2018-2019學年九年級物理全冊 13.4熱機效率和環(huán)境保護測試（含解析）（新版）滬科版.doc

《2018-2019學年九年級物理全冊 13.4熱機效率和環(huán)境保護測試（含解析）（新版）滬科版.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018-2019學年九年級物理全冊 13.4熱機效率和環(huán)境保護測試（含解析）（新版）滬科版.doc（14頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

13.4熱機效率和環(huán)境保護同步測試 一、單選題（共10題；共20分） 1.某四沖程汽油機工作時轉速是2400r/min．關于此熱機的工作下列說法正確的是（　　） A.壓縮沖程中內能轉化為機械能B.四個沖程中曲軸轉動2圈，同時做功2次 C.此汽油機每秒對外做功10次D.此汽油機每秒對外做功20次 2.下列關于熱現(xiàn)象的說法正確的是（　　） A.當汽油在發(fā)動機內燃燒不充分時會冒黑煙，這時發(fā)動機的效率升高 B.打開香水瓶聞到香味說明分子在不停地做無規(guī)則運動 C.高溫的鐵水具有內能，低溫的冰塊沒有內能 D.海邊晝夜溫差較小是因為水的比熱容小 3.關于燃料的熱值，以下說法中正確的是（） A.燃料的熱值與燃料的種類有關系，與燃料的質量和燃燒狀況無關 B.燃燒1千克某種燃料放出的熱量叫這種燃料的熱值 C.燃料燃燒時，質量越大，熱值越大 D.燃料不完全燃燒時的熱值比完全燃燒時的熱值小 4.載重大汽車使用的一般是柴油機，而小汽車使用的一般是汽油機，這是因為柴油機的效率比汽油機高，柴油機的效率高是由于（　?。? A.柴油的熱值比汽油的熱值大B.柴油的比熱容比汽油的比熱容大 C.柴油機氣缸里的燃氣產(chǎn)生的壓強比汽油機里的高D.柴油的密度比汽油的密度大 5.有一臺單缸四沖程的柴油機，它工作時飛輪轉速為1200r/min，則它的氣缸內燃氣1s對外做功（　?。? A.20次B.10次 C.600次D.120次 6.一臺單缸四沖程汽油機的飛輪轉速是1800r/min，則該汽油機每秒種內完成的沖程數(shù)和對外做功的次數(shù)分別是（　?。? A.60和15B.30和30C.15和15D.60和30 7.甲、乙兩汽車，甲的汽油機效率比乙的汽油機效率高，這表明（ ） A.甲做功比乙多B.以相同的牽引力行駛相同的路程，甲耗油比乙少 C.甲消耗的汽油比乙少D.甲做功比乙快 8.關于燃料的熱值，以下說法正確的是( ) A.燃料的熱值與燃料的燃燒情況有關 B.容易燃燒的燃料，熱值一定大 C.煤的熱值比干木柴大，燃燒煤放出的熱量一定比燃燒干木柴放出的熱量多 D.0.5 g汽油和2 kg汽油，它們的熱值是一樣的 9.一臺四沖程汽油機飛輪的轉速是1800r/min，它在每秒內完成了（ ） A.120個沖程，做了30次功B.120個沖程，做了15次功 C.60個沖程，做了30次功D.60個沖程，做了15次功 10.xx年5月18日，我國在南海海域“可燃冰”試采成功，“可燃冰”作為新型能源，有著巨大的開發(fā)使用潛力。完全燃燒相同質量的“可燃冰”和煤氣，“可燃冰”完全燃燒放出的熱量達到煤氣的數(shù)十倍，這表示“可燃冰”的（　?。? A.熱量很大 B.內能很大 C.比熱容很大 D.熱值很大 二、填空題（共5題；共8分） 11.熱機效率定義：熱機轉變?yōu)橛杏霉Φ哪芰浚ㄓ行Ю玫哪芰浚┡c燃料________釋放的能量的比值稱為熱機效率。 12.如圖是A、B兩種燃料完全燃燒釋放的熱量Q與其質量m的關系圖，從圖可以推斷出A燃料的熱值________B燃料的熱值．（選填“大于”、“等于”或“小于”） 13.飛機的噴氣發(fā)動機的熱機效率可高達60%，則燃料完全燃燒產(chǎn)生3 000 J的熱量，飛機可以獲得________J的機械能。 14.汽油機是熱機中的一種，如圖所示是汽油機的________沖程，此過程是將內能轉化為________能．已知某型號汽油機效率是30%，假設在汽油機內完全燃燒2kg汽油，所放出的這些熱量通過汽油機的轉化可以對外做　________J的有用功（汽油的熱值為5107J/kg）． 15.作為汽車發(fā)動機的汽油機，一個工作循環(huán)是由四個沖程組成的．其中壓縮沖程是通過________的方式使汽缸內的氣體內能增加的．小明同學閱讀了某牌號汽車發(fā)動機的說明書后，將內燃機的能量流向制成如圖所示的圖表，根據(jù)給出的信息可知，該內燃機的效率最大為________ 三、計算題（共1題；共5分） 16.把質量為40kg溫度為20℃的水加熱到100℃，水需要吸收多少熱量？若這些熱量由煤燃燒供給，爐子的效率為20%，煤燃燒的效率為70%．則需要燃燒多少煤？c水=4.2103J/（kg?℃），煤的墊值為3.0107J/kg． 四、解答題（共1題；共5分） 17.如圖所示是一輛質量為1.2t的小汽車，以72km/h速度在一段平直公路勻速行駛了1h，油耗為6kg，它所受的阻力是車重的0.1倍（假設汽油完全燃燒，熱值q=4.6107J/kg）． （1）這段時間內汽車牽引力做功？ （2）汽車發(fā)動機的效率是多少？ 五、實驗探究題（共1題；共5分） 18.為了比較酒精和碎紙的熱值大小，小明選擇了兩套完全相同的實驗裝置如圖所示，先將燃燒皿內裝了質量相同的酒精和碎紙片，再分別同時給質量和初溫相同的水加熱，最后比較相同時間內水升高的溫度．為正確完成實驗，請你解答下列問題： （1）實驗裝置的組裝順序應該是________（選填“由上到下”或“由下到上”）；此實驗是通過比較________的變化，來比較燃料熱值的大?。? （2）在題干敘述的操作過程中存在的主要錯誤是________，按正確的操作，除了圖示裝置還需要的一個測量器材是________． （3）即使按照正確方法進行實驗后，也只能比較兩種燃料熱值的大小，而不能計算出準確的熱值，這是因為________（只寫一種原因即可）． 六、綜合題（共2題；共19分） 19.近年來，汽車逐步走進了普通百姓的家庭． （1）現(xiàn)在汽車的發(fā)動機大多是用汽油作燃料的汽油機．如圖所示的汽油機正處在 ________沖程； （2）由于過度開發(fā)和使用加劇了不可再生能源的消耗，現(xiàn)在很多地方正在使用乙醇汽油．乙醇汽油是一種由乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的替代能源，其中普通汽油體積占90%，乙醇（即酒精）體積占10%．某型號汽車使用上述乙醇汽油在水平路面上勻速行駛時，受到的牽引力為920N，每行駛100km耗油10kg．則10kg乙醇汽油完全燃燒放出的熱量是多少焦？（乙醇汽油熱值q=4.6107J/kg）________ （3）該車此時的效率為多少？________ （4）請寫出使用乙醇汽油的好處是什么？（寫出一條即可）________ 20.某物理興趣小組的同學，用煤爐給10kg的水加熱，同時他們繪制了如圖所示的加熱過程中水溫隨時間變化的圖線．若在6min內完全燃燒了0.2kg的煤，水的比熱容為4.2103J/（kg?℃），煤的熱值約為3107J/kg．求： （1）煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量； （2）經(jīng)過6min時間加熱，水所吸收的熱量； （3）煤爐燒水時的熱效率．  答案解析部分 一、單選題 1.【答案】D 【解析】【解答】解：A、做功沖程中將混合氣體劇烈燃燒產(chǎn)生的高溫高壓的燃氣內能轉化為活塞運動的機械能，故A錯誤； B、四沖程內燃機，曲軸轉動兩周，對外做功一次，故B錯誤； C、D、汽油機的轉速為2400R/min，說明1s內汽油機曲軸的轉動次數(shù)等于=40．一個工作循環(huán)中，曲軸轉動兩周，對外做功一次，1s內曲軸轉動40次，對外做功20次，故C錯誤，D正確． 故選：D． 【分析】（1）在壓縮沖程末、做功沖程初，火花塞冒出電火花，將混合氣體點燃，混合氣體劇烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣，推動活塞向下運動，帶動曲軸轉動，對外做功．在這個過程中，燃氣推動活塞做功，內能減少，溫度降低，燃氣的內能轉化為活塞的機械能． （2）四沖程汽油機的四個沖程為一個工作循環(huán)，一個工作循環(huán)中只有做功沖程對外做功，活塞往復兩次，曲軸轉動兩周．先根據(jù)汽油機的轉速求出1s內汽油機曲軸的轉動圈數(shù)，然后求出1s內汽油機對外做功的次數(shù)． 2.【答案】B 【解析】【解答】解：A、冒“黑煙”說明燃燒不充分，用來做有用功的能量占燃料完全燃燒放出的總能量的比值就小，所以效率降低，故A不正確； B、打開香水瓶聞到香味說明分子在不停地做無規(guī)則運動，故B正確； C、一切物體都有內能，故高溫的鐵水具有內能，低溫的冰塊也有內能，故C錯誤； D、海邊晝夜溫差較小，是因為水的比熱容大，一定質量的海水吸收（或放出）較多的熱量而自身的溫度卻改變不多．白天，陽光照在海面上，水的溫度在升高的同時吸收大量的熱，使海邊附近的溫度不致升得太高，晚上，氣溫降低，海水的溫度在降低的同時放出大量的熱，使海邊附近的溫度不致降得太低，所以海邊晝夜溫差較小，故D錯誤； 故選B． 【分析】（1）熱機的效率是指用來做有用功的能量占燃料完全燃料放出的總能量的百分比，據(jù)此結合現(xiàn)象可分析對效率的影響． （2）一切分子都是在無規(guī)則運動的； （3）一切物體都有內能； （4）水的比熱容比較大，質量相同、吸收相同的熱量時，溫度變化比較?。? 3.【答案】A 【解析】點撥：燃料的熱值是燃料本身的一種性質，與燃料是否燃燒和完全燃燒、燃料的質量等無關，只與燃料的種類有關，故A正確，C、D錯誤；熱值的定義是1 kg某種燃料完全燃燒時放出的熱量，故B錯誤。 故選A。 4.【答案】C 【解析】【解答】解：柴油機的效率比汽油機的效率高說明柴油機損耗的能量比汽油機損耗的能量少．是因為柴油機在壓縮沖程中，壓縮的程度比汽油機大，燃燒更充分，燃氣產(chǎn)生的壓強更大，轉化成的有用功更多． 故選C． 【分析】熱機的效率是指熱機用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的能量之比．熱機的效率高，說明燃料放出相同內能時，熱機損耗的能量比較少． 5.【答案】B 【解析】【解答】解： ∵柴油機的飛輪轉速為1200r/min， ∴飛輪每秒轉數(shù)： n=?=20r， ∵每兩圈對外做功一次， ∴每秒做功次數(shù)： n′=10次． 故選B． 【分析】四沖程內燃機一個工作循環(huán)包括四個沖程，飛輪轉兩圈，對外做功一次． 6.【答案】A 【解析】【解答】解：四沖程汽油機的飛輪轉速為1800r/min，則該飛輪每秒鐘轉30圈．因為一個工作循環(huán)飛輪轉2圈，完成四個工作沖程，做功1次，所以該汽油機每秒種內飛輪轉30圈，共60個沖程，共做功15次，故A正確． 故選A． 【分析】（1）汽油機的一個工作循環(huán)由吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程四個沖程組成．在一個工作循環(huán)中曲軸轉2圈，飛輪轉2周，做功一次． （2）1800r/min的含義：它表示熱機的飛輪每分鐘轉1800圈． 　 7.【答案】B 【解析】【解答】A．做功的多少與功率和時間有關，與效率無關，故A錯誤；B．以相同的牽引力行駛相同的路程，說明做功相同，做相同的功，效率高的耗油少，故甲耗油比乙少，說法正確；C．不知道做功的多少，不能根據(jù)效率的高低比較耗油的多少，故C錯誤；D．做功快慢用功率來表示，與效率無關，故D錯誤．故選B． 【分析】要解決此題，需要掌握汽油機效率的概念：用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比．效率高說明比值大 8.【答案】D 【解析】【分析】1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。熱值是燃料的一種特性，它只與燃料的種類有關，與燃料是否容易燃燒無關，A錯誤；煤的熱值比干木柴的大，完全燃燒相同的煤和干木材時，煤放出的熱量多，但不是燃燒煤放出的熱量一定比燃燒干木柴放出的熱量多，質量和燃燒情況沒有確定 B錯誤；與燃料的質量、燃燒程度等均無關 C錯誤；燃料的熱值只與燃料的種類有關，與燃料的質量無關 故D正確。 考點：燃料的熱值 【點評】解決本題的關鍵是熟知燃料的熱值是燃料的一種特性，它只與燃料的種類有關，與燃料的質量、燃燒程度等均無關。 9.【答案】D 【解析】【解答】解：四沖程汽油機的飛輪轉速為1800r/min，則該飛輪每秒鐘轉30圈．因為一個工作循環(huán)飛輪轉2圈，完成四個工作沖程，做功1次，所以飛輪轉30圈，共60個沖程，共做功15次．故選：D． 【分析】（1）汽油機的一個工作循環(huán)由吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程四個沖程組成．在一個工作循環(huán)中曲軸轉2圈，飛輪轉2周，做功一次．（2）1800r/min的含義：它表示熱機的飛輪每分鐘轉1800圈． 10.【答案】D 【解析】【解答】在同等條件下，質量相同時，“可燃冰”完全燃燒放出的熱量達到煤氣的數(shù)十倍，說明“可燃冰”的熱值很大。 故答案為：D. 【分析】1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫這種燃料的熱值. 二、填空題 11.【答案】完全燃燒 【解析】【解答】熱機消耗的總能量是燃料完全燃燒放出的能量，所以答案為“完全燃燒”。 【分析】準確掌握熱機效率的定義即可簡單解題。本題考查的是熱機的效率。 12.【答案】小于 【解析】【解答】解：取相同質量m0，由圖可知，QA＜QB 根據(jù)q=可知，qA＜qB． 故答案為：小于． 【分析】單位質量的某種燃料完全燃燒放出的熱量叫這種燃料的熱值，在圖象上取某一質量m0，比較相應的Q值，從而比較這兩種燃料的熱值大?。? 13.【答案】1800 【解析】【解答】∵η=∴W有用=Q放η=3 000 J60%=1800J。 故答案為：1800。 【分析】根據(jù)η=求解。 14.【答案】做功；機械；3107 【解析】【解答】解： 由圖可知，進氣門、排氣門都關閉，活塞下移，是做功沖程；將燃氣的內能轉化為活塞的機械能； 完全燃燒2kg汽油放出的熱量： Q=mq=2kg5107J/kg=108J； 根據(jù)η=可知， 汽油機對外做的有用功為：W=Qη=108J30%=3107J． 故答案為：做功；機械；3107． 【分析】（1）內燃機的四個沖程有吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程，只有做功沖程對外輸出功，將內能轉化為機械能． （2）利用熱量公式Q=mq求解放出的熱量；根據(jù)η=?求出有用功． 15.【答案】做功；30% 【解析】【解答】解：（1）內燃機的一個工作循環(huán)有四個沖程，即吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程，在壓縮沖程中，活塞由上向下壓縮氣缸內的空氣，即對空氣做功，使得空氣的內能增加，溫度升高，這是通過做功的方式改變了氣缸內物質的內能； （2）由圖可知，熱機的效率最大為：100%﹣33%﹣30%﹣7%=30%，所以熱機的效率最大為30%． 故答案為：做功；30%． 【分析】（1）改變內能有兩種方式：做功和熱傳遞．內燃機的一個工作循環(huán)有四個沖程，即吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程；壓縮沖程即進氣門和排氣門都關閉，活塞由上向下運動，壓縮空氣做功，使氣缸內氣體內能增加溫度升高；對于做功沖程，即氣缸內的混合物被引燃，導致氣缸內產(chǎn)生高溫高壓燃氣，這些燃氣推動活塞做功，使活塞由上向下運動； （2）由能流圖得出轉化為有用功的能量占總能量的比值，得出內燃機的最大效率．　 三、計算題 16.【答案】解：（1）水吸收的熱量： Q吸=c水m水（t2﹣t1）=4.2103J/（kg?℃）40kg（100℃﹣20℃）=1.344107J； （2）∵爐子的效率為20%， ∴煤燃燒放出的熱量Q放===6.72107J， ∵煤燃燒的效率為70%， ∴煤完全燃燒放出的熱量Q放′==9.6107J， 根據(jù)Q=mq可得： 需要燃燒煤的質量m煤===3.2kg． 答：水需要吸收的熱量為1.344107J，需要燃燒3.2kg的煤． 【解析】【解答】解：（1）水吸收的熱量： Q吸=c水m水（t2﹣t1）=4.2103J/（kg?℃）40kg（100℃﹣20℃）=1.344107J； （2）∵爐子的效率為20%， ∴煤燃燒放出的熱量Q放===6.72107J， ∵煤燃燒的效率為70%， ∴煤完全燃燒放出的熱量Q放′==9.6107J， 根據(jù)Q=mq可得： 需要燃燒煤的質量m煤===3.2kg． 答：水需要吸收的熱量為1.344107J，需要燃燒3.2kg的煤． 【分析】（1）知道水的質量、水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q吸=cm△t求水吸收的熱量； （2）根據(jù)爐子的效率求出煤燃燒放出的熱量，再根據(jù)煤燃燒的效率求出煤完全燃燒放出的熱量，最后根據(jù)Q=mq求出需要燃燒的煤． 四、解答題 17.【答案】解： （1）m=1.2t=1.2103kg； G=mg=1.2103kg10N/kg=1.2104N； 汽車所受阻力：f阻=0.1G=0.11.2104N=1.2103N； 因為轎車勻速行駛，所以F=f阻=1.2103N； 根據(jù)v=， 汽車的路程s=vt=72km/h1h=72km=7.2104m， 牽引力的功：W=Fs=1.2103N7.2104m=8.64107J； （2）汽油完全燃燒釋放出的熱量： Q=mq=6kg4.6107J/kg=2.76108J， 發(fā)動機的效率η==100%≈31.3%． 答： （1）這段時間內汽車牽引力做功為8.64107J； （2）汽車發(fā)動機的效率是31.3%． 【解析】【分析】（1）根據(jù)轎車勻速行駛，受到的阻力為車重的0.1倍和二力的平衡可求得牽引力的大小；則由功的公式可求得拉力的功； 已知汽車的速度，由速度公式的變形公式求出汽車1h的路程，然后由公式W=Fs求出汽車牽引力做的功； （2）已知汽車每小時消耗的汽油，由Q=mq求出汽油燃燒釋放的熱量，然后由效率公式求出汽車發(fā)電機的效率． 五、實驗探究題 18.【答案】（1）自下到上；溫度計示數(shù)的變化 （2）比較相同時間內水升高的溫度；天平 （3）燃料燃燒放出的熱會散失到空氣中 【解析】【解答】（1）酒精燈需用外焰加熱，所以要放好酒精燈，再固定鐵圈的高度；而溫度計的玻璃泡要全部浸沒到液體中，且不能碰到容器壁和容器底，所以放好燒杯后，再調節(jié)溫度計的高度，因此必須按照自下而上的順序進行； 為了比較熱值大小要用不同的燃料，加熱同一種液體，讓液體的質量相同，通過溫度計的示數(shù)高低得出吸熱多少，進而判斷熱值大?。蝗剂贤耆紵懦龅臒崃康亩嗌?，是通過溫度計示數(shù)的變化來反映； （2）實驗應燃燒相等質量的酒精與紙，比較水升高的溫度，然后比較酒精與紙的熱值大小，而不是用酒精與紙對水加熱，比較相同時間內水升高的溫度，再比較酒精與紙的熱值大?。话凑_的操作，實驗需要用天平測酒精、紙、水的質量 . 因此還需要的一個測量器材是天平； （3）由于燃料燃燒放出的熱會散失到空氣中，又或被燒杯等實驗裝置吸了熱，使Q放大于Q吸，依此計算出燃料的熱值比實際要偏小些． 故答案為：（1）自下到上；溫度計示數(shù)的變化；（2）比較相同時間內水升高的溫度；天平；（3）燃料燃燒放出的熱會散失到空氣中 . 【分析】（1）為了能夠確保用酒精外焰加熱，應首先固定酒精燈，再固定其它儀器；燃料完全燃燒放出的熱量的多少不易直接觀察，要通過溫度計示數(shù)的變化來反映； （2）實驗中應燃燒相同質量的酒精和紙片，再比較相同時間內水升高的溫度；實驗中還需要有質量的儀器－－天平； （3）實驗中存在著不能準確沒出燃燒值的原因：燃料不可能完全燃燒、燃料燃燒放出的熱量不可能被水完全吸收 . 六、綜合題 19.【答案】（1）壓縮 （2）10kg乙醇汽油完全燃燒放出的熱量是4.6108J； （3）該車此時的效率為20%； （4）使用乙醇汽油的好處是：污染小 【解析】【解答】解：（1）如圖所示，進氣門和排氣門均關閉，活塞由下向上運動，所以為壓縮沖程； （2）10kg乙醇汽油完全燃燒放出的熱量Q=mq=10kg4.6107J/kg=4.6108J； （3）牽引力做的功W=Fs=920N1105m=9.2107J， 該車此時的效率η=100%=100%=20%； （4）使用乙醇汽油的好處是：污染?。? 故答案為：（1）壓縮； （2）10kg乙醇汽油完全燃燒放出的熱量是4.6108J； （3）該車此時的效率為20%； （4）使用乙醇汽油的好處是：污染?。? 【分析】（1）根據(jù)氣門的開關情況和活塞的運動方向判斷是哪一個沖程； （2）根據(jù)Q=mq求出10kg乙醇汽油完全燃燒放出的熱量； （3）根據(jù)W=Fs求出行駛100km牽引力做的功，根據(jù)η=求出效率； （4）從節(jié)能環(huán)保的角度作出分析和解答．　 20.【答案】（1）解：煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量：Q放=mq=0．2kg3107J/kg=6106J； （2）解：由圖可知，經(jīng)過6min時間加熱后水溫由20℃達到80，則水吸收的熱量：Q吸=cm（t-t0）=4．2103J/（kg?℃）10kg（80℃-20℃）=2．52106J； （3）解：煤爐燒水時的熱效率：η=Q吸/Q放100%=2．52106J/（6106J）100%=42%. 【解析】故答案為：（1）6106J；（2）2．52106J；（3）42%. 【分析】本題已知煤的質量和熱值，利用公式可以求出煤完全燃燒后的熱量；由圖可知，經(jīng)過6min時間水溫由達到利用可以計算水吸收的熱量；熱效率是等于水吸收的熱量與煤燃燒放出的熱量之比.