教科版九年级上册3 热机效率课时训练

这是一份教科版九年级上册3 热机效率课时训练，共17页。试卷主要包含了0分），6×107J/kg，完全燃烧0，65亿辆，其中汽车保有量2，【答案】C，【答案】A等内容，欢迎下载使用。
 2.3热机效率同步练习教科版初中物理九年级上册一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）汽油机甲比汽油机乙的效率高，这说明A. 甲的功率大
B. 甲消耗的燃料少
C. 在相同时间内，甲消耗的燃料少
D. 甲将燃料燃烧释放出的内能转化为机械能的比例大一辆无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶，用时，消耗燃油，已知汽车的牵引力是，燃油的热值为，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是    汽车行驶速度是  消耗的燃油完全燃烧放出的热量是  汽车牵引力做功的功率是  汽车发动机的效率是A. 只有和 B. 只有和 C. 只有和 D. 只有和有甲、乙两台汽油机，甲的功率为乙的倍，甲的效率为，乙的效率为，那么甲与乙每小时耗油量之比是A.  B.  C.  D. 有经验的柴油机维修师，不用任何仪器，只是靠近柴油机排气管口观察和用鼻子闻一下，并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度，就能初步判断这台柴油机的节能效果。在同样负荷的情况下，关于柴油机的节能效果，下列判断正确的是A. 尾气的温度越高，柴油机越节能
B. 尾气的温度越低，柴油机越节能
C. 尾气的柴油味越浓，柴油机越节能
D. 尾气的颜色越黑，柴油机越节能下列提高热机效率的方法中，不可行的是A. 减少各种热损失
B. 加润滑油减少机器部件间的摩擦
C. 充分利用废气的能量，如建热电站
D. 采用节能设备下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是A. 热机的大量使用会造成环境污染
B. 所有的热机都是用汽油作燃料的
C. 汽车排出的尾气都是有毒气体
D. 热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除如图所示为内燃机的能量流向图，热机效率不等于
A.  B.
C.  D. 如图所示为内燃机的能量流向图。下列说法中正确的是A. 处应该填“燃料的内能”
B. 处应该填“燃料的化学能”
C. 处应该填“废气带走的能量”
D. 处应该填“克服机械之间的摩擦消耗的能量”关于汽油机和柴油机的区别，下面说法正确的是A. 柴油机汽缸顶部有一个火花塞嘴，汽油机汽缸顶部有一个喷油嘴
B. 柴油机的效率比汽油机低
C. 柴油机和汽油机在吸气冲程吸入的都是纯空气
D. 柴油机在压缩过程中，压缩程度比汽油机更大某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶，用时5min45s，消耗燃油，已知汽车的质量为2t，匀速行驶时所受阻力为车重的倍，燃油的热值为，，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列计算结果错误的是
汽车行驶速度是
消耗的燃油完全燃烧放出的热量是
汽车牵引力做功的功率是30kW
汽车发动机的效率是A.  B.  C. 和 D. 和二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）如图是内燃机的能量流向图，根据图中给出的信息，该内燃机的效率为______。已知汽油的热值是，完全燃烧的汽油，按该内燃机的工作效率计算，该汽车获得的机械能是__________J。若汽油没有完全燃烧，那么，汽油的热值将_________填“变大”“变小”“不变”汽车是我们常用的交通工具之一，汽油机是汽车的动力装置，在压缩冲程末，火花塞点火使燃料猛烈的燃烧，将______能转化成内能。如图所示是汽油机的______冲程。若某汽车效率为，完全燃烧10kg的汽油可转化为______J的机械能。
  如图表示汽油机的______冲程，完全燃烧的汽油，放出热量为______J；汽车发动机工作时，当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率______选填“升高”、“不变”或“降低”。新冠疫情防控期间，我国曾为多个国家捐赠口罩等医用物资，很多国家，为了防止物资中途被拦截，采用飞机直运，当载有物资的飞机加速升空的过程中，飞机的动能______选填“变大”、“变小”或“不变”，物资相对于飞机是______选填“运动”或“静止”的。
常州机场已开通多条国内、国际航班，从常州飞往深圳的航班在水平跑道上加速时，牵引力沿水平方向，大小为，经过的路程为1000m，则牵引力所做的功为______J；如果飞机发动机的效率为，那么在此过程中，消耗的航空煤油为______kg，这此煤油的体积为______。三、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）如图所示，A、B、C、D为四冲程汽油机工作过程中四个冲程的原理图，E和F是演示实验装置图。

图是______冲程，与它原理相同的是______选填字母图所示的演示实验；
某单缸四冲程汽油机飞轮的转速为，该汽油机每分钟对外做功______次；
上述汽油机在一个工作循环中消耗了20g汽油汽油热值为，这些汽油完全燃烧产生的热量是______J，若这台汽油机的效率为，则一个工作循环中输出的机械能为______J，该汽油机的输出功率为______W；
年武汉市汽车保有量为300万辆，每辆汽车每年平均耗汽油，若将汽车内燃机的效率由提高到，则武汉市每年可以节约汽油______t。随着经济的发展，汽车已成为人们常用的交通工具，截至2020年9月，全国机动车保有量达亿辆，其中汽车保有量亿辆。某物理小组的同学在社会实践活动中，通过实际调查和网上查询，绘制了一辆某种型号汽车在额定功率下行驶时单位时间的能量流向图，请你参与讨论有关问题。
根据图中的能量流向，该轿车行驶时造成的能量损耗最主要的是______。
汽油机是汽车的“心脏”，一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是，此汽油机每秒钟完成______个做功冲程，其中______冲程将机械能转化为内能。
若将机器转化有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”，由图中提供的数据可得，该轿车的能量转化效率为______。保留三位有效数字
一辆使用汽油为燃料的小汽车，在路面水平的高速公路上以的速度匀速行驶时，百公里油耗为8mL，发动机的效率为。设汽车通过50km的路程。汽油的密度，汽油热值为。该路段上消耗的汽油完全燃烧释放的热量是______J，该路段上发动机给汽车行驶提供的牵引力为______N。
对减少汽车行驶中的能量损耗，就你所知，提出一条建议：______。
四、计算题（本大题共2小题，共16.0分）小明家有一艘玻璃钢海钓船，底部平直，其参数如表所示柴油热值，g取。长度：                 宽度：高度：                 空船质量：最大载重：           核载人数：6人柴油发动机最大功率：  最大安全行驶速度：不出海时，空船放置在水平沙滩上，船底与沙滩的接触面积为，求船对沙滩的压强。小明一家人某次出海钓鱼，人员和钓鱼装备共，船匀速直线行驶，船受到的阻力为总重力的，发动机的实际输出功率为，消耗柴油假设柴油完全燃烧。求：船行驶的速度和发动机的效率。






 一辆总质量为的小型载重汽车，以v的速度在平直公路上匀速行驶了时间t，此过程汽车的功率为P，消耗的汽油质量为。若不计空气阻力，试问：上述汽油完全燃烧放出的热量为多少？已知汽油的热值为汽车在平直公路上匀速行驶时，受到的阻力为多少？该汽油机的效率为多少？结果均用符号表示






 五、综合题（本大题共1小题，共10.0分）发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质，现代汽车主要分汽油与柴油两类发动机，其中汽油发动机提供动力的是内燃机的汽缸。若某台以汽油为燃料的汽车，发动机内有4个汽缸，其相关数据如表所示：
 1min内完成工作循环2500次汽油汽缸内汽油和空气的混合密度排气量2L热值发动机最大功率75kW空燃比14：1汽车以的速度匀速运动时发动机输出功率最大，则1min内有用功为______ J；牵引力为______N。
如图1所示，汽车内燃机一个工作循环包括4个冲程，一个汽缸的一个正常工作循环中四个冲程的顺序是______对甲、乙、丙、丁重新排序；图______所示冲程内燃机给汽车提供动力。
在挑选汽车时，发动机汽油机效率的高低是区分汽车优劣的重要指标之一。如图2所示为发动机的能量流向图，这个发动机的效率是______。

答案和解析1.【答案】D
 【解析】解：效率和功率是两个没有直接联系的物理量，不要混淆，甲的效率高，说明消耗相同燃料，甲做功多，或者做相同的功，甲消耗的燃料少。
 2.【答案】D
 【解析】解： 汽车的行驶速度，故错误；消耗的燃油完全燃烧放出的热量：  J，故正确；该汽车牵引力所做的功：   J，该汽车牵引力所做功的功率：，故错误；该汽车发动机的效率：，故正确。
 3.【答案】B
 【解析】解：，；，，所以。
 4.【答案】B
 【解析】解：尾气的温度高，说明散失的热量多，柴油机的效率低；反之，柴油机的效率高，即节能。尾气的柴油味浓、颜色黑都说明柴油没有充分燃烧，浪费了燃料，这样柴油机的效率会低，故选B。
 5.【答案】C
 【解析】解：充分利用废气的能量可以提高能量的利用率，但不能提高热机效率。通过减少各种热损失、减少机器部件间的摩擦、进行技术革新等都可以提高热机效率。
 6.【答案】A
 【解析】解：热机给人类文明带来进步，但也会造成污染。煤、石油产品、天然气等都可以作为热机的燃料，它们燃烧时产生的二氧化碳、二氧化硫等有害气体有害气体不一定是有毒气体和粉尘，会造成大气污染。热机还会产生噪声污染，消声器可以减小热机的噪声污染，但不能完全消除。
 7.【答案】A
 【解析】解：由图可知，做有用功的能量，燃料完全燃烧放出的能量，且，
则内燃机的热机效率：
或或，故A符合题意。
故选：A。
热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比。
本题考查了热机效率的计算，明确热机效率的含义是关键。
 8.【答案】B
 【解析】解：AB、燃料在汽缸中燃烧时，将存储的化学能转变为高温高压的燃气的内能，故A错误，B正确；
CD、在热机的能量损失中，废气带走了大部分的热量，还有部分因克服机械之间的摩擦而消耗，所以由图知处应填“废气带走的能量，处应该填“克服机械之间的摩擦消耗的能量”，故CD错误。
故选：B。
内燃机的能量转化过程：燃料在汽缸中燃烧时，将存储的化学能转变为高温高压的燃气蒸汽的内能，又通过燃气蒸汽推动活塞做功，由内能转变为机械能；
在热机的能量损失中，废气带走了大部分的热量，充分利用了废气带走的热量，提高了热机的效率。
本题考查了学生对内燃机能量流向图的了解与掌握，属于综合性题目。
 9.【答案】D
 【解析】【分析】
此题考查的是汽油机和柴油机的结构区别及吸入物质区别、工作过程中的能量转化，属于热机部分的重点内容，需要熟练掌握。
汽油机和柴油机结构不同之一：汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴；
工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气；
通常情况下，柴油机的效率高于汽油机。
【解答】
A.汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴，故A错误；
B.一般情况下，柴油机比汽油机效率高，故B错误；
C.工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，故C错误；
D.柴油机在压缩冲程中，压缩的程度比汽油机大，燃烧更充分，燃气产生的压强更大，故D正确。  10.【答案】B
 【解析】解：汽车行驶的时间为：，
汽车的行驶速度为：，故正确；
消耗的燃油完全燃烧放出的热量为：
，故正确；
汽车匀速行驶时所受牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，
所以汽车匀速行驶时所受牵引力为：
，
汽车牵引力做功的功率是：
，故错误；
该汽车牵引力所做的功为：
，
汽车发动机的效率，故正确。
故选：B。
已知汽车行驶的时间和路程，利用速度公式即可求解；
根据可求热量；
汽车匀速行驶时所受牵引力与阻力是一对平衡力，根据汽车匀速行驶时所受阻力为车重的倍求出所受阻力即为牵引力，根据求出功率；
根据可求得该汽车牵引力所做的有用功；利用效率公式求出该汽车的效率。
本题考查了速度、燃烧放热、功、功率、热机效率的计算，综合性强，难度适中，关键是公式的灵活运用。
 11.【答案】；；不变
 【解析】【分析】
本题考查了学生对燃料的热值、内燃机能流图、效率公式的了解与掌握，是一道综合性题目。
由能流图得出输出的有用功占总能量的比值，得出内燃机的效率。
燃料完全燃烧放出的热量用公式计算；再根据求出汽车获得的机械能；
热值与燃烧情况无关。
【解答】
由图可知，输出的有用功在总能量中所占的比例：，
所以热机的效率为；
完全燃烧的汽油放出的热量：；
根据可得，汽车获得的机械能：；
热值是物质的特性，与燃料燃烧情况无关，汽油没有完全燃烧，汽油的热值将不变。
故答案为：；；不变。  12.【答案】化学  做功 
 【解析】解：内燃机的一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈地燃烧是化学能转化为内能；由图可知，此时的两个气门关闭，活塞下行，为做功冲程；
汽油完全燃烧要放出的热量：；
则机械能为：。
故答案为：化学；做功；。
内燃机的一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，其中压缩冲程将机械能转化成内能，压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈地燃烧是化学能转化为内能；做功冲程将内能转化成机械能；
燃料完全燃烧放出的热量用公式计算，其中q为燃料的热值，根据效率求出机械能的大小。
本题考查了内燃机冲程的能量转化以及燃料燃烧放出的热量的计算，是比较基本的问题，要重点掌握。
 13.【答案】压缩    降低
 【解析】解：图中汽油机的进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；
完全燃烧汽油放出的热量为：
；
汽车发动机工作时将内能转化为机械能，冒“黑烟”说明燃烧不充分，用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的比值就小，所以效率降低。
故答案为：压缩；；降低。
根据进气门和排气门的开、闭以及活塞的运行情况判断是哪一个冲程；
知道汽油的质量和热值，利用燃料完全燃烧放热公式求放出的热量；
热机工作的过程中内能转化为机械能，热机的效率是指用来做有用功的能量占燃料完全燃料放出的总能量的百分比，据此结合现象可分析对效率的影响。
本题考查了学生对汽油机四个冲程的了解，对公式的了解与掌握以及对热机效率的理解，属于基础题目。
 14.【答案】变大  静止    8 
 【解析】解：当载有物资的飞机加速升空的过程中，飞机的质量不变、速度变大，飞机的动能变大，物资相对于飞机的位置没有发生变化，是静止的；
小汽车行驶1000m，牵引力做的功为；
因为，
所以发动机做的功为；
汽油完全燃烧放出的热量为，
因为，
所以消耗的汽油质量为。
由可得，这些汽油的体积。
故答案为：变大；静止；；8；。
动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大；物体相对于参照物的位置发生了变化，物体是运动的；
已知牵引力和行驶路程，可以得到牵引力做的功；已知发动机效率和牵引力做的功，可以得到发动机做的功；
已知发动机做的功和汽油热值，可以得到消耗汽油的质量。
据求得汽油的质量，利用密度公式变形可求得这些汽油的体积。
此题是一道力学综合的应用题，考查了功、密度公式的应用、热值和热效率，掌握基本公式是正确解答的关键。
 15.【答案】压缩  E  1200       
 【解析】解：图中，进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程；
B图中，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能；
C图中，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；
D图中，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程；
E图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程；综上所述，图E、F是演示实验的原理示意图，B图是压缩冲程，与它原理相同的是E图所示的演示实验；
由题意可知，单缸四冲程汽油机的飞轮转速是，即每分钟转2400圈，完成1200个工作循环，完成4800个冲程，做功1200次；
已知，，
因为，所以一个工作循环中输出的有用机械能：；
汽油机的输出功率：；
每辆汽车做有用功所需燃油：，
内燃机效率提高后为：
效率提高后所需燃油量：，
每辆车每年节约燃油： ，
300万辆车每年节约燃油： 。
故答案为：压缩；E；；；；；。
判断汽油机的四个冲程，先看进气门和排气门的关闭情况，进气门打开的是吸气冲程，排气门打开的是排气冲程，进气门和排气门都关闭的是压缩冲程或者做功冲程；活塞上行为压缩冲程和排气冲程；活塞下行为吸气冲程和做功冲程；
在四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次；
欲求汽油完全燃烧产生的热量，就需要知道燃料放出热量的计算公式，代入数值即可求得；求有用机械能，首先要考虑用到机械效率的公式，代入数值即可求得；
由于内燃机效率提高后有用功是相同的，因为，所以可得，知道每辆汽车每年耗油，可求每辆汽车每年节约燃油，继而根据全球的汽车数量可求全球可以节约的燃油。
本题考查了燃料完全燃烧放热公式、效率公式、功率的公式的应用，很多学生容易忽略有用功和总功的差别，是易错点。
 16.【答案】排放废气损耗和散热器的损耗  15  压缩      675  给机器加润滑油，减少有害摩擦
 【解析】解：从能量流程图上可以读出，该轿车行驶时造成的能量损耗最主要的是排放废气损耗和散热器的损耗。
一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是；
曲轴每转两圈对外做一次功，则该汽油机每秒对外做功次数为15次；
其中压缩冲程将机械能转化为内能；
轿车的能量转化效率为：；
百公里油耗为8L，文字说明：汽车通过50km的路程所消耗的汽油是4L，即：，
据可知，消耗的汽油的质量为：
，
消耗的汽油完全燃烧释放的热量是：；
发动机的效率为，所以据可得，发动机所做的有用功为：
，
据可知，发动机给汽车行驶提供的牵引力为：
；
给机器加润滑油，减少有害摩擦；改进油箱的密闭性，减少蒸发损耗；控制汽车数量；提高汽油质量；对排放的尾气进行收集、再利用等。
故答案为：
排放废气损耗和散热器的损耗；；压缩；；；675；给机器加润滑油，减少有害摩擦。
有用功是指某一物理过程中不得不做的功，从流程图上看能量损耗为有用功之外的损耗。
机器转化有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”，根据定义和图解计算出能量转化率。
在四冲程内燃机的一个工作循环中，曲轴转两圈，完成4个冲程，对外做功1次。
发动机的机械效率是有用功与消耗总功的比值；
减少汽车行驶中的能量损耗，就要使汽油燃料的能量尽量多的使用到有用功中，从能量损耗方面综合考虑。
此类题目考查知识了内燃机的四个冲程、热机效率的相关问题，要结合相关知识点进行分析解答，是中考的难点。
 17.【答案】解：空船的重力：  ；  船对沙滩的压力等于自身的重力：；  船底与沙滩的接触面积为，  船对沙滩的压强：。人员和钓鱼装备及船的总质量为：  ；  船受到的阻力为总重力的，  船匀速直线行驶，根据二力平衡：  ，  由得，；  做的有用功：   J；  消耗柴油释放的能量：    J；  发动机的效率：。
 【解析】见答案
 18.【答案】解：汽油燃烧放出的热量为：。，  由于汽车匀速运动，则受到的阻力为。有用功为：，  汽油机的效率：  。
 【解析】见答案
 19.【答案】  2700  乙、甲、丁、丙  丁 
 【解析】解：功率，
汽车以速度匀速运动时，1min中内做的有用功：
；
汽车的速度为：，
根据知牵引力为：
；
甲中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是第二冲程；
乙中的一个气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一冲程；
丙中的一个气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四冲程；
丁中的两个气阀都关闭，活塞下运动，所以为做功冲程，是第三冲程；
故排序为：乙甲丁丙。其中做功冲程给内燃机汽车提供动力。
由图知总能量为：
，
发动机的效率为：
。
故答案为：；2700；乙、甲、丁、丙；丁；。
由表格数据可知，发动机的最大输出功率，根据求出1min内做有用功；根据算出牵引力；
内燃机的四个冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程，且活塞向下运动的冲程是做功冲程，内燃机给汽车提供动力；压缩冲程中机械能转化为内能；
根据算出发动机的效率。
本题考查功率、效率的计算，考查面比较广，关键是公式及其变形的应用，最容易出错的是物理量的单位和单位的换算。