资源简介

2　热机效率
A基础达标　
1.下列可能符合汽车热机能量流向的是(D)
A B
C D
2.某内燃机的能量流向如图所示。该内燃机的效率为(D)
A.7% B.28% C.31% D.34%
3.某拖拉机的热机效率为34%,某汽车的热机效率为29%,这说明了(D)
A.拖拉机做的有用功比汽车多
B.拖拉机的功率比汽车大
C.拖拉机做的功比汽车多
D.燃料完全燃烧放出相同的热量,拖拉机将内能转化成的机械能比汽车多
4.下列关于热机的说法中,正确的是(D)
A.使用的燃料热值越高,热机的效率越高
B.热机消耗的燃料越多,热机的效率越低
C.目前有些新型燃料汽车实现了“零排放”,它们的热机效率可达到100%
D.热机做相同的有用功,消耗的燃料越少,热机的效率越高
5.(2024临沂沂水县期中)某台柴油机中的所有燃料完全燃烧能放出8×107 J的热量。若工作时用完全部燃料损失了4.8×107 J的能量,下列说法正确的是(D)
A.用来做有用功的能量为8×107 J
B.该柴油机的效率为60%
C.通过科技进步,在未来可以实现能量零损失
D.减少机械间的摩擦可以提高热机效率
6.乙醇汽油是由乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的能源,能有效改善油品的性能和质量。它不影响汽车的性能,还减少有害气体的排放。乙醇汽油热值约4.6×107 J/kg,某汽车发动机的能量流向图如图所示,则下列说法正确的是(C)
A.该车发动机的效率为27%
B.0.1 kg的乙醇汽油燃烧一定能够释放4.6×106 J的能量
C.利用废气的能量及减小摩擦是提高热机效率的有效途径
D.发动机压缩冲程把燃料燃烧产生的内能转化为机械能
7.(2024简阳简城学区期中)某汽油机的各项能量损失所占的百分率分别是:废气内能35%,散热损失30%,机械损失10%,则该汽油机的热机效率是　25%　。一般情况下柴油机的热机效率　大于　(选填“大于”“等于”或“小于”)汽油机的热机效率。
8.某单缸四冲程汽油机,飞轮每分钟转3 000转,则每秒对外做功　25　次,每次对外做功115 J,该汽油机的效率为25%,连续工作1小时需消耗汽油　0.9　kg。(q汽油=4.6×107 J/kg)
9.(2024日照)有一种小型单缸四冲程汽油机,每个工作循环做功
500 J,曲轴的转速是300 r/min,每分钟消耗汽油5 g。则该内燃机的功率是　1 250　W,机械效率是　32.6%　。(q汽油=4.6×107 J/kg)
10.(2024宿迁)氢能是新能源利用的新潮流,加快氢能产业发展成为实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。如图所示是市场上的某品牌氢能自行车,一次性充满0.02 kg氢气,2 h能匀速骑行50 km,氢能自行车与骑行者总质量为84 kg,骑行时受到的阻力为总重的0.05倍,氢气热值为1.4×108 J/kg。氢气完全燃烧产生的热量是　2.8×106　J,氢气的利用效率是　75%　。(g=10 N/kg)
11.(2024苏州)如图所示为某折叠卡式炉,采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2 L初温为25 ℃的水,用卡式炉加热至100 ℃,消耗了25 g丁烷气体[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),丁烷的热值为4.8×
107 J/kg]。求:
(1)壶中水的质量;
(2)水吸收的热量;
(3)卡式炉的加热效率。
解析:(1)由ρ=可知,水的质量m水=ρ水V水=1.0×103 kg/m3×2×
10-3 m3=2 kg;
(2)水吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×
(100 ℃-25 ℃)=6.3×105 J;
(3)丁烷气体完全燃烧放出的热量Q放=mq=2.5×10-2 kg×4.8×
107 J/kg=1.2×106 J,
卡式炉的加热效率η=×100%=×100%=52.5%。
答案:(1)2 kg　(2)6.3×105 J　(3)52.5%
12.(2024山西)山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山,进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360 km,驾车前往大约需要4 h。(汽油的热值q取4.5×107 J/kg,汽油的密度ρ取0.8×103 kg/m3)
(1)求汽车的平均速度;
(2)汽车全程消耗汽油25 L,求汽油完全燃烧放出的热量Q;
(3)若汽车发动机全程的平均功率为25 kW,求汽车发动机的效率。
解析:(1)汽车平均速度v===90 km/h;
(2)消耗汽油的质量m=ρV=25×10-3 m×0.8×103 kg/m3=20 kg,
汽油完全燃烧放出的热量Q=qm=4.5×107 J/kg×20 kg=9×108 J;
(3)汽车发动机做的机械功W=Pt=25×103 W×4×3 600 s=3.6×108 J,
发动机的机械效率η=×100%=×100%=40%。
答案:(1)90 km/h　(2)9×108 J　(3)40%
B能力提升　
13.汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,如图甲、乙所示分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是(A)
A.图甲是压缩冲程,活塞对汽缸内的气体做功,气体的温度升高
B.由图乙可知该汽油机的效率是30%
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的热值
D.为了节能,冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举措大大提高了燃料的热值
14.(多选题)做相同的有用功,甲、乙两柴油机用时和消耗柴油的质量对比如表所示,下列说法正确的是(AC)
柴油机 完成工作量 时间 消耗柴油
甲 相同 3 h 5 kg
乙 2 h 6 kg
A.甲的功率小,热机效率高
B.甲做的有用功多,且做功快
C.乙的总功大,热机效率低
D.甲所用的柴油的热值比乙用的高,乙做的有用功少
15.(2024成都玉林中学期中)如图所示,图甲为四冲程汽油机的一个冲程,图乙为该汽油机燃料燃烧后的能量转化比例图。下列说法正确的是(C)
A.该汽油机的效率为70%
B.汽油机吸气冲程吸入汽缸的物质仅有空气
C.甲图的冲程使汽车获得动力,将内能转化为机械能
D.相同时间内燃烧的汽油质量越大,汽油机的效率越高
16.(2025巴中巴州区期末)甲、乙两台汽油机,甲的功率是乙的2倍,甲的效率是30%,乙的效率是20%,那么甲、乙在相同时间内所消耗汽油质量之比为(D)
A.3∶4 B.2∶3 C.3∶2 D.4∶3
17.(2024达州)在1个标准大气压下,小明用天然气灶将质量为1 kg的水,从20 ℃加热到沸腾,水吸收的热量是　3.36×105　J。他家天然气热水器的热效率是70%,他某次洗澡,耗水20 kg,热水器进水温度是22 ℃,出水温度是42 ℃,他这次洗澡消耗天然气　0.075　m3。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值是3.2×107 J/m3。
C拔高培优　
18.如图所示为甲、乙、丙三部汽油机燃料完全燃烧释放的内能和汽油机输出机械能的二维柱状图。根据图中的信息,下列选项完全正确的是(D)
A.丙输出的机械能比甲少,所以丙的效率比甲低
B.在消耗燃料质量相同时,乙输出机械能比甲少
C.在输出的机械能相同时,乙比丙消耗的燃料更多
D.三部汽油机中,乙的效率最高2　热机效率
A基础达标　
1.下列可能符合汽车热机能量流向的是( )
A B
C D
2.某内燃机的能量流向如图所示。该内燃机的效率为( )
A.7% B.28% C.31% D.34%
3.某拖拉机的热机效率为34%,某汽车的热机效率为29%,这说明了( )
A.拖拉机做的有用功比汽车多
B.拖拉机的功率比汽车大
C.拖拉机做的功比汽车多
D.燃料完全燃烧放出相同的热量,拖拉机将内能转化成的机械能比汽车多
4.下列关于热机的说法中,正确的是( )
A.使用的燃料热值越高,热机的效率越高
B.热机消耗的燃料越多,热机的效率越低
C.目前有些新型燃料汽车实现了“零排放”,它们的热机效率可达到100%
D.热机做相同的有用功,消耗的燃料越少,热机的效率越高
5.(2024临沂沂水县期中)某台柴油机中的所有燃料完全燃烧能放出8×107 J的热量。若工作时用完全部燃料损失了4.8×107 J的能量,下列说法正确的是( )
A.用来做有用功的能量为8×107 J
B.该柴油机的效率为60%
C.通过科技进步,在未来可以实现能量零损失
D.减少机械间的摩擦可以提高热机效率
6.乙醇汽油是由乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的能源,能有效改善油品的性能和质量。它不影响汽车的性能,还减少有害气体的排放。乙醇汽油热值约4.6×107 J/kg,某汽车发动机的能量流向图如图所示,则下列说法正确的是( )
A.该车发动机的效率为27%
B.0.1 kg的乙醇汽油燃烧一定能够释放4.6×106 J的能量
C.利用废气的能量及减小摩擦是提高热机效率的有效途径
D.发动机压缩冲程把燃料燃烧产生的内能转化为机械能
7.(2024简阳简城学区期中)某汽油机的各项能量损失所占的百分率分别是:废气内能35%,散热损失30%,机械损失10%,则该汽油机的热机效率是 。一般情况下柴油机的热机效率 (选填“大于”“等于”或“小于”)汽油机的热机效率。
8.某单缸四冲程汽油机,飞轮每分钟转3 000转,则每秒对外做功 次,每次对外做功115 J,该汽油机的效率为25%,连续工作1小时需消耗汽油 kg。(q汽油=4.6×107 J/kg)
9.(2024日照)有一种小型单缸四冲程汽油机,每个工作循环做功
500 J,曲轴的转速是300 r/min,每分钟消耗汽油5 g。则该内燃机的功率是 W,机械效率是 。(q汽油=4.6×107 J/kg)
10.(2024宿迁)氢能是新能源利用的新潮流,加快氢能产业发展成为实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。如图所示是市场上的某品牌氢能自行车,一次性充满0.02 kg氢气,2 h能匀速骑行50 km,氢能自行车与骑行者总质量为84 kg,骑行时受到的阻力为总重的0.05倍,氢气热值为1.4×108 J/kg。氢气完全燃烧产生的热量是 J,氢气的利用效率是 。(g=10 N/kg)
11.(2024苏州)如图所示为某折叠卡式炉,采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2 L初温为25 ℃的水,用卡式炉加热至100 ℃,消耗了25 g丁烷气体[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),丁烷的热值为4.8×
107 J/kg]。求:
(1)壶中水的质量;
(2)水吸收的热量;
(3)卡式炉的加热效率。
12.(2024山西)山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山,进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360 km,驾车前往大约需要4 h。(汽油的热值q取4.5×107 J/kg,汽油的密度ρ取0.8×103 kg/m3)
(1)求汽车的平均速度;
(2)汽车全程消耗汽油25 L,求汽油完全燃烧放出的热量Q;
(3)若汽车发动机全程的平均功率为25 kW,求汽车发动机的效率。
B能力提升　
13.汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,如图甲、乙所示分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是( )
A.图甲是压缩冲程,活塞对汽缸内的气体做功,气体的温度升高
B.由图乙可知该汽油机的效率是30%
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的热值
D.为了节能,冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举措大大提高了燃料的热值
14.(多选题)做相同的有用功,甲、乙两柴油机用时和消耗柴油的质量对比如表所示,下列说法正确的是( )
柴油机 完成工作量 时间 消耗柴油
甲 相同 3 h 5 kg
乙 2 h 6 kg
A.甲的功率小,热机效率高
B.甲做的有用功多,且做功快
C.乙的总功大,热机效率低
D.甲所用的柴油的热值比乙用的高,乙做的有用功少
15.(2024成都玉林中学期中)如图所示,图甲为四冲程汽油机的一个冲程,图乙为该汽油机燃料燃烧后的能量转化比例图。下列说法正确的是( )
A.该汽油机的效率为70%
B.汽油机吸气冲程吸入汽缸的物质仅有空气
C.甲图的冲程使汽车获得动力,将内能转化为机械能
D.相同时间内燃烧的汽油质量越大,汽油机的效率越高
16.(2025巴中巴州区期末)甲、乙两台汽油机,甲的功率是乙的2倍,甲的效率是30%,乙的效率是20%,那么甲、乙在相同时间内所消耗汽油质量之比为( )
A.3∶4 B.2∶3 C.3∶2 D.4∶3
17.(2024达州)在1个标准大气压下,小明用天然气灶将质量为1 kg的水,从20 ℃加热到沸腾,水吸收的热量是 J。他家天然气热水器的热效率是70%,他某次洗澡,耗水20 kg,热水器进水温度是22 ℃,出水温度是42 ℃,他这次洗澡消耗天然气 m3。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值是3.2×107 J/m3。
C拔高培优　
18.如图所示为甲、乙、丙三部汽油机燃料完全燃烧释放的内能和汽油机输出机械能的二维柱状图。根据图中的信息,下列选项完全正确的是( )
A.丙输出的机械能比甲少,所以丙的效率比甲低
B.在消耗燃料质量相同时,乙输出机械能比甲少
C.在输出的机械能相同时,乙比丙消耗的燃料更多
D.三部汽油机中,乙的效率最高

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