人教版物理九上《热机》同步练习1 6页

学科：物理 专题：热机 题一 内燃机是把内能转化为 能的装置，其中四冲程内燃机实现此能量转化的冲程 是 冲程。 题二 内燃机有四个工作冲程，如图所示是内燃机的_____冲程，活塞下降时，燃气内能_____(选 填“减少”或“增加”)。 题三 填埋垃圾，并发酵产生气体发电，可以减小了填埋气体对周围地区的 污染。该项目一 年大约可以燃烧 108kg 填埋气体，如果这些填埋气体的热值约为 2×107J/kg，那么这些气体 完全燃烧可以产生约 J的热量以供发电。 题四 现代生活中最重要的交通运输工具——汽车，与我们的生活走得越来越近了。 ⑴某单缸汽油发动机气缸的活塞面积是 120cm2，做功冲程中活塞移动的距离是 30cm，气体 的平均压强是 5×105Pa。汽油的热值是 4.6×107J/kg，每次做功耗油 0.2g，气体一次膨胀对活 塞做的功是 J；若每次做功过程中汽油的 90％完全燃烧，每次汽油燃烧放出的热量是 J；排气过程中，废气温度 ，内能 。 ⑵汽油机的效率很低，主要原因之一是 带走了大量的能量。 题五 用煤气灶把 2kg，初温为 30℃的水烧到 80℃，消耗了 20g 煤气，已知水的比热容是 4.2×103J/(kg·℃)，煤气的热值为 4.2×107J/kg，则水吸收的热量为 J，煤气完全燃烧放出 的热量为 J，煤气灶烧水的效率为 %。 题六 新型电辅式太阳能热水器，可以在天气差、吸热功率小的情况下，启动电热管对水加热补 偿．小明家购买了这样一台热水器，下表是其铭牌上的一组主要技术参数(吸热功率是反映 在阳光照射下，集热管每秒钟吸收的太阳辐射的能量)。 冬季某天，该热水器中装满了 5℃的冷水，集热管平均吸热功率为 l 250W，热水器的平 均效率为 56％，白天阳光照射 8h，水吸收的热量是_______J，达到的温度是_______℃；夜 晚，小明家人需要 45℃以上的洗澡水，则电热管至少正常工作______s。[c 水＝4.2×103J／ (kg·℃)] 题七 如图所示为泸州市某风景区山中的一段盘山公路照片。以汽油为燃料的观光汽车沿该盘山公 路(盘山公路近似处理为斜面)以 36km/h 的速度匀速行驶，经过 15min 从山脚到达山顶；汽 车上山时沿路面获得的牵引力恒为 9.2×103N。已知汽油完全燃烧释放的热量转化为汽车牵 引力做功的效率为 30%，汽油热值 q=4.6×107J/kg，求： ⑴汽车上山时牵引力发挥的功率为多大。 ⑵汽车从山脚到山顶消耗了多少千克的汽油。 题八 焦炭的热值为 3.0×107 J/kg，它的物理意义是 ，完 全燃烧 kg的焦炭放出的热量能把 50kg水的温度升高 60℃。[不计热量损失，水的比 热容为 4.2×103 J/(kg·℃)] 题九 某家庭需要将 50kg、20℃的水加热到 60℃作为生活用热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧 0.8 kg 煤气．已知煤气的热值 q＝4.2×10７J/kg，水的比热容 c＝4.2×10３J/(kg·℃).求： ⑴50kg、20℃的水加热到 60℃需吸收的热量； ⑵完全燃烧 0.8kg 煤气放出的热量； ⑶煤气灶烧水的效率。 课后练习详解 题一 答案：机械；做功 详解：内燃机是利用燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，它在工作过程中将燃料 燃烧释放的内能转化为机械能；它的一个工作循环包括四个冲程，该能量转化是在做功冲程 实现的。 题二 答案：做功；减少 详解：由题图可知，活塞向下运动，两个气门关闭，这是做功冲程的特点；在此冲程中，燃 气膨胀推动活塞向下运动，对活塞做功，内能减少，内能转化为机械能。 题三 答案：大气(或空气)；2×1015 详解：利用填埋气体发电，可减少对周围地区大气的污染；根据燃料燃烧放出热量的计算公 式可得：Q=qm=2×107J/kg×108kg=2×1015J。 题四 答案：⑴1800；8.28×l03；降低；减少 ⑵ 废气 详解：(1)气体对活塞的平均压力是 F=pS=5×105Pa×0.012m2=6×103N，气体一次膨胀对活塞 做 功 是 W=Fs=6×103N×0.3m=1800J ； 每 次 汽 油 燃 烧 放 出 的 热 量 是 Q=mq×90%=4.6×107J/kg×0.2×10－3kg×90%=8.28×103J；在排气过程中，废气要向外界放出热 量，所以其温度降低，内能减少；(2)汽油机效率较低的主要原因是排出的废气要带有大量 的热量。 题五 答案：4.2×105；8.4×105；50 详解：本题综合考查物体吸热升温、燃料燃烧放热和热效率的计算。 水吸收的热量 Q 吸=cm(t-t0)= 4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(80-30)℃=4.2×105J； 煤气完全燃烧放出的热量 Q 放=mq=0.02kg×4.2×107J/kg= 8.4×105J； 煤气灶烧水的效率η=Q 吸/Q 放×100%=4.2×105J/8.4×105J×100%=50%。 题六 答案：2.016×107；35；3360 详解：根据题意水吸收的热量为 Q 吸＝Ptη=1250W×3600s×8×56％＝2.016×107 J，由吸热公式 Q 吸＝cm(t-t0)，可得 t＝35℃；小明家需要 45℃以上的水，则水还需要升高的温度是 10℃， 同样可由公式 Q 吸＝cm(t-t0)求出需要的热量，此热量是由电热管提供的，即 W＝Q 吸，从而 由公式 W＝Pt求出电热管至少要正常工作的时间 t＝3360s。 题七 答案：⑴9.2×104W⑵6kg 详解：解法一：⑴由 v= t s 得：s=vt=10m/s×900s=9×103m W=Fs=9.2×103N×9×103m＝8.28×107J 牵引力的功率：P= t W = s900 J1028.8 7 =9.2×104W ⑵由 W Q h = 得汽油完全燃烧释放的热量：Q=W  = %30 J1028.8 7 =2.76×108J 再由 Q＝qm得：m= q Q = J/kg106.4 J1076.2 7 8   =6kg 解法二：⑴由题意得: P= t W = t Fs =Fv=9.2×103N×10m/s=9.2×104W ⑵W=Pt=9.2×104W×900s=8.28×107J 由 W Q h = 得汽油完全燃烧释放的热量：Q=W  = %30 J1028.8 7 =2.76×108J 再由 Q＝qm得：m= q Q = J/kg106.4 J1076.2 7 8   =6kg 题八 答案：1kg的焦炭完全燃烧放出的热量为 3.0×107 J；0.42 详解：本题考查与热值、比热容有关的热量计算。焦炭的热值为 3.0×107 J/kg，它表示 1kg 的焦炭完全燃烧放出的热量为 3.0×107J； 50kg水温度升高 60℃需吸收的热量为：Q=cm△t=50kg×4.2×103J/(kg·℃)×60℃=1.26×107J， 需燃烧焦炭的质量为：m= q Q = J/kg103.0 J101.26 7 7   =0.42kg。 题九 答案：⑴8.4×106 J；⑵3.36×107J；⑶25% 详解：⑴此题考查对物体吸热的计算，根据吸热：Q 吸 =cm(t-t0)= cmΔt 可以计算出水吸收 的热量： Q 吸 =cm(t-t0)= 4.2×10３J/(kg·℃)×50kg×(60℃-20℃)=8.4×106 J； ⑵此题考查燃料燃烧放热的计算，根据 Q=qm 可以计算出完全燃烧煤气放出的热量： Q 放=qm=0.8kg×4.2×10７J/kg=3.36×107J； ⑶煤气灶烧水的效率需要计算出水吸收的热量和煤气燃烧放出的总热量的比值： η＝Q 吸/Q 放=8.4×106 J/3.36×107J=25%