人教版物理九年级上册《14.2 热机的效率》同步练习2
一 、单选题（本大题共12小题，共36分）
1.（3分）下列关于热值的说法正确的是
A. 燃料燃烧不完时热值变小
B. 燃料的质量越大，热值越大
C. 燃料热值越大，燃烧放出的热量越多
D. 燃料的热值是燃料本身的一种特性，与其他因素无关
2.（3分）关于燃料和热值，以下说法正确的是（ ）
A. 燃料热值与燃料的质量无关
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木柴放出的热量多
D. 为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料
3.（3分）热机效率是热机性能的重要指标，下列措施中，可以提高热机效率的是
A. 增加热机的工作时间 B. 增加废气带走的热量
C. 使用热值更大的燃料 D. 减少热机部件的摩擦
4.（3分）嫦娥五号探测器在“胖五”运载火箭的助推下成功发射，该火箭选择液氢作为燃料是因为它有
A. 较小的密度 B. 较大的比热容 C. 较高的热值 D. 较低的熔点
5.（3分）甲、乙两辆汽车，甲汽油机效率比乙汽油机效率高，这表明
A. 甲做功比乙多
B. 甲做功比乙快
C. 甲消耗的汽油比乙少
D. 以相同的牵引力行驶相同的路程，甲耗油比乙少
6.（3分）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
7.（3分）现在华北地区广大的农村正在进行“煤改气”活动，将人们以前习惯以煤作为取暖燃料，改为用“天然气”为燃料。除了环保因素外，还由于天然气比煤炭
A. 比热容大 B. 热值高 C. 密度小 D. 熔点低
8.（3分）在煤炭市场中，少数不法商贩将煤矸石粉碎后掺在优质煤中销售，为了避免上当，用户购买煤炭时可以检测它的
A. 热量 B. 热值 C. 内能 D. 比热容
9.（3分）下列关于热值的说法正确的是
A. 煤的热值大于煤的热值
B. 燃料热值越大，燃烧放出的热量越多
C. 热量燃烧不完全时热值变小
D. 燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关
10.（3分）古语道：“人要实，火要虚”。此话的意思是说做人要脚踏实地，才能事业有成：可燃物要架空一些，才能燃烧更旺。“火要虚”的目的是
A. 增大可燃物物的热值 B. 降低可燃物的着火点
C. 能使可燃物完全燃烧 D. 提高了可燃物的利用率
11.（3分）下列热机效率的说法中正确的是
A. 在科技迅速发展的今天，如果对热机改进多方改进，可以使热机效率达到
B. 所使用燃料的热值越大，热机的效率就越高
C. 做功本领越大的热机，其效率一定越高
D. 用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出热量的比例越大，热机效率就越高
12.（3分）小丽为了测试汽车发动机的效率，开车以的平均速度行驶了，用去汽油，已知汽油的密度为，热值为，发动机的功率为，则该汽车发动机的效率为
A. B. C. D.
二 、填空题（本大题共4小题，共16分）
13.（4分）使用热效率为的天然气热水器，燃烧的天然气将质量为的水从加热到 ______ 。已知，
14.（4分）年月日，我国宣布可燃冰试采成功！中国成为世界上第一个掌握这项开采技术的国家，可燃冰是天然气和水分子在低温高压下结合的水合物。因形似冰块却能燃烧而得名。科学家估算，其资源量甚至能够满足人类使用年，天然气完全燃烧可释放热量，若这些热量被水完全吸收，可使 ______ 水温度升高。
15.（4分）某沙石的比热容约为，若将的沙石从加热到，需要吸收______的热量；若这些热量由热值为的酒精燃烧来提供不计热损失，需要完全燃烧______酒精。
16.（4分）年月日时分，我国长征二号运载火箭搭载神舟十二号载人飞船顺利升空。该火箭用四氧化二氮和偏二甲肼作为推进剂。已知燃料偏二甲肼的热值是，它所表示的物理含义是 ______。
三 、实验题（本大题共2小题，共12分）
17.（6分）小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知。注：燃料完全燃烧放热用计算，某燃料的热值用表示；其质量用表示。自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了图所示的装置进行实验，记录结果见下表：
燃料 加热前的水温 燃料燃尽后水温
煤油
菜籽油
为了保证实验结论可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的______相同；另外，甲乙两烧杯内水的质量要相等。
分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______
小明同学还想利用这种实验方案计算公式算出煤油和菜籽油的热值。利用此实验方法计算出的热值将比真实值______偏大或偏小，你认为出现这种现象的原因：______。
18.（6分）小明学习了燃料的热值后，设计了一个实验来比较煤油和菜籽油的热值的大小关系。他们组装了如图所示的装置进行实验，装有少量的煤油和菜籽油的两盏灯，分别给两杯温度和质量相同的水加热。
实验前装入灯中的煤油和菜籽油的 ______必须相同。
实验过程中，点燃两盏灯，在燃料 ______选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”后，比较 ______选填“加热时间”或“温度计示数”来比较燃料燃烧放出的热量，从而比较两种燃料的热值的大小。
在燃料燃烧过程中，如果两个烧杯中的水均已沸腾，则该实验 ______选填“能”或“不能”比较两种燃料热值的大小。
该实验也可以粗略测出燃料的热值，与标准的热值相比，该实验测得的热值 ______选填“偏大”或“偏小”，其主要原因是：______。
四 、计算题（本大题共2小题，共24分）
19.（12分）某型号专用车在车型测试中，在一段平直的高速公路上匀速行驶，受到的平均阻力是，消耗燃油假设燃油完全燃烧若燃油的密度，燃油热值为，求：
发动机做的有用功是多少？
汽油燃烧放出多少热量？
汽车发动机的效率是多少？
20.（12分）如图为某品牌微型电动汽车，该车的空载质量为，最多载重人，车轮与地面的总接触面积为，发动机的最大输出功率为。取求：
该车载重人每人按计算时，静止在水平路面上时对路面的压强；
该车以最大输出功率在平直公路上匀速行驶，用时，在此过程中汽车受到的阻力；
若该车在上述行驶过程中的能量全部由燃油来提供，燃油汽车的效率为，需要消耗多少千克的燃油。
答案和解析
1.【答案】D;
【解析】解：
A、某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值，燃烧燃料不完时，放出的热量少，热值不变，故A错误；
B、燃料的热值与质量无关，因此煤和煤的热值一样大，故B错误；
C、由于不确定燃料的质量，不能计算煤放出的热量，故C错误；
D、燃料的热值是燃料本身的一种特性，与燃料的质量无关，不同的物质热值一般不同，故D正确。
故选：。
某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值；热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。
该题考查了学生对热值概念的了解与掌握，明确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、燃烧程度等无关是本题的关键。
2.【答案】A;
【解析】略
3.【答案】D;
【解析】解：
、增加热机的工作时间，但不一定能让这些能量都充分利用，因此不一定能提高热机效率，故错误；
、增加废气带走的热量，则能量利用的就减小，因此热机效率降低，故错误；
、使用热值大的燃料只能是在燃料质量相同时可多放出热量，但不一定能让这些能量都充分利用，因此不一定能提高热机效率，故错误；
、减少各种热损失、加润滑油减少机器各部件之间的摩擦、使燃料燃烧更充分等，都可以提高燃料的利用率，提高热机的效率，故正确。
故选：。
热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，要提高热机的效率，要尽量使燃料充分燃烧放热，并尽量减少能量的各种损失。
此题主要考查了热机的效率及提高热机效率的方法。是一道基础题。
4.【答案】C;
【解析】解：
“胖五”运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，液氢液氧推进剂，使用液氢作为燃料原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以放出更多的热量。
故选：。
单位质量的某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值，燃料的热值越高，在质量相同时，完全燃烧时放出的热量越大。
此题主要考查了燃料热值特性，属于基础题目。
5.【答案】D;
【解析】
要解决此题，需要掌握汽油机效率的概念：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，效率高说明比值大。
此题主要考查了对热机效率的理解，热机的效率是热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比；做同样多的功，消耗的油越多，效率越低；消耗相同的油，做的功越多，效率越高。
汽油机的效率是汽油机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。
甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高，所以做同样多的功，甲消耗的油少。没有注意控制变量，正确。
故选。
6.【答案】C;
【解析】
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。此题主要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。有效利用的能量：，
柴油机的效率为：，故正确；
C.在科技进步的未来不能实现能量零损失，故错误；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，故正确。
故选。
7.【答案】B;
【解析】解：燃料完全燃烧时，释放热量的多少取决于燃料的种类和质量。人们以前习惯以煤作为取暖燃料，改为用“天然气”为燃料，除了环保因素外，还由于天然气比煤炭热值高，故错误，正确。
故选：。
热值只跟燃料的种类有关，与燃料的质量、是否完全燃烧、是否容易燃烧等无关；燃料完全燃烧时，释放热量的多少取决于燃料的种类和质量。
本题的解题关键是知道热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关。
8.【答案】B;
【解析】解：
热值是燃料的一种特性，是指某种燃料完全燃烧放出的热量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时放出的热量越多，掺假后煤的热值降低，所以可以用热值来区分。而从热量、内能、比热容无法区分，故B正确。
故选：。
温度是指物体的冷热程度；热值是燃料的一种特性，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时放出的热量越多；比热容是指相同质量的不同物质升高相同的温度吸收的热量不同。据此分析判断。
区分比热容、热值、质量、温度的物理意义是本题的关键。
9.【答案】D;
【解析】解：、燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料的燃烧程度、质量都无关，故A错误；
B、燃料的热值越大，只有在相同质量并且完全燃烧的情况下，放出的热量才越多，质量少、燃烧不完全放出的热量就少，故B错误；
C、热值与燃料是否完全燃烧无关，故C错误；
D、热值是燃料本身的特性，与燃料的质量无关，不同的物质热值一般不同，故D正确。
故选：。
某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值。热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。据此分析判断。
此题主要考查的是学生对燃料热值是燃料特性的理解和掌握，常见题目。
10.【答案】D;
【解析】
这道题主要考查燃料的热值的概念，常见题目。
某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值。热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。据此分析判断。
可燃物要架空一些，才能燃烧更旺。“火要虚”的目的是增大了可燃物与空气的接触面积，燃烧更旺，提高了可燃物的利用率，故D正确，ABC错误。
故选D。
11.【答案】D;
【解析】
利用内能做功的机器叫做热机，做功冲程将高温高压燃气的内能转化为活塞运动的机械能；
热机的转动部分要克服摩擦做额外功，效率就不可能达到；
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；
热机的使用会带来环境问题，效率也比较低，是需要改进的地方，任何机械的效率都不可能达到
、使用热机不可避免的要克服机器部件摩擦做额外功，效率不可能达到，故错误；
、热机的效率与燃料的热值无关，故错误；
、做功本领越大的热机，其效率不一定高，故错误；
、有用功占燃料完全燃烧放出热量的比例越大，热机的效率越高，故正确．
故选
12.【答案】B;
【解析】解：汽车行驶的速度，
由可得，汽车行驶时间：
，
发动机对汽车做的功：
，
汽油完全燃烧放出的热量：
；
汽车发动机的效率：
。
故选B。
知道汽车速度和行驶路程，利用速度公式求汽车行驶的时间，再利用求发动机对汽车做的功有用能量；
知道汽油的体积、汽油的密度，利用密度公式求汽油的质量，再利用燃料完全燃烧放热公式求汽油完全燃烧放出的热量总能量，再利用效率公式求发动机的效率。
该题考查了学生对速度公式、功率公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，知识点多，要求灵活选用公式计算。
13.【答案】50;
【解析】解：天然气完全燃烧放出的热量为：；
天然气的效率为，则水吸收的热量为：；
根据可知，水的末温为：。
故答案为：。
根据求出天然气完全燃烧放出的热量；根据效率求出水吸收的热量，根据求出水的末温。
此题主要考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式及效率公式的掌握和运用，计算时注意固体燃料热值单位与气体燃料热值单位的区别。
14.【答案】;
【解析】解：根据题意可知，水吸收的热量，
由可知，水的质量：。
故答案为：。
根据题意可知水吸收的热量，利用求出水的质量。
此题主要考查热量计算公式的灵活运用，是一道基础题。
15.【答案】2.7×106; 90;
【解析】解：
沙石吸收的热量：
；
不计热损失，，
由得，需要完全燃烧酒精的质量：
。
故答案为：；。
知道沙石的质量、比热容、初温和末温，利用吸热公式求沙石吸收的热量；
不计热损失，，再利用燃料完全燃烧放热公式求需要完全燃烧酒精的质量。
此题主要考查了吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的应用，要利用好条件：不计热损失，。
16.【答案】每千克偏二甲肼完全燃烧放出4.25×107J的热量;
【解析】解：燃料偏二甲肼的热值是，它所表示的物理含义是每千克偏二甲肼完全燃烧放出的热量。
故答案为：每千克偏二甲肼完全燃烧放出的热量。
某种燃料完全燃烧放出的热量和质量的比值叫热值。
此题主要考查了热值的物理意义，属于基础题。
17.【答案】质量 煤油 偏小 燃料并不可能完全燃烧，燃料燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸 ;
【解析】解：
因燃料放出的热量与质量有关，必须控制燃料的质量相等，由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中应控制水的质量相等；
由图表数据可知在相同时间内甲杯中的水温度升高的快，所以煤油的热值较大；
由于燃料并不可能完全燃烧，燃料燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使大于，依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些。
故答案为：质量；煤油；偏小；燃料并不可能完全燃烧，燃料燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使大于。
这道题主要考查利用控制变量法和转换法设计实验的能力，由于燃料的热值不能直接测量，所以通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小，又由于燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量多少有关，又与燃料的热值大小有关，所以在设计实验时应控制质量相同。
本题是一道关于热值的实验探究题，知道热值的意义；会用控制变量法和转换法设计探究实验是本题的解题关键。
18.【答案】质量 全部燃烧 温度计示数 不能 偏小 燃料不能完全燃烧并且热量有散失;
【解析】解：比较两种燃料的热值大小时，需要控制两种燃料的质量相同；
点燃后加热质量相等的同种液体，需等待燃料全部燃烧，通过观察温度计示数的变化来比较两种燃料的热值大小；
燃料燃尽前，如果两个烧杯中的水均已沸腾，则无法根据水升高的温度来判定吸热的多少，也无法判断燃料燃烧放热的多少，所以该实验不能比较两种燃料热值的大小；
因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失等原因，所以测量出的热值比实际值要小。
故答案为：质量；全部燃烧；温度计示数；不能；偏小；燃料不能完全燃烧并且热量有散失。
比较不同燃料的燃烧值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同；
质量相同的不同燃料全部燃烧释放的热量被相同质量的同种液体吸收，通过温度计示数的变化能反映液体吸热的多少，即反映燃料燃烧放出热量的多少，从而比较两种燃料的热值大小；
实验中通过水温度升高的示数判定放热的多少，据此分析；
燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以测量出的热值比实际值要小。
本题是比较燃料的热值大小的实验，要结合控制变量法进行分析研究，通过观察温度的变化判断燃料热值的大小，考查了学生的实验探究能力。
19.【答案】解：（1）已知汽车受到的平均阻力为f=3.0×103N，
因为汽车是匀速行驶，由二力平衡的条件可知汽车的牵引力为F=f=3.0×103N，
行驶的路程为s=10km=10000m，
则发动机做的有用功为：W=Fs=3.0×103N×10000m=3×107J；
（2）已知消耗燃油的体积为V=3L=3×10-3，
消耗燃油的质量为m=ρV=0.8×103kg/×3×10-3=2.4kg，
则汽油燃烧放出的热量为：Q放=mq=2.4kg×4×107J/kg=9.6×107J；
（3）汽车发动机的效率为：η===31.25%。
答：（1）发动机做的有用功是3×107J；
（2）汽油燃烧放出9.6×107J的热量；
（3）汽车发动机的效率是31.25%。;
【解析】
已知汽车受到的阻力，由二力平衡的条件可得出汽车的牵引力，再根据求出发动机做的功；
已知消耗燃油的体积和密度，利用可求出消耗燃油的质量，再利用求出燃油完全燃烧放出的热量；
利用可求出汽车发动机的效率。
此题主要考查了学生对密度、功、燃料燃烧放热和热机效率的计算公式的运用，熟练掌握相关计算公式是解答该题的关键。
20.【答案】;
【解析】
该车载重人每人按计算时，静止在水平路面上时对路面的的压力等于总重力，根据计算该车的总重力，根据计算对水平路面的压强；
根据计算该车行驶的速度，因该车水平匀速直线行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，由计算该车受到的阻力；
根据计算该车发动机做的功，根据效率公式计算燃油完全燃烧释放的热量，根据计算需要消耗燃油的质量。
本题为力学、热学综合题，考查了重力公式和压强公式、功率公式、做功公式、燃料完全燃烧释放热量公式、效率公式以及二力平衡条件的应用等，涉及到的知识点较多，有一定的难度。
