人教版九年级上册《14.2 热机的效率》2023年同步练习卷
一、选择题
1．下列有关热的说法正确的是（ ）
A．晶体在熔化过程中温度不变，内能也不变
B．内燃机的压缩冲程，主要是用热传递的方法增加了气缸内的物质的内能
C．用水作汽车冷却液，是因为水的比热容大
D．柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油的热值比汽油的热值大
2．下列说法错误的是（ ）
A．现阶段，人类所用能量，大部分来源于燃料燃烧
B．燃料燃烧时化学能转化为内能
C．热值是表示燃料燃烧放热能力的物理量
D．汽车在行驶时，发动机把油料中的化学能全部转化成有用的机械能
3．关于“热机”，下列说法中错误的是（ ）
A．通过技术改进，可以使热机的效率达到100%
B．减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行”
C．用水而不用其它循环物质降低热机的温度，主要是利用水的比热容较大大的特性
D．严寒的冬天，有人晚上把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时，水凝固而胀坏水箱
4．双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料。以下说法正确的是（ ）
A．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
B．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%
C．在压缩冲程中，燃料混合物的温度升高，内能增大
D．汽油与天然气相比，燃烧时汽油对环境的污染较小
5．下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况。关于对图中①②③④的补充正确的是（ ）
A．①做功冲程 ②内能转化为机械能 ③压缩冲程 ④机械能转化为内能
B．①压缩冲程 ②内能转化为机械能 ③做功冲程 ④机械能转化为内能
C．①压缩冲程 ②机械能转化为内能 ③做功冲程 ④内能转化为机械能
D．①做功冲程 ②机械能转化为内能 ③压缩冲程 ④内能转化为机械能
6．一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际输出功率为20kW。若小汽车行驶的路程为108km，已知汽油的热值q＝4.6×107J/kg。小汽车发动机的效率为25%。则下列说法正确的是（ ）
A．运动的时间为1h
B．发动机所做的有用功为1.08×108J
C．汽车所受的阻力为2000N
D．消耗汽油的质量为5kg
二、填空题
7．1kg某种燃料 放出的热量，叫做这种燃料的燃烧值，无烟煤的燃烧值是3.4×107J/kg，它的物理意义是 。
8． 与 之比叫做热机的效率，热机的效率总是 。
9．汽油的热值为4.6×107J/kg，现有汽油4kg，选其中一半完全燃烧，放出的热量是 J，剩余汽油的热值是 J/kg。
10．如图所示是汽油机的 过程；完全燃烧0.1kg的汽油，放出的热量为 J．如果这些热量被质量为100kg、初温为20℃的水完全吸收，可以使水的温度升高 ℃．【q油＝4.62×107J/kg c水＝4.2×103J/（kg ℃）】
11．小磊家最近开通了天然气，细心的他发现同样条件下烧开同一壶水比过去用液化气所用时间短了，这主要是由于两种燃料的 不同；若现将5kg初温为20℃的水烧开（标准大气压下），需要吸收的热量为 。已知水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）
12．西气东输工程让南宁市民用上物美价廉的天然气。在标准大气压下，将质量为2kg、温度为20℃的水加热至沸腾，至少需要吸收 J的热量，这相当于完全燃烧 m3的天然气放出的热量。[c水＝4.2×103J/（kg ℃），天然气的热值为8×107J/m3]。
三、实验探究题
13．某地液化石油气每罐（内装液化石油气15kg）100元，木炭5元/kg。液化石油气的热值为4.2×107J/kg，木炭的热值为3.4×107J/kg。使用上述两种能源，理论上 更便宜。这两种能源在家庭日常实际生活中哪种更经济呢？小明同学制定了探究计划。除上述两种能源材料外，所需物品如下：烧水锅（容积20L）、液化石油气炉、炭炉、温度计、电子秤。
小明选择液化石油气探究设计如下：
（1）把盛满水的烧水锅放在液化石油气炉上，用电子秤测出所消耗的质量，再算出所需的液化石油气费用M。
（2）用温度计测量加热一段时间后水的温度变化Δt，计算的值。表示 。
请你帮助小明完成木炭的探究设计：
（3）把盛满水的烧水锅放在 。
（4）用温度计测量 水的温度变化Δt，计算的值。
（5）比较两种能源的的值。
四、计算题
14．同学们学习了“能源与可持续发展”的内容后，知道热电站既能发电，又能供热，随着热电站技术不断更新，煤的燃烧程度比传统火电站更充分。为深入了解，他们对某热电站进行调查，获取信息如下：
工作时间 燃煤 发电总功率 废气
10h 2000t 5×105kW 向周边居民供热1.7×1013J
（1）2000t标准煤完全燃烧放出多少热量？
（2）10h发电多少千瓦时？（q煤＝3×107J/kg）
（3）该热电站的能量利用率是多少？
人教版九年级上册《14.2 热机的效率》2023年同步练习卷（11）
参考答案与试题解析
一、选择题
1．下列有关热的说法正确的是（ ）
A．晶体在熔化过程中温度不变，内能也不变
B．内燃机的压缩冲程，主要是用热传递的方法增加了气缸内的物质的内能
C．用水作汽车冷却液，是因为水的比热容大
D．柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油的热值比汽油的热值大
【解答】解：A、改变物体内能的方式有两种：做功和热传递都可以改变内能。晶体熔化需要吸收热量，有热传递现象发生，所以内能改变。故A错误。
B、内燃机压缩冲程中是利用机械能对燃料做功转化为内能，故B错误；
C、水的比热容大，它在吸收大量热量时，温度可以保持在一个比较低的状态，这样就可以使水的温度始终低于发动机的温度，起到很好的冷却效果。故C正确。
D、机械效率是内燃机转化为有用功的能量与燃料完成燃烧释放的能量的比值，柴油机的效率比汽油机高，就是说完成相同的有用功，柴油机所用燃料完全燃烧放出能量比汽油机少，而不是因为柴油的热值比汽油的热值大。故D错误。
故选：C。
2．下列说法错误的是（ ）
A．现阶段，人类所用能量，大部分来源于燃料燃烧
B．燃料燃烧时化学能转化为内能
C．热值是表示燃料燃烧放热能力的物理量
D．汽车在行驶时，发动机把油料中的化学能全部转化成有用的机械能
【解答】解：A、从原始人类学会用火起，至今，人们使用的能量绝大部分还是通过燃烧燃料获得的，不符合题意；
B、燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧时产生光和热，将化学能转化为内能，不符合题意；
C、为了研究燃料释放能量的能力，人们把1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值，不符合题意；
D、汽车在行驶时，并不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功，有很大一部分能量在工作过程中损耗掉了，故符合题意。
故选：D。
3．关于“热机”，下列说法中错误的是（ ）
A．通过技术改进，可以使热机的效率达到100%
B．减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行”
C．用水而不用其它循环物质降低热机的温度，主要是利用水的比热容较大大的特性
D．严寒的冬天，有人晚上把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时，水凝固而胀坏水箱
【解答】解：A、使用热机不可避免的要克服机器部件摩擦做额外功，效率不可能达到100%，所以A是错误的；
B、“绿色出行”可以减少热机工作时的二氧化碳和热量的排放，是减少城市热岛效应的措施之一就是所以B是正确的；
C、水的比热容比较大，在升高相同的温度需要吸收更多的热量，所以利用水来降低热机的温度，所以C是正确的；
D、水凝固时体积变大，就会胀坏水箱，所以冬天要把水箱中的水放出，所以D是正确的。
故选：A。
4．双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料。以下说法正确的是（ ）
A．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
B．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%
C．在压缩冲程中，燃料混合物的温度升高，内能增大
D．汽油与天然气相比，燃烧时汽油对环境的污染较小
【解答】解：A、由Q放＝mq可知，燃烧时放出的热量与燃料的热值和质量有关，故A错；
B、以天然气为燃料时，仍有热散失、仍需克服摩擦做额外功，其机械效率不能达到100%，故B错；
C、在压缩冲程中，对燃料混合物做功，使其温度升高、内能增大，故C正确；
D、使用天然气作燃料的目的是对环境污染少、成本低，故D错。
故选：C。
5．下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况。关于对图中①②③④的补充正确的是（ ）
A．①做功冲程 ②内能转化为机械能 ③压缩冲程 ④机械能转化为内能
B．①压缩冲程 ②内能转化为机械能 ③做功冲程 ④机械能转化为内能
C．①压缩冲程 ②机械能转化为内能 ③做功冲程 ④内能转化为机械能
D．①做功冲程 ②机械能转化为内能 ③压缩冲程 ④内能转化为机械能
【解答】解：热机的四个冲程，吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。压缩冲程中，活塞上升压缩气缸内的气体，使气体内能增大，即机械能转化为内能；做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，内能转化为机械能。
故选：C。
6．一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际输出功率为20kW。若小汽车行驶的路程为108km，已知汽油的热值q＝4.6×107J/kg。小汽车发动机的效率为25%。则下列说法正确的是（ ）
A．运动的时间为1h
B．发动机所做的有用功为1.08×108J
C．汽车所受的阻力为2000N
D．消耗汽油的质量为5kg
【解答】解：A．根据v＝可知，汽车的运动时间为：t＝＝1.5h＝5400s，故A错误；
B．发动机所做的有用功为：W有用＝Pt＝20×1000W×5400s＝1.08×108J，故B正确；
C．汽车的速度v＝72km/h＝20m/s，根据公式P＝＝Fv可知，汽车的牵引力：F＝＝1000N，根据二力平衡的条件汽车汽车所受的阻力为f＝F＝1000N，故C错误；
D．根据效率η＝可得汽油完全燃烧释放的热量Q放＝＝＝4.32×108J，
根据Q放＝qm可得汽油的质量m＝≈9.4kg，故D错误。
故选：B。
二、填空题
7．1kg某种燃料 完全燃烧 放出的热量，叫做这种燃料的燃烧值，无烟煤的燃烧值是3.4×107J/kg，它的物理意义是 1kg无烟煤完全燃烧放出的热量是3.4×107J 。
【解答】解：
1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值；
无烟煤的热值是3.4×107J/kg，其物理意义是1kg无烟煤完全燃烧放出的热量是3.4×107J。
故答案为：完全燃烧；1kg无烟煤完全燃烧放出的热量是3.4×107J。
8． 有用能量 与 燃料完全燃烧放出的热量 之比叫做热机的效率，热机的效率总是 小于1 。
【解答】解：热机工作时，有用能量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫作热机的效率；热机在工作时有热量的散失，所以热机的效率要小于1。
故答案为：有用能量；燃料完全燃烧放出的热量；小于1。
9．汽油的热值为4.6×107J/kg，现有汽油4kg，选其中一半完全燃烧，放出的热量是 9.2×107 J，剩余汽油的热值是 4.6×107 J/kg。
【解答】解：从题可知，燃烧汽油的质量为：m＝＝2kg，
而q＝4.6×107J/kg，
∴汽油完全燃烧放出的热量为：Q＝mq＝2kg×4.6×107J/kg＝9.2×107J，
∵燃料的热值是燃料的属性，不会随着质量的改变而改变，
∴汽油质量变少后，剩余汽油的热值不变，仍为4.6×107J/kg。
故答案为：9.2×107；4.6×107。
10．如图所示是汽油机的 做功 过程；完全燃烧0.1kg的汽油，放出的热量为 4.62×106 J．如果这些热量被质量为100kg、初温为20℃的水完全吸收，可以使水的温度升高 11 ℃．【q油＝4.62×107J/kg c水＝4.2×103J/（kg ℃）】
【解答】解：
图中，两个气阀关闭，火花塞喷出电火花，活塞向下运动，是做功冲程；
完全燃烧0.1kg汽油放出的热量：
Q放＝m煤油q＝0.1kg×4.62×107J/kg＝4.62×106J；
根据Q吸＝cmΔt＝Q放可知水温度升高值：
Δt＝＝＝11℃。
故答案为：做功；4.62×106；11。
11．小磊家最近开通了天然气，细心的他发现同样条件下烧开同一壶水比过去用液化气所用时间短了，这主要是由于两种燃料的 热值 不同；若现将5kg初温为20℃的水烧开（标准大气压下），需要吸收的热量为 1.68×106J 。已知水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）
【解答】解：
（1）∵烧开一锅水需要的热量相同，所用的时间比过去他们家用液化气所用的时间少，说明燃烧的液化气质量少；
∴根据Q放＝mq可知是因为天然气的热值高；
（2）水吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×5kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×106J。
故答案为：热值，1.68×106J。
12．西气东输工程让南宁市民用上物美价廉的天然气。在标准大气压下，将质量为2kg、温度为20℃的水加热至沸腾，至少需要吸收 6.72×105 J的热量，这相当于完全燃烧 0.0084 m3的天然气放出的热量。[c水＝4.2×103J/（kg ℃），天然气的热值为8×107J/m3]。
【解答】解：
（1）水吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J；
（2）天然气完全燃烧放出的热量：
Q放＝Q吸＝6.72×105J，
∵Q放＝Vq，
∴所需天然气的体积：
V＝＝＝0.0084m3。
故答案为：6.72×105；0.0084。
三、实验探究题
13．某地液化石油气每罐（内装液化石油气15kg）100元，木炭5元/kg。液化石油气的热值为4.2×107J/kg，木炭的热值为3.4×107J/kg。使用上述两种能源，理论上 木炭 更便宜。这两种能源在家庭日常实际生活中哪种更经济呢？小明同学制定了探究计划。除上述两种能源材料外，所需物品如下：烧水锅（容积20L）、液化石油气炉、炭炉、温度计、电子秤。
小明选择液化石油气探究设计如下：
（1）把盛满水的烧水锅放在液化石油气炉上，用电子秤测出所消耗的质量，再算出所需的液化石油气费用M。
（2）用温度计测量加热一段时间后水的温度变化Δt，计算的值。表示 加热时使水温每升高1℃所需的液化石油气费用 。
请你帮助小明完成木炭的探究设计：
（3）把盛满水的烧水锅放在 炭炉上 。
（4）用温度计测量 质量为m的木炭完全燃烧后 水的温度变化Δt，计算的值。
（5）比较两种能源的的值。
【解答】解：
假设都提供4.2×107J的能量，
用液化石油气：m气＝＝1kg，费用：×1kg≈6.67元；
用木炭：m炭＝≈1.24kg，费用：5元/kg×1.24kg＝6.2元；
可见，从理论上计算得出，用木炭更便宜；
（1）用温度计测量加热时间内水的温度变化Δt，计算的值，表示加热时使水温每升高1℃所需的液化石油气费用；
（3）把盛满水的烧水锅放在炭炉上；
（4）用温度计测量质量为m的木炭完全燃烧后水的温度变化Δt，求出用木炭的费用，计算的值。
故答案为：木炭；（1）加热时使水温每升高1℃所需的液化石油气费用；（3）炭炉；（4）质量为m的木炭完全燃烧后。
四、计算题
14．同学们学习了“能源与可持续发展”的内容后，知道热电站既能发电，又能供热，随着热电站技术不断更新，煤的燃烧程度比传统火电站更充分。为深入了解，他们对某热电站进行调查，获取信息如下：
工作时间 燃煤 发电总功率 废气
10h 2000t 5×105kW 向周边居民供热1.7×1013J
（1）2000t标准煤完全燃烧放出多少热量？
（2）10h发电多少千瓦时？（q煤＝3×107J/kg）
（3）该热电站的能量利用率是多少？
【解答】解：（1）2000t煤完全燃烧放出的热量：
由q＝得：
Q放＝mq＝2000×103kg×3×107J/kg＝6×1013J；
（2）由P＝得：
10小时发电：W电＝Pt＝5×105W×10h＝5×106kW h；
（3）W有用＝W电+W2＝5×106×3.6×106 J+1.7×1013J＝3.5×1013J，
热电站的能量利用率：η＝×100%＝×100%≈58.3%.
答：（1）2000t煤完全燃烧放出的热量为6×1013J；
（2）10h发电5×106kW h；
（3）该热电站的能量利用率是58.3%。
