14.3 热机的效率 同步练习 2025-2026学年 人教版九年级全一册物理

14.3 热机的效率 同步练习 一、单选题 1.为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施中不能提高效率的是（   ） A.尽量增加热机的工作时间        B.尽量使燃料充分燃烧 C.尽量减少废气带走的热量        D.尽量减少热机部件的摩擦 2.如图，汽油机处于工作过程中的某个冲程，对此冲程下列叙述正确的是（   ） A.压缩冲程，机械能转化为内能      B.压缩冲程，内能转化为机械能 C.做功冲程，机械能转化为内能      D.做功冲程，内能转化为机械能 3.一台柴油机，一定质量的柴油完全燃烧时，放出了7．5×108J的热量，其中有4．5×108J的能量以各种形式损失掉了，可知该柴油机的效率是（   ） A.30%      B.40%       C.48%       D.60% 4.如图是汽油机的能量流向，关于汽油机的工作过程，下列说法不正确的是（   ） A.废气排放的能量所占比例最大，减少该部分能量损失是提高热机效率的有效手段 B.冷却水能量的二次利用可以提高能量利用率 C.该汽油机的热机效率为30%                     D.四冲程汽油机正常工作时，输出有用功的过程是在压缩冲程实现的 5.两台四冲程汽油机在相同时间内，甲做的有用功是乙的3倍，甲机的热机效率是20%，乙机的热机效率是25%，则甲、乙两机消耗的汽油质量之比是（   ） A.12：5     B.5：12     C.15：4    D.4：15 6.下列关于热机的说法正确的是(  ) A.热机的效率可以高达90%以上 B.热机是一种将化学能转化为内能的设备 C.在连续工作的四个冲程中，有一个冲程是靠飞轮的惯性完成的 D.热机完成200个工作循环，曲轴转动400周，活塞对外做功200次 7.如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（  ） A.图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少 B.图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大 C.图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少 D.图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大 8.下图所示是汽车四冲程汽油机的工作示意图，其中使汽车获得动力的冲程是（     ） A.  B.  C.  D. 9.甲、乙两汽车，甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高，这表明（   ） A.甲做功比乙多          B.以相同的牵引力行驶相同的路程，甲耗油比乙少 C.甲消耗的汽油比乙少       D.甲做功比乙快 10.如图是单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图，下列四组关于这种内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序排列，正确的是（  ） A.丁、甲、丙、乙  B.乙、丁、甲、丙  C.乙、甲、丁、丙  D.甲、乙、丙、丁 二、填空题 11.如图所示，隔着陶土网同时加热两规格相同的试管，试管中分别装有质量相同、初温均为20℃的煤油和水。若加热时间相同，则煤油和水吸收的热量________（填“相同”或“不同”）；若煤油和水的温度都升高到40℃，则________需加热较长的时间。（c水＞c煤油） 第11题图 第12题图 12.如图所示，甲、乙、丙、丁分别表示汽油机的四个冲程，请你按正确的顺序进行排列________；若该汽油机活塞1s内对外做功30次，则该汽油机的飞轮转速为________转/分。 13.小柯在科技馆看到许多奇思妙想和趣味实验。 （1）奇思妙想一一六冲程引擎。这种引在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。则第五冲程相当于（1）图中四冲程汽油机的________（填序号） （2）趣味实验一一静电实验，实验情况如（2）图所示。P1、P2、P3表示将小球B先后悬吊在距离A球远近不同的位置。①小球偏离竖直方向的原因是________。 ②据图示情景，你还能得出的结论是________。 14.如图所示，用酒精灯给水加热一段时间后，观察到软木塞冲出试管口。 （1）软木塞冲出试管口，说明力能改变物体的________。 （2）此过程中，水蒸气减少的内能________（选填“大于”、“等于”或“小于”）软木塞增加的机械能，这与热机的________冲程相似。 三、解答题 15.有一款新型四轮沙滩卡丁车，其满载时的质量为600kg，车轮与沙滩接触的总面积为2000cm2 ． 卡丁车满载时在水平沙滩上匀速直线运动，10min行驶6km，它的功率为23kW．（g=10N/kg） （1）当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时，它对沙滩的压强为多少帕？ （2）此次行驶中卡丁车的牵引力为多少牛？ （3）该卡丁车以汽油为燃料，若汽油完全燃烧产生热量的25%转化为卡丁车运动的机械能，则在这次行驶中需要燃烧多少千克的汽油？（q汽油=4.6×107J/kg） 16.某四冲程内燃机，飞轮转速为300转/分钟，活塞面积为120cm2 ， 行程L是0.3米，假如做功冲程中燃起的平均压强是5×105Pa，求 （1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力； （2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功； （3）内燃机的功率是多少？ 17.用炉子烧水时，将10kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了0.5kg的焦炭．水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），焦炭的热值是3.0×107J/kg．试求： （1）水吸收的热量是多少？ （2）0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量是多少？ （3）炉子烧水的效率是多少？ 18.现有一辆某型号的四冲程载重汽车，它以72kw的功率在水平高速公路上行驶，在20min内匀速行驶36km，消耗燃汽油20L（假设燃油完全燃烧），已知汽油的密度为0.8×103kg/m3 ， 热值为3.0×107J/kg，发动机的四冲程示意图如图所示，试回答下列问题： （1）将以上的四个冲程按吸气、压缩、做功、排气的工作顺序排列起来________，其中除________（填冲程名称）冲程外，其它冲程均靠飞轮惯性工作。 （2）汽车行驶过程中受到的水平阻力是多少N? （3）该汽车发动机的效率是多少? 19. 在“比较不同物质吸热升温情况”的实验中： （1）小丽和小明用一套器材做加热水和煤油的实验，如图甲所示．在组装器材时应先调节________ （A/B）的高度，调节它的高度是为了________ ． （2）组装好器材，他们先后在同一个烧杯中称出质量相等的水和煤油，分别加热相同的时间，比较水和煤油________ ，得出结论．要完成该实验，除图甲所示器材外，还需要的一个测量工具是________ ． （3）在对实验进行反思时，他们认为原方案有需要两次加热耗时长等缺点，因此改进方案并设计了图乙所示的装置．与原方案相比，该方案除克服了上述缺点外还具有的优点是________ ．（答出一个即可） 参考答案 一、单选题 1.【答案】A 【解析】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，所以减少热量的损失可以提高热机的效率，所以使燃料充分燃烧、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；增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率．故选A． 2.【答案】A 【解析】如图，进气门和排气门都是关闭的，活塞上行，可以判断是压缩冲程，在压缩冲程中机械能转化为内能，故A正确、BCD错误。 3.【答案】B 【解析】柴油机有效利用的能量为：E有用=7．5×108J﹣4．5×108J=3．0×108J该柴油机的效率为： η=×100%=×100%=40% 4.【答案】D 【解析】A、废气排放的能量所占比例最大，减少该部分能量损失是提高热机效率的有效手段，由图中数据可知，说法正确，A错误； B、冷却水能量的二次利用可以提高能量利用率，冷却水能量占比例30%较高，二次利用可以提高能量利用率，说法正确，B错误； C、该汽油机的热机效率为30%，根据图中数据可知，热机输出的有用功为：100%-33%-30%-7%=30%，说法正确，C错误； D、四冲程汽油机正常工作时，输出有用功的过程是在压缩冲程实现的，输出有用功的过程应该在做功冲程实现，说法错误，D正确。 5.【答案】C 【解析】由热机效率公式 得： ， ， ，又因为Q=mq，即甲、乙两机消耗的汽油质量之比是15：4．故选C． 6.【答案】D 【解析】A、通过技术改造只能提高热机的效率，但不可能达到90%以上，故A错误； B、热机是把内能转化成机械能的装置，故B错误； C、工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，其中吸气、压缩、排气这三个冲程是靠飞轮的惯性完成的，故C错误； D、热机完成一个工作循环，曲轴转动两圈做功一次完成四个冲程，故200个工作循环，曲轴转动400周，活塞对外做功200次，故D正确。 7.【答案】C 【解析】A、图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加；故A错误； B、图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能减小；故B错误； C、图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少；故C正确； D、图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气缸内气体的内能减少；故D错误． 8.【答案】C 【解析】A是吸气冲程，B是压缩冲程，C是做功冲程，D是排气冲程，所以选C。 9.【答案】B 【解析】A．做功的多少与功率和时间有关，与效率无关，故A错误； B． 以相同的牵引力行驶相同的路程，说明做功相同，做相同的功，效率高的耗油少，故甲耗油比乙少，说法正确； C． 不知道做功的多少，不能根据效率的高低比较耗油的多少，故C错误； D．做功快慢用功率来表示，与效率无关，故D错误．故选B． 10.【答案】A 甲图中两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程； 乙图中排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程； 丙图中两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程； 丁图中进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程； 所以正确的排序是丁、甲、丙、乙，答案B、C、D不符合题意； 二、填空题 11.【答案】相同；水 【解析】相同时间两种液体吸收的热量相同． 相同质量的水和煤油，升高相同的温度，因为水的比热容大，水是吸热能力强．所以水吸收的热量多； 12.【答案】（1）乙甲丁丙；（2）3600 【解析】（1）根据分析可知，第一为吸气冲程活塞向下，进气阀打开，气体进入，应该是图乙；第二为压缩冲程，活塞向上，燃油和空气的混合气体被压缩，应该是图甲；第三为做功冲程，推动活塞下行，将内能转化为机械能，应该是图丁，第四为排气冲程，活塞向上运动，将燃烧后的废气排出，应该是图丙。故顺序为乙甲丁丙。 （2）一个工作循环中有四个冲程，曲轴和飞轮转两圈，活塞往复两次，只有一次对外做功。该汽油机活塞1s内对外做功30次，所以飞1s钟飞轮转了60次，1分钟转动的次数为60×60=3600转/分。 13.【答案】（1）丙 （2）同种电荷相互排斥；电荷间相互作用的斥力大小与电荷间的距离有关，距席越近，斥力越大；同种电荷间相互作用力的大小与电荷间的距离有关，距离越近，作用力越大 【解析】（1）第五冲程让水变为水蒸气从而带动活塞运动为汽车提供动力，属于做功冲程；而甲图中丙为做功冲程；故答案为：丙； （2）由图可知A、B都是带正电荷；由于同种电荷相排斥，B电荷受到A电荷的排斥力导致了B电荷偏离了竖直方向；且由图可知，B电荷距离A电荷越远，B电荷偏离的角度越小；故答案为：同种电荷相互排斥；电荷间相互作用的斥力大小与电荷间的距离有关，距席越近，斥力越大；同种电荷间相互作用力的大小与电荷间的距离有关，距离越近，作用力越大； 14.【答案】（1）运动状态（2）大于；做功 【解析】（1）软木塞由静止到冲出试管口，说明运动状态发生了改变；故答案为：运动状态； （2）该实验主要是模拟热机的一个冲程的实验，水蒸汽受热膨胀，压强增大，对木塞做功，使木塞飞出，水蒸气的内能转为化木塞的机械能，与热机中的做功冲程相似；故答案为：大于；做功； 三、解答题 15.【答案】（1）解：卡丁车满载时的重力：G=mg=600kg×10N/kg=6000N， 卡丁车满载时对地面的压力：F=G=6000N， 受力面积S=2000cm2=0.2m2 ， 卡丁车满载时对地面的压强：p===3×104Pa； （2）卡丁车的行驶速度：v===10m/s， 由P=Fv得牵引力：F===2300N； （3）牵引力做的功：W=Pt=23000W×600s=1.38×107J， 由η=得完全燃烧汽油放出的热量：Q放===5.52×107J， 由Q放=mq得完全燃烧汽油的质量：m===1.2kg． 【解析】（1）知道卡丁车满载时的质量，利用G=mg求其重力，卡丁车满载时对地面的压力等于其重力，知道受力面积，利用p=求卡丁车满载时对地面的压强； （2）求出卡丁车的行驶速度，利用P=Fv求此次行驶中卡丁车的牵引力； （3）利用W=Pt求牵引力做的功，即汽油完全燃烧产生热量转化的机械能，根据η=求完全燃烧汽油放出的热量，再利用Q放=mq求完全燃烧汽油的质量． 16.【答案】（1）活塞的面积S=120cm2=0.012m2 ， 由p= 得： 做功冲程中燃气对活塞的平均压力：F=pS=5×105Pa×0.012m2=6000N （2）气体每次膨胀对活塞做功：W′=Fs=6000N×0.3m=1800J （3）300r/min表示每分钟曲轴转动300转，每两转对外做功一次，所以每分钟做功150次， 汽油机每分钟做的功：W=150W′=150×1800J=2.7×105J； 汽油机的功率：P= = =4500W． 【解析】（1）活塞的面积S=120cm2=0.012m2 ， 由p= 得：做功冲程中燃气对活塞的平均压力：F=pS=5×105Pa×0.012m2=6000N； （2） 气体每次膨胀对活塞做功：W′=Fs=6000N×0.3m=1800J； （3）300r/min表示每分钟曲轴转动300转，每两转对外做功一次，所以每分钟做功150次，汽油机每分钟做的功：W=150W′=150×1800J=2.7×105J；汽油机的功率：P= = =4500W． 17.【答案】（1）解：水吸收的热量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（100℃﹣20℃） =3.36×106J （2）解：0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量：Q放=mq=0.5kg×3.0×107J/kg=1.5×107J （3）解：炉子烧水的效率： η= ×100%= ×100%=22.4% 【解析】（1）知道水的质量、水的比热容和水的温度变化，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；（2）知道焦炭的热值和质量，根据Q放=mq求出焦炭完全燃烧释放的热量； （3）水吸收的热量和焦炭完全燃烧放出热量的比值即为炉子烧水的效率． 18.【答案】（1）丁甲丙乙；做功 （2）解：P=72KW=72000W，V=S/t=36km/20min=30m/s    F=P/V=2400N    二力平衡f=F=2400N （3）解：W=pt=72000w×1200s=8.64×107J    Q=mq=0.02×800kg×3×107=48×107J         η=W/Q=18% 【解析】（1）热机的四个冲程中只有做功冲程是对外做功的，其他三个冲程是不对外做功；故答案为：丁甲丙乙，做功； （2）汽车以恒定的功率行驶，所以是匀速运动，在水平方向上牵引力等于阻力；故答案为：P=72KW=72000W；V=S/t=36km/20min=30m/s； F=P/V=2400N；二力平衡f=F=2400N； （3）热机做功的结果是使汽车行驶，故汽油的能量为总功，汽车的输出功率做的功为有用功；故答案为：W=pt=72000w×1200s=8.64×107J； Q=mq=0.02×800kg×3×107=48×107J； η=W/Q=18%； 19.【答案】（1）A　；确保使用外焰加热　（2）升高的温度　；秒表 （3）该方案避免两次加热，用同一热源加热确保在相等时间内吸收的热量相等　 【解析】（1）组装实验仪器是实验中的一个重要环节，应从最优化的角度去考虑，避免重复调整． （2）实验需要测量水与煤油的加热时间，需要用到秒表；液体吸收相等的热量，升高的温度越高，液体的吸热能力越弱． （3）分析图示实验，根据图示实验装置分析答题． www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$