14.2 热机的效率 2024—2025学年人教版九年级物理全一册

2024—2025学年九年级物理人教版14.2 热机的效率 学校:_姓名:_班级:_考号:_ 一、单选题 1.在标准大气压下,关于水和冰的说法不正确的是( ) A.水的沸点是100 B.冰的熔点是0 C.水的热值是4.2 103J/kg D.冰的比热容是2.1 103J/(kg ) 2.下列关于热机的说法中,不正确的是( ) A.热机的效率是热机性能的重要指标 B.在热机的能量损失中,废气带走的能量最少 C.与一般的火电站相比,热电站对于燃料的利用率大大提高了 D.柴油机的效率为30%~45%,汽油机的效率为20%~30% 3.川菜口味清鲜,醇浓并重,以善用麻辣著称,自古就有“吃在中国,味在四川”的美誉。下列由川菜烹调所联想到的物理知识中正确的是 A.蒸馒头时燃料的化学能转化成的内能越多,能量转化效率越低 B.炒回锅肉主要是通过热传递的方式增大肉的内能 C.小笼蒸牛肉在加热时温度越高,含有的热量越多 D.远处能闻到火锅的鲜香味,这与雾霾现象一样能说明分子在不停地做无规则运动 4.关于热和能,正确的说法是( ) A.热传递过程中,内能大的物体放出热量 B.0 的水结成0 的冰时,内能不变 C.物体内能增大,温度不一定升高 D.燃料的热值越大,燃烧时放出的热量越多 5.如图是某内燃机工作过程中的示意图,下列说法正确的是( ) A.随着技术的进步,内燃机的效率达到100% B.这是压缩冲程,此冲程中内能转化为机械能 C.内燃机的转速是2400r/min,其每秒对外做功30次 D.热机的效率越高,它将内能转化为机械能的比例越大 6.一瓶酒精,用去一半之后 A.比热减少一半,热值不变,密度不变 B.比热和热值、密度均减一半 C.比热不变,热值、密度减小一半 D.比热、热值、密度均不变 7.关于燃料的热值,以下说法中正确的是( ) A.燃料燃烧时,质量越大,热值越大 B.燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小 C.燃烧1kg某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值 D.相同质量的不同燃料,完全燃烧时热值大的放出的热量多 8.下列说法中正确的是( ) A.热值大的燃料,燃烧放出的热量多 B.柴油机工作时,燃料燃烧每放出1焦的热量就可以得到1焦的机械能 C.热机的功率就大,它的效率就越高 D.柴油机的效率一般比汽油机高,就是说完成相同的有用功,柴油机所用燃料完全燃烧放出的热量比汽油机的少 9.甲、乙两台汽油机,甲的效率比乙高,则( ) A.甲每秒钟做的功比乙每秒钟做的功多 B.甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少 C.消耗同样多的汽油,甲做的有用功比乙做的有用功多 D.消耗同样多的汽油,甲做的有用功比乙做的有用功少 10.一瓶酒精用掉一半,剩下的酒精与原来相比,发生改变的物理量是( ) A.热值 B.密度 C.比热容 D.内能 11.2024年4月25日20时59分,我国在酒泉卫星发射中心,用长征二号F遥十八运载火箭,成功将神舟十八号乘组叶光富、李聪、李广苏3名航天员送入预定轨道,如图所示。关于火箭发射中涉及的物理知识,下列分析正确的是( ) A.发射塔周围的“白气”是水分子运动形成的 B.火箭选用的燃料,具有比热容较大的特点 C.火箭上升外壳温度升高,具有的内能减小 D.发射火箭与热机做功冲程的能量转化相同 12.汽车已经成为现代生活中必不可少的一部分,汽车一般采用内燃机作为发动机,关于内燃机,下列说法正确的是( ) A.燃料燃烧,把化学能转化为内能 B.柴油机效率更高,是因为柴油的热值更高 C.做功冲程是把机械能转化为内能 D.热机效率可以达到100% 13.食物也是一种“燃料”,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。某种全麦面包的营养成分表如图所示,图中标有“每100g能量966kJ”。该标识的含义与下列哪个物理量的含义类似( ) A.热值 B.热量 C.内能 D.比热容 14.涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机,其大致工作过程是:空气通过进气道进入压气机,被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合,燃料在燃烧室燃烧后,产生的高温高压气体推动涡轮转动,从而输出动力。该发动机工作过程中的相关说法正确的是( ) A.燃烧室中燃料燃烧越充分,发动机效率越高 B.燃料和压缩空气混合后,燃料的热值增大 C.压气机压缩空气,空气的内能减小 D.高温高压气体推动涡轮转动时,将机械能转化为内能 15.2024年5月3日,搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场发射(如图所示),开启了世界首次月球背面采样之旅。长征五号遥八运载火箭采用无毒、无污染的液氢液氧推进剂,属于绿色环保大型液体运载火箭。使用液态氢的原因是液态氢具有( ) A.较大的热值 B.较低的沸点 C.较大的比热容 D.较高的凝固点 二、填空题 16.已知1kg无烟煤的热值是,则2kg无烟煤不完全燃烧时的热值是 。 17.用电水壶烧水时,如果将壶内20 的水的温度升高60 ,水吸收的热量是5.04 105J,那么壶内水的质量是 kg;这些热量如果用加热效率是90%的天然气炉提供,需要 m3的天然气。(c水=4.2 103J/(kg• )天然气热值q气=4 107J/m3) 18.小明用燃气灶烧水,测得燃烧0.5m3的天然气,可使100kg的水从20oC升高到70oC。【已知水的比热容为c=4.2 103J/(kg•oC),天然气的热值为q=7.0 107J/m3】。则:水吸收的热量为 J,燃气灶的效率 为 。 19.天然气是我国城市市民常用的一种能源,某用户用天然气将0.06m3的水从20 加热到70 。已知,,天然气的热值,这些水的质量是 kg,这些水吸收的热量是 J;设天然气完全燃烧,放出的热量有40%被水吸收,加热这些水所需天然气的体积是 m3。 三、计算题 20.天然气是一种清洁、高效能源,在1个标准大气压下,小宇用效率为40%的燃气灶给一锅初温为20 的水加热至沸腾,完全燃烧了0.06m3的天然气。已知水的比热容为4.2 103J/( kg ),天然气的热值为4.2 107J/m3.求: (1)水吸收的热量; (2)这锅水的质量。 21.如图所示为FDP30C型柴油水泵机组(水泵机组动力由柴油机提供),它的优点是重量轻、体积小、功率大;省时、省油、省心.该水泵机组的效率为40%,正常工作1小时可以将54m3的水抽到20m高处,请计算这个过程中:(g=10N/kg,q柴油=4.3 107J/kg). (1)水泵机组对水做了多少功 ? (2)水泵机组的有用功功率是多少 ? (3)水泵机组消耗多少柴油 ?(结果保留两位小数) 22.某物理兴趣小组的同学,用煤炉给10kg的水加热,若完全燃烧了2kg的煤,水的温度由20 上升到80 。c水=4.2 103J/(kg ),q煤=3 107J/kg。求: (1)水所吸收的热量; (2)煤完全燃烧产生的热量; (3)煤炉烧水时的热效率。 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 C B B C D D D D C D 题号 11 12 13 14 15 答案 D A A A A 1.C 【详解】A.在标准大气下,水的沸点就是100 ,故A正确,不符合题意; B.在标准大气下,冰的熔点就是0 ,故B正确,不符合题意; C.水无法燃烧,不是燃料,所以水是没有热值的,故C符合题意; D.在标准大气下,冰的比热容为2.1 103J/(kg ),故D正确,不符合题意。 故选C。 2.B 【详解】A.热机的效率是热机性能的重要指标,热机的效率高,则热机性能好,故A正确,不符合题意; B.在热机的能量损失中,废气带走的能量最多,故B错误,符合题意; C.与一般的火电站相比,热电站利用了废气的热量,所以燃料的利用率大大提高了,故C正确,不符合题意; D.柴油机的效率为30%~45%,汽油机的效率为20%~30%,故D正确,不符合题意。 故选B。 3.B 【详解】A.蒸馒头时燃料的化学能转化成的内能越多,能量转化效率越高,故A错误; B.炒回锅肉主要是通过热传递的方式增大肉的内能,故B正确; C.热量是热传递过程中放出或吸收的能量,是过程量不是状态量,故C错误; D.远处能闻到火锅的鲜香味,是分子热运动,而雾霾是物体颗粒漂浮在空中,是机械运动,故D错误。 4.C 【详解】A.热传递过程中,温度高的物体放出热量,故A错误; B.0 的水结成0 的冰时,由于凝固放热,所以其内能是减小的,故B错误; C.晶体熔化过程中,吸收热量,导致内能增大;但温度不变,故C正确; D.燃料的热值越大,燃烧时放出的热量不一定越多,因为还要考虑燃料燃烧的质量以及是否完全燃烧,故D错误; 5.D 【详解】A.内燃机在工作过程中不可避免地要克服机械间的摩擦而做额外功,废气和冷却系统也要带走一部分能量,因此内燃机的效率不能达到100%,故A错误; B.从图中信息可知,进气门、排气门都关闭,活塞向上运动,这是压缩冲程,此冲程中机械能转化为内能,故B错误; C.内燃机每转两圈,完成一个工作循环,对外做一次功;已知内燃机的转速是2400r/min,即40r/s,则每秒完成20个工作循环,对外做20次功,故C错误; D.热机效率越高,热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量的比值越大,内能转化为机械能的比例越大,故D正确。 故选D。 6.D 【详解】因为物质的密度、比热容、热值是物质的特性。一瓶酒精,用去一半之后,则剩下的一半酒精的种类和状态没变,所以密度、比热容、热值都不变。 故选D。. 7.D 【详解】A.热值与质量无关,只与燃料种类有关,故A错误; B.燃料的热值与燃料的种类有关系,与燃料的质量,燃烧状况无关,是否完全燃烧无关,故B错误; C.燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值,必须是完全燃烧放出的热量,才是燃料的热值,故C错误; D.由可知,相同质量的不同燃料,完全燃烧时热值大的放出的热量多,故D正确。 故选D。 8.D 【详解】A.燃料完全燃烧放出热量的多少不仅与热值大小有关,还与燃料质量的多少有关,热值大的燃料,若燃料质量小,则燃烧放出的热量不一定多,故A错误; B.柴油机中燃料燃烧释放的能量只有少部分转化成机械能,所以燃料燃烧每放出1焦的热量不可能得到1焦的机械能,故B错误; C.热机效率是有用功与燃料完全燃烧放出能量的比值,而功率是机械在单位时间内所做的功的多少,表示做功的快慢,二者之间没有联系,故C错误; D.热机的效率是内燃机转化为有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能量的比值,柴油机的效率比汽油机高,就是说完成相同的有用功,柴油机所用燃料完全燃烧放出能量比汽油机少,故D正确。 故选D。 9.C 【详解】A.功率表示做功的快慢,即单位时间做功的多少,甲每秒钟做的功比乙每秒钟做的功多,说明甲汽油机的功率大,与热机效率无关,故A不符合题意; B.由于不确定甲、乙做功的多少,所以无法比较耗油量,故B不符合题意; CD.甲汽油机的效率高,消耗同样多的油,甲做的有用功多,故C符合题意,D不符合题意。 故选C。 10.D 【详解】ABC.酒精的热值、密度、比热容都是酒精的特性,与酒精的质量无关,都没有发生改变,故ABC不符合题意; D.内能是物体所有分子动能和分子势能的总和,其大小与物体质量有关,所以酒精用掉一半后,它的内能会发生改变,故D符合题意。 故选D。 11.D 【详解】A.“白气”是小水滴,是由水池里的水先吸热汽化再上升后遇冷液化形成的,故A错误; B.火箭选用的燃料,具有热值较大的特点,故B错误; C.火箭上升外壳温度升高,外壳与空气摩擦,通过做功的方式使外壳的温度升高具有的内能增大,故C错误; D.火箭发射升空的过程中,将内能转化为机械能,热机做功冲程的能量转化相同,故D正确。 故选D。 12.A 【分析】(1)燃料燃烧,释放的化学能转化为内能; (2)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产生的能量之比,比值越大,则效率越高; (3)四冲程汽油机或柴油机的一个工作循环由四个冲程组成:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程;其中压缩冲程将机械能转化为内能;做功冲程将内能转化为机械能; (4)由于存在热量损失、能量损耗,所以热机的效率不可能达到100%。 【详解】A.燃料燃烧时,把化学能转化为内能,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.内燃机工作时,压缩冲程将机械能转化为内能,而做功冲程是将内能转化为机械能,故C错误; D.热机在工作时不可避免地有能量的损耗与散失,故热机的效率不可能达到100%,故D错误。 故选A。 【点评】此题考查燃烧时的能量转化、热机、以及热机效率,需要熟练掌握。 13.A 【详解】某种全麦面包的营养成分表上标有“每100g能量966kJ”,是热量与质量之比。 A.热值是完全燃烧放出的热量与质量之比,故A符合题意; B.热量指的是热传递的过程中,转移的内能,故B不符合题意; C.内能是指物质内部所有分子的分子动能和分子势能之和,故C不符合题意; D.比热容描述的是物质吸收热量的能力,指的是吸收的热量与质量和升高温度的乘积之比,故D不符合题意。 故选A。 14.A 【详解】A.使燃料燃烧越充分,可以增大有效利用的能量,提高热机的效率,故A正确; B.热值是燃料的一种特性,大小取决于燃料的种类,与其它因素无关,燃料和压缩空气混合后,燃料的热值不变,故B错误; C.压气机压缩空气,压气机对空气做功,空气的内能增大,故C错误; D.高温高压气体推动涡轮转动时,消耗内能,将内能转化为机械能,故D错误。 故选A。 15.A 【详解】使用液态氢的原因是它的热值较大,在其它条件相同时,与其它燃料比较,完全燃烧时放出的热量较多,故A符合题意,BCD不符合题意。 故选A。 16. 【详解】热值是某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,其大小只与燃料的种类有关,与质量的大小、与燃烧程度无关,每种燃料的热值是固定不变的。 17. 3 0.014 【详解】[1]电水壶烧水时,如果将壶内20 的水的温度升高60 ,水吸收的热量是5.04 105J,由得,壶内水的质量是 [2]这些热量如果用加热效率是90%的天然气炉提供,由得,天然气释放的热量为 由得,燃烧的天然气的体积为 18. 2.1 107 60% 【详解】[1]水吸收的热量 Q吸=cm(t﹣t0)=4.2 103J/(kg• ) 100kg (70 ﹣20 )=2.1 107J [2]0.5m3天然气完全燃烧放出的热量 Q放=Vq=0.5m3 7.0 107J/m3=3.5 107J 燃气灶的效率 19. 60 1.26 107 0.7875 【详解】[1]由可得水的质量为 [2]水吸收的热量为 [3]天然气完全燃烧释放热量为 由Q放=Vq可得需要天然气的体积为 20.(1)1.008 106J;(2)3kg 【详解】(1)天然气完全燃烧放出热量 Q放=qV=4.2 107J/m3 0.06m3=2.52 106J 水吸收热量 Q吸=40%Q放=40% 2.52 106J=1.008 106J (2)由知道 答:(1)水吸收的热量1.008 106J; (2)这锅水的质量3kg。 21. 1.08 107J 3000W 0.63kg 【详解】试题分析: (1)1h所抽送的水的质量为:m= 水V=1.0 103kg/m3 54m3=5.4 104kg 这些水的重力大小:G=mg=5.4 104kg 10N/kg=5.4 105N, 这些水被提升的高度为h=20m,所做的有用功为:W有用=Gh=5.4 105N 20m=1.08 107J; (2)水泵机组的有用功功率: (3)因为水泵的机械效率是 =40%,则总功为:==2.7 107J 消耗的柴油为:≈0.63kg. 答:(1)水泵机组对水做了1.08 107J的功;(2)水泵机组的有用功功率是3000W;(3)水泵机组消耗0.63kg柴油. 考点:功、功率和热机效率. 22.(1)2.52 106J;(2)6 107;(3)4.2% 【详解】解: (1)水吸收的热量 Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2 103J/(kg ) 10kg (80 ﹣20 )=2.52 106J (2)煤完全燃烧产生的热量 Q放=m′q煤=2kg 3 107J/kg=6 107J (3)煤炉烧水时的热效率 答:(1)水所吸收的热量为2.52 106J; (2)煤完全燃烧产生的热量为6 107J; (3)煤炉烧水时的热效率4.2%。 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 $$