2.3热机效率 同步习题 2024-2025学年教科版物理九年级上册

2.3热机效率 同步习题 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．关于热机和燃料的热值，下列说法正确的是（　　） A．煤的热值大于干木材的热值，煤燃烧放出的热量一定比干木材放出的热量多 B．热机做的有用功越多，效率一定越高 C．如图所示是内燃机的做功冲程、汽缸内气体的内能减少 D．为了提高热机的效率，一定要用热值高的燃料 2．家用汽车常用汽油机提供动力，以下有关说法正确的是（　　） A．汽油燃烧时它的热值减小 B．汽油机的冷却液温度越高，含有的热量越多 C．汽油机的做功冲程，内能转化为机械能 D．汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越充分 3．家用燃油汽车的发动机主要是汽油机，下列说法不正确的是（　　） A．汽油机改进后的效率也不可能达到100% B．汽油机燃烧汽油会造成环境污染 C．汽油机的一个工作循环中，对外做功4次 D．汽油机在吸气冲程中吸入汽油和空气 4．五菱宏光汽车的新发动机系统，其效率提升到39%。效率的提升意味着（　　） A．汽车消耗的燃油更少 B．汽车行驶的时间更长 C．相同时间内，汽车做的功更多 D．消耗同样多的燃油，汽车获得的有用功更多 5．如图甲所示的某品牌插秧机使用北斗导航，农民只需在作业前进行相关设定，即可实现24小时无人值守自动作业。如图乙是插秧机单缸四冲程发动机工作过程中的某个冲程。下列有关说法错误的是（　　） A．若插秧机发动机的转速是4800r/min，则该发动机每秒钟对外做功80次 B．发动机用水作冷却剂是因为水的比热容较大 C．经过精心保养的发动机的效率也无法达到100% D．图乙中发动机处于压缩冲程 二、填空题 6．甲热机的效率比乙热机的效率高说明用去相同质量的燃油，甲热机做的有用功比乙热机做的有用功 （填“多”或“少”）；甲热机工作时汽缸散热损失占25%，废气带走的能量占30%，摩擦等机械损耗占10%，则它的机械效率为 。 7．冬季多用水取暖，主要是利用水 的性质。某家庭暖气管道中装有1t水，当水温达到15℃时开始加热，一段时间后，水温升高至61℃，此过程中水吸收了 J的热量。这是通过 的方式改变了水的内能。若这些热量由某液态燃料完全燃烧获得，其加热效率为42%，则所需燃料的质量为 g。[c水=4.2×103J/(kg·℃)，q燃料=2.3×107J/kg] 8．大量事实证明“永动机”是不可能存在的，因为它违背了 定律．热机的效率总是会 1．（填“大于”“小于”或“等于”） 9．为了减少对大气污染，可对秸秤进行回收加工制成秸秤煤，完全燃烧2kg秸秤煤可放出 J热量；若这些热量完全被水吸收，可使 kg的水由20℃升高到40℃；若秸秤煤不完全燃烧，则它的热值会 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。（q秸=2.1×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg·℃）） 10．合理分类和利用垃圾可以变废为宝，在一定条件下，1kg垃圾能“榨”出0.17kg燃料油，若燃料油的热值为4.0×107J/kg，则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为 J，燃烧时燃料油的热值 ，燃料油的化学能转化为 能；在此过程中能闻到强烈的气味，这是 现象；如果这些热量的42%被水吸收，则可以使 kg的水温度从20℃升高到100℃，这是通过 的方式改变水的内能。（水的比热容为） 三、简答题 11．热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，从而节约能源，减少污染。如图所示是某热机工作过程的“能流图”，请根据图示信息回答以下问题。 (1)请回答该热机的效率是多少；该热机能量耗散的主要渠道是什么？ (2)请结合能流图谈一谈如何有效地利用能量，提高热机的效率。 12．汽车作为人们的代步工具，给人们的生活提供极大的便利，但是由于汽车的发动机在工作过程中有较大的能量损失，形成了“高能耗，低效率”的现状，同时也给环境带来了一定的污染。请回答下列问题： （1）请分析汽车发动机“低效率”的原因；（至少写出两点） （2）请写出一条“节能减排，低碳生活”的措施。 13．以保护环境，控制和减少大气污染为内容，谈谈你对内能利用的看法，并提出你认为可以减少污染的方法和建议． 14．小明同学在家煮饺子，他是用液化气将水烧开的，但他估算了下，发现把常温的水加热至沸腾需要的热量比消耗的液化气完全燃烧放出的热量要少得多。也就是说：整个过程中能量的利用没有达到100%。请分析：在这个过程中，哪些因素导致效率低于100%。（至少说出三条） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 答案 C C C D A 1．C 【详解】A．由Q放＝mq知道，在质量大小及燃烧情况未知时，热值越大的燃料放出的热量不一定越多，故A错误； B．由知道，在燃料完全燃烧释放的热量未知时，有用功越多，效率不一定越高，故B错误； C．由图知道，进气门、排气门关闭，火花塞点火的冲程为内燃机的做功冲程 ，内燃机在做功冲程中，汽缸内的燃气对活塞做功，把内能转化为机械能，燃气的内能减少，故C正确 ； D．热机所做的有用功与燃料完全燃烧释放的热量之比叫做热机的效率，其大小与燃料的热值无关，故D错误 。 故选C 。 2．C 【详解】A．热值是物质本身的一种特性，热值只与物质种类有关，汽油燃烧时它的热值不变，故A错误； B．热量是过程量，不能说含有热量的多少，故B错误； C．汽油机的做功冲程，燃烧产生的高温气体推动活塞做功，将内能转化为机械能，故C正确； D．汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越不充分，故D错误。 故选C。 3．C 【详解】A．由于许多能量损失是无法避免的，所以燃料完全燃烧所放出的能量不可能全部转化为有用的机械能，故热机的效率总是小于100%，故A正确，不符合题意； B．汽油机燃烧汽油时会产生废气，汽车排放的废气中有氮氧化物等有害气体会污染环境，故B正确，不符合题意； C．汽油机在完成一个工作循环的过程中，共经历四个冲程，活塞往复运动两次，对外做功一次，故C错误，符合题意； D．汽油机在吸气冲程中，汽缸吸入汽油和空气的混合气，故D正确，不符合题意。 故选C。 4．D 【详解】热机的效率是指用来做有用功的部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。所以效率提升意味着，消耗同样多的燃油，汽车获得的有用功更多，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 5．A 【详解】A．已知该汽油机飞轮的转速是4800r/min＝80r/s，则该汽油机每秒可完成40个工作循环，即每秒对外做功40次，故A错误，符合题意； B．由于水的比热容较大，由Q吸=cmΔt可知，相同质量的水和其他物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量较多，因此汽车发动机用水作冷却剂，故B正确，不符合题意； C．任何方法都不可能使汽油机的效率达到100%，故C正确，不符合题意； D．由图乙可知，进气门和排气门关闭，活塞向上运动，因此汽油机处于压缩冲程，故D正确，不符合题意。 故选A。 6． 多 35% 【详解】[1]甲乙热机用去相同质量的燃油，即放出的能量是相同的，根据可知，甲热机的效率比乙热机的效率高，则甲热机做的有用功比乙热机做的有用功多。 [2]各种能量损耗的总和是 所以它的热机效率为 7． 比热容 1.932×108 热传递 20000 【详解】[1]冬季多用水取暖，主要是利用水比热容较大，与其他物质相比，质量相同的水在降低相同温度时，可以放出更多的热量。 [2]水吸收的热量为 Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1000kg×(61℃-15℃)=1.932×108J [3]水吸收热量，内能增大，所以是通过热传递的方式改变了水的内能。 [4]由题意知，加热效率为42%，则需要燃料放出的热量为 所需燃料的质量 8． 能量守恒 小于 【详解】由能量守恒定律可知“永动机”是不可能存在的，因为它违背了能量守恒定律．热机在工作时，废气会带走一部分热量、燃料不可能完全燃烧、克服部件之间的摩擦会消耗能量等，所以热机的效率不可能达到100%，即总是小于1. 9． 500 不变 【详解】[1]完全燃烧2kg秸秤煤可放出的热量为 [2]若这些热量完全被水吸收，则根据可算出由20℃升高到40℃水的质量，即 [3]热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，若秸秤煤不完全燃烧，则它的热值不变。 10． 6.8×106 不变 内 扩散 8.5 热传递 【详解】[1]这些燃料油完全燃烧放出的热量为 [2]燃料的热值是燃料的一种特性，其大小只取决于燃料的种类，与燃料的质量和燃烧程度等无关。故当燃料油燃烧时，燃料油的热值不变。 [3]燃料燃烧时将化学能转化为内能。 [4]能闻到强烈的气味，这是扩散现象，是由于分子不停地做无规则运动造成的。 [5]根据题意知道，水吸收的热量为 由知道，可加热水的质量为 [6]燃料油燃烧放出的热量传递给水，因此这是通过热传递的方式改变水的内能。 11．(1)28%，该热机能量耗散的主要渠道是废气带走热量 (2)应减少热机部件间的摩擦、减少机械散热，同时减少废气带走的热量 【详解】（1）由能流图可知,克服摩擦耗能6%、机械散热耗能 30%、废气带走热量36%，因此该热机能量耗散的主要渠道是废气带走热量，该热机的效率 （2）根据能流图可知，要有效地利用能量，减少热量的耗散，应减少热机部件间的摩擦、减少机械散热，同时减少废气带走的热量。 12．见解析 【详解】（1）汽车发动机“低效率”的原因有： ①汽油不能完全燃烧会造成燃料燃烧放出的热量减少；②机械散热会损失一部分能量；③克服机械摩擦做功会消耗一部分能量；④废气带走相当大一部分能量。 （2）出行少开私家车，尽量选择步行、骑自行车或乘坐公共交通工具都可以“节能减排，低碳生活”。 13．为了保护环境，我们应该采取以下措施：减少含碳燃料的燃烧，有利于控制温室效应；推广使用乙醇汽油，减少汽车尾气污染；减少使用一次性木筷和塑料袋；开发新能源，可以适量减少开采和使用化石燃料等． 【详解】为了保护环境，我们应该采取以下措施：减少含碳燃料的燃烧，有利于控制温室效应；推广使用乙醇汽油，减少汽车尾气污染；减少使用一次性木筷和塑料袋；开发新能源，可以适量减少开采和使用化石燃料等． 14．见解析 【详解】液化气的能量利用率未达到100%的原因有：容器在这个过程也会吸收热量；周围空气也在烧水的过程中吸收热量；燃料不可能完全燃烧。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$