初中物理人教版九年级全册第2节 热机的效率达标测试

这是一份初中物理人教版九年级全册第2节 热机的效率达标测试，共10页。试卷主要包含了下列关于热学知识的说法正确的是，液态氢是现代火箭常用的燃料等内容，欢迎下载使用。
《14.2 热机的效率》同步培优精练2（解析版）2021-2022年物理人教版九年级全一册一．选择题（共8小题）1．对于热机和热值，下列的理解正确的是（　　）A．四冲程内燃机的做功冲程将机械能转化成内能 B．柴油机在吸气冲程吸入汽缸的只有空气 C．燃料的热值与燃料的质量、是否完全燃烧有关 D．燃料燃烧放出的热量越多，其热值就越大2．现代火箭常用液态氢做燃料，氢的热值是1.4×108J/m3，在完全燃烧一样多的燃料时，可以获得更多的能量。因为液态氢具有（　　）A．较小的密度 B．较低的沸点 C．较大的比热容 D．较高的热值3．今年9月15日，中国在酒泉卫星发射中心用长征二号F﹣T2火箭将天宫二号空间实验室发射升空。“长征二号F﹣T2”运载火箭采用液态氢做为燃料，原因是液态氢具有（　　）A．较大的比热容 B．较低的沸点 C．较大的热值 D．较高的凝固点4．据中央电视台新闻联播报道，我国发射了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5．下列关于热学知识的说法正确的是（　　）A．烧开水是通过做功的方法增加水的内能 B．柴油机的效率可以达到 100% C．冰在熔化过程中吸热，温度不变，内能增加 D．端午粽子飘香，说明分子间存在引力6．如图所示为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为（　　）A．η＝×100% B．η＝×100% C．η＝×100% D．η＝×100%7．为了提高热机效率，可采取的措施是（　　）A．采用热值高的燃料 B．降低热机功率 C．保证良好的润滑减少摩擦 D．提高热机功率8．如图所示装置甲、乙和丙完全相同，燃料质量均为10g，烧杯内液体初温和质量都相等，燃料完全燃烧完后，液体均未沸腾，液体的末温分别为t甲、t乙和t丙，且t甲＞t乙＞t丙，则下列说法正确的是（　　）A．燃料b放出热量最多 B．液体2吸收的热量最少 C．燃料a 的热值比燃料b的大 D．液体1的比热容比液体2的大二．填空题（共4小题）9．液态氢是现代火箭常用的燃料。氢的热值是1.4×108J/kg，它表示的物理意义是　                　，完全燃烧2kg的氢气可产生　                　J的热量。10．2019年12月21日承载着“长征五号”遥三火箭发射升空，“长征五号”具有“冰箭”的称谓，源于其箭体内部推进剂首次全部使用低温的液氢和液氧，不仅实现了无毒无污染，还因为液氢　   　大，燃烧后释放的　   　多，转化为飞船的　   　能多，运载能力是我国现役运载火箭的2.5倍，跻身于世界先进水平之列。11．“西气东输”工程已全线竣工，输送的燃料为天然气，这是利用了燃气　   　较大的特性，而且使用天然气时对环境　   　。使用天然气做饭，要想把2kg、20℃的水烧开，水吸收的热为　   　J，需要燃烧　   　m3的天然气，（假设天然气完全燃烧放的热全部被水吸收，q天然气＝8.2×107J/m3）天然气用掉一部分后，剩余天然气的热值　   　（选填“变大”、“变小”或者“不变”）12．（1）如图1所示，在试管内装水，用木塞塞住管口，将水加热至沸腾，发现木塞向外飞出。燃料燃烧时燃料的化学能转化为内能，通过　    　方式把热量传递给水和水蒸气，使水和水蒸气的内能　    　（选填“变大”或“变小”）。水沸腾时产生的水蒸气膨胀对木塞　    　，水蒸气的　    　能转化为木塞的　    　能。（2）如图2，汽油机是利用汽油作为燃料的一种热机，汽油的热值是4.6×107J/kg，完全燃烧　    　kg的汽油可以放出4.6×106J的热量，图2所示是该汽油机的能量流向图，其效率为　    　。三．计算题（共4小题）13．重4100N的汽车在水平路面匀速直线运动，所受阻力为920N，汽车通过1000m的距离用时100s，且发动机消耗汽油质量0.1kg，已知汽油热值是4.6×107J/kg，则：（1）发动机对汽车的牵引力多大？（2）牵引力做了多少功？（3）汽车牵引力功率为多少？（4）汽车发动机效率多少？14．发动机的效率是汽车经济性能的重要指标。若某品牌汽车在平直公路上以25m/s的速度匀速行驶105m，汽车克服阻力做功的功率为2×104W，耗油量为8kg。（汽油的热值为q＝4.0×107J/kg）求：（1）这些汽油完全燃烧后释放的热量；（2）汽车克服阻力做的功；（3）该汽车发动机的效率。15．目前，“节能减排”己引起全球的关注，如何减少能耗，提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视。某汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶18km消耗了2.5L汽油。求：（1）请计算这段路程内所耗的汽油完全燃烧所产生的热量（汽油密度ρ＝0.8×103kg/m3    Q汽油＝4.6×107J/kg）（2）此汽油机的效率为多少？（3）汽车输出的有效功率。（保留三位有效数字）16．近年来，我国多个城市成功实现氢燃料新能源公交车投放使用。某新能源公交车在平直的公路上匀速行驶4km，用时6min，发动机输出功率保持70kw，此过程共消耗氢燃料0.3kg，已知氢燃料的热值为q氢＝1.4×108J/kg，在匀速行驶过程中，求：（1）公交车的速度；（2）公交车做的有用功；（3）发动机的效率。
参考答案一．选择题（共8小题）1．解：A、内燃机在做功冲程中，燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故A错误；B、汽油机在吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物，而柴油机在吸气冲程吸入的是空气，故B正确；CD、热值只跟燃料的种类有关，与燃料的质量、是否完全燃烧、是否容易燃烧等无关，故CD错误。故选：B。2．解：现代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；故选：D。3．解：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。故选：C。4．解：卫星的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：A。5．解：A、烧开水是通过热传递的方式增加水的内能，故A错误；B、热机在工作时不可避免地有能量的损耗与散失，故柴油机的效率不可能达到100%，故B错误；C、冰是晶体，在熔化过程中吸收热量，温度不变，内能增大，故C正确；D、端午节粽子飘香，是因为粽子香气中含有的分子是在不断运动的，向四周扩散，使人们闻到粽子的香气，故D错误。故选：C。6．解：由能流图可知：燃料完全燃烧放出的热量为E，有用机械能即有用功为E2，所以内燃机的效率可表示为η＝×100%＝×100%。故选：C。7．解：采取热值高的燃料，其利用率不一定高，所以不一定能提高热机的效率；降低热机的功率，减少热机在单位时间内做的功，其效率不一定提高。保证良好的润滑，减小摩擦，可以减少因摩擦损失的能量，所以可以提高热机的效率。故选：C。8．解：（1）为了比较热值大小，要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲乙两图进行实验；由题意知甲、乙两实验烧杯中液体的初温相等，末温T甲＞T乙，则△t甲＞△t乙，由图甲、乙所示实验可知，两烧杯中的液体种类即比热容c、质量m都相等，由热量公式Q＝cm△t可知，Q甲＞Q乙，燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收，则燃料释放的热量Qa＞Qb，燃料a 的热值比燃料b的大，故A错误，C正确；（2）为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种液体比热容的大小关系，应选择甲丙两图进行实验；甲、丙所示实验中所用燃料种类与质量相同，则燃料燃烧释放的热量相等，即Q1＝Q2，故B错误；燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收，则Q1＝Q2，甲、丙两实验烧杯中液体的初温相等，末温T甲＞T丙，则△t甲＞△t丙，即△t1＞△t2，因为Q1＝Q2，m相等，△t1＞△t2，Q＝cm△t，所以由c＝可知，c1＜c2。故D错误；由于甲乙两实验所使用的燃料质量m相同而种类不同，由Q＝mq可知，q1＞q2。故选：C。二．填空题（共4小题）9．解：氢的热值是1.4×108J/kg，表示的物理意义是：1kg氢完全燃烧放出的热量是1.4×108J；完全燃烧2kg的氢可产生的热量：Q放＝mq＝2kg×1.4×108J/kg＝2.8×108J。故答案为：1kg氢完全燃烧放出的热量是1.4×108J；2.8×108。10．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氢时，可以放出更多的热量；火箭内燃料燃烧产生大量的内能，火箭利用内能做功，并转化为机械能，所以燃料燃烧释放的热量越多，转化为飞船的机械能越多。故答案为：热值；热量；机械。11．解：（1）天然气与其它燃料相比较，天然气的热值大，燃烧时产生废气污染小，所以建议使用天然气。（2）在一标准大气压下，水的沸点是100℃，把水烧开，水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J，由题知，Q吸＝Q放＝ηqV＝6.72×105J，需要完全燃烧煤气的体积：V＝＝≈8.2×10﹣3m3。（3）热值是燃料的一种特性，与质量的大小无关。当天然气用掉一部分后，剩余天然气的热值不变。故答案为：热值；污染小；6.72×105；8.2×10﹣3；不变。12．解：（1）燃料燃烧时燃料的化学能转化为内能，是通过热传递方式把热量传递给水和水蒸气，使水和水蒸气的内能变大；水沸腾时水蒸气体积膨胀做功，将内能转化为木塞的机械能，木塞被冲出去，这个过程中水蒸气的内能转化为木塞的机械能；（2）汽油的热值q＝4.6×107J/kg，Q放＝4.6×106J，由Q放＝mq得汽油的质量为：m＝＝＝0.1kg；由图2可知，有用功的能量：100%﹣5%﹣35%﹣18%﹣18%＝24%，所以汽油机的效率为η＝24%。故答案为：（1）热传递；变大；做功；内；机械；（2）0.1；24%。三．计算题（共4小题）13．解：（1）发动机对汽车的牵引力为F＝f＝920N；（2）牵引力做功：W＝Fs＝920N×1000m＝9.2×105J；（3）牵引力功率：P＝＝＝9.2×103W；（4）0.1kg汽油完全燃烧释放的热量Q＝mq＝0.1kg×4.6×107J/kg＝4.6×106J；发动机的效率η＝＝×100%＝20%。答：（1）发动机对汽车的牵引力为920N；（2）牵引力做功9.2×105J；（3）汽车牵引力功率是9.2×103W；（4）发动机的效率是20%。14．解：（1）8kg汽油完全燃烧后释放的热量：Q＝mq＝4.0×107J∕kg×8kg＝3.2×108J。（2）由v＝可得，汽车运动的时间：t＝＝＝4000s，则汽车克服阻力做的功（有用功）：W有用＝Pt＝2×104W×4000s＝8×107J。（3）汽车发动机的效率：η＝×100%＝×100%＝25%。答：（1）这些汽油完全燃烧后释放的热量为3.2×108J；（2）汽车克服阻力做的功为8×107J；（3）该汽车发动机的效率为25%。15．解：（1）根据ρ＝可知，2.5L汽油的质量为：m＝ρV＝0.8×103kg/m3×2.5×10﹣3m3＝2kg；这些汽油完全燃烧放出的热量：Q＝mq＝2kg×4.6×107J/kg＝9.2×107J；（2）汽油机的效率为：η＝1﹣33%﹣30%﹣7%＝30%；（3）有用功：W＝Qη＝9.2×107J×30%＝2.76×107J；运动时间：t＝＝＝0.25h＝900s，汽车输出的有效功率：P＝＝＝3.07×104W。答：（1）这段路程内所耗的汽油完全燃烧所产生的热量9.2×107J；（2）此汽油机的效率为30%；（3）汽车输出的有效功率3.07×104W。16．解：（1）汽车行驶的路程为：s＝4km所用时间为：t＝6min＝h根据v＝可得：v＝＝＝40km/h（2）根据功率的计算公式P＝＝＝Fv可得F＝＝＝＝6.3×103N做的功为：W＝Fs＝6.3×103N×4×103m＝2.52×107J（3）氢燃料完全燃烧放出的热量为Q放＝qm＝1.4×108J/kg×0.3kg＝4.2×107J发动机的效率为η＝＝＝60%答：（1）公交车的速度为40km/h；（2）公交车做的有用功为2.52×107J；（3）发动机的效率为60%。