人教版九年级物理全一册同步练习题 热机的效率

《分子热运动》同步练习
1.2016年8月．我国发射了全球首颗量子卫星，为纪念墨子，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.质量相同的甲乙两种燃料，完全燃烧放出的热量比为2：1，则它们的热值比为（ ）
A.2：1
B.1：2
C.4：1
D.1：4
3.有关燃料燃烧及燃料的热值，下面说法正确的是（ ）
A.燃料燃烧的过程中内能转化为化学能
B.燃料的热值越大，燃烧过程中放出的热量越多
C.燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
D.以上说法均不正确
4.已知烟煤的热值是2.9×107
J/kg ，那么（ ）
A.2kg 的烟煤燃烧时，一定能放出热量是5.8×107J
B.1kg 的烟煤完全燃烧时，一定能放出热量是2.9×107J
C.1kg 的烟煤温度降低 1℃时放出热量是2.9×107J
D.10kg 烟煤的热值为2.9×108J/kg 5.氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点．氢气的热值为14.3×107J/kg ，完全燃烧0.1kg
的氢气可放出 ______ J 的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值 ______ （变大/变小/不变）．
6.汽车发动机一般是柴油机或汽油机，它把燃料燃烧放出的
______ 能转化为机械能，完全燃烧0.1kg 的汽油能够获得
______ J 的能量；（汽油的热值为4.6×107
J/kg ）汽车发动
机常用循环流动的水来帮助它散热，主要是利用了水的
______ 较大的特点．小明同学阅读了汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图所示的图表，请根据给出的信息，计算该内燃机的效率为 ______ ．
7.有一种汽油500克，完全燃烧可以放出2.3×107焦的热量，现有这种汽油3千克，其热
值为 ______ 焦/千克．假如某种无烟煤热值是3.36×107
J/㎏，如果将5㎏从15℃的水烧到95℃，需要完全燃烧 ______ ㎏这种无烟煤（假设燃烧的热量全部被水吸收）．
8.5kg 酒精完全燃烧放出的热量是1.5×108J ，则酒精的热值是 ______ J/kg ；一杯酒精，倒掉一部分后，它的热值会 ______ （选填“变大”、“变小”或“不变”）．
9.汽油机等内燃机中，燃料燃烧释放的能量并不会
全部用来做有用功，试在如图中的括号①、②内填
出能量流失的形式．
① ______ ② ______
已知某台汽油机的效率是30%，如果这台汽油机用来做有用功的能量是9×104J ，则这段时间里汽油机消耗了 ______ g 的汽油（假设汽油的热值为4×107J/kg ）．
10.小明学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧
放出的热量会被水吸收，
而水的比热容已知．（注：燃料完全燃烧放出的热量用Q 放=mq 计算，其中，q
表示燃料的热值，m 表示燃料的质量）．自己设计
一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关
系，他组装了如图所示的装置进行实验．
（1）为了保证实验结论的可靠性，小明择了两套相同的装置，在实验中他还应控制：煤油和菜籽油的质量及烧杯中水的质量 ______ （选填“相同”或“不同”）．
（2）在确保实验的可靠性的前提下进行实验，实验记录如表所示．分析表中数据可得：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 ______ ．
置图的基础上补充的实验仪器是： ______ ．利用此实验方法计算出的热值将比真实值 ______ （填“偏大”或“偏小”），理由是： ______ ．
答案与解析
1.D
解：发射卫星的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D正确．
故选D．
热值是指1千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量，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，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小．
本题考查学生对热值定义的掌握情况，需要根据火箭的具体应用来分析．
2.A
解：由题知，质量之比m1：m2=1：1，这两种燃料完全燃烧放出的热量之比Q1：Q2=2：1，由Q放=mq得两种燃料的热值之比：
q1：q2=：=：=2：1．
故选：A．
知道两种燃料放出热量和质量之比，利用燃料完全燃烧放热公式Q放=mq求这两种燃料热值之比．
本题考查了学生对燃料完全放热公式Q放=mq的掌握和运用，因为是求比值，要细心，防止因颠倒而出错！
3.D
解：A、燃料燃烧的过程中，是将化学能转化为内能的过程，故A错误；
B、燃料燃烧放出的热量与是否完全燃烧、燃料的热值和质量都有关系，因此热值大的燃料不一定放出的热量多，故B错误；
CD、燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧情况无关，故C错误，D正确．
故选D．
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．
本题考查了学生对燃料热值是燃料特性的理解与掌握，是经常考的题型，充分理解“热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关”．
4.B
. 解：A、2kg的烟煤完全燃烧时，根据Q=mq=2kg×2.9×107J/kg=5.8×107J，所以2kg的烟煤燃烧时不一定完全燃烧，则放出的热量不一定是5.8×107J，故A错误；
B、因为烟煤的热值是2.9×107J/kg，所以1kg的烟煤完全燃烧，一定能放出2.9×107J 的
热量，故B正确；
C、1kg的烟煤温度降低放出的热量与物质的热值无关，所以C错误；
D、10kg烟煤的热值不变，仍是2.9×107J/kg，不是2.9×108J/kg；故D错误；
故选B．
1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值．热值是燃料的一种特性，与燃料的质量体积以及是否完全燃烧都无关．
本题考查对比热容和热值是物质的一种特性的理解，此题属于常见题型．
5.1.43×107；不变
解：（1）0.1kg氢气完全燃烧放出的热量：Q放=mq=0.1kg×14.3×107J/kg=1.43×107J；（2）热值是物质的一种特性，与物质的质量、体积大小无关，所以一罐氢气用去一半，剩下的氢气热值不变．
故答案为：1.43×107；不变．
（1）知道氢气的热值和氢气的质量，利用Q放=mq求完全燃烧放出的热量；
（2）热值是物质的一种特性，它的大小和物质的种类有关，和物体的质量、体积大小无关．本题考查了学生对密度公式的掌握和运用，知道使用氧气前后瓶内氧气的体积不变是本题的关键；热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关．
6.内；4.6×106；比热容；30%
解：（1）由课本基础知识可知：内燃机工作时将内能转化为机械能；
汽油的热值q=4.6×107J/kg，完全燃烧的汽油质量m=0.1kg，
所以其放出的能量：Q=mq=0.1kg×4.6×107J/kg=4.6×106J．
（2）水的比热容最大，相同质量的水和其它物质相比，吸收相同的热量后，温度升高的最小，所以发动机里用水来做冷却剂．
（3）由图示的能流图可知，总能量占1，损耗的能量占70%，所以汽油机的效率为30%．故答案为：（1）内；4.6×106；（2）比热容；（3）30%．
（1）根据课本中关于内燃机工作时的能量转化的基础知识即可获得此题的答案；利用汽油的热值，根据公式：Q=mq即可求得完全燃烧1kg的汽油能够获得的能量；
（2）由于水的比热容在所有物质中最大，所以经常用水来做散热剂或冷却剂；
（3）总能量减去浪费掉的能量，就是有效利用的能量，由此可以求得该内燃机的效率．此题考查学生对内燃机能的转化、燃料燃烧放热的计算、水比热容大的应用以及热机效率的理解和掌握．
7.4.6×107；5×10-2
解：汽油的热值为q===4.6×107J/kg；
如果将5㎏从15℃的水烧到95℃吸收的热量为Q=C m△t=4.2×103J/（kg•℃）×5kg×80℃=1.68×106J，
所以m===5×10-2kg．
故答案为：4.6×107；5×10-2．
（1）已知汽油的质量和放出的热量，可以得到热值；
（2）根据吸热公式Q=C m△t求出吸收的热量；再根据m=求出燃料的质量．
此题考查学生有关热量的计算，熟知计算原理是关键．
8.3.0×107；不变
解：酒精的热值为：q=放==3×107J/kg；
燃料的热值是燃料的特性，不随燃料质量的改变而改变，
所以一杯酒精，倒掉一部分后，质量变少，剩余酒精的热值不变，仍为3×107J/kg．
故答案为：3×107；不变．
由题可知燃烧的质量和放出的热量，可利用公式q=放计算燃料的热值；燃料的热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，不随燃料质量的改变而改变．
本题考查了学生对热值概念及公式的理解和应用，注意燃料的热值是燃料的特性，与燃料质量的多少无关。

9.散热和克服摩擦损失的能量；废气带走了大部分能量；7.5
解：（1）由图可知，能量流失的形式有：
①克服机械间的摩擦损失了一部分能量；
②排放的废气带走大部分能量；
，所以Q放=有用==3×105J，
（2）因为η=有用
放
因为Q放=mq，
所以m=放==0.0075kg=7.5g．
故答案为：①散热和克服摩擦损失的能量；②废气带走了大部分能量；7.5．
（1）根据内燃机燃料燃烧能量走向示意图回答；
（2）知道汽油机的效率和做有用功的能量，利用效率公式求燃料完全燃烧放出的热量，再根据Q放=mq求消耗汽油的质量．
本题考查了学生对内燃机燃料燃烧能量走向示意图、效率公式、燃料完全燃烧放热公式的了解与掌握，知道内燃机燃料燃烧能量走向示意图是本题的关键．
10.相同；煤油；天平；偏小；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
解：（1）因燃料放出的热量与燃料的热值和质量有关，所以要探究煤油和菜籽油的热值的大小关系，必须控制燃料的质量相等；由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中还应控制水的质量相等；
（2）由图表数据可知在燃料燃尽后甲杯中的水温度升高得多，说明燃烧相同质量的燃料水吸收的热量多，煤油放出的热量多，所以煤油的热值较大；
（3）要控制燃料的质量相等、水的质量相等，需要用天平来测量；
由于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，所以利用此实验方法计算出煤油和菜籽油的热值比真实值要偏小些．
故答案为：（1）相同；（2）煤油；（3）天平；偏小；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．
本题主要考查利用控制变量法和转换法设计实验的能力，由于燃料的热值不能直接测量，所以通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小，又由于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．
本题是一道关于热值的实验探究题，知道热值的意义；会用控制变量法和转换法设计探究实验是本题的解题关键．。