2.3热机效率 2024—2025学年教科版九年级上册物理

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 1．一瓶煤油用掉一半后，剩下的煤油（　　） A．比热容和热值不变，密度变为原来的一半 B．密度、比热容和热值都不变 C．热值和密度不变，比热容变为原来的一半 D．密度和比热容不变，热值变为原来的一半 2．关于热机和热值，下列说法正确的是（　　） A．在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多 B．热机的效率越高说明做功越快 C．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的热值大 D．汽车在行驶中我们很少看到有尾气排放，所以汽车不会污染环境 3．关于热机的效率，下列说法正确的是（　　） A．热机的有用功多，效率就一定高 B．热机的功率大，效率就一定高 C．热机工作的时间长，效率就一定高 D．热机的有用功占燃料完全燃烧放出的能量的比例大效率就高 4．下列关于温度、热量、热值、内能的说法正确的是（　　） A．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多 B．热量只能从内能大的物体传递给内能小的物体 C．物体的内能与温度有关，物体的内能变化，温度就一定变化 D．燃料的热值越大，表示单位质量的这种燃料在完全燃烧时所放出的热量越多 5．下列关于热机的说法中不正确的是（　　） A．热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程 B．在热机的热量损失中，废气带走的能量最多 C．在设计和制造热机时，如果不断改进和创新，可使减少能量损失、提高效率 D．火箭的喷气发动不属于热机 6．关于内能的利用，下列说法正确的是（　　） A．比热容是物质的特性，与物体的质量、温度、状态均无关 B．使燃料燃烧更充分，可以增大燃料的热值 C．使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率 D．四冲程柴油机工作时，飞轮每转1圈，柴油机对外做功1次 7．为深入贯彻习近平生态文明思想，扎实做好全国节能宣传周工作，推进节约型机关建设，某市积极开展以“节能降碳，你我同行”为主题的宣传活动。为了节约能源，需要提高热机效率，关于提高热机的效率，下列措施正确的是（　　） A．尽量增加热机的工作时间 B．尽量增大热机部件间的摩擦 C．尽量使燃料充分燃烧 D．尽量使用功率大的热机 8．下列有关热机效率、燃料热值、物体内能的说法中，正确的是（　　） A．热机所用燃料的热值越大，效率越高 B．热机的做功冲程是机械能转化成内能 C．物体的内能越大，温度越高 D．燃料的热值与燃料的种类有关 9．下列说法中正确的是（　　） A．汽油机的压缩冲程中将内能转化为机械能 B．燃料不完全燃烧，其热值会变小 C．可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率 D．物体的内能增加时温度可能不变 10．食物也是一种“燃料”，释放化学能的过程不断地发生在人体内：营养成分在人体细胞里与氧结合，提供细胞组织所需的能量。某种面条的营养成分表如图所示，粗线框内标识内容的含义与下列哪个物理量的含义类似（　　） 营养成分表 项自　　每100克营养素参考值% 能量　　1514千焦　　18% 安　E　次元　19% 脂肪　1.6克　3% 碳水化合物74.3克　25% 钠　175毫克　9% A．内能 B．热值 C．热量 D．比热容 11．一杯酒精用掉一半后，则（　　） A．热值、比热容都不变 B．热值不变，比热容减半 C．质量减半，比热容不变 D．热值、比热容都减半 12．某辆汽车在一段平直的公路上以72km/h的速度匀速行驶了9km，消耗汽油2L（1L＝1dm3），已知汽油的密度为ρ汽油＝0.7×103kg/m3，热值q汽油＝4.5×107J/kg，假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，在此过程中（　　） A．汽油的热值减小 B．消耗汽油2.1kg C．汽油完全燃烧放出热量6.3×107J D．汽车受到3×103N的阻力 13．关于热机，下列说法错误的是（   ） A．热机效率是热机性能好坏的重要标志之一 B．柴油机可以比汽油机输出更大的功率，这是因为柴油的热值比汽油大 C．在四冲程内燃机中减少废气带走的热量可以大大提高热机效率 D．在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能 14．关于热值和热机效率，下列说法正确的是（　　） A．使燃料燃烧更充分，可提高热机效率 B．热机使用的燃料的热值越大，热机效率就越高 C．1kg 汽油在汽缸内燃烧放出的热量，就是汽油的热值 D．把煤磨成煤粉或煤粒，加大送风量使其燃烧更充分，可以提高煤的热值 15．“PM2.5”是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，吸入后会对人体健康造成危害，是影响空气质量的重要污染源.以下措施中会使空气中PM2.5污染增大的是（　　） A．禁止焚烧秸秆 B．提倡使用太阳能设备 C．用水力发电代替部分煤发电 D．提倡城市居民开车出行 二、填空题 16．汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热，主要是利用了水的 较大的特点。 图中是汽油机工作时的能量流向图，则其热机效率表示为η = ×100% 17．煤、石油等化石燃料燃烧越充分，热值 （选填“越大”、“越小”或“不变”）；燃料燃烧时 能转化成 能，内燃机除做功冲程外其它三个冲程是利用飞轮的 来工作的。 18．某太阳能热水器，水箱容量为100L，该地点平均每平方米每秒钟太阳辐射内能为1×103J，如果将整箱水的温度从20℃加热到80℃，需要阳光照射8h，整箱水需要吸收的热量是 J，若此热水器热效率为η=35%（即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的35%转化为水的内能），热水器上集热器的面积至少为 m2． 19．如图所示为一单缸四冲程汽油机某冲程剖面图，该图表示为 冲程，此冲程中 能转化为机械能。若飞轮转速为3000r/min，则1s对外做功 次，若其效率为40%，消耗100g汽油，则对外做功 J。（q汽油＝4.6×107J/kg） 三、计算题 20．小星用酒精灯将质量为2kg，温度为30℃的水加热了50℃，则： 【水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），酒精的热值是3×107J/ kg】 (1)水需要吸收多少热量？ (2)如果该酒精灯的热效率是20%，则加热这些水需要酒精多少千克？ 21．1标准大气压下，普通煤炉把壶内20℃、5kg水烧开需完全燃烧0.2kg的煤，为提高煤炉效率，现在普通煤炉上加装壁炉制作成双加热煤炉，在消耗等量煤烧开壶内初温相同、等量水的过程中，还可额外把炉壁间10kg水从20℃加热至40℃，则上述过中：[，] （1）0.2kg煤完全燃烧所放出的热量是多少？5kg水烧开所吸收的热量是多少？ （2）双加热煤炉的烧水效率是多少？ 22．某品牌电炖锅的铭牌上标有“220V  1000W”字样，电炖锅正常工作时，10min可将2kg食材从40℃加热到100℃。若食材的比热容为4×103J/(kg·℃)，求： （1）食材吸收的热量； （2）电炖锅的效率。 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 B C D D D C C D D B 题号 11 12 13 14 15 答案 A C B A D 1．B 【详解】比热容、密度和热值都是物质本身的属性，只与物质的种类有关，与物质的质量无关，所以一瓶煤油用掉一半后，质量减小了，但密度、比热容和热值都不变，故选B。 2．C 【详解】A．热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比。在有用功相同的情况下，热机的效率越高，意味着用来做有用功的能量占燃料完全燃烧产生的能量的比例越大，那么消耗的燃料就越少。故A错误； B．热机的效率与做功的快慢（即功率）没有直接关系。热机效率高，只能说明在消耗相同燃料的情况下，热机做的有用功多，或者在做相同有用功的情况下，消耗的燃料少。它并不能说明热机做功就快。故B错误； C．火箭使用液氢燃料，主要是因为液氢的热值大。热值是燃料的一种特性，它表示单位质量的某种燃料完全燃烧时所放出的热量。在完全燃烧相同质量的燃料时，热值大的燃料能放出更多的热量，从而提供更大的推力。故C正确； D．虽然现代汽车采用了许多环保技术，如尾气净化装置等，使得尾气排放得到了很大的改善，但并不能说汽车就不会污染环境了。汽车在运行过程中，除了尾气排放外，还会产生噪音污染、热污染等。故D错误。 故选C。 3．D 【详解】热机的效率是指：热机做的有用功与燃料完全燃烧放出的能量之比。 A．热机做的有用功多，与燃料完全燃烧放出的能量之比不一定多，效率不一定大，故A错误； B．功率是物体做功快慢的物理量，与效率是两个完全不同的概念，热机的功率大，效率不一定高，故B错误； C．热机工作的效率与工作时间无关，故C错误； D．热机所做有用功占燃料完全燃烧放出的能量的比例越大热机的效率越高，故D正确。 故选D。 4．D 【详解】A．燃料燃烧时放出热量的多少，与燃料的质量、热值、是否完全燃烧等情况有关，只给出燃料热值大，不知道燃料的质量和燃烧情况，无法判断出放出热量的多少，故A错误； B．热量是从高温物体传递给低温物体，而高温物体内能可能小，低温物体内能可能更大，故热量可能从内能小的物体传递给内能大的物体，故B错误； C．物体的内能与温度、质量、状态等因素有关，物体的内能变化，物体的温度不一定变化，例如0℃冰吸热熔化成0℃的水，物体内能增大了，而温度还是0℃不变，故C错误； D．燃料的热值是燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比，燃料的热值越大，表示单位质量的这种燃料在完全燃烧时所放出的热量越多，故D正确。 故选D。 5．D 【详解】A. 热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程，故A正确；B. 在各种热量损失中，废气的温度很高，带走的热量最多，故B正确；C. 在设计和制造热机时，如果不断改进和创新，可使减少能量损失、提高效率，故C正确；D. 火箭的发动机是利用内能来工作的属于热机，故D错误．故选D. 6．C 【详解】A．比热容是物质的特性，与物质的种类、状态有关，与物体的质量、温度无关，故A错误； B．燃料的热值是燃料本身所具有的性质，热值只与燃料的种类有关，跟燃烧的充不充分无关，故B错误； C．热机效率是所做有用功与燃料完全燃烧放出的热量之比。因此使燃料燃烧更充分，则所做的有用功变大，因此可以提高热机的效率，故C正确； D．单缸四冲程柴油机，飞轮每转2圈，柴油机对外做功1次，故D错误。 故选C。 7．C 【详解】A．热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，与热机工作时间无关，延长热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率，故A错误； B．经常对热机进行保养，减少热机各部分之间的摩擦，减少克服摩擦消耗的内能，可以增大有用能量与燃料完全燃烧放出总能量的比值，可以提高热机的效率，故B错误； C．尽量使热机中的燃料充分燃烧，损失的能量越少，有用能量与燃料完全燃烧放出总能量的比值越大，效率越高，故C正确； D．功率大的热机做功快，增大热机的功率，不能改变热机效率，故D错误。 故选C。 8．D 【详解】A．热机效率是有用功与总功的比值，热值大放出的热量多，但有用功不一定多，A不符合题意； B．热机的做功冲程是将内能转化为机械能，B不符合题意； C．物体的内能与质量、状态和温度有关，内能大的物体温度不一定就高，C不符合题意； D．热值是燃料完全燃烧所放出的热量多少，与燃料的种类有关，D符合题意。 9．D 【详解】A．压缩冲程中活塞压缩汽缸内气体做功，将活塞的机械能转化为汽油和空气的内能，故A错误； B．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、燃烧程度等均无关，故B错误； C．用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率，增大热机功率不能增大热机的效率，故C错误； D．物体内能增加时，温度可能不变，例如，晶体吸热熔化时，故D正确。 故选D。 10．B 【详解】标识内容是每100克营养素的参考值，与单位质量燃烧放出的热量类似，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 11．A 【详解】把一杯酒精减少一半，质量和体积均减小一半，而比热容、热值，是物质的一种特性，不随物体物质的多少而变化，因此热值和比热容都不变，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 12．C 【详解】A．热值是燃料的一种特性，与质量和燃烧程度无关，汽车行驶过程中，油箱内的汽油减少，剩下的汽油的热值不变，故A不符合题意； B．消耗汽油的体积为 消耗汽油的质量为 故B不符合题意； C．汽油完全燃烧放出的热量为 故C符合题意； D．用来做有用功的热量为 汽车移动的距离为9×103m，则汽车的牵引力为 因为汽车做匀速直线运动，处于平衡状态，所以阻力等于牵引力，即 故D不符合题意。 故选C。 13．B 【详解】解答：A. 热机效率是指用来做有用功的能量占燃料燃烧放出总能量的百分比，这是热机性能好坏的重要标志之一，故A正确；B. 柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油机损失的能量较少，并不是因为柴油的热值高．故B错误；C. 减少废气带走的大量热量，可以提高用来做有用功的能量占燃料燃烧放出总能量的百分比，从而大大提高热机效率，故C正确；D. 在压缩冲程中，活塞压缩气体做功，将将机械能转化为内能，故D正确． 点睛：解决此题要正确理解热机效率的概念及其物理意义，以及热机效率低的原因．掌握内燃机的四个冲程中能量转化情况． 14．A 【详解】A．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故A正确； B．热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，与燃料的热值无关，故B错误； CD．1kg汽油完全燃烧放出的热量叫做汽油的热值，热值是燃料的一种特性，和燃料是否燃烧、是否完全燃烧、燃料的质量等无关，故CD错误。 故选A。 15．D 【详解】A．在户外禁止焚烧秸秆，会让空气中PM2.5污染减小，A项不合题意； B．使用太阳能设备是无污染的，会让空气中PM2.5污染减小，B项不合题意； C．使用水力发电是无污染的，会让空气中PM2.5污染减小，C项不合题意； D．提倡城市居民开车出行，这种尾气会增加污染，会让空气中PM2.5污染增大，选项D符合题意． 16． 比热容 【详解】[1]因为水的比热容大，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，所以汽车发动机常用循环流动的水来帮助散热； [2]由图可知，该内燃机的效率：η%。 【点睛】水的比热容大，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；由能流图得出转化为有用功的能量占总能量的比值，得出内燃机的效率。 17． 不变 化学 内 惯性 【详解】[1]热值是物质的一种属性，与燃烧是否充分无关。 [2][3]燃烧时燃料的化学能转化成内能。 [4]内燃机工作中，除做功冲程是将内能转化为机械能，其它三个冲程是利用飞轮的惯性来工作的。 18． 2.52×107 2.5 【详解】（1）利用密度公式m=ρv先计算出水的质量m，然后再利用热量的计算公式Q吸=cm△t计算出水吸收的热量； （1）水的体积：V=100L=100dm3=0.1m3， 由水的质量：m=ρV水=1×103kg/m3×0.1m3=100kg； 水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（80℃﹣20℃）=2.52×107J； （2）此热水器热效率为η=35%， 则热水器需接受的太阳能： （2）利用热水器上的集热器对太阳能的利用效率，计算出太阳能热水器接受的热量；然后再计算出1m2所接受的热量，最后利用W总=ESt计算出热水器上集热器的面积S． 设辐射能量E=1×103J/(m2s)由W总=ESt可得，热水器上集热器的面积： 19． 做功 内 25 1.84×106 【详解】[1][2]如图，进气门和排气门都是关闭的，可以判断是压缩冲程或做功冲程，又因为活塞向下运动，可以判断是燃气对外做功，所以是做功冲程。做功冲程中燃气的内能转化为活塞的机械能。 [3]飞轮转速为3000r/min＝50r/s，飞轮每转动两圈，燃气对外做功一次，此时飞轮1s转动50圈，则燃气对外做功25次。 [4]完全燃烧100g汽油，放出的热量为 Q＝mq汽油＝0.1kg×4.6×107J/kg＝4.6×106J 热机效率是40%，则对外做功为 W＝ηQ＝40%×4.6×106J＝1.84×106J 20．(1)4.2×105J； (2)0.07kg 【详解】（1）水需要吸收的热量为 （2）如果该酒精灯的热效率是20%，根据可得，酒精燃烧放出的热量为 则加热这些水需要酒精的质量为 21．（1），；（2）42% 【详解】解：（1）0.2kg煤完全燃烧放出的热量 ( 1标准大气压下水的沸点为100°C，把壶内20°C，5kg水烧开，水吸收的热量 （2）由题可知，双加热煤炉额外把炉壁间10kg水从20°C加热至40℃，则炉壁间水吸收的热量 双加热煤炉额外把炉壁间水加热，而壶内水的初温、末温以及质量均不变，则壶内水吸收热量不变，所以，双加热煤炉中水吸收的总热量 由题意可知，双加热煤炉与普通煤炉消耗煤的质量相等，则这些煤完全燃烧放出的热量不变，所以，双加热煤炉的烧水效率 答：（1）0.2kg没完全燃烧放出的热量是；5kg水烧开所吸收的热量是； （2）双加热煤炉的烧水效率是42%。 22．（1）4.8×105J；（2）80% 【详解】解：（1）由题意可知，食材的比热容为4×103J/(kg·℃)，食材的质量为2kg，温度变化量为 根据比热容公式可知，食材吸收的热量为 食材吸收的热量为4.8×105J。 （2）由（1）解析可知，食材吸收的热量为4.8×105J，电炖锅的铭牌上标有“220V  1000W”字样，电炖锅正常工作时间为10min=600s，电炖锅正常工作放出的热量为 根据热机效率的公式可知，电炖锅的效率为 电炖锅的效率为80%。 答：（1）食材吸收的热量为4.8×105J； （2）电炖锅的效率为80%。 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 $$