九年级物理全一册人教版 第十四章内能的利用第二节 热机效率 同步练习有答案

第第页九年级物理全一册人教版第十四章内能的利用第二节热机效率同步练习（有答案）第二节热机效率

知识理解与运用

知识点一燃料的热值

1.［2023秋泰州期中］近段时间，世界各国煤炭价格暴涨数倍，我国国内煤炭价格也创下了历史新高，下列关于煤的热值的说法中，正确的是（）

A．2kg煤的热值大于1kg煤的热值

B．煤不完全燃烧时，煤的热值变小

C．炉子里烧掉的煤越多，煤的热值越大

D．通过粉碎使煤块变成煤粉，煤的热值不变

2．汽车油箱中的汽油用去一半后，剩余汽油的密度、比热容和热值（）

A．以上各项数据和使用之前比都不发生改变B．热值变为原来的一半，密度、比热容不变C．各数据和使用之前比都会变为原来的一半D．热值不变，密度、比热容变为原来的一半

3．［2023秋海珠区期中］如图所示，甲、乙、丙三图的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内液体的初温与质量也相同，不考虑热量损失。能证明燃料2的热值较高的是（）

A．燃料完全燃烧后，对比甲、乙两图，发现乙图液体温度较低

B．燃料完全燃烧后，对比甲、乙两图，发现乙图液体温度较高

C．加热相同时间，对比甲、丙两图，发现液体a升温较高

D．加热相同时间，对比甲、丙两图，发现液体b升温较高

4.页岩气的热值是4.8×107J/m3，1.5m3的页岩气完全燃烧放出的热量为J；如果这些热量由质量为6kg的到干木柴提供，则干木柴的热值是。

知识点二热机的效率

5．［2023泰安模拟］甲、乙两台汽油机，甲的效率比乙高，则（）

A．甲每秒钟做的功比乙每秒钟做的功多

B．做同样多的有用功，甲消耗的汽油比乙消耗的汽油多

C．甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少

D．消耗同样多的汽油，甲做的有用功比乙做的有用功多

6．［2023秋广州期末］图甲是热机的能量流向图。图乙显示的是甲、乙两热机的参数。甲、乙相比，甲的（）

A．有用机械能较大B．损失能量较小

C．燃料的化学能较大D．热机效率较低

7．一台汽油机正常工作时的功率为P，在t时间内完全燃烧掉质量为m的汽油，如果汽油的热值是q，则这台汽油机正常工作的效率η＝×100%（用字母写出表达式）。

8．［2023秋江油市期末］某氢能源公交车以10m/s的速度在平直公路上匀速行驶，发动机的功率为200kW，每行驶700m消耗氢燃料0.2m3，计算在这个过程中：（氢燃料的热值为1.4×108J/m3）

（1）发动机做了多少机械功；

（2）0.2m3的氢燃料完全燃烧放出的热量；

（3）这台公交车发动机的效率。

能力提升与素养

1．［2023秋金牛区期末改编］用图甲装置研究某燃料热值，将燃烧皿中燃料点燃对100g的热水加热4min后立即将其熄灭，测得消耗燃料4.2g，根据实验数据绘制了水温随时间变化的图像如图乙中a线所示。燃料完全燃烧放出热量只有60%被水吸收，忽略水的质量变化。下列说法中正确的是（）

A．4min水吸收到的热量为2520J

B．燃料的热值为2×106J/kg

C．此方法计算出的热值比实际的热值偏大D．相同条件下加热另一杯水绘出图乙中b线所示图像，则这杯水的质量较小

2．［2023秋赞皇县期中］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．3.39×10J7

C．0.88×107JD．2.07×107J

3.新考法某单缸四冲程汽油机汽缸活塞面积为30cm2，气缸容积为150mL；做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800r，汽油机满负荷工作时（不计摩擦）1min消耗汽油10g，汽油的热值为4.6×107J/kg，则下列说法正确的是（）

A．做功冲程燃气的平均压力为270N

B．飞轮1min转动1800周，做功450次

C．燃气对活塞做的总功为135J

D．汽油机的效率为26.4%

4.［2023秋江油市期中改编］氢气的热值是1.4×108J/m3，放出2.8×108J热量需要完全燃烧m3氢气，相当于完全燃烧

kg干木柴。（干木柴1.2×107J/kg）

5．［2023秋江津区校级月考］有两台单缸四冲程柴油机，甲柴油机效率为40%，消耗2.5kg的柴油转化成的机械能是J；乙柴油机的效率是30%，柴油机甲的功率是乙的2倍，那么柴油机甲与乙每小时消耗的油的质量之比为。（q柴油＝4.3×107J/kg）

6．［2023秋无为市期中］全球首款热效率达50%的商业化柴油机已发布假设一辆柴油机汽车原效率为40%，每年消耗柴油1800kg，换用新的柴油机后，每年可以节约燃油

kg。

7.核心素养—科学探究

［难2023秋信阳期中］水上摩托运动一项富有现代文明特征的高速水上运动。如图所示，摩托艇的发动机为四冲程汽油机，一个质量为60kg的人正在水面上骑着摩托艇飞驰。[g取10N/kg，ρ汽油＝0.8×103kg/m3，汽油的热值q汽油＝4.5×107J/kg]

摩托艇的质量m/kg340最大功率P/kW60

油箱容积V/L10最高时速v/（kmh﹣1）120

（1）为摩托艇提供动力的是发动机的冲程，该冲程将能转化为能。

（2）一满箱汽油完全燃烧放出的热量的70%被水吸收，可使kg的水温度升高50℃。

（3）加满一箱汽油能使摩托艇以20m/s速度匀速航行1h，若摩托艇以20m/s速度匀速航行，发动机的牵引力为总重的，求摩托艇发动机的热机效率（不考虑汽油的质量）

第二节热机效率

知识理解与运用

1.D解析：热值是燃料本身的一种特性，热值的大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧情况、形状等印度无关。故选：D。

2.A

易错提示：密度、比热容、热值三个物理量表示物质本身的一种性质，只要物质的种类和存在的状态呢不改变，物质的这种性质就不改变。

解析：密度、比热容、热值都是物质的一种特性，与质量和体积均没有关系。故选：A。

3.B解析：相同质量的同种液体，升高的温度越大，吸收的热量越多；质量相同的不同燃料，完全燃烧后放出热量越多热值越大。对比甲、乙两图，发现乙图液体温度较低，说明乙图中液体a吸热少，表示燃料2放热较少，燃料2的热值较低；对比甲、乙两图，发现乙图液体温度较高，说明乙图中液体a吸热较多，表示燃料2放量较多，燃料2的热值较高；甲、丙两图燃烧的是燃料1，对不同的液体加热，探究的是液体a和液体b的吸热能力，不能证明燃料2的热值较高。故选：B。

4.7.2×107；。解析：1.5m3的页岩气完全燃烧放出的热量Q放＝qV＝4.8×107J/m3×1.5m3＝7.2×107J，由于页岩和干木柴放出的热量相同，因此干木柴的热值为

。

5.D解析：热机效率表示有效利用的能量（做有用功的那部分能量）占燃料完全燃烧放出总热量之间的比值，比值越大，即消耗同样多的燃料，做的有用功越多。故选D。

6.B解析：甲、乙热机的有用机械能分别是2000J、4000J，即甲的有用机械能较小；由图乙可知甲、乙损失能量分别为500J、5000J，即甲损失能量较小；燃料的化学能等于有用机械能、损失能量和废气内能之和，甲的燃料化学能为：500J+2000J+1500J＝4000J，乙的燃料化学能为：3000J+4000J+5000J＝12000J，即甲的燃料化学能较少；Q甲＝4000J，Q乙＝12000J；则甲的热机效率为：η甲＝＝＝50%；乙的热机效率为：η乙＝＝≈33.3%。故选：B。

7.×100%解析：在t时间内汽油燃烧，能放出的热量Q＝mq，汽油机工作对外所做的功为有用功W有＝Pt，则这台汽油机

正常工作的效率η＝×100%＝×100%。

8.解析：（1）公交车运动的时间t＝＝＝70s，公交车发动机做的机械功W＝Pt＝200×103W×70s＝1.4×107J；（2）0.2m3的氢燃料完全燃烧放出的热量Q放＝Vq＝0.2m3×1.4×108J/m3＝2.8×107J；（3）这台公交车发动机的效率η＝×100%＝×100%＝50%。

能力提升与素养

1.B解析：加热2min，水吸收到的热量是：

Q水＝m水c水Δt＝0.1kg×4.2×103J/（kg℃）×（99℃﹣93℃）＝2520J；加热4min，水吸收到的热量是：Q吸′＝2Q吸＝5040J，消耗燃料4.2g放出的热量：Q放＝＝＝8400J，该燃料的热值：q＝＝＝2×106J/kg；燃料燃烧时有热损失，水吸收的热量小于燃料燃烧放出的热量；计算出的燃料的热值比实际的热值偏小；相同时间，两杯水吸收的热量相同，温度变化相同，可知两杯水的质量相等。故选：B。

2.D解析：汽油利用率只有90%，则2kg汽油能利用上的质量为：m＝2kg×90%＝1.8kg，汽油完全燃烧放出的热量为：Q放＝qm＝4.6×107J/kg×1.8kg＝8.28×107J，汽油机的效率为：η＝100%﹣30%﹣35%﹣10%＝25%，则获得的机械能为：W＝Q放η＝8.28×107J×25%＝2.07×107J。故选：D。

3.D解析：满负荷工作时，做功冲程燃气对活塞的平均压力：F＝pS＝9.0×105Pa×30×10﹣4m2＝2700N，；一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W＝FL＝pSL＝pV＝9.0×105Pa×1.5×10﹣4m3＝135J；因飞轮每转两圈对外做功一次，由1800r/min可知，飞轮1min转动1800周，做功900次；则燃气对活塞做的总功：W总＝W×900＝135J×900＝1.215×105J，故；1min消耗汽油完全燃烧释放的热量：Q放＝mq＝10×10﹣3kg×4.6×107J/kg＝4.6×105J，该汽油机的效率：η＝×100%＝×100%≈26.4%。故选：D。

4.2；23.3。解析：需要氢气的体积：；需要干木材的质量：m干木材＝＝23.3kg。

5.4.3×107；3：2。解析：2.5kg的柴油完全燃烧放出的热量为：Q放＝q柴油m＝4.3×107J/kg×2.5kg＝1.075×108J，消耗2.5kg的柴油转化成的机械能为：W＝Q放η甲＝1.075×108J×40%＝4.3×107J，W＝Qη＝qmη，即m＝，由题知P甲＝2P乙，则柴油机甲与乙每小时消耗的油的质量之比为：＝＝＝＝。

6.360解析：根据两种柴油机每年做的有用功相等可得：W新＝W旧，Q新η新＝Q旧η旧，m新qη新＝m旧qη旧，m新η新＝m旧η旧，代入数据和单位，m新×50%＝1800kg×40%，解之可得：m新＝1440kg，每年可节约柴油的质量为：△m＝m旧﹣m新＝1800kg﹣1440kg＝360kg。

7.核心素养体现：本题通过有关水上摩托车的信息给予，综合考查了热机的工作过程、热量的计算以及热机效率的计算。

（1）做功；内；机械；（2）1200；（3）20%。解析：（1）汽油机的做功冲程将内能转化