初中物理人教版九年级全册第2节 热机的效率课后复习题

这是一份初中物理人教版九年级全册第2节 热机的效率课后复习题，共15页。试卷主要包含了下列关于热值的说法中，正确的是，下列说法中正确的是，关于热机效率，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。

第十四章 内能的利用
第2节 热机的效率



1．（2018·单县三模）某校初三年级的学生参观了学校锅炉房后，提出了以下几种提高炉子效率的建议，其中不应采纳的是
A．鼓风机向炉膛内吹风，把煤粒吹起来燃烧
B．向炉内多加些煤，加大火力
C．煤磨成粉，用空气吹进炉膛
D．用各种办法增大受热面积
【答案】B

2．（2018·秀屿区模拟）下列关于热值的说法中，正确的是
A．燃料燃烧时，用的燃料越多，这种燃料的热值越大
B．燃料燃烧时，放出的热量越多，这种燃料的热值越大
C．相同质量的不同燃料完全燃烧，放出热量较少的燃料，热值较大
D．不同的燃料完全燃烧，放出相同热量时，所用燃料越少，这种燃料的热值越大
【答案】D
【解析】A、B燃料的热值只与燃料的种类有关，与放出热量的多少、燃料的质量和燃料的燃烧程度无关，故A、B错误；C、相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量越大的燃料，燃料热值越大，故C错误；D、不同的燃料完全燃烧，放出相同热量，所用燃料的质量越少，热值越大，故D正确。故选：D。
3．（2018·山西模拟）我国南海海底存储着丰富的“可燃冰”资源，可燃冰被视为21世纪的新型绿色能源，可燃冰的主要成分是甲烷，l m3的可燃冰完全燃烧放出的热量与完全燃烧164 m3的甲烷气体放出的热量相等，这说明可燃冰的
A．热值大 B．比热容大 C．质量大 D．密度大
【答案】A
【解析】在同等条件下，包含质量相同，l m3的可燃冰完全燃烧放出的热量与完全燃烧164 m3的甲烷气体放出的热量相等，说明“可燃冰”的热值很大，故A正确。故选：A。
4．（2018·白云区一模）某种巧克力的营养成分表上标有“每100 g能量2360 kJ”，该标识的含义与以下哪个物理量的含义类似
A．热量 B．热值 C．内能 D．比热容
【答案】B
【解析】巧克力的营养成分表上标有“每100g 能量2360 J”，据此可得每克巧克力提供的能量；而燃料的热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量，所以标识的含义与热值类似，故B符合题意。故选：B。
5．（2018·唐河县三模）小明根据下表所提供的数据得出了四个结论，其中正确的是：
几种物质的比热容c/J（kg·℃）-1
几种燃料的热值/J·kg-1
水
4.2×103
无烟煤
3.4×107
酒精
2.4×103
焦炭
3.0×107
砂石
0.92×103
酒精
3.0×107
冰
2.1×103
汽油
4.6×107
A．同种物质发生物态变化后，比热容不变
B．由于水的比热容大，所以白天海水温度比沙滩高
C．2 kg的水温度升高50 ℃，吸收的热量是4.2×105 J
D．2 kg无烟煤燃烧放出的热量一定比2 kg酒精燃烧放出的热量多
【答案】C

6．（2018·西城区一模）下列说法中正确的是
A．热机效率越高，所做有用功就越多
B．质量相等的两块金属，比热容大的吸收热量多
C．质量相等的两种燃料完全燃烧，热值大的放出热量多
D．压缩铁块时，铁块分子之间只存在斥力，不存在引力
【答案】C
【解析】A、机械效率高低，只能反映有用功在总功中所占比例的多少，不能反映有用功的大小，故A错误；B、根据公式Q=cmΔt可知，质量相等的两块金属，由于升高的温度不确定，所以比热容大的吸收的热量不一定多，故B错误；C、燃料燃烧释放热量的多少与物体的质量、热值有关，故质量相同不同燃料，完全燃烧时，热值大的放出热量多，故C正确；D、分子间的引力和斥力是同时存在的，故D错误。故选：C。
7．（2017秋·临西县期末）甲、乙两汽车，甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高，这表明
A．甲做功比乙多
B．以相同的牵引力行驶相同的路程，甲耗油比乙少
C．甲消耗的汽油比乙少
D．甲做功比乙快
【答案】B

8．（2018·临沂模拟）如图是内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为

A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】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。故选：B。
9．（2017秋·西城区期末）关于热机效率，下列说法正确的是
A．蒸汽机的效率高于汽油机的效率
B．热机所做有用功越多，它的效率就越高
C．内燃机的效率越高，它消耗的燃料就越少
D．热机效率越高，它将内能转化为机械能的比例越大
【答案】D

10．（2018·泰安）某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9 km，用时5 min45 s，消耗燃油1.5 kg，已知汽车的牵引力是2 000 N，燃油的热值为4.6×107 J/kg，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是
①汽车行驶速度是20 km/h；②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107 J；③汽车牵引力做功的功率是30 kW；④汽车发动机的效率是20%
A．只有①和② B．只有②和③ C．只有①和④ D．只有②和④
【答案】D
【解析】汽车的行驶速度：，故①错误；消耗的燃油完全燃烧放出的热量：Q放=mq=1.5 kg×4.6×107 J/kg=6.9×107 J，故②正确；因为匀速行驶，所以汽车受到的牵引力：F=f=2×103 N，该汽车牵引力所做的功：W=Fs=2×103 N×6.9×103 m=1.38×107 J，该汽车牵引力所做功的功率：，故③错误；汽车消耗燃油的产生的热量：Q放=mq=1.5 kg×4.6×107 J/kg=6.9×107 J，该汽车的效率：，故④正确。故选：D。
11．（2017秋·迁安市期末）柴油机在同样负荷的情况下
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
【答案】B
【解析】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。
12．（2017秋·利津县期末）关于热机的效率，下列说法中正确的是
A．热机做的有用功越多，效率一定越高
B．热机消耗的燃料越少，效率一定越高
C．热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高
D．热机做功越快，效率一定越高
【答案】C

13．（2017秋·鄂托克旗期末）关于热机效率，下列说法正确的是
A．蒸汽机的效率通常高于汽油机的效率
B．有些新型燃料汽车实现了零排放，其效率达到100%
C．热机效率不一定小于100%
D．即使无摩擦的道路，汽车发动机的效率也无法达到100%
【答案】D
【解析】用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫热机的效率，在工作过程中，损失的能量越少，热机的效率越高。A、蒸汽机的燃料是在机器的外部燃烧，热损失最多，效率最低。此选项错误；B、目前有些新型燃料汽车，实现了“零排放”，减少了污染，提高了效率，但效率不会达到100%．此选项错误；C、热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率一定小于100%．此选项错误；D、热机能量损耗包括燃料不完全燃烧损失掉的能量、机体散热损失掉的内能、废气带走的内能、克服机件摩擦损失掉的能量，跟路面摩擦无关，所以热机效率一定低于100%。路面摩擦力是汽车做有用功的因素之一。此选项正确。故选：D。
14．（2016秋·巴中期中）国产某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为50 cm2，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离为50 mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为8.0×105 Pa，飞轮转速为1 800 r/ min。当汽油机满负荷工作时（不计摩擦损失），（汽油的热值为q汽油=4.5×107 J/kg）。则下列说法不正确的是
A．该内燃机每秒共经历60个冲程
B．这种汽油机燃气对活塞的平均压力为4 000 N
C．这种汽油机满负荷工作时做功的功率为3 000 W
D．若汽油机每分钟消耗汽油10 g，该汽油机的效率为36%
【答案】D
，故D错误。故选：D。
15．（2016秋·江夏区月考）某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30 cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50 mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×l05 Pa，飞轮l min转动1 800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），下列说法中正确的是
A．汽油机每秒内完成30个冲程
B．汽油机的功率为2025 W
C．做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2.7×l07 N
D．一个做功冲程中燃气对活塞做的功为1.35×l05 J
【答案】B

16．（2018·兴化市二模）用如图装置比较两种燃料的热值，以下关于该实验的操作及分析正确的是

A．在烧杯中放入质量相同的不同液体
B．在燃烧皿中放入质量相同的不同燃料
C．燃烧相同的时间比较升高的温度判断热值的大小
D．根据相同质量燃料燃烧时间长短来判断热值的大小
【答案】B
【解析】由于两杯水吸收的热量（Q吸=cmΔt）与升高的温度和水的质量有关，本实验要通过水温度升高的多少反应吸收的热量多少，要让两杯水的质量相同，另外还要燃料的质量相同，故ACD错误，B正确。故选：B。
17．（2018·江汉区一模）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内的液体质量也相同，下列说法正确的是

A．比较不同液体的比热容，可以选择甲乙两图
B．比较不同液体的比热容，可以选择乙丙两图
C．比较不同燃料的热值，可以选择乙丙两图
D．比较不同燃料的热值，可以选择甲乙两图
【答案】D
【解析】AB、为了比较不同液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时间，进而判断两种液体比热容的大小关系，应选择甲和丙两图进行实验，故AB错误；CD、为了比较不同燃料的热值要用不同的燃料，应加热同一种液体，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，应选择甲和乙两图进行实验，故C错误，D正确。故选：D。
18．（2017秋·宝丰县期末）关于燃料和热值，以下说法正确的是
A．燃料的热值与燃料的燃烧情况无关
B．容易燃烧的燃料，热值一定大
C．煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D．为了提高锅炉效率，要用热值高的燃料
【答案】A

【点睛】本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”。
19．（2018·遂宁）我国于2017年5月18日在南海海域成功试采“可燃冰”，“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力，在相同条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到天然气的数十倍。如果“可燃冰”热值是天然气的10倍，设天然气热值为4.2×107 J/ kg，完全燃烧0.5 kg“可燃冰”放出的热量为_________ J；若在不考虑热量损失的情况下，这些热量能使800 kg、45℃的水刚好达到沸点，则此时水的沸点是_________℃，水面上方的气压_________1标准大气压。（选填“大于”、“小于”或“等于“）（c=4.2×103 J/ kg·℃））
【答案】2.1×108 107.5 大于

20．（2018·秀屿区模拟）通过查表可知汽油的热值为4.6×107 J/kg，它表示的物理意义是_____________________________________________。完全燃烧0.5 kg的汽油可产生_________ J的热量。
【答案】1 kg汽油完全燃烧放出的热量是4.6×107 J 2.3×107
【解析】汽油的热值是4.6×107 J/ kg，其物理意义是：质量为1 kg的汽油完全燃烧放出的热量是4.6×107 J。完全燃烧0.5 kg的汽油能放出的热量是：Q放=mq=0.5 kg×4.6×107 J/kg=2.3×107 J。
21．（2018·霞山区模拟）2017年5月18日，我国首次海域可燃冰（天然气水合物）试采成功，实现了历史性突破。根据测算，1 m3可燃冰可以分解释放出160 m3以上的天然气。完全燃烧5 m3可燃冰产生的热量为_________J（天然气热值为3.2×107 J/m3）。试写出可燃冰具备的两条优点_________、_________。
【答案】2.56×1010 热值大 污染小
【解析】1 m3的“可燃冰”相当于的天然气的体积为：V=1×160 m3=160 m3，完全燃烧5 m3可燃冰产生热量：Q放=Vq=5 m3×160×3.2×107 J/m3=2.56×1010 J；可燃冰的热值约为5.12×109 J，天然气的热值约为3.2×107 J/ m3，与传统燃料相比，可燃冰的优点是热值大、污染小。
22．（2018·达州）小张驾驶一辆额定功率为35千瓦、效率为30%的汽车在一段平直的公路上匀速行驶，在额定功率下行驶1小时至少需要_________L汽油（汽油的热值为3.5×107 J/L）；若行驶的速度为72 km/h，则汽车受到的阻力为_________N。
【答案】12 1 750
【解析】小汽车以额定功率匀速直线行驶1 h牵引力所做的功：W=Pt=3.5×104 W×3 600 s=1.26×108 J，完全燃烧汽油放出热量Q放=Vq，小汽车发动机的效率，所以ηQ放=W，ηVq=W，；因为72 km/h=20 m/s，由W=Fs得汽车发动机的牵引力：，因为汽车在平直公路上匀速行驶，所以汽车受到的阻力：f=F=1 750 N。
23．（2018·武侯区模拟）现代社会中汽车是一种重要的交通工具，很多汽车使用的发动机是四冲程汽油机，它在工作的过程中，_________冲程将内能转化为机械能。已知甲汽油机的效率比乙汽油机的效率低，则表明甲、乙两台汽油机在消耗相同质量燃油时，甲做的有用功_________乙做的有用功（选填“大于”“小于“或“等于”）。
【答案】做功 小于

24．（2018·新吴区模拟）我国研制的大客机C919搭载某涡轮喷气发动机，它的热效率和推进效率比一般客机高，所谓热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是指发动机对飞机的推力所做的功与发动机获得的机械能之比。
速度v/ m/s
100
200
300
400
500
阻力f/N
0.9×104
3.6×104
8.1×104
1.44×105
2.25×105
（1）飞机飞行时所受阻力f与运行速度v的关系如表，则它们之间的数量关系：f=_________；
（2）若飞机以200 m/s的水平速度匀速巡航0.5 h过程中，消耗燃油1080 kg，则此过程，飞机克服阻力所做的功为_________ J；若发动机的热效率为40%，则发动机的推进效率为_________。（燃油热值q=5.0×107 J/ kg）
【答案】（1）f=（）2×0.9×104 N （2）1. 296×1010 60%
【解析】（1）当v=100 m/s时，f=（）2×0.9×104N=0.9×104 N；当v=200 m/s时，f=（）2×0.9×104 N=3.6×104 N；当v=300 m/s时，f=（）2×0.9×104 N=8.1×104 N；当v=400 m/s时，f=（）2×0.9×104 N=1.44×105 N；当v=500 m/s时，f=（）2×0.9×104 N=2.25×105 N；……所以，飞机飞行时所受阻力f与运行速度v的关系：f=（）2×0.9×104 N；
（2）飞机水平匀速巡航时，处于平衡状态，受到平衡力的作用，发动机巡航推力与受到的阻力平衡力，大小相等，故f=F=3.6×104 N；燃料完全燃烧放出的热量：Q=mq=1080 kg×5×107 J/ kg=5.4×1010 J；根据据得发动机获得的机械能：W机械=ηQ放=40%×5.4×1010 J=2.16×1010 J；发动机巡航的距离为：s=vt=200 m/s×0.5×3 600 s=360 000 m，飞机克服阻力所做的功（推力所做的功）：W推力=Fs=3.6×104N×360 000 m=1.296×1010 J，发动机的推进效率：。
25．（2017秋·南海区期末）小明同学阅读了某牌号汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向图制成如图示数的图表，根据给出的信息，该内燃机的效率为_________。

【答案】30%
【解析】由图可知，输出有用功与总能量的比值为：100%–33%–30%–7%=30%，所以热机的效率为η=30%。
26．（2017秋·娄星区期末）有一台汽油机在一个工作循环中消耗了5 g汽油（汽油的热值为4.6×107 J/kg），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40%，则一个循环中输出的有用机械能为_________J。
【答案】2.3×105 9.2×104

27．（2018·南充）某台汽油机飞轮的转速为1 800 r/min，在1 s内，汽油机完成了_________个工作循环。如果汽油机在一段时间内消耗了500 g汽油，若这些汽油完全燃烧，可放出热量_________J。（q汽油=4.6×107 J/kg）
【答案】15 2.3×l07
【解析】四冲程汽油机一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，活塞往复2次，四冲程汽油机的飞轮转速为1 800 r/min，所以1 s内，飞轮转30圈，共15个工作循环，60个冲程，做功15次。500 g=0.5 kg汽油完全燃烧产生的热量：Q放=mq=0.5 kg×4.6×l07 J/kg=2.3×l07 J。
【点睛】此题以常见的汽油机为载体综合考查了热机的工作过程和有关热机的计算，要求学生熟练掌握所学知识。
28．（2018·金平区模拟）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10 g，烧杯内的液体质量也相同。

（1）比较不同燃料的热值，应选择_________两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择_________两图进行实验；
（2）某一烧杯中装中200 g、30 ℃的水，如果水吸收了6.3×104 J的热量，在标准大气压下，水温升高_________℃。[水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）]
（3）如果（2）问中是用酒精作为燃烧加热，要燃烧4.2 g的酒精，则加热效率为_________（酒精的热值为3×107 J/kg）。
【答案】（1）甲乙 甲丙 （2）70 （3）50%
气压下水的沸点为100 ℃，且水沸腾后吸热温度不变，但t+t0=75 ℃+30 ℃=105℃，故水温度最高可升高到100 ℃，即可升高70 ℃；
（3）完全燃烧4.2 g酒精放出的热量为：Q放=mq=4.2×10-3 kg×3.0×107 J/kg=1.26×105 J，加热效率：。
【点睛】本题考查了学生对热值概念、吸热公式、效率公式的了解与掌握，分析时用好控制变量法是本题的关键，计算时注意单位统一。
29．（2018·汕头一模）随着经济的发展，汽车已成为人们常用的交通工具。一辆使用汽油为燃料的小汽车，在路面水平的高速公路上匀速行驶。如表是当小汽车以100 km/h的速度行驶时的部分参数及相关数据。
发动机功率/W
18 750
百公里油耗/L
8
汽油的热值/（J·L-1）
3.375×107
（1）速行驶10 km消耗了_________L汽油；
（2）消耗的燃油完全燃烧放出的热量为_________J；
（3）此时发动机的效率是_________。
【答案】（1）0.8 （2）2.7×107 （3）25%

30．（2018·滕州市校级一模）小王学习燃料的热值之后，自己设计一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。

（1）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_________（填“由下而上”或“由上而下”）。
（2）为保证实验结论的可靠，在实验中应控制的因素有：__________________，_________等。
（3）实验数据记录如表：
燃料
加热前水温℃
燃料燃尽时水温℃
燃料的热值 J/ kg
酒精
15
35
2.4×106
碎纸片
15
25
？
根据表中数据，计算出碎纸片的热值是_________J/ kg。
（4）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：__________________。
（5）另一组同学用同样的装置进行实验，在实验中两种燃料完全燃烧完之前都使得水沸腾了，你能否比较出两种燃料的热值？_________（填“能”或“不能”）理由：_________________________________________________________，为避免这种情况的出现，你可以对他们组提什么改进建议？______________________________________________________________________________________________________。
【答案】（1）由下而上 （2）酒精和碎纸片的质量 两杯水的质量 （3）1.2×106 （4）小 存在热损失或者燃料没有完全燃烧 （5）不能 水沸腾后吸热温度保持不变，因此无法比较燃料放出热量的多少 增加水的质量或减少燃料的质量

（4）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。
（5）因为水沸腾后吸热温度保持不变，因此无法比较燃料放出热量的多少，所以在实验中两种燃料完全燃烧完之前都使得水沸腾了，将不能比较两种燃料的热值；为避免出现在实验中水沸腾的现象，应增加水的质量或减少燃料的质量。
31．（2018·乌拉特前旗校级模拟）一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3 600r/ min，该柴油机活塞1 s对外做功_________次。若其效率为40%，消耗5 kg的柴油转化成的机械能是多少J？（柴油的热值为4.3×107 J/kg）
【答案】30 8.6×107 J
【解析】已知飞轮转速为3 600 r/ min=60 r/s，一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，故该活塞每秒钟燃气推动活塞往返60次，做功30次；
（2）柴油燃烧放出的热量：Q=mq=5 kg×4.3×107 J/kg=21.5×107 J，
其转化的机械能为：W=21.5×107 J×40%=8.6×107 J。
32．（2018·芜湖二模）芜湖奇瑞汽车有限公司是一家大型的汽车生产基地。该厂某型号汽车在车型测试中，在一段平直公路上匀速行驶了36 km，用时0.5小时，车的总质量为3×103 kg，受到的阻力为车重的0.1倍，其中g=10 N/kg。求：
（1）该汽车牵引力所做的功；
（2）已知这一过程消耗燃油1.5×10-2 m3，则热机在这一过程中消耗的总能量（假设燃油完全燃烧，燃油密度为0.8×103 kg/ m3，燃油热值q为4.5×107 J/kg）；
（3）该汽车发动机的效率；
（4）若该汽车在平直的公路上匀速行驶的路程为s，发动机牵引力为F，其发动机效率η，汽油的热值为q，请推导该汽车在这段路程内消耗汽油质量的表达式。
【答案】（1）1.08×108 J （2）5.4×108 J （3）20% （4）推导过程如上所示
【解析】（1）车重G=mg=3×103 kg×10 N/kg=3×104 N，

则发动机的效率：。
（4）因为Q=mq，W=Fs，又因为，
所以，，由此可得：该汽车在这段路程内消耗汽油质量的表达式。