2.2 人教版九年级上册物理第十四章《内能的利用》热机的效率 专题训练含答案及解析

简单1、关于燃料的热值下列说法中正确的是（）A．燃料的热值与燃料的燃烧情况无关B．容易燃烧的燃料热值一定更大C．热值大的燃料燃烧时释放出的热量一定更多D．为了提高锅炉的效率，应该选热值大的材料【分析】1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值；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．【解答】AB、热值大小与燃料是否容易燃烧、燃料的燃烧情况无关，故A正确，B错误；C、根据Q＝mq可知，放出的热量与热值、质量有关，故C错误；D、效率的等于锅炉吸收的热量与燃料完全燃烧放出热量的比值，因此选用热值大的材料不会提高锅炉的效率．故D错误．故选A．2、氢气的热值为14.3×107J/kg，完全燃烧0.1kg氢气可以放出_________J 的热量；作为燃料，氢气燃烧后的生成物仅为水，和煤炭相比具有_________的特点．【分析】（1）知道氢气的热值和氢气的质量，利用燃料完全燃烧放热公式Q 放＝mq求氢气完全燃烧放出的热量；（2）氢气燃烧后的生成物仅为水，而煤炭燃烧会产生二氧化硫和灰尘等，会污染环境．【解答】（1）0.1kg的氢气完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝0.1kg×14.3×107J/kg＝1.43×107J；（2）由于氢气的燃烧产物是水，所以氢气的优点为清洁、无污染．故答案为：1.43×107；清洁、无污染．3、热机的效率是指热机转变为有用功的能量与燃料_____________所释放的能量的比值．要提高热机的效率，就应该使燃料尽可能的充分燃烧，并尽量减少_____________；保证良好的机械润滑，减小摩擦．【分析】要解决此题，需要掌握热机效率的概念：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．【解答】热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．有效利用的热量越多，热机的效率越高．所以要尽量使燃料充分燃烧，并减少机械散热和废气带走的热量，减小由于摩擦消耗的热量．故答案为：完全燃烧；机械散热和废气带走的热量．4、如图所示表示的是汽油机的能量流向，对照此图，下列说法不正确的是（）A．废气的排放所占比例最大，减少该部分能量损失是提高热机效率的有效手段B．冷却水能量的二次利用可以提高能量利用率C．该汽油机的热机效率为76%D．该汽油机的能量利用率为30%【分析】热机的效率是指有利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比，要提高其效率，应尽量减少能量的损失．【解答】由图示知，废气带走了大部分的能量，所以减少该部分的能量损失是提高热机效率的有效手段，A说法正确，不符合题意；冷却水带走的热量仅次于废气带走的热量，所以冷却水能量的二次利用可以提高能量利用率，B说法正确，不符合题意；该汽油机的热机效率为η＝100%－33%－30%－7%＝30%，C说法错误，符合题意，D说法正确，不符合题意；故选C．5、热机效率高是指（）A．热机的温度高B．热机的功率大C．热机在单位时间内消耗的燃料少D．燃料消耗的内能转化为机械能的百分比大【分析】热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．比值越大，则效率越高．【解答】A、热机效率高低与热机温度的高低无关；B、功率是物体做功快慢的物理量，与热机效率是两个完全不同的概念；C、热机效率的高低与燃烧燃料的多少无关；D、热机效率高就是指转化为机械能的有用能量占消耗的燃料完全燃烧放出热量的百分比大．故选D．6、我们在生活中，常通过燃烧的方式获得内能，但燃料燃烧时释放出的能量总是_________于按照理论上热值计算出来的热量，是因为_________以及__________________．如图所示的燃料利用率_________（填“大”“小”或“等”）于50%．【分析】（1）通过燃烧的方式获得内能时，由于燃料燃烧不充分和热量散失造成释放的热量小于理论上热值计算出来的热量；（2）燃料利用率是指有效利用部分和燃料完全燃烧时放出热量的比值．【解答】（1）在生活中，通过燃烧的方式获得内能时，由于燃料燃烧不充分以及散热损失内能，会造成燃料燃烧时释放出的能量总是小于按照理论上热值计算出来的热量；（2）由图可知，有效利用部分大于燃料完全燃烧时放出热量的一半，所以燃料利用率大于50%．故答案为：小；燃料燃烧不充分；散热损失内能；大．因．（2）燃料燃烧得越充分，热机的效率会越高．燃料燃烧产生的能量一部分用来克服机械摩擦，一部分由机器直接散失掉，还有一部分被废气带走，剩下的才是用来做有用功能量．【解答】（1）热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．要提高效率，首先使燃料充分燃烧，然后减少燃烧产生能量的损失．若热机效率较低，主要原因有①废气带走的大量的热；②热机部件间的摩擦大；燃料不充分燃烧等．（2）要提高热机的效率就要：③让燃料充分燃烧，④减少热量的损失，即减少机械摩擦损失、⑤减少机械散热和废气带走热量．故答案为：①废气带走的大量的热；②热机部件间的摩擦大；③使燃料充分燃烧；④减少机械摩擦损失；⑤减少机械散热和废气带走热量．8、关于“热机”，下列说法中错误的是（）A．通过技术改进，可以使热机的效率达到100%B．减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行”C．用水而不用其它循环物质降低热机的温度，主要是利用水的比热容最大的特性D．严寒的冬天，有人晚上把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时，水凝固而胀坏水箱【分析】（1）利用内能做功的机器叫做热机，做功冲程将高温高压燃气的内能转化为活塞运动的机械能；热机的转动部分要克服摩擦做额外功，效率就不可能达到100%；（2）热岛效应的形成是多个因素造成的，如人类生活排出大量二氧化碳和热量等，要降低“热岛效应”就要从热岛产生的原因来分析．（3）用水循环来降低热机的温度，是因为水在升高相同的温度时可以吸收更多的热量，冷却效果好；（4）水箱中装有水，水凝固时体积要变大，就会胀破水箱．【解答】A、使用热机不可避免的要克服机器部件摩擦做额外功，效率不可能达到100%，所以A是错误的；B、“绿色出行”可以减少热机工作时的二氧化碳和热量的排放，是减少城市热岛效应的措施之一就是所以B是正确的；C、水的比热容比较大，在升高相同的温度需要吸收更多的热量，所以利用水来降低热机的温度，所以C是正确的；D、水凝固时体积变大，就会胀坏水箱，所以冬天要把水箱中的水放出，所以D是正确的．故选A．9、完全燃烧1kg柴油放出的热量能使多少质量的水温度升高20℃？[已知柴油的热值是4.2×107J/kg，水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），假定放出的热量被水完全吸收．]（）A．2kg B．20kg C．50kg D．500kg10、下列关于热值的说法中，正确的是（）A．若1kg某燃料的热值是q，则2kg该燃料的热值也是qB．燃料燃烧时，放出的热量越多，这种燃料的热值越大C．燃料燃烧时，用的燃料越多，这种燃料的热值越大D．燃料不完全燃烧时，其热值变小【分析】1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值．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．据此分析判断．【解答】A、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，故A正确；B、1kg某种燃料完全燃烧放出的能量越多，则这种燃料的热值越大，故B错误；CD、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，故CD错误；故选A．11、四口之家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗量分别为：木柴约200kg，烟煤约80kg，液化石油气约30kg，煤气约60kg．这四种燃料中哪一种燃料的热值最高（）A．木柴B．烟煤C．液化石油气D．煤气A．燃料燃烧释放的内能不可能全部做功B．减小各种热损失和增加机件的润滑，可以提高热机效率C．减小和利用废气带走的能量来提高热机效率D．热机工作时能量全都用来做有用功【分析】热机的效率是指用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧所放出的总能量的比值，热机在工作过程中造成能量损失的因素有：燃料很难完全燃烧；排出的废气带走能量；热机的零部件要散热；克服零部件之间的摩擦要消耗能量等．【解答】A、热机中燃料燃烧释放的内能在工作过程中总会有一定的能量损失，故A正确，不符合题意；B、减小各种热损失和增加机件的润滑，能使热机在工作过程中造成能量损失减少，提高效率，故B正确，不符合题意；C、减小和利用废气带走的能量，能使用来做有用功的那部分能量在燃料完全燃烧所放出的总能量中所占比例增大，提高热机效，故C正确，不符合题意；D、热机工作时能量不可能全部用来做有用功、只能尽量减小能量的损失，故D错误，符合题意．故选D．16、甲、乙两汽车，甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高，这表明（）A．甲做功比乙多B．甲做功比乙快C．甲消耗的汽油比乙少D．以相同的牵引力行驶相同的路程，甲耗油比乙少【分析】要解决此题，需要掌握汽油机效率的概念：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．效率高说明比值大．【解答】汽油机的效率是汽油机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．A．①③B．①②C．②④D．③④【分析】要解决此题，需要掌握热机的效率的概念．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；比值越大，效率越高．【解答】热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．所以减少热量的损失可以提高热机的效率；①使燃料充分燃烧、③减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率；②缩短热机的输出功率，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率；④利用废气的能量，可以提高燃料的利用率，不能提高热机效率．故选A．19、有一电热水壶中装有2kg水，若将水从20℃烧开，水需要吸收的热量为__________ J．（水的比热容为：4.2×103J/（kg•℃））【分析】水烧开后的温度为100℃，又知道水的质量和比热容以及初温，根据Q吸＝cm（t－t0）求出水吸收的热量．【解答】水吸收的热量：Q吸＝cm（t－t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃－20℃）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．在压縮冲程中，燃料混合物的温度升髙，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【分析】A、1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值，由Q放＝mq分析判断；B、以天然气为燃料，仍有热散失，仍需克服摩擦做额外功，有用功小于总功，η仍小于1；C、对物体做功（克服摩擦、压缩气体），物体的温度升髙、内能增大；D、天然气燃烧，燃烧更充分，燃烧时产生的一氧化碳对空气污染小【解答】A、由Q放＝mq可知，燃烧时放出的热量与燃料的热值和质量有关，故A错；B、以天然气为燃料时，仍有热散失、仍需克服摩擦做额外功，其机械效率不能达到100%，故B错；C 、在压縮冲程中，对燃料混合物做功，使其温度升髙、内能增大，故C 正确；D 、使用天然气作燃料的目的是对环境污染少、成本低，故D 错．故选C ．2、下列关于热机的说法中，错误的是（ ）A ．热机就是热力发动机的简称B ．热机的大量使用会造成环境污染C ．热机排出的尾气带走很多热量D ．通过技术改进，热机的效率可达到100% 【分析】热机排出的废气带走了大量的热量，所以热机的效率都比较低，同时废气中还含有二氧化碳、二氧化硫等有害物质污染环境．【解答】A 、热机是利用内能来做功的机器，是热力发动机的简称，该选项正确；B 、热机的废气中还含有二氧化碳、二氧化硫等有害物质会污染环境，该选项正确；C 、热机排出的废气要带走很多热量，这是热机效率低的原因之一．该选项正确；D 、通过技术改造只能提高热机的效率，但不可能达到100%．该选项错误； 故选D ．3、某热机的效率是40%，表示它每做l00J 的有用功（ ）A ．需要2.5s 的时间B ．燃料完全燃烧放出的能量是400JC．燃料完全燃烧放出的能量是250JD ．将消耗60J 的无用功从而可知消耗的无用功为：W＝Q－W有用＝250J－100J＝150J，故B和D不符合题意，C符合题意．故选C．4、要提高热机的效率，应采取（）A．要多燃烧燃料B．提高热机的功率C．减少各种能量损失，保证良好润滑D．用热值大的燃料，就能提高热机的效率【分析】热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．要提高效率，就要减少热的损失．【解答】A、要多燃烧燃料，并没有完全利用，不合题意．B、提高热机的功率，增大热机在单位时间内做的功，其效率不一定提高．不合题意．C、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．符合题意．D、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；不合题意．故选C．5、下列关于热机和环境保护的说法中正确的是（）A．热机的大量使用会造成环境污染B．所有的热机都是用汽油作燃料C．汽车排出的尾气都是有毒气体D．热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除【分析】利用内能做功的机器叫做热机；在内能做功的过程中，首先由燃料的化学能通过燃烧转化为内能，再通过做功，将内能转化为机械能．热机的种类有很多，像老式火车的蒸汽机（燃烧煤）、汽车的内燃机（燃烧汽油）、发电厂的汽轮机（燃烧煤）、火箭的喷气发动机（燃烧氢）都是利用内能做功的机器；汽车排放的尾气中有水蒸气、二氧化碳等无害气体，也有二氧化氮等氮氢化合物有害气体；消声器只能够减弱噪声，不能消除噪声．【解答】A、热机都是靠燃烧燃料获得能量的，汽油、柴油等燃料燃烧时都会放出有害气体，污染环境，所以A是正确的；B、热机中有燃烧汽油的（汽油机），有燃烧柴油的（柴油机），有燃烧液态氢的（火箭喷气发动机），所以B是错误的；________，为什么？________．A．在设计和制造上，要不断改进和革新，以减少各种能量损失，就有可能使热机的效率达到100%B．两辆型号相同的小汽车，以相同的速度行驶相同的路程，耗油量小的那辆车效率高C．热机正确使用、注意保养，但不能提高效率D．在热机的各种损失中废气带走的能量最少A．甲做功比乙多B．甲做功比乙快C．甲消耗的汽油比乙少D．以相同的牵引力行驶相同的路程，甲耗油比乙少【分析】要解决此题，需要掌握汽油机效率的概念：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．效率高说明比值大．【解答】汽油机的效率是汽油机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高，所以消耗相同的油，甲做的功多；做同样多的功，甲消耗的油少．ABC没有注意控制变量．D正确．故选D．15、甲、乙两台柴油机做同样多的有用功，甲柴油机消耗柴油3kg，乙柴油机A．尾气的温度越高，柴油机越节能B．尾气的柴油味越浓，柴油机越节能C．尾气的温度越低，柴油机越节能D．尾气的颜色越发黑，柴油机越节能【分析】热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比．燃烧相同的燃料，有效利用的能量越多，效率越高．【解答】尾气的温度高，说明散失的热量多，柴油机的效率低，反之，柴油机的效率高，即节能．尾气的柴油味浓、颜色黑都说明柴油没有充分燃烧，浪费了燃料，这样柴油机的效率会低．故选C．17、历史上热机的出现曾标志着人类利用能源的巨大进步，早期的蒸汽机是将水加热至高温，利用高温高压蒸汽推动机器转到的，与现在的内燃机相比，蒸汽机的效率较低，除了机械造的技术因素外，还有一个重要的原因是：（）A．内燃机所用燃料的热值高B．内热机燃料高温、高压、功率大C．蒸汽机工作是水蒸汽带走了大部分能量D．蒸汽机工作过程不符合能的转化规律【分析】（1）热机的效率等于用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值，是衡量热机性能的重要指标；（2）早期的蒸气机是将水加热高温，利用高温高压蒸气推动机器转动的，因此蒸气机工作时水蒸气带走了大部分能量，导致蒸汽机效率很低．【解答】。