物理人教版9年级全一册第14章专题卷02 热机的效率 能量的转化与守恒

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物理人教版9年级全一册



物理人教版9年级全一册第14章专题卷
专题02 热机的效率 能量的转化与守恒
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列三个数值、、各表征煤油的一个特性，这三个数值依次表示的是煤油的（　　）
A．比热容、密度、热值 B．密度、热值、比热容
C．密度、比热容、热值 D．热值、密度、比热容
2．关于热值下列说法正确的是 （　　）
A．燃料如果燃烧不完全，热值会变小
B．燃料热值越大，燃烧放出的热量越多
C．煤的热值大于同种煤的热值
D．燃料的热值是燃料的特性，与其他因素无关
3．2022年1月26日，我国在酒泉卫星发射中心采用长征四号丙运载火箭，成功发射陆地探测号01组A星。火箭用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢的（　　）
A．温度高 B．热值大 C．比热容大 D．热量多
4．有一家庭分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗量约为：干木柴200kg，烟煤80kg，液化石油气30kg，煤气60kg。这四种燃料中热值最高的是（　　）
A．液化石油气 B．煤气 C．烟煤 D．干木柴
5．完全燃烧100克柴油放出的热量能使多少质量的水温度升高20℃[已知柴油的热值是4.2×107J/kg，水的比热容是，假定放出的热量被水完全吸收。]（　　）
A．2kg B．20kg C．50 kg D．500 kg
6．为体现低碳经济的理念，上海世博会充分利用太阳能发电技术，其主题馆屋面太阳能板的面积达3×104m2，年发电量1.08×1013J。若这些电能由火力发电站提供（煤的热值为3×107J/kg，煤完全燃烧释放的内能转化为电能的效率是30%，则仅此一项每年可节约煤炭的质量为（　　）
A．2.0×104kg B．1.2×105kg C．3.6×105kg D．1.2×106kg
7．在一个标准大气压下，在不计热量损失的情况下，完全燃烧热值为1.26×107J/kg的干木柴1kg，能使40kg、30℃的水温度升高到（　　）
A．105℃ B．100℃ C．75℃ D．无法确定
8．内燃机的能量流向图如图所示。内燃机的效率为（　　）

A．7% B．28% C．31% D．34%
9．小叶看见面点师傅将面拉成长条，放入滚烫的油中就炸出了香脆可口的油条，于是很想了解油的吸热能力。在老师指导下，他用酒精灯分别加热质量为50g、初温为20℃的油和水，记录的相关数据如下表所示。若单位时间内油吸收的热量与水吸收的热量相等，酒精的热值为3×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。下列说法正确的是(　　)
物质种类
加热时间（min）
消耗酒精（g）
末温（℃）
油
2
1
88
水
2
1
50
A．2min内油吸收的热量为3×104J
B．他使用的酒精灯的加热效率为21%
C．油的末温比水的高，所以吸热能力更强
D．油的吸热能力与其吸收的热量多少有关
10．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
11．关于能量守恒定律，下列说法中正确的是（　　）
A．能量可以凭空消失
B．能量可以凭空产生
C．热机在工作的过程不遵循能量守恒定律
D．能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变
12．下列措施中，不能提高热机效率的是（　　）
A．增加工作时间 B．减少部件间的摩擦
C．使燃料充分燃烧 D．减少废气带走的热量
13．下列有关热机的说法中不正确的是（　　）
A．热机效率不能达到100%
B．一般采用增大热机功率的方法来提高热机的效率
C．热机的效率越高，在输出同样功的情况下，消耗燃料越少
D．热机的大量使用会造成环境污染
14．如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，往易拉罐里喷少量酒精，然后将一个空的纸杯迅速套上，用手拿着这个“冲天炮”对着前方点燃的打火机靠近易拉罐底部的小孔，纸杯就会“冲天”飞出去，下列说法正确的是（　　）

A．酒精燃烧时，将化学能转化为机械能
B．纸杯飞出去的过程，相当于内燃机的排气冲程
C．纸杯飞出去时，易拉罐对纸杯做了功
D．纸杯飞出去时，易拉罐内气体的内能减小
15．人们是在能的转移和转化过程中利用能量的，图中的各种现象与对应的能的转化不正确的是（　　）
A． 用电照明：电能转化为光能
B． 篝火燃烧：化学能转化为内能和光能
C． 原子弹爆炸：核能转化为机械能和内能
D． 汽艇在海上行驶：化学能转化为光能
16．“节能减排”已引起全球的关注，很多国家倡导使用电动车来替代“燃油车”，不过续航里程却是电动车让人头痛的地方，有网友想了一个办法：在电动车的前轮上装一个发电机，一边走一边发电，然后给蓄电池充电，蓄电池再带动后轮的电动机转动，这样就可以无限行驶了。关于这位网友的想法，下列说法正确的是（　　）
A．想法正确，因为发电机工作时能把机械能全部转化为电能，没有能量损失
B．想法正确，因为给富电池充电时能把电能全部转化为化学能，没有能量损失
C．想法正确，蓄电池带动电动机转动时，能把电能全部转化为机械能，没有能量损失
D．想法不正确，因为该网友的想法不符合能量守恒定律
二、多选题
17．伴随着新能源汽车的兴起，增程式电动汽车也开始进入人们的视野，它解决了纯电动车无法解决的里程焦虑。在电池电量充足时，电池驱动电机，发动机不参与工作。当电池电量消耗到一定程度时，发动机启动，对电池进行充电。有关能量转化分析正确的是（　　）
A．电池驱动电机，将电能转化为机械能
B．发动机工作时，将机械能转化为化学能
C．给电池充电时，将电能转化为化学能
D．电池放电时，将电能转化为化学能
18．如图所示，物理实践活动小组的同学用打气筒不断向自制的“水火箭”内打气，一会“水火箭”发射升空。下列说法正确的是（　　）

A．打气时，“水火箭”内气体的内能会增加
B．“水火箭”中的“水”是一种热值较大的燃料
C．“水火箭”加速起飞时将内能转化为机械能
D．整个过程中能量的总量保持不变
三、填空题
19．人体需要消耗能量，例如一个成人参加一次长跑，身体消耗的能量为7.2×106J，这些能量相当于要完全燃烧____kg的干木材才能得到（干木材的热值为1.2×107J/kg）；在航空航天中，一般使用固体的氢气作为燃料，在热学方面的原因是因为氢气___。生活中我们经常看到司机往汽车发动机的水箱里灌水，这是因为水的_______。
20．质量为50kg的水温度从20℃升高到50℃，吸收的热量是______J，这些热量如果完全由酒精燃烧来提供，至少需______kg的酒精。酒精和水充分混合后，其总体积小于混合前的总体积，此现象说明组成物质的分子间存在______。[c水=4.2×103J/(kg·℃)，q酒精=3×107J/kg]
21．涡轮增压是目前汽车发动机中采用的一项新技术，它利用发动机排出的废气带动涡轮旋转，将新鲜的空气压缩后再进入内燃机的进气口，从而提高发动机的功率。这样做的好处是______（选填“提高”、“减小”）排出废气带走的热量，_______（选填“提高”、“降低”）内燃机效率。
22．甲热机的效率比乙热机的效率高说明用去相同质量的燃油，甲热机做的有用功比乙热机做的有用功________（填“多”或“少”）；甲热机工作时汽缸散热损失占25%，废气带走的能量占30%，摩擦等机械损耗占10%，则它的机械效率为________。
23．油电混合动力汽车是新型节能汽车。这种汽车在内燃机启动时，可以给车提供动力，同时也给动力蓄电池组充电。已知某型号混合动力汽车所用的蓄电池能够储存的最大电能是1.0×108J，若该车以80km/h的车速匀速直线行驶了0.5h，此时所受阻力f大小为900N。蓄电池组的电能也增加了最大电能的10%，内燃机共消耗燃油2.5kg。（q油=4.0×107J/kg）则：
（1）燃油燃烧时燃油的___________能转化为内能；
（2）该汽车此次行驶中，若燃油完全燃烧可放出___________热量；
（3）该汽车行驶中牵引力做了___________功；
（4）该汽车内燃机的效率是___________。
24．能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式________为其他形式，或者从一个物体________到另一个物体，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。能量守恒定律使人们意识到：任何一部机器都不能无中生有的制造能量，因此________（填“能”或“不能”）制造出永动机。
25．游乐园的小朋友从滑梯上匀速下滑过程中，小朋友动能______（选填“增大”、“减小”或“不变”），机械能______（选填“增大”、“减小”或“不变”），同时臀部有灼热感，这是通过______的方式来改变内能的。
26．湖南正全面推进生态文明建设，很多地区建有风力发电场；如图所示，风力发电是把风能转化为________能的过程，与使用化石燃料相比，请描述风力发电特有的一项优点：________________________________________。

27．如图是一位“发明家”设计的一种永动机。设想“利用上水池的水使水轮发电机发电，然后，利用发电机发出的电能驱动抽水机把下水池的水再抽回上水池（一部分电能供用电器使用）。这样不断循环下去，就可以制成一个永动机”。这个永动机______（选填“能”或“不能”）持续运转。实际中，抽水机和发电机工作时会发热，有一部分能量转化为______能。一段时间内，抽水机向上的抽水量______（选填“大于”“等于”或“小于”）经水轮发电机流下来的水量。

四、实验题
28．如图所示是“探究改变物体内能”的实验。

（1）烧瓶内盛少量水，给瓶内打气，在瓶塞未跳起前，瓶内气体的内能______（选填“增大”“减小”或“不变”），这是通过______（选填“热传递”或“做功”）的方式改变了瓶内气体的内能；
（2）继续打气，当瓶塞跳起时，观察到瓶口有“白雾”出现；这是因为瓶内气体对外做功后，内能______（选填“增大”“减小”或“不变”），温度______（选填“升高”“降低”或“不变”）的缘故；
（3）我们发现，用这种方式改变物体的内能时，能量是在______能和______能之间相互转化的。
29．在“比较酒精和碎纸片燃烧时放出的熟量”实验中；

（1）由于燃料充分燃烧放出热量的多少不仅与燃料种类这一个因素有关，因此实验时必须拉制酒精和碎纸片的______相等，实验中还需控制被加热的水的质量和初温均相同，以便于根据______确定水吸收热量的多少；
（2）小华组装好实验装置，备好秒表，在两燃烧皿中分别加入准备好的酒精和碎纸片，读出水的初温后，进行如下操作：
①先点燃酒精，再点燃碎纸片；
②保证酒精和碎纸片燃烧时间相同，读取温度计的示数；
③待酒精和碎纸片充分燃烧结束，分别读取温度计的示数；
小红认为上述操作中，操作______是错误的，小明根据正确操作获得的数据，算出了燃料的热值，发现结果小于该燃料的实际热值，原因是______。
30．如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量都为10g，烧杯内液体的质量都相同。

（1）比较不同燃料的热值应选择___________两个装置，比较不同物质的比热容应选择___________两个装置（选填装置序号甲、乙、丙）；
（2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察温度计___________比较燃料燃烧放出热量的多少；
（3）在甲装置中，若燃料为酒精（q酒精=3×107J/kg），烧杯内的液体为水，其质量为200g，点燃燃料直至燃料烧完，温度计的示数由20℃上升到70℃，再结合“10g”燃料这一数据，计算出燃料的热值，通过实验算出的热值与实际相比___________（选填“偏大”或“偏小”），理由是___________。
五、计算题
31．俄乌冲突导致天然气荒，欧洲民众为冬季取暖异常焦虑，面临较高的天然气价格，部分居民回归原始的取暖方式—买炉子、清扫壁炉、囤柴。80m2的普通房屋取暖，传统壁炉平均一天消耗14kg木材。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，木材的热值为1.2×107J/kg。求：
（1）14kg木材完全燃烧能产生多少热量？
（2）完全燃烧14kg木材，如果不考虑热量损失，能够使多少kg的水从10℃加热到50℃？
32．如图甲是网上曾热销一种“55度杯”，称“能很快将开水变成适饮的温水，而后又能将凉水变成适饮的温水”。为破解此中秘密，某中学物理小组设计了如图乙模型。此杯内胆中被封存着300g水，室温20℃，不计热量损失。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q酒精＝3×107J/kg]求：

（1）若向杯中倒入0.1kg、100℃开水，摇一摇，杯中水的温度迅速降至40℃，倒入的水放出了多少热量？
（2）完全燃烧2g的酒精放出热量为多少J？

参考答案
1．D
2．D
3．B
4．A
5．C
6．D
7．B
8．D
9．B
10．C
11．D
12．A
13．B
14．D
15．D
16．D
17．AC
18．ACD
19．0.6 热值高 比热容大
20．6.3×106 0.21 间隙
21．减小 提高
22．多 35%
23．化学 1×108J 3.6×107J 46%
24．转化 转移 不能
25．不变 减小 做功
26．电 无污染
27．不能 内 小于
28．（1）增大 做功 （2）减小 降低 （3）内 机械
29．（1）质量 水升高的温度 （2）② 燃料不完全燃烧且燃料燃烧放出的热量有一部分会散失到空气中
30．（1）乙丙 甲乙 （2）示数的变化 （3）偏小 实验中有热量损失
31．解：（1）14kg木材完全燃烧能产生多少热量
Q放=m木q=14kg×1.2×107J/kg=1.68×108J
（2）不考虑热量损失
Q吸=Q放=1.68×108J
又因为Q吸=cm水（t-t0），所以

答：（1）14kg木材完全燃烧能产生1.68×108J热量；
（2）完全燃烧14kg木材，能够使1000kg的水从10℃加热到50℃。
32．解：（1）倒入的水放出的热量为
Q放＝c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×(100℃﹣40℃)＝2.52×104J
（2）完全燃烧2g的酒精放出热量为
Q'放＝m酒精q酒精＝2×10﹣3kg×3.0×107J/kg＝6×104J
答：（1）若向杯中倒入0.1kg、100℃开水，摇一摇，杯中水的温度迅速降至40℃，倒入的水放出了2.52×104J的热量；
（2）完全燃烧2g的酒精放出的热量为6×104J。