沪科版九年级物理13.4热机效率和环境保护同步测试

2019-2019 学年沪科版九年级物理 13.4 热机效率和
环境保护同步测试
一、单项选择题
1.以下说法中正确的选项是（）
A. 5g 汽油比 2kg 汽油的热值少
B. 比热容是物质的一种特征，与物质的种类与状态无
C. 温度低于 0℃的物体不拥有内能
D. 在转变和转移的过程中，能量的总量保持不变
2.四冲程汽油机的飞轮转速是1200 转/分，那么 1 秒钟内汽油机对外做功次数为（）
A.5次
B. 10次
C. 20
次 D. 40次
3.现代火箭常用液态氢作燃料，这是因为液态氢拥有（）
A. 较大的比热容
B. 较大的内能
C. 较大的热
值 D. 许多的热量
4.北京 1 月 15 讯：国防科工委组织研究的50 吨级液氢液氧运载火箭发动机今天在京进行了 200 秒热试车，试验获得圆满成功，这将为我国此后发展卫星技术、高空探测和载人航天发挥重要作用.该发动机的燃料之所以采纳液氢，是因为液氢拥有（）
A. 较高的燃点
B. 较大的比热容
C. 较高的沸
点 D. 较大的热值
5.某四冲程汽油机工作时转速是2400r／min.对于此热机的工作以下说法正确的
A. 压缩冲程中内能转变为机械能
B. 四个冲程中曲轴转动2圈，同时做功 2 次
C. 此汽油机每秒对外做功10 次
D. 此汽油机每秒对外做功20次
6.为节俭能源，需提升热机的效率，以下举措中不可以提升热机效率的是
A. 尽量使燃料充足焚烧
B.尽量减少热机零件间的摩
擦
C. 尽量减少废气带走的热量
D.尽量增添热机的工作时间
7.跟着燃煤的价钱不停上升，少量非法商贩将煤矸石(矿井下与煤共生一处的石
块)粉碎后掺在优良煤中高价销售给客户。

为防止受骗，最适合的方法是检测下
述物理量中的（）
A. 比热容
B.熔点
C.密
度 D.热值
8.实验小组同学发现，相同状况下烧开一壶水，用天然气比用煤气的量要少，
其原由是因为这两种燃料拥有不一样的（）
A. 质量
B. 热值
C. 比热
容 D. 密度
9.以下数据切合实质的是（）
A. 煤油热值为 4.7 ×102 J/kg
B. 柴油机的效率可达到80%
C. 酒精的比热容是 2.4 ×107J/（kg?℃）
D. 吸气冲程中气缸内压强小于
1 标准大气压
10.对于燃料和热值，以下说法正确的选项是（）
A.燃料热值与燃料的质量没关
B.简单焚烧的燃料，热值必定大
C.煤的热值大于干木柴的热值，焚烧煤放出的热量比焚烧木柴放出的热量必
定多
D.为了提升锅炉的效率，必定要用热值高的燃料
二、填空题
11.一个成年人参加一次长跑，身体耗费的能量为 6.6 ×106J，这些能量相当于完全焚烧 0.55kg 的干木柴才能获得，则干木柴的热值为________J/kg，干木柴用掉一半后，节余干木柴的热值将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）12.我国汽车保有量在快速增添，截止2019 年，我国处于使用状态的汽车数目
已打破 1 亿辆．每辆汽车每年耗油 1.8吨，汽车内燃机的效率均匀取值 30%．假如能把内燃机效率提升 1%，我国每年能够节俭燃油 ________t，相当于煤炭
________t（煤油的热值为 4.6 ×107J/kg，煤炭的热值为 3.0 ×107J/kg）．
13.一台柴油机完整焚烧必定质量的燃料放出了8×107J 的热量，损失了 4.8 ×107J 热量，该柴油机的效率为________
14.汽车已经进入我国一般家庭，汽车的燃料多数是汽油，这是因为汽油
的 ________大；汽车发动机工作时会产生大批的热量，为了保持发动机温度
不至太高一般都采纳多种方式进行冷却散热．此中采纳水冷倒是因为水
的 ________大．依据液体温度高升，液体向上运动知识你以为冷却水循环流动
时合理的方向是________（A﹣B﹣C 或 C﹣B﹣A）．
15.转速为 2400r/min 的四冲程汽油机，每秒内达成________个冲程，对外做功________次．
三、解答题
16.（2019?昆明）某品牌轿车的质量为 M（含驾乘人员），车的钢质外壳密度为ρ1、质量为m，发动机的效率为η1 ．若该车在平直道路上匀速行驶遇到地面的摩擦力为车总重的 k 倍（k＜1，为常数），遇到的空气阻力为 f，忽视其余摩
擦阻力．经过技术改革，厂家将车外壳换成了等体积，密度为ρ
的新资料（ρ
22＜ρ1），并对车子的流线型进行了优化，使车子收到的空气阻力降低了2%，还
将车子的发动机效率提升了η2 ．改良后汽车以相同的速度匀速行驶，求改良
后汽车的耗油量m2与改良前的耗油量m1的比．（设改良前后汽车行驶的路况、
行程、驾乘人员相同．不带单位计算）
四、实验研究题
17.小王学习燃料的热值以后，自己设计一个实验来研究酒精和碎纸片的热值大
小.
（1）实验装置如图甲、乙所示，你以为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个
器件的安装次序是 ________（由下而上／由上而下） .
（2）为保证明验结论的靠谱，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）实验数据记录以下表：
燃料加热前水燃料燃尽时水燃料的热值ｊ .K ｇ－1
温℃温℃
酒精1535 2.4 ×106
碎纸片 1525？
依据表中数据，计算出碎纸片的热值是________ｊ.K ｇ－1.
（4）经过实验获得的燃料热值与实质对比是偏 ________（选填“大”或“小”），你以为出现这样状况的主要原由是： ________.
五、综合题
18.一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其v-t 图像以下，在第10s 时速度达到 20m/s，经过的行程为120m,设汽车内行驶过程中所受阻力不变，大小为 f=4000N．
求：
（1）该汽车的恒定功率为多少 W？
（2）在 0～10s 内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少 J？
（3）若发动机的转变效率为 80%，则需要焚烧多少千克汽油才能使发动机做这
么多功？（已知汽油的热值约为 5×107J/kg）
19.某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是 50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的均匀压强为9.0 ×l05Pa，求：
（1）做功冲程中燃气对活塞的均匀压力．
（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功．
（3）若燃气对活塞的均匀压强为 p，设活塞的面积为 S，冲程长为 L，如图所示，而 V=SL，请推导出一个做功冲程中燃气对活塞做的功W=pV ．
答案分析部分
一、单项选择题
1.【答案】 D
【分析】【解答】解：
A 、燃料的热值只与燃料的种类相关，与燃料的质量没关，所以5g 汽油和 2kg 汽油的热值相同大，故 A 不正确；
B、比热容是物质自己的一种特征，决定于物质的种类和状态，故 B 不正确；
C、全部物体都有内能，故温度低于0℃的物体也拥有内能，故 C 不正确；
D、不一样形式的能量在转变和转移过程中总量保持不变，故 D 正确。

应选 D。

【剖析】（1）热值是燃料的一种特征，它只与燃料的种类相关，与燃料的质量、
（2）比热容是物质自己的一种特征，与物质的种类和状态相关，与物质汲取
热量的多少、质量多少、温度变化没相关系；
（3）全部物体都有内能，内能的大小与温度、质量和状态相关；
（4）不一样形式的能量在必定条件下能够发生转移或转变，在转移或转变
过程中，总量保持不变。

2.【答案】 B
【分析】【解答】解：飞轮转速是1200r/min=20r/s，因一个工作循环转 2 圈，对外做功一次，所以每秒能够对外做功10 次．
应选 B．
【剖析】在四冲程内燃机曲轴转一圈，达成 2 个冲程， 1 个工作循环中包含 4 个冲程并对外做功 1 次．
3.【答案】 C
【分析】【剖析】运载火箭采纳液态氢作为火箭的燃料，原由是液态氢拥有较
高的热值，完整焚烧相同质量的液态氢和其余燃料对比，液态氢能够开释出更
多的热量；
应选 C．
4.【答案】 D
【分析】【剖析】液态氢作为燃料,是利用它焚烧放出的热量,焚烧相同质量的物质,热值越大 ,放出的热量越多 ,所以正确答案是D
应选： D
5.【答案】 D
【分析】【解答】汽油机转速2400r/min，则每秒转 40 转，四冲程汽油机达成20 个循环过程，在一个循环中对外做功一次，所以对外做功20 次， D 切合题意 .
故答案为： D.
【剖析】（1）在压缩冲程末、做功冲程初，火花塞冒出电火花，将混淆气体点燃，混淆气体强烈焚烧，产生高温高压的燃气，推进活塞向下运动，带动曲轴
转动，对外做功．在这个过程中，燃气推进活塞做功，内能减少，温度降低，
燃气的内能转变为活塞的机械能．
（2）四冲程汽油机的四个冲程为一个工作循环，一个工作循环中只有做功冲程
对外做功，活塞来去两次，曲轴转动两周．先依据汽油机的转速求出 1s 内汽油机曲轴的转动圈数，而后求出 1s 内汽油机对外做功的次数．
6.【答案】 D
【分析】【解答】解：热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完整焚烧放出
的能量之比．所以减少热量的损失能够提升热机的效率．所以使燃料充足燃
烧、减少废气带走的热量、减少热机零件间的摩擦都能够减少热量的损失，提
高效率．
增添热机的工作时间，其实不可以减少热量的损失，所以不可以提升热机的效率．应选 D
【剖析】要解决本题，需要掌握热机的效率的观点．热机的效率是指用来做有
用功的能量与燃料完整焚烧放出的能量之比．比值越大，效率越高
7.【答案】 D
【分析】【剖析】优良煤和低质煤的热值不一样，焚烧相同的质量，开释的热量
不一样，优良煤开释的热量多，所以价位也高，所以非法商家将它们搀和在一
起，牟取暴利，选D。

【评论】解决本题的重点是熟知燃料焚烧的热值的含义。

8.【答案】 B
【分析】【解答】解：烧开同一壶水需要的热量相同，用天然气比用液化气用
量更少，是因为天然气的热值高．
应选 B．
【剖析】烧开同一壶水用天然气比用煤气的量要少，说明完整焚烧相同质量的
天然气和煤气，天然气焚烧放热多．
9.【答案】 D
【分析】【解答】解：A、煤油热值为 4.7 ×107J/kg，故 A 错误；
B、柴油机的效率能够达到40%，故 B 错误；
C、酒精的比热容为 2.1 ×103J/（kg?℃），故 C 错误；
D、吸气冲程需要将空气吸入气缸，则气缸内压强小于 1 标准大气压，故 D 正确．
应选 D．
【剖析】第一对题目中波及的物理量有个初步的认识，对于选项中的单位，可
依据需要进行相应的换算或变换，清除与生活实质相差较远的选项，找出切合
生活实质的答案．
10.【答案】 A
【分析】【解答】解： A 、热值是燃料的一种特征，它只与燃料的种类相关，与燃料的质量、焚烧程度等均没关．故 A 正确；
B、热值大小与燃料能否简单焚烧没关，故 B 错误；
C、燃料焚烧放出热量的多少不单与燃料的热值大小相关，还与燃料的质量以
及焚烧程度相关，故 C 错误；
D、锅炉的效率与燃料的热值高没相关系，故 D 错误；
应选： A．
【剖析】1kg 某种燃料完整焚烧放出的热量，叫做这类燃料的热值．热值是燃料
的一种特征，它只与燃料的种类相关，与燃料的质量、焚烧程度等均没关．
二、填空题
11.【答案】 1.2 ×107；不变
【分析】【解答】 (1)由 Q 放＝mq 可得，干木柴的热值： q ＝
＝ ＝
1.2 ×107J/kg ； (2)用掉一半后 ,干木柴的热值仍为 1.2 ×107J/kg.
故答案为： 1.2 ×107；不变 .
【剖析】由 Q 放＝mq 可得燃料的热值；热值是燃料的特征
,其大小与燃料的质量
没关 .
12.【答案】 5.8 ×106；8.9 ×106
．
【分析】【解答】解：
因为内燃机效率提升 1%，
所以 η=η+1%=30%+1%=31%，
2 1
因为 η=
，
所以 W=ηqm ，
因为内燃机效率提升后实用功是相同的，
所以每辆汽车： η1qm 1=η2qm 2 ，
所以 m 2= m 1 ，
则每辆汽车每年节俭燃油：
△m=m 1﹣m 2=m 1﹣
m 1=（1﹣
）m 1=（1﹣
）×1.8t ≈0.058t ；
所以我国能够节俭的燃油：
8 ×0.058t=5.8 6 △m 总=n △m=1.0×10 10×t ；
所以 m 煤=m 油=6≈6
×5.8 ×10
t8.9×t．10
故答案为： 5.8 ×106；8.9 ×106．
【剖析】内燃机效率提升前后实用功是相同的，依据可得出η1qm1=η2qm2，已知每辆汽车每年耗油的质量，可求出每辆汽车每年节俭的
燃油的质量，从而依据全世界的汽车数目可求出全世界能够节俭的燃油的质量. 13.【答案】 40%
【分析】【解答】解：
有效利用的能量：
E 实用 =8×107J﹣4.8 ×107J=3.2 ×107J，
柴油机的效率为：
η=×100%=×100%=40%．
故答案为： 40%．
【剖析】热机效率是热机有效利用的能量与燃料完整焚烧放出的能量之比，据
此计算．
14.【答案】热值；比热容；A﹣B﹣C
【分析】【解答】解：（ 1）汽车的燃料多数是汽油，这是因为汽油的热值大；
（2）汽车发动机采纳水冷倒是因为水的比热容大，在相同升温的状况下，水
能够汲取更多的热量；
（3）读图可知，水在气缸 A 处吸热升温，密度变小，上升至 B 处，在散热片处放热降温，再抵达 C 处，最后由水泵再一次抽到 A 处，开始第二次循环，故冷却水循环流动时合理的方向是 A﹣B﹣C；
【剖析】联合题意，依据热值的观点，水的比热容的应用，冷却时水循环的原
理等来对题干中的问题进行逐个分析即可．
15.【答案】 80；20
【分析】【解答】解：四冲程汽油机的飞轮转速为2400r/min，则该飞轮每秒钟转 40圈；
因为一个工作循环飞轮转2 圈，达成四个工作冲程，做功1 次，所以1s 内，飞轮转 40 圈，活塞来去运动 40 次，共 20 个工作循环， 80 个冲程，做功 20 次．故答案为： 80；20．
【剖析】汽油机的一个工作循环由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程
四个冲程构成．在一个工作循环中曲轴转 2 圈，飞轮转 2 周，做功一次．
三、解答题
16.【答案】解：设改良后车外壳的质量为m′，汽车的行驶行程为S，汽油的热值为 q，依据题意得：改良前
因为匀速运动，所以F1=f 1，f1=kMg+f，
，
，
改良后
，
，
；
因为匀速运动，
所以 F2=f 2=k（M ﹣m+m′）g+0.98f，
则，
，
故改良后与改良前的油耗量比：
【分析】【剖析】依据η===变形公式写出m的表达式．
四、实验研究题
17.【答案】（ 1）由下而上
（2）相等或相同
（3）1.2 ×106
（4）小；烧杯、空气也汲取热量，而且燃料不行能完整焚烧
【分析】【解答】解：（ 1）四个器件的安装次序是由下而上；
（2）为了比较相同质量的酒精和碎纸片焚烧放出热量的多少，一定控制两者的
质量相等、烧杯内水的质量相等、两个烧杯相同；
（3）相同质量的酒精和碎纸片焚烧放热，酒精焚烧放出的热量能够将水的温度高升 20℃，碎纸片焚烧放出的热量能够将水的温度高升 10℃，可见酒精的热值是碎纸片的 2 倍，所以碎纸片的热值为 1.2 ×106 J?kg-1；
（4）因为烧杯、空气也汲取热量，而且燃料不行能完整焚烧，所以测得的热值
会偏小 .
故答案为：（ 1）由下而上；（ 2）相等或相同；（ 3）1.2 ×106；（4）小；烧杯、
空气也汲取热量，而且燃料不行能完整焚烧．
【剖析】（ 1）组装实验器械的次序为：由下到上，由左到右．
（2）本实验是用焚烧酒精和碎纸片放出的热量加热烧杯内的水，经过水温度的
变化，比较水吸热的多少，从而得出碎纸片的热值与酒精热值的大小关系，再
计算出碎纸片的热值，所以要控制变量（酒精和碎纸片的质量、两烧杯中水的
质量、以及两个烧杯）相等或相同．
（3）经过水温度的变化值得出水吸热的大小关系，也就知道焚烧酒精和碎纸片
放出热量的关系，又知道焚烧的质量相同，据此得出热值关系，求出碎纸片的
热值．
（4）有两个原由，一是“烧杯、空气也汲取热量”，二是“燃料不行能完整焚烧”
五、综合题
18.【答案】（ 1）解 :匀速运动时，牵引力也阻力是一对均衡力，所以该汽车的
恒定功率为：
（2）解 :0～10s 内汽车发动机产生的牵引力所做的功：
（3）解 :依据得，燃料焚烧开释的热量为：
焚烧汽油的质量为：
【分析】【剖析】（ 1）当汽车做匀速直线运动时，牵引力等于阻力，依据公式
P=Fv 便能够计算出车的恒定功率；
（2）已知车的恒定功率，又知道时间，依据公式W=Pt 即可计算出汽车发动机的牵引力所做的功；
（3）发动机所做的功为实用功，依据公式求出汽油完整焚烧放出的热量，由公式计算出汽油的质量 .
19.【答案】（ 1）解：∵p=9.0 ×l05Pa，S=30cm2=30×10﹣4m2，
∴燃气对活塞的均匀压力为：F=pS=9.0×l0 5Pa×30×10﹣4m2=2700N．
（2）解：∵S=50mm=0.05m，
∴一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W=Fs=2700N× 0.05m=135J．
（3）解：∵p= ，∴
活塞遇到的压力：
F=pS，
∵在做功冲程，活塞挪动的距离为L ，发动机的单缸排量V=SL ，
∴燃气对活塞所做的功：
W=FL=pSL=pV ．
【分析】【剖析】（ 1）知道燃气的均匀压强和活塞的面积，可利用公式F=PS 计算出均匀压力的大小．
（2）知道活塞在气缸中挪动的距离，可利用公式W=FS 计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功．
（3）在做功冲程里，求出了燃气对活塞的压强，知道活塞的面积，利用p=求活塞遇到的压力，又知道活塞挪动的距离（冲程长），利用功的公式W=Fs 求每个做功冲程燃气做功．。