九年级物理全册142热机的效率课后习题.docx
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九年级物理全册142热机的效率课后习题
第2节 热机的效率
知能演练提升
能力提升
1.一杯酒精用掉一半,剩下的酒精的质量、密度、比热容和热值的情况是（ ）
A.质量、密度、比热容和热值不变
B.质量和密度变为原来的一半,比热容和热值不变
C.质量和热值变为原来的一半,密度和比热容不变
D.质量变为原来的一半,密度、比热容和热值不变
2.（2018·甘肃白银中考）2018年8月,我国发射了全球首颗量子卫星,为了纪念墨子,这个全球首颗量子卫星被命名为“墨子号”。
发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料,主要是因为液态氢具有（ ）
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
3.下图为内燃机的能流图,则内燃机的效率可表示为（ ）
A.η=
×100%
B.η=
×100%
C.η=
×100%
D.η=
×100%
4.（2018·湖南益阳中考）为了节约能源,需要提高热机的效率,下列措施不能提高热机效率的是（ ）
A.让燃料与空气混合充分,使燃料燃烧得比较完全
B.在设计与制造热机时要不断改进与创新,以减少能量的损失
C.尽量减少热机内部各部件间的摩擦
D.尽量增加热机的工作时间
5.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
6.用煤气灶把2kg,初温为30℃的水烧到80℃,消耗了20g煤气,已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）,煤气的热值为4.2×107J/kg,则水吸收的热量为 J,煤气完全燃烧放出的热量为 J,煤气灶烧水的效率为 %。
7.“可燃冰”作为新型能源,有着巨大的开发使用潜力,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倍的关系粗略计算,1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为 J,可以使 kg的水从20℃加热至60℃。
[c水=4.2×103J/（kg·℃）,q煤气=4.2×107J/kg]
8.太阳能是一种清洁能源。
某太阳能热水器每天能使500kg的水温度升高30℃,那么这些水吸收的热量为 J,这些热量相当于完全燃烧 m3的天然气放出的热量。
[天然气的热值取4.2×107J/m3,水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）]
★9.木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料,取不同质量的这三种物质分别进行完全燃烧,得到了下表的数据:
燃料的质量/g
100
200
燃料完全燃烧放出的热量
Q木柴/J
1.3×106
2.6×106
Q焦炭/J
3.0×106
6.0×106
Q木炭/J
3.4×106
6.8×106
燃料的质量/g
300
400
燃料完全燃烧放出的热量
Q木柴/J
3.9×106
5.2×106
Q焦炭/J
9.0×106
12.0×106
Q木炭/J
10.2×106
13.6×106
（1）从表中的数据可以得到,相同质量的不同燃料,它们完全燃烧所释放的热量是 的;对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越 。
（2）从表中的数据还可以看出,对于同一种燃料, 和 的比值是不变的,这个不变的比值,反映了燃料本身的一种性质,物理学中把它称之为 ,它是用来描述燃料完全燃烧时,释放热量能力大小的物理量。
（3）完全燃烧0.01m3的天然气放出的热量是 J;如果这些热量完全用于加热水,可使 kg的水温度升高10℃;实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多,原因是用燃气灶烧水时,除了水吸收的热量外,一部分传给了盛水容器,另外一部分传给了 （答一个即可）。
[q天然气=4.2×107J/m3,c水=4.2×103J/（kg·℃）]
探究创新
★10.某物理小组的同学在社会实践活动中,通过实际调查和网上查询,绘制了一辆某种型号普通轿车在额定功率下行驶时单位时间内的能量流向图,请你参与讨论有关问题。
（1）根据图中的能量流向,说出该轿车行驶时有哪几方面的能量损耗。
（2）若将机器转化为有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”。
由图中提供的数据可得,该轿车的能量转化效率为 。
（保留一位小数）
（3）对减少汽车行驶中的能量损耗,据你所知,给出一条建议。
（不作解释）
知能演练·提升
1.D 一杯酒精用掉一半,剩下的酒精的质量变为原来的一半,密度、比热容和热值是物质的属性,不随物体质量的改变而改变,故它们大小不变。
2.D 火箭采用液态氢作为燃料,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的氢时,可以释放出更多的热量,故D正确。
3.B 内燃机的效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧产生的热量的比值,从能量流向图可得出其效率的表达式为选项B。
4.D 热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。
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提高热机的效率。
故A、B、C不符合题意。
增加热机的工作时间,并不能减少热量的损失,不能提高热机的效率,故D符合题意。
5.A 实验采用控制变量法,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;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,故选A。
6.解析水吸收的热量为Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×2kg×（80℃-30℃）=4.2×105J,煤气完全燃烧放出的热量为Q放=mq=0.02kg×4.2×107J/kg=8.4×105J,煤气灶烧水的效率为η=
×100%=
×100%=50%。
答案4.2×105 8.4×105 50
7.解析1kg燃料完全燃烧时放出的热量叫作这种燃料的热值,所以同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍。
若以10倍关系计算,则有q可燃冰=10q煤气=10×4.2×107J/kg=4.2×108J/kg,所以1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为4.2×108J,可加热水的质量m=
=2.5×103kg。
答案热值 4.2×108 2.5×103
8.解析根据吸热公式得
Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg·℃）×500kg×30℃=6.3×107J,
根据气体燃料燃烧放热公式Q放=Vq,得V=
=1.5m3。
答案6.3×107 1.5
9.解析
（1）由表格中数据可知,完全燃烧质量相同的木柴、焦炭、木炭放出的热量不同;对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越多。
（2）对于同一种燃料,完全燃烧放出的热量与燃料的质量成正比,即放出热量与质量的比值不变;物理学中用热值表示燃料的这一特性。
（3）完全燃烧0.01m3的天然气放出的热量
Q放=Vq=0.01m3×4.2×107J/m3=4.2×105J;
由于Q吸=Q放,由Q=cmΔt得,水的质量m=
=10kg;天然气完全燃烧放出的热量一部分被水吸收,还会被容器、空气吸收。
答案
（1）不同 多
（2）放出热量 质量 热值
（3）4.2×105 10 空气
10.解析
（1）从题图中很容易看到,能量损耗有摩擦、散热、废气和燃料损耗。
（2）根据题中给出的能量转化效率的定义可知η=
。
（3）答案不唯一,只要合理即可。
答案
（1）摩擦损耗、散热损耗、废气损耗、燃料损耗。
（2）12.7% （3）给机器加润滑油,减少有害摩擦;改进油箱的密闭性,减少蒸发损耗;提高汽油质量;对排放的尾气进行收集、再利用等。
九年级上学期物理期末试卷
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题
1．关于如图所示的实验装置，下列说法中正确的是（）
A．可以用来探究发电机的工作原理
B．可以用来探究磁场对通电导体的作用力方向与磁场方向的关系
C．可以用来探究感应电流的方向与磁场方向的关系
D．该装置在实验过程中，是将机械能转化为电能
2．如图，电源电压18V保持不变，电流表量程是0﹣0．6A，电压表量程是0﹣15V，小灯泡上标有“6V3W”字样．要求：
开关闭合后两个电表的示数均不超过所选量程，且灯泡两端电压不允许超过额定电压（灯丝电阻不变）．则下列说法正确的是（）
A．滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表和电压表示数都变大
B．当电流表示数为0．4A时，电压表示数为12V
C．该电路的最大功率为9W
D．滑动变阻器允许调节的范围是18Ω﹣60Ω
3．对于图中所示的四幅图，下列说法中正确的是（）
A．甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能增加
B．乙图中两个压紧的铅块能吊起重物，主要是因为分子间存在引力
C．丙图中迅速下压活塞，硝化棉燃烧，只通过热传递改变筒内空气的内能
D．丁图中小朋友下滑时，内能转化为机械能
4．下列各组叙述中，对应关系完全正确的是（）
A．
B．
C．
D．
5．下列家用电器利用电流热效应工作的是
A．电饭锅B．电视机C．电风扇D．收音机
6．下列说法正确的是（）
A．0℃的物体没有内能
B．夏天，广场上的石凳被晒得发烫是热传递
C．物体温度升高,一定吸收了热量
D．内能大的物体温度一定高
7．下列估测符合生活事实的是
A．LED灯是用半导体材料制成的B．家用29寸彩电的功率约500W
C．120W的电冰箱一天耗电约3KW·hD．电饭锅的发热体是超导体
8．在图中所示的电路中，当开关S闭合后
A．若a表是电流表，b表是电压表，则电阻R1，R2并联
B．若a表是电流表，b表是电压表，则电阻R1，R2串联
C．若a表是电压表，b表是电流表，则电阻R1，R2并联
D．若a表是电压表，b表是电流表，则电阻R1，R2串联
9．下列说法正确的是
A．我国家庭电路的电压是110VB．测电笔可以用来辨别火线和零线
C．只有36V的电压对人体才是安全的D．家庭电路中的用电器都是串联的
10．有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图所示，下列说法正确的是
A．A的电阻值为6.25Ω
B．A和B串联，电路中电流为0.4A时，A、B的电功率之比为5：
4
C．A和B并联在电压为2.5V的电源两端，A、B的电功率之比为5：
4
D．当A和B串联，两者电阻相同时，电源电压为3V
11．如图所示电路中，电源电压恒定，定值电阻R的阻值为10Ω．闭合开关后，将滑动变阻器的滑片从某个位置向左滑动一段距离，使变阻器阻值减小了5Ω，电流表示数增加了0.04A，则电压表示数的变化是
A．增加了0.2VB．减少了0.2V
C．增加了0.4VD．减少了0.4V
12．下列对欧姆定律公式I＝
的理解中，不正确的是
A．对某一段导体来说，导体中的电流与这段导体两端的电压成正比
B．在相同电压的条件下，不同导体中的电流跟的电阻成反比
C．导体中的电流既与导体两端的电压有关，也与导体的电阻有关
D．因为电阻是导体本身的一种性质，所以导体中的电流只与导体两端的电压有关
二、填空题
13．如图，一个三孔插座，其中有一个插孔的导线是与室外大地相连的，请把这个插孔与图中代表大地的记号E用线连起来．如果连这个插孔的导线断了，使用这个插座还能使洗衣机转动，但存在的问题是：
．
14．如图所示是灯L和电阻R的电流随电压变化的图像，电阻R的阻值为________Ω。
若将它们串联接在电压为2.5V的电源两端，则灯L的电阻为________Ω。
15．意大利科学家托里拆利首先测定了________的值；丹麦物理学家奥斯特发现________周围存在磁场；一根条形磁铁的________磁性最强（选填“两端”或“中间”）．
16．某物理科技小组设计了图所示的汽车有害尾气排放梱测电路，电源电压恒定不变，R0为定值电阻，R为气敏电阻，其阻值随有害尾气浓度β发化的曲线如图7乙所示。
当有害尾气浓度β增大时，气敏电阻R的阻值将，电压表的示数将（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
17．图甲是一种电热手袋，其结构示意图如图乙所示。
正常情况下，专用插头插入电源时，插头上的红色指示灯L会亮，发热体R给袋内的水加热。
由图乙可知，红色指示灯L和发热体R之间的连接方式是________。
电流通过发热体R会使其温度升高，这种现象叫做电流的________效应。
电流是通过________的方式使发热体R的内能增加，电热手袋是通过________的方式使手的内能增加。
18．磁悬浮列车利用“________”的原理使车体完全脱离轨道，悬浮在距离轨道约1cm处腾空行驶．当列车运行在曲线或坡道上时，控制系统通过改变导向电磁铁中的________达到控制运行的目的．“常导型”磁悬浮列车及轨道和电动机的工作原理完全相同．只是把电动机的“转子”安装在列车上，将电动机的“定子”安装在轨道上．当向轨道这个“定子”输电时，通过________作用使列车就像电动机的“转子”一样被推动着向前运动．
三、实验题
19．在“探究电流与电压的关系”的实验中，实验电路图如图甲所示，已知电源电压不变，R1为定值电阻，电流表选用0~0.6A量程，电压表V1选用0~3V量程，电压表V2选用0~15V量程，滑动变阻器R2上标有“50Ω1A”字样。
（1）闭合开关时，电流表指针的指向如图乙所示，出现的问题是。
（2）正确连接电路后闭合开关，移动变阻器的滑片P，记录电流表与电压表V1的示数，得到实验数据如下表所示，分析表中数据可以得出结论：
。
实验次数
电压表V1的示数U1/V
电流表A的示数I/A
1
1.0
0.1
2
2.0
0.2
3
3.0
0.3
（3）实验中，根据记录的电流表与电压表V2的示数，画出R2的I-U关系图象如图丙所示，由此可知，电源电压是V，在保证实验器材安全的情况下，滑动变阻器接入电路的阻值不得小于Ω。
20．如图甲所示，是用伏安法测定电阻的实验装置。
（1）闭合开关前滑动变阻器滑片的位置如图甲所示，这是_____（选填“合理”或“不合理”）的；
（2）如果闭合开关后发现，电流表指针向左偏转（如图乙所示），产生故障的原因可能是_____，排除故障后，调节滑动变阻器滑片的位置，当电压表的示数为2.4V时，电流表的示数如图丙所示为_____A，则被测电阻的阻值为_____Ω。
21．小明将装有热奶的奶瓶放入室温的水中，容器中的水的初温约为20℃，热奶的温度约为90℃，同时，他还利用温度计和秒表测出温度随时间的变化情况，并作出了水和热奶的温度随时间变化的关系曲线，如图所示。
其中_____曲线是表示热奶的温度随时间的变化情况，大约经过_____min时间热奶和水温刚好达到一致。
从图象分析可以看出：
热奶温度随时间的变化特点是：
_____
思考：
（1）参考这位同学实验的图象，你认为沸水放在房间里，温度自然降低的规律是_____。
A．先快后慢B．先慢后快C．均匀降低
（2）参考这位同学记录的数据，如果你要喝一杯奶咖，可以有两种方式供你选择：
①先将烧开的热咖啡倒入杯中，冷却5min，然后加一匙冷牛奶；
②先将烧开的热咖啡倒入杯中，立即将一匙冷牛奶加进杯中，然后冷却5min．你认为方式_____的冷却效果较好。
22．在电磁实验中很多时候用到各种小圆柱体。
现有形状相同的①小铝棒、②小铁棒和③小木棒，在做研究通电螺线管实验时，插入________且（选填“①”“②”或“③”）可使磁性增强；在利用如图所示装置，研究磁场对通电导体的作用时，金属导轨上的应该放置的是________（选填“①”“②”或“③”），实验效果最好。
23．有甲、乙两种不同品牌的保温杯，为了比较这两种品牌的保温杯盛水时的保温效果，小阳在甲保温杯内装入质量为300g、初温为50℃的水，在乙保温杯内装入质量为300g、初温为100℃的水；在相同环境下每隔半小时分别测出了保温杯内水的温度，实验数据如下表所示。
小阳通过分析数据发现，甲保温杯中的水3小时内温度降低了28℃，乙保温杯中的水3小时内温度降低了47℃。
于是小阳得出结论：
甲保温杯的保温效果好。
时间/h
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
甲的水温/℃
50
42
35
30
26
23
22
乙的水温/℃
100
90
80
72
65
59
53
（1）请你写出小阳实验过程中存在的问题：
_______________；
（2）请你针对小阳实验过程中存在的问题，写出改正的步骤：
______________。
四、计算题
24．（4分）苏州金龙汽车有限公司是一家大型客车生产基地．该公司某型号客车在车型测试时，其在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0×103N，消耗燃油1.2kg（假设燃油完全燃烧）．若燃油的热值q＝4×107J/kg，求：
（1）客车在这段公路上匀速行驶时克服阻力所做的功．
（2）已知热机效率η＝
（式中W为热机在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该车的热机效率是多少？
25．用烟煤烧水时，将10kg水从20℃加热到100℃，燃烧了1.4kg的烟煤。
水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），烟煤的热值约为3×107J/kg．试求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）1.4kg的烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
（3）热效率是多少？
26．学习了电功率的知识后，小亮想利用家中的电能表（如图所示）测量电水壶的电功率。
他把冷水倒入电水壶中，然后把家中的用电器都与电源断开，仅让电水壶工作，在6分钟内将这壶水烧开，他观察到电能表转盘转了60转。
试求：
（1）这段时间这个电水壶消耗了多少电能？
（2）电水壶的电功率为多少？
（3）若工作电压是220V，则此水壶的电阻是多少？
五、作图题
27．根据图的实物电路，在虚线框内画出相应电路图。
（________）
六、简答题
28．每个家庭必备有体温计，将体温计夹入腋下，大约5分钟就能测出体温，既快捷又灵敏，但是它的玻璃泡内用水银做测温物质（水银的比热容为0.14×103J/kg•0C），而不是用便宜的酒精（比热容为2.4×103J/kg•0C）或煤油，请同学们用学过的物理知识解释其中的道理。
【参考答案】
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
B
C
B
C
A
B
A
A
B
C
C
D
二、填空题
13．一旦发生漏电事故，人可能触电
14．5
15．大气压强电流两端
16．变小变小
17．并联热做功热传递
18．磁极间的相互作用；电流；磁场对通电导体有力。
三、实验题
19．
（1）电流表正负接线柱接反
（2）电阻一定时，电流与电压成正比（3）6；10
20．
（1）不合理；
（2）电流表正负接线柱接反了；0．24；10
21．②14随时间的变化热奶温度是先快后慢的降低A①
22．②①
23．甲、乙两个保温杯中水的初温不相同在甲、乙保温杯中分别装入质量为300g、初温均为100℃的水，在相同环境下每隔半小时分别测出保温杯内水的温度并记录
四、计算题
24．
（1）1.68×107J；
（2）35%
25．
（1）3.36×106J
（2）4.2×107J（3）8％
26．
（1）3600000
（2）1000W（3）48，4Ω
五、作图题
27．
六、简答题
28．见详解所示
九年级上学期物理期末试卷
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题
1．图北斗BDS是我国自主研发、独立运行的卫星导航系统，它可在全球、全天候为用户提供高精度的定位、导航．BDS卫星通信利用的是（）
A．电磁波B．次声波C．超声波D．可见光波
2．工人使用氧气瓶内的氧气进行气焊的过程中，以下有关瓶内氧气的物理量中，不变的是（）
A．质量B．体积C．密度D．内能
3．【2016·巴中卷】如图所示，用大小相等的拉力F，分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱，在力的作用下移动的距离SAB=SCD，比较两种情况下拉力F所做的功及其功率（）
A．AB段做功较多B．CD段做功较多
C．AB段与CD段做的功一样多D．AB段的功率比CD段的功率大
4．关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（）
A．温度越高的物体所含的热量一定越多
B．温度相同的两个物体间不会发生热传递
C．高温物体内能一定比低温物体大
D．物体内能增加，一定从外界吸收热量
5．如图，AO和OB是两段由同种材料制成的粗细不同的电阻线，这两段电阻线的长度相等．当把它们串联接入某一电路中时，电阻线AO和OB两端电压之间的关系是
A．UAO＜UOB
B．UAO＞UOB
C．UAO=UOB
D．无法确定
6．2011年5月1日我国正式施行刑法修正案（八），加大了对酒后驾车的处罚力度．酒精测试仪可检测驾驶员是否是酒后驾车，如图是其原理图．图中酒精气体传感器的电阻R与酒精气体的浓度成反比，如果测试到的酒精气体浓度变大，则通过传感器的电流和电压表的示数变化分别是（）
A．电流变小，电压表示数变小
B．电流变小，电压表示数变大
C．电流变大，电压表示数变小
D．电流变大，电压表示数变大
7．下列有关力做功的说法，正确的是
A．小阳提着水桶在水平路面上行走的过程中，小阳对水桶做了功
B．足球在球场上沿水平地面滚动，重力对足球做了功
C．小冬提着书包从一楼上到六楼，小冬对书包做了功
D．运动员举着杠铃静止不动的过程中，运动员对杠铃做了功
8．下图是一个厨房天然气安全监控的部分电路原理图．电源电压不变，R0为定值电阻，R是用半导体材料制成的气敏电阻，其电阻值会随天然气浓度的升高而变小，闭合开关S，若厨房天然气浓度升高，则下列判断正确的是
A．电路总功率变大
B．电压表的示数变小
C．通过
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