九年级物理《热机的效率》拓展训练.docx
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九年级物理《热机的效率》拓展训练
《热机的效率》拓展训练
、选择题（本大题共4小题，共40.0分）
车发动机的效率为（
A•热机的功率大，热机效率一定高
B.用热值大的燃料，就能提高热机效率
C.热机做的有用功越多，热机效率越高
D.减少各种热损失，可以提高热机效率
A•运载火箭的燃料采用液氢，是因为液氢的比热容大
B•物体的温度高，是因为它具有较多的热量
C•摩擦生热，是因为有热量从内能大的物体向内能小的物体传递
D•热机从做功冲程中获得动力，是因为内能转化成机械能
4.
（10分）一般来说，柴油机的效率高于汽油机的效率，这表明（
A.柴油机做功多
B.柴油机做功快
C.柴油机将内能转化为机械能的比例大
D.柴油机消耗柴油少
二、填空题（本大题共5小题，共50.0分）
5.（10分）“西气东输”工程使小余外婆家里用上了清洁的天然气，小余想粗略测量天然气
的热值q，于是他设计以下部分实验方案（实验环境气压为一个标准大气压）
（1）请你帮他把实验方案补充完整。
填写测量仪器的名称）
②把水壶放到天然气炉上，待水烧开，从天然气表上读出天然气消耗的体积
（2）写出天然气的热值表达式q=。
（请用以上测量符号和水的比热容为c水表
示）
（3）通过测量，间接测量天然气燃烧放出的热量；测出的热值会比真实值
偏，造成这一偏差的原因是。
6.（10分）千帆竞渡，百舸争流。
在当今能源科技日新月异的背景下，可燃冰作为一种潜
力巨大的清洁能源，我国计划到2020年攻克海域天然气水合物试采关键技术，实现商业
化试采。
可燃冰是（填“可再生”或“不可再生”）能源，同等条件下，可燃冰
完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明可燃冰的很大。
以10倍的关系计
算，500g可燃冰完全燃烧放出的热量为丄这些热量可以使kg的水从20C
加热至100C.【c水=4.2X103j/（kg?
C）q煤气=4.2X107j/kg】
7.（10分）2019年1月3日上午10点26分，“嫦娥四号”探测器在月球背面成功着陆，开
启了月球探测的新篇章。
发射“嫦娥四号”的长征三号乙运载火箭三级发动机采用液氢为燃料，是利用液氢的大的优点；探测器穿过大气层时，包裹探测器的整流罩与
大气层发生剧烈摩擦，整流罩迅速升高，在这个过程通过（选填“做功”或“热
传递”）增大了它的内能。
由于整流罩不善于导热、并且熔点（选填“高”或“低）,
因此能对探测器起到保护作用。
&（10分）出于安全和环保考虑，某地市政府为喜爱户外烧烤的市民提供了专门的场所，烧烤场使用的木炭的热值为3.4X107j/kg，那么500g木炭完全燃烧放出的热量是
J.如果这些热量的50%被水吸收，则能使初温为20C、质量为50kg的水，温度升高到C.500g木炭用掉一部分后，剩余木炭的热值（选填“变大”“变小”
或“不变”）［水的比热容为4.2X103j/（kg?
C）］
9.（10分）已知天然气的热值为4.4X107J/kg,20g天然气完全燃烧放出的热量为J.用
天然气将一壶水烧开，水壶中水的温度升高的过程中，水的内能（选填“减小”、
“不变”或“增大”），壶口上方的水蒸气液化成“白气”的过程中（选填“吸收”
或“放出”）热量。
三、实验探究题（本大题共1小题，共10.0分）
10.（10分）小华购买了一盒薯片，要通过如图所示实验估测薯片的热值。
（1）在组装实验器材时，在支架A、B中应先固定支架。
（2）要利用图中装置估测薯片的热值，还需要补充的实验仪器是。
（3）实验中，温度计最终的示数要在时读取。
原因可能是（写出一条）
O
（4）测量出的薯片的热值比包装盒上注明的薯片的热量值小,
《热机的效率》拓展训练
参考答案与试题解析
一、选择题（本大题共4小题，共40.0分）
1.（10分）2018年4月25日北京国际汽车展览会正式拉开帷幕，该届车展的主题为“定义
汽车新生活”。
某人为了测试汽车发动机的效率，开车以60km/h的平均速度行驶了120km,共用去了汽17.5kg，已知汽油的热值为4.6X107j/kg，发动机的牵引力为1932N，则该汽车发动机的效率为（）
A.25.5%B.28.8%C.23.8%D.38.8%
【考点】热机的效率.
【分析】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W=Pt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，禾U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。
【解答】解：
发动机对汽车做的功：
8
W=Fs=1932NX120000m=2.3184X10J,
汽油完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=17.5kgX4.6X107J/kg=8.05X108J
汽车发动机的效率：
X100%=X100%=28.8%。
8.05X1J
故选：
B。
【点评】本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。
2.（10分）关于热机效率的说法正确的是（）
A•热机的功率大，热机效率一定高
B.用热值大的燃料，就能提高热机效率
C.热机做的有用功越多，热机效率越高
D.减少各种热损失，可以提高热机效率
【分析】
（1）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；功率是表示物体做功快慢的物理量；
（2）热机的效率是热机性能的指标之一，与燃料的热值是无关的。
（3）减少热量的散失，使得燃料充分燃烧都能提高热机的效率。
【解答】解：
A、热机的功率越大表示热机做功越快，与效率无关，故A错误；
B、用热值大的燃料，燃烧相同燃料可以放出更多的热量，但用来做有用功的能量不一定多，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量的比值不一定大，热机效率不一定得到提高，故B错误；
C、热机做的有用功占燃料完全燃烧放出热量的比例越大，
热机做的有用功多少无关，故C错误；
热机的效率越高，热机效率与
D、减少热量的损失可以提高热机的效率。
使燃料充分燃烧、
减少废气带走的热量、减少
热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率，故
D正确。
故选：
D。
【点评】本题主要考查了热机的效率以及影响热机效率的因素，并且考查了热机效率与功率的区别。
3．（10分）下列现象，物理知识解释正确的是（）
A．运载火箭的燃料采用液氢，是因为液氢的比热容大
B•物体的温度高，是因为它具有较多的热量
C•摩擦生热，是因为有热量从内能大的物体向内能小的物体传递
D•热机从做功冲程中获得动力，是因为内能转化成机械能
【考点】做功改变物体内能；燃料的热值及其计算；内燃机的四个冲程.
【分析】
（1）热量是传递过程中能量改变的多少，与物体温度的高度无关；
（2）液态氢的热值大，密度小，所以用它做燃料；
（3）据热传递的定义分析即可判断；
（4）热机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；压缩冲程将机械能转化为内能；做功冲程将内能转化为机械能。
【解答】解：
A、运载火箭的燃料采用液氢，是因为液氢的热值大，密度小，而和它的比热容无关，故
A错误；
B、物体的温度高可能是吸收了热量，但不能说是具有较多的热量，热量是热传递过程中能量改变的多少，故B错误；
C、据热传递的实质可知，热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，而不是从内能大的物体向内能小的物体传递，故C错误；
D、热机做功冲程中内能转化成机械能，使汽车获得动力，故D正确。
故选：
D。
【点评】本题是一道综合题，考查学生对热学一些知识点的了解和掌握，这类型题是中招的热点，有一定的难度。
4．（10分）一般来说，柴油机的效率高于汽油机的效率，这表明（）
A．柴油机做功多
B.柴油机做功快
C.柴油机将内能转化为机械能的比例大
D.柴油机消耗柴油少
【考点】热机的效率.
【分析】热机效率是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。
功率是表示做功快慢的物理量。
【解答】解：
热机效率是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；
A、柴油机做功多，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比不一定大，故A错误；
B、柴油机做功快是指功率大，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比不一定大，故B错误；
C、柴油机的效率高于汽油机的效率，说明消耗同样的化学能，柴油机转化的机械能多，
即柴油机将内能转化为机械能的比例大；故C正确。
D、柴油机消耗燃料少，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比不一定大，故D错误。
故选：
C。
【点评】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
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油，做的功越多，效率越高。
、填空题（本大题共5小题，共50.0分）
5.（10分）“西气东输”工程使小余外婆家里用上了清洁的天然气，小余想粗略测量天然气
的热值q，于是他设计以下部分实验方案（实验环境气压为一个标准大气压）。
（1）请你帮他把实验方案补充完整。
1用天平称岀质量为m的水，并倒入水壶中，用温度计测岀此时水的温度ti；
（均填写测量仪器的名称）
2
把水壶放到天然气炉上，待水烧开，从天然气表上读出天然气消耗的体积V。
比热容为C7水表示）
（3）通过测量水吸收的热量，间接测量天然气燃烧放出的热量；测出的热值会比真实值偏小，造成这一偏差的原因是燃料不完全燃烧、水壶也要吸热以及存在热量的散失。
【考点】燃料的热值及其计算.
【分析】
（1）根据测量工具的用途分析解答；
（2）根据Q=cm△t表示出水吸收的热量和根据Q=mq表示出天然气的热值表达式；
（3）天然气燃烧放出的热量不能直接测量，通过测量水吸收的热量间接的测量，用到了转换法；
由于燃料不完全燃烧、水壶也要吸热以及存在热量的散失使得测量的热值偏小。
【解答】解：
（1）天平是测量质量的工具，温度计是测量液体温度的仪器，在该实验中需要用天平称出水的质量m,用温度计测出水的温度初温度t1；
（2）标准大气压下水的沸点为100C,
水吸收的热量：
Q吸=c水m（100C-t1）,
若不考虑热损失，天然气放出的热量与水吸收的热量相等，即Q放=Q吸，
根据Q放=Vq可得，天然气的热值表达式：
Q敲c^indOOTC-ti）
（3）天然气燃烧放出的热量不能直接测量，通过测量水吸收的热量来间接测量，用到了
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转换法；
由于燃料不完全燃烧、水壶也要吸热以及存在热量的散失，所以测出的热值偏小。
故答案为：
（1）天平；温度计；
（2）「-；（3）水吸收的热量；小；燃
V|
料不完全燃烧、水壶也要吸热以及存在热量的散失。
【点评】本题考查了间接测量热值的方法，掌握水吸收的热量与燃料燃烧放出的热量相
等是解题的关键。
6.（10分）千帆竞渡，百舸争流。
在当今能源科技日新月异的背景下，可燃冰作为一种潜
力巨大的清洁能源，我国计划到2020年攻克海域天然气水合物试采关键技术，实现商业
化试采。
可燃冰是不可再生（填“可再生”或“不可再生”）能源，同等条件下，可
燃冰完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明可燃冰的热值很大。
以10倍的关
系计算，500g可燃冰完全燃烧放出的热量为2.1xI08丄这些热量可以使625kg
的水从20C加热至100C.【c水=4.2x103j/（kg?
°C）q煤气=4.2x107j/kg】
【考点】比热容的概念及其计算；燃料的热值及其计算.
【分析】
（1）能够短时间内从自然界源源不断得到补充的是可再生能源，短时间内从自
然界得不到补充的是不可再生能源；
（2）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫这种燃料的热值；
（3）利用Q放=mq求出500g煤气完全燃烧放出的热量，“可燃冰”完全燃烧放出的热
量达到煤气的10倍，据此求500g“可燃冰”完全燃烧放出的热量；
由题知，Q吸=Q放，而Q吸=cmAt,知道水的比热容、水的初温和末温，可求水的质量。
【解答】解：
（1）可燃冰在短时间内从自然界得不到补充，属于不可再生能源；
（2）在同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”
的热值很大；
（3）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量：
Q放=口煤气q煤气=0.5kgx4.2xI07j/kg=2.1xI07J,
0.5kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量：
Q放'=10Q放=10x2.1xI07j=2.1xI08J；
由题知，Q吸=Q放’=2.1xI08J,
Q喙
2.IX108J
-
4.2X103J/（kg-C）X（100t-20t：
）
m
625kg。
故答案为：
不可再生；热值；2.1XI08；625。
【点评】本题考查了学生对燃料的热值、燃料完全燃烧放热公式、吸热公式的掌握和运
用，因条件已给出，难度不大。
7.（10分）2019年1月3日上午10点26分，“嫦娥四号”探测器在月球背面成功着陆，开启了月球探测的新篇章。
发射“嫦娥四号”的长征三号乙运载火箭三级发动机采用液氢为燃料，是利用液氢的热值大的优点；探测器穿过大气层时，包裹探测器的整流罩
与大气层发生剧烈摩擦，整流罩迅速升高，在这个过程通过做功（选填“做功”或
“热传递”）增大了它的内能。
由于整流罩不善于导热、并且熔点高（选填“高”或
“低），因此能对探测器起到保护作用。
【考点】熔点和凝固点；做功改变物体内能；燃料的热值及其计算.
【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，
放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小。
（2）改变内能的方式有做功和热传递，做功是能量的转化，而热传递是能量的转移；
（3）整流罩用熔点高，不善于导热的材料制成。
【解答】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高的热值，完
全燃烧相同质量的氢时，可以放出更多的热量；
（2）当火箭在大气层中快速飞行时，会与大气层发生剧烈摩擦，克服摩擦做功，内能增
力口，这是通过做功的方式改变物体的内能；
（3）由于整流罩不善于导热、并且熔点高，因此能对探测器起到保护作用。
故答案为：
热值；做功；高。
【点评】本题主要考查学生对燃料热值的特性、做功和热传递、熔点的理解和掌握，属
基础知识的考查。
&（10分）出于安全和环保考虑，某地市政府为喜爱户外烧烤的市民提供了专门的场所，
烧烤场使用的木炭的热值为3.4X107j/kg，那么500g木炭完全燃烧放出的热量是1.7X
107J.如果这些热量的50%被水吸收，则能使初温为20C、质量为50kg的水，温度升
高到60.5°C.500g木炭用掉一部分后，剩余木炭的热值不变（选填“变大”“变
小”或“不变”）［水的比热容为4.2X103j/（kg?
C）］
【考点】热平衡方程的应用；燃料的热值及其计算.
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【分析】
（1）知道木炭的质量和热值，根据Q放=mq求出木炭完全燃烧放出的热量;
（3）热值是燃料的特性，与物质的种类有关，与物质的质量无关。
【解答】解：
（1）木炭的质量m=500g=0.5kg,
则木炭完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=0.5kgx3.4x107j/kg=1.7x107j。
（2）由n=―得，水吸收的热量：
Q吸=rQ放=50%X1.7x107j=8.5x106J,
由Q吸=c水m水（t-to）可得，水的末温:
（3）木炭用掉一半后，质量变小，种类不变，因热值是燃料的一种特性，只与燃料的种
类有关，所以剩下木炭的热值不变。
故答案为：
1.7x107；60.5;不变。
【点评】本题综合考查了热值、热量计算公式、效率公式应用和燃料燃烧放出热量的计
算，因条件已给出，难度不大。
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9.（10分）已知天然气的热值为4.4x10J/kg,20g天然气完全燃烧放出的热量为8.8x10
J.用天然气将一壶水烧开，水壶中水的温度升高的过程中，水的内能增大（选填“减
小”、“不变”或“增大”），壶口上方的水蒸气液化成“白气”的过程中放出（选填
“吸收”或“放出”）热量。
【考点】液化及液化现象；温度、热量与内能的关系；燃料的热值及其计算.
【分析】
（1）根据Q=mq求出天然气完全燃烧放出的热量；
（2）物体内能大小和物体的温度有关，同一物体温度升高内能增大；
（3）液化的过程需要放出热量。
【解答】解：
（1）20g天然气完全燃烧放出的热量Q=mq=0.02kgx4.4x107J/kg=8.8x105J；
（2）在烧水的过程中，水壶中水吸收热量，内能增大，温度升高；
（3）壶口上方的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的，液化需要放出热量。
第10页（共12页）
故答案为：
8.8X105；增大；放出。
【点评】此题主要考查的是学生对热值计算、内能大小和液化放热的了解和掌握，基础
性题目。
三、实验探究题（本大题共1小题，共10.0分）
10.（10分）小华购买了一盒薯片，要通过如图所示实验估测薯片的热值。
（1）在组装实验器材时，在支架A、B中应先固定支架B。
（2）要利用图中装置估测薯片的热值，还需要补充的实验仪器是天平。
（3）实验中，温度计最终的示数要在不再升高时读取。
（4）测量出的薯片的热值比包装盒上注明的薯片的热量值小，原因可能是（写出一条）
薯片没有完全燃烧且薯片燃烧后有一部分热量散失。
【考点】燃料的热值及其计算.
【分析】
（1）要掌握温度计的使用规则，温度计的玻璃泡不能碰到容器壁和容器底。
在
此实验中，酒精灯及温度计的使用都有特殊的规定：
使用酒精灯的外焰加热，温度计的
玻璃泡要完全浸没在液体中，但不能碰到容器底；所以要从下向上进行调节；
（2）燃料燃烧放出热量的多少跟燃料的热值和质量有关；
（3）燃烧完成后水的温度不再升高；
（4）分析每一个物理量与真实值的关系可知热值的偏差。
【解答】解：
（1）由于要用酒精灯的外焰加热，所以需先根据酒精灯固定B的高度;
（2）观察甲、乙两图，物质的质量都必须相等，因此还要用天平称量质量，即要用到相
同的器材是天平；
（3）实验中薯片燃烧完成后，水不再吸收热量，水的温度不再升高时读出温度计的示数；
（4）q=»可知，在薯片质量一定时，因为薯片没有完全燃烧且薯片燃烧后有一部分热
量散失，所以，所测热值偏小。
故答案为：
（1）B；
（2）天平；（3）不再升高；（4）薯片没有完全燃烧且薯片燃烧后有一部分热量散失。
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点评】本题考查了热值的测量，分析时利用好控制变量法是解决本题的关键。
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