2.3热机效率 ----2024-2025学年教科版物理九年级上学期

2024—2025学年九年级上册物理教科版2.3热机效率 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．关于功率和热机效率的辨析，下列说法正确的是（　　） A．功率越大的机械，热机效率越高 B．两个热机效率相同的机械，功率越大，所做有用功越多 C．热机效率越高，则该机械有用功占总功的比例越大 D．功率相同的两台机械，有用功相同，所以热机效率相同 2．国产某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为50cm2,一个冲程活塞在汽缸中移动的距离为50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为8.0×105Pa，飞轮转速为1800r/min．当汽油机满负荷工作时（不计摩擦损失），（汽油的热值为q汽油=4.5×107J/kg）．则下列不正确的是（ ） A．该内燃机每秒共经历60个冲程 B．这种汽油机燃气对活塞的平均压力为4000N C．这种汽油机满负荷工作时做功的功率为3000W； D．若汽油机每分钟消耗汽油10g，该汽油机的效率为36% 3．下列关于热机的说法中，错误的是（　　） A．热机是把内能转化为机械能的装置 B．热机是把机械能转化为内能的装置 C．对内燃机不断革新，也不能把气体的内能全部转化为机械能 D．即使没有漏气、也没有摩擦等能量损失，内燃机也不能把内能全部转化为机械能 4．如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水和油进行加热，图1、图2、图3装置均相同。下列说法正确的是（　　） A．为完成“探究不同物质吸热升温的现象”实验，应选取图2、图3 B．为完成“比较不同燃料燃烧时放出的热量”实验，应控制甲、乙燃料燃烧时间相同 C．在“探究不同物质吸热升温的现象”实验中，加热相同时间升温快的物质吸热能力弱 D．在“比较不同燃料燃烧时放出的热量”实验中，完全燃烧后使水温变化大的燃料热值小 5．下列说法错误的是 A．现阶段，人类所用能量，大部分来源于燃料燃烧 B．汽车在行驶时，发动机把油料中的化学能全部转化成有用的机械能 C．热值是表示燃料燃烧放热能力的物理量 D．燃料燃烧时化学能转化为内能 6．下列热现象的描述，说法正确的是（　　） A．敲碎煤块使煤充分燃烧能提高煤的热值 B．将0℃的冰块放在0℃的冰箱内，一段时间后，冰的内能会增加 C．锯条锯木板，锯条温度升高，是由于锯条从木板吸收了热量 D．质量、初温相同的水和酒精，放出相同热量后混在一起，热量将从水传给酒精 7．下列选项可能符合汽车等热机（效率约为30%）能量流向的是（　　） A． B． C． D． 8．一瓶液化气用去一半后，下列物理量中发生变化的是（　　） A．密度 B．比热容 C．热值 D．体积 9．下面选项中，不能提高热机效率的是：（　　） A．使燃油燃烧更充分 B．使用热值高的燃油 C．减小机械间的摩擦 D．减少热量的损失 10．下列有关热机的说法中，正确的是（　　） A．热机的效率能达到100% B．一般采用增大热机功率的方法来提高热机的效率 C．柴油机的效率一般比汽油机的效率高 D．热机的大量使用不会造成环境污染 11．下列做法能提高热机效率的是（　　） A．让热机做更多的有用功 B．使燃料在汽缸内充分燃烧 C．减少热机的工作时间 D．使用热值更大的燃料 12．煤油的热值大于酒精的热值，下列说法中正确的是（　　） A．煤油比酒精含有的热量多 B．燃烧相同质量的煤油和酒精，煤油放出的热量要多些 C．完全燃烧相同质量的煤油和酒精，利用煤油刚好能烧开一壶水，那么利用酒精则不能烧开这壶水（效率相同条件下） D．通风条件越好，供氧越充足，两种燃料的热值就越大 13．学习物理知识后，初二1 班李华同学整理了部分物理概念，其中不正确的是 （　　） A．一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，这种无规则运动叫做分子的热运动 B．分子热运动的动能和分子势能之和叫做内能 C．热值在数值上等于 1kg 某种燃料完全燃烧放出的热量 D．一定质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容 14．一箱汽油用去一半后，剩下的汽油（　　） A．比热容、密度不变，热值减半 B．比热容、密度、热值均减半 C．比热容、密度、热值均不变 D．比热容减半，密度、热值不变 15．2021年10月16日凌晨，中国在酒泉卫星发射中心升空的神舟十三号载人飞船将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入太空，发射取得圆满成功，下列说法正确的是（　　） A．火箭加速升空时，将动能转化为重力势能 B．火箭选用氢作燃料是因为液态氢的热值大 C．燃料的质量越大，热值越大 D．火箭发动机的效率可以达到100% 二、填空题 16．有一种小型单缸四冲程汽油机，每个工作循环做功500J，曲轴的转速是300r/min，每分钟消耗汽油5g。则该内燃机的功率是 W，机械效率是 。（） 17．柴油机是工农业生产中常用的热机．已知某型号柴油机的效率是30%，在柴油机内完全燃烧2kg柴油能放热 J，该柴油机能对外做功 J．（柴油的热值为3.3×107J/kg） 18．体积为0.1m3、热值为2.1×107J/m3的某气体燃料完全燃烧放出的热量为 J；若这些热量全部被温度为20℃、质量为10kg的水吸收，则水升高的温度是 ℃ [c水=4.2×103J/（kg·℃）]。 19．在一标准大气压下，把体积为2L，温度为20℃的水烧至沸腾，水至少需要吸收 J的热量。若不计热量损失，需要燃烧 kg干木柴。（q干木柴=1.2×107J/kg） 三、计算题 20．有一家大型专用汽车生产基地，该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶1.2km，受到的阻力是2×103N，消耗燃油1.5×10﹣3m3（假设燃油完全燃烧）．若燃油的密度ρ=0.8×103kg/m3，热值q=4×107J/kg，求： （1）专用车牵引力所做的功？ （2）该专用车的热机效率是多少？ 21．一架飞机以720千米/时的速度飞行了1800千米，发动机的功率为1176千瓦，效率为30％，那么该飞机在飞行中消耗了多少汽油？ 22．很多家用电器是用遥控器开、关机的。用遥控器关机后，电源并没有断开，此时的家用电器为待机状态，用电器仍要消耗一些电能。若小明家一周（7天）因用电器待机而浪费的电能约为5.04×106J。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]求： （1）若这些电能全部用来烧水，可以将多少千克的水由20℃加热到80℃？ （2）酒精灯的热效率为30%，如果用酒精灯来提供这些能量，则酒精完全燃烧放出的热量为多少？需要完全燃烧的多少千克的酒精？（q酒精＝3×107J/kg） 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 6 7 8 9 10 答案 C D B C B D D A B C 题号 11 12 13 14 15 答案 B C D C B 1．C 【详解】A．功率反映做功快慢，热机效率反映有用功在总功中所占的比例，两者无关，功率越大的机械，热机效率不一定越高，故A错误； B．两个热机效率相同的机械，功率越大做功越快，时间未知，做有用功不一定越多，故B错误； C．热机效率等于有用功在总功（燃料完全燃烧放出的热量）中所占比例，热机效率越高，则该机械有用功占总功的比例越大，故C正确； D．功率相同的两台机械，有用功相同，总功不一定相同，所以热机效率不一定相同，故D错误。 故选C。 2．D 【详解】A．四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min，则该飞轮1s转30圈．因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以1s飞轮转30圈，共15个工作循环，共60个冲程，故A正确； B．p=8.0×l05Pa，S=50cm2=50×10-4m2，所以燃气对活塞的平均压力为： F=pS=8.0×l05 Pa×50×10-4 m2=4000N， 故B正确； C．飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮转动1800周，要对外做功900次，一个做功冲程中燃气对活塞做的功： W=Fs=4000N×0.05m=200J 所以燃气对活塞做的总功为： W总=W×900=200J×900=18000J， 而t=1min=60s，所以汽油机的功率为： ， 故C正确； D．汽油机每分钟消耗汽油10g，产生的热量是： Q=qm=4.5×107J/kg×10g=4.5×105J， 汽油机做的有用功是 W有=Pt=3000W×60s=1.8×104J， 汽油机的效率为      3．B 【详解】AB．热机通过消耗燃料对外做功，把内能转化为机械能的装置，故A正确，不符合题意，B错误，符合题意； CD．机械工作时不可避免地要产生摩擦，所以能量在转化的过程中肯定有散失，即使机器不断革新，没有漏气、也没有摩擦等能量损失，工作时汽缸也会发生热传递、废弃还要带走部分热量，因此内燃机不能把内能全部转化为机械能，故CD正确，不符合题意。 故选B。 4．C 【详解】A．“探究不同物质吸热升温的现象”实验中，据控制变量法可知，可以改变吸热物质的种类，控制液体相同时间内，吸收的热量相同，即燃料相同，故应选取图1、图3，故A错误； B．“比较不同燃料燃烧时放出的热量”实验中，据控制变量法可知，应用不同的燃料给相同的液体加热，所以选择甲、乙装置，据控制变量法，需要控制燃料燃烧的质量相同，故B错误； C．图1、图3装置中，用相同的燃料给不同的液体加热，可探究不同物质吸热升温现象，在相同时间内，吸收相同的热量，升温快的，说明吸热能力弱，故C正确； D．“比较不同燃料燃烧时放出的热量”实验中，完全燃烧后，水温变化大，水吸收的热量多，燃料燃烧放出的热量多，所以燃料热值大，故D错误。 故选C。 5．B 【详解】A、现阶段人类所用能量，大部分来源于煤、石油、天然气等燃料燃烧，故A正确； B、汽车在行驶时，发动机把油料中的化学能一部分转化成有用的机械能，过程浪费了很大一部分，故B错误． C、热值是表示1kg某种燃料完全燃烧时释放内能多少的量，即燃料燃烧放热能力的物理量，故C正确； D、燃料燃烧时化学能转化为内能，故D正确； 故选B． 【点睛】理解热机的效率问题，要清楚热机工作中损失的能量都到哪去了：燃料很难完全燃烧、废气带走相当一部分能量、机件的散热损失、克服摩擦做功等，所以燃料的化学能只有一小部分转化成了机械能． 6．D 【详解】A．燃料的热值是物质的一种属性，与燃料种类有关，与形状、是否充分燃烧无关，所以敲碎煤块使煤充分燃烧并不能提高煤的热值，故A错误； B．0℃的冰块放在0℃冰箱中，因为没有温度差所以不能发生热传递，冰不能吸收热量，所以冰的内能不变，故B错误； C．锯条锯木板，是由于做功的原因使锯条温度升高，故C错误； D．因为水的比热容大于酒精的比热容，所以质量、初温相同的水和酒精，放出相同热量后混在一起后，根据可知，水的温度变化小，末温高，热量将从水传给酒精，故D正确。 故选D。 7．D 【详解】ACD．热机燃烧燃料放出的能量，有部分转化为提供热机动力的机械能，还有大部分能量散失了。汽油机的效率为30%，则机械能约为 散失的内能 W内能=W-W机械能=1000J-300J=700J 故AC不符合题意，D符合题意； B．热机工作时输入的是内能，不是电能，故B不符合题意。 故选D。 8．A 【详解】A．一瓶液化气用去一半后，物质总量减少，所以质量变小，而体积不变，由可知，液化气密度减小，故A符合题意； B．比热容是物质的一种特性，和物体吸收热量的多少、温度的高低、质量的大小都没有关系，只与物质的种类、状态有关，故B不符合题意； C．热值是燃料本身的一种特性，热值与燃料的种类有关，与燃料的多少等无关，故C不符合题意； D．一瓶液化气用去一半，体积不变，等于瓶子容积，故D不符合题意。 故选A。 9．B 【详解】热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，要提高热机的效率，要尽量使燃料充分燃烧放热，并尽量减少能量的各种损失。 ACD．减少各种热损失、加润滑油减少机器各部件之间的摩擦、使燃料燃烧更充分等，都可以提高燃料的利用率，提高热机的效率，故ACD不符合题意； B．使用热值大的燃料只能是在燃料质量相同时可多放出热量，但不一定能让这些能量都充分利用，因此不一定能提高热机效率，故B符合题意。 故选B。 10．C 【详解】A．热机在工作过程中总有能量的损耗，所以热机的效率不能达到100%，故A错误； B．用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出热量的比值叫热机效率，热机效率与其功率大小无关，增大热机功率并不能增大热机的效率，故B错误； C．一般柴油机的压缩比比汽油机大得多，且汽缸内柴油燃烧要比汽油燃烧更充分，所以柴油机的效率更高一些，故C正确； D．热机的大量使用，会带来更多的废气污染，故D错误。 故选C。 11．B 【详解】热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，热机效率与热机的工作时间和热值无关；在总能量不确定的情况下，热机做更多的有用功，热机效率不一定高；使燃料充分燃烧可以提高燃料的利用率，可以提高热机效率，故A、C、D不符合题意，B符合题意。 故选B。 12．C 【详解】A．热值是单位质量的燃料完全燃烧时所释放出的热量，不能说含有热量，故A错误； B．煤油的热值比酒精大，在完全燃烧相同质量的煤油和酒精，煤油放出的热量要多些，题目中没有完全燃烧，故B错误； C．煤油的热值比酒精大，所以完全燃烧相同质量的两种燃料时，煤油释放的热量多，利用煤油刚好能烧开一壶水，那么利用酒精则不能烧开这壶水效率相同条件下，故C正确； D．因为热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧无关，故D错误。 故选C。 13．D 【详解】A．物质是由分子组成的，一切物体的分子都在不停地做无规则运动，这种无规则运动叫做分子的热运动，故A正确，不符合题意； B．所有分子热运动的分子动能和分子势能之和叫做内能，故B正确，不符合题意； C．热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，故C正确，不符合题意 D．1kg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，故D错误，符合题意。 故选D。 14．C 【详解】比热容、密度、热值都是物质的特性，不随物质的质量变化而变化，一箱汽油用去一半后，剩下汽油的比热容、密度、热值均不变。 故选C。 15．B 【详解】A．火箭加速升空时，速度增大，高度增大，则动能和重力势能都增大，所以机械增大，这个过程的机械能是燃料燃烧的获得的内能转化而来的，故A错误； B．火箭选用氢作燃料，是因为液态氢的热值大，与其它燃料相比，燃烧的质量相同时，氢放出的热量更多，故B正确； C．燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，故C错误； D．发动机在工作时，总有热量损失，则其效率不可能达到100%，故D错误。 故选B。 16． 1250 32.6% 【详解】[1]因单缸四冲程汽油机满负荷工作时，一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功一次，已知飞轮的转速是300r/min，所以，每分钟共有150个工作循环，对外做功150次，则单缸四冲程汽油机满负荷工作1min做的功 该汽油机的功率 [2]每分钟消耗5g汽油，5g汽油完全燃烧释放的热量 满负荷工作时这种汽油机把内能转化为机械能的效率 17． 6.6×107 1.98×107 【详解】由Q=qm可得，完全燃烧2kg柴油放出的热量 ， 由可得，该柴油机能对外做功 ． 18． 2.1×106 50 【详解】[1]完全燃烧0.1m3某气体放出的热量 Q放=qV气体=2.1×107J/m3×0.1m3=2.1×106J [2]水温度升高的温度 19． 6.72×105 5.6×10-2 【详解】[1]水的质量 m水=ρV=1×103kg/m3×2×10-3m3=2kg 水吸收的热量 Q=cm水Δt=4.2×103J /(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105 J [2]若不计热量损失，需要燃烧干木柴的质量 20．（1）2.4×106J；（2）5% 【详解】（1）因为专用车匀速行驶，所以，牵引力 F=f=2×103N 牵引力所做的功 W=Fs=2×103N×1.2×103m=2.4×106J （2）根据可得消耗燃油的质量 m=ρV=0.8×103kg/m3×1.5×10﹣3m3=1.2kg 燃油完全燃烧放出的热量 Q放=mq=1.2kg×4×107J/kg=4.8×107J 该专用车的热机效率 答：（1）专用车牵引力所做的功是1.68×107J． （2）该专用车的热机效率是5%． 21．约767千克． 【详解】（1）飞机速度v=720km/h=200m/s，路程s=1800km=1.8×106m，则飞机飞行时间t===2.5h=9×103s．（2）飞机克服阻力做的功W=Pt=1.176×106W×9×103s=1.0584×1010J． （3）根据η=可得Q===3.528×1010J 需要燃烧汽油的质量m汽油===767kg． 22．（1）20kg；（2）1.68×107J， 0.56kg 【详解】解：（1）根据题意可知，水吸收的热量 Q吸＝W＝5.04×106J 水的质量 （2）酒精完全燃烧放出的热量为 酒精的质量 答：（1）若这些电能全部用来烧水，可以将20千克的水由20℃加热到80℃； （2）酒精完全燃烧放出的热量为1.68×107J；需要完全燃烧0.56kg的酒精。 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 $$