初中物理北师大版（2024）九年级全册六 燃料的利用和环境保护优秀课后练习题

这是一份初中物理北师大版（2024）九年级全册六 燃料的利用和环境保护优秀课后练习题，共9页。

知识点一 热值
1．对如图所示实验的物理过程分析错误的是（ ）

A．酒精灯中的酒精用掉一半后，剩余酒精的热值、比热容、密度均不变
B．试管中的水温度升高，内能增大的途径是通过热传递
C．此实验的原理等效内燃机压缩冲程，此时机械能转化为内能
D．试管口的“白气”，是水蒸气液化形成的
2．火箭发射时用液态氢作燃料，因为液态氢的 （选填“热值”或“比热容”）大。液氢的热值为，现有液态氢4kg，其中一半完全燃烧时，剩余液态氢的热值是 J/kg。
3．发射神舟十四号的火箭用液态氢做燃料，这主要是因为液态氢具有较（填“大”或“小”） 的热值。酒精的热值是3.0×107J/kg，如果完全燃烧50g酒精，则酒精放出的热量是 J。
4．我国科学家和工程师们在南海成功试采新型能源——“可燃冰”，新型能源“可燃冰”的热值为6.15×109J/m3，在这里“6.15×109J/m3”所表示的物理含义是： 。
5．如图所示，“自嗨锅”成为当下一种时尚快餐，自带的发热包将600g水从10℃加热至沸腾（标准气压下）的过程中，提供给水的热量至少为 J。若用酒精灯给这些水加热升高同样温度，至少需要 kg酒精，若仅使用了一半的酒精，那么剩余酒精的热值为 J/kg。[c水=4.2×103J/（kg·℃），q酒精=3×107J/kg]
6．为比较不同燃料燃烧放热能力的差异，小明设计了如图甲、乙所示的两组对比实验。实验装置完全相同。燃料的质量，烧杯内水的初温、质量也都相同。实验中忽略热量的散失，且两种燃料燃烧时均匀放热。
（1）实验中还应控制燃料燃烧的 （选填“时间”或“质量”）相同；
（2）燃料烧完后，画出水的温度随时间变化的关系图象如图丙所示．由此可知，燃料1燃烧10min放出的热量 （选填“大于”“小于”或“等于”）燃料2燃烧15min放出的热量；
（3）燃料1与燃料2的热值之比为 ．
（4）燃烧率是燃料燃烧放出热量的多少与燃烧时间的比值，则燃料1的燃烧率为燃料2的燃烧率的 倍。
7．在探究“燃料热值与燃料种类关系”的实验中，组装了甲、乙两套实验装置，如图所示，每隔1分钟记录一次烧杯中的水温度。
（1）为了保证实验结论的可靠性，实验时应控制两灯具内所盛酒精和煤油的质量相同，两个相同的烧杯内盛有初温和质量相同的水；
（2）通过观察水温的高低，由此判断两种燃料的热值大小。当两灯的燃料完全燃烧后，甲装置中水温度为80℃，乙装置中水温度为90℃，由此可以初步判断 （选填“酒精”或“煤油”）的热值更大一些；
（3）根据计算出水吸收的热量，再根据Q=mq计算出煤油的热值，发现结果与资料中给出的煤油热值相比 （选填“偏大”或“偏小”），理由是： 。
知识点二 燃料的有效利用
8．某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均气压为9.0×105Pa，飞轮转速为1800转/min，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），若1min消耗汽油0.06L，汽油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.6×107J/kg。则下列计算正确的是（ ）
A．做功冲程中燃气对活塞的平均压力 2700N
B．一个做功冲程中，燃气对活塞做的功 165J
C．汽油机的功率 2025W
D．汽油机的效率为 36%
9．某型号汽油机工作时的热损失情况是：汽缸散热损失30%，废气带走35%，机械摩擦损耗10%，由于汽油容易挥发等原因其利用率只有90%，则2kg能利用的汽油其完全燃烧（热值为4.6×107J/kg）获得的机械能是（ ）
A．0.09×107JB．3.39×107JC．0.88×107JD．2.07×107J
10．甲、乙两台柴油机，在相同的时间内，它们所做的有用功之比是，消耗柴油的质量之比是，那么它们的效率之比是（ ）
A．B．C．D．
11．如图甲表示四冲程内燃机的某个冲程示意图，这个冲程是 冲程，把内能转化为 能，将内燃机的能量流向制成如图乙所示的图表，请根据给出的信息，计算该内燃机的效率为 %。

12．如图是农业生产中常用的单缸四冲程内燃机 冲程的示意图，如果某种型号柴油机的效率为40%，当该柴油机输出8.6×108J的有用功时，消耗柴油的质量为 kg。（柴油的热值为4.3×107J/kg）

13．城市道路的干净整洁离不开道路清扫车。一辆道路清扫车在某次工作中，10min匀速行驶了3km，若该道路清扫车在行驶过程中受到的摩擦力为2000N，发动机的热机效率为40%，燃油的热值为3×107J/kg，求该道路清扫车在此次工作中：
（1）燃油完全燃烧放出的热量；
（2）消耗的燃油质量。
14．一辆燃油汽车沿平直公路匀速行驶了108km，所用时间为1h，消耗汽油10kg，汽车在行驶过程中所受阻力恒为1380N（汽油的热值）。求：
（1）汽车行驶的速度；
（2）牵引力的功率；
（3）汽车发动机的效率。
参考答案：
1．C
【详解】A．热值是燃料的一种特性，密度、比热容都是物质的特性，都与物质的质量、体积无关，所以，酒精灯中酒精用掉一半后，剩余酒精的热值、比热容、密度均不变，故A正确，不符合题意；
B．图中试管中水温度升高，是因酒精灯对试管加热，内能增大的途径是通过热传递，故B正确，不符合题意；
C．此实验的原理是将内能转化为机械能，等效内燃机做功冲程，内能转化为机械能，故C错误，符合题意；
D．试管口的“白气”，是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故D正确，不符合题意。
故选C。
2． 热值 1.4×108
【详解】[1]火箭发射时用液态氢作燃料，是因为液态氢的热值大，与相同质量的其它燃料相比，完全燃烧时，放出的热量更多。
[2]燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，所以剩余液态氢的热值依然为1.4×108J/kg。
3． 大 1.5×106
【详解】[1] 火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较大的热值，完全燃烧相同质量的液态氢时，可以放出更多的热量。
[2] 酒精的质量
m＝50g＝0.05kg
完全燃烧放出的热量
Q放＝mq＝0.05kg×3.0×107J/kg＝1.5×106J
4．1m3可燃冰完全燃烧时所放出的热量是6.15×109J
【详解】热值表示单位质量（或体积）的燃料完全燃烧时所放出的热量。因此“6.15×109J/m3”所表示的物理含义是：1m3可燃冰完全燃烧时所放出的热量是6.15×109J。
5． 2.268×105 7.56×10-3 3×107
【详解】[1]一个标准大气压下，水的沸点是100℃，水的质量
m＝600g＝0.6kg
水吸收的热量
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.6kg×（100℃﹣10℃）＝2.268×105J
[2]若不计热量损失，酒精完全燃烧放出的热量
Q放＝Q吸＝2.268×105J
由Q放＝mq可知，需要完全燃烧酒精的质量
[3]燃料的热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，所以若仅使用了一半的酒精，那么剩余酒精的热值不变，即剩余酒精的热值为3×107J/kg。
6． 质量 大于 8∶3 4
【详解】（1）[1]在比较不同燃料燃烧放热能力的实验中，还应控制燃料燃烧的质量相同，通过比较温度计的示数变化来比较燃料燃烧放出热量的多少。
（2）[2]读图丙可知，燃料燃烧完时，甲图中水升温更多，说明燃料1放出的热量大于燃料2放出的热量。
（3）[3]实验中忽略热量的散失，且两杯水的质量、比热容均相同，则由公式可得，燃料1虽然燃烧了10分钟，但是5分钟的时候已经让水达到了沸腾，所以完全燃烧相同燃料，二者放出的热量之比为
燃料的质量相同，由公式Q=qm可得，燃料1与燃料2的热值之比为
（4）[4]由图可得，两种燃料完全燃烧完所用的时间之比为
放出热量之比为8∶3，则燃烧率之比为
所以燃料1的燃烧率为燃料2的燃烧率的4倍。
7． 煤油 偏小 燃料燃烧放出的热量未被水完全吸收
【详解】（2）[1]当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是80℃，而乙装置的读数是90℃，由知道，煤油灯加热的那杯水吸热多，说明在质量相同时煤油放出的热量较多，由Q放=mq知道，煤油的热值大于酒精的热值。
（3）[2][3]由于热量的直接散失、烧杯未加盖等，所以煤油燃烧放出的热量大部分未被水吸收或煤油燃烧不充分等，则由知道，计算出水吸收的热量偏小，由Q放=mq知道，计算出的煤油的热值偏小。
8．AC
【详解】A．做功冲程中燃气对活塞的平均压力
F＝pS＝9×105Pa×30×10﹣4m2＝2700N
故A正确；
B．一个做功冲程中，燃气对活塞做的功
W＝Fs＝2700N×50×10﹣3m＝135J
故B错误；
C．1min钟飞轮转1800转，活塞对外做了900次功，活塞在1min钟里对外做的功
W＝135J×900＝1.215×105J
汽油机的功率
故C正确；
D．1min钟里燃烧汽油的质量
m＝ρV＝0.8×103kg/m3×0.06×10﹣3m3＝0.048kg
1min钟里燃烧汽油放出的热量
Q＝mq＝0.048kg×4.6×107J/kg＝2.208×106J
汽油机的效率
故D错误。
故选AC。
9．D
【详解】由于汽油容易挥发等原因其利用率只有90%，则2kg汽油能利用上的质量为
汽油完全燃烧放出的热量为
由题可知汽油机的效率为
则获得的机械能为
故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
10．C
【详解】它们的效率之比是
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
11． 做功 机械 30
【详解】[1][2]如图甲所示，进气门和排气门关闭，火花塞点火，活塞被高温高压的燃气向下推，这个冲程是做功冲程；做功冲程把燃气的内能转化为活塞的机械能。
[3]如图乙所示，根据给出的信息，可计算出该内燃机的效率为
12． 压缩 50
【详解】[1]由图知道，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程。
[2]柴油机工作消耗的总能量（柴油完全燃烧放出的热量）
消耗柴油的质量
13．（1）1.5×107J；（2）0.5kg
【详解】解：（1）道路清扫车匀速行驶，受到的牵引力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以牵引力
F= f=2000N
牵引力做的功为
W=Fs= 2000N×3000m=6×106J
由得，燃油完全燃烧放出的热量为
（2）消耗的燃油质量为
答：（1）燃油完全燃烧放出的热量是；
（2）消耗的燃油质量是。
14．（1）108km/h；（2）4.14×104W；（3）32.4%
【详解】解：（1）汽车行驶的速度
（2）汽车沿平直公路匀速行驶，牵引力和阻力是平衡力，牵引力
F=f=1380N
牵引力的功率
（3）牵引力做的功
W=Pt=4.14×104W×3600s=1.4904×108J
汽油完全燃烧放出的热量
Q=mq汽油=10kg×4.6×107J/kg=4.6×108J
汽车发动机的效率
答：（1）汽车行驶的速度是108km/h；
（2）牵引力的功率是4.14×104W；
（3）汽车发动机的效率是32.4%。