人教版物理九年级全一册同步提优训练：14.2　热机的效率（含答案）

1、第2节热机的效率题组1燃料的热值 1.2020年10月12日0时57分,在我国西昌卫星发射中心,“长征三号乙”运载火箭托举“高分十三号”卫星直冲云霄,卫星随后进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。长征系列火箭使用液态氢做燃料,主要是由于该燃料()A.比热容大B.热值大C.所含热量多D.内能大2.下列关于热值的表述正确的是()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.燃料燃烧放出的热量越多,热值越大D.燃料的热值只与燃料的种类有关3.一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量为6.6106 J,这些能量相当于完全燃烧0.55 kg的干木柴才能得到,则干木柴的热值为J/kg,干木柴用掉

2、一半后,剩余干木柴的热值将(选填“变大”“变小”或“不变”)。4.(2021哈尔滨)哈尔滨市正在进行的老旧小区改造措施惠及万民,其中为房屋外墙安装保温层、更换门窗等措施可减少散热,提高室温,实现“节能减排”,因此某居民楼一冬天可节约燃煤2.8104 kg,这些煤完全燃烧可放出的热量为J,这些热量可使太阳岛人工湖中1.0108 kg的水温度升高。水的比热容为4.2103 J/(kg),煤的热值为3.0107 J/kg5.若天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收,现要在标准大气压下把5 L的水从20 加热至沸腾。已知水的比热容为4.2103 J/(kg),天然气的热值为q天然气=4107 J/m

3、3。求:(1)在这个过程中水吸收的热量。(2)需完全燃烧天然气的体积。题组2热机的效率 6.(2020无锡)某辆行驶的小轿车,其正常工作时的能量转化情况如图所示,若输入的化学能为2000 J,输出的动能为300 J。则输出的内能和声能共计J;输出的有用能量是动能,则小轿车正常工作时的热机效率为。7.(2020枣庄)关于热机的效率,下列说法正确的是()A.在做功同样多的情况下,热机的效率越高消耗的燃料越多B.一般情况下柴油机的效率比汽油机高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8.(2020聊城)小华家使用的是天然气热水器,他尝试估测该热

4、水器的效率,以核对铭牌上的数值是否准确。当只有该热水器使用天然气时,把50 kg的水从20 加热到54 ,天然气表的示数由1365.05 m3变为1365.17 m3,已知水的比热容c水=4.2103 J/(kg)。天然气的热值q=7.0107 J/m3。求:(1)水吸收的热量。(2)消耗的天然气完全燃烧放出的热量。(3)该热水器的效率。9.(2021眉山)改革开放以来,我国人民的生活水平不断提高,汽车已成为多数人的代步工具。某品牌国产汽车以72 km/h的速度在平直公路上匀速行驶100 km,消耗了汽油6 L,汽车发动机的功率为12 kW,已知:汽油的热值q=4.6107 J/kg,汽油的密

5、度为=0.7103 kg/m3。求该汽车匀速行驶100 km的过程中:(1)消耗汽油的质量。(2)发动机所做的功。(3)发动机的效率。(结果精确到1%)题后反思在解决有关热效率的问题时,计算有效利用的热量的公式为Q吸=cm(t-t0)=cmt,计算燃料完全燃烧放出的热量的公式为Q放=qm或Q放=qV,将Q吸和Q放联系在一起的公式为效率公式=Q吸Q放。在解题时,明确以上各公式,根据题目给出的条件和要求的物理量,利用公式或其变形式进行求解。思维拓展提升能力素养10.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10 g,烧杯内的液体质量也相同。(1)比较不同燃料的热值,应选择两图进行实验

6、,实验中通过观察 比较两种燃料的热值;比较不同物质的比热容,应选择两图进行实验,实验中通过比较来比较液体吸热的多少。(2)比较不同物质的比热容,选用图中适合的装置加热相同时间后,液体a升温多,由此可知:质量相同的液体a与b,升高相同的温度时,液体a吸收的热量(选填“大于”“等于”或“小于”)液体b吸收的热量。(3)若图甲烧杯中为50 mL的水,10 g酒精完全燃烧使温度计示数升高了20 。水的比热容为4.2103 J/(kg)水吸收的热量为。若酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收,则计算出酒精的热值是。算出的酒精的热值与标准值相比(选填“偏大”“偏小”或“一样大”)。答案解析第2节热机的效率1.

7、B2.D解： 热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量,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。3.1.2107 不变4.8.410112解： 这些煤完全燃烧可放出的热量:Q放=m煤q煤=2.8104 kg3.0107 J/kg=8.41011 J;根据题意可知,水吸收的热量Q吸=Q放=8.41011 J;这些热量可使太阳岛人工湖中1.0108 kg的水温度升高:t=Q吸c水m水=8.41011 J4.2103 J/(kg)1.0108 kg=2 。5.(1)水的质量为m=V水=1.0103 kg/m3510-3 m3=5 kg,在标准大气压下水的

8、沸点是100 ,水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2103 J/(kg)5 kg(100 -20 )=1.68106 J。(2)由=Q吸Q放可得天然气完全燃烧放出的热量:Q放=Q吸=1.68106 J50%=3.36106 J,由Q放=Vq得需要完全燃烧天然气的体积:V=Q放q天然气=3.36106 J4107 J/m3=0.084 m3。6.170015%解： 由图知,输入的化学能E=2000 J,输出的动能E1=300 J,输出的内能和声能:E2=E-E1=2000 J-300 J=1700 J;小轿车正常工作时的效率:=E1E100%=300 J2000 J100%=15%。7.

9、B8.(1)水吸收的热量:Q吸=c水m水t=4.2103 J/(kg)50 kg(54 -20 )=7.14106 J。(2)消耗的天然气:V=1365.17 m3-1365.05 m3=0.12 m3;天然气完全燃烧放出的热量:Q放=qV=7.0107 J/m30.12 m3=8.4106 J。(3)该热水器的热效率:=Q吸Q放100%=7.14106J8.4106J100%=85%。9.(1)消耗汽油的体积:V=6 L=610-3 m3,由=mV可得,消耗汽油的质量:m=V=0.7103 kg/m3610-3 m3=4.2 kg。(2)由v=st可得,汽车行驶100 km所用的时间:t=s

10、v=100km72km/h=2518 h=5000 s;由W=Pt可得,发动机所做的功:W=Pt=1.2104 W5103 s=6107 J。(3)由Q放=mq可得,汽油完全燃烧所放出的热量:Q放=mq=4.2 kg4.6107 J/kg=1.932108 J;发动机的效率:=WQ放100%=6107 J1.932108 J100%=31%。10.(1)甲、乙温度计示数的变化 甲、丙加热时间的长短(2)小于(3)4.2103 J4.2105 J/kg偏小解： (3)50 mL水的质量:m水=水V=1.0103 kg/m35010-6m3=0.05 kg;水吸收的热量:Q吸=cm水t=4.2103 J/(kg)0.05 kg20 =4.2103