14.3热机的效率同步练2026-2027学年人教版物理九年级全一册

14.3 热机的效率 同步练 一、单选题 1．为了区分优质煤粉与掺杂了矸石粉末的劣质煤粉，最恰当的方法是检测下列物理量中的哪个？（　　） A．比热容 B．热值 C．质量 D．温度 2．提高热机效率对缓解能源紧缺非常重要。下列有关热机效率的说法正确的是（     ） A．尽量减少热机内部各部件间的摩擦可提高热机效率 B．实现“零排放”的新型燃料汽车的热机效率为100% C．使用的燃料热值越高，热机的效率越高 D．柴油机的效率一般低于汽油机的效率 3．为减少能源消耗，保护环境，须合理利用能源，下列方法中对提升热机效率有用的是（   ） A．尽量增加废气带走的热量 B．使用热值更大的燃料 C．尽量减少热机部件的摩擦 D．尽量延长热机工作时间 4．运动员经常喝功能饮料来补充能量，有一种功能饮料标有“能量密度：”的字样，下列物理量中与“能量密度”的含义相似的是（　　） A．内能 B．热量 C．热值 D．比热容 5．甲、乙两种物质，质量之比为4：1，完全燃烧放出的热量之比是3：1，则它们的热值之比是（     ） A．3：4 B．4：3 C．4：1 D．3：1 6．如图所示是某热机输出能量饼状图（有用的能量用灰色底表示），下列说法正确的是（　　） A．热机燃料完全燃烧释放的热量是1000J B．热机的效率约为33% C．热机的效率为75% D．内能750J指的是有用功 7．某小组围绕热机开展了一系列探究。通过实验模拟热机的基本工作原理，如图甲，在试管内装些水，用软木塞塞住管口，将水加热一段时间后，软木塞被水蒸气推出。分析了汽油机的某个冲程，如图乙。为定量理解热机的效率，调研了某汽车汽油机的能量流向图，如图丙。下列说法正确的是（　　） A．若酒精灯的酒精燃烧不充分，酒精的热值变小 B．由图丙可得该汽车汽油机的效率为 C．图甲试管中水内能的增加，主要是通过做功的方式实现的 D．图甲软木塞从管口冲出过程的能量转化与图乙所示热机冲程是一致的 8．某同学在实验室进行如图所示的实验探究：用两个规格相同的电加热器分别放在两个相同的烧杯里加热甲、乙两种液体，甲、乙两种液体的质量 ，忽略液体蒸发且加热器产生的热量全部被液体吸收，得到如图丙所示的温度与加热时间的图像，已知乙液体为水，水的比热容为 ，酒精的热值为。下列说法正确的（　　） A．前8min，甲液体吸收的热量比乙液体吸收的热量多 B．甲、乙两种液体的比热容之比 C．甲液体的比热容大小为 D．若用酒精灯加热甲杯液体，升温60℃，消耗酒精12g，则其加热效率为80% 二、填空题 9．页岩气是指蕴藏于页岩层可供开采的天然气资源，其____________（选填“比热容”或“热值”）较大，是十分重要的能源；已知天然气的热值为，若一罐天然气用去一半，则剩余天然气的热值____________（选填“增大”“减小”或“不变”）。若一个4口之家每月消耗天然气，这些天然气完全燃烧放出的热量____________J。 10．一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速为3600r/min，则1s对外做功_____________次，运行时各种能量的损耗为：汽缸散热损失占15%，废气带走的能量占40%，摩擦等机械损耗占10%，则它的热机效率为_____________。 11．某物理兴趣小组为了探究地球表面吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一脸盆装10kg的水，水的表面积为0.3m2，经过太阳光垂直照射20min，水温升高了10℃。已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。实验中水吸收了______J热量，平均每分钟每平方米水面吸收的热量是_______J，若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度，至少需要燃烧_______m3的液化气。（假设液化气燃烧放出的热量全部被水吸收，液化气的热值是4.2×107J/m3） 12．在完全隔热的装置中，同一酒精灯给100g水和100g某种油加热，其温度随时间的变化关系如图所示，那么100g油每分钟吸收的热量是________J。如果在此过程中每分钟需要完全燃烧热值为的酒精0.07g，根据图像可估算出，此过程中热效率是________。【已知水的比热容为】 13．周末，小李在家为父母煮鸳鸯火锅。他在左边加入牛油红汤，右边加入菌菇清汤，两种汤料质量均为1.5kg，初温均为20℃，沸点都是100℃。将火锅放在天然气灶上加热，经过6min牛油红汤开始沸腾，又过了3min菌菇清汤开始沸腾，该过程共消耗0.05m3天然气。若相同时间红汤和清汤的吸热相同，汤料质量变化不计，且不考虑红汤和清汤之间的热传递，菌菇清汤比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气热值为4×107J/m3，红汤沸腾后继续加热温度升高，比热容______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；牛油红汤的比热容为______；该天然气灶的加热效率为______ 三、实验题 14．薯片中所含油的质量占薯片总质量的百分比称为该薯片的含油量。如图所示，在估测薯片的含油量实验中，小军设计了两种对水加热方式。 方式一：燃料在小烧杯中燃烧； 方式二：燃料在燃烧皿中燃烧。 (1)两种加热方式中合理的是方式____（选填“一”或“二”），你判断的理由是________。 (2)选好合理的加热方式后，小军用天平分别测出5g薯片、5g食用油和两份初温相同的100g水。先将5g薯片放入空的燃烧容器中，用温度计测出烧杯内100g水的初温为22℃，待其燃尽后记下100g水的温度为72℃则水吸收的热量为____J，测得薯片的热值为____J/kg、[] (3)采用与（2）中相同的加热方式，再将5g食用油放入空的燃烧容器中，使其燃烧，给初温为22℃的100g水加热。当____________时，停止加热，测出此时剩余油的质量为3.5g，则薯片的含油量为____%。实验过程中，由于薯片中少量的淀粉也会燃烧放出热量，会导致测得的薯片含油量____（选填“偏大”“不变”或“偏小”）。 四、计算题 15．暑假期间，小闽一家从景德镇自驾前往建阳，参观考亭书院，感受深厚的朱子文化底蕴。全程行车里程约为360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取）求： (1)汽车的平均速度； (2)汽车全程消耗汽油20kg，求汽油完全燃烧放出的热量Q； (3)若汽车发动机全程的平均功率为25kW，求汽车发动机的效率。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 《14.3 热机的效率 同步练》参考答案 1．B 【详解】热值是燃料的一种特性，是指1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时放出的热量越多，掺杂后煤的热值降低，所以可以用热值来区分优质煤粉与掺杂了矸石粉末的劣质煤粉，而从比热容、质量、温度无法区分。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．A 【详解】热机效率的定义是热机用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的总能量的比值。 A．减少热机内部部件间的摩擦，可以减少额外功的损耗，让更多燃料燃烧释放的能量用于做有用功，能够提高热机效率，故A正确； B．任何热机工作时都不可避免会有热量散失、克服机械摩擦等额外能量损耗，不存在热机效率达到100%的热机，故B错误； C．燃料的热值仅代表燃料的放热能力，热机效率和燃料热值没有必然关联，就算使用高热值燃料，若能量损耗大，效率也不会更高，故C错误； D．柴油机的压缩比更大，能量利用程度更高，其热机效率一般高于汽油机，故D错误。 故选A。 3．C 【详解】A．尽量增加废气带走的热量，会让更多的能量被浪费，降低热机效率，故A不符合题意； B．使用热值大的燃料，只能在燃料质量相同时放出的热量更多，但不会改变有用功和总功的比值，故B不符合题意； C．尽量减少热机部件的摩擦，可以减少额外功，提高有用能量占总能量的比例，可以提高热机效率，故C符合题意； D．尽量延长热机工作时间，做的有用功增多，总功也增多，但有用功与总功的比值不变，不能提高热机效率，故D不符合题意。 故选C。 4．C 【详解】能量密度单位为，含义是每毫升的饮料所含能量的多少。 A．内能是能量的一种，单位为J，与能量密度含义不同，故A不符合题意； B．热量是热传递过程中转移能量的多少，单位为J，与能量密度含义不同，故B不符合题意； C．热值单位为或，含义是单位质量（或体积）的燃料完全燃烧放出的热量，与能量密度的含义相似，故C符合题意； D．比热容单位为，表示单位质量的某种物质，温度每升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量，含义与能量密度不同，故D不符合题意。 故选C。 5．A 【详解】根据题意， 由知，甲、乙两种物质的热值之比为 故选A。 7．B 【详解】A．热值是燃料本身的一种物理性质，它的大小只与燃料的种类有关，与燃料是否完全燃烧无关，故A错误； B．热机的效率是指有用机械能占燃料完全燃烧释放总能量的比例。根据图丙，有用机械能的比例为，故B正确； C．图甲中，试管中的水从酒精灯吸收热量，导致温度升高，内能增加。这是通过热传递的方式改变了水的内能，而不是通过做功，故C错误； D．图甲中软木塞被冲出的过程，是试管内水蒸气的内能转化为软木塞的机械能。图乙中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，火花塞未点火，这是汽油机的压缩冲程，此过程将活塞运动的机械能转化为燃气的内能，即两个过程的能量转化形式是不一致的，故D错误。 故选 B。 8．C 【详解】ABC．用两个规格相同的电加热器分别放在两个相同的烧杯里加热甲、乙两种液体，前8min，两种液体吸收的热量一样多，甲液体的温度变化量为40℃，乙液体的温度变化量为20℃，且两种液体的质量相同，甲、乙两种液体的比热容之比 已知乙液体为水，甲液体的比热容大小为 故AB错误，C正确； D．甲液体吸收的热量 酒精完全燃烧放出的热量 加热效率，故D错误。 故选C。 9． 热值 不变 【详解】比热容是描述不同物质的吸热能力，与页岩气属于可燃烧的资源的特性无关。页岩气作为燃料，利用它是通过完全燃烧释放大量内能，描述燃料燃烧放热本领的物理量是热值。 因热值是燃料的固有特性，只和燃料的种类，与燃料的体积、质量无关，故天然气用去一半后剩余部分热值不变。 20m3天然气完全燃烧放出的热量为 10． 30 35％ 【详解】[1]飞轮转速为 则飞轮1s转动60r，飞轮转动2r对外做功1次，则1s对外做功30次。 [2]运行时各种能量的损耗为：汽缸散热损失占15%，废气带走的能量占40%，摩擦等机械损耗占10%，则它的热机效率为 11． 4.2×105 7×104 0.01 【详解】[1] 实验中水吸收的热量 [2] 平均每分钟每平方米水面吸收的热量 [3] 液化气燃烧放出的热量全部被水吸收，即 由热值公式得液化气体积 12． 1050 50% 【详解】[1]同一酒精灯相同时间内产生的热量相等，由图可知12min内油吸收的热量等于水吸收的热量，即 100g油每分钟吸收的热量是 [2]酒精燃烧释放的热量为 此过程中的热效率 13． 不变 2.8×10³ J/(kg•℃) 42% 【详解】[1]比热容是物质的特性，与温度和吸收的热量无关，所以红汤沸腾后继续加热温度升高，比热容不变。 [2]假设天然气灶每分钟放出的热量为Q，则红汤6min吸收的热量为6Q，清汤9min吸收的热量为9Q，由比热容公式得，清汤吸收的热量为 则，红汤吸收的热量为 则红汤的比热容为 [3]红汤和清汤吸收的总热量为 天然气放出的热量为 则天然气灶的加热效率为 14．(1) 二 能保证烧杯中水的温度逐渐升高，温度计的示数能准确反映水的温度变化 (2) (3) 水温为72℃ 30 偏大 【详解】（1）[1][2]若采用方式一对水加热，通过热传递能使烧杯上部水的温度升高，而温度较高的水，其密度较小，不能实现水的对流，则烧杯下部水的温度几乎不变，所以温度计测得的示数不准确，故两种加热方式中合理的是薯片在燃烧皿中燃烧（即方式二），能保证烧杯中水的温度逐渐升高，温度计的示数能准确反映水的温度变化。 （2）[1][2]水吸收的热量为 薯片的热值为 （3）[1][2][3]根据题意可知，用油加热与用薯片加热的效果应该相同，所以当水温为72℃时，停止加热；剩余油的质量为3.5g，说明薯片中含油的质量为 含油量为 由于薯片中少量的淀粉也被燃烧，释放了部分热量，可知所测含油量偏大。 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）汽车的平均速度 （2）汽油完全燃烧放出的热量 （3）汽车全程所做的有用功 汽车发动机的效率 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $