14.3 热机 14.4 跨学科：热机效率和环境保护 综合练习题- 2025-2026学年沪科版（2024）九年级全一册物理

14.3热机14.4跨学科：热机效率和环境保护 综合练习题 一、选择题 1.热机的广泛使用已成为一个国家工业化程度的标志，下列交通或运输工具中，动力设备不是使用热机的是（　　） 2.如图所示为单缸四冲程汽油机工作示意图，下列说法正确的是（　　） A.图甲：吸入汽缸的是空气 B.图乙：气体对活塞做功，是压缩冲程 C.图丙：汽油的内能转化为机械能，为汽油机提供动力 D.图丁：排气冲程，这个冲程不是利用飞轮的惯性完成 3. 一台单缸四冲程柴油机飞轮的转速是3600 r/min，则柴油机每秒钟（ ） A.完成60个循环，120个冲程 B.做功30次，活塞往复60次 C.完成60个循环，60个冲程 D.做功1200次，活塞往复1200次 4.如图，机械能与内能相互转化的事例中，与图中内燃机工作冲程相同的是（ ） 5.喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图甲）；扭转瓶子（如图乙）；轻轻转动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾（如图丙）。图乙和图丙所示的过程，分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似，这两个冲程是（　　） A.吸气冲程和压缩冲程 B.压缩冲程和做功冲程 C.做功冲程和排气冲程 D.压缩冲程和排气冲程 6.如图，玻璃瓶内有少量水，用橡胶塞塞住瓶口，向瓶内打气，瓶塞跳起。下列说法正确的是（    ） A.向瓶内打气，通过热传递的方式改变瓶内空气的内能 B.瓶塞跳起时，瓶内空气温度降低，内能减少 C.瓶塞跳起时，瓶内出现“白雾”是汽化现象 D.瓶塞跳起过程与热机压缩冲程的能量转化相同 7.我们把某种燃料完全燃烧释放的热量与所用燃料的质量之比，叫做这种燃料的热值。下表是一些燃料的热值。下列选项正确的是（　　） 燃料 热值 燃料 热值 焦炭 3.0×107J/kg 柴油 4.3×107J/kg 酒精 3.0×107J/kg 汽油 4.6×107J/kg A.0.5kg的汽油的热值是2.3×107J/kg B.热值为3.0×107J/kg的燃料一定是酒精 C.燃料越接近完全燃烧，燃料的热值就越大 D.0.5kg的汽油完全燃烧放出的热量是2.3×107J 8. 关于q=Q/m的理解，下列说法中正确的是（　　） A.热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比 B.若燃料燃烧不充分时，热值将减小 C.当燃料未燃烧时，其热值为零 D.某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关 9.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.甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高 B.由乙图可知该汽油机的效率是30% 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.为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值   10.2024年4月25日，搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭（如图）在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（　　） A.火箭搭载着飞船升空的过程中，飞船的重力势能越来越大 B.火箭发动机工作过程中的热机效率是100% C.火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，内能为零 D.火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大 11.内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动1800圈（q汽油=4.6×107J/m3），则下列说法正确的是（　　） A.图中所示冲程是做功冲程 B.若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为6.9×107J C.该汽油机在1s内做功30次 D.汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 12.氢发动机是用气态氢作为燃料，代替传统以汽油、柴油为燃料的内燃机，氢气燃烧的生成物为水。如图所示，这是氢发动机汽车，它的四冲程内燃机转速为1200r/min。该车在平直路面上以36km/h的速度匀速行驶，所受的阻力为800N，行驶5min消耗氢气0.15m3。（q氢气=4×107J/m3）下列说法正确的是（　　） A.氢气燃烧的生成物为水，所以氢发动机的效率可达100% B.该汽车氢发动机1s对外做功20次 C.该过程汽车牵引力做功的功率为8000W D.该氢发动机汽车的热机效率为80% 二、填空题 13.神舟飞船在穿越大气层返回地面时，与大气层摩擦，通过做功的方式将机械能转化为内能，这与图_________（选填“甲”或“乙”）中汽油机的冲程一致，如果该汽油机飞轮的转速为3000r/min，则1s内汽油机对外做功______次，共完成_________个冲程。 14.关于汽油机和柴油机，汽油机顶部有__________，柴油机在吸气冲程中，将________吸入气缸，在做功冲程中，是把_______能转化为_________能。 15.一钢罐内装有质量为20kg的液化石油气，这些液化石油气完全燃烧放出的热量为_________J，燃烧过程中液化石油气的热值_________（选填“变大”“变小”或“不变”）。（液化石油气的热值为2.5×107J/kg） 16.火箭用液氢做燃料是因为氢气具有较高的_______，升空时液氢的化学能通过燃烧最终转化为火箭的_______能。太阳能是一种清洁能源。若一个太阳能热水器每天能使200kg的水温度由20℃升高到90℃，那么这些水吸收的热量为 _________J，这些热量相当于完全燃烧________m3的天然气放出的热量。[q天然气＝7×107J/m3，c水＝4.2×103J/（kg·℃）] 17.2024年4月，两辆氢能源汽车实现了从北京到上海1500公里长距离运输测试，这是中国氢能源车辆首次大范围、长距离、跨区域的实际运输测试。如图所示是某款氢能源汽车，该款氢能源汽车在公路上行驶30km，用时0.4h，受到的牵引力为 1.4×103N，消耗氢气0.8kg，则此过程中汽车行驶的平均速度为_________km/h，氢气燃烧放出的热量为_________J，利用氢能的效率为_________ 。（氢气的热值为1.4×108J/kg） 18.为全面推进“乡村振兴”工程，加快农业农村绿色发展，我市大部分农村地区已经使用煤气来烧水煮饭。小明同学用他家的煤气将2kg、初温为20℃的水烧开（1标压下），水吸收的热量是_________J；若此过程的热效率为40%，则烧水时消耗的煤气为_________m3。[已知水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4.0×107J/m3] 三、实验探究题 19.为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同。 (1)在甲图中，组装器材时，应先安装_________（选填“A”或“B”）。若实验时，温度计不小心接触到烧饼底部，会使温度计的示数________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 (2)实验中应控制燃料燃烧的_________（选填“时间”或“质量”）相同，根据 _____________比较燃料燃烧放出热量的多少； (3)小明选用了燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽后，小明根据各个时刻烧杯中的水温，绘制了如图乙所示的图像，则可初步判断燃料_________的热值大； (4)另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙所示，根据丙图像燃料1和燃料2的热值之比为_________。 20.物理小组的同学们组装了如图（1）所示的装置，在完全相同的烧杯中分别装有质量相同的A、B两种液体，在完全相同的燃料盒中分别装有两种不同的燃料。 (1)若要比较液体的吸热本领强弱应选_________两图的实验装置进行实验；实验过程中，若浸在液体中的温度计示数都升高了50℃，加热时间较短的液体比热容较_________（选填“大”或“小”）； (2)根据实验数据同学们绘制出如图（2）所示的图像。由图像可知：液体_________的比热容较大； (3)若要比较两种燃料的热值大小应选择_________两图的实验装置进行实验；实验过程中，若质量相等的燃料均已燃尽，且甲烧杯内液体温度升高多，则燃料1的热值_________（选填“大”或“小”）； (4)实验小组的同学经过讨论和实验，用图甲所示的实验方法进行数据测量，并求出燃料的热值。求出的热值比真实值偏_________（选填“大”或“小”）。 四、应用题 21.如图所示，轻巧便携的卡式炉已成为户外餐桌上的神器，卡式炉又叫便携式丁烷气炉，某种气瓶装有250g液化丁烷气，若该液化丁烷气的热值约为4.8×107J/kg。水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。求： （1）这瓶丁烷气完全燃烧放出的热量； （2）若这些热量有35%被水吸收，可以把多少kg初温为20℃的水烧开（标准大气压下）？ 22.如图所示是某品牌氢能自行车，一次性充满0.02kg氢气，能在平直公路匀速骑行5.6×104m，骑行时阻力为40N。(q氢=1.4×108J/kg) 求：则此过程中， （1）氢气完全燃烧产生的热量； （2）行驶过程中的有用功； （3）氢气的利用效率。 14.3热机14.4跨学科：热机效率和环境保护 综合练习题 参考答案 1-5 DCBAB 6-10 BDDAA 11-12 BC 13.乙 25 100 14.火花塞 空气 内 机械 15.5×108 不变 16.热值 机械 5.88×107 0.84 17.75 1.12×107 37.5% 18.6.72×105 0.042 19.（1）A 偏大 （2）质量 水的温度变化 （3）b （4）4：3 20.（1）甲丙 小 （2）B （3）甲乙 大 （4）小 21.（1）1.2×107J （2）12.5kg 22.（1）2.8×106J （2）2.24×106J （3）80% 学科网（北京）股份有限公司 $