人教版物理九上《热机》同步练习2

人教版物理九上《热机》同步练习2

学科：物理 专题：热机 题一 汽油机是热机的一种，汽油在气缸内燃烧时将______能转化为______能，如图所示是四冲程 汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在________冲程。 题二 如图所示，内燃机的四个冲程中，哪个属于做功冲程 ( ) 题三 完全燃烧 1 kg 柴油放出的热量能能使多少质量的水温度升高 20℃？[已知柴油的热值是 4.2×107J/kg，水的比热容是 4.2×103J/(kg·℃)，假定放出的热量被水完全吸收]( ) A．2kg B．20kg C．50kg D．500kg 题四 ⑴科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃 机相同，在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水 蒸汽，推动活塞再次做功，水蒸汽温度 (选填“升高”、“降低”或“不变”)，这样燃烧同样 多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的 。为进入下一个工作循环，这款内燃机 的第六冲程是 冲程。 ⑵一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为 3600 转/分，该柴油机活塞 1s 对外做功 次；若 其效率为 40%，消耗 5kg 的柴油转化成的机械能是 J。(q 柴油=4.3×107J/kg) 题五 关于“热机”，下列说法中错误的是( ) A．通过技术改进，可以使热机的效率达到 100% B．减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行” C．用水而不用其它循环物质降低热机的温度，主要是利用水的比热容最大的特性 D．严寒的冬天，有人晚上把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时，水凝固而胀坏水箱 题六 人类正积极开发和利用太阳能，如太阳能热水器、太阳能电池等。小颖想测出地球表面接收 到太阳能的总功率。 ⑴天气晴朗时小颖测得太阳能热水器 1h 内平均能使质量为 36kg 的水从 20℃升高到 30℃， 则水吸收了多少热量？[c 水＝4.2×103J／(kg·℃)] ⑵小颖查得热水器接受太阳能的总有效面积为 1.2m2，热水器能把接收到的太阳能的 50％ 转变为水的内能，则这台热水器每平方米的面积上接收太阳能的平均功率是多少? ⑶已知地球接收太阳能的总有效面积为 1.3×1014m2，则地球表面接收到太阳能的总功率为 __________。小颖查阅相关资料获知，辐射到地球的太阳能总功率为 1.7×1017W，与她计算 得到的功率相差较大，试分析原因是________________。 题七 每年麦收时节，农民往往把麦秸杆堆在田里焚烧，这样既污染环境，又浪费资源。据测算， 1t 麦秸杆在沼气池中可以产生 270m3 沼气，剩余的残渣还是优质有机肥料。统计表明，荆州 市农村一个村一般每年可产生 500t 麦秸杆，若这些麦秸杆用来在沼气池中产生沼气，产生 的沼气完全燃烧后，可以放出 J 的热量；在标准大气压下，可以将 壶装有质量 为 2.5kg、初温为 20℃的水烧开。[沼气的热值为 1.9×107J/m3，水的比热容为 4.2×103J/(kg·℃)] 题八 “可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的 热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的________很大。以 10 倍的关系粗略计算，1kg“可 燃冰”完全燃烧放出的热量为________J，可以使________kg 的水从 20℃加热至 60℃ (c 水=4.2×103J／(kg•℃)、q 煤气=4.2×l07J／kg)。 题九 小明学习了热学的有关知识后，知道水的比热容是 4.2×103J/(kg·℃)，他想估算一下自己家每 天烧水做饭需要的热量。于是小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间，并把 它折算成烧水时间，相当于每天将 30kg、20℃的水烧开。 ⑴小明家每天烧水做饭需要多少热量？ ⑵如果普通煤的热值为 3×107J/kg，从理论上讲小明家每天烧水做饭需要多少千克普通煤？ ⑶小明家实际平均每天需要烧 4 块蜂窝煤，按每块蜂窝煤含煤 0.5kg 算，他家每天实际用煤 2kg，由此小明计算出他家煤炉的效率只有 16.5％。你认为小明家煤炉效率低的原因是什 么？ ⑷从大的方面讲，家用煤除了热效率低、浪费能源的缺点外，另一个主要缺点是什么？ 课后练习详解 题一 答案：化学；内；做功 详解：汽油在气缸内燃烧时是将化学能转化为内能。从汽油机结构图可以看出，两个气门关 闭，活塞向下运动，火花塞点火，这是做功冲程。 题二 答案：C 详解：本题应抓住汽油机的一个工作循环由如图所示的四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、 做功冲程、排气冲程。判断冲程名称可用口诀：“先看气门开关情，再看活塞上下行；开下 吸气开上排，关上压缩关下功”进行分析；其中在做功冲程中，是内燃机的内能转化为机械 能，在压缩冲程中是机械能转化为内能。 A．一个气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程，不符合题意； B．两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，不符合题意； C．两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，符合题意； D．一个气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；不符合题意。 题三 答案：D 详解：完全燃烧 1 kg 柴油放出的热量是： 7 71kg 4.2 10 J/kg 4.2 10 JQ mq      ；水吸 收热量后温度升高，由公式 0( )Q cm t t 吸 得： 7 3 0 4.2 10 J 500kg( ) 4.2 10 J / (kg C) 20 C Qm c t t        吸 。 题四 答案：⑴降低；效率；排气 ⑵30；8.6×107 详解：⑴在第四冲程结束后，向汽缸喷水，水汽化成水蒸气，推动活塞做功，这时水蒸气内 能减少，温度降低，使有用功增加，从而提高了效率，为了下一个工作循环，第六冲程应是 排气冲程；⑵四冲程内燃机一个工作循环飞轮转两圈，做功一次。解题关键是求出 1s 飞轮 转几圈，从题中条件可求出飞轮 1s 转 60 圈，做功 30 次；根据热值公式求出 5kg 的柴油完 全燃烧放出的热量是 Q=qm=2.15×108J,再由效率为 40%可求出转化成的机械能为 8.6×107。 题五 答案：A 详解：摩擦和散热总是存在的，热机效率不可能达到 100%，A 不正确；二氧化碳属于温室 气体，“绿色出行”可以减小二氧化碳的排放，减轻温室效应，即减少城市热岛效应，B 正确； 水的比热容最大，吸放热能力强，常用来做传热物质，C 正确；水有反膨胀现象，结冰后体 积变大，会胀坏水箱，D 正确。 题六 答案：⑴1.512×106J ⑵700 W ⑶9.1×1016 W；太阳辐射到地球的能量被大气层反射和吸收 详解：⑴1h 水吸热：Q 吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×36kg×(30℃-20℃)=1.512×106 J； ⑵热水器接收的太阳能为：W 太= W  = 61.512 10 J 50%  =3.024×106J； 热水器每平方米的面积上接收的太阳能为：W 太'= 63.024 10 J 1.2  =2.52×106J 平均功率为：P= W t 太 = 62.52 10 J 3600s  =700 W； ⑶总功率为：P2=700×1.3×1014 W=9.1×1016 W。 题七 答案：2.565×1012；3.1×106 详解：1t 麦秸杆 在沼气池中 可以产生 270m3 沼气，500t 麦秸杆 可以产生的 沼气是 500×270m3=1.35×105m3 ， 若 产 生 的 这 些 沼 气 完 全 燃 烧 可 以 放 出 的 热 量 Q 放 =qV=1.9×107J/m3×1.35×105m3=2.565×1012J ， 将 一 壶 水 烧 开 需 要 吸 收 热 量 Q 吸 =cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2.5kg×(100℃-20℃)=8.4×105J，则燃烧这些沼气放出的热量可以 烧开的壶数是 12 6 5 2.565 10 J 3.1 108.4 10 J    。 题八 答案：热值；4.2×l08；2500 详解：作为新型能源的“可燃冰”的热值很大，1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量 Q 放=mq=1kg×4.2×107J/kg×10=4.2×108J， Q 放=Q 吸=cm△t，4.2×108J=4.2×103J/(kg•℃)×m 水×(60℃-20℃)，m 水=2500kg。 题九 答案：⑴1.008×107 J；⑵0.336kg；⑶小明家煤炉效率低的原因是：一方面煤不能完全燃 烧，另一方面煤燃烧放出的热量不能被水完全吸收，大部分的热量散失掉了。 ⑷煤在燃烧过程中产生废渣、废气，造成环境污染。 详解：利用 Q 吸=cm△t 及 Q=mq 等公式进行计算，熟悉相关计算公式是解题的关键。 ⑴ 小 明 家 每 天 烧 水 做 饭 需 要 的 热 量 即 是 水 升 温 吸 收 的 热 量 Q 吸 = c 水 m 水 (t － t0)=4.2×103J/(kg·℃)×30kg×(100℃-20℃)=1.008×107 J。 ⑵小明家每天烧水做饭需要的能量需要煤燃烧放出，即 Q 放= Q 吸=1.008×107J 则需要的煤的 质量为 m=Q 放/q=1.008×107J/3×107J/kg=0.336kg。 ⑶小明家煤炉效率低的原因是：一方面煤不能完全燃烧，另一方面煤燃烧放出的热量不能被 水完全吸收，大部分的热量散失掉了。 ⑷煤在燃烧过程中产生废渣、废气，造成环境污染。