14.2 热机的效率 ----2024-2025学年人教版物理九年级上学期

2024—2025学年九年级物理人教版14.2 热机的效率 一、单选题 1．热机的广泛使用已经成为一个国家工业化程度的标志，下列有关热机的说法中正确的是（　　　） A．通过不断的改进和创新可以使热机的效率达到100% B．热机的做功冲程是把机械能转化为内能 C．提高热机的效率可以节约能源减少污染 D．使用热值大的燃料可以提高热机的效率 2．下列说法正确的是 A．汽车刹车过程中是内能转化为机械能 B．用活塞式抽水机抽水时利用了液体压强 C．抛在空中的篮球在下落过程中，篮球所受重力做功越来越多 D．烧烤用的木炭的热值是3.4×107J/kg，意思是1千克木炭燃烧产生的热量是3.4×107J 3．下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是（　　） A．热机排出的尾气没有内能 B．热机的效率能达到100% C．热机都是使用汽油作燃料 D．热机的大量使用会造成环境污染 4．关于热值、内能和热传递的说法正确的是（　　） A．50℃的水比30℃的水内能大 B．0℃的冰可从0℃的水中吸热 C．燃料燃烧时放出热量多的热值大 D．以上说法均不正确 5．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．由乙图可知该汽油机的效率是30% B．为节能，冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措降低了燃料的利用率 C．汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 D．甲图是压缩冲程，活塞对汽缸内的气体做功，气体的温度升高 6．冬季煤炭的需求量增加，判定煤炭价格高低需根据一个重要物理量是（ ） A．密度 B．比热容 C．热值 D．热量 7．关于热现象，下列说法正确的是 A．燃料燃烧不充分，热值降低 B．物体温度升高，内能增大，一定向外界吸收了热量 C．汽油机压缩冲程是将内能转化为机械能 D．相同质量的不同物质，吸收相同的热量，温度升高得多的比热容小 8．下列说法其中正确的是（　　） A．温度越高的物体，内能越大 B．水和酒精混合后总体积减少表明分子间有引力 C．我国“长征五号B”大型运载火箭使用氢作燃料，是因为氢的热值大 D．小明认为随着科技发展，内燃机效率可以达到100% 9．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．相同的时间内，汽油机甲比乙所用的汽油节约一些 C．甲比乙用的汽油少 D．完全燃烧相等的汽油，其内能转化为有用功的能量甲比乙多 10．下列关于热机效率的说法中正确的是（　　） A．热机的功率越大，效率越高 B．热机所用燃料的热值越大，效率越高 C．减少燃烧过程中的热量损失可以提高热机效率 D．通过技术改进，热机效率可达100% 11．下列关于内能、热值和比热容的说法中，正确的是（　　） A．比热容与物体吸收热量的多少有关 B．质量不变的物体内能也一定不变 C．燃料燃烧越充分其热值就越大 D．－20℃的冰也有内能 12．小郭同学想要比较甲物质与水的吸热本领，于是选用了两套完全相同的酒精灯给质量同为200g的物质甲和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图所示，已知酒精的热值q=3.0×107J/kg，加热时，酒精灯平均每分钟消耗0.28g酒精。已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg℃)，则下列说法正确的是（  ） A．实验开始时，必须控制甲和水的初温相等 B．前10min，甲吸收的热量为2.52×103J C．酒精灯的加热效率为30% D．甲与水的比热容之比为2：1 13．提高热机效率的有效途径是（　　） A．采用优质的燃料 B．减少热机的各种热损失，保证良好的润滑 C．降低热机的效率 D．避免使用热机 14．2024年10月30日4时27分，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射（如图）。下列说法正确的是（　　） A．火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大 B．火箭发动机工作过程中的热机效率是100% C．火箭的燃料选用液氢是因为液氢的比热容大 D．火箭发射升空的过程与热机做功冲程的能量转化相同 15．下列关于热现象的说法；你认为正确的是（　　） A．柴油机在吸气冲程中，把柴油和空气的混合物吸入汽缸 B．燃料没有完全燃烧时热值将变小 C．物体的温度升高，则一定是从外界吸收了热量 D．水的比热容较大所以暖气用水来循环 二、填空题 16．农作物的秸秆可以回收加工制成秸秆煤。完全燃烧0.5kg的秸秆煤放出的热量若完全被质量为100kg，初温为20°C的水吸收，可使水温升高到 ℃[已知q秸秆煤=2.1×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg·℃）]。 17．将质量为100kg，初温为20℃的水，加热至50℃ .则水吸收 J的热量,这些热量需要完全燃烧0.42 kg的秸秆煤提供，不计热量损失,则此秸秆煤的热值为 J/kg. [已知c水=4.2×103J/(kg·℃)]. 18．“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的 很大；1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为4.2×108J，可以使 kg的水从20℃加热至60℃。[] 19．提高热机效率的途径之一是 ． 三、实验题 20．在“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验中，宸宸和乐乐两组同学从甲、乙两图所示的实验装置中各选一套来完成实验。 （1）图A是实验中某一时刻温度计示数，其读数是 ℃。 （2）观察到B图中的实验现象是在水沸腾 （选填“前”或“时”）。 （3）图C是两个小组根据各自的实验数据绘制的“温度—时间”图象，其中图线 是根据甲实验装置的数据绘制的。该装置烧杯中水的质量为100g，从开始加热到沸腾酒精燃烧放出了的热量，则该装置的效率为 %。（水的比热容） （4）实验结束后：①乐乐同学组装了装置丙，烧杯和试管内都装有水，用酒精给烧杯加热，试管中的水 （选填“会”或“不会”）沸腾。②宸宸终于明白妈妈用炉火炖鸡汤时，在汤沸腾后调为小火比较节能的道理是 。 四、综合题 21．汽油机是热机的一种，请回答以下问题。 (1)图1是汽油机的能量流向图，其效率 （用图中的符号表示）； (2)如图2所示为甲、乙、丙三部汽油机燃烧完全燃烧释放的内能和汽油机输出机械能的二维柱状图。根据图中的信息可知 （选填“甲”、“乙”或“丙”）的效率最高；若丙消耗了2kg汽油，假如汽油完全燃烧，释放的热量为 J；输出的机械能为 J。[汽油热值] 五、计算题 22．如图，小明的家里安装了即热式天然气热水器，他想估测热水器的加热效率。打开热水器，用温度计测得热水器进水管的水温为，出水管的水温为，放出热水后，消耗天然气的体积为。[]求： (1)水吸收的热量； (2)天然气完全燃烧放出的热量； (3)热水器的加热效率。 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 C D D D C D C D C 题号 11 12 13 14 15 答案 D C B D D 1．C 【详解】A．通过不断的改进和创新可以提高热机的效率，但永远不可能使热机的效率达到100%，故A错误； B．热机的做功冲程中，是将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，故B错误； C．提高热机的效率，在燃烧相同的燃料时，可以提供更多的有用功，从而节约能源，减少污染物的排放，故C正确； D．热机的效率是指有效利用的能量占燃料完全燃烧释放总能量的百分比，与燃料热值的大小没有关系，故D错误。 故选C。 2．C 【详解】行驶的汽车从开始刹车到停止的过程，克服摩擦做功，内能增加、温度升高，使机械能转化为内能，故A错误；活塞式抽水机是利用大气压把水从低处抽到高处，故B错误；抛在空中的篮球在下落过程中，因为篮球下落距离越来越大，所以重力做功越来越多，故C正确；木炭的热值是3.4×107 J/kg，它的物理意义是：1kg木炭完全燃烧放出的热量是3.4×107 J，故D错误，故选C． 3．D 【详解】A．热机工作时，排出的尾气带走了大部分内能.A说法不正确． B．热机工作时由于要克服机械间的摩擦做额外功、同时也存在热散失、并且废气带走大部分能量，所以热机的效率很低，不能达到100%.B说法不正确． C．热机中煤炭、汽油、柴油、天然气、氢气等燃料都可使用.C说法不正确． D．热机工作时，燃料燃烧放出的废气会造成环境污染，所以热机的大量使用会造成环境污染.D说法正确． 4．D 【详解】A．物体内能的大小跟质量、温度、状态等有关，不能仅比较温度的大小来判断内能的大小，故A错误； B．0℃的冰和0℃的水温度相同，不会发生热传递，故0℃的冰不能从0℃的水中吸热，故B错误； C．相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量越多的热值越大，题中燃料的质量未知、燃烧的情况未知，所以不能比较热值的大小，故C错误； D．由于ABC都错，所以以上说法均不正确，故D正确。 故选D。 5．D 【详解】A．由乙图可知该汽油机的效率为 故A错误； B．为了节能，冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，将尾气中浪费的能量转化为有用的能量，大大提高了燃料的利用率，故B错误； C．热值是燃料本身的一种特性，只由燃料本身决定，和燃料的质量、放出热量的多少、燃烧是否充分、温度高低无关，故C错误； D．根据图甲可知，两个气门关闭、活塞上行，为压缩冲程，活塞对汽缸内的气体做功，机械能转化为内能，气体的温度升高，故D正确。 故选D。 6．C 【详解】冬季煤炭的需求量增加，判定煤炭价格高低需根据一个重要物理量是热值．故选C． 【点睛】热值是燃料的一种特性，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，放出的热量越多． 7．D 【详解】A． 燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料情况无关，故A错误； B． 物体温度升高，内能增大，不一定向外界吸收了热量，也可能是外界对物体做功的缘故，故B正确； C．汽油机压缩冲程是将活塞的机械能转化为燃料的内能，故C正确； D．根据公式Q=cm可知相同质量的不同物质，吸收相同的热量，温度升高得多的比热容小，故D正确． 8．C 【详解】A．内能与物体的质量、温度和状态有关，温度越高的物体，内能不一定越大，故A错误； B．水和酒精混合后总体积减少表明分子间有间隙，故B错误； C．由于氢的热值大，燃烧相同质量的氢和其它物质，氢放出的热量更多，所以我国“长征五号B”大型运载火箭使用氢作燃料，故C正确； D．由于使用任何机械时，都有能量损耗，所以随着科技发展，内燃机效率也不可能达到100%，故D错误。 故选C。 9．D 【详解】效率是表明有用功占总功百分比的物理量。如果汽油机甲的效率比乙的高，说明汽油机甲的性能好，燃烧相同的汽油，甲做的有用功多；做相同的有用功，甲消耗的汽油少。因此在比较过程中一定要有前提条件，故ABC不符合题意；D符合题意。 故选D。 10．C 【详解】A．热机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，热机做功越快，表示热机的功率越大，与效率无关，故A错误； B．用热值大的燃料，燃烧相同燃料可以放出更多的热量，但用来做有用功的能量不一定多，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量的比值不一定大，热机效率不一定高，故B错误； C．使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率，故C正确； D．热机在工作过程中不可避免地存在能量的损失，所以热机效率永远要小于100%，故D错误。 故选C。 11．D 【分析】密度、比热容、热值是物质的某种特性，与物质的种类和状态有关，同种燃料的密度、比热容、热值一般不变；内能是物体中所有分子热运动的动能和势能之和，一切物体都具有内能；物体内能与温度有关，还与状态有关。 【详解】A．比热容是物质的特性与物质种类和状态有关，与吸收热量多少无关，故A错误； B．物体内能与质量和状态等因素有关，质量不变的物体温度越高，内能越大，故B错误； C．热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，故C错误； D．一切物体都具有内能，故D正确。 故选D。 12．C 【详解】A．物质吸热与温度变化量有关，故实验开始时不必控制甲和水的初温相等，故A错误； BD．根据吸热公式可知甲物质与水吸收的热量为 联立并代入数据可得 则 前10min，甲温度由0升至60℃，则吸收的热量为 故B、D错误； C．前10min酒精灯燃烧放出的热量为 则酒精灯的加热效率为 故C正确。 故选C。 13．B 【详解】A．热机效率为有效利用的能量与总能量之比，采用优质的燃料，提高燃料的热值，并不能提高热机的效率。故A不符合题意； B．减少热机的各种热损失，保证良好的润滑，可以提高有效利用的能量与总能量之比，故B符合题意； C．降低热机的效率很明显不符合题意，故C不符合题意； D．不使用热机，并不能提高热机的效率，故D不符合题意。 故选B。 14．D 【详解】A．热值是燃料的属性，其大小与燃料是否燃烧充分无关，故A错误； B．额外功不可避免，所以火箭发动机工作过程中的热机效率小于100%，故B错误； C．火箭的燃料选用液氢是因为液氢的热值大，故C错误； D．火箭属于热机，火箭发动机工作时将内能转化为机械能，能量转化形式与汽油机的做功冲程相同，故D正确。 故选D。 15．D 【详解】A．在吸气冲程，柴油机吸入气缸的只是空气，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，故A错误； B．燃料的热值仅与燃料的种类有关，与燃料燃烧是否充分无关，故B错误； C．物体的温度升高，可能是外界对物体做了功，也可能从外界吸收了热量，故C错误； D．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以暖气用水来循环，故D正确。 故选D。 16．45 【详解】完全燃烧0.5kg的秸秆煤放出的热量 秸秆煤放出的热量完全被水吸收，则水吸收的热量 水升高的温度 则水的末温 17． 1.26 3 【详解】水吸收的热量：Q吸=cm△t=4 Q放q.2×103 J/(㎏⋅℃)×100kg×(50℃−20℃)=1.26×107J，因为Q吸=Q放,所以由Q放=qm可知,q= ==3J/kg. 18． 热值 2500 【详解】[1]在质量相同时，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，由可知，“可燃冰”的热值很大。 [2]1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为 不计热损，水吸收的热量和可燃冰完全燃烧放出的热量相等，则水吸收的热量为 根据可知，水的质量为 19．尽量使燃料充分燃烧（保证良好润滑减少摩擦；尽量降低散热） 【分析】根据题中“……提高……热机效率……途径……”可知，本题考查热机效率．根据提高热机效率的方法进行分析推断． 【详解】热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．要提高效率，首先使燃料充分燃烧，然后减少燃烧产生能量的损失，提高其利用率． 【点睛】本题为基础题，比较简单． 20． 94 前 b 60 不会 沸腾时持续吸热但温度不变 【详解】（1）[1]图A中温度计的分度值为，示数为。 （2）[2]B图中气泡在上升过程中遇冷体积收缩，气泡越来越小，是沸腾前的现象。 （3）[3]水沸腾时，继续吸热，温度不变，由图象可知，乙装置中水沸腾后继续吸热，温度不变，所以图线b是根据乙实验装置的数据绘制的。 [4]水吸收的热量 该装置的效率 （4）①用酒精给烧杯加热，试管中的水达到沸点后，由于试管内外温度相同，试管中的水不能继续吸热，所以试管中的水不会沸腾。 ②水沸腾时持续吸热，水的内能增加，但温度不变，所以妈妈用炉火炖鸡汤时，在汤沸腾后调为小火比较节能。 21．(1) (2) 乙 【详解】（1）燃料完全燃烧放出的能量为E1，做有用功的能量为E4，由热机效率的概念可知，效率的表达式为 （2）[1]如图2所示，设纵坐标的单位长度为E，由知，甲的效率为 乙的效率为 丙的效率为 比较发现，甲、乙、丙三部汽油机中，乙的效率最高，甲丙的效率相同。 [2][3]由知，丙消耗了2kg汽油，假如汽油完全燃烧，释放的热量为 输出的机械能为 22．(1)8.4×106J (2)2.1×107J (3)40% 【详解】（1）的水吸收的热量为 （2）的天然气完全燃烧放出的热量为 （3）热水器的加热效率为 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 $$