人教版物理九年级上册《14.2 热机的效率》同步练习
一 、单选题（本大题共12小题，共36分）
1.（3分）煤炭是一种重要能源。区别优劣煤的质量最科学的办法是检测下列物理量中的
A. 比热容 B. 密度 C. 热值 D. 温度
2.（3分）一户四口之家，单独使用不同种类的燃料时，平均月消耗量分别为：木柴约，烟煤约，液化石油气约，煤气约这四种燃料中热值最高的是
A. 液化石油气 B. 煤气 C. 烟煤 D. 木柴
3.（3分）甲、乙两台热机，甲的效率比乙的低，其含义是
A. 甲比乙做的有用功少
B. 甲比乙消耗的燃料多
C. 在做相同有用功的条件下，甲损失的能量少
D. 在做相同有用功的条件下，甲消耗的燃料多
4.（3分）煤的热值大于干木柴的热值，这里是指
A. 煤比干木柴含有的热量多一些
B. 烧煤比烧干木烧产生的热量多一些
C. 烧煤比烧干木柴产生的温度高一些
D. 要使它们放出相同的热量，烧煤用的质量较少
5.（3分）热机甲的效率比热机乙的效率大，这句话的意思是
A. 甲的功率比乙的功率大 B. 甲在单位时间内烧的燃料比乙少
C. 甲比乙能做更多的功 D. 甲对燃料燃烧释放的热能的利用率比乙高
6.（3分）两台汽油机，甲的效率为，乙的效率为，这两个数据表示
A. 甲机做的功比乙机多
B. 在消耗相同汽油时，甲机做的有用功比乙机的多
C. 甲机的功率比乙机的大
D. 在相同时间内甲机燃烧的汽油比乙机的多
7.（3分）我国在航天工程中使用的长征系列运载火箭，大多选用液态氢作燃料，这是利用了氢燃料的
A. 热值大 B. 密度大 C. 比热容大 D. 以上说法都不正确
8.（3分）据中央电视台新闻联播报道，年月，我国将发射全球首颗量子通信卫星。发射卫星的火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料的
A. 热值大 B. 比热容大 C. 密度大 D. 以上说法都不正确
9.（3分）下列关于燃料燃烧值的说法中正确的是
A. 燃烧值大的燃料燃烧时放出的热量一定多
B. 燃烧值大的燃料完全燃烧时放出的热量一定多
C. 燃料完全燃烧放出热量的多少，不仅和燃烧值的大小有关，而且和燃料的质量有关
D. 以上说法都是错误的
10.（3分）关于燃料的热值，正确的说法是
A. 燃料的热值与质量有关
B. 燃料的热值与燃料是否容易燃烧，燃烧条件无关，只与燃料种类有关
C. 热值大的燃料燃烧时效率高
D. 一定质量的水结成冰热值变化
11.（3分）热机的效率是热机性能的重要指标。甲发动机的效率为，乙发动机的效率为。如果上述两款发动机工作时汽油均完全燃烧，下列表述正确的是
A. 甲发动机消耗汽油获得的有用功更多
B. 甲发动机消耗汽油释放的内能更多
C. 甲发动机消耗汽油散失的内能更多
D. 甲发动机工作时消耗的燃料一定更少
12.（3分）小丽为了测试汽车发动机的效率，开车以的平均速度行驶了，用去汽油，已知汽油的密度为，热值为，发动机的功率为，则该汽车发动机的效率为
A. B. C. D.
二 、填空题（本大题共4小题，共16分）
13.（4分）某同学家使用的燃气热水器每天将水从升高到，若燃气热水器所燃烧的天然气的热值为，天然气燃烧放热的被水吸收。则每天需要消耗天然气 ______ 。
14.（4分）日常生活中，用水作为汽车发动机的冷却液，是因为它的 ______ 大。在标准大气压下，质量为水温度从升高，吸收热量 ______ 。
15.（4分）小明用两套与图示完全相同的装置，分别在器皿中放入质量相等的燃料甲、乙，点燃后分别对的水加热。燃烧相同时间后，用甲、乙加热后的水温分别升高了和则用甲、乙分别加热的水吸收的热量之比为______，此时______选填“能”或“不能”比较甲、乙燃料的热值大小，你认为其中的原因可能是______写出一条即可。
16.（4分）两个容器内装有同种液体甲、乙，，分别燃烧不同的燃料、对容器加热如图，甲、乙温度随加热时间变化的图像如图，从到消耗的燃料、质量，根据比热公式 ______和热值公式 ______，若燃料完全燃烧，且被液体吸收热量与燃料放出热量的比相等，则燃料的热值关系为______选填“”“”“”，依据为 ______。
三 、实验题（本大题共2小题，共12分）
17.（6分）小明同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和和菜籽油的热值的大小关系．他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果如表：
燃料 加热前的水温 燃料燃尽后水温
煤油
菜籽油
为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制的相同的量有：______、______.
你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______.
小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是：______利用此实验方法计算出的热值将比真实值______偏大偏小
18.（6分）小明学习了燃料的热值之后，自己设计一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。
实验装置如图甲、乙所示，你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序是 ______选填“由下而上”或“由上而下”。
为保证实验结论的可靠，以及方便比较，小明同学在实验中除了应让酒精和碎纸片的质量相同外、还应该保证 ______相同。
实验数据记录如下表：
燃 料 加热前水温 燃料燃尽时水温 燃料的热值
酒 精
碎纸片
根据表中数据，计算出碎纸片的热值是 ______。
通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 ______选填“大”或“小”，你认为出现这样情况的主要原因是：______。说出两种种即可
四 、计算题（本大题共2小题，共24分）
19.（12分）最近几年我国大力发展新能源汽车。一辆质量为的氢燃料新能源汽车行驶在一段斜坡路上，从坡底以的速度匀速行驶到达高为的坡顶，行驶过程中汽车的输出功率保持不变。求：取，氢的热值为
汽车做的有用功。
斜坡的机械效率。
若全程共消耗氢燃料，汽车发动机的效率。
20.（12分）为改善城市空气质量，用雾炮车可以洒水除尘。如图为一台正在水平路面上洒水的雾炮车，车满载总质量，与地面总接触面积为。取，，柴油的热值取求：
雾炮车满载时对地面的压强；
洒水前雾炮车以的速度在水平路面上做匀速直线运动，发动机的功率为，此时雾炮车受到的阻力；
雾炮车以的功率匀速行驶，若柴油机效率为，需要消耗柴油的质量。
答案和解析
1.【答案】C;
【解析】解：单位质量的煤完全燃烧时所释放出的热量越大，说明该煤的热值越大，即是优质煤炭；
故选：。
解答此题需掌握：热值是燃料的特性，表示单位质量的燃料完全燃烧时所释放出的热量。
解决此类问题要结合燃料的热值进行分析解答。
2.【答案】A;
【解析】解：、液化石油气，平均月消耗量，液化石油气约，四种燃料中是最少的，
由得，，相同，越小，越大。符合题意。
B、煤气，需要，由得，，相同，越小，越大。不合题意。
C、烟煤，需要烟煤约，由得，，相同，越小，越大，不合题意。
D、木柴，需要约，不是最少，不符合题意。
故选：。
欲知四种燃料中，谁的热值最高，必须知道放出相同的热量的条件下，哪种燃料消耗量最小。可根据：来判断。
考查了学生对燃料燃烧的公式的灵活应用，学生要从此题中得出结论：相同，越小，越大。
3.【答案】D;
【解析】解：、若消耗相同的燃料时，甲的效率低，说明甲做的有用功少，由于不知道消耗燃料多少的关系，所以无法确定甲比乙做的有用功少，故错误；
、甲的效率比乙的低，但由于不知道有用功的大小关系，所以不能确定甲比乙消耗的燃料多，故错误；
、做相同的有用功时，甲的效率低，甲消耗的燃料多，则甲损失能量的就多，故错误；
、做相同的有用功时，甲的效率低，说明甲消耗的油多，故正确。
故选：。
热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，比值越大，效率越高。
此题主要考查了学生对热机效率概念的理解，热机效率高说明有用功占总功的比值大，不能说明做功多、做功快，这是解本题的关键。
4.【答案】D;
【解析】解：煤的热值比干木柴的热值大，说明完全燃烧相同质量的煤和干木柴，煤放出的热量多，或使它们放出相同的热量，烧煤用的质量较少，故正确；
不能说明烧煤比烧木柴产生的热量多、产生的温度高，更不能说明煤、木柴含有热量，故、、的说法都错。
故选：。
某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值，煤的热值比木柴的热值大，说明相同质量的煤和木柴完全燃烧，煤放出的热量多。
此题主要考查了学生对热值物理意义的了解与掌握，属于基础题目。
5.【答案】D;
【解析】
热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。比值越大，效率越高。
此题没有直接考查热机效率的概念，主要考查了学生对热机效率的理解。
热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。甲的效率高，则甲用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比大，即甲对燃料释放的热能的利用率比乙高，故错误，正确；
故选：。
6.【答案】B;
【解析】解：、做功的多少与功率和做功的时间有关系，与其效率无关，故A错误；
B、甲汽油机的效率高于乙汽油机的效率，说明：消耗相同的汽油，甲汽油机做的有用功多；或者做相同的有用功，甲消耗的汽油少，故B正确．
C、功率大只能说明做功快，与效率没有关系，故C错误；
D、甲汽油机的效率高于乙汽油机的效率说明做相同的有用功，甲消耗的汽油少，与时间无关，故D错误．
故选B．
热机的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，效率高则比值大．功率是表示物体做功快慢的物理量，与效率没有关系．
此题主要考查了对热机效率的理解，并且考查了热机效率与功率的区别．热机效率是表示热机性能好坏的，功率是表示热机做功快慢的，不要把二者混淆在一起．
7.【答案】A;
【解析】解：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液态氢时，可以放出更多的热量。
故选：。
热值是燃料的一种特性，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。
此题主要考查燃料热值的特性，属于基础题目。
8.【答案】A;
【解析】解：发射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，故A正确。
故选：。
热值是指千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，释放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小。
该题考查学生对热值定义的掌握情况，需要根据火箭的具体应用来分析。
9.【答案】C;
【解析】解：、由可知，燃料燃烧时放出的热量与质量、热值以及是否完全燃烧有关，故错误；
、热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，故正确，错误。
故选：。
燃料燃烧的越充分、放出的热量越多；当燃料完全燃烧时，由分析判断。
热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。
此题主要考查了学生对燃料热值是燃料特性的理解与掌握，是经常考的题型，充分理解“热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关”。
10.【答案】B;
【解析】解：、燃料的热值与燃料的质量无关，它只与燃料的种类有关，所以不符合题意。
B、热值大小与燃料是否容易燃烧无关，燃烧条件无关，它只与燃料的种类有关，所以符合题意。
C、燃烧效率：效率等于有效吸收的热量与燃料完全燃烧释放的能量的比值，与热值大小无关，所以不符合题意。
D、一定质量的水结成冰比热容发生变化，所以不符合题意。
故选：。
这道题主要考查两个方面的知识：
某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值。热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。
燃烧效率：效率等于有效吸收的热量与燃料完全燃烧释放的能量的比值。
该题考查了学生对燃料热值是燃料特性的理解与掌握，是经常考的题型，充分理解“热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关”。
11.【答案】A;
【解析】解：甲发动机的效率为，乙发动机的效率为，即甲发动机的效率的效率高，有用功占总功的比例高。
、汽油完全燃烧时获得的总能量相同，由于甲发动机的效率高，则甲获得的有用功更多，故正确；
、根据知，发动机完全燃烧汽油释放的内能相同，故错误；
、甲发动机的效率高，有用功占总功的比例越高，散失的内能少，故错误；
、甲发动机的效率高，是有用功占总功的比例越高，但工作时消耗的燃料不一定更少，故错误。
故选：。
用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率，比值越大，效率越高；
比较热机效率的方法：
①热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，则有用功占总功的比例越高，即效率一定越高；
②消耗相同的燃料，做的有用功越大，则有用功占总功的比例越高，即效率一定越高。
此题通过考查影响热机效率的几个因素，考查了学生对热机效率的理解。
12.【答案】B;
【解析】解：汽车行驶的速度，
由可得，汽车行驶时间：
，
发动机对汽车做的功：
，
汽油完全燃烧放出的热量：
；
汽车发动机的效率：
。
故选B。
知道汽车速度和行驶路程，利用速度公式求汽车行驶的时间，再利用求发动机对汽车做的功有用能量；
知道汽油的体积、汽油的密度，利用密度公式求汽油的质量，再利用燃料完全燃烧放热公式求汽油完全燃烧放出的热量总能量，再利用效率公式求发动机的效率。
该题考查了学生对速度公式、功率公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，知识点多，要求灵活选用公式计算。
13.【答案】0.375;
【解析】解：水吸收的热量，
天然气燃烧放出的热量：
，
由可得，消耗天然气的质量：
。
故答案为：。
已知水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式求水吸收的热量；根据天然气燃烧放出的热量有被水吸收求出天然气放出的热量；最后根据求出消耗天然气的质量。
此题主要考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放出的热量公式的掌握和运用。
14.【答案】;
【解析】解：日常生活中，用水作为汽车发动机的冷却液，是因为它的比热容大，相同质量的水和其它物质相比，升高相同的温度，水吸收的热量较多；
水吸收的热量：。
故答案为：比热容；。
水的比热容较大，相同质量的水和其它物质相比，升高相同的温度，水吸收的热量较多；
根据求出水吸收的热量。
此题主要考查水比热容大的应用以及热量的简单计算，是一道基础题。
15.【答案】5：2 ; 不能 ; 相同时间两种燃料燃烧的质量不能比较，不能比较热值的大小 ;
【解析】解：
将水分别加热，温度升高了和，即升高的温度之比为：，由可知，吸收的热量之比等于：；
用甲加热水，其温度升高的较快，即甲燃烧产生的热量多，但相同时间两种燃料燃烧的质量不能比较，故不能比较热值的大小。
故答案为：：；不能；相同时间两种燃料燃烧的质量不能比较，不能比较热值的大小。
由可知，由相同物质比热容相同组成的相同质量的不同物体，吸收的热量与升高的温度成正比；
在完全燃烧相同质量的燃料时，甲燃料加热时，水的温度升高的较快，即甲燃烧产生的热量多，所以其热值大。
该题考查了吸热公式的应用、热值的大小比较，易错点在第二问，理解热值概念是关键。
16.【答案】c= q= ＞ =2;
【解析】解：比热容公式：；热值公式：；
甲、乙为同种液体，则，
根据题意可知，；
由图可知，，，
则；
则，
故，且液体吸收的热量与燃料放出的热量的比值相等，所以，
根据题意可知，燃料、质量，即，
则燃料的热值的关系，所以，
故。
故答案为：；；；。
根据比热容和热值的定义解答；
根据题意可知甲、乙液体的比热容关系和质量关系，由图可知甲、乙的温度变化关系；根据可知甲、乙液体的吸收热量之比；
根据液体吸收热量与燃料放出热量的比相等可知燃料放出热量的比值关系；再利用热值的定义公式可得热量的热值关系。
此题主要考查比热容的定义公式、热值的定义公式的应用，知道公式的灵活变形是解答该题的关键。
17.【答案】水的质量 煤油和和菜籽油的质量 煤油 天平 偏小 ;
【解析】解：由于燃料燃烧释放的热量既有燃料的质量多少有关，又与燃料的热值大小有关，所以在设计实验时应控制两种燃料的质量相同．由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中还应控制水的质量相等．
由图表数据可知在燃料完全燃烧后，煤油加热的水的温度高，所以煤油的热值较大．
想要利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，还需要用天平称量水和燃料的质量，由于燃料燃烧释放的能量不可能全部被水吸收，所以利用此实验方法计算出的热值将比真实值偏小．
故答案为：水的质量；煤油和和菜籽油的质量；；天平；偏小．
此题主要考查利用控制变量法和转换法设计实验的能力，由于燃料的热值不能直接测量，所以通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小，又由于燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量多少有关，又与燃料的热值大小有关，所以在设计实验时应控制质量相同．
本题是一道关于热值的实验探究题，知道热值的意义；会用控制变量法和转换法设计探究实验是本题的解题关键．
18.【答案】由下而上 水的质量 1.2×106 小 燃料燃烧不完全、存在散热损失;
【解析】解：为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，并且温度计不要碰到烧杯壁和烧杯底，应按照由下往上的顺序组装器材；
为了比较相同质量的酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少，必须控制二者的质量相等、烧杯内水的质量相等、两个烧杯相同；
由题意和表中数据可知，相同质量的酒精和碎纸片燃尽时，酒精燃烧放出的热量可以将水的温度升高，而碎纸片燃烧放出的热量可以将水的温度升高，
所以，酒精燃烧放出的热量是碎纸片燃烧放出热量的倍，且两燃料的质量相同，则酒精的热值是碎纸片的倍，故碎纸片的热值：；
因为烧杯、空气也吸收热量，并且燃料不可能完全燃烧，所以测得的热值会偏小。
安装热学实验仪器时一般按照先下后上的顺序安装；
本实验是用燃烧酒精和碎纸片来加热烧杯中的水，通过水的温度变化，比较水吸热的多少，从而得出碎纸片与酒精热值的大小关系，再计算出碎纸片的热值，因此要控制变量酒精和碎纸片的质量、两烧杯中水的质量、以及两个烧杯相等或相同；
通过水的温度变化值得出水吸热的大小关系，也就知道酒精和碎纸片燃尽时放出热量的关系，又知道燃烧的质量相同，据此得出热值的关系，求出碎纸片的热值；
通过实验得到的燃料热值与实际相比会偏小，有两个原因，一是“烧杯、空气也吸收热量”，二是“燃料不可能完全燃烧”；
用相同质量的酒精和碎纸片燃烧加热水，通过水温的变化比较水吸热的多少，通过水吸热的多少比较燃料燃烧放热的多少，从而得出相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热的多少，即热值的大小，理解起来有一定的难度。
19.【答案】解：（1）已知汽车质量m=1.68t=1680kg，则汽车的重力为：G=mg=1680kg×10N/kg=16800N，
到达坡顶的高度h=100m，则汽车做的有用功为：W有=Gh=16800N×100m=1.68×106J；
（2）已知汽车的输出功率P=56kW=56000W，行驶时间t=2min=120s，
汽车产生的机械能为：W=Pt=56000W×120s=6.72×106J，
斜坡的机械效率为：η===25%；
（3）已知全程消耗的氢燃料的质量m′=96g=0.096kg，
氢燃料完全燃烧放出的热量为：Q放=qm′=1.4×108J/kg×0.096kg=1.344×107J，
则汽车发动机的效率为：η′===50%。
答：（1）汽车做的有用功为1.68×106J；
（2）斜坡的机械效率为25%；
（3）若全程共消耗96g氢燃料，汽车发动机的效率为50%。;
【解析】
已知汽车的质量，利用求出汽车的重力；汽车上坡时，重力做的功就是有用功，已知汽车到达坡顶的高度，利用可求出汽车做的有用功；
已知汽车的输出功率和行驶时间，利用求出汽车产生的机械能，再根据求出斜坡的机械效率；
已知全程消耗的氢燃料的质量和氢燃料的热值，根据求出氢燃料完全燃烧放出的热量；由上述分析可知汽车全程产生的机械能大小，根据可求出汽车发动机的效率。
此题主要考查了重力、功、机械效率、热值和热机效率的计算，综合性较强，要注意汽车上坡过程做的有用功就是汽车重力做的功。
20.【答案】;
【解析】
根据公式求出雾炮车满载时对地面的压强。
先根据的变形式计算出牵引力的大小，再根据二力平衡的特点得出阻力的大小。
先根据求出有用机械能的大小，再根据效率公式求出柴油完全燃烧放出的热量，最后根据求出柴油的质量。
此题主要考查压强公式、功率公式、效率公式和燃料完全燃烧放热公式的灵活应用。熟练应用这些公式及其变形式是解答本题的关键。
