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14.3热机的效率
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．甲、乙两台内燃机，甲的效率为35%，乙的效率为25%，这两个数据表示（　　）
A．内燃机甲做的功比内燃机乙做得多
B．内燃机甲的功率比内燃机乙的功率大
C．在相同时间内内燃机甲燃烧的燃油比内燃机乙多
D．在消耗相同的燃油时，内燃机甲做的有用功比内燃机乙做的有用功多
2．古语“人要实，火要虚”，其意思是，人要脚踏实地，才能事业有成；可燃物要架空一些才能燃烧更旺。“火要虚”的目的是（　　）
A．提高可燃物的热值 B．增大可燃物的比热容
C．提高可燃物的利用率 D．不会产生废气，不会造成环境污染
3．下列一些生活场景中涉及到热学方面的有关知识，叙述正确的是（　　）
A．喷洒“干冰”进行人工降雨．喷洒“干冰”的作用是干冰升华变为雨
B．内燃机的四个冲程中，做功冲程是将内能转化为机械能
C．用铝壶在天然气灶上烧水的过程中天然气燃烧越充分，热值越大
D．水沸腾时壶口冒“白气”这是汽化现象
4．两部汽油机A和B，若A的功率较大，A的效率也较高，使A、B完成相等的有用功，则（ ）
A．A汽油机消耗的汽油较少，用的时间较短?
B．B汽油机消耗的汽油较少，用的时间较短?
C．A、B二汽油机消耗的汽油一样多，用的时间一样长?
D．无法确定?
5．为了提高热机的效率，以下方法中目前不可行的有 ( )
A．尽量使燃料充分燃烧
B．尽量减少各种热损失
C．尽量减少因克服摩擦而额外消耗的能量
D．想办法把燃料放出的热量全部用来做功
6．下列说法正确的是（　　）
A．物体的内能跟物体的运动速度、物体的温度和物质的状态有关系
B．质量和初温相同的水和煤油，放出相同热量时，煤油温度降低的多
C．内能总是从内能多的物体向内能少的物体转移
D．不同燃料燃烧时，放出热量越多的热值越大
7．在学校科技节活动中，小明用饮料瓶自制了火箭模型，如图所示，他在瓶子的内侧壁安装了一个遥控电火花发生器，按下按钮会产生电火花。演示时从瓶口喷入雾状酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，纸筒立即飞出，关于此过程分析正确的是（　　）

A．纸筒飞出后瓶内气体的内能减少，温度降低
B．能闻到酒精的气味是因为分子间存在斥力
C．酒精不完全燃烧时热值变小
D．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程
8．2020年11月24日，我国在海南昌航天发射场，用长征五号运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器 长征五号火箭采用波发氢液氧推进剂，使用液氢作为燃料是因为液氢具有较大的（　　）
A．比热容 B．热值 C．热量 D．内能
二、填空题
9．冬季，汽车排气管附近常常“白气”滚滚，这是 现象（填物态变化）；液化石油气携带方便，应用广泛，已知液化石油气热值为3.5×107J/kg， 完全燃烧放出的热量只有60％被水吸收，将质量为5kg，初温为20℃的水加热到90℃，需要燃烧液化石油气 kg。【c水=4200J/(kg·℃)】
10．某瓶煤油的燃烧值是4.6×107焦/千克，它的物理意义是 。如果将瓶中的煤油倒去一半，剩下煤油的燃烧值为 。
11．我们每天都在产生大量垃圾，合理分类和利用垃圾是我们面临的一个重大课题．某垃圾处理厂处理垃圾时提炼出了200kg燃料油，若燃料油的热值为4.0×107J/kg，则这些燃料油完全燃烧放出的热量为 J，燃料油燃烧时发热，燃料油的化学能转化为 能．
12．年月号，我国在酒泉卫星发射中心采用长征二号丁运载火箭成功发射了首颗综合性探日卫星“夸父一号”，用液态氢作火箭燃料，是因为液态氢具有较高的 ；火箭发射过程中，将燃料的 能通过燃烧转化为 能。
三、作图题
13．请在图中坐标定性画出酒精的热值与其完全燃烧所放出的热量Q的关系图象．
四、实验题
14．小明同学探究了“不同燃料燃烧的放热能力”，他设计的实验装置如图所示：
（1）该实验是通过 来反映燃料放出热量的多少，实验中要控制水的质量 （选填“相等”或“不相等”）；
（2）下表是该实验的设计表格，请把横线部分补充完整 。
燃料温度 加热前的水温/℃ ____________ 水温的变化/℃
10g酒精
10g碎纸片
五、计算题
15．某品牌小汽车的“经济耗油量（90km/h）8L/100km”是指：这辆汽车以90km/h的速度行驶100km，消耗汽油8L。[已知ρ水＝1.0×103kg/m3；c水＝4.2×103J/（kg·℃）；q汽油＝3.2×107J/L]下表为此小汽车的相关数据：
总质量：1500kg 经济耗油量：（90 km/h）8 L/100 km
车轮与地面的总接触面积：8.0×10-2m2 水箱容量：4L
额定功率：90kW
(1)汽车上的散热器用水作为冷却剂，当水箱装满水，水温升高25℃时，需要吸收的热量为多少？
(2)该汽车在经济耗油量下沿直线匀速行驶50km，汽车的效率为31.25%．求汽车消耗多少升汽油和此时汽车的实际功率。
六、综合题
16．发动机是汽车的核心部件，某汽车发动机是以92号汽油为燃料的内燃机。在某次测试中，汽车在1.5×103s内于水平路面上匀速行驶4.6×104m，该过程中汽车的牵引力为3000N，汽车消耗汽油12kg，汽油的热值为4.6×107J/kg。
（1）汽车的内燃机一个工作循环的四个冲程如图所示，图中四个冲程的顺序是（按序填写序号）；
（2）匀速行驶过程中，牵引力做的功及功率为多少；
（3）汽油完全燃烧所能释放的能量转化为汽车克服阻力做功的效率是多少？
《14.2热机的效率》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 D C B A D B A B
1．D
【详解】AB．做功多少和功率的大小以及热机的效率没有关系，故AB不符合题意；
C．甲汽油机的效率高于乙汽油机的效率说明做相同的有用功，甲消耗的汽油少，故C不符合题意；
D．热机的效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，甲内燃机的效率高于乙内燃机的效率，说明消耗相同的燃油，甲内燃机做的有用功多，故D符合题意。
故选D。
2．C
【详解】A．燃料的热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，所以燃烧更旺不能提高可燃物的热值，故A不符合题意；
B．比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，所以燃烧更旺不能增大可燃物的比热容，故B不符合题意；
C．“火要虚”是燃物要架空一些，才能燃烧更旺、燃烧才更充分，这样就可以提高燃料的利用率，故C符合题意；
D．可燃物在燃烧时都会产生废气，废气大多都会对环境造成污染，故D不符合题意。
故选C。
3．B
【详解】A、干冰是固态的二氧化碳，很容易升华，干冰在升华过程中吸热，使气温下降，使空气中的水蒸气遇冷液化或凝华．此选项错误；
B、四冲程内燃机在做功冲程将内能转化为机械能．此选项正确；
C、天然气的热值是确定的，与燃烧是否充分无关．此选项错误；
D、水沸腾时变成水蒸气，水蒸气上升过程中遇冷液化成为小水滴，即“白气”．此选项错误．
故选B．
点睛：需要注意的是，我们看到的“白气”其实是小水珠，而不是水蒸气，水蒸气是看不到的，所以“白气”是由水蒸气液化而形成的．
4．A
【详解】汽油机的效率是汽油机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．A的汽油机效率比B的汽油机效率高，所以消耗相同的油，A做的功多；做同样多的功，A消耗的油少；A的功率大说明做相同量的功A所用的时间少，BCD错误，A正确．故选A．
点睛：要解决此题，需要掌握汽油机效率、功率的概念；效率的定义：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比；功率高说明做相同量的功所用的时间少；效率高说明用来做有用功部分的能量占的比值大．
5．D
【详解】A. 燃料燃烧越充分，放出的热量越多，做的有用功越多，能提高热机的效率，故A可行；B. 尽量减少各种热损失，用来做有用功的热量就增加，能提高热机的效率，故B可行；C. 尽量减少因克服摩擦而额外消耗的能量，即减少额外功，能提高热机的效率，故C可行；D. 在现有条件下，机械摩擦和散热要消耗能量、废气带走较大部分能量，所以燃料燃烧释放出的热量不可能全部做有用功，故D不可行．故选D．
点睛：在热机中，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，叫热机的效率；提高热机效率的方法有：使燃料尽可能充分燃烧；减少运动部件摩擦发热的损失；减少废气带走的热量．
6．B
【详解】A．物体内能的大小与质量、温度、状态有关系，与物体的运动速度无关，故A错误；
B．质量相同、初温相同的水和煤油，放出相同的热量；因为水的比热容大，所以水的温度变化小，煤油的温度变化大，故煤油的末温低一些，故B正确；
C．由热传递的条件可知，内能总是从温度高的物体向温度低的物体转移，而不是从内能多的物体向内能少的物体转移，故C错误；
D．不同燃料燃烧时，所放出热量的多少与燃料的种类、质量及燃烧程度有关，而热值是燃料的一种特性，单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量是这种燃料的热值，热值的大小与燃料的多少以及燃料是否完全燃烧等无关，同一种燃料的热值一般不变，故D错误。
故选B。
7．A
【详解】A．气体对纸筒做功，纸筒飞出，瓶内气体内能减小，温度降低，气体内能转化为纸筒的机械能，故A正确；
B．能闻到酒精的气味说明酒精分子在永不停息地做无规则运动，故B错误；
C．热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧无关，所以酒精不全燃烧时热值不变，故C错误；
D．燃气推动纸筒飞出去，将内能转化为机械能，而内燃机的做功冲程也将内能转化机械能，因此燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的做功冲程，故D错误。
故选A。
8．B
【详解】火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以放出更多的热量，故B正确。
故选B。
9． 液化 0.07kg
【详解】[1]“白气”是悬浮在空气中的液体小颗粒，是水蒸气遇冷液化形成的，所以是液化现象。
[2] 根据公式Q吸＝cmΔt，Q放＝mq，，根据题意代入数据得
解得
m＝0.07kg
10． 1千克煤油完全燃烧能放出4.6×107焦的热量 4.6×107焦/千克
【详解】[1]某瓶煤油的燃烧值是4.6×107焦/千克，它的物理意义是1千克煤油完全燃烧能放出4.6×107焦的热量。
[2]热值是物质的性质，与物质的质量无关，所以将瓶中的煤油倒去一半，剩下煤油的燃烧值仍为4.6×107焦/千克。
11． 8.0×109 内
【详解】这些燃油完全燃烧放出的热量：Q＝mq＝200kg×4.0×107J/kg＝8.0×109J；燃料油燃烧时发热，燃料油的化学能转化为内能．
12． 热值 化学 内
【详解】[1]热值是指1千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量，运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，不仅液态氢的密度小，而且具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。
[2][3]火箭发射过程中，燃料的化学能通过燃烧转化为内能。
13．
【分析】热值是指1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，是燃料的一种特性，它和燃料的质量、放出热量的多少无关．
【详解】热值是燃料的一种特性，它和燃料的质量、放出热量的多少无关，所以酒精的热值与其完全燃烧所放出的热量Q的关系图象是与热量Q平行的直线，如图所示：
14． 温度计上升的示数 相等 加热后的水温/℃
【详解】（1）[1]燃料燃烧放出的热量可以被水吸收，从而使水温发生变化；所以可以通过温度计示数的变化来比较燃料燃烧放出热量的多少。
[2]为便于通过升高温度比较液体吸收的热量，应使用质量相同的同种液体。
（2）[3]要得到液体升高温度，需测量液体的初温和最终温度；故还需测量液体的末温，即横线部分应为加热后的水温/℃。
15．(1)4.2×105J；(2)4L；20kW
【详解】(1)当水箱装满水，水的体积
V＝4L＝4×10-3m3
水的质量
m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×4×10-3m3＝4kg
水吸收的热量
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×4kg×25℃＝4.2×105J
(2)在经济耗油量下沿直线匀速行驶50km实际用油
V汽油＝×50km＝4L
4L汽油完全燃烧放出热量
Q放＝V汽油q汽油＝4L×3.2×107J/L＝1.28×108J
汽车所做的功
W＝ηQ放＝31.25%×1.28×107J＝4×107J
汽车行驶的时间
t＝h＝2000s
则汽车的实际功率
P＝＝2×104W＝20kW
答：(1)水需要吸收的热量为4.2×105J；
(2)汽车消耗4L汽油；此时汽车的功率为20kW。
16．（1）③①④②；（2）1.38×108J，92000W；（3）25%
【详解】解：（1）①中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是第二个冲程；②中的排气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四个冲程；③中的进气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一个冲程；④中的两个气阀都关闭，活塞向下运动，所以为做功冲程，是第三个冲程；故排序为③①④②。
（2）汽车牵引力做的功
牵引力做的功率
（3）汽车消耗汽油12kg放出的能量
汽油完全燃烧所能释放的能量转化为汽车克服阻力做功的效率
答：（1）③①④②；
（2）匀速行驶过程中，牵引力做的功是1.38×108J，功率为92000W；
（3）汽油完全燃烧所能释放的能量转化为汽车克服阻力做功的效率是25%。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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