14.3 热机的效率 同步练习-2025-2026学年人教版物理九年级全一册

14.3热机的效率 一、选择题 1．我国自主研制的全球最大的双燃料动力船，既可以通过传统燃油驱动，也可以通过携带的液化天然气驱动。其中选择液化天然气作为能源，除了环保，主要还因为它的（　　） A．燃点高 B．密度大 C．沸点高 D．热值大 2．用煤炉给10kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤的热值约为3×107J/kg。根据题意，以下判断不正确的是（    ） A．加热3min水吸热是加热6min水吸热的一半 B．水升高相同的温度，吸收的热量是相同的 C．相同的加热时间里，水升高的温度不同 D．煤炉烧水的效率为4.2% 3．如图是载有“天问一号”的火箭发射升空的情景，下列描述错误的是（　　） A．火箭发射时出现的大量“白气”是液化现象 B．火箭点火升空过程中机械能不变 C．火箭向下喷燃气才能上升，是因为力的作用是相互的 D．火箭选择液态氢作为燃料是因为氢的热值大 4．某同学为提高热机效率提出了四种办法，其中错误的是（   ） A．尽量减少各种热损失 B．尽量减少克服摩擦额外消耗的功 C．尽量减少输出功力 D．尽量使燃料充分燃烧 5．下列关于热值和热机效率的说法中，正确的是（　　） A．使燃料燃烧的更充分，可以增大热值 B．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率 C．柴油机的热机效率最高可以达到100% D．燃料燃烧释放的热量越大，热值越大 6．如图所示，用酒精灯加热试管中的水，水加热后产生大量水蒸气将塞子顶出，同时管口出现“白雾”。下列说法正确的是（　　） A．“白雾”是水汽化形成的 B．燃烧后，剩余的酒精热值变小 C．水蒸气将塞子顶出时，水蒸气的内能增大 D．塞子被顶出过程中，内能转化为机械能 7．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同（　　） A．比较不同液体的比热容，可以选择甲、乙两图 B．比较不同液体的比热容，可以选择乙、丙两图 C．比较不同燃料的热值，可以选择甲、丙两图 D．比较不同燃料的热值，不可以选择甲、乙两图 8．在两个相同的烧杯中分别加入100g水和干泥土，先后用同一酒精灯加热，用温度计测量它们的温度变化，记录水和干泥土升高一定温度所需时间如下表。测得共消耗酒精3g，若水和干泥土单位时间内吸收的热量相等，，。下列说法正确的是（　　） 升高温度（℃） 加热水的时间（min） 加热干泥土的时间（min） 5 2 0.4 10 4 0.8 15 6 1.2 20 8 1.6 25 10 2.0 A．加热10min，水吸收的热量为 B．干泥土的 C．加热2min，干泥土吸收的热量为 D．酒精灯的加热效率为15% 二、填空题 9．有经验的柴油机维修师，不用任何仪器，只是靠近柴油机排气管口闻一下，并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度，就能初步判断这台柴油机的节能效果。在同样负荷的情况下，尾气的柴油味越　 　（填“浓”或“淡”），柴油机的效率越节能；尾气温度越　 　（填“高”或“低”），柴油机越节能。 10．灶台下干木柴燃烧的过程中，剩余干木柴的热值将　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”），完全燃烧20kg的干木柴释放出　 　J的热量。（q干木柴=1.2×107J/kg） 11．为了节能环保，政府部门禁止野外焚烧秸秆，将秸秆回收再利用，既可产生沼气，又可产生肥料。用沼气灶烧水，将质量为5kg的水温度升高40℃需要燃烧沼气0.1m3，则沼气灶烧水的效率为　 　。【q沼气=2×107J/m3，c水=4.2×103/（kg·℃）】。 12．长征三号乙运载火箭发动机用的是偏二甲肼作为燃料，其热值是，若完全燃烧2吨偏二甲肼，共放出　 　J热量；某单缸四冲程柴油机曲轴的转速为1200r/min，在1s内柴油机对外做功　 　次（）。 13．2024年3月20日上午8时31分28秒，我国在文昌航天发射场使用长征八号遥三运载火箭成功将探月工程四期鹊桥二号中继星、天都一号、二号通导技术试验星成功发射升空。若这次发射过程中火箭发动机的效率是50%，所需要的有用功至少为3.5×1012J，则发射前工程师至少向火箭加注　 　t热值为1.4×108J/kg的液态氢（假设液态氢完全燃烧）。 三、实验探究题 14．如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量均为10g； （1）若比较不同燃料的热值应选择　 　两个装置；比较不同物质的比热容应选择　 　两个装置；（选填装置序号：甲、乙、丙） （2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察　 　比较燃料燃烧放出热量的多少； （3）实验中需要的测量工具有温度计、秒表和　 　；烧杯乙和烧杯丙内各装有240mL的水，则甲中的食用油的体积应该　 　mL（ρ食用油=0.8×103kg/m3）；这种操作过程使用的方法是　 　（填“转换”、“控制变量”或“等效替代”）法； （4）实验中，发现食用油和水在加热相同时间，食用油的温度上升得较多，由此可以判断：　 　（填“水”或“食用油”）物质的吸热能力较强。 四、计算题 15．页岩气是一种清洁新能源，对加快节能减排和大气污染防治具有重要意义．页岩气的热值约为3.0×107J/m3． （1）完全燃烧1m3的页岩气，放出多少热量？ （2）在标准气压下，完全燃烧1m3的页岩气，能使质量为100kg、初温为30℃水温度升高到多少摄氏度？ （c水=4.2×103J/（kg·℃） 16．某工厂需要将100kg、20℃的水加热到60℃作为工业用热水。已知水的比热容c=4.2×103 J/（kg·℃），汽油的热值q=4.6×107 J/kg，求： （1）水吸收的热量； （2）若这些热量由汽油完全燃烧放出的，需要多少千克的汽油；（结果保留到小数点后两位） （3）如果把这些汽油用于小轿车，小轿车发动机的效率为25%，在平直的公路上匀速行驶2km，小轿车受到的牵引力是多少？ 17．一辆使用汽油为燃料的家用小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶108km，已知汽油的热值q=4.6×107J/kg，发动机的实际功率为23kW，小汽车发动机的效率为25%，求这段过程中： （1）小汽车运动的时间； （2）发动机所做的功； （3）消耗汽油的质量。 参考答案 1．D 2．A 3．B 4．C 5．B 6．D 7．D 8．C 9．淡；低 10．不变； 11．42% 12．；10 13．50 14．（1）乙、丙；甲、乙 （2）度计示数的变化 （3）天平；300；控制变量 （4）水 15．（1）解：由 知道，1m3 的页岩气完全燃烧后放出的热量是：Q放 =Vq=1m3 ×3.0×107 J/m3 =3.0×107 J； 答：完全燃烧1m3 的页岩气，放出的热量是3.0×107 J； （2）解：由 知道，水的温度变化量是： 所以，理论上水的末温是：t=t0 +△t=30℃+71.4℃=101.4℃， 由于在一个标准大气压下，水在100℃沸腾，且沸腾后吸热温度不变，所以水温最后应是100℃． 答：吸热后，水温度可升高到100℃ 16．（1）解：水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(60℃-20℃)=1.68×107J 答：水吸收的热量是1.68×107J； （2）解：若这些热量由汽油完全燃烧放出的，汽油完全燃烧放出的热量Q放= Q吸=1.68×107J 需要汽油的质量 答：若这些热量由汽油完全燃烧放出的，需要0.37千克的汽油； （3）解：有用功W有=ηQ放=25%×1.68×107J=4.2×106J 小轿车受到的牵引力 答：如果把这些汽油用于小轿车，小轿车发动机的效率为25%，在平直的公路上匀速行驶2km，小轿车受到的牵引力是2100N。 17．（1）解：由 得，小汽车运动的时间为 答：运动的时间为5400s； （2）解：由 得，发动机所做的功为 答：发动机所做的功为1.242×108J； （3）解：由 得，汽油完全燃烧释放的热量 由 得，消耗汽油的质量为 答：消耗汽油的质量为10.8kg。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $