九年级物理寒假作业07 热机与热机效率（巩固培优）（原卷版）

限时练习：50min完成时间：月日天气：作业07热机与热机效率一、热机热机的定义：将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的内能转化为机械能的装置。内燃机是最常见的一种热机，按照所使用燃料的不同，内燃机可分为汽油机、柴油机和天然气发动机等。内燃机的工作过程（以汽油机为例）：冲程能量转化活塞运动阀门状态作用吸气冲程无向下进气门开，排气门闭吸入空气和汽油的混合物压缩冲程机械能→内能向上两个门都关闭压缩气体，提高温度和压强做功冲程内能→机械能向下两个门都关闭对外做功排气冲程无向上进气门闭，排气门开排出废气汽油机和柴油机的区别：结构：汽油机顶部是火花塞，柴油机顶部是喷油嘴。吸气冲程：汽油机吸入汽油与空气的混合物，柴油机只吸空气。做功冲程：汽油机火花塞放出电火花，柴油机喷油嘴喷出雾状柴油。点火方式：汽油机—点燃式，柴油机—压燃式。热值热值的定义：燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比，叫作这种燃料的热值。热量的计算公式：Q放=mq或热机效率热机效率的定义：热机用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。热机效率计算公式：η=W加热效率计算公式：η=Q三层必刷：巩固提升+能力培优+创新题型1．四冲程汽油机在工作过程中，将机械能转化为内能的冲程是（）A．吸气冲程 B．压缩冲程C．做功冲程 D．排气冲程2．小刚用天然气烧水，将水由加热到，使用天然气，加热效率为84%，已知，，则加热水的质量为（

）A．36g B．3.6g C．3.6kg D．36kg3．用同一个实验装置分别加热200g的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化的图像如图所示。其中乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了8g酒精。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，，，则下列说法正确的是（）A．乙液体是水 B．8g酒精完全燃烧放出的热量为C．该酒精灯的加热效率为28% D．0-4min内甲吸收的热量为4．如图所示是汽油机工作时的四个冲程示意图，下列说法正确的是（）A．甲是吸气冲程，吸进的物质是空气B．乙是压缩冲程，将内能转化为机械能C．四冲程汽油机实现能量转化的两个冲程分别是：压缩冲程和排气冲程D．汽油机飞轮转速3000r/min，则1s内汽油机对外做25次功5．有甲、乙两台汽油机，甲做的有用功与乙做的有用功之比是3:2，甲、乙的热机效率之比是5:4，那么甲、乙消耗的汽油质量之比是（

）A．6:5 B．5:9 C．9:5 D．5:66．如图是汽油机的能量流向图。下列说法正确的是（）A．减少各部件间的摩擦可提高汽油机的效率B．可以采用增大功率的方法来提高汽油机的效率C．由图可知该汽油机的效率是30%D．尾气中的“汽油味”越浓表明燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值7．某学校利用锅炉供应开水，在一个标准大气压下，某次燃烧了4kg的无烟煤，将204kg的水从20℃加热到100℃。已知水的比热容为，无烟煤的热值为，则此次锅炉烧水的效率为。8．生活中我们经常看到司机往汽车发动机的水箱里灌水，内燃机常用水做冷却剂，它是利用了水的大；内燃机的四个冲程中，将机械能转化为内能的是，若飞轮转速，该内燃机每秒对外做功次。9．如图所示，《天工开物》记载了菜籽油的榨取过程：“榨具已整理，则取诸麻菜籽入釜，文火慢炒……透出香气。”在某次炒菜籽的过程中，需要将10kg的菜籽从20℃加热到140℃，需要燃烧0.4kg的干木柴，则菜籽吸收的热量为，完全燃烧0.4kg的干木柴放出的热量为J；加热菜籽的热效率为%。[菜籽的比热容1.0×103J/（kg·℃），q干木柴=1.2×107J/kg]10．某单缸四冲程汽油机飞轮转速为3600r/min，则该汽油机1s内燃气推动活塞做功的次数为次。军事爱好者小明了解到某型号飞机的热机每消耗100kg燃油可使飞机获得的机械能，燃油热值取，则该热机的效率为%，油箱中剩余燃油的热值（选填“变大”“变小”或“不变”）。11．小亮家有一个容积为2L的水壶，水壶里装有初温为25℃的水，在1标准大气压下小亮用天然气炉具对水加热。［已知天然气的热值q=8.4×107J/m3，水的比热容c水=4.2×103J/（kg·℃）,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3］求：(1)1L水的质量；(2)烧开1L水，水需要吸收的热量；(3)若天然气炉具的效率是30%，则烧开1L水需要完全燃烧多少m3的天然气。12．百度旗下的“萝卜快跑”作为无人驾驶出租车的先行者，已在全国11个城市开展了载人测试运营服务，并取得了显著成效。无人驾驶汽车是一种智能汽车，主要依靠车内以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。某无人驾驶汽车沿水平路面匀速直线行驶了，发动机提供的牵引力为，消耗柴油2.1kg。［，］求：(1)消耗的柴油完全燃烧释放的热量；(2)汽车发动机的效率；(3)若2.1kg柴油完全燃烧释放的热量全部被水吸收，可将多少千克水从20℃加热到70℃；(4)在一个标准大气压下，若2.1kg柴油完全燃烧释放的热量的40%被质量为100kg、初温为的水吸收，则吸收热量后的水温为多少？1．下面有关物理观念的表述正确的是（）A．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小B．物体的质量越大，升温时吸收的热量越多，它的比热容越大C．0℃的冰熔化成0℃的水时，吸收热量，温度不变，内能不变D．热传递改变内能是内能的转移过程，做功改变内能是内能与其它形式能的转化过程2．如图甲是四冲程汽油机工作时某一个冲程的示意图，如图乙所示，给试管里的水加热，水沸腾后瓶塞被迅速冲出试管且管口出现“白气”。下列说法正确的是（

）A．图甲所示的冲程是依靠飞轮上的惯性完成的B．图甲所示的冲程存在着机械能转化为内能的过程C．在图甲所示的冲程末，汽油机气缸内的压强大于柴油机气缸内的压强D．图甲所示的冲程存在的能量转化过程与图乙存在的能量转化过程有两次相同3．某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均气压为，飞轮转速为1800r/min，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），1min消耗汽油15mL，（，），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270NB．汽油机的功率为2025WC．一个做功冲程中，燃气对活塞做的功1350JD．汽油机的效率为36%4．如图所示是一款远程无人驾驶清扫车，其发动机为单缸四冲程汽油机。某次作业，该款车在一段平直的公路上匀速行驶3km，用时5min，消耗汽油0.3kg。清扫车匀速直线行驶过程中所受阻力为1380N，汽油的热值为4.6×107J/kg。下列有关说法正确的是（

）A．若清扫车发动机飞轮转速3000r/min，则每秒发动机完成200个冲程B．清扫车所受牵引力做功的功率为1380WC．清扫车发动机的效率为30%D．换用热值更大的燃料，可以提高清扫车发动机的效率5．某单缸四冲程汽油机每秒完成120个冲程，则飞轮转速为r/min，每个冲程活塞移动行程为0.1m，做功冲程中气缸内燃气的平均推力为300N，汽油机的功率为W；若该汽油机的效率为30%，消耗100g汽油，对外做功J。（q汽油=4.6×107J/kg）6．如图所示是最新一款无人驾驶汽车原型图，汽车自动驾驶时使用雷达传感器以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以的速度在一段平直的公路上匀速行驶了时，消耗汽油。若四冲程汽油机飞轮转速为“”则这段时间内发动机共完成个冲程，假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为，则在这段运动过程中，该汽车发动机做的有用功是J，汽车行进过程中受到的阻力为N。（已知汽油的热值是）7．氢能源公交车在部分城市已投放使用。在某次测试中，一氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶5min，完全燃烧氢燃料0.6kg[已知，]，求：(1)氢燃料燃烧放出的热量；(2)该车测试过程的效率；(3)若这些热量被质量为500kg、初温15℃的水全部吸收，则水升高的温度是多少。8．在第十五届中国航展，全球首辆量产分体式飞行汽车“陆地航母”首次向全球观众进行公开飞行。如图1所示该款分体式飞行汽车由陆行体和飞行体两部分构成，总质量约4t。几分钟的时间，飞行体从陆行体后尾箱处自动分离，展开机臂后，飞行体自动升空，巡航，降落。被大家称为“中国版变形金刚”。(1)若陆行体的最大载油量为60kg，使用的燃油的热值为。燃料完全燃烧时放出的总热量是多少？(2)若陆行体的发动机效率为30%，行驶过程中所受阻力为车重的0.02倍，现陆行体要去距离基地500km的目的地执行任务，问它能否在完成任务后原路返回基地？(3)若飞行体在水平匀速飞行过程中所受阻力与速度的关系如图2所示，某次飞行过程中，以50km/h的速度水平匀速飞行时，发动机的输出功率是多少？（计算结果保留两位小数）1．热机发明后，一直在持续的改进和发展中。材料一：1769年，法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车（图甲），传统蒸汽机的燃料在汽缸外部燃烧（图乙）。材料二：1862年，法国人德罗夏提出内燃机（内燃指燃料在汽缸内燃烧）的四冲程循环理论：①汽缸向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入汽缸；②通过汽缸向内运动对进入汽缸里的燃料进行压缩；③高压燃烧气体产生巨大爆发力；④将已经燃烧的废气从汽缸中排出。材料三：1876年，德国人奥托制造出以四冲程为依据的燃气内燃机，利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往复。阅读上面材料，回答下列问题：(1)传统蒸汽机的燃料在汽缸（选填“外”或“内”）部燃烧；(2)图丙所示是将能转化为能；(3)根据材料知道热机一个工作循环有四个冲程，请你判断图丁中表示的是冲程；(4)小锦同学阅读了某牌号汽车发动机明书后，将内燃机的能量流向制成如图戊所示的图表，该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图已所示。请根据图戊给出的信息，该汽油机的效率为%；汽车按此效率以的速度行驶1h，耗油约为kg（保留2位小数）。（汽油的热值为）2．阅读材料，回答问题汽油发动机汽油发动机是以汽油作为燃料，将化学能最终转化成机械能的发动机，汽油机的特点是转速高、结构简单、质量轻、造价低廉、运转平稳、使用维修方便，汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用，市场上汽油机的热效率普遍在35%左右，达到40%的少之又少。现在最先进的汽油机，压缩比达到了18∶1，热效率高达50%，综合油耗仅3.3L/100km；(1)如图所示是汽油机的四个冲程，其中图所示的冲程为汽油机提供动力；(2)若某单缸四冲程汽油机飞轮的转速是1800r/min，则该汽油机每秒完成个冲程(3)“汽车不但要吃油，也要喝水”，汽油的热值是，若汽油没有完全燃烧，它的热值（选填“变小”“变大”或“不变”），汽车需要用水来冷却汽车发动机，是因为水的大，某辆汽车在过某段路时燃烧了2.5L汽油，假设汽油完全燃烧，则一共释放的热量是（已知，汽油的密度为，汽油的热值为）；(4)如下图所示是某汽油机的能量流向图，根据图中给出的信息，该汽油机的效率为，若汽油机效率按此计算，当汽油完全燃烧放出的热量为时，汽车获得的机械能是，当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将（选填“升高”、“不变”或“降低”）。3．阅读材料，回答问题。热岛效应如今的人们会感觉到城市的温度高于郊区，这就是常说的热岛效应。分析城市“热岛效应”的主要原因：一是工厂、交通工具、电气设备和人群排放大量的热量；二是建筑群、马路中的矿石、水泥，在相同的日照条件下温度上升更明显；三是城区内有自然水的面积小，水的蒸发少，降温作用减弱；四是城区内楼群林立，难以形成空气对流。为了改善城市的人居环境，人们应采取一些有效的措施，例如植树造林，提高资源利用率，更多地利用太阳能、水能、风能，都可以控制环境的热污染。回答：(1)建筑群、马路中的矿石、水泥的小，在相同的日照条件下温度上升更明显。(2)在我国，随着轿车大量走进家庭，热污染更加严重