14.4 跨学科：热机效率和环境保护 同步练-2025-2026学年物理沪科版（2024）九年级全一册

　第四节　跨学科：热机效率和环境保护　 知识点1　燃料的热值 　　　　　　　　　　　　　　　　 1．［现代科技］火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的　 　较大；火箭向下喷射燃气获得推力加速上升，是　 　能转化为机械能。  2．班级厨艺展示活动中，用煤气炉烹饪食物主要是通过　 　(选填“做功”或“热传递”)的方式增大食物的内能；现场香气四溢属于　 　现象，表明分子在不停地做无规则的运动。活动结束，剩余煤气的热值　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。  3．某燃气热水器使用天然气作为燃料，若使用中消耗掉0.02 m3的天然气，则这些天然气完全燃烧放出的热量为　 　J(q天然气＝3.2×107 J/m3)。如果这些热量完全被水吸收，则水的内能　 　(选填“增大”“减小”或“不变”)。  4．关于燃料及其热值，下列说法中正确的是( ) A．没有燃烧的燃料，热值等于零 B．燃料完全燃烧时，它的热值最大 C．燃料的热值与质量和燃烧状态无关 D．燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多 知识点2　热机效率 5．［现代科技］涡轮增压是目前汽车发动机中采用的一项新技术，它利用发动机排出的废气带动涡轮旋转，将新鲜的空气压缩后再进入内燃机的进气口，从而提高发动机的功率。这样做的好处是　 　(选填“增加”或“减少”)排出废气带走的热量，　 　(选填“提高”或“降低”)内燃机效率。  6．汽油机四冲程中将内能转化为机械能的是　 　冲程。某汽油机在一次工作中消耗了2 kg汽油，对外做功为2.3×107 J，则汽油机的效率是　 　。(q汽油＝4.6×107 J/kg)  7．两台汽油机，甲做的有用功是乙的1.5倍，甲的效率是25%，乙的效率是30%，那么甲与乙消耗的汽油的质量之比是( ) A．9∶5 B．5∶6 C．5∶9 D．6∶5 8．两台汽油机，甲的效率比乙的效率高，其意义是( ) A．甲的功率比乙的大 B．甲消耗的汽油比乙的少 C．在消耗相同的汽油时，甲输出的功率比乙的大 D．在消耗相同的汽油时，甲做的有用功比乙的多 知识点3　环境保护 9．下列关于热机和环境保护的说法，正确的是( ) A．热机的效率能达到100% B．热机排出的尾气没有内能 C．热机都是使用汽油作燃料 D．大量使用热机会造成环境污染 10．［易错题］甲、乙两个四冲程柴油机使用时的做功情况和消耗柴油对比如下，下列说法正确的是( ) 柴油机 完成工作量 时间 消耗柴油 甲 相同 3 h 5 kg 乙 2 h 6 kg A．柴油机依次按照吸气、做功、压缩、排气四个冲程循环工作 B．甲柴油机所用的燃料的热值一定比乙柴油机的高 C．甲柴油机的输出功率较小，热机效率较高 D．乙柴油机的输出功率较大，热机效率较高 11．南海探明有大量的“可燃冰”，同等条件下，“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；以10倍的关系粗略计算，2 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量可以使　 　kg的水从20 ℃加热至60 ℃。［q煤气＝4.2×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)］  12.0．3 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量，全部被质量为200 kg、温度为60 ℃的1个标准大气压下的水吸收，水升高的温度为　 　℃。若这些燃料可使一台70 kW的新能源汽车以恒定功率匀速行驶300 s，则效率为　 　%。［燃料的热值q＝1.4×108 J/kg，水的比热容c＝4.2×103 J/(kg· ℃)］  13．一辆越野车以某一速度在平直路面上匀速行驶200 km，消耗柴油20 L，若这些柴油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动越野车做有用功，所用柴油的热值为4.3×107 J/kg，密度为0.8×103 kg/m3，则以下说法正确的是( ) ①越野车是将机械能转化为内能的机器；②这些柴油完全燃烧放出的热量为6.88×108 J；③越野车消耗的有用热量即有用功为2.29×108 J；④这辆越野车以该速度匀速行驶时受到的阻力为1 032 N。 A．①②③④均正确 B．只有①②③正确 C．只有②③④正确 D．只有②④正确 14．［新考法·设计实验］为比较不同燃料燃烧放热能力的差异，小明设计了如图甲、乙所示的两组对比实验，实验装置完全相同。烧杯内水的初温、质量也都相同，实验中忽略热量的散失，且两种燃料燃烧时均匀放热。 甲乙丙 (1)实验中还应控制燃料燃烧的　 　(选填“时间”“初温”或“质量”)相同。  (2)燃料燃烧完后，画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。由此可知，燃料1燃烧5 min放出的热量　 　(选填“大于”“小于”或“等于”)燃料2燃烧15 min放出的热量。  (3)假设燃料完全燃烧，则燃料1与燃料2的热值之比为　 　。  15．某学校需要把1 000 kg的水从20 ℃加热到80 ℃，［q天然气＝4×107 J/m3，c水＝4.2×103 J/(kg· ℃)］求： (1)这些水吸收的热量。 (2)若用天然气加热，不计热量损失，需要完全燃烧多少立方米的天然气？ 16．［科学思维］小明利用如图所示的装置估测薯片的热值。 (1)为了测薯片的热值，除了图中所示器材外，还需要的器材是　 　。  (2)实验中利用　 　来表示薯片燃烧放出热量的多少。  (3)测薯片燃烧放出的热量时，应记录薯片的质量m1、水的质量m2、加热前的水温t0和　 　(填物理量及对应的符号)。用c表示水的比热容，则薯片的热值大约为q＝  　(用题中所给的符号和测得的物理量符号表示)。  (4)小明发现测得的热值比包装盒上标注的小，原因可能是　 　。(写出两点)  学科网（北京）股份有限公司 $$ 　第四节　跨学科：热机效率和环境保护　 知识点1　燃料的热值 　　　　　　　　　　　　　　　　 1．［现代科技］火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的　热值　较大；火箭向下喷射燃气获得推力加速上升，是　内　能转化为机械能。  2．班级厨艺展示活动中，用煤气炉烹饪食物主要是通过　热传递　(选填“做功”或“热传递”)的方式增大食物的内能；现场香气四溢属于　扩散　现象，表明分子在不停地做无规则的运动。活动结束，剩余煤气的热值　不变　(选填“变大”“变小”或“不变”)。  3．某燃气热水器使用天然气作为燃料，若使用中消耗掉0.02 m3的天然气，则这些天然气完全燃烧放出的热量为　6.4×105　J(q天然气＝3.2×107 J/m3)。如果这些热量完全被水吸收，则水的内能　增大　(选填“增大”“减小”或“不变”)。  4．关于燃料及其热值，下列说法中正确的是( C ) A．没有燃烧的燃料，热值等于零 B．燃料完全燃烧时，它的热值最大 C．燃料的热值与质量和燃烧状态无关 D．燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多 知识点2　热机效率 5．［现代科技］涡轮增压是目前汽车发动机中采用的一项新技术，它利用发动机排出的废气带动涡轮旋转，将新鲜的空气压缩后再进入内燃机的进气口，从而提高发动机的功率。这样做的好处是　减少　(选填“增加”或“减少”)排出废气带走的热量，　提高　(选填“提高”或“降低”)内燃机效率。  6．汽油机四冲程中将内能转化为机械能的是　做功　冲程。某汽油机在一次工作中消耗了2 kg汽油，对外做功为2.3×107 J，则汽油机的效率是　25%　。(q汽油＝4.6×107 J/kg)  7．两台汽油机，甲做的有用功是乙的1.5倍，甲的效率是25%，乙的效率是30%，那么甲与乙消耗的汽油的质量之比是( A ) A．9∶5 B．5∶6 C．5∶9 D．6∶5 8．两台汽油机，甲的效率比乙的效率高，其意义是( D ) A．甲的功率比乙的大 B．甲消耗的汽油比乙的少 C．在消耗相同的汽油时，甲输出的功率比乙的大 D．在消耗相同的汽油时，甲做的有用功比乙的多 知识点3　环境保护 9．下列关于热机和环境保护的说法，正确的是( D ) A．热机的效率能达到100% B．热机排出的尾气没有内能 C．热机都是使用汽油作燃料 D．大量使用热机会造成环境污染 10．［易错题］甲、乙两个四冲程柴油机使用时的做功情况和消耗柴油对比如下，下列说法正确的是( C ) 柴油机 完成工作量 时间 消耗柴油 甲 相同 3 h 5 kg 乙 2 h 6 kg A．柴油机依次按照吸气、做功、压缩、排气四个冲程循环工作 B．甲柴油机所用的燃料的热值一定比乙柴油机的高 C．甲柴油机的输出功率较小，热机效率较高 D．乙柴油机的输出功率较大，热机效率较高 11．南海探明有大量的“可燃冰”，同等条件下，“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　热值　很大；以10倍的关系粗略计算，2 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量可以使　5 000　kg的水从20 ℃加热至60 ℃。［q煤气＝4.2×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)］  12.0．3 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量，全部被质量为200 kg、温度为60 ℃的1个标准大气压下的水吸收，水升高的温度为　40　℃。若这些燃料可使一台70 kW的新能源汽车以恒定功率匀速行驶300 s，则效率为　50　%。［燃料的热值q＝1.4×108 J/kg，水的比热容c＝4.2×103 J/(kg· ℃)］  13．一辆越野车以某一速度在平直路面上匀速行驶200 km，消耗柴油20 L，若这些柴油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动越野车做有用功，所用柴油的热值为4.3×107 J/kg，密度为0.8×103 kg/m3，则以下说法正确的是( D ) ①越野车是将机械能转化为内能的机器；②这些柴油完全燃烧放出的热量为6.88×108 J；③越野车消耗的有用热量即有用功为2.29×108 J；④这辆越野车以该速度匀速行驶时受到的阻力为1 032 N。 A．①②③④均正确 B．只有①②③正确 C．只有②③④正确 D．只有②④正确 14．［新考法·设计实验］为比较不同燃料燃烧放热能力的差异，小明设计了如图甲、乙所示的两组对比实验，实验装置完全相同。烧杯内水的初温、质量也都相同，实验中忽略热量的散失，且两种燃料燃烧时均匀放热。 甲乙丙 (1)实验中还应控制燃料燃烧的　质量　(选填“时间”“初温”或“质量”)相同。  (2)燃料燃烧完后，画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。由此可知，燃料1燃烧5 min放出的热量　大于　(选填“大于”“小于”或“等于”)燃料2燃烧15 min放出的热量。  (3)假设燃料完全燃烧，则燃料1与燃料2的热值之比为　4∶3　。  15．某学校需要把1 000 kg的水从20 ℃加热到80 ℃，［q天然气＝4×107 J/m3，c水＝4.2×103 J/(kg· ℃)］求： (1)这些水吸收的热量。 (2)若用天然气加热，不计热量损失，需要完全燃烧多少立方米的天然气？ 解：(1)水吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg· ℃)×1 000 kg×(80 ℃－20 ℃)＝2.52×108 J。 (2)由题知，不计热量损失，天然气完全燃烧放出的热量Q放＝Q吸＝2.52×108 J，由Q放＝Vq得，加热这些水所需要天然气的体积V＝＝6.3 m3。 16．［科学思维］小明利用如图所示的装置估测薯片的热值。 (1)为了测薯片的热值，除了图中所示器材外，还需要的器材是　天平　。  (2)实验中利用　水温度的变化(合理即可)　来表示薯片燃烧放出热量的多少。  (3)测薯片燃烧放出的热量时，应记录薯片的质量m1、水的质量m2、加热前的水温t0和　薯片燃尽后的水温t 　(填物理量及对应的符号)。用c表示水的比热容，则薯片的热值大约为q＝  　(用题中所给的符号和测得的物理量符号表示)。  (4)小明发现测得的热值比包装盒上标注的小，原因可能是　薯片燃烧不充分；薯片燃烧放出的热量没有全部被水吸收(合理即可) 　。(写出两点)  学科网（北京）股份有限公司 $$