第14章 第3节 热机的效率-【勤径学升】2025-2026学年新教材九年级上册物理同步练测配套教师用书（人教版2024）

第3节　热机的效率 燃料的热值　　 [物理观念]关于燃料和热值，下列说法正确的是(A) A．燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关 B．容易燃烧的燃料，热值一定大 C．煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多 D．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的比热容大 关于燃料的热值，下列说法正确的是(C) A．提供充足的氧气，让燃料更充分地燃烧，可以提高燃料的热值 B．根据热值计算公式q＝可知，减小m可以提高热值 C．燃料的热值只与燃料的种类有关 D．一点就着的纸比很难引燃的煤块热值高 沼气是一种清洁燃料，部分地区因地制宜建造沼气池，利用沼气烧水做饭。已知沼气的热值为1.9×107 J/m3，完全燃烧0.2 m3沼气，放出的热量为3.8×106J。 已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q天然气＝4.2×107 J/kg。小明家的燃气热水器将100 kg的水由20 ℃加热到50 ℃，水吸收的热量为1.26×107J；若不计热损失，需要消耗0.3kg的天然气。洗澡后小明发现，浴室里热水器的两根水管，有一根表面布满水珠，另一根没有水珠，则表面布满水珠的水管中通的是冷(选填“热”或“冷”)水。 热机的效率　　 某内燃机的能量流向如图所示，该内燃机的效率为(D) 5题图 A．7% B．28% C．31% D．34% 关于热机的效率，下列说法不正确的是(C) A．燃料更充分燃烧可以提高热机的效率 B．减少机械间的摩擦可以提高热机的效率 C．通过科技进步，热机的效率可以达到100% D．将燃烧排出的废气再利用可以提高热机的效率 [教材图改编]某辆行驶的小轿车，其正常工作时的能量转化情况如图所示。若输入的化学能为2 000 J，输出的动能为300 J，则输出的内能和声能共计1 700J；输出的有用能量是动能，则小轿车发动机正常工作时的效率为15%。 7题图 [易错题]下列关于热机的效率说法中正确的是(D) A．热机的功率越大，效率越高 B．热机消耗的燃料越少，效率越高 C．燃料的热值越大，效率越高 D．完成相同的有用功，所用的同种燃料越少，效率越高 (多选)为了提高热机的效率，可采取的措施是(ACD) A．设法利用废气的能量 B．延长热机工作时间 C．使燃料尽可能充分燃烧 D．保证良好的润滑，减少摩擦 某汽油机工作时的能量损失情况：气缸散热损失30%，废气带走35%，机械摩擦及其他损耗总和为10%。已知汽油热值为4.6×107 J/kg。下列说法中正确的是(B) A．该汽油机工作的效率是25%，工作时汽油燃烧释放能量的75%转化为机械能 B．若该汽油机消耗2 kg汽油，获得的机械能为2.3×107 J C．若该汽油机消耗2 kg汽油，损失的能量为3.22×107 J D．经过不断改进和创新，汽油机的效率可以提高到100% 右图是小明家使用的太阳灶，某次用该太阳灶将50 kg、25 ℃的水加热到98 ℃，那么这些水吸收的热量为1.533×107J；若使用木柴加热这些水，假设木柴放出的热量有60%完全被水吸收，则所需要木柴的质量为2.1kg。(结果保留1位小数)[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，木柴的热值是1.2×107 J/kg] 3题图 某品牌汽车的汽油机工作时的能量流向如图所示。 4题图 (1)由图中信息可知，汽油机工作过程中输出有用功的效率为35%。完全燃烧2 kg的汽油，该汽车获得的机械能是3.22×107J。(已知q汽油＝4.6×107 J/kg) (2)汽油机工作一段时间后，油箱里的汽油没有发生变化的是②③④(填序号)。 ①质量　 ②密度　 ③比热容　 ④热值 (3)汽油机的效率很低，主要原因之一是废气带走了大量的能量。 (4)汽油机在月球不能(选填“能”或“不能”)使用。 汽油机是热机的一种，某台单缸四冲程汽油机功率为2 000 W，一次循环对外做功200 J，则飞轮的转速为1 200r/min。一辆汽车匀速行驶20 min，消耗的汽油为3 kg，获得了4.14×107 J的机械能，则该汽车汽油机的效率为30%。(汽油的热值为4.6×107 J/kg) 第14届中国航展首日，我国自主研制的大型水陆两栖灭火机“鲲龙”进行低空投水表演。若灭火机航行20 min消耗航空燃油900 kg，发动机的平均功率为1.5×107 W，航空燃油的热值为4×107 J/kg。求： (1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量。 (2)发动机的效率。 解：(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量： Q放＝m燃油q＝900 kg×4×107 J/kg＝3.6×1010 J； (2)根据P＝得，发动机做的功： W＝Pt＝1.5×107 W×20×60 s＝1.8×1010 J， 发动机的效率：η＝＝＝50%。 答：(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量为3.6×1010 J；(2)发动机的效率为50%。 [教材题改编]某品牌汽车在平直公路上匀速行驶了16 km，消耗汽油的质量为1.6 kg，汽车受到的阻力为1 150 N。(g取10 N/kg，汽油的热值q＝4.6×107 J/kg)求： (1)匀速行驶过程中，汽车牵引力做的功。 (2)汽车发动机的效率。 解：(1)匀速直线行驶过程中，汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，则F＝f＝1 150 N， 此过程中牵引力做的功： W＝Fs＝1 150 N×16 000 m＝1.84×107 J； (2)燃料完全燃烧放出的热量： Q放＝m汽油q＝1.6 kg×4.6×107 J/kg＝7.36×107 J， 则汽车发动机的效率： η＝×100%＝×100%＝25%。 答：(1)匀速行驶过程中，汽车牵引力做的功为1.84×107 J；(2)汽车发动机的效率为25%。 [科学探究]为探究不同燃料燃烧放热能力的差异，小华设计了如图甲、乙所示的两组对比实验，实验装置完全相同，燃料的质量都是10 g。 8题图 (1)实验中应按照自下而上(选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序安装实验器材。 (2)实验中需要控制被加热水的质量和初温均相同，还需要的测量工具是天平。 (3)本实验中通过观察温度计示数的变化来比较燃料燃烧放出热量的多少，这运用了转换法。 (4)实验数据如下表。根据数据计算：完全燃烧10 g燃料1放出的热量为2.4×104J；燃料2的热值为1.2×106J/kg。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 燃 料 加热前水的 温度/℃ 燃料燃尽时 水的温度/℃ 燃料的热值/ (J·kg－1) 1 15 35 2.4×106 2 15 25 (5)通过实验得到的燃料热值与实际值相比偏小(选填“大”或“小”)，出现这种情况的主要原因是燃料不能完全燃烧，同时燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收。 学科网（北京）股份有限公司 $$