学年九年级物理全册第十三章第四节热机效率和环境保护习题新版沪科版.docx

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学年九年级物理全册第十三章第四节热机效率和环境保护习题新版沪科版

第十三章第四节热机效率和环境保护

一、单选题

1.如图所示为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为（　　）

A. η=

×100%       

B. η=

×100%       

C. η=

×100%       

D. η=

×100%

2.甲汽油机的热机效率比乙汽油机的热机效率高，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. 以相同的速度行驶相同的路程，乙消耗的汽油多

3.一台四冲程内燃机飞轮转速为1800r/min，它1s完成了（　　）

A. 30个冲程                          

B. 60个冲程                         

C. 120个冲程                         

D. 160个冲程

4.利用如图所示的装置，运用控制变量法，通过观察现象即可比较酒精和碎纸热值的大小，为完成实验，要求（  ）

A. 酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量相同

B. 酒精和碎纸的质量不同，两只烧杯内水的质量不同

C. 酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量不同

D. 酒精和碎纸的质量不同，两只烧杯内水的质量相同

5.关于燃料的热值，以下说法正确的是（  ）

A. 燃料的热值与燃料的燃烧情况有关

B. 容易燃烧的燃料，热值一定大

C. 煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多

D. 0.5g汽油和2kg汽油，它们的热值是一样的

6.现代火箭常用液态氢做燃料，这是因为液态氢具有（　　）

A. 较小的密度                      B. 较低的沸点                      C. 较大的比热容                      D. 较高的热值

7.关于燃料的热值，以下说法中正确的是（  ）

A. 燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关           B. 燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值

C. 燃料燃烧时，质量越大，热值越大                      

D. 燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小

8.某校初三年级的学生参观了学校锅炉房后，提出了以下几种提高炉子效率的建议，其中不应采纳的是（　　）

A. 鼓风机向炉膛内吹风，把煤粒吹起来燃烧           

B. 向炉内多加些煤，加大火力

C. 煤磨成粉，用空气吹进炉膛                                

D. 用各种办法增大受热面积

9.随着航天事业发展需要，我国正研制大功率液氢发动机．这种发动机使用液氢作燃料，主要是因为液氢具有（　　）

A. 较小的密度                    

B. 较大的比热容                    

C. 较低的沸点                       

D. 较高的热值

10.煤的热值大于干木柴的热值，这里是指（   ）

A. 煤比干木柴含有的热量多一些                             

B. 烧煤比烧干木柴产生的温度高一些

C. 烧煤比烧干木烧产生的热量多一些                      

D. 要使它们放出相同的热量，烧煤用的质量较少

二、填空题

11.汽车已经进入我国普通家庭，汽车的燃料大都是汽油，这是由于汽油的 ________大；汽车发动机工作时会产生大量的热量，为了保持发动机温度不至太高一般都采用多种方式进行冷却散热．其中采用水冷却是因为水的 ________大．根据液体温度升高，液体向上运动知识你认为冷却水循环流动时合理的方向是　 ________（A﹣B﹣C或C﹣B﹣A）．

12.汽油的热值为4.6×107J/kg，现有汽油4kg，选其中一半完全燃烧，放出的热量是________ J，剩余汽油的热值是________ J/kg．

13.热机的工作原理________，完全燃烧10kg的汽油（热值为4.6×107J/kg），产生的热量为________J。

14.氢气的热值是14.3×107J/kg，它表示：

________ 1kg的氢气，可产生14.3×107J的热量．

三、解答题

15.一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3600转/分．

①该柴油机活塞1秒内对外做功多少次？

（说明理由）

②柴油机效率为40%，当消耗2.5×107J的内能，转化成的机械能是多少焦耳？

四、实验探究题

16.为了比较酒精和碎纸的热值大小，小明选择了两套完全相同的实验装置如图所示，先将燃烧皿内装了质量相同的酒精和碎纸片，再分别同时给质量和初温相同的水加热，最后比较相同时间内水升高的温度．为正确完成实验，请你解答下列问题：

（1）实验装置的组装顺序应该是________（选填“由上到下”或“由下到上”）；此实验是通过比较________的变化，来比较燃料热值的大小．

（2）在题干叙述的操作过程中存在的主要错误是________，按正确的操作，除了图示装置还需要的一个测量器材是________．

（3）即使按照正确方法进行实验后，也只能比较两种燃料热值的大小，而不能计算出准确的热值，这是因为________（只写一种原因即可）．

五、综合题

17.小明用伏安法测出自制电动机线圈的电阻为1Ω．

（1）小明发现电动始终只能在某位置晃动而不能持续转动，请帮他分析原因．

（2）修好后线圈两端所加电压为2V时，电流为0.8A，电动机正常工作，自制电动机的效率是多少？

（3）某次实验时线圈与磁铁接触使得线圈无法转动，此时小明发现线圈特别烫，试分析原因．

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】C

【解析】【解答】解：

由能流图可知：

燃料完全燃烧放出的热量为E，有用机械能即有用功为E2，所以内燃机的效率可表示为η=

×100%=

×100%．

故选C．

【分析】热机的机械效率是指有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值．

2.【答案】D

【解析】【解答】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，所以消耗相同的油，甲做的功多；做同样多的功，甲消耗的油少．AC没法比。

机械效率是表示热机性能的，做功快慢与功率有关，B错误；将热能转化为机械能的比例大，则热机的效率高，D正确．故选D．

【分析】效率高说明比值大．说明消耗相同的燃料释放的能量多，也就是做的机械功多。

3.【答案】B

【解析】【解答】解：

四冲程内燃机飞轮转速为1800r/min=30r/s，表示每秒飞轮转动30圈，60个冲程，对外做功15次．

故选B．

【分析】内燃机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，根据这个比例关系可以求出答案．　

4.【答案】A

【解析】【解答】解：

（1）实验时为了控制变量，应用天平分别测出等质量的酒精和碎纸屑，将其放入装置中的燃烧皿内；

（2）因燃料的热值不能直接测量，但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收，从而使相同质量的水温发生变化；所以可以通过温度计示数的变化（水升高的温度）来比较燃料热值的大小关系；通过以上分析可知，实验中要控制酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量相同，故A正确．

故选A．

【分析】

（1）由Q放=mq可知，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；

（2）由于燃料的热值不能直接测量，所以通过相同质量的水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小．

5.【答案】D

【解析】【分析】1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，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，与燃料是否容易燃烧无关，A错误；煤的热值比干木柴的大，完全燃烧相同的煤和干木材时，煤放出的热量多，但不是燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多，质量和燃烧情况没有确定

B错误；与燃料的质量、燃烧程度等均无关

C错误；燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关

故D正确。

考点：

燃料的热值

【点评】解决本题的关键是熟知燃料的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。

6.【答案】D

【解析】【解答】解：

运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量．

故选D．

【分析】

（1）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，释放出的热量越多；

（2）火箭将卫星送入预定轨道，所需要的能量是一定的，释放出相同的热量，热值越大的燃料，所需要的质量越小，升空越容易，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小．

7.【答案】A

【解析】【解答】解：

A、燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关，A符合题意．

B、燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值，必须是完全燃烧放出的热量，才是燃料的热值，B不符合题意．

C、燃料燃烧时，质量越大，热值越大：

热值与质量无关，只与燃料种类有关，C不符合题意．

D、燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小，燃料不完全燃烧时放出的热量不能称之为热值，D不符合题意．

故答案为：

A.

【分析】完全燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值，燃料的热值是燃料本身的一种属性，它不随燃料的质量变化而变化，与燃料是否完全燃烧无关.

8.【答案】B

【解析】【解答】解：

要提高炉子的效率，需要使燃料充分燃烧，并且减减少能量的损失．

A、鼓风机向炉膛内吹风，把煤粒吹起来燃烧，可以使煤燃烧的更充分，可以提高燃料的利用率；

B、向炉内多加些煤，加大火力，这是消耗更多的燃料，不能提高炉子的效率；

C、煤磨成粉，用空气吹进炉膛，可以使煤充分燃烧，可以提高炉子的效率；

D、用各种办法增大受热面积，可以让热量被充分吸收，可以提高炉子的效率．

不能提高炉子效率的是B；

故选B．

【分析】热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，就要提高燃料的利用率，减少热损失．

9.【答案】D

【解析】【解答】解：

大功率发动机必须释放很大的能量．根据这个需要，选择液氢来做燃料，原因就是热值比较大，故D正确．

故选D．

【分析】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．

10.【答案】D

【解析】

【解答】煤的热值比木柴的热值大，说明完全燃烧相同质量的煤和木柴，煤放出的热量多，或使它们放出相同的热量，烧煤用的质量较少，故D正确；

不能说明烧煤比烧木柴产生的热量多、产生的温度高，更不能说明煤、木柴含有热量，故A、B、C的说法都错．

故选D．

【分析】1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值，煤的热值比木柴的热值大，说明相同质量的煤和木柴完全燃烧，煤放出的热量多．本题主要考查了学生对热值物理意义的了解与掌握，属于基础题目

二、填空题

11.【答案】热值；比热容；A﹣B﹣C

【解析】【解答】解：

（1）汽车的燃料大都是汽油，这是由于汽油的热值大；

（2）汽车发动机采用水冷却是因为水的比热容大，在同样升温的情况下，水可以吸收更多的热量；

（3）读图可知，水在气缸A处吸热升温，密度变小，上升至B处，在散热片处放热降温，再到达C处，最后由水泵再一次抽到A处，开始第二次循环，故冷却水循环流动时合理的方向是A﹣B﹣C；

故答案为：

热值；比热容；A﹣B﹣C．

【分析】结合题意，根据热值的概念，水的比热容的应用，冷却时水循环的原理等来对题干中的问题进行逐一解析即可．

12.【答案】9.2×107；4.6×107

【解析】【解答】解：

从题可知，燃烧汽油的质量为：

m=

=2kg，

而q=4.6×107J/kg，

∴汽油完全燃烧放出的热量为：

Q=mq=2kg×4.6×107J/kg=9.2×107J，

∵燃料的热值是燃料的属性，不会随着质量的改变而改变，

∴汽油质量变少后，剩余汽油的热值不变，仍为4.6×107J/kg．

故答案为：

9.2×107；4.6×107．

【分析】从题可知燃烧汽油的质量，知道燃料的热值，可利用公式Q=mq计算燃料完全燃烧放出的热量，燃料的热值是燃料的属性，不会随着质量的改变而改变．

13.【答案】内能转化为机械能；4.6×108

【解析】【解答】热机是将内能转化为机械能的机器.

完全燃烧10kg汽油完全燃烧要放出的热量：

.

故答案为：

内能转化为机械能；4.6×108.

【分析】燃料燃烧放出热量计算：

Q放=qm（Q放是热量，单位是：

焦耳；q是热值，单位是：

焦/千克；m是质量，单位是：

千克）.

14.【答案】完全燃烧

【解析】【解答】解：

氢气的热值是14.3×107J/kg表示：

完全燃烧1kg的氢气，可产生14.3×107J的热量．

故答案为：

完全燃烧．

【分析】根据热值定义（1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值）回答．

三、解答题

15.【答案】解：

①飞轮转速为3600r/min=60r/s，

因为一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，

所以，该柴油机1s对外做功30次；

②由η=

×100%可得，转化成的机械能：

W=ηQ=40%×2.5×107J=1×107J．

答：

①该柴油机活塞1秒内对外做功30次，理由：

四冲程内燃机的一个工作循环中，飞轮转2圈对外做功1次，所以飞轮转速为3600r/min=60r/s时，该柴油机1s对外做功30次；

②柴油机效率为40%，当消耗2.5×107J的内能，转化成的机械能是1×107J．

【解析】【分析】①在四冲程内燃机的一个工作循环中，完成4个冲程，并对外做功1次，曲轴和飞轮转2圈；②知道柴油机的效率和消耗的内能，根据W=ηQ求出转化成的机械能．

四、实验探究题

16.【答案】

（1）自下到上；温度计示数的变化

（2）比较相同时间内水升高的温度；天平

（3）燃料燃烧放出的热会散失到空气中

【解析】【解答】

（1）酒精灯需用外焰加热，所以要放好酒精灯，再固定铁圈的高度；而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中，且不能碰到容器壁和容器底，所以放好烧杯后，再调节温度计的高度，因此必须按照自下而上的顺序进行；

为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小；燃料完全燃烧放出的热量的多少，是通过温度计示数的变化来反映；

（2）实验应燃烧相等质量的酒精与纸，比较水升高的温度，然后比较酒精与纸的热值大小，而不是用酒精与纸对水加热，比较相同时间内水升高的温度，再比较酒精与纸的热值大小；按正确的操作，实验需要用天平测酒精、纸、水的质量.因此还需要的一个测量器材是天平；

（3）由于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，依此计算出燃料的热值比实际要偏小些．

故答案为：

（1）自下到上；温度计示数的变化；

（2）比较相同时间内水升高的温度；天平；（3）燃料燃烧放出的热会散失到空气中.

【分析】

（1）为了能够确保用酒精外焰加热，应首先固定酒精灯，再固定其它仪器；燃料完全燃烧放出的热量的多少不易直接观察，要通过温度计示数的变化来反映；

（2）实验中应燃烧相同质量的酒精和纸片，再比较相同时间内水升高的温度；实验中还需要有质量的仪器－－天平；

（3）实验中存在着不能准确没出燃烧值的原因：

燃料不可能完全燃烧、燃料燃烧放出的热量不可能被水完全吸收.

五、综合题

17.【答案】

（1）将电动机线圈放在支架上，因为没有换向器，不能改变线圈中的电流方向，就不能改变线圈的受力方向，所以闭合开关S后，发现线圈只能偏转至水平位置、不能持续转动；这个位置物理学中称为平衡位置，它是线圈平面与磁感线垂直的位置

（2）因为P=UI，

所以电动机正常工作时的总功率为P=UI=2V×0.8A=1.6W；

线圈消耗的功率：

P圈=I2R圈=（0.8A）2×1Ω=0.64W，

输出功率：

P出=P总﹣P圈=1.6W﹣0.64W=0.96W，

这台电动机的效率：

η=

​×100%≈60%．

（3）实验时线圈与磁铁接触使得线圈无法转动，此时电能转化为内能．

【解析】【分析】

（1）直流电动机中的换向器可以在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，改变线圈的受力方向，使线圈持续转动下去；

（2）电动机工作电压和通过的电流，可以得到总功率；已知线圈电阻和通过的电流，根据公式P=I2R计算线圈消耗的功率，总功率减去线圈消耗的功率就是电动机的输出功率，输出功率与总功率的比值就是这台电动机的效率；

（3）用电器工作过程中将电能转化为其它形式的能．