九年級物理寒假分層作業(yè)：第5練 熱機(jī)的效率（解析版）

第5練熱機(jī)的效率一、選擇題1．（2021·湖南·長沙市長郡雙語實(shí)驗(yàn)中學(xué)九年級期中）2021年10月14日18時(shí)51分，我國首顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“羲和號”在太原衛(wèi)星發(fā)射中心由長征二號丁運(yùn)載火箭成功發(fā)射升空，標(biāo)志著我國正式邁入空間探日時(shí)代。下列說法正確的是（）A．火箭使用液氫做燃料，主要是利用了液氫的密度小B．燃料燃燒充分，可以提高熱機(jī)效率C．燃料完全燃燒放出的熱量可以全部用來做功D．若空中的溫度很低，“羲和號”衛(wèi)星的內(nèi)能可能為零【答案】B【詳解】A．火箭使用的燃料主要是液態(tài)氫，原因是液態(tài)氫具有較高的熱值，與其它燃料相比，完全燃燒相同質(zhì)量的液態(tài)氫，可以釋放出更多的熱量，故A錯誤；B．使燃料燃燒更充分，可以增大有效利用的能量，提高熱機(jī)的效率，故B正確；C．燃料完全燃燒放出的熱量，一部分要用來克服機(jī)械部件的摩擦做額外功，還要散失一大部分能量，所以不可能全部用來做功轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故C錯誤；D．任何物體都有內(nèi)能，溫度再低，“羲和號”衛(wèi)星也有內(nèi)能，故D錯誤。故選B。2．（2021·湖北新洲·九年級期中）如圖所示，是內(nèi)燃機(jī)能量轉(zhuǎn)化流程圖。其中①②③④分別對應(yīng)的是（）A．燃料的內(nèi)能散熱和損失的機(jī)械能廢氣帶走的能量有用的機(jī)械能B．燃料的化學(xué)能散熱和損失的機(jī)械能有用的機(jī)械能廢氣帶走的能量C．燃料的化學(xué)能散熱和損失的機(jī)械能廢氣帶走的能量有用的機(jī)械能D．燃料的內(nèi)能散熱和損失的機(jī)械能有用的機(jī)械能廢氣帶走的能量【答案】C【詳解】內(nèi)燃機(jī)是通過燃料燃燒獲取內(nèi)能，并把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，高溫廢氣帶走的能量相當(dāng)多。故①是燃料的化學(xué)能，②是散熱和損失的機(jī)械能，③是廢氣帶走的能量，④是有用的機(jī)械能。故選C。3．（2021·山東蘭山·二模）如圖所示，挖掘機(jī)是建筑常用機(jī)械。關(guān)于挖掘機(jī)涉及到的物理知識，分析有誤的是（）A．挖掘鏟前端有尖齒，是為了增大對物體的壓強(qiáng)B．履帶上有凸棱，是為了減小與地面之間的摩擦C．靠液壓桿的伸縮驅(qū)動機(jī)械臂，是帕斯卡定律的應(yīng)用D．燃料在氣缸內(nèi)燃燒的越充分，發(fā)動機(jī)的效率就越高【答案】B【詳解】A．挖掘鏟的前端做成齒狀，是在壓力一定時(shí)，減小了挖掘鏟與地面的受力面積，從而增大了壓強(qiáng)，故A正確；B．履帶上有凸棱，是在壓力一定時(shí)，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦，故B錯誤；C．挖掘機(jī)液壓桿的工作原理是帕斯卡定律，即加在密閉液體上的壓強(qiáng)，能夠大小不變地由液體向各個方向傳遞，故C正確；D．使燃料燃燒越充分，可以增大有效利用的能量，提高熱機(jī)的效率，故D正確。故選B。4．（2021·廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)九年級階段練習(xí)）如圖所示為甲、乙、丙三部汽油機(jī)燃料完全燃燒釋放的內(nèi)能和汽油機(jī)輸出機(jī)械能的二維柱狀圖。根據(jù)圖中的信息，下列選項(xiàng)正確的是（）A．丙輸出的機(jī)械能比甲少，所以丙的效率比甲低 B．在消耗燃料質(zhì)量相同時(shí)，乙輸出機(jī)械能比甲少C．在輸出的機(jī)械能相同時(shí)，乙比丙消耗更多燃料 D．三部汽油機(jī)中，乙的效率最高【答案】D【詳解】如圖所示，假設(shè)縱坐標(biāo)軸的單位長度為1。AD．由公式可得，甲的效率為乙的效率為丙的效率為可見，三部汽油機(jī)中，乙的效率最高，甲、丙的效率相同，故A錯誤，D正確；B．由圖可知，在消耗燃料質(zhì)量相同時(shí)，乙輸出的機(jī)械能最多，故B錯誤；C．由圖可知，在輸出的機(jī)械能相同時(shí)，乙消耗的燃料最少，故C錯誤。故選。5．（2021·北京師大附中九年級階段練習(xí)）火箭噴氣發(fā)動機(jī)自帶液態(tài)氫燃料和氧化劑，它工作時(shí)不需要空氣，由燃料燃燒產(chǎn)生的強(qiáng)大動力助推火箭升空。使用液態(tài)氫作燃料是利用氫的（）A．含有的熱量多 B．熱值大 C．比熱容大 D．密度大【答案】C【詳解】利用液態(tài)氫作燃料是利用氫的熱值大，完全燃燒相同質(zhì)量的燃料時(shí)，氫放出的熱量更多，故C符合題意。故選C。6．（2021·山西·太原師范學(xué)院附屬中學(xué)九年級階段練習(xí)）某科技小組將普通煤爐（如圖甲所示）設(shè)計(jì)成了雙加熱煤爐（如圖乙所示），在給壺內(nèi)水加熱的同時(shí)，還可將爐壁間的水加熱。雙加熱煤爐相對于普通煤爐有利于（）A．提高煤的熱值 B．煤的充分燃燒C．提高爐子的效率 D．水壺內(nèi)水吸收熱量【答案】C【詳解】A．煤的熱值是由煤本身的性質(zhì)決定的，不會發(fā)生變化，故A不符合題意；B．因?yàn)闋t內(nèi)的燃燒環(huán)境，空間大小等都沒有發(fā)生變化，因此不會影響煤的燃燒程度，故B不符合題意；C．甲圖中燃燒放出的熱量只用來加熱壺內(nèi)的水，而乙圖在給壺內(nèi)水加熱的同時(shí)，還可將爐壁間的水加熱，即在Q放不變的情況下，Q吸變大，因此效率變大，故C符合題意；D．水壺內(nèi)的水沒有發(fā)生任何變化，吸收熱量相同，故D不符合題意。故選C。7．（2021·黑龍江大慶·中考真題）關(guān)于熱現(xiàn)象，下列說法中正確的是（）A．熱傳遞的實(shí)質(zhì)是能量從內(nèi)能大的物體向內(nèi)能小的物體轉(zhuǎn)移的過程B．以目前的科技水平，熱機(jī)的效率無法達(dá)到100%C．初冬季節(jié)，在家里洗澡時(shí)發(fā)現(xiàn)房間里充滿“白氣”，這些“白氣”是水蒸氣D．晶體和非晶體在熔化過程中隨著持續(xù)吸收熱量，溫度會不斷升高【答案】B【詳解】A．熱傳遞的實(shí)質(zhì)是能量從高溫物體傳向低溫物體，或從一個物體的高溫部分傳向低溫部分的過程，故A錯誤；B．熱機(jī)把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能時(shí)，能量的耗散是不可以避免的，所以熱機(jī)的效率不可以達(dá)到100%，故B正確；C．這些“白氣”是水蒸氣液化成的小水滴，故C錯誤；D．晶體熔化持續(xù)吸熱，溫度不變，故D錯誤。故選B。8．（2021·全國·九年級課時(shí)練習(xí)）2021年5月29日20時(shí)55分，貨運(yùn)飛船“天舟二號”在海南文昌發(fā)射場成功發(fā)射，并在8小時(shí)后與“天和核心艙”成功實(shí)現(xiàn)自主交會對接。則下列說法中錯誤的是（）A．用氫作燃料，是因?yàn)闅涞臒嶂荡驜．“天舟二號”打開太陽能帆板后可將太陽能轉(zhuǎn)化為電能C．火箭向下噴燃?xì)獠拍苌仙?，是因?yàn)榱Φ淖饔檬窍嗷サ腄．“天舟二號”和“天和核心艙”對接時(shí)，兩者的動能均為0【答案】D【詳解】A．氫相比其它常規(guī)燃料，熱值更大，較適合做飛船的燃料，故A正確，A不符合題意；B．太陽能板是一種將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，故B正確，B不符合題意；C．火箭向下噴氣，根據(jù)力的作用是相互的可知，氣會對火箭一個向上的力，故C正確，C不符合題意；D．“天舟二號”和“天和核心艙”對接時(shí)，它們都一直在運(yùn)動，所以兩者都存在動能，故D錯誤，D符合題意。故選D。二、非選擇題9．（2021·廣東·高州市第一中學(xué)附屬實(shí)驗(yàn)中學(xué)九年級階段練習(xí)）2021年5月10日，中國一汽紅旗首款自主研發(fā)的氫能發(fā)動機(jī)（圖甲）在中國自主品牌博出覽會亮相。它的工作原理與汽油機(jī)原理相同，但熱效率可達(dá)42%，并可實(shí)現(xiàn)“零碳排放、零污染排放”的“雙零排放”。圖乙是氫能發(fā)動機(jī)的______沖程，發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化是______（選填“機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能”或“內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能”）；完全燃燒10m3氫氣可以輸出______J的功（氫氣的熱值為1.26×107J/m3）?！敬鸢浮孔龉?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能5.292×107【詳解】[1][2]圖中，兩個氣閥關(guān)閉，火花塞噴出電火花，活塞向下運(yùn)動，是做功沖程，在這一過程中，高溫高壓的氣體推動活塞做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。[3]完全燃燒10m3氫氣放出的熱量為熱效率為42%，則輸出的功為三、實(shí)驗(yàn)題10．（2021·云南·云大附中九年級期中）完全相同的三個裝置中，裝有相同質(zhì)量的液體和燃料，如圖所示。

（1）要比較不同物質(zhì)吸熱升溫的特點(diǎn)：①應(yīng)選擇______兩個裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；②實(shí)驗(yàn)中通過______（選填“溫度計(jì)升高的示數(shù)”或“加熱時(shí)間”）來反映液體吸收熱量的多少；（2）小羅同學(xué)要“探究不同燃料燃燒時(shí)的放熱能力”，她應(yīng)選擇______兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)中燃料燃燒時(shí)放出熱量的多少是通過比較______（選填“溫度計(jì)升高的示數(shù)”或“加熱時(shí)間”）來判斷的；（3）在圖甲中，小瑾同學(xué)用天平測出燃料1和液體a的質(zhì)量分別為m1和m2，查詢數(shù)據(jù)知道液體a的比熱容為ca，當(dāng)燃料1完全燃燒結(jié)束時(shí)測得液體a升高的溫度為t，由此可以計(jì)算出燃料1的熱值為______（用題中所給的物理量符號表示），發(fā)現(xiàn)結(jié)果與實(shí)際相比______（選填“偏大”、“偏小”或“相等“），原因是______?！敬鸢浮考?、乙加熱時(shí)間甲、丙溫度計(jì)升高的示數(shù)偏小存在熱損失，且燃料可能沒有完全燃燒【詳解】（1）比較不同物質(zhì)吸熱升溫的特點(diǎn)：[1]①需要燃燒相同的燃料（確保相同時(shí)間放出的熱量相同），加熱相同的時(shí)間，比較質(zhì)量和初溫相同的不同液體升高的溫度，故選擇甲、乙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。[2]②根據(jù)轉(zhuǎn)換法，不同物質(zhì)吸熱的多少是通過加熱時(shí)間來反映的。（2）[3]比較不同燃料的熱值，即要用不同的燃料，加熱質(zhì)量相同的同種液體，應(yīng)選擇甲丙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。[4]燃料完全燃燒放出的熱量，給液體加熱，液體吸熱表現(xiàn)為溫度升高，液體溫度升高越多，說明液體吸收到的熱量越多，燃料放出的熱量越多，因此燃料完全燃燒放出的熱量，是通過溫度計(jì)示數(shù)的變化來反映的。（3）[5]液體a吸收的熱量若燃料完全燃燒放出的熱量被液體全部吸收，由可得酒精的熱值[6][7]測量值比與實(shí)際相比是偏小，是因?yàn)槿剂蠠o法完全燃燒以及沒有考慮在加熱過程中熱量的散失。四、綜合題11．（2021·廣東·江門市第二中學(xué)九年級階段練習(xí)）閱讀短文，回答問題：2021年6月17日9時(shí)22分，中國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征二號”F遙十二火箭將“神舟十二號”載人飛船成功發(fā)射升空（如圖甲）?！伴L征二號”F遙十二火箭通過燃燒固態(tài)氫燃料，噴出高壓燃?xì)鈴亩够鸺@得推力?！吧裰凼枴陛d人飛船在火箭的頂部，火箭由于高速行駛與大氣發(fā)生劇烈的摩擦而產(chǎn)生高溫，所以“神舟十二號”外部用整流罩包住，以防因溫度過高而損壞，當(dāng)離開大氣，整流罩與“神舟十二號”分離（如圖乙），最后整流罩墜落在陜西省境內(nèi)。（1）火箭利用固態(tài)氫作為燃料，主要是利用了它的_______大（選填“比熱容”“密度”或“熱值”）的特性；（2）火箭升空獲得的機(jī)械能來自燃料燃燒所產(chǎn)生的_______能；（3）整流罩與“神舟十二號”分離至墜落地面的過程中，它的機(jī)械能_______（選填“增大”“減小”或“不變”）；（4）高壓燃?xì)獍鸦鸺葡蛱盏倪^程中，其內(nèi)能會_______（選填“增大”“減小”或“不變”），其原理與熱機(jī)的_______沖程相同?！敬鸢浮繜嶂祪?nèi)減小減小做功【詳解】（1）[1]固態(tài)氫的熱值大，完全燃燒相同質(zhì)量的固態(tài)氫和其他物質(zhì)，固態(tài)氫放出的熱量多，故火箭利用固態(tài)氫作為燃料，主要是利用了它的熱值大的特性。（2）[2]火箭升空獲得的機(jī)械能來自燃料燃燒所產(chǎn)生的內(nèi)能。（3）[3]整流罩與“神舟十二號”分離至墜落地面的過程中，會與空氣摩擦，將部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故機(jī)械能減小。

（4）[4][5]高壓燃?xì)獍鸦鸺葡蛱盏倪^程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，因此內(nèi)能會減小，其原理與熱機(jī)的做功沖程相同。五、計(jì)算題12．（2021·遼寧鐵東·九年級期中）小明家買了新車，廠家提供的部分參數(shù)如下表。周末爸爸帶著全家開車到海邊游玩，車上的速度表如圖所示，在高速公路上儀表盤顯示百公里平均油耗12.5L。品牌：一汽——紅旗整車型號：FA6500發(fā)動機(jī)輸出功率：kW乘坐人數(shù)：5人推薦使用燃油92#油整車質(zhì)量（kg）：1875水箱容積（L）：10制造年月：2021年10月[水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃)，水的密度為1.0×103kg/m3，92#汽油熱值為4.5×107J/kg、密度為0.8×103kg/m