人教版九年级物理【推荐】热机的效率(习题2)
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人教版九年级全一册第2节热机的效率1.某热机在工作过程中损耗掉的那部分能量是燃料完全燃烧所释放能量的四分之一,则此热机的热机效率是。
2.如图所示为内燃机的能量流向图,热机的效率(η)等于()×100%A.E1E4×100%B.E4E1×100%C.E3+E4E1×100%D.E4E1+E2+E3+E4+E53.甲、乙两台柴油机,甲的效率低于乙的效率,其物理意义是()A.甲的功率大于乙的功率B.甲消耗的燃料多于乙消耗的燃料C.乙将燃料燃烧放出的能量变成做有用功的那部分能量的比例比甲大D.工作相同时间甲消耗的燃料一定比乙少4.某校九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.用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.将煤磨成粉,用空气吹进炉膛D.用各种办法增大受热面积5.我国在航天工程中使用的长征系列运载火箭,大多选用液态氢作为燃料,主要原因是液态氢具有()A.较低的沸点B.较大的热值C.较大的比热容D.较高的凝固点6.如图所示是完全燃烧A、B两种燃料的质量与放出的热量的关系图象,由图象可知,A、B两种燃料的热值大小关系是()A.q A<q BB.q A=q BC.q A>q BD.无法比较7.双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料,以下说法正确的是()A.燃料的热值越大,燃烧时放出的热量越多B.以天然气为燃料,汽车发动机的效率可以达到100%C.在压缩冲程中,燃料混合物的温度升高,内能增大D.汽油与天然气相比,燃烧时汽油对环境的污染较小8.“可燃冰”作为新能源,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,这些热量可以使kg的水从20∘C加热至100∘C。
[c水=4.2×103J/(kg·∘C),q煤气=4.2×107J/kg]9.下表列出了几种燃料的热值,单位是J/kg。
人教版九年级物理第十四章内能的利用之热机的效率习题练习(附答案)一、单选题1.为了提高热机效率,下列措施可行的是()A.采用热值高的燃料B.降低热机功率C.保证良好的润滑减少摩擦D.加快热机运行的速度2.甲、乙两台热机,甲的效率比乙的低,其含义是()A.甲比乙做的有用功少B.做相同有用功,甲消耗的燃料多C.甲比乙消耗的燃料多D.甲热机的功率比乙热机的小3.关于热机的效率,下列说法正确的是()A.蒸汽机的效率通常高于喷气发动机B.热机效率一定小于100%C.汽车排放的尾气,是城市环境污染的重要来源.目前有些新型燃料汽车,实现了“零排放”,它们的效率达到100%D.在完全无摩擦的道路上,汽车发动机可达到100%4.如图是内燃机的能流图,则内燃机的效率可表示为()A.η=×100%B.η=×100%C.η=×100%D.η=×100%二、填空题5.长春是汽车城,汽车的发动机是内燃机的一种.如图所示是一个内燃机的能流图,请根据图中的数据计算这个内燃机的效率是________.6.把1 kg初温为35 ℃的水加热到85 ℃,消耗了10 g的煤气,此过程水吸收的热量为________ J,加热装置的效率为________(煤气的热值q煤气=4.2×107J/Kg).7.某物理兴趣小组的同学,用煤炉给10 kg的水加热,同时绘了如下图所示的加热过程中水温随时间变化的图线,若在6min内完全燃烧了0.2 kg的煤,煤的热值为3×107J/kg.6min内煤完全燃烧产生的热量________ J;在烧水过程中,热效率最高(选填“0~2 min”、“2~4 min”或“4~6 min”).(水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)三、实验题8.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同.燃料的质量相等,烧杯内的液体质量和初温也相同.(1)比较不同物质吸热升温的特点,应选择___________两图进行实验.如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体,吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示,由图可以看出,_________液体的温度升高得较慢,_________液体的比热容较大.(2)比较不同燃料的热值,应选择__________两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过_______________来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”).若想利用上述装置估测燃料的热值,那么还需要补充的测量仪器是__________,利用此实验方法计算出的热值将比真实值___________ .四、计算题9.某型号汽车在车型测试中,在一段平直的公路上匀速行驶了6 km,消耗汽油2 kg,汽油的热值q 汽油=4.5×107J/kg.假设燃油完全燃烧,汽油机的效率为40%,则该型号汽车在此过程中,受到的阻力是多大?10.一辆汽车牵引力是4000 N,行驶10 km,消耗3 kg的汽油,这辆车的效率是多少?(汽油的热值是4.6×107J/kg)11.已知某品牌校车在正常行驶时,汽油完全燃烧释放的能量转化为校车做功的效率是30%(汽油热值q=4.6×107J/kg,汽油密度0.7×103kg/m3).试求:(1)10L汽油完全燃烧释放的热量为多少焦耳?(2)当汽车以最高时速(1080 km/h)在水平地面上匀速行驶时,所受阻力为3000 N,则连续行驶5 min,汽车所做的有用功是多大?这个过程消耗的汽油是多少千克?(保留两位小数)12.一辆汽车以72 km/h的速度匀速行驶10 min,消耗的汽油为1.2 Kg.汽车匀速行驶时受到的牵引力F=1.2×103N,汽油的热值q=4.6×107J/Kg.问:(1)这段时间内汽油完全燃烧放出的热量是多少?(2)这段时间内汽车牵引力做功的功率是多少?(3)该汽车的效率是多少?13.天然气灶烧水,燃烧 0.5 m3的天然气,使 100 kg的水从 20 ℃升高到 70 ℃.已知水的比热容为C =4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为q=7.0×107J/m3.求:(1) 0.5 m3天然气完全燃烧放出的热量Q放.(2)燃气灶的效率.14.小明买了一款大众轿车,发现尾部标有TSI,“SI”二个字母是红色的.大众轿车的TSI技术指机器双增压(涡轮和机械增压)分层喷射技术.属于大功率、低转速大扭矩的发动机.涡轮增压的原理是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入汽缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,发动机的输出功率就得到了较大的提升. “I”字母是红色的是 1.4TSI,“SI”二个字母是红色的是1.8TSI,“TSI“”三个字母是红色的是2.0TSI.这辆汽车的最低油耗可达0.2 kg/(kW·h),已知汽油的热值为 4.6×107J/kg.(温馨提示:最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量;0.2 kg/(kW·h)表示获得1 kW·h能量消耗0.2 kg汽油).求:(1)0.2 kg的汽油完全燃烧时放出的热量为多少?(2)该汽车发动机的效率最高可达多少?(结果保留整数)15.如图所示,简易太阳能热水器受光面积1.2 m2,内装80 kg水,太阳每分钟辐射到1 m2面积上的热量是7.56×104J,如果60%的热量被水吸收,问:(1)20 ℃的水晒3 h后水温是多少摄氏度?(2)煤气的热值是4.2×107J/kg,若煤气灶的效率为40%,则烧热这些水(达到上一问中水的末温)需燃烧多少煤气?答案解析1.【答案】C【解析】热机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.A项,采取热值高的燃料,其利用率不一定高,所以不一定能提高热机的效率,故A错误;B项,降低热机的功率,减少热机在单位时间内做的功,其效率不一定提高,故B错误;C项,保证良好的润滑,减小摩擦,可以减少因摩擦损失的能量,所以可以提高热机的效率,故C正确;D项,加快热机运行的速度,即增加热机在单位时间内做的功,其效率不一定提高,故D错误.2.【答案】B【解析】热机的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.甲的效率低,则甲用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比小,即甲对燃料释放的热能的利用率比乙低.3.【答案】B【解析】用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,在工作过程中,损失的能量越少,热机的效率越高;A项,蒸汽机的燃料是在机器的外部燃烧,热损失最多,效率最低;故A错误;B项,热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功,机械效率不会达到100%;故B正确;C项,目前有些新型燃料汽车,实现了“零排放”,减少了污染,提高了效率,但效率不会达到100%;故C错误;D项,在完全无摩擦的道路上,汽车发动机的效率可以提高,但不可能达到100%;故D错误.4.【答案】B【解析】由内燃机的能流图可以得到: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%.5.【答案】40%【解析】由图可知,汽油机转变为有用功的能量:W有用=1.2×105J,燃料完全燃烧所释放的能量:W总=3×105J,该汽油机的效率:η=×100%=×100%=40%.6.【答案】4.2×10550%【解析】水吸收的热量为Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1 kg×(85 ℃-35 ℃)=2.1×105J,煤气完全燃烧放出的热量为Q放=m煤气q=1×10-2kg×4.2×107J/kg=4.2×105J,加热装置的效率为η=×100%=×100%=50%.7.【答案】6×1060~2 min【解析】已知煤的质量和热值,利用Q=mq可求得煤完全燃烧产生的热量;由于每段时间内煤燃烧放出的热量相同,由图知,0-2 min时间加热,水升高的温度最高可知其热效率最高.(1)煤完全燃烧产生的热量Q放=mq=0.2 kg×3×107J/kg=6×106J;(2)图中所示在0~2 min时间内,水的温度升高最快,所以该时间段热效率最高.8.【答案】(1)甲、丙b b(2)甲、乙温度计示数天平小【解析】(1)在比较不同物质吸热升温的特点时,我们应控制燃料相同而吸热物质不同,因此应选择甲、丙两图来进行实验;如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体,吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示,观察图丁可以看出,b液体的温度升高得较慢,b液体的比热容较大;(2)要比较不同燃料的热值,我们应选择甲乙两图进行实验,燃料完全燃烧放出热量的多少,可以通过温度计示数的变化量来反应;估测燃料的热值,还需要补充的实验仪器是天平;由于燃烧放出的热会有一部分散失到空气中去、烧杯等实验器材也会吸收一部分热量,从而使Q放大于Q吸,因此,利用此实验方法计算出燃料的热值比实际要偏小些.9.【答案】解:(1)Q放=mq汽油=2 kg×4.5×107J/kg=9×107J,由效率公式η=可得,牵引力做的功:W=ηQ放=40%×9×107J=3.6×107J.(2)由功的公式W=Fs可得,汽车的牵引力:F===6×103N,∵汽车做匀速直线运动,∴阻力f=F=6.0×103N.答:汽车在此过程中,受到的阻力是6.0×103N.【解析】(1)知道消耗汽油的质量和汽油的热值,利用Q放=mq求汽油完全燃烧放出的热量,再利用效率公式的变形公式W=ηQ放可求出牵引力做的功.(2)知道前进的距离,利用公式W=Fs求出汽车的牵引力.根据汽车做匀速直线运动时,受到的牵引力等于阻力,可求阻力.10.【答案】解:牵引力做的功:W=FS=4000 N×104m=4×107J.汽油完全燃烧放出的热量:Q放=qm=4.6×107J/kg×3 kg=1.38×108J.这辆车的效率:η=×100%=×100%≈20%.答:这辆车的效率是29%.【解析】根据题意,已知牵引力和行驶的距离,根据公式W=FS可求牵引力做的功;已知消耗汽油和汽油的热值可求燃烧汽油释放的能量,二者之比就是汽车发动机的效率.11.【答案】解:(1)由ρ=可得,汽油的质量m=ρV=0.7×103kg/m3×10×10-3m3=7 kg,完全燃烧释放的热量Q=mq=7 kg×4.6×107J/kg=3.22×108J;(2)已知v=1080 km/h=30 m/s,t=5 min=300 s,由v=可得,s=vt=30 m/s×300 s=9000 m匀速行驶时,F=f=3000 N,则汽车所做的有用功W有用=Fs=3000 N×9000 m=2.7×107J,已知η=×100%=30%,则Q===9×107J,由Q=mq可得,m==≈1.96 kg.答:(1)10 L汽油完全燃烧释放的热量为3.22×108J;(2)汽车所做的有用功是2.7×107J,这个过程消耗的汽油是1.96千克.【解析】(1)已知汽油的体积,利用密度公式变形可求得其质量,再利用Q=mg可求得完全燃烧释放的热量;(2)由平衡条件求出汽车牵引力,由W=Fs求出汽车做的有用功.12.【答案】解:(1)汽油完全燃烧放出的热量:Q放=qm=4.6×107J/kg×1.2 kg=5.52×107J;(2)汽车的速度v=72 km/h=20 m/s,汽车牵引力做功的功率:P有=Fv=1.2×103N×20 m/s=2.4×104W,(3)在测试时间内汽车的有用功:W有用=P有t=2.4×104W×600 s=1.44×107J;在测试时间内该汽车的效率:η=×100%=×100%≈26%.答:(1)汽油完全燃烧放出的热量是5.52×107J;(2)汽车牵引力做功的功率是2.4×104W;(3)汽车的效率是26%.【解析】(1)根据燃料燃烧放出热量公式Q=mq可计算汽油完全燃烧释放的热量.(2)由P=Fv可以求出汽车牵引力的功率.(3)求出有用功,利用效率公式求汽油机的机械效率13.【答案】解(1)0.5 cm3天然气完全燃烧放出的热量:Q放=Vq=0.5m3×7.0×107J/m3=3.5×107J(2)100 kg水从20 ℃升高到70 ℃吸收的热量:Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×100 kg×(70 ℃-20 ℃)=2.1×107J燃气灶的效率:η=×100%=×100%=60%答:(1) 0.5 m3天然气完全燃烧放出的热量3.5×107J;(2)燃气灶的效率为60%.【解析】(1)利用公式Q放=Vq计算天然气完全燃烧放出的热量;(2)首先利用Q吸=cmΔt计算出水吸收的热量,然后利用公式η=×100%得到燃气灶的效率.14.【答案】解:(1)0.2 kg的汽油完全燃烧时放出的热量:Q放=mq=0.2 kg×4.6×107J/kg=9.2×106J;(2)根据题意可知,完全燃烧0.2 kg汽油获得的能量为W=1kW·h=3.6×106J,汽车发动机的效率:η=×100%=×100%≈39%答:(1)0.2 kg的汽油完全燃烧时放出的热量为9.2×106J;(2)该汽车发动机的效率最高可达39%.【解析】(1)根据Q=mq求出汽油完全燃烧时放出的热量;(2)根据题意可知消耗0.2 kg汽油获得的最大有用功的能量为1 kW·h=3.6×106J,根据η=求出发动机的效率.15.【答案】解:(1)∵太阳每分钟辐射到1 m2面积上的热量是7.56×104J,∴太阳能热水器3 h得到太阳的辐射热量为:Q=1.2 m2×3×60 min×7.56×104J/(m2·min)=16329600 J,而Q吸=Qη=16329600 J×60%=9797760 J,又∵C=4.2×103J/(kg·℃),m=80 kg,∴Δt===29.2 ℃,从而可知t=Δt+t0=29.2 ℃+20 ℃=49.2 ℃.(2)∵Q吸=9797760 J,η热=40%,∴煤气燃烧放出的热量为:Q放===24494400 J,又∵q气=4.2×107J/kg,∴m===0.5832 kg.气答:(1)20 ℃的水晒3 h后水温是49.2 ℃.(2)烧热这些水需燃烧0.5832 kg煤气.【解析】(1)已知太阳每分钟辐射到1 m2面积上的热量是7.56×104J,便可以计算出太阳能热水器3 h得到太阳的辐射热量Q,已知60%的热量被水吸收,从而可利用公式Q吸=Qη求出水吸收的热量,已知水的质量和比热容,可利用公式Δt=计算出温度变化,已知水的初温,可利用公式t=Δt +t0计算出末温.(2)已知水吸收的热量和煤气灶的效率,可利用公式Q放=计算出煤气燃烧放出的热量,已知煤气的热值,可利用公式m气=计算质量.。
第2节热机的效率【当堂训练】1.三口之家分别单独使用不同燃料的平均月消耗量分别为:干木柴约150kg,无烟煤约50kg,煤气约30 kg,天然气约15 kg,这四种燃料中热值最高的是( )A.干木柴B.无烟煤C.天然气D.煤气2.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3.如图所示为某品牌内燃机工作过程中能量流向扇形图,则该热机的效率为( )A.38%B.30%C.22%D.8%4.热机的效率高,它表明这台热机( )A.燃料燃烧放出的热量多B.做的功多C.做功快些D.用来做有用功的热量跟燃料完全燃烧放出热量的比值大5.下列提高热机效率的措施中,可行的是( )①改进结构,尽量使燃料完全燃烧②合理使用,尽量减少输出功率③加强保养,尽量减小摩擦④设法利用废气的能量A.①③B.①②C.②④D.③④6. 3.0×107 J/kg、0.8×103kg/m3、2.4×103J/(kg·℃)是表示酒精特征的三个物理量,它们依次表示的是酒精的______、_________和_________.【课后作业】7.我国近期在南海海底发现了一种俗称“可燃冰”的冰块状天然气水合物,能源总量可达全国石油总量的一半,如图所示,燃烧1 m3可燃冰释放出的能量与燃烧164 m3天然气释放的能量相当,由此可判断“可燃冰”( )A.具有较高的内能B.具有很高的热值C.只有燃烧时才有内能D.没点燃时只具有化学能8.关于燃料的热值,下列说法中正确的是( )A.燃料的热值越大,燃烧时达到的温度就越高B.燃料的热值越大,燃烧时放出的热量就越多C.燃料燃烧越充分,则燃料的热值就越大D.燃料的热值与燃料的质量以及燃烧情况无关9.关于热机,下列说法错误的是( )A.热机效率是热机性能好坏的重要标志之一B.减少废气带走的热量可以大大提高热机效率C.柴油机的效率比汽油机的高,是因为柴油的热值比汽油的大D.在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能10.有经验的柴油机维修师,不用任何仪器,只是靠近柴油机排气管口观察和闻一下,并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度,就能初步判断这台柴油机的节能效果.在同样负荷的情况下,关于柴油机的节能效果,下列判断中正确的是( )A.尾气的温度越高,柴油机越节能B.尾气的温度越低,柴油机越节能C.尾气的柴油味越浓,柴油机越节能D.尾气的颜色越发黑,柴油机越节能11.(曲靖中考)经历多年的中俄天然气进口谈判近日终于达成协议,已知天然气的热值q=8×1 07J/m3,小明家完全燃烧10 dm3天然气,放出的热量为________J,使用天然气时会闻到一股味道,这是_________________________现象.12.阅读下表,回答问题:一些燃料的热值单位:J·kg-1:(1)从表中可知,完全燃烧相同质量的燃料放出热量最多的是_________,从环保角度看最清洁的燃料是______.(2)完全燃烧0.5 kg干木柴放出的热量是________J.13.随着生活水平的提高,汽车已进入寻常百姓家庭,它给我们的生活提供了便利,促进了社会的发展.汽车应用了许多物理知识,请你解答:(1)汽油机是汽车的“心脏”.一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是1 800 r/min,此汽油机每秒钟完成___个做功冲程;(2)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_______(填“升高”“不变”或“降低”).14.小王学习燃料的热值之后,自己设计一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小.(1)实验装置如图甲、乙所示,你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序是_____________(填“由下而上”或“由上而下”).(2)为保证实验结论的可靠,以及方便比较,小王同学在实验中应让酒精和碎纸片的质量、两烧杯中水的质量以及两个烧杯都应保持____________.(3)实验数据记录如下表:根据表中数据,计算出碎纸片的热值是________J/kg.(4)通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏_____(填“大”或“小”),你认为出现这样情况的主要原因是:________________________________________________________.15.某校师生在学习了热机的知识以后,组织兴趣小组调查学校几种炉灶的能量利用效率.他们发现学校的一个老式锅炉烧水时,经常冒出大量的黑烟,且烧水时锅炉周围的温度很高,锅炉的效率很低.(1)请你根据调查中发现的现象分析此锅炉效率低的原因,并提出相应的改进措施.(2)要减少烟气带走的热量,可以采用什么办法?参考答案【当堂训练】1.C2.A3.A4.D5.A6.热值密度比热容【课后作业】7.B 8.D 9.C 10.B11.8×105 扩散12.(1)氢氢(2)6.5×10613.(1)15 (2)降低14.(1)由下而上(2)相等或相同(3)1.2×106 (4)小有热散失,燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收15.(1)锅炉效率低的原因:①锅炉冒出大量的黑烟说明煤燃烧不完全;②锅炉周围的温度很高说明锅炉向周围散失的热量太多.改进措施:①加大送风量,将煤块磨成煤粉,使煤在炉膛内尽可能燃烧完全;②在锅炉的外围包裹一层不易散热的材料,减少热量散失. (2)加大受热面积.。
第2节热机的效率1.下列关于热值的说法正确的是()A.燃料燃烧不完全时热值变小B.燃料的质量越大,热值越大C.燃料热值越大,燃烧放出的热量越多D.燃料的热值是燃料本身的一种特性,与燃料的种类有关,与其他因素无关2.关于热机的效率,下列说法中正确的是 ()A.热机做的有用功多,效率一定高B.热机使用的燃料的热值越大,它的效率越高C.热机在单位时间内耗费的燃料少,效率一定高D.热机做一定的有用功,消耗的燃料越少,效率一定越高3.某校九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.用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.将煤磨成粉,用空气吹进炉膛D.用各种办法增大受热面积4.质量为5 kg的汽油,用去一半后,剩下的汽油()A.密度、比热容、热值都变为原来的一半B.密度不变,比热容、热值变为原来的一半C.密度、比热容变为原来的一半,热值不变D.密度、比热容、热值都不变5.热机的效率是热机性能的重要指标。
甲发动机的效率为37%,乙发动机的效率为33%。
如果上述两款发动机工作时汽油均完全燃烧,下列表述正确的是 ()A.甲发动机消耗1 kg汽油所做的有用功更多B.甲发动机消耗1 kg汽油释放的内能更多C.甲发动机消耗1 kg汽油散失的内能更多D.甲发动机工作时消耗的汽油一定更少6.如图所示是完全燃烧A、B两种燃料的质量与放出的热量的关系图象,由图象可知,A、B两种燃料的热值大小关系是()A.q A<q BB.q A=q BC.q A>q BD.无法比较7.下列关于热机、热值的说法正确的是 ()A.汽油机、柴油机都有火花塞和喷油嘴这两个关键部件B.某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫这种燃料的热值,单位是 kg/JC.柴油机工作的效率是35%,说明它工作时柴油燃烧释放的能量65%转化为有用功D.四冲程内燃机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的8.某种燃料燃烧放出的热量与其质量之比,叫做这种燃料的热值。
14.2 热机的效率同步练习一、填空题1、两台汽油机,甲的功率为乙的3倍,甲的效率为20%,乙的效率为25%,那么甲、乙每小时耗油量之比为。
2、一般家用轿车使用标号为93的汽油作燃料(热值为4.6×107J.kg-1)端午节放假,小翔爸爸驾车携全家出游,仪表显示全程燃油20kg.此次出游,轿车耗能 J.3、每年麦收时节,农民往往把麦秸杆堆在田里焚烧,这样既污染环境,又浪费资源.据测算,1t麦秸杆在沼气池中可以产生270m3沼气,剩余的残渣还是优质有机肥料.统计表明,荆州市农村一个村一般每年可产生500t麦秸杆,若这些麦秸杆用来在沼气池中产生沼气,产生的沼气完全燃烧后,可以放出J的热量;在标准大气压下,可以将壶装有质量为2.5kg、初温为20℃的水烧开[沼气的热值为1.9×107J/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)].4、我国许多城市中建有大型绿地,绿地中的人工湖具有“吸热”功能,盛夏时它能大大减弱周围地区的“热岛效应”。
若某一人工湖湖水的质量为1.0×107kg,水温升高2O C,则湖水吸收的热量为__________J。
若这些热量被同等质量的砂石吸收(C砂石<C水)则砂石升高的温度_______2O C(选填“大于”、“等于”或“小于”)5、太阳能热水器利用太阳能直接给水加热,它安全、环保,且节省能源。
一热水器的水箱内装满50kg的水,在阳光照射一段时间后,水温从20℃升高到60℃,则水吸收的太阳能是 J;设燃气热水器的效率为60%,这相当于节约了热值为4.0×107J/m3的煤气 m3。
[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]6、已知酒精的热值是3.0×107J•kg﹣1,则5g的酒精完全燃烧释放的热量为 1.5×105J.现用酒精炉烧水,酒精完全燃烧释放的热量有42%被水吸收,若水的初始温度是20℃,比热容是4.2×103J•kg﹣1•℃﹣1,则这些酒精完全燃烧能使2kg水温度升高到95 ℃.7、某地城区正在进行天然气工程,有人表示赞成,有人表示反对,对此,初三(1)班的同学进行了一项调查,收集到如下两组有关数据根据这个数据,请你决策:(填“A”或“B”)A.继续使用煤气 B.更换使用天然气简单说明你作出这样决策的理由是:。
14.2《热机的效率》课后习题1、冬季房屋内多靠“暖气”取暖。
“暖气”中用水做输运能量的物质,是因为水的_______大;改用天然气做燃料来给水加热,是因为天然气的___________高,且清洁污染小。
2、国家“西气东输”工程正源源不断地向我市输送清洁能源——天然气。
天然气燃烧时,可以将________能转化为内能。
已知天然气的热值为4×107J/m3,则每输送100m3的天然气,完全燃烧后就相当于向我市输送了_____________J的能量。
3、我国随着航天事业发展需要,正在研制大功率液氢发动机。
这种发动机主要是因为氢是有()A.较小的密度 B.较大的比热容C.较高的热值 D.较低的沸点4、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5.两台汽油机,甲的效率为35%,乙的效率为25%,这两个数据表示:A.甲机做的功比乙机的多;B.甲机的功率比乙机的大;C.在相同时间内甲机燃烧的汽油较乙机多;D.在消耗相同的汽油时,甲机做的有用功比乙机多.6.为了节约能源,需提高热机的效率,下列措施不能提高效率的是A.尽量使燃料充分燃烧B.尽量减少热机的工作时间C.尽量减少废气带走的热量D.尽量减少热机部件间的摩擦7.把5kg40℃的水烧开,需要完全燃烧多少kg的干木柴?(已知干木柴的燃烧值为1.2×107J/kg,外界为标准大气压,并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收)8、某中学为学生供应开水,用锅炉将200kg的水从25 ℃加热到100 ℃,燃烧了6kg的无烟煤。
试求1)锅炉内200kg的水吸收了多少热量?2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少?3)此锅炉的效率是多少?(无烟煤的热值是3.4×107J/kg)。
初三物理热机效率练习题热机效率是指热机所做的有效功与热机所吸收的热量之比。
在热机中,有些热能会以其他形式的能量(如机械能或电能)的形式被转化出来,而无法完全转化为有用的功。
这就导致了热机效率不可能达到100%。
本文将围绕热机效率的概念展开,并提供初三物理热机效率练习题,以帮助读者更好地理解和应用这个概念。
热机效率的计算公式为:热机效率 = 有效功 / 吸热量热机效率通常用百分比表示,可以用额定效率、增压效率等形式进行描述。
下面,我们将通过练习题来巩固对热机效率的理解。
练习题1:某台汽车发动机从外界吸收了3000J的热量,同时完成了1000J的有效功。
请计算该汽车发动机的热机效率。
解析:根据热机效率的计算公式,我们可以得出:热机效率 = 有效功 / 吸热量代入已知数据,得到:热机效率= 1000J / 3000J = 1/3 ≈ 0.33所以,该汽车发动机的热机效率约为0.33或33%。
练习题2:某电视机的电源输入功率为200W,其中10%的电能被转化为光能,其余的电能转化为热能。
已知电视机的光能功率为10W,求该电视机的热机效率。
解析:由题意可知,电视机的总输入功率为200W,其中10%转化为光能,即20W。
所以,电能转化为热能的功率为200W - 20W = 180W。
热机效率 = 有效功 / 吸热量已知光能功率为10W,代入公式中,有:热机效率= 10W / 180W ≈ 0.056所以,该电视机的热机效率约为0.056或5.6%。
通过以上两道练习题,我们可以看到热机效率在实际应用中的计算方法和意义。
热机效率越高,代表着能源利用的效率越高,意味着能源的浪费较少,对环境的影响也会相应减少。
总结:本文围绕热机效率的概念,通过练习题的方式让读者更好地理解和应用这个概念。
通过计算不同热机的效率,我们能够评估能源的利用程度,促进资源的合理利用,减少对环境的负面影响。
热机效率作为物理学中的重要概念,帮助我们更好地理解和研究能量转化和能源利用的问题。
人教版物理九年级热机的效率精选试卷练习(含答案)学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________评卷人得分一、单选题1.质量为5kg的汽油,用去一半后剩下的汽油A.密度、比热容、热值都变为原来的一半B.密度不变、比热容、热值变为原来的一半C.密度、比热容变为原来的一半,热值不变D.密度、比热容、热值都不变2.下列有关热机的说法中不正确的是()A.热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程B.为了防止热机过热,通常用水来降温,是利用水的比热大的特性C.可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率D.热机的大量使用会造成环境污染3.下列关于热机和环境保护的说法,正确的是()A.热机的效率能达到100%B.热机排出的尾气没有内能C.热机都是使用汽油作燃料D.大量使用热机会造成环境污染4.下列说法正确的是( )A.内燃机是利用电能做功的机械B.内燃机在做功冲程把内能转化为机械能C.内燃机在压缩冲程把内能转化为机械能D.随着技术的进步,内燃机的效率达到100%5.关于热机的效率,下列说法正确的是()A.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高B.热机的效率越高,在做功同样多的情况下消耗的能量越多C.热机的效率越高说明做功越快D.热机损失的能量中,废气带走的能量较少,主要是由于机械摩擦损失的6.下列有关说法中正确的是()A.两物体相互接触时,热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体B.四冲程汽油机在吸气冲程中吸入气缸的只有空气C.热机的大量使用有利于环境的保护D.燃料的热值与燃料的质量没有关系7.某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km,用时5min45s,消耗燃油1.5kg,已知汽车的牵引力是2000N,燃油的热值为4.6×107J/kg,假设燃油完全燃烧.通过计算可知,下列结果正确的是()①汽车行驶速度是20km/h ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J③汽车牵引力做功的功率是30kW ④汽车发动机的效率是20%A.只有①和②B.只有②和③C.只有①和④D.只有②和④8.如图是某老师自制的教具,他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔,把电火花发生器紧紧塞进孔中,实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒,按动电火花发生器的按钮,点燃瓶内酒精后,纸筒即刻飞出,关于此实验,分析正确的是()A.在酒精没有完全燃烧的情况下热值将变小B.纸筒飞出使瓶内气体的内能增大,温度降低C.燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程D.能闻到酒精的气味说明分子在不停地做无规则的运动9.关于热和能,正确的说法是()A.热传递过程中,内能大的物体放出热量B.0℃的水结成0℃的冰时,内能增加C.物体内能减少,温度不一定降低D.燃料的热值越大,燃烧时放出的热量越多10.在一个标准大气压下,不计热量损失,完全燃烧1kg热值为1.26×107J/kg的干木柴,能使40kg,30℃的水温度升高到[c水 4.2×103J/(kg•℃)]()A.105℃B.100℃C.90℃D.无法确定11.下列关于热机效率的说法中,正确的是A.热机的功率越大,效率越高B.热机做的有用功越多,效率就越高C.减少热机的各种热损失,保持良好的润滑,能提高热机效率D.增加热机的工作时间,能提高热机效率二、多选题12.下面是某同学“物理学习笔记”中的摘录,其中错误的是()A.燃料燃烧的越充分,其热值就越大B.温度越高的物体含有的热量越多C.做功和热传递在改变物体的内能上是等效的D.扩散现象还说明分子之间存在间隙13.下列有关热机效率、燃料热值、物体内能的说法中,正确的是()A.热机所用燃料的热值越大,效率越高B.热机所用燃料的化学能转化成的内能越多,效率越高C.一个物体的温度越高,内能越大D.摩擦生热是利用做功的方式来增加物体的内能14.下列说法中正确的是()A.内能与温度有关,所以0℃的物体内能为零B.为了提高锅炉的效率,一定要用热值高的燃料C.水可做汽车发动机的冷却剂,也可作供暖系统的取暖剂D.将酒精用掉一半,剩下的酒精的比热容不变三、填空题15.某家庭需要将50kg、初温为10℃的水加热到50℃作为生活用水,他们利用煤气灶烧水,需要燃烧0.8kg的煤气.这些水从10℃加热到50℃需要吸收的热量为_______J,0.8kg的煤气完全燃烧放出的热量为_______J,煤气灶烧水的效率为_______.(c水=4.2×103J/(kg·℃),q煤气=4.2×107J/kg)16.2017年5月18日,我国在南海开采可燃冰获得成功!可燃冰分布于深海沉积物或陆域永久冻土中,是由天然气和水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质,燃烧后仅会生成二氧化碳和水.1m3可燃冰可分解释放约168m3的天然气,完全燃烧168m3的天然气可以释放的热量为__________J,若这些热量全部被水吸收,可以将质量为_________t 的水由20℃加热到70℃.请写出可燃冰的一条优点____________________________.[q天然气=4×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg.℃]17.一台汽油机工作时的功率为P,在t时间内烧掉汽油的质量为m,如果汽油的热值是q,则这台汽油机的效率是_____,这段时间做的额外功是_____.18.某物理兴趣小组的同学,用煤炉给10kg的水加热,同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线,若在6min内完全燃烧了0.2kg的煤,水的比热容为4.2×103J/(kg.℃),煤的热值为3×107J/kg.煤完全燃烧产生的热量________J;在烧水过程中,________热效率最高(选填“0~2min”、“2~4min”或“4~6min”),其值为________.19.在四冲程汽油机工作过程中,实现内能转化为机械能的是________冲程。
人教版九年级全一册第2节热机的效率(333) 1.2016年8月,我国发射了全球首颗量子卫星,为纪念墨子,这颗全球首颗量子卫星被命名为“墨子号”。
发射卫星和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2.木炭的热值为3.4×107J/kg,它表示1kg木炭()A.具有3.4×107J的热量B.具有3.4×107J的内能C.完全燃烧对外做功3.4×107JD.完全燃烧放出热量3.4×107J3.下列关于热值的说法正确的是()A.2kg煤的热值大于1kg煤的热值B.燃料热值越大,燃烧放出的热量越多C.燃料燃烧不完全时热值变小D.燃料的热值是燃料本身的特性,只与燃料的种类有关,与其他因素无关4.一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量为6.6×106J,这些能量相当于完全燃烧0.55kg的干木柴才能得到,则干木柴的热值为J/kg,干木柴用掉一半后,剩余干木柴的热值将(选填“变大”“变小”或“不变”)。
5.2017年5月18日,我国首次在南海海域成功试采可燃冰,可燃冰具有热值大、储量大、能直接点燃等特点。
它的热值约为1.4×109J/m3,则3m3的可燃冰完全燃烧后放出的热量是多少?假设这些热量全部被比热容为4.2×103J/(kg·∘C)的水吸收,可以使多少千克的水温度升高50∘C6.阿根廷科学家设计了一款“牛屁屁收集器”,在牛背上装有一个塑料袋,通过导管收集牛体内排出的气体。
从一头成年牛平均每天排放出的气体中可提取0.21kg甲烷。
若这些甲烷完全燃烧放出的热量全部被水吸收,可使多少千克的水从20∘C升高到70∘C?[q甲烷=5.6×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg·∘C)]7.如图所示是某内燃机工作时的能量流向图,该内燃机的热机效率是()A.25%B.35%C.40%D.75%8.有经验的柴油机维修师,不用任何仪器,只是靠近柴油机排气管口观察和用鼻子闻一下,并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度,就能初步判断这台柴油机的节能效果。
第2节热机的效率
【当堂训练】
1.三口之家分别单独使用不同燃料的平均月消耗量分别为:干木柴约150kg,无烟煤约50kg,煤气约30 kg,天然气约15 kg,这四种燃料中热值最高的是( )
A.干木柴
B.无烟煤
C.天然气
D.煤气
2.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
3.如图所示为某品牌内燃机工作过程中能量流向扇形图,则该热机的效率为( )
A.38%
B.30%
C.22%
D.8%
4.热机的效率高,它表明这台热机( )
A.燃料燃烧放出的热量多
B.做的功多
C.做功快些
D.用来做有用功的热量跟燃料完全燃烧放出热量的比值大
5.下列提高热机效率的措施中,可行的是( )
①改进结构,尽量使燃料完全燃烧②合理使用,尽量减少输出功率③加强保养,尽量减小摩擦
④设法利用废气的能量
A.①③
B.①②
C.②④
D.③④
6. 3.0×107 J/kg、0.8×103kg/m3、2.4×103J/(kg·℃)是表示酒精特征的三个物理量,它们依次表示的是酒精的______、_________和_________.
【课后作业】
7.我国近期在南海海底发现了一种俗称“可燃冰”的冰块状天然气水合物,能源总量可达全国石油总量的一半,如图所示,燃烧1 m3可燃冰释放出的能量与燃烧164 m3天然气释放的能量相当,由此可判断“可燃冰”( )
A.具有较高的内能
B.具有很高的热值
C.只有燃烧时才有内能
D.没点燃时只具有化学能
8.关于燃料的热值,下列说法中正确的是( )
A.燃料的热值越大,燃烧时达到的温度就越高
B.燃料的热值越大,燃烧时放出的热量就越多
C.燃料燃烧越充分,则燃料的热值就越大
D.燃料的热值与燃料的质量以及燃烧情况无关
9.关于热机,下列说法错误的是( )
A.热机效率是热机性能好坏的重要标志之一
B.减少废气带走的热量可以大大提高热机效率
C.柴油机的效率比汽油机的高,是因为柴油的热值比汽油的大
D.在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能
10.有经验的柴油机维修师,不用任何仪器,只是靠近柴油机排气管口观察和闻一下,并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度,就能初步判断这台柴油机的节能效果.在同样负荷的情况下,关于柴油机的节能效果,下列判断中正确的是( )
A.尾气的温度越高,柴油机越节能
B.尾气的温度越低,柴油机越节能
C.尾气的柴油味越浓,柴油机越节能
D.尾气的颜色越发黑,柴油机越节能
11.(曲靖中考)经历多年的中俄天然气进口谈判近日终于达成协议,已知天然气的热值q=8×1 07J/m3,小明家完全燃烧10 dm3天然气,放出的热量为________J,使用天然气时会闻到一股味道,这是_________________________现象.
12.阅读下表,回答问题:一些燃料的热值单位:J·kg-1:
(1)从表中可知,完全燃烧相同质量的燃料放出热量最多的是_________,从环保角度看最清洁的燃料是______.
(2)完全燃烧0.5 kg干木柴放出的热量是________J.
13.随着生活水平的提高,汽车已进入寻常百姓家庭,它给我们的生活提供了便利,促进了社会的发展.汽车应用了许多物理知识,请你解答:
(1)汽油机是汽车的“心脏”.一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是1 800 r/min,此汽油机每秒钟完成___个做功冲程;
(2)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_______(填“升高”“不变”或“降低”).
14.小王学习燃料的热值之后,自己设计一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小.
(1)实验装置如图甲、乙所示,你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序
是_____________(填“由下而上”或“由上而下”).
(2)为保证实验结论的可靠,以及方便比较,小王同学在实验中应让酒精和碎纸片的质量、两烧杯中水的质量以及两个烧杯都应保持____________.
(3)实验数据记录如下表:
根据表中数据,计算出碎纸片的热值是________J/kg.
(4)通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏_____(填“大”或“小”),你认为出现这样情况的主要原因是:________________________________________________________.
15.某校师生在学习了热机的知识以后,组织兴趣小组调查学校几种炉灶的能量利用效率.他们发现学校的一个老式锅炉烧水时,经常冒出大量的黑烟,且烧水时锅炉周围的温度很高,锅炉的效率很低.
(1)请你根据调查中发现的现象分析此锅炉效率低的原因,并提出相应的改进措施.
(2)要减少烟气带走的热量,可以采用什么办法?
参考答案
【当堂训练】
1.C
2.A
3.A
4.D
5.A
6.热值密度比热容
【课后作业】
7.B 8.D 9.C 10.B
11.8×105 扩散12.(1)氢氢(2)6.5×106
13.(1)15 (2)降低
14.(1)由下而上(2)相等或相同(3)1.2×106 (4)小有热散失,燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收
15.(1)锅炉效率低的原因:①锅炉冒出大量的黑烟说明煤燃烧不完全;②锅炉周围的温度很高说明锅炉向周围散失的热量太多.改进措施:①加大送风量,将煤块磨成煤粉,使煤在炉膛内尽可能燃烧完全;②在锅炉的外围包裹一层不易散热的材料,减少热量散失. (2)加大受热面积.
初中物理试卷
灿若寒星制作。