1、更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：2022-2023物理新课标下九年级全册同步课节减负作业（人教版）第十四章 内能的利用专题14.2 热机的效率课节减负作业一、选择题1小李家使用的燃气热水器，将30kg的水从20加热到45，消耗了0.15m3的天然气。已知水的比热容为4.2103J/（kg），天然气的热值为4107J/m3，则下列与该过程有关的计算结果和分析正确的是（）A水吸收的热量与水的末温成正比 B水吸收的热量是3.15105JC热水器的能量转化效率是52.5% D热水器的能量转化效率与环境温度无关【答案】C【解析】A由Q吸=cm（tt0）知，水吸收的热量
2、与水的质量和升高的温度成正比，故A错误；B将30kg的水从20加热到45，水吸收的热量：Q吸=cm（tt0）=4.2103J/（kg）30kg（4520）=3.15106J，故B错误；C天然气完全燃烧放出热量：Q放=V天然气q=0.15m34107J/m3=6106J，热水器的能量转化效率：= Q吸 / Q放100%=52.5%，故C正确；D热水器的能量转化效率与环境温度有关，因为环境温度越低，加热的时间越长，其散失的热量越多，则热水器的能量转化效率越低，故D错误。2.“可燃冰”主要成分是甲烷，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，所以“可燃冰”是一种新型清洁能源。其中甲烷的热值为q甲烷=4.
3、2107Jm3，其物理意义是（ ）A.1J的甲烷完全燃烧能产生4.2107 m3热量。B.4.2107J的甲烷完全燃烧能产生1m3热量。C.1m3甲烷完全燃烧能产生4.2107 J热量。D.4.2107m3的甲烷完全燃烧能产生1J热量。【答案】C 【解析】对于固体和液体，热值表达式用q=Q/m来呈现。物理意义是单位质量的物质完全燃烧放出的热量。对于气体，热值表达式用q=Q/v来呈现。物理意义是单位体积的物质完全燃烧放出的热量。甲烷通常以气态物质形态存在，其热值q甲烷=4.2107Jm3，含义是1m3甲烷完全燃烧能产生4.2107 J热量。二、填空题1.用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出
4、的能量之比，叫_。热机的效率是热机性能的一个重要指标。在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料_的重要措施。【答案】热机的效率。利用率。【解析】用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标。在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。2.汽车用水作为冷却剂，是因为水的 较大。汽车在行驶过程中消耗了2kg汽油，若汽油完全燃烧则放出的热量为 J（汽油的热值为4.6107J/kg）。【答案】比热容；9.2l07。【解析】相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，
5、水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多。知道汽油的质量和热值，利用Q放=mq求汽油完全燃烧产生的热量。（1）因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，水能带走较多的热量，冷却效果好，所以用水做汽车发动机的冷却剂。（2）2kg汽油完全燃烧产生的热量：Q放=mq=2kg4.6l07J/kg=9.2l07J。3.质量为50kg的水温度从20升高到50吸收的热量是J，这些热量如果完全由煤气燃烧来提供，至少需kg的煤气。（水的比热容为4.2103J/（kg），煤气的热值4.2107J/kg）。【答案】6.3106；0.15。【解析】（1）
6、水吸收的热量：Q吸=cm（tt0）=4.2103J/（kg）50kg（5020）=6.3106J；（2）由题意可知，煤气完全燃烧放出的热量：Q放=Q吸=6.3106J，由Q放=mq可得完全燃烧煤气的质量：m=0.15kg。4我国在南海进行的可燃冰试采获得成功可燃冰是一种固态晶体，在常温压下会迅速（填物态变化）为气态它的热值约为1.41010J/m3，2m3的可燃冰完全燃烧后可放出J的热量，若这些热量60%被水吸收，可以将kg的水从0加热到100（C水=4.2103J/（kg）【答案】升华；2.81010；4104【解析】物质由固态直接变成气态的过程叫做升华，升华吸热；知道可燃冰的质量和热值，根
7、据Q放=mq求出完全燃烧释放热量的计算，根据=100%求出水吸收的热量，再根据Q吸=cm（tt0）求出加热水的质量（1）可燃冰在常温压下会迅速变为气态，此过程为升华过程；（2）2m3的可燃冰完全燃烧释放的热量：Q放=Vq=2m31.41010J/m3=2.81010J，由=100%可得，水吸收的热量：Q吸=Q放=60%2.81010J=1.681010J，由Q吸=cm（tt0）可得，加热水的质量：m=4104kg5天然气热水器将40kg的水由22加热到42水的内能增加了 J，水的内能增加是通过 方式实现的，若天然气燃烧放出的热量有84%被水吸收，需要消耗 kg的天然气。已知c水=4.2103J
8、/（kg），q天然气=4107J/kg。【答案】3.36106；热传递；0.1。【解析】（1）水吸收的热量：Q吸=cmt=4.2103J/（kg）40kg（42-22）=3.36106J；（2）水从火吸收热量，内能增加、温度升高，是利用热传递改变水的内能；（3）由=得，天然气完全燃烧放出的热量：，由Q放=mq得，需要天然气的质量：。6.汽车的发动机常用水作为降温的物质，这是因为水的_较大的缘故。汽油的热值是4.6107J/kg，1kg汽油完全燃烧放出的热量是_J。目前热机的效率还比较低，在热机的能量损失中，_带走的能量最多，设法利用这部分能量，是提高燃料利用率的重要措施。【答案】比热容 4.6
9、107 废气【解析】汽车的发动机常用水作为降温的物质，是因为水的比热容较大的缘故；1kg汽油完全燃烧放出的热量是Q=qm=4.6107J/kg1kg=4.6107J；热机的能量损失中，废气带走的能量最多。三、计算题1. 汽油的热值为4.610 7J/kg。这个数值究竟有多大？有人通过一个具体例子来认识汽油热值的大小：一个60 kg的人，从大厦的1楼步行至第11楼（走了10层楼），每层楼的层高为3 m，他克服重力做了多少焦耳的功？如果汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和这些功相等，需要汽油的质量是多少？这大约相当于生活中什么物体的质量？【答案】见解析。【解析】人克服重力做功约为需要汽油的质量大约相当于
10、12粒药片的质量。2若家用天然气的热值为4.2107J/kg 水的比热容为4.2103J/（kg）。（1）完全燃烧0.04m3天然气放出的热量是多少？（2）若某新型天然气灶烧水的效率为40%，完全燃烧0.04m3天然气可使室温下5kg的水温度升高多少？【答案】（1）完全燃烧0.04m3天然气放出1.68106J的热量；（2）完全燃烧0.04m3天然气可使常温下5kg的水温度升高32。【解析】（1）完全燃烧0.04m3天然气放出的热量：Q放=Vq=0.04m34.2107J/m3=1.68106J；（2）由题知，水吸收的热量：Q吸=Q放40%=1.68106J50%=6.72105J，由Q吸=c
11、mt可得水升高的温度：t=32。3某汽车在平直路面上以75km/h的速度匀速行驶1h的过程中，消耗了5kg汽油，汽油燃烧释放能量的40%随废气通过热电转换装置，如图所示，汽油热值近似取q=5107J/kg，设汽油在气缸内完全燃烧（1）图示时刻，四冲程汽油机处于冲程；若该汽油机每分钟完成7200个冲程，则它每秒钟完成 个工作循环（2）若上述过程中汽油燃烧释放能量的30%用来驱动汽车行驶，求汽车所受的阻力f；（3）研究表明新材料的出现可将热电转换装置的效率大幅提高到15%，据此计算，上述过程中随废气排放的能量通过转换装置后可获得多少电能？这些电能可供车内总功率为1000W的用电器持续工作多长时间？
12、【答案】（1）压缩；30；（2）汽车所受的阻力f是103N；（3）随废气排放的能量通过转换装置后可获得1.5107J的电能；这些电能可供车内总功率为1000W的用电器持续工作 1.5104s【解析】由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程；热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，根据这个比例关系可以求出答案；根据W=Q放=mq求得总功，已知燃烧效率为30%，可求得有用功；根据求得的汽车在这段时间内所做的有用功，利用W=Fs可求得汽车匀速行驶过程中的牵引力，再利用二力平衡条件可知其所受的阻力；汽油燃烧释放能量的40%随废气
13、通过热电转换装置，可求转化的能量，由提高到15%可求转换的电能，由W=Pt可求时间（1）由图可知，进气门和排气门都是关闭的，活塞上行，可以判断是压缩冲程；该汽油机每分钟完成7200个冲程，故每秒完成120个冲程，热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，若该汽油机每秒完成120个冲程，则每秒它对外做功30次，完成30个工作循环，飞轮转动20周；（2）汽油完全燃烧释放的热量：Q放=mq汽油=5kg5107J/kg=2.5108J；根据=可得有用功：W有=W总=30%2.5108J=7.5107J；由v=可得，汽车在平直路面上以75km/h的速度匀速行驶1
14、h的过程中，通过的路程：s=vt=75km/h1h=75km=75000m，由W=Fs可得，汽车匀速直线行驶，F=f，f=F=103N；（3）汽油燃烧释放能量的40%，由公式Q=Q1=2.5108J40%=1108J，转换的电能：W=Q2=1108J15%=1.5107J；由P=可得，这些电能可供车内总功率为1000W的用电器持续工作的时间：t=1.5104s四、简答与阅读理解题1.提高热机的效率具有哪些积极意义？请你列出一个回答问题的提纲，不必展开陈述。【答案】见解析。【解析】可以降低油耗，提高经济效益，同时节约能源，利于可持续发展等。更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：
