教科版物理九上 2.3 热机效率
一、单选题
1.(2020九上·庆阳期中)下列提高热机效率的途径中,错误的是( )
A.做好保养润滑,减小摩擦
B.减小吸入空气量,减小输出功率
C.合理设置,减小热量损失
D.调节进气比例,使燃料尽量充分燃烧
2.(2020九上·深圳月考)下列说法中正确的( )
A.热机的功率大,热机效率一定高
B.柴油机的吸气冲程将燃料和空气的混合气体进入气缸,柴油机的效率一定比汽油机效率高
C.热机单位时间内消耗的燃料少,热机效率一定高
D.四冲程内燃机一个工作循环中有三个冲程都要靠飞轮的惯性来完成
3.(2021·武侯模拟)热机效率是热机性能的重要指标,下列措施中,可以提高热机效率的是( )
A.尽量增加热机的工作时间 B.尽量增加废气带走的热量
C.尽量使用热值更大的燃料 D.尽量减少热机部件的摩擦
4.(2020九上·成都月考)有甲乙两汽车,甲的汽油机效率比乙的高,这表明( )
A.甲做的功比乙做的功多
B.以相同的牵引力行驶相同的路程,甲耗油比乙少
C.甲消耗的汽油比乙的少
D.甲做的功比乙做的功快
5.(2020九上·定陶期中)为了节约能源,需要提高热机的效率,下列措施不能提高热机效率的是( )
A.尽量增加热机的工作时间
B.尽量减少热机内部各部件间的摩擦
C.让燃料与空气混合充分,使燃料燃烧得比较完全
D.在设计与制造热机时要不断改进与创新,以减少能量的损失
6.(2020九上·东明月考)关于热机效率的说法正确的是( )
A.热机的功率大,热机效率一定高
B.用热值大的燃料,就能提高热机效率
C.热机做的有用功越多,热机效率越高
D.减少各种热损失,可以提高热机效率
7.(2020九上·东明月考)如图所示为内燃机的能流图,则内燃机的效率可表示为( )
A. B.
C. D.
8.(2019九上·恩平月考)甲、乙两台热机燃料种类和燃烧情况相同,甲的效率比乙的效率低,这表明( )
A.甲热机比乙热机做的有用功少
B.甲热机比乙热机消耗的燃料多
C.在做有用功相同的条件下,消耗同种燃料,甲比乙消耗的多
D.在做有用功相同的条件下,甲损失的能量比乙少
9.(2020九上·澧县月考)关于热机的效率,下列说法错误的是( )
A.一般情况下柴油机效率比汽油机高
B.热机的效率越高,在做功同样多的情况下消耗的能量越少
C.热机效率越高说明做功越快
D.热机损失的能量中,废气带走的能量最多
10.(2020九上·湛江月考)甲、乙两台汽油机,甲的热机效率比乙高,则下列说法中正确的是( )
A.做同样多的有用功,甲用的时间少
B.做同样多的有用功,甲消耗的汽油少
C.在相同时间内,乙消耗的汽油多
D.消耗同样多的汽油,甲做的有用功比乙少
11.(2020九上·嘉陵期末)传统的燃油汽车能量的利用率很低。经测量某燃油汽车汽缸向外散热占26%,废气带走的能量占32%,摩擦等机械损耗占12%,则它的机械效率为( )
A.68% B.42% C.30% D.12%
二、填空题
12.(2020九上·合肥期末)随着科技的发展和人们生活水平的提高,小汽车成为了人们日常出行的主要交通工具之一。一辆小汽车在平直公路上匀速行驶10km,用时400s,消耗了汽油1.5kg,已知小汽车行驶过程中受到的阻力为1800N,则小汽车发动机的效率是 。( )
13.(2020九上·淮南月考)当汽油在汽车发动机内燃烧不充分时会“黑烟”,车旁的人能闻到浓烈的汽油味,这时发动机的效率将 (选填:“变高”、“变低”或“不变”)。
14.(2020·无锡)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2000J,输出的动能为300J。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 。
15.(2020九上·越秀期末)随着社会的发展,人民生活水平的日益提高,汽车走进了千家万户。日前,大部分的传统动力汽车仍然是使用汽油机为汽车提供动力的,对于汽油机,当它的能量转化如图所示,
(1)请你在图中把能量的名称填写完整 、
(2)在某一段较短的时间内,一台汽油机的能量数据如图所示,则在此段时间内,这台热机的效率是 。
16.(2019九上·阳东期中)热机的效率是热机性能的重要指标,热机的效率高,在做同样多的有用功时,消耗的燃料较 (填“多”或“少”),从而节省能源;或者消耗同样多的燃料时,能够做更多的 ,燃料有较高的利用率。汽油机与柴油机相比较,在通常情况下, 机的效率较高。
三、计算题
17.(2020九上·吉林月考)一辆轿车在平直的高速公路上匀速行驶2.3km,所受牵引力为2×103N,消耗汽油0.25kg。求:
(1)牵引力所做的功;
(2)其发动机的效率(q汽油=4.6×107J/kg)
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A.减少摩擦,可以减少由于摩擦消耗的能量,可以提高热机的效率,A正确,不符合题意;
B.减少输出功率,并不能提高热机的效率,B错误,符合题意;
C.减少热损失,可以提高热机能量的利用率,即提高热机的效率,C正确,不符合题意;
D.燃料燃烧得越充分,能量损失越少,热机的效率越高,D正确,不符合题意。
故答案为:B。
【分析】提高热机效率,可以通过减小摩擦、减小损失、燃料充分燃烧等方法。
2.【答案】D
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】AC. 热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比,功率是表示物体做功快慢的物理量,效率与热机单位时间内消耗的燃料多少无关,AC不符合题意;
B. 柴油机的吸气冲程是将空气吸入气缸,燃料是从喷油嘴喷入气缸,汽油机的吸气冲程是将燃料和空气的混合物吸入气缸,B不符合题意;
D. 四冲程内燃机的做功冲程为主要冲程,其它三冲程为辅助冲程,靠飞轮惯性完成,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】汽油机的做功冲程中内能做功,其它冲程靠惯性完成;功率表示做功的快慢,效率表示有用功和总功的比值。
3.【答案】D
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A.增加热机的工作时间,并不能减少热量的损失,所以不能提高热机的效率,A不符合题意;
B.增加废气带走的热量,热机的能量利用率降低,即热机的效率降低,B不符合题意;
C.使用热值更大的燃料,其能量利用率不一定高,不一定能提高热机的效率,C不符合题意;
D.尽量减少热机部件的摩擦,减少克服摩擦消耗的内能,可以增大有用能量与燃料完全燃烧放出总能量的比值,可以提高热机的效率,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置,内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值,减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率,但效率不会达到100%。
4.【答案】B
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】汽油机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,效率高说明比值大.所以,做功的多少与功率和时间有关,与效率无关,A不符合题意;以相同的牵引力行驶相同的路程,则说明做功相同,效率高的耗油少,所以甲耗油比乙少,B符合题意;由于不知道做功的多少,所以不能根据效率的高低比较耗油的多少,C不符合题意;功率是用来表示做功快慢,与效率无关,D不符合题意,
故答案为:B.
【分析】热机效率指有用功和总热的比值。和做功多少、做功快慢无关。
5.【答案】A
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,比值越大,效率越高。所以减少热量的损失,可以提高热机的效率。所以减少机内部各部件间的摩擦,使燃料充分燃烧,设计与制造热机时要不断改进与创新都可以减少热量的损失,提高热机效率;增加热机的工作时间,并不能减少热量的损失,所以不能提高热机的效率,A不能提高热机效率,符合题意。
故答案为:A。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置,内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值,减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率,但效率不会达到100%。
6.【答案】D
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A.热机的功率越大表示热机做功越快,与效率无关,A不符合题意;
B.用热值大的燃料,燃烧相同燃料可以放出更多的热量,但用来做有用功的能量不一定多,用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量的比值不一定大,热机效率不一定得到提高,B不符合题意;
C.热机做的有用功占燃料完全燃烧放出热量的比例越大,热机的效率越高,热机效率与热机做的有用功多少无关,C不符合题意;
D.减少热量的损失可以提高热机的效率.使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失,提高效率,D符合题意.
故答案为:D
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置,内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值,减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率,但效率不会达到100%。
7.【答案】B
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】由内燃机的能流图可知,燃料完全燃烧放出的热量为E,有用机械能即有用功为E3,所以,内燃机的效率η= ×100%= ×100%
故答案为:B。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置,内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值。
8.【答案】C
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A.效率高指的是有用功在总功所占的比例较大,效率低不能说明有用功少,A不符合题意;
B.效率低不一定消耗的燃料多,B不符合题意;
C.效率越低,在有用功相同时,总功较大,消耗的燃料越多,C符合题意;
D.效率越低,在有用功相同时,总功越大,损失的能量越多,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】热机效率是衡量有用功占总功的比例,为了获得相同的有用功,机械效率越大,需要的总功就越小,那么需要的燃料就越小。
9.【答案】C
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A.一般情况下,柴油机燃料燃烧更充分,其效率比汽油机高,A正确,不符合题意;
B.热机的效率越高,在做同样多的情况下,其能量散失越少,所以消耗的能量越少,B正确,不符合题意;
C.热机效率越高,说明燃料释放出的能量用来做有用功越多,能量散失越少,而功率越大,才能说明做功越快,C错误,符合题意;
D.热机释放出的能量,总有相当一部分散失掉,而废气带走的能量是最多的,D正确,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】热机效率是热机做的有用功和总热的比值;热机效率和做功快慢无关。
10.【答案】B
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】AB.甲的热机效率比乙高,做同样多的有用功,甲的燃料完全燃烧时放出的能量较小,但是由于不知道功率大小,不能比较时间的多少,根据 可知,同样是汽油,热值相同,甲消耗的汽油质量较小,即甲消耗的汽油少,A不符合题意、B符合题意;
C.甲的热机效率比乙高,说明做相同的有用功,甲消耗的汽油少,但不知道相同时间做功的多少,即无法比较甲和乙在相同时间内做功的多少,也就无法比较甲和乙消耗汽油的多少,C不符合题意;
D.消耗同样多的汽油,即燃料完全燃烧时放出的能量相同,但是甲的热机效率比乙高,那么甲做的有用功比乙的多,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】热机效率是有用功和燃料放出的总热的比值,有用功一定时,消耗的燃料少热机效率高;消耗相同燃料时,有用功越多,热机效率高。
11.【答案】C
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】根据总能量和各中能量消耗,计算热机效率为,C符合题意;
故答案为:C。
【分析】热机所做的有用功和总能量的比值是热机效率。
12.【答案】30%
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】解:小汽车在平直公路上匀速行驶,所以牵引力
汽车前进路程为10km=104m,汽车做功为
汽车燃油放出的热量为
小汽车发动机的效率是
答:小汽车发动机的效率是 。
【分析】汽车匀速运动,水平受力平衡,牵引力等于阻力,求解外力做功,利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可,即W=Fs;结合燃料的质量,利用热值公式求解燃料释放的热量;利用牵引力做功除以燃料释放的热量即为发动机效率。
13.【答案】变低
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时发动机的效率降低。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置,内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值,减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率;车旁有汽油味,说明燃料不能充分燃烧,热机效率会降低。
14.【答案】1700;15%
【知识点】有关热机的计算
【解析】【解答】由图可知,输入的化学能 ,输出的动能 ,输出的内能和声能 小轿车正常工作时的效率
【分析】输出的动能为有用功,消耗化学能为总功,做比值求解热机的效率。
15.【答案】(1)内机;械
(2)25%
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】(1)燃料燃烧后产生的为内能,一部分转化为有用的机械能,一部分内能被浪费掉;(2)这台热机的效率为:
【分析】内燃机消耗燃料的内能,将内能转化为机械能,其中机械能为有用功,除以释放的热量即为热机效率。
16.【答案】少;功;柴油
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】热机的效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比,热机的效率高,在做同样多的有用功时,消耗的燃料较少,效率高的热机消耗同样多燃料做的有用功多;在做功冲程中,柴油机里燃气的压强比汽油机的大,所以柴油机的效率比汽油机高。
【分析】热机工作时,有用功与总功的比值称为热机效率,一般来说,转化为机械能的功为有用功,燃料完全燃烧释放的热量为总功,要获得相同的有用功,热机效率越大,需要的总功就越少,需要的的燃料就越少。
17.【答案】(1)解:牵引力所做的功
答:牵引力所做的功是4.6 106J
(2)解:0.25kg汽油完全燃烧放出的热量
发动机的效率
答:发动机的效率为40 。
【知识点】热机的效率
【解析】【分析】(1)求解外力做功,利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可,即W=Fs;
(2)利用牵引力做功除以汽油燃烧释放的热量即为热机效率。
1 / 1教科版物理九上 2.3 热机效率
一、单选题
1.(2020九上·庆阳期中)下列提高热机效率的途径中,错误的是( )
A.做好保养润滑,减小摩擦
B.减小吸入空气量,减小输出功率
C.合理设置,减小热量损失
D.调节进气比例,使燃料尽量充分燃烧
【答案】B
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A.减少摩擦,可以减少由于摩擦消耗的能量,可以提高热机的效率,A正确,不符合题意;
B.减少输出功率,并不能提高热机的效率,B错误,符合题意;
C.减少热损失,可以提高热机能量的利用率,即提高热机的效率,C正确,不符合题意;
D.燃料燃烧得越充分,能量损失越少,热机的效率越高,D正确,不符合题意。
故答案为:B。
【分析】提高热机效率,可以通过减小摩擦、减小损失、燃料充分燃烧等方法。
2.(2020九上·深圳月考)下列说法中正确的( )
A.热机的功率大,热机效率一定高
B.柴油机的吸气冲程将燃料和空气的混合气体进入气缸,柴油机的效率一定比汽油机效率高
C.热机单位时间内消耗的燃料少,热机效率一定高
D.四冲程内燃机一个工作循环中有三个冲程都要靠飞轮的惯性来完成
【答案】D
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】AC. 热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比,功率是表示物体做功快慢的物理量,效率与热机单位时间内消耗的燃料多少无关,AC不符合题意;
B. 柴油机的吸气冲程是将空气吸入气缸,燃料是从喷油嘴喷入气缸,汽油机的吸气冲程是将燃料和空气的混合物吸入气缸,B不符合题意;
D. 四冲程内燃机的做功冲程为主要冲程,其它三冲程为辅助冲程,靠飞轮惯性完成,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】汽油机的做功冲程中内能做功,其它冲程靠惯性完成;功率表示做功的快慢,效率表示有用功和总功的比值。
3.(2021·武侯模拟)热机效率是热机性能的重要指标,下列措施中,可以提高热机效率的是( )
A.尽量增加热机的工作时间 B.尽量增加废气带走的热量
C.尽量使用热值更大的燃料 D.尽量减少热机部件的摩擦
【答案】D
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A.增加热机的工作时间,并不能减少热量的损失,所以不能提高热机的效率,A不符合题意;
B.增加废气带走的热量,热机的能量利用率降低,即热机的效率降低,B不符合题意;
C.使用热值更大的燃料,其能量利用率不一定高,不一定能提高热机的效率,C不符合题意;
D.尽量减少热机部件的摩擦,减少克服摩擦消耗的内能,可以增大有用能量与燃料完全燃烧放出总能量的比值,可以提高热机的效率,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置,内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值,减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率,但效率不会达到100%。
4.(2020九上·成都月考)有甲乙两汽车,甲的汽油机效率比乙的高,这表明( )
A.甲做的功比乙做的功多
B.以相同的牵引力行驶相同的路程,甲耗油比乙少
C.甲消耗的汽油比乙的少
D.甲做的功比乙做的功快
【答案】B
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】汽油机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,效率高说明比值大.所以,做功的多少与功率和时间有关,与效率无关,A不符合题意;以相同的牵引力行驶相同的路程,则说明做功相同,效率高的耗油少,所以甲耗油比乙少,B符合题意;由于不知道做功的多少,所以不能根据效率的高低比较耗油的多少,C不符合题意;功率是用来表示做功快慢,与效率无关,D不符合题意,
故答案为:B.
【分析】热机效率指有用功和总热的比值。和做功多少、做功快慢无关。
5.(2020九上·定陶期中)为了节约能源,需要提高热机的效率,下列措施不能提高热机效率的是( )
A.尽量增加热机的工作时间
B.尽量减少热机内部各部件间的摩擦
C.让燃料与空气混合充分,使燃料燃烧得比较完全
D.在设计与制造热机时要不断改进与创新,以减少能量的损失
【答案】A
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,比值越大,效率越高。所以减少热量的损失,可以提高热机的效率。所以减少机内部各部件间的摩擦,使燃料充分燃烧,设计与制造热机时要不断改进与创新都可以减少热量的损失,提高热机效率;增加热机的工作时间,并不能减少热量的损失,所以不能提高热机的效率,A不能提高热机效率,符合题意。
故答案为:A。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置,内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值,减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率,但效率不会达到100%。
6.(2020九上·东明月考)关于热机效率的说法正确的是( )
A.热机的功率大,热机效率一定高
B.用热值大的燃料,就能提高热机效率
C.热机做的有用功越多,热机效率越高
D.减少各种热损失,可以提高热机效率
【答案】D
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A.热机的功率越大表示热机做功越快,与效率无关,A不符合题意;
B.用热值大的燃料,燃烧相同燃料可以放出更多的热量,但用来做有用功的能量不一定多,用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量的比值不一定大,热机效率不一定得到提高,B不符合题意;
C.热机做的有用功占燃料完全燃烧放出热量的比例越大,热机的效率越高,热机效率与热机做的有用功多少无关,C不符合题意;
D.减少热量的损失可以提高热机的效率.使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失,提高效率,D符合题意.
故答案为:D
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置,内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值,减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率,但效率不会达到100%。
7.(2020九上·东明月考)如图所示为内燃机的能流图,则内燃机的效率可表示为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】由内燃机的能流图可知,燃料完全燃烧放出的热量为E,有用机械能即有用功为E3,所以,内燃机的效率η= ×100%= ×100%
故答案为:B。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置,内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值。
8.(2019九上·恩平月考)甲、乙两台热机燃料种类和燃烧情况相同,甲的效率比乙的效率低,这表明( )
A.甲热机比乙热机做的有用功少
B.甲热机比乙热机消耗的燃料多
C.在做有用功相同的条件下,消耗同种燃料,甲比乙消耗的多
D.在做有用功相同的条件下,甲损失的能量比乙少
【答案】C
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A.效率高指的是有用功在总功所占的比例较大,效率低不能说明有用功少,A不符合题意;
B.效率低不一定消耗的燃料多,B不符合题意;
C.效率越低,在有用功相同时,总功较大,消耗的燃料越多,C符合题意;
D.效率越低,在有用功相同时,总功越大,损失的能量越多,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】热机效率是衡量有用功占总功的比例,为了获得相同的有用功,机械效率越大,需要的总功就越小,那么需要的燃料就越小。
9.(2020九上·澧县月考)关于热机的效率,下列说法错误的是( )
A.一般情况下柴油机效率比汽油机高
B.热机的效率越高,在做功同样多的情况下消耗的能量越少
C.热机效率越高说明做功越快
D.热机损失的能量中,废气带走的能量最多
【答案】C
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A.一般情况下,柴油机燃料燃烧更充分,其效率比汽油机高,A正确,不符合题意;
B.热机的效率越高,在做同样多的情况下,其能量散失越少,所以消耗的能量越少,B正确,不符合题意;
C.热机效率越高,说明燃料释放出的能量用来做有用功越多,能量散失越少,而功率越大,才能说明做功越快,C错误,符合题意;
D.热机释放出的能量,总有相当一部分散失掉,而废气带走的能量是最多的,D正确,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】热机效率是热机做的有用功和总热的比值;热机效率和做功快慢无关。
10.(2020九上·湛江月考)甲、乙两台汽油机,甲的热机效率比乙高,则下列说法中正确的是( )
A.做同样多的有用功,甲用的时间少
B.做同样多的有用功,甲消耗的汽油少
C.在相同时间内,乙消耗的汽油多
D.消耗同样多的汽油,甲做的有用功比乙少
【答案】B
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】AB.甲的热机效率比乙高,做同样多的有用功,甲的燃料完全燃烧时放出的能量较小,但是由于不知道功率大小,不能比较时间的多少,根据 可知,同样是汽油,热值相同,甲消耗的汽油质量较小,即甲消耗的汽油少,A不符合题意、B符合题意;
C.甲的热机效率比乙高,说明做相同的有用功,甲消耗的汽油少,但不知道相同时间做功的多少,即无法比较甲和乙在相同时间内做功的多少,也就无法比较甲和乙消耗汽油的多少,C不符合题意;
D.消耗同样多的汽油,即燃料完全燃烧时放出的能量相同,但是甲的热机效率比乙高,那么甲做的有用功比乙的多,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】热机效率是有用功和燃料放出的总热的比值,有用功一定时,消耗的燃料少热机效率高;消耗相同燃料时,有用功越多,热机效率高。
11.(2020九上·嘉陵期末)传统的燃油汽车能量的利用率很低。经测量某燃油汽车汽缸向外散热占26%,废气带走的能量占32%,摩擦等机械损耗占12%,则它的机械效率为( )
A.68% B.42% C.30% D.12%
【答案】C
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】根据总能量和各中能量消耗,计算热机效率为,C符合题意;
故答案为:C。
【分析】热机所做的有用功和总能量的比值是热机效率。
二、填空题
12.(2020九上·合肥期末)随着科技的发展和人们生活水平的提高,小汽车成为了人们日常出行的主要交通工具之一。一辆小汽车在平直公路上匀速行驶10km,用时400s,消耗了汽油1.5kg,已知小汽车行驶过程中受到的阻力为1800N,则小汽车发动机的效率是 。( )
【答案】30%
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】解:小汽车在平直公路上匀速行驶,所以牵引力
汽车前进路程为10km=104m,汽车做功为
汽车燃油放出的热量为
小汽车发动机的效率是
答:小汽车发动机的效率是 。
【分析】汽车匀速运动,水平受力平衡,牵引力等于阻力,求解外力做功,利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可,即W=Fs;结合燃料的质量,利用热值公式求解燃料释放的热量;利用牵引力做功除以燃料释放的热量即为发动机效率。
13.(2020九上·淮南月考)当汽油在汽车发动机内燃烧不充分时会“黑烟”,车旁的人能闻到浓烈的汽油味,这时发动机的效率将 (选填:“变高”、“变低”或“不变”)。
【答案】变低
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时发动机的效率降低。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置,内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值,减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率;车旁有汽油味,说明燃料不能充分燃烧,热机效率会降低。
14.(2020·无锡)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2000J,输出的动能为300J。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 。
【答案】1700;15%
【知识点】有关热机的计算
【解析】【解答】由图可知,输入的化学能 ,输出的动能 ,输出的内能和声能 小轿车正常工作时的效率
【分析】输出的动能为有用功,消耗化学能为总功,做比值求解热机的效率。
15.(2020九上·越秀期末)随着社会的发展,人民生活水平的日益提高,汽车走进了千家万户。日前,大部分的传统动力汽车仍然是使用汽油机为汽车提供动力的,对于汽油机,当它的能量转化如图所示,
(1)请你在图中把能量的名称填写完整 、
(2)在某一段较短的时间内,一台汽油机的能量数据如图所示,则在此段时间内,这台热机的效率是 。
【答案】(1)内机;械
(2)25%
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】(1)燃料燃烧后产生的为内能,一部分转化为有用的机械能,一部分内能被浪费掉;(2)这台热机的效率为:
【分析】内燃机消耗燃料的内能,将内能转化为机械能,其中机械能为有用功,除以释放的热量即为热机效率。
16.(2019九上·阳东期中)热机的效率是热机性能的重要指标,热机的效率高,在做同样多的有用功时,消耗的燃料较 (填“多”或“少”),从而节省能源;或者消耗同样多的燃料时,能够做更多的 ,燃料有较高的利用率。汽油机与柴油机相比较,在通常情况下, 机的效率较高。
【答案】少;功;柴油
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】热机的效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比,热机的效率高,在做同样多的有用功时,消耗的燃料较少,效率高的热机消耗同样多燃料做的有用功多;在做功冲程中,柴油机里燃气的压强比汽油机的大,所以柴油机的效率比汽油机高。
【分析】热机工作时,有用功与总功的比值称为热机效率,一般来说,转化为机械能的功为有用功,燃料完全燃烧释放的热量为总功,要获得相同的有用功,热机效率越大,需要的总功就越少,需要的的燃料就越少。
三、计算题
17.(2020九上·吉林月考)一辆轿车在平直的高速公路上匀速行驶2.3km,所受牵引力为2×103N,消耗汽油0.25kg。求:
(1)牵引力所做的功;
(2)其发动机的效率(q汽油=4.6×107J/kg)
【答案】(1)解:牵引力所做的功
答:牵引力所做的功是4.6 106J
(2)解:0.25kg汽油完全燃烧放出的热量
发动机的效率
答:发动机的效率为40 。
【知识点】热机的效率
【解析】【分析】(1)求解外力做功,利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可,即W=Fs;
(2)利用牵引力做功除以汽油燃烧释放的热量即为热机效率。
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