资源简介

2　热机效率
3　跨学科实践:保护地球家园
热机效率
1.关于热机,下列说法正确的是 (　　)
A.热机消耗的燃料越多,热机效率越高
B.四冲程汽油机工作过程中,压缩冲程是把活塞的机械能转化为内能
C.热机的对外输出功率越大,热机效率越高
D.热机所做机械功越多,热机效率越高
2.汽车在平直公路上匀速行驶9.2 km,消耗燃油1 kg,已知汽车的牵引力是2 000 N,则汽车发动机的效率是　　　　。(燃油的热值取4.6×107 J/kg)
3.某型号汽车在车型测试中,在一段平直的公路上以80 km/h的速度匀速行驶了6 km,消耗汽油1 kg。假设汽油完全燃烧,汽油机的效率为40%,则汽油完全燃烧放出的热量为　　　　J;以此速度行驶的过程中,受到的阻力是　　　　N。汽油机是利用燃料燃烧生成的　　　　能转化成机械能来获得动力的。(汽油的热值q汽油=4.5×107 J/kg)
改变世界的热机
4.某辆行驶的小轿车,其正常工作时的能量转化情况如图所示。若输入的化学能为2 000 J,输出的动能为300 J,则输出的内能和声能共计　　　　 J;输出的有用能量是动能,则小轿车正常工作时的效率为　　　　。
5.随着人民生活水平的提高,汽车已在家庭逐步普及。小明通过查询得知,一辆某型号汽车在额定功率下行驶时单位时间内的能量流向如图所示。
(1)从能量转化角度看,其中“摩擦损耗”这部分的能量转化成　　　　能。
(2)若将汽车转化为有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”,则该发动机的能量转化效率η为　　　　。
保护地球家园
6.为了保护环境,控制大气污染,人们采取的措施不可行的是 (　　)
A.在城镇采用集中供暖
B.普及使用煤气和天然气
C.禁止使用一切化学燃料
D.改进燃烧设备,加装消烟除尘装置
7.节能环保已经成为社会各界重点关注的问题之一,提高热机效率就是节能环保的一个重要途径,请运用所学的物理知识谈一谈提高热机效率的措施:　　　　　　　　　　　。(写一条)
1.(2024牡丹江中考)关于热机,下列说法正确的是 (　　)
A.蒸汽机不属于热机
B.汽油机的效率能达到100%
C.汽油机会散发出汽油味属于扩散现象
D.内燃机的压缩冲程将内能转化为机械能
2.如图是某内燃机工作时的能量流向图,该内燃机的热机效率是 (　　)
A.25% B.65% C.40% D.35%
3.(2025邯郸峰峰矿区月考)甲、乙两台热机,甲的效率比乙高,含义是 (　　)
A.甲热机做的有用功多,效率高 B.甲热机功率大,效率高
C.甲热机单位时间里耗费的燃料少,效率高 D.做相同的有用功,甲损失的能量比乙少
4.小红在家用天然气灶烧开水,在标准大气压下,5 kg水从20 ℃加热至沸腾,完全燃烧了0.1 m3的天然气,此过程中,水吸收的热量是　　　　J,天然气灶烧水的热效率为　　　　。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值为4.0×107 J/m3]
5.(2024辽宁中考)汽油机在　　　　冲程中将内能转化为机械能。若某汽车的汽油机在一段时间内所做的有用功为2.3×107 J,效率为25%,则该汽油机在这段时间内消耗　　　　 kg的汽油(汽油的热值取4.6×107 J/ kg)。
6.一辆汽车在一段平直公路上匀速行驶,能量流向图如图所示。若燃油的密度ρ=0.8×103 kg/m3,热值为q=4×107 J/ kg,则消耗燃油1×10-3 m3(假设燃油完全燃烧),汽车输出的有用功为　　　　J。
7.如图所示,中国人民解放军力量日益壮大,在某次阅兵式上众多新式战车精彩亮相。某辆轮式伞兵突击战车以72 km/h的速度在水平地面匀速直线行驶时,发动机的功率为6×104 W。(q汽油=4×107 J/kg)求:
(1)战车此次行驶时,受到的阻力。
(2)战车此次共行驶20 min,若汽油机的效率为30%,消耗汽油的质量。
8.(科学态度与责任)汽车是常见的交通工具,它在给人们带来交通便利的同时,也带来了环境污染、交通安全等一系列社会问题。现请你运用所学的物理知识解决下列问题。
(1)当汽油在发动机内燃烧不充分时就会冒“黑烟”,这时发动机的效率会　　　　(选填“升高”“降低”或“不变”)。
(2)汽车里的燃料燃烧排放的尾气,既污染环境又会引起热岛效应。请你设想可以采用哪些新型能源来解决这个问题,并说出它的优点。(要求写出一种)
(3)为了减少交通安全事故的发生,可以采用哪些有效措施 请你提出设想和建议。(要求写出两条)
【详解答案】
基础达标
1.B　2.40%　3.4.5×107　3×103　内
4.1 700　15%　5.(1)内　(2)12.5%　
6.C
7.尽量使燃料充分燃烧(或保证良好润滑或减少摩擦或尽量降低散热)
能力提升
1.C　解析:蒸汽机属于热机中的一种,故A错误;汽油机在工作的过程中不可避免地要做额外功,所以汽油机的效率不能达到100%,故B错误;由于构成物质的分子在不停地做无规则运动,汽油分子会运动到空气中,这是扩散现象,所以我们能闻到汽油味,故C正确;内燃机在压缩冲程中将机械能转化为内能,故D错误。故选C。
2.D
3.D　解析:效率是指有用的能量占总能量的百分比,甲热机做的有用功多,但不确定总能量的关系,因此不确定效率的大小,故A错误;功率是指做功的快慢,与效率无关,故B错误;甲热机单位时间里耗费的燃料少,不确定有用的能量多少,因此不确定效率的大小,故C错误;做相同的有用功,甲损失的能量比乙少,即甲的总能量小,由η=×100%可知,甲的效率大,故D正确。
4.1.68×106　42%
解析:水吸收的热量是Q吸=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×(100 ℃-20 ℃)=1.68×106 J。天然气完全燃烧释放的热量为Q放=qV=4.0×107 J/m3×0.1 m3=4×106 J,天然气灶烧水的热效率为η=×100%=×100%=42%。
5.做功　2
解析:汽油机在做功冲程中,燃料燃烧产生高温高压的燃气,燃气推动活塞,将内能转化为机械能。汽油完全燃烧放出的热量为Q放===9.2×107 J,则消耗汽油的质量为m===2 kg。
6.9.6×106
解析:由题图可知,该汽车的热机效率为η=1-33%-30%-7%=30%,燃油的质量为m=ρV=0.8×103 kg/m3×1×10-3 m3= 0.8 kg,燃油完全燃烧释放的热量为Q=mq=0.8 kg×4×107 J/kg=3.2×107 J,汽车输出的有用功为W=ηQ=30%×3.2×107 J=9.6×106 J。
7.解:(1)因战车匀速行驶时处于平衡状态,受到的阻力和牵引力是一对平衡力,f=F===3 000 N。
(2)结合η=×100%和Q放=mq得,消耗汽油的质量为m=====6 kg。
8.解:(1)降低
(2)太阳能,其优点是清洁、节能、不会排放尾气等;蓄电池,其优点是不会排放尾气等;天然气,其优点是排出尾气中有害气体少等。(任选一种即可)
(3)汽车司机和前排乘客要系上安全带;不要超速行驶,避免由于惯性造成的伤害;行人要遵守交通规则;设计感应装置,遇到障碍物自动减速或刹车。(任选两条即可)

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