资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台2021-2022学年人教版物理九年级第十四章第2节《热机的效率》当堂达标测试题一、单选题1.(2020九上·柳州期末)航天工业中的火箭常用液态氢作燃料,这是因为与其它燃料相比,液态氢具有较大的(??)A.?比热容??????????????????????????B.?热值??????????????????????????C.?密度??????????????????????????D.?温度2.(2020九上·滦县期末)下列关于比热容和热值的说法正确的是(??)A.?物体的质量越大,它的比热容越大B.?物体的比热容跟物体吸收或放出的热量有关C.?燃烧时放出热量多的燃料热值大D.?燃料的热值与燃料是否完全燃烧无关3.(2020九上·兴城月考)关于的理解,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,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4.(2020九上·龙岗期末)小明在学完“热学“之后,对一些有关热的问题进行了思考,其中错误的是(???)A.?长征七号火箭采用液氢作为推进剂的主要原因是它的热值大B.?汽油机的压缩冲程是将机械能转化为内能C.?减少废气带走的能量可以提高热机的效率D.?煤炭如果没有充分燃烧,放出的热量就比较少,说明热值与燃料是否充分燃烧有关5.(2020九上·连州期中)下列有关热机的说法中不正确的是(??)A.?热机是将内能转化为机械能的机械B.?一般采用增大热机功率的方法来提高热机的效率C.?热机的效率越高,在做同样功的情况下,消耗燃料越少D.?热机的大量使用会造成环境污染6.(2020九上·平邑期中)下列说法正确的是(??)A.?燃料的热值与燃料的质量无关B.?1kg酒精与3kg酒精的热值之比是1︰3C.?物体吸收的热量越多,其比热容就越大D.?比热容跟物体质量有关,质量越大,比热容越小7.(2020九上·历城期中)若将一瓶煤油倒去一半,则留下的一半(??)A.?热值和比热容都不变?????????????????????????????B.?热值不变,比热容变为原来一半C.?比热容不变,热值变为原来一半????????????D.?热值、比热容都变为原来的一半二、填空题8.(2021八下·桥西期末)天然气的热值为,其表示的物理意义是________小明在一次使用天然气热水器烧水的过程中将的水从10℃加热到60℃,完全燃烧了的天然气,则水吸收的热量是Q=________J,该热水器烧水的效率η=________()9.(2021·定远模拟)用煤气灶把2kg、初温为20℃的水加热到70℃,消耗了0.02m3天然气,则煤气灶烧水的效率为________。(c水=4.2×103J/(kg·℃),q天燃气=4.0×107J/m3)10.(2021·江西模拟)酒精的热值为3.0×107J/kg,用去一半后,剩余酒精的热值为________J/kg;一个成年人参加一次长跑,身体要消耗6.9×106J的能量,这些能量需要完全燃烧________kg的酒精才能获得。11.(2021·寻乌模拟)汽车发动机一般是柴油机或汽油机,它把燃料燃烧放出的________能转化为机械能。一台柴油机的热机效率为25%,用这台柴油机工作时完全燃烧2kg的柴油可做有用功________J。(柴油的热值q=3.3×107J/kg)三、计算题12.(2021·台儿庄模拟)天然气热水器将40kg的水由22℃加热到42℃。已知c水=4.2×103J/(kg?℃),q天然气=4×107J/m3,求:(1)水吸收的热量;(2)若天然气热水器的热效率是84%,需要消耗多少m3的天然气?四、实验探究题13.(2021·南通模拟)如图所示,A、B、C三个实验装置完全相同,燃料的质量都为10g,烧杯内液体的质量都相同.(1)比较不同燃料的热值应选择________两个装置(选填装置序号A、B、C),当温度计的示数变化相同时,燃料剩下的越多,则该燃料的热值________。(选填“越大”或“越小”)(2)比较不同物质的吸热能力应选择________两个装置(选填装置序号A、B、C),当燃料燃烧相同的时间,温度计示数变化越大的那杯液体的比热容________。(选填“越大”或“越小”)答案解析部分一、单选题1.【答案】B【考点】燃料的热值【解析】【解答】火箭采用液态氢作为燃料,原因是液态氢具有较大的热值,完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料时,氢可以释放出更多的热量。故答案为:B。【分析】燃料的热值指的是1千克的燃料完全燃烧释放的热量,燃料的热值越大,单位质量的热量完全燃烧释放的热量多。2.【答案】D【考点】比热容,燃料的热值【解析】【解答】A.物质的比热容是物质的一种性质,跟物质的种类和状态有关,跟质量无关,A不符合题意;B.物质的比热容是物质的一种性质,跟物质的种类和状态有关,跟物体吸收或放出的热量无关,B不符合题意;C.应为相同质量的物质,完全燃烧时放出热量多的燃料热值大,C不符合题意;D.热值是燃料的一种性质,跟物质的种类和状态有关,与燃料是否完全燃烧无关,D符合题意。故答案为:D【分析】比热容是物质的一种性质;热值是燃料的一种性质。3.【答案】D【考点】燃料的热值【解析】【解答】A.热值是质量为1kg的燃料完全燃烧时所释放出的热量,热值是燃料本身的特性,与热量无关,不符合题意;B.热值的大小只与燃料的种类有关,与燃烧程度无关,不符合题意;C.热值是燃料的一种特性,与燃料是否燃烧无关,不符合题意;D.热值是由燃料本身特性决定的,与燃料是否充分燃烧无关,符合题意;故答案为:D.【分析】燃料的热值指的是1千克的燃料完全燃烧释放的热量,燃料的热值只与燃料的种类有关,与燃烧是否充分燃烧没有关系。4.【答案】D【考点】燃料的热值,热机的效率【解析】【解答】A.火箭利用液体氢作燃料,因为氢的热值大,A不符合题意;B.汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能,B不符合题意;C.减小废气带走能量,可以减少损失,提高热机效率,C不符合题意;D.热值是燃烧的产生的热量和相应质量的比值,是燃料的特性,和是否充分燃烧无关,D不符合题意。故答案为:D.【分析】热值是燃料的特性,和燃料的种类有关,汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能;减少热损失,可以提高热机效率。5.【答案】B【考点】热机,热机的效率【解析】【解答】A.热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程,A正确,不符合题意;B.用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率,增大热机功率不能增大热机的效率,B错误,符合题意;C.热机效率越高,做有用功与燃料完全燃烧放出的内能的比值越大,即在做功相同的情况下,消耗的燃料较少,或消耗相同的燃料,做功较多,C正确,不符合题意;D.热机的使用,使人类对化石能源的依赖很强,现在大气污染的主要途径就是利用化石能源,D正确,不符合题意。故答案为:B。【分析】热机效率是有用功和总热的比值;减少各中热损失,可以提高热机效率。6.【答案】A【考点】燃料的热值【解析】【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,A符合题意。B.同种燃料的热值相同,与质量无关。酒精的热值相同。B不符合题意;CD.物体吸收热量的多少与物体的比热容、质量和升高的温度都有关系,比热容是物质的一种特性,比热容与物体质量大小、温度高低、内能多少都没有关系。CD不符合题意。故答案为:A。【分析】燃料的热值只与燃料的种类有关,与燃烧是否充分燃烧没有关系。7.【答案】A【考点】比热容,燃料的热值【解析】【解答】煤油被倒去了一半,减小的只是煤油的质量,物质的种类和状态都没有发生改变,所以它的特性比热容和热值都没有发生改变。故答案为:A。【分析】比热容是描述物体吸放热能力的一个物理量,它与物体的质量、初末温度无关,只与物体的种类有关系;燃料的热值只与燃料的种类有关,与燃烧是否充分燃烧没有关系。二、填空题8.【答案】1kg的天然气完全燃烧时所释放出的热量是;;50%【考点】热量的计算,燃料的热值,热机的效率【解析】【解答】天然气的热值为,它表示的意思是1kg的天然气完全燃烧时所释放出的热量是。水吸收的热量的天然气完全燃烧放出的热量该热水器烧水的效率【分析】热值表示的意思是1kg的燃料完全燃烧时所释放出的热量;利用Q吸=cm△t求出水吸收的热量;利用Q放=qm求消耗的天然气完全燃烧放出的热量;该热水器的效率等于水吸收的热量与天然气完全燃烧放出的热量之比。9.【答案】52.5%【考点】燃料的热值,热机的效率【解析】【解答】由可知,水吸收的热量为由知道,天然气完全燃烧放出的热量是由可知,燃气灶的效率是【分析】已知天然气的体积,和热值可以根据公式求出天然气完全燃烧所释放出来的热量。再根据公式求出水所吸收的热量,再根据公式求出效率。10.【答案】3.0×107;0.23【考点】燃料的热值【解析】【解答】热值是燃料的特性,其大小与燃料的种类有关,而与燃料的质量、燃烧程度无关。由题得Q放=6.9×106J,根据Q放=mq可知,需要酒精的质量为【分析】热值是燃料的特性,和质量无关;利用热量和热值的比值计算燃料的质量。11.【答案】内;1.65×107【考点】燃料的热值,有关热机的计算【解析】【解答】柴油机或汽油机工作时,消耗内能,产生机械能,把燃料燃烧放出的内能转化为机械能。完全燃烧2kg柴油放出的热量Q放=mq=2kg×3.3×107J/kg=6.6×107J有用功W有=Q放η=6.6×107J×25%=1.65×107J【分析】内燃机工作时,将内能转化为机械能;根据燃料的热值和质量的乘积计算热量,结合热机效率计算热机的有用功。三、计算题12.【答案】(1)解:由题意可知,水的质量是40kg,温度从22℃加热到42℃,水的比热容也知道,根据可知,水吸收的热量水吸收的热量是3.36×106J。答:水吸收的热量是3.36×106J;(2)解:天然气热水器的热效率是84%,水吸收的热量是3.36×106J,由得,天然气完全燃烧放出的热量天然气完全燃烧放出的热量是4×106J;天然气的热值知道,根据可得,需要天然气的体积天然气的体积是0.1m3。答:若天然气热水器的热效率是84%,需要消耗0.1m3的天然气。【考点】热量的计算,燃料的热值【解析】【分析】(1)根据比热容、质量和温度差的乘积计算吸收热量的多少;(2)根据吸收的热量和热效率计算燃料放出的热量,结合热值计算消耗燃料的体积。四、实验探究题13.【答案】(1)B、C;越大(2)A、B;越小【考点】热量的计算,燃料的热值【解析】【解答】(1)由图知,要比较不同燃料的热值,需要选择B和C两图,因为只有燃料不同。由热值公式q=可知,当温度计的示数变化相同时,放出的热量相同,燃料消耗的越少,剩下的越多,该燃料的热值越大。?(2)要比较不同物质的吸热能力应选择A和B两图,因为只有液体种类不同;当燃料燃烧相同的时间,放出相同的热量,液体a和液体b吸收的热量相同,由热量公式Q=cmΔt可知,液体a和液体b在质量相同时,温度变化越大,吸热能力越差,即比热容越小。【分析】(1)要比较不同燃料的热值,由热值公式q=可知,当温度计的示数变化相同时,放出的热量相同,燃料消耗的越少,剩下的越多,该燃料的热值越大;(2)由热量公式Q=cmΔt可知,液体种类不同;当燃料燃烧相同的时间,放出相同的热量,在质量相同时,温度变化越大,吸热能力越差,即比热容越小。21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页(共2页)HYPERLINK"http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)"21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共26张PPT)人教版九年级物理第十四章热机第二节热机的效率复习回顾1、汽油机和柴油机的相同点和不同点。2、汽油机一个工作循环包含几个冲程?哪些冲程涉及能量的转化?3、在热传递过程中,传递能量的多少叫做什么?学习目标2.能说出热机工作时燃料释放的能量的主要流向;知道什么是热机效率;如何提高热机效率。021.从生活中体会不同燃料释放热的本领不同,建立热值的概念;能简单计算燃料释放出的热量。01探索新知固体燃料液体燃料气体燃料木炭、煤等汽油、酒精等煤气、天然气等不同燃料的放热本领相同吗?怎么比较它们谁的放热本领强呢?煤酒精天然气若用这些燃料加热相同质量的水,需要燃料的多少一样吗?一、燃料的热值(为什么提供相同的能量)不同燃料所需的量不同?质量相等的不同燃料(种类)在完全燃烧时所放出能量的本领不同。某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫作这种燃料的热值。热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。焦每千克,符号是J/kg。固体或液体燃料完全燃烧放出的热量的计算公式为Q=qm,气体燃料完全燃烧放出热量的计算公式为Q=qV。1.定义:2.物理意义:3.国际单位:4.计算公式:一、燃料的热值一些燃料的热值小资料 请说出你熟悉的燃料的热值,并说明其物理意义。1.不同物质的热值一般相同吗?2.有没有不同物质热值相同的?3.酒精的热值是多少?它的物理意义是什么?热值是燃料的一种特性,其大小只与燃料的种类有关,与燃料的质量(体积)、是否燃烧、是否完全燃烧无关。想一想根据热值表,计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量?若用干木柴完全燃烧来获得这些热量,需要多少吨干木柴?氢的热值是1.4×108J/kg干木柴的热值1.2×107J/kg放出热量Q=qm=1.4×108J/kg×10×103kg=1.4×1012J需要干木柴约120吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧放出的热量。应用1、关于燃料的热值正确的是()A.燃料的热值与燃料的燃烧程度有关B.燃料的热值与燃料的种类有关C.燃料的热值与燃料的多少有关D.燃料的热值与上面三个因素都有关小试牛刀B2、氢的热值是1.4×108J/kg,其物理意义是:_________________________________________,长征五号火箭用-250℃的液态氢作燃料,这是由于它的_______比较大。小试牛刀每千克氢完全燃烧时放出的热量是1.4×108J热值热机的效率用木柴烧水时,木柴的化学能能完全释放出来吗?燃烧放出的热量能全部被水吸收吗?讨论交流在内燃机中燃料是否能够完全燃烧?燃料燃烧释放的能量都到哪里去了?由于机械传动等,克服摩擦所消耗的能量燃料很难全部燃烧,燃料的化学能不能全部释放废气排出带走的能量热机中燃料释放能量的主要流向示意图有用功那部分能量热机的效率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,叫作热机的效率。热机的效率是热机性能的重要指标。2、公式:1、定义:3、意义:热机的效率蒸汽机的效率只有6%~15%汽油机的效率为20%~30%柴油机的效率为30%~45%常见热机的效率热机的效率如何提高热机效率,节约能源,减少污染?1.提高燃料利用率,使燃料充分燃烧;2.改进热机,减少各种能量损失,提高效率;3.利用废气的能量,提高燃料的利用率。想一想热机的效率能达到100%吗?为什么?不能达到100%,因为热机中可用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的能量的一部分,这部分能量远小于总能量,所以其与燃料完全燃烧所放出的总能量的比值必然小于1,即热机效率小于100%。课堂小结热机的效率燃烧的热值热机的效率定义提高途径定义单位计算公式1.对于燃料的热值,下列说法中,属于正确理解的是( )A.燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比B.燃料没燃烧时就没有热值C.就某种确定的燃料而言,它的热值是一个确定的值,跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关D.容易燃烧的燃料热值一定大大显身手C2.关于热机效率,下列说法正确的是( )A.热机效率越高,即热机做的有用功多B.热机效率越高,即热机的功率越大C.要提高热机效率,就要尽量减少各种能量损失,并且要保证良好的润滑D.提高热机效率,有利于环保减排大显身手CD3.一台内燃机运行时各种能量损耗大致为:汽缸散热损失占25%,废气带走的能量占30%,摩擦等机械损耗占10%,则内燃机的热机效率为__________。大显身手35%4.有朋自远方来,烧一壶热水,拈几许茶叶,置于瓷制器皿中,沸水冲泡,这是山东人独有的待客之道。如果用酒精炉烧水,将质量为2kg,温度为10℃的水加热(1个标准大气压下),需完全燃烧42g酒精,酒精炉效率为70%,(已知c水=4.2×103J/(kg?℃),q酒精=3.0×107J/kg)。求:(1)42g酒精完全燃烧放出的热量;(2)水升高的温度是多少?大显身手大显身手解:(1)42g酒精完全燃烧放出的热量:Q放=m酒精q酒精=42×10﹣3kg×3×107J/kg=1.26×106J;(2)由η=×100%可得,水吸收的热量:Q吸=Q放η=1.26×106J×70%=8.82×105J,由Q吸=cm△t可得,理论上水升高的温度:△t===105℃,因标准气压下水的沸点为100℃,且沸腾以后温度不变,所以,水实际升高的温度为100℃﹣10℃=90℃。课后作业布置1.完成本节动手动脑学物理2.完成本节对应练习3.预习能量的转换和守恒再见中小学教育资源及组卷应用平台《热机的效率》教案【教学目标】1.知识与技能1.从能量转化的角度认识燃料的热值。2.常识性了解热机的效率及提高热机效率的途径。2.过程与方法用物理图表分析问题的能力,联系实际思考问题的能力.3.情感态度和价值观增强节能、环保意识【教学重点】燃料的热值热机的效率【教学难点】热值概念的理解提高热机效率的途径【教学方法】合作探究交流【教学用具】多媒体课件【课时安排】1课时【教学过程】一、创设情境导入新课复习导入:1、汽油机和柴油机的相同点和不同点。2、汽油机一个工作循环包含几个冲程?哪些冲程涉及能量的转化?3、在热传递过程中,传递能量的多少叫做什么?提问:所用燃料的能量能全部用来做有用功吗?引出课题,明示目标。二、探究新知(一)燃料的热值1.燃料的分类固体燃料 如:干柴 煤等 液体燃料 如:汽油 柴油 酒精等气体燃料 如:氢气 天然气等不同燃料的放热本领相同吗?怎么比较它们谁的放热本领强呢?2.燃料的热值:某种燃料完全燃烧时放出的热量与其质量之比,叫做这种燃料的热值。从概念总结得出热值的公式:q=(适用于固体或液体燃料)q=Q/V(适用于气体燃料)单位:焦每千克(J/kg),焦每立方米(J/m3)物理意义:完全燃烧1kg的某种燃料放出的热量是多少焦耳。(课件展示)注意:定义中“完全”两字表示的意义,因为只有在完全燃烧的情况下才能比较不同物质放出热量的多少。阅读分析:小资料中“一些燃料的热值”,你得出什么结论?分析得出:(1)热值是燃料的一种特性(2)热值与燃料的种类有关。同种燃料的热值是定值,不同燃料的热值一般不同(3)思考:火箭为什么以液态氢为燃料?氢的热值大。3.例:把5kg、40℃的水烧开,需要完全燃烧多少千克的干木柴?(已知干木柴的热值为1.2×107J/kg,外界为标准大气压,不计热损失)21·cn·jy·com解:水吸收的热量:Q吸=cm水△t=4.2×103J/(kg?℃)×50kg×(60℃-20℃)=8.4×106J;所需木柴质量:m木柴=(2)热机的效率1.炉子效率思考讨论:用煤气烧水时,燃烧放出的能量都被水吸收了吗?到哪儿去了?讨论得出:水只是吸收了一部分,另外壶要吸收(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)热量、向空气中散失热量、还有燃料也不一定完全燃烧损失一部分能量,所以存在热效率的问题。21世纪教育网2·1·c·n·j·y提高锅炉效率的措施:把煤磨成煤粉,可以燃烧得比较完全。加大送风量,把煤粒在炉膛里吹起来燃烧,可以燃烧得更充分。用各种办法加大受热面,可以减少烟气带走的热量。2.热机效率讨论交流:在内燃机中燃料是否能够完全燃烧?燃料燃烧释放的能量都到哪里去了?热机中燃料释放能量的主要流向示意图多媒体展示,根据展示内容总结。用来做有用功的那部分能量,与燃料完全燃烧放出的热量之比,叫做热机的效率定义式:η=W有/Q放各种热机的效率:蒸汽机:6﹪~15﹪汽油机:20﹪~30﹪柴油机:30﹪~45﹪讨论交流:怎样提高热机的效率?使燃料充分燃烧;尽量减少各种热量损失;在热机的设计和制造上采用先进的技术;注意保养,保证良好的润滑,减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。热机的效率能达到100%吗?为什么?不能达到100%,因为热机中可用于做有用功(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)的能量只是燃料完全燃烧所放出的能量的一部分,这部分能量远小于总能量,所以其与燃料完全燃烧所放出的总能量的比值必然小于1,即热机效率小于100%。www.21-cn-jy.com3.要求学生看书P25页科学技术社会三、课堂小结4、课堂练习:1.对于燃料的热值,下列说法中,属于正确理解的是(C)A.燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比B.燃料没燃烧时就没有热值C.就某种确定的燃料而言,它的热值是一个确定的值,跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关D.容易燃烧的燃料热值一定大。2.是2.关于热机效率,下列说法正确的是(CD)A.热机效率越高,即热机做的有用功多B.热机效率越高,即热机的功率越大C.要提高热机效率,就要尽量减少各种能量损失,并且要保证良好的润滑D.提高热机效率,有利于环保减排3.一台内燃机运行时各种能量损耗大致为:汽缸散热损失占25%,废气带走的能量占30%,摩擦等机械损耗占10%,则内燃机的热机效率为35%。4.有朋自远方来,烧一壶热水,拈几许茶叶,置于瓷制器皿中,沸水冲泡,这是山东人独有的待客之道。如果用酒精炉烧水,将质量为2kg,温度为10℃的水加热(1个标准大气压下),需完全燃烧42g酒精,酒精炉效率为70%,(已知c水=4.2×103J/(kg?℃),q酒精=3.0×107J/kg)。求:(1)42g酒精完全燃烧放出的热量;(2)水升高的温度是多少?解:(1)42g酒精完全燃烧放出的热量:;(2)由可得,水吸收的热量:,由可得,理论上水升高的温度:,因标准气压下水的沸点为100℃,且沸腾以后温度不变,所以,水实际升高的温度为100℃﹣10℃=90℃。5、作业布置1.完成本节动手动脑学物理2.完成本节对应练习3.预习能量的转换和守恒板书设计14.2热机的效率一、燃料的热值某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫做这种燃料的热值定义式:q=Q/mq=Q/V单位:焦每千克焦每立方米符号:J/kg或J/m物理意义:描述不同燃料完全燃烧放热本领的物理量热值是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关。2、热机的效率用来做有用功的那部分能量,与燃料完全燃烧放出的热量之比,叫做热机的效率定义式:η=W有/Q放提高热机的效率的途径【教学反思】本节主要特点是紧密联系实际,考察能(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)量在应用过程中的损耗,会用能流图分析问题,而且要注重让学生细致的分析问题,养成缜密的思维形式。注重联系实际的教学,学生要能够利用所学到的提高效率的方法应用于实际生活中,解决简单的问题。21世纪教育网版权所有21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页(共2页)HYPERLINK"http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)"21世纪教育网(www.21cnjy.com) 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