人教版九年级全册第2节 热机的效率优秀课后练习题

14.2热机的效率同步练习人教版初中物理九年级全一册

一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）

1. 如图是内燃机的能量流向图，则热机效率等于

A.  B.
C.  D.

2. 关于热机的效率，下列说法正确的是

A. 热机消耗的燃料越多，效率就越高
B. 热机做的有用功越多，效率就一定越高
C. 热机的功率越大，做功就越快，但效率却不一定高
D. 在完全无摩擦的道路上，汽车发动机的效率可达到

3. 中国的“快舟”应急空间飞行器，是由固体燃料运载火箭和快速反应卫星载荷组成的星箭一体化组合体，于2019年8月31日顺利升空。该火箭所用的固体燃料具有

A. 较大的热值 B. 较高的熔点 C. 较大的质量 D. 较大的密度

4. 一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其图像如图所示，在第时速度达到，通过的路程为，设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为。若发动机的效率为，则汽车要完成前的运动，需要完全燃烧的汽油为已知汽油的热值约为     

A.  B.  C.  D.

5. 下图是对外做功的某机器的能量流向图，根据图中数据判断下列说法中不正确的是

A. 此机器可能是热机
B. 此机器用于做有用功的效率为
C. 输入的内能，有的能量浪费了
D. 将此机器改进，效率可以达到

6. 某载重汽车自重，车轮与地面的总接触面积为，汽车以的速度在平直公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为，每行驶消耗柴油，柴油的热值为。下列说法中     

完全燃烧柴油放出的热量为

该柴油发动机的效率为

汽车受到的牵引力为

若公路所能承受的最大压强为，则汽车最多能装载的货物取

A. 只有正确 B. 只有正确 C. 只有正确 D. 只有正确

7. 关于热机的效率，下列说法正确的是

A. 一般情况下柴油机的效率比汽油机的效率高
B. 热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的燃料越多
C. 热机的效率越高说明做功越快
D. 热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的

8. 一台柴油机中的燃料完全燃烧放出了的热量，共计损失了能量，下列说法错误的是

A. 该柴油机的效率为
B. 用来做有用功的能量为
C. 在科技进步的未来可以实现能量零损失
D. 减少机械间的摩擦可以提高热机效率

9. 现有甲乙两种燃料，甲的热值是乙的3倍，甲的质量是乙的一半，则甲乙两种燃料完全燃烧放出的热量比为

A.  B.  C.  D.

10. 如图所示，一辆洒水车在平直公路上以的速度匀速行驶10min，消耗柴油3kg，柴油机的效率为柴油的热值取，下列说法中
    驾驶员看到路旁树木快速向后退去，是以洒水车为参照物
    的柴油完全燃烧放出的热量是
    柴油机做机械功的功率是
    洒水车行驶过程中所受阻力为

A. 只有正确 B. 只有正确
C. 只有正确 D. 都正确

二、填空题（本大题共6小题，共12.0分）

11. 发动机的效率是汽车的经济性能指标之一。某汽车在时间内匀速行驶一段距离后，消耗93号汽油热值为、密度为的体积为升，那么燃料完全燃烧放出          J的热量，若发动机输出功率为，则发动机的效率为          。均用所给的字母表示
12. 2020年3月，中国海域天然气水合物即“可燃冰”进行第二轮试采，该试采取得成功并超额完成任务，实现了从“探索性试采”向“试验性试采”的重大突破。“可燃冰”燃烧时将化学能转化为          能，完全燃烧热值为的“可燃冰”，放出的热量是          J。
13. 完全燃烧酒精释放的热量是完全燃烧酒精释放热量的          倍．酒精完全燃烧释放的热量是 J.这些热量全部被的液体A吸收，液体A的温度升高了；完全燃烧酒精释放的热量全部被的液体A吸收，液体A的温度升高了          不考虑散热．

现用如图所示装置加热的液体A，燃烧了酒精，液体升高的温度小于，有哪些原因会导致这个结果？          

14. 2019年7月1日，上海市生活垃圾管理条例正式施行，上海开启了生活垃圾分类“强制时代”。按照总体部署，继上海之后，全国另外45个城市也将跟进实施生活垃圾强制分类。推进垃圾分类可以有效利用可回收物，变废为宝，保护环境。据计算，每燃烧垃圾，可以得到的电能，这些电能相当于          kg烟煤完全燃烧放出的热量结果保留两位小数，烟煤的热值约为。
15. “涡轮增压”是目前在各种汽油机和柴油机中采用的一项既节能又能提高热机功率的技术。它是利用热机排出的废气带动涡轮旋转，将新鲜空气先压缩后再送入热机的进气口。这样做的好处是          填“增加”或“减少”排出废气所带走的能量，从而          填“提高”或“降低”热机的效率。
16. 川人爱吃辣，色香味俱佳的红油辣子是川人家常必备。红油辣子制作关键是对油温的控制，用菜油制作红油辣子的最佳温度为用沼气将菜油从室温加热到制作红油辣子的最佳温度，则菜油吸收了______J的热量，燃烧了______的沼气。已知沼气燃烧释放的热量有被菜油吸收，沼气热值取，取。

三、作图题（本大题共1小题，共2.0分）

17. 请在图中坐标定性画出酒精的热值与其完全燃烧所放出的热量Q的关系图象。
    
     

四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

18. 为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量的损失．

实验前调整铁夹A的位置，其目的是使_________填“石棉网”或“温度计”处于适当的高度．

实验中应控制燃料燃烧的质量相同，根据________________比较燃料燃烧放出热量的多少．

小明选用燃料a和燃料b进行实验，当燃料燃尽时，小明记下了各个时刻烧杯中水温，绘制了如图乙所示的图像，则可初步判断燃料_________的热值大．

另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，比较燃料c和燃料d的热值，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，在燃料燃尽后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙所示，燃料c在时水就沸腾了，造成水过早沸腾的原因可能是__________________；分析图像可知燃料c燃烧放出的热量_________填“大于”“等于”或“小于”燃料d燃烧放出的热量．

你认为根据图像丙_________填“能”或“不能”比较两种燃料热值的大小．

小华实验前用天平测出了烧杯中水的质量及燃料c的质量，并由记录的数据，利用公式计算出了水吸收的热量．他想通过这些数据计算出燃料c的热值，你认为他的计算结果与真实值相比_________填“偏大”“偏小”或“相等”，原因是___________________________．

19. 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“煤油和菜籽油的热值大小”关系．他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录一次，记录了杯中水的温度见下表．假设相同时间内消耗燃料的质量相等

在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是甲图中：先调整固定_________填“A”或“B”的位置．

为保证实验结论的可靠性，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的_________、_________应用这种研究物理问题的方法你还研究过的物理问题有_________________________仅举一例．

通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较小的是_________．

你认为在该实验的过程中两杯水在相同的时间内吸收的热量是否相等？为什么？_____________________________________________________________________________．

五、计算题（本大题共2小题，共16.0分）

20. 宇飞专用汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地，该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶，受到的阻力是，消耗燃油假设燃油完全燃烧，若燃油的密度，热值，求：
    该车在测试过程中牵引力所做的有用功是多少？
    该专用车在测试过程中的热机效率是多少？
    
    
    
    
    
    
     
21. 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，氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是22世纪最理想的能源、，请你综合应用所学知识解答下列问题：
    质量为的氢燃料完全燃烧放出的热量；
    若这些热量全部被质量为400kg，温度为的水吸收，则水升高的温度。
    某氢能源公交车以200kW的恒定功率做匀速行驶，如果6kg的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数和公交车所做的功相等，则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】D
 

【解析】热机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，用公式表示为。
 

2.【答案】C
 

【解析】热机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，当热机做的有用功一定时，消耗的燃料越少，效率一定越高；当热机消耗的燃料一定时，做的有用功越多，效率就一定越高，故选项A、B错误。热机做功越快，表示热机的功率越大，与效率无关，故选项C正确。在完全无摩擦的道路上，汽车发动机的效率可以提高，但不可能达到，故D错误。
 

3.【答案】A
 

【解析】该火箭发射时要选用热值大的固体燃料，原因是当完全燃烧相同质量的燃料时，燃料的热值大，可以放出的热量越多。故选A。
 

4.【答案】B
 

【解析】由题图可知，后汽车做匀速直线运动，速度，根据二力平衡条件可得，此时汽车受到的牵引力，则汽车的功率，因汽车的功率不变，故在内汽车发动机产生的牵引力所做的功  J，由可得汽油完全燃烧放出的热量，由可得完全燃烧汽油的质量。故选B。
 

5.【答案】D
 

【解析】由题图可知此机器将内能转化为机械能，则此机器可能是热机，故A正确。此机器转化为的机械能是有用功，则用于做有用功的效率为，故B正确。输入的内能，转化为机械能的有，有的能量浪费了，故C正确。由于机器排出的废气会带走一部分能量，所以效率不可能达到，故D错误。
 

6.【答案】D
 

【解析】完全燃烧柴油放出的热量  J，故错误。柴油发动机做的功  J，柴油发动机的效率，故正确。汽车的速度，由得，汽车受到的牵引力，故正确。由得，公路所能承受的最大压力  N，汽车与货物的质量之和为，则汽车最多能装载货物的质量，故错误。
 

7.【答案】A
 

【解析】柴油机的效率一般要高于汽油机，柴油机多用在重型机器上，故A正确。热机效率越高，有用功与燃料完全燃烧放出的能量的比值越大，即在做的有用功相同的情况下，消耗的燃料较少，故B错误。热机效率是指做有用功的能量在燃料完全燃烧所放出的热量中所占的比值，功率是表示做功快慢的物理量，两者没有必然联系，故C错误。在热机的各种能量损失中，废气带走的能量最多，故D错误。故选A。
 

8.【答案】C
 

【解析】

【分析】

热机效率是热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，据此计算；热机的效率不会达到。

本题考查了热机效率的计算，由于没有直接给出有效利用的能量，较好地考查了学生对机械效率概念的理解。

【解答】

有效利用的能量：，
柴油机的效率为：，故AB正确；
C.在科技进步的未来不能实现能量零损失，故C错误；

D.减少机械间的摩擦，可以减小额外功，所以可以提高热机效率，故D正确。
故选C。

9.【答案】A
 

【解析】

【分析】
本题考查了学生对热量公式的掌握和运用，代入比值时要细心，不要因颠倒出错。
知道两种燃料的热值和质量之比，利用燃料完全燃烧放热公式求这两种燃料完全燃烧放出的热量之比。
【解答】
由题知，两种燃料的热值之比：：1，质量之比：：2，
因为，
所以这两种燃料完全燃烧放出的热量之比：。故A正确，BCD错误。
故选A。  

10.【答案】A
 

【解析】

【分析】
本题综合考查了参照物的选择，以及燃料完全燃烧放热公式、功的公式、功率公式、效率公式、速度公式以及二力平衡条件的应用，考查的知识点多、综合性强，属于难题。
在研究物体的运动情况时，要先选取一个标准作为参照物，物体和参照物之间的位置如果发生改变，则物体是运动的；如果未发生变化，则物体是静止的；
知道柴油的质量、热值，利用计算出柴油完全燃烧放出的热量；
知道柴油机的效率、柴油完全燃烧放出的热量，利用求柴油机做的有用功机械功，再利用求柴油机做机械功的功率；
利用求洒水车行驶的路程，求出了柴油机做的有用功机械功，利用求牵引力，由于洒水车匀速行驶，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，可求阻力大小。
【解答】
驾驶员看到路旁树木快速向后退去，树相对于洒水车的位置在发生变化，是以洒水车为参照物，故正确；
柴油完全燃烧放出的能量：，故正确；
由公式得柴油机做的有用功机械功：
，
柴油机做机械功的功率：
，故错误；
洒水车行驶的路程：
，
由得牵引力：
，
因为洒水车匀速行驶，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，
所以洒水车行驶过程中所受阻力：
，故错误。
故选A。  

11.【答案】

【解析】所用汽油的质量为；汽油完全燃烧放出的热量；发动机做的功为；发动机的效率为。
 

12.【答案】内

【解析】【解析】“可燃冰”在燃烧时将化学能转化为内能；“可燃冰”完全燃烧放出的热量：  J。
 

13.【答案】2

50 

烧杯和石棉网吸收了一部分热量或酒精燃烧释放的热量有一部分散失在空气中，或酒精没有完全燃烧，合理即可

【解析】根据可知，热值相同时，物体完全燃料释放的热量与物体的质量成正比，所以完全燃烧酒精释放的热量是完全燃烧酒精释放热量的2倍．由于完全燃烧酒精释放的热量 J，所以完全燃烧酒精释放的热量 J；
由题可知，液体A的比热容，
故．
 

14.【答案】
 

【解析】由题知， J，因为，所以需要完全燃烧烟煤的质量

 

15.【答案】减少

提高

【解析】在热机的能量损失中，废气带走了大部分的能量，所以“涡轮增压”利用热机排出的废气带动涡轮旋转，减少了废气带走的能量，提高了热机的效率。
 

16.【答案】 
 

【解析】解：菜油吸收的热量：
 ；
沼气燃烧释放出的热量有被菜油吸收，则沼气放出的热量为：
；
由得沼气的体积为：
。
故答案为：；。
知道菜油的质量、比热容和菜油的初温和末温，利用吸热公式求菜油吸收的热量；
知道沼气燃烧释放的热量有即热效率被菜油吸收，利用热效率公式可以求出沼气燃烧放出的热量，根据公式求出需要燃烧沼气的体积。
本题考查了学生对吸热公式、燃料燃烧放热公式的掌握和运用，因条件已给出，难度不大。
 

17.【答案】解：
热值是燃料的一种特性，它和燃料的质量、放出热量的多少无关，所以酒精的热值与其完全燃烧所放出的热量Q的关系图象是与热量Q平行的直线，如图所示：

 

【解析】热值是指1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，是燃料的一种特性，它和燃料的质量、放出热量的多少无关。
此题主要考查的是学生对热值是燃料特性的认识和了解，基础性题目。
 

18.【答案】石棉网；温度计上升的示数；；燃料c的燃烧比较快；大于；能；偏小；燃料不一定完全燃烧，且有热量损失。
 

【解析】调整铁夹A的位置，其目的是使用酒精灯外焰加热．
实验中应控制燃料燃烧的质量相同，通过比较温度计上升的示数来比较燃料燃烧放出热量的多少．
由图乙知，当燃料燃尽时，图线b的温度变化大，说明相同质量的燃料a、b完全燃烧时b放出的热量多，则b的热值大．
燃料c在时水就沸腾了，说明水吸收的热量多，造成水过早沸腾的原因可能是燃料c的燃烧比较快；燃料c燃烧放出的热量已经使水沸腾，燃料d燃烧放出的热量没有使水沸腾，表明c放出的热量多．
两种燃料全部燃尽时，燃料c使水升高的温度更大，则c的热值大．
由于燃料不一定完全燃烧，且给水加热时有热损失，由计算出水吸收的热量要比燃料c完全燃烧放出的热量小，计算出燃料c的热值，要比真实值偏小．
 

19.【答案】
质量；初温；探究影响摩擦力大小的因素
菜籽油
不相等，因为煤油和菜籽油的热值大小不同，在相同的时间内放出的热量不同，所以两杯水在相同的时间内吸收的热量是不相等的
 

【解析】略
 

20.【答案】解：汽车做匀速直线运动，受到平衡力的作用，即牵引力等于阻力，
故F，
汽车行驶的路程为：
；
牵引力所做的有用功为：
；
由得，消耗的燃油的质量为：
；
燃油完全燃烧放出的热量为：；
该专用车的热机效率为：；
答：该车在测试过程中牵引力所做的有用功是；
该专用车在测试过程中的热机效率是。
 

【解析】根据物体做匀速直线运动，受到平衡力的作用，可求出牵引力大小，再根据，可求出功的多少；
运用密度公式变形求出消耗燃油的质量m，再运用求出燃油完全燃烧放出的热量，最后运用可求出效率大小。
明确物体运动状态与平衡力的关系；熟练运用功、密度、热量、效率的公式；是解答此题的关键。
 

21.【答案】解：的氢燃料完全燃烧放出的热量为：
；
由题意可知水吸收的热量：，
由得水升高的温度为：
；
公交车所做的功：
；
由得公交车行驶时间为：
。
故答案为：质量为的氢燃料完全燃烧放出热量；
若这些热量全部被质量为400kg，温度为的水吸收，则水升高；
这些热量能让该公交车匀速行驶4200s。
 

【解析】根据可求质量为的氢燃料完全燃烧放出的热量；
由题意可知水吸收的热量：，根据求水升高的温度；
已知公交车的功率和做的功，利用功率公式计算时间。
本题考查学生对燃料完全燃烧放出热量公式和吸热公式、功率公式的掌握和运用，此类型的题目需要根据实际情况具体分析。