人教版物理九年级（全册）同步练习14.2热机的效率（培优卷）

1. 在交通运输中，常用“客运效率"来反映交通工具的某项效能，“客运效率"表示每消耗单位能量对应的载客数和运送路程的乘积，即客运效率= $\text{[math]}$

一个人骑电动自行车，在1.5h内行驶了30 km.其电动自行车的铭牌如下：

车型：20时(车轮直径：508 mm)	电池规格：36V12Ah(蓄电池)
整车质量：40kg	额定转速：210r/min(转/分)
外形尺寸：L1800mm×W650mm×H1100mm	充电时间：2~8h
电机：后轮驱动、直流永磁式电机	额定工作电压/电流：36V/5A

一辆载有4人的普通轿车，车的油耗为10L/100km，则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比约为（）.(汽油的燃烧值为4.6×10⁷J/kg，汽油的密度为0.72 ×10³kg/m³ ，汽车发动机的效率约为30%)

A . 250：1 B . 75：1 C . 8：1 D . 25：1

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2. 柴油机的效率比汽油机高，是由于（）

A . 柴油的燃烧值比汽油的燃烧值大 B . 柴油的比热比汽油的比热大 C . 柴油机气缸里的燃气产生的压强比汽油机里的高 D . 柴油的密度比汽油的密度大

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3. 最新一款无人驾驶汽车，自动驾驶时使用传感器和激光测距仪来了解周围的交通状况。该款车以 $\text{[math]}$ 的速度在一段平直的公路上匀速行驶了 $\text{[math]}$ ，消耗汽油 $\text{[math]}$ ，汽油机的效率为 $\text{[math]}$ 。在这段运动过程中，下列说法 $\text{[math]}$ ； $\text{[math]}$ （）
①所消耗汽油的质量是 $\text{[math]}$

②汽油完全燃烧所放出的热量是 $\text{[math]}$

③汽车发动机的功率是 $\text{[math]}$

④汽车发动机的牵引力是 $\text{[math]}$

A . 只有 $\text{[math]}$ 正确 B . 只有 $\text{[math]}$ 正确 C . 只有 $\text{[math]}$ 正确 D . 只有 $\text{[math]}$ 正确

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4. 探究某物质熔化和沸腾的实验如图甲所示，把100g某种固体碾碎放入试管中，插入温度计，再将试管放在装有水的烧杯中加热（物质在相同时间内吸收的热量相等）。根据实验数据画出的图像如图乙所示，从开始加热到实验结束的10min内消耗4g酒精，酒精的热值3.0×10⁷J/kg，这种物质的液态比热容c=1.5×10³ J/(kg·℃)，下列选项错误的（）

A . 该物质在第5min末的内能大于第4min末的内能 B . 在AB段和BC段，该物质吸收的热量相同 C . 该物质固态时的比热容为3.0×10³ J/(kg·℃) D . 该装置能量的转化效率为50%

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5. 小明用煤气灶烧水时，进行了如下思考，正确的是（）

A . 煤气燃烧越充分，其热值越大 B . 加热过程中水的比热容变大 C . 壶内水温度升高的过程中内能减少 D . 加热过程中水的比热容不变，煤气的热值不变

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6. 某同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯用完全相同的方式分别质量都是200g的沙子和水加热。他绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象分别如图a、图b所示。已知酒精的热值q＝3.0×10⁷J/kg，加热时酒精灯平均每分钟消耗2.8g酒精。已知水的比热容 $\text{[math]}$ ，则下列说法正确的是（　　）

A . 沙子的吸热能力大于水的吸热能力 B . 加热2min时间内水吸收的热量Q_吸水为4.2×10⁵J C . 这2min时间内酒精灯的加热效率η为40% D . 沙子的比热容c_沙约为 $\text{[math]}$

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7. 甲、乙两台汽油机，甲的功率是乙的2倍，甲的效率是30%，乙的效率是20%，那么甲、乙在相同时间内所消耗汽油质量之比为（）

A . 3：4 B . 2：3 C . 3：2 D . 4：3

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8. 甲内燃机比乙内燃机的效率高 , 表示（）

A . 甲的功率大 B . 甲燃料的热值比乙燃料的热值大 C . 工作时间相同 , 甲耗油较少 D . 甲用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比较大

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9. 有甲、乙两台汽油机，若在同一时间内甲做的有用功是乙做的有用功的2倍，甲的效率是25％，乙的效率是20％。则在同样时间内，甲、乙两汽油机消耗汽油的质量之比为（）

A . 2：5 B . 8：5 C . 5：8 D . 5：2

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10. 北京国际汽车展览会于4月21-25日在北京中国国际展览中心新、老展馆同时拉开大幕．某人为了测试汽车发动机的效率，开车以60km/h的平均速度行驶了120km，用去汽油25L，已知汽油的密度为0.7×10³kg/m³ ，热值为4.6×10⁷J/kg，发动机的功率为32kW，则该汽车发动机的效率为（）

A . 28.6% B . 36.5% C . 23.6% D . 38%

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11.
如图所示为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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12. 太阳是一个巨大的能源，直接利用太阳能不会污染环境．围绕地球运转的通信卫星，其两翼安装的太阳电池板，能把能直接转化成能，供通信卫星使用，太阳能还可以直接转化成内能，现有一太阳能热水器，在晴天，每天可将50kg水从20℃加热到50℃，若燃烧煤气来加热这些水，则至少需要消耗掉m³的煤气．[已知完全燃烧1m³煤气可放出3.9×10⁷J的热量，水的比热为4.2×10³J/（kg•℃）]．

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13. 小刚同学常听大人们牢骚说天然气质量不好，他就想测一下家中使用的天然气的热值。于是，他在家里将装有5kg水的水壶放到天然气灶上去烧，用温度计测量水从20℃加热至80℃的过程中，观察到天然气表的数字变化了0.07m³。他通过上网查阅得知他家使用的天然气灶的效率约为36%，则在这个过程中水吸收的热量是。由此小明算出天然气的热值是。

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14. 某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为Scm² ，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是 Lmm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为 pPa，飞轮l min转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），若1min 消耗汽油V L．汽油的密度ρ kg/m³ ；汽油的热值为 qJ/kg．则一个做功冲程中燃气对活塞做的功；该汽油机的效率为．

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15. 有两台单缸四冲程柴油机，它们在做功冲程中每做功一次，对外输出的有用功相等。甲、乙两柴油机输出的有用功率之比为4：3，甲柴油机的效率为32%，乙柴油机的效率为36%，则甲、乙柴油机在相同的时间内飞轮的转数之比为，乙柴油机在某工作时间内消耗了10kg的柴油，则甲柴油机在相等的时间内消耗的柴油为。

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16. 如图，一单缸四冲程汽油机甲，飞轮每分钟转2400转，汽油机的汽缸横截面积为30cm2，活塞冲程长50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为2.0×10⁶Pa，则这种汽油机的功率为W；且该汽油机一分钟消耗25g汽油，则这种汽油机的效率为；汽油机甲与汽油机乙的效率之比为5：4，汽油机甲的功率为乙的2.5倍，那么汽油机甲与乙每小时消耗的油量之比为。(汽油的热值为4.6×10⁷J/kg)。

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17. 如图是一台四冲程汽油机的剖面图，使汽车获得动力冲程的是冲程；如果它的飞轮转速是3600r/min，则每秒钟对外做功次；坚持走可持续化发展的道路，截止2023年我国处于使用状态的燃油车的数量突破3亿辆；每辆燃油车每年耗燃油1.8t，燃油车内燃机的效率平均值取35%；如果能把内燃机效率提高1%，则我国每年可以节约t燃油。

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18. 汽油机和柴油机在工作过程中有较多不同，如汽油机在压缩冲程末会由火花塞点火，使汽油燃烧而引发做功冲程，而柴油机在压缩冲程末会从中喷出雾状柴油，使柴油燃烧而引发做功冲程。甲、乙两柴油机在做功冲程中每做功一次，对外输出的有用功相等，输出的有用功功率之比为2∶3，甲柴油机的效率为32%，乙柴油机的效率为36%，乙柴油机在某工作的时间内消耗了10kg的柴油，则甲柴油机在相等的时间内消耗的柴油为kg。

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19. 国庆假期中，小明同学登上了五岳之首泰山，泰山的海拔为1500m，他的质量为60kg，用了2.5h登上泰山顶，在这2.5h内他克服重力做功的平均功率是W，假如小明同学克服重力做功而消耗的能量只由脂肪提供，在理论上可以消耗脂肪kg。（每千克脂肪提供的能量是1.8×10⁷J，可用q=1.8×10⁷J/kg表示，g=10N/kg）

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20. 如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是20g，烧杯内的液体质量和初温也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量，是通过来反映的（选填“温度计上升示数”或“加热时间”）。
（2）比较不同物质的吸热能力强弱
①应选择两图的装置进行实验，不同物质吸热的多少是通过来反映的（选填“温度计上升示数”或“加热时间”）。
②如图丁所示，若液体a的温度曲线和液体b的温度曲线如图所示，且液体b的比热容是 $\text{[math]}$ ，液体a的比热容是 $\text{[math]}$ ，由此可知液体更适合做冷却剂。

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21. 如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。

（1）实验时组装如图甲、乙、丙所示的装置时，正确的安装顺序是（选填“自上而下”或“自下而上”）；

（2）实验中，燃料完全燃烧放出的热量是通过（选填“温度计示数”或“加热时间的长短”）来反映的。若实验要比较不同燃料的热值，应选择两图进行实验；

（3）比较不同物质吸热升温的特点：
①应选择两图进行实验；
②在燃烧同种燃料时还需要控制火力相同，所以该实验主要用（选填“温度计示数”或“加热时间的长短”）来表示两种液体吸热的多少；
③如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图象如图2所示，由图可看出b液体的温度升高得较慢，则（选填“a”或“b”）液体的比热容较大；

（4）某同学用图甲装置测燃料1的热值，假设燃料完全燃烧放出的热量全部供液体a吸收。假设加热前燃料1的质量为 $\text{[math]}$ ，加热一段时间后变为 $\text{[math]}$ ，烧杯中液体a的质量为m ，初温为 $\text{[math]}$ ，末温为 $\text{[math]}$ ，液体a的比热容用c表示。用以上符号表示该同学测燃料1的热值的计算式： $\text{[math]}$ 。

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22. 近几年政府推出了“汽车下乡”、“小排气量购置税减半”、“以旧换新”等政策，极大的促进了汽车行业的发展，随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭，小明的爸爸最近也购买了一辆轿车．小明利用所学的物理知识对汽车进行了一系列探索与研究活动：

（1）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甲所示的图表，请根据给出的信息，计算完全燃烧0.2kg的汽油能够获得多少的能量？这些能量能产生多少有用功？（汽油的热值为4.6×10⁷J/kg）

（2）汽车行驶时发动机燃烧m质量的汽油，产生的牵引力为F，热机的效率是η，能使汽车前进的距离s为（用给出物理量的符号表示距离，汽油的热值在本小题中用q表示）

（3）通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示：根据表中数据所反映的规律可知，当轿车速度为120km/h时对应的制动距离是m．

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23. 图示是李华家新装的天然气热水器，其铭牌如表所示．国家规定能效等级为2级的热水器，其热效率不低于88%．李华想通过洗澡来估测一下这款燃气热水器的能效等级是否达标，于是他将燃气热水器的温度设定在 $\text{[math]}$ （即水从热水器流出的温度），他家所用的花洒出水量为 $\text{[math]}$ ，洗澡用时 $\text{[math]}$ ，洗澡前后查看燃气表上显示的余气量分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ．已知进入热水器的冷水温度为 $\text{[math]}$ [水的比热容 $\text{[math]}$ ，天然气的热值 $\text{[math]}$ ]，求：
型号
$\text{[math]}$
气源
天然气
额定产热水能力
$\text{[math]}$
能效等级
2级
净重量
38千克
外形尺寸
$\text{[math]}$
容积
$\text{[math]}$ 以下
（1）消耗的天然气完全燃烧放出的热量；
（2）通过计算判定该款热水器的能效等级是否达标；
（3）该款热水器的额定产热水能力是指每分钟最多让 $\text{[math]}$ 的水升高 $\text{[math]}$ 。当水的初温和出水量与李华测试时相同，求从热水器中流出的水能达到的最高温度。

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24. 汽车已经进入了百姓家庭，汽车发动机的性能的好坏备受关注，在汽车发动机的设计中，既要考虑能量的有效利用，又要考虑发动机的冷却问题，汽油的热值 $\text{[math]}$ ，汽油的密度是 $\text{[math]}$ ，天然气的热值 $\text{[math]}$ ，求：

（1）汽车的冷却系统用水来给发动机降温，5kg的水在冷却系统温度升高了50℃，水吸收的热量？

（2） 10L的汽油在汽车的发动机的气缸内燃烧了30min，这些汽油完全燃烧可以释放多少能量？如果发动机的输出功率是60kw，则该车的效率是多少？（发动机的效率精确到1%）

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25. 人们发现内能可以做功，并制造了各种利用内能做功的机械一热机.

（1）如题图甲所示是四缸四冲程内燃机轿车，该车获得动力的原理如图乙所示，与其对应的冲程是冲程，其能量转化是能转化为能.

（2）下列图像中，能大致反映内燃机做一次功气缸内气体的温度随时间变化的是。

（3）某质量为 2t汽车匀速行驶时，受到的阻力为总重力的0.2倍，其发动机的能量流向如图丙所示，请根据给出的信息计算；完全燃烧 2kg 的汽油能够获得J的能量，这些能量能让该汽车前进m.(汽油的热值为 4.6×10⁷/kg， g取 10N/kg)

（4）为节约能源，下列措施中能提高热机效率的是____。

A . 尽量燃烧一些热值大的燃料 B . 尽量使燃料充分燃烧

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26. 随着人们生活水平的提高，汽车已经进入千家万户。它给我们的生活提供了便利，促进了社会的发展。请你解答：

（1）当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率会（选填“升高”、“降低”成“不变”）；

（2）汽车发动机的一个工作循环包括如图1所示的四个冲程。请按一个工作循环的过程。将四个冲程图重新排序：，图所示的冲程是给汽车提供动力的；

（3）汽车刹车的过程中。机械能转化为能散失到空气中；

（4）小明同学阅读了某型号汽车发动机的说明书后，将发动机的能量流向制成了如图所示的图表，请根据给出的信息计算：完全燃烧0.3kg的汽油能够获得J的能量，这些能量产生J的有用功；（汽油的热值为4.6×10⁷J/kg）

（5）在（4）中汽油完全燃烧释放出的热量可以使100kg的水从30℃升高到℃。（c_水=4.2×10³J/（kg•℃）

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27. 如图所示是质量是 200g 固体的熔化实验装置和根据实验数据绘制出的曲线图，试管中的该物质在熔化过程持续min，在第 3min 时的内能第 6min 时的内能（填“大于”、“小于”或“等于”）；该物质如果从开始记录到刚沸腾时，完全燃烧了热值为 3.0×10⁷J/kg 的酒精 0.005kg，该物质液态时的比热容为 1.5×10³J/(kg.℃），且认为单位时间内该物质吸收热量一定，根据图像信息和相关知识，计算出此过程中热转化效率是%；实验结束后熄灭酒精灯，烧杯中的水还要再沸腾一小会儿，原因是：。

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人教版物理九年级（全册）同步练习14.2热机的效率（培优卷）

一、选择题

二、填空题

三、实验探究题

四、计算题

五、科普阅读题

六、综合题

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型号	$\text{[math]}$
气源	天然气
额定产热水能力	$\text{[math]}$
能效等级	2级
净重量	38千克
外形尺寸	$\text{[math]}$
容积	$\text{[math]}$ 以下

人教版物理九年级（全册）同步练习14.2热机的效率（培优卷）

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五、科普阅读题

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