽油完全燃烧所放出的热 4.2x10-14kg 量Q-qm-4.6t101/kg×4.2kg=1.932x101,发 n= 3.0×10J:kg W 机的效率-0 ×100%- 6×101 答:(1)1.0×10*kg的水温度从20C升高到100C,至 1.932X101×100%~ 少需要吸收3.36×101的热量; 31%。 (2)每天至少需要完全燃烧14kg优质煤 答:(1)消耗汽油的质量为4.2kg;(2)发动机所做的功 2.解:(1)水增加的内能:Q =cmA/=4.2×10*1/(k 为6×101;(3)发动机的效率为31%。 ·C)×100kg×50 C-2.1x10J. 6.解;(1)12kg汽油完全燃烧放出的热量 Qx100%可得,燃料放出的热量为: (2)根据-Q Q -mq-12kg×4.510Jkg-5.4t101; (2)汽车发动机输出的有用功 .Qs2.1101-1.05×10*] W=Q-30%x5.4t10]-1.62×10]; _一 20% , (3)汽车2h行驶的路程 根据Q。一V。可得,需要消耗的燃气体积为 --120km ht2h-240km-2.410m. v-Q1.05x101 -1.25m” “8.4×10]m{ s2.4×10m 答;(1)这些水增加的内能为;2.1×101; 汽车匀速行驶过程中所受的阻力/一F一675N (2)需要消耗的燃气体积为1.25m。 答:(1)12kg汽油完全燃烧放出的热量为5.4×101 3.解:(1)水吸收的热量 (2)汽车发动机输出的有用功为1.62×101; Q=cm(t-t)-4.2X10J/(kg·C)X1kg×(75C (3)汽车匀速行驶过程中所受的阻力为675N. 3