14.3 热机的效率 课时训练-- 2025-2026学年 人教版九年级物理上学期

14.3 热机的效率 课时训练 一.选择题：(每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意， 请把符合题意的选项序号填入题后的括号内. ) 1.现代火箭利用液态氢作燃料，是因为它具有（ ） A.较大的比热容 B.较低的沸点 C.较高的凝固点 D.较大的热值 2.关于热机，下列说法正确的是（ ） A.汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B.柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合气吸入汽缸 C.汽油机在做功冲程中，进气门关闭，排气门打开 D.汽油机在做功冲程中，是把内能转化为机械能 3.关于燃料的热值，下列说法中正确的是（ ） A.燃料的热值与燃烧情况无关 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，则燃烧煤放出的热量一定大于燃烧干木柴放出的热量 D.为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料 4.关于热机效率，下列说法正确的是（ ） A.热机做的有用功多，效率就一定高 B.热机的功率大，效率就一定高 C.热机正常工作时，在单位时间里消耗的燃料少，热机的效率就一定高 D.以上说法都不对 5.为了提高热机效率，应尽可能（ ） A.采用优质燃料 B.提高热机的效率 C.减少热机的质量 D.减少各种热损失，保证机器的良好润滑 6.下列有关热机的说法中不正确的是（ ） A.热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程 B.为了防止热机过热，通常用水来降温，是利用水的比热容大的特性 C.可以采用增大热机效率的方法来增大热机的效率 D.热机的大量使用会造成环境污染 二.填空题：(将答案直接写在横线上，不必写出解题过程.) 7.普光气田是我国川东第一大气田，随着该气田的开发和利用，大大改善了我们的生活环境。在一个标准大气压下，小李想把一壶盛有质量为 2 kg 温度为 20℃ 的水烧开，不计热损失，则需完全燃烧__________m3 的天然气。这是通过___________的方式使水的内能增加.[天然气的热值为 3.0×107 J/m3 ，水的比热容为 4.2×103 J/(kg·℃) ]. 8.天然气是一种清洁燃料，南宁市有的出租车开始使用天然气代替柴油或汽油。一种天然气的热值是 7×107 J/m3 ，当出租车消耗 0.2 m3 天然气时，所释放的热量为__________J（假设天然气完全燃烧）。若天然气所释放热量的 84％ 被水吸收，能使 100 kg 的水温度升高___________℃.[ 水的比热容为 4.2×103 J/(kg·℃) ]. 9.现代生活中最重要的交通工具——汽车与我们的生活走得越来越近了. ⑴ 某单缸汽油发动机气缸的活塞面积为 120cm2，做功冲程中活塞移动的距离是30 cm ，气体的平均压强是 5×105 Pa，汽油的热值为 4.6×107 J/kg，每次做功耗油 0.2 g ，气体一次膨胀对活塞做的功是_________J ；若每次做功过程中汽油的 90％ 完全燃烧，每次汽油燃烧放出的热量是__________J；排气过程中，废气温度___________，内能_____________. ⑵ 汽油机的效率很低，主要原因之一是___________带走了大量的能量.电动汽车是未来汽车的发展方向，它的发动机是利用通电线圈在磁场中受力而转动原理制成的. 三.实验题： 10.某校师生在学习了能量的转化与守恒以后，组织兴趣小组调差学校几种炉灶的能量利用效率。他们发现学校的一个老式锅炉烧水时，经常冒出大量的黑烟，且烧水时锅炉周围的温度很高，锅炉的效率很低. ⑴请你根据调查中发现的现象分析此锅炉效率低的原因，斌提出相应的改进措施。 锅炉效率低的原因：________________________________________________________ ______________________________________________________________________. 改进措施：________________________________________________________________ ______________________________________________________________________. ⑵要减少烟气带走的热量，可以采用什么办法？ ________________________________________________________________________. 四.计算题： 11.500 g 木炭完全燃烧放出的热量被 100 kg 温度为 20 ℃ 的水吸收，可使水的温度升高多少？[ 不计热量损失，木炭的热值 q 为 3.4×107 J/kg ，水的比热容是 4.2××103 J/(kg·℃) ] 12.某汽车总质量为 1150 kg ，以 72 km/h 的速度匀速行驶 10 km ，若汽车所受阻力位汽车重力的 0.1 倍，每个轮胎与路面的接触面积为 0.05 m2.（ g＝10 N/kg ），求： (1)汽车对路面的压强为多少？ (2)汽车行驶过程中克服阻力做了多少功？其功率为多少？ (3)若该汽车热机的效率为 25％，如果不考虑热机其他的热量损失，汽油热值为 4.6×107 J/kg ，则该汽车行驶 10 km 过程中需要的汽油质量为多少千克？ 13.我省今年再次出现大面积干旱，各地都在使用抽水机引水灌溉.某抽水机在2 h内把1.8×106 kg 的水抬升了 6 m 流入沟渠，再去灌溉农田.（ g 取 10 N/kg ）问： (1)此抽水机 2 h 做了多少有用功？ (2)此抽水机的有用功率是多少？ (3)带动抽水机的动力装置为柴油机，2 小时燃烧的柴油为 5 L .则整个机械装置的效率为多少？（ ρ柴油＝ 0.8×103 kg/m3 ，q柴油＝4.0×107 J/kg ） 答案与解析 一.选择题：(每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意， 请把符合题意的选项序号填入题后的括号内. ) 1.D 【解析】运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量．氢气燃烧后的产物是无污染的水．所以氢气作为燃料有优点：燃烧放热多、产物是无污染的水；可用水制取，燃烧又生成水，可再生.故选D.　 2.D 【解析】汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，故A选项错误；柴油机在吸气冲程中，将空气吸入汽缸，故B选项错误；汽油机在做功冲程中，进气门、排气门都关闭，故C选项错误；汽油机在做功冲程中，是把内能转化为机械能，D选项正确.故选D． 3.A 【解析】燃料的热值是燃料的一种特性，与燃料的种类有关，与燃料的质量或是否完全燃烧无关，故A项对，B项错；燃料燃烧时放出的热量与燃料的热值、质量和是否完全燃烧有关，故C项错；提高锅炉的效率应减小热量的损失，并且让燃料燃烧更完全，故D项错.故选A. 4.D 【解析】热机工作时，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分，用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，就叫做热机效率. 热机做的有用功多，效率不一定高，故A选项错误；热机的功率大，效率也不一定高，故B选项错误；热机正常工作时，在单位时间里消耗的燃料少，热机的效率不一定高，故C选项错误.故选D． 5.D 【解析】提高热机效率的途径和节能方法：(1)尽量使燃料充分燃烧；(2)保证良好润滑减少摩擦；(3)尽量降低各种热损失；(4)在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量是提高燃料利用率的重要措施．故选D. 6.C 【解析】热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程，故A选项正确；为了防止热机过热，通常用水来降温，是利用水的比热容大的特性，故B选项正确；可以采用(1)尽量使燃料充分燃烧；(2)保证良好润滑减少摩擦；(3)尽量降低各种热损失；(4)在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量是提高燃料利用率的重要措施等方法来增大热机的效率，故C选项错误；热机工作时会排放大量的尾气，所以热机的大量使用会造成环境污染，故D选项正确. 故选C. 二.填空题：(将答案直接写在横线上，不必写出解题过程.) 7.2.24×10－2 热传递 【解析】Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×2kg×(100℃－20℃)＝6.72×105J，所以Q放＝Q吸＝6.72×105J，由Q放＝qV可得，V＝m3.用水壶烧开水，是通过热传递的方式使水的内能增加. 8.1.4×107 28 【解析】Q放＝Vq＝7×107 J/m3×0.2m3＝1.4×107 J，所以Q吸＝Q放×84％＝1.4×107 J×84％＝1.176×107 J，所以由Q吸＝cmΔt可得，Δt＝℃. 9.(1)1800 8.28×103 降低 减少 (2)废气 【解析】(1)由p＝可得，F＝ps＝5×105 Pa×120cm2＝5×105 Pa×120×10－4m2＝6000N，所以W＝Fs＝6000N×30cm＝6000N×0.30m＝1800J；Q放＝mq＝0.2g×4.6×107 J/kg＝0.2×10－3kg×4.6×107 J/kg＝9.2×103 J，所以W＝Q放×90％＝9.2×103J×90％＝8.28×103J；排气过程中，废气温度降低，内能减少；(2) 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. 三.实验题： 10.(1) 锅炉效率低的原因：① 锅炉冒出大量的黑烟说明煤燃烧不完全；② 锅炉周围的温度很高说明向周围散失的热量太多. 改进措施：① 加大送风量，将煤块磨成煤粉，使煤在炉膛内尽可能燃烧完全；② 在锅炉的外围包裹一层不易散热的材料，减少热量散失. (2)可以加大受热面积。如：将煤块磨成煤粉，加大送风量，使煤粉在炉膛内吹起来燃烧等. 【解析】(1)锅炉热效率是指单位时间内锅炉有效利用热量占锅炉输入热量的百分比，或相应于每千克燃料(固体和液体燃料)，或每标准立方米(气体燃料)所对应的输入热量中有效利用热量所占百分比；提高锅炉热效率就是增加有效利用热量，减少锅炉各项热损失，其中重点是降低锅炉排烟热损失和机械未完全燃烧损失；因而锅炉效率低的原因：① 锅炉冒出大量的黑烟说明煤燃烧不完全；② 锅炉周围的温度很高说明向周围散失的热量太多.改进措施：① 加大送风量，将煤块磨成煤粉，使煤在炉膛内尽可能燃烧完全；② 在锅炉的外围包裹一层不易散热的材料，减少热量散失.(2)要减少烟气带走的热量，可以采用加大受热面积. 四.计算题： 11.解：≈40.5℃ 【解析】 Q放＝mq＝500g×3.4×107 J/kg＝500×10－3kg×3.4×107 J/kg＝1.7×107 J， 所以Q吸＝Q放＝1.7×107J，由Q吸＝cmΔt，可得Δt＝℃. 12.⑴ 5.75×104 Pa ⑵ 1.15×107 J 2.3×104 W ⑶ 1 kg 【解析】(1)F＝G＝mg＝1150 kg ×10 N/kg＝1.15×104 N，所以p＝＝＝5.75×104 Pa； (2) f＝0.1G＝0.1 ×1.15×104 N＝1.15×103N，所以W＝fs＝1.15×103N ×10km＝1.15×103N ×10×103m＝1.15×107J， P＝fv＝1.15×103N ×72 km/h＝1.15×103N ×20m/s＝2.3×104 W； (3) Q放＝＝＝4.6×107 J，由Q放＝mq可得m＝＝＝1kg. 13.(1) 1.08×108 J (2) 1.5×104 W (3) 67.5％ 【解析】(1) F＝G＝mg＝1.8×106 kg ×10 N/kg＝1.8×107 N，所以W＝Fs＝1.8×107 N ×6m＝1.08×108 J ；(2) P＝＝＝＝1.5×104 W；(3) m＝ρV＝0.8×103 kg/m3×5 L＝0.8×103 kg/m3×5×10－3m3＝4kg， Q放＝mq＝4kg×4.0×107 J/kg＝1.6×108 J，所以η＝×100%＝×100%＝67.5％. 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 $