2023年秋人教版九年级物理课堂小练习
第十四章 内 能 的 利 用
第 2 节 热机的效率
1. 一瓶酒精用去一半,则剩下的酒精( )
A. 比热容减半 B. 热值减半
C. 密度减半 D. 质量减半
2.关于燃料及其热值,下列说法中正确的是( )
A.没有燃烧的燃料,热值等于零
B.燃料完全燃烧时,它的热值最大
C.燃料热值与质量和燃烧状态无关
D.燃料燃烧时温度越高,放出热量越多
3. 下列措施中不能提高热机效率的是( )
A. 尽量使燃料充分燃烧
B. 尽量减少热机部件间的摩擦
C. 尽量减少废气带走的热量
D. 尽量增大热机功率
4.2022年6月5日10时44分,搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥四箭泉卫星发射中心点火发射。以下说法正确的是( )
A.零
B.火箭的燃料比热容大
C.火箭燃料的化学能全部转化为机械能
D.加速升空过程中火箭的机械能增大
5.如图所示,甲、乙、丙三图的装置完全相同,燃料的质量相同,烧杯内液体的初温与质量也相同,同种燃料单位时间燃烧放热相同,不计热量损失。下列选项正确的是( )
A.甲乙的目的研究物质的比热容,甲、丙的目的比较燃料的热值
B.较燃料热值
C.验比较体的比热容
D.中实验均通过升高的温度来反映液体吸收热量的多少
6.如图所示,用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热,两图装置均相同。燃料的质量用m表示,燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt表示(水未沸腾)( )
A.若m相同,Δt越小,燃料的热值越大
B.若Δt相同,m越大,燃料的热值越大
C.若的值越大,燃料的热值越大
D.若的值越大,燃料的热值越大
7.对q=的理解,下列说法中正确的是( )
A.热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比
B.若燃料燃烧不充分时,部分能源将浪费掉,热值将减小
C.当燃料未燃烧时,其热值为零
D.某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关
8. 在一个标准大气压下,将质量为1.0 kg的水从20 ℃加热到沸腾,水吸收的热量是 J。小明家天然气热水器的热效率是84%,他某次洗澡,耗水40 kg,自来水进热水器的温度是24 ℃,出热水器的温度是40 ℃,则小明这次洗澡消耗天然气 m3。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),c天然气=3.2×107 J/m3]
9.汽油机是汽车的“心脏”,请你判断图甲中表示的是 冲程;如果汽油机的转速为3000 r/min,那么该汽油机每秒做 次功。小明同学阅读了某汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成如图乙所示的图表,请你根据给出的信息,计算该内燃机的效率为 。
10.在火电站内,燃料的化学能经锅炉、蒸汽轮机和发电机最终转化为电能,蒸汽轮机的作用是将 能转化为机械能。若锅炉、蒸汽轮机和发电机的效率分别为50%、70%和80%,则火电站的效率为 。
11. 随着乡村振兴的持续推进,以天然气为燃料的燃气灶逐渐取代了以干木材为燃料的土灶,保护了生态环境。将质量为3 kg、初温为23 ℃的水加热到98 ℃,土灶燃烧了干木材0.315 kg,则该土灶的热效率为 %;若用热效率为60%的燃气灶,则需要消耗天然气 m3(结果保留小数点后两位)。干木材热值取1.2×107 J/kg,天然气热值取3.9×107 J/m3,水的比热容4.2×103 J/(kg·℃)。
12.出于对安全和环保的考虑,绵阳市政府为喜爱户外烧烤的市民提供了专门的场所。 燃料的主要原料是木炭,已知它的热值是3.4×107 J/kg,那么84 g的木炭完全燃烧放出 J热量,如果这些热量全部被水吸收,那么能使初温为20 ℃,质量为17 kg的水,温度升高到 ℃。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
13.冬天即将来临,学校积极为学生供应开水。在这个过程中,若用锅炉将300 kg的水从20 ℃加热到100 ℃,燃烧了11.2 kg的煤,已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),煤的热值为3×107 J/kg。
(1)锅炉内300 kg的水吸收的热量是多少?
(2)此锅炉的效率是多少?
(3)某同学从开水房打了3 kg的100℃的开水,为了便于使用,他将这100 ℃的开水和质量为5 kg的20 ℃的冷水混合,若不计混合过程的热损失,则混合后温水的温度为多少?
14.我国自行设计研制的AG600新型灭火飞机,以270 km/h的速度匀速直线航行20 min,消耗航空燃油1.35 t,飞机发动机的功率为2.25×107 W。已知航空燃油的热值为4×107 J/kg,求:
(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量;
(2)飞机在航行过程中的阻力;
(3)发动机的效率。
15. 咏汐家使用的是天然气热水器,该热水器的铭牌标明了它的热效率,咏汐尝试估测该热水器的热效率,以核对铭牌上的数值是否准确。她把家里自动洗衣机的“水量”设置为40 L,将热水器输出的热水注入到洗衣机,当注入水的体积达到40 L时洗衣机会自动停止注水。已知当时自来水的温度是15 ℃,热水器输出热水的温度为40 ℃,注水前天然气表的示数是2365.89 m3,注水后变为2366.05 m3,天然气的热值为3.2×107 J/m3,求该热水器的热效率。(结果精确到1%)
参考答案
1.D 2.C 3 .D 4.D 5.C
6.D 7.D
8. 3.36×106 0.1
9.做功 25 30%
10. 内 28%
11. 25 0.04
12. 2.856×106 60
13.解: (1)水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×300 kg×(100℃-20℃)=1.008×108 J。
(2)煤完全燃烧放出的热量
Q放=qm煤=3×107 J/kg×11.2 kg=3.36×108 J,
锅炉的效率η== ×100%=30%。
(3)不计热损失,则Q吸=Q放,
即cm1(t′-t01)=cm2(t02-t′),m1(t′-t01)=m2(t02-t′),
5 kg×(t′-20 ℃)=3 kg×(100 ℃-t′)
解得t′=50 ℃。
14.解:(1)消耗的航空燃油的质量m=1.35 t=1350 kg,
消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量
Q放=qm=4×107 J/kg×1350 kg=5.4×1010 J;
(2)飞机速度v=270 km/h=75 m/s,
由P===Fv可知,
F==
由二力平衡的条件可知飞机航行过程中的阻力为
f=F=3×105 N;
(3)发动机做功W=Pt=2.25×107 W×20×60 s
发动机效率η==
15. 解:水的体积V=40 L=40 dm3=4×10-2m3,
由ρ=得,水的质量
m=ρV=1.0×103 kg/ m3×4×10-2 m3=40 kg,
由Q=cmΔt得,水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×40 kg×(40 ℃-15 ℃)=4.2×106 J,
消耗天然气的体积V′=2366.05 m3-2365.89 m3=0.16 m3,
由Q=qV得,天然气完全燃烧释放的能量
Q放=V′q=0.16 m3×3.2×107 J/m3=5.12×106 J,
该热水器的热效率
η= =×100%≈82%。
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