人教版初中物理九年级全册第十四章 第2节热机的效率 同步练习
一、单选题
1．小明家最近开通了天然气，细心的小明发现，现在烧开一壶水比过去他们家用液化气所用的时间少了，你觉得这是由于这两种燃料具有不同的 （ ）
A．质量 B．比热容 C．热值 D．密度
【答案】C
【知识点】燃料的热值
【解析】【分析】烧开一锅水比过去他们家用液化气所用的时间少了，就说明燃料的热值高，根据题意只能选热值的项．
【解答】A、质量，烧开一锅水比过去他们家用液化气所用的时间少了，是天然气热值高．故不符合题意．
B、比热容，用的时间少，只和热值有关，故不符合题意．
C、热值高，若消耗燃料的质量相同时，天然气就放出的热量多，若燃烧速度也相同，则用的时间就少，符合题意．
D、密度，密度大的物体不一定热值高，故不符合题意．
故选C
【点评】本题考查了热值的本质，要求学生深刻领会
2．（2016九·蓝山月考）关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（ ）
A．燃料完全燃烧时，它的热值最大
B．没有燃烧的燃料，热值等于零
C．煤燃烧时放出的热量，一般比计算值小
D．燃料燃烧时，产生的温度越高，放出的热量越多
【答案】C
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】AB、热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，和燃料的质量、是否完全燃烧无关，故AB错；
C、煤燃烧时，由于不能完全燃烧，放出的热量，一般比计算值小，故C正确；
D、燃料燃烧时，不能产生温度，说法不规范，故D错；
故选C．
【分析】热值是指1kg燃料完全燃烧放出的热量，是燃料的一种特性，和燃料的密度、是否燃烧、是否完全燃烧等无关，和燃料的种类有关．据此分析判断．
3．（2017九下·无锡期中）某四冲程汽油机工作时转速是2400r/min．关于此热机的工作下列说法正确的是（ ）
A．压缩冲程中内能转化为机械能
B．四个冲程中曲轴转动2圈，同时做功2次
C．此汽油机每秒对外做功10次
D．此汽油机每秒对外做功20次
【答案】D
【知识点】有关热机的计算
【解析】【解答】解：A、做功冲程中将混合气体剧烈燃烧产生的高温高压的燃气内能转化为活塞运动的机械能，故A错误；
B、四冲程内燃机，曲轴转动两周，对外做功一次，故B错误；
C、D、汽油机的转速为2400R/min，说明1s内汽油机曲轴的转动次数等于=40．一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，1s内曲轴转动40次，对外做功20次，故C错误，D正确．
故选：D．
【分析】（1）在压缩冲程末、做功冲程初，火花塞冒出电火花，将混合气体点燃，混合气体剧烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功．在这个过程中，燃气推动活塞做功，内能减少，温度降低，燃气的内能转化为活塞的机械能．
（2）四冲程汽油机的四个冲程为一个工作循环，一个工作循环中只有做功冲程对外做功，活塞往复两次，曲轴转动两周．先根据汽油机的转速求出1s内汽油机曲轴的转动圈数，然后求出1s内汽油机对外做功的次数．
4．载重大汽车使用的一般是柴油机，而小汽车使用的一般是汽油机，这是因为柴油机的效率比汽油机高，柴油机的效率高是由于（ ）
A．柴油的热值比汽油的热值大
B．柴油的比热容比汽油的比热容大
C．柴油机气缸里的燃气产生的压强比汽油机里的高
D．柴油的密度比汽油的密度大
【答案】C
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】解：柴油机的效率比汽油机的效率高说明柴油机损耗的能量比汽油机损耗的能量少．是因为柴油机在压缩冲程中，压缩的程度比汽油机大，燃烧更充分，燃气产生的压强更大，转化成的有用功更多．
故选C．
【分析】热机的效率是指热机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，说明燃料放出相同内能时，热机损耗的能量比较少．
5．火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有的优点是（ ）
A．比气态氢易燃烧 B．传热本领较小
C．热值较大 D．热膨胀较小
【答案】C
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】解：A、液态氢与气态氢的热值相等，所以该选项不符合题意；
B、用液态氢做燃料是利用的热值大的特点与传热本领无关，所以该选项不符合题意；
C、液态氢的热值大，燃烧相同质量的氢能放出更多的热量，所以该选项符合题意；
D、使用液态氢是因为体积小，便于携带，与热膨胀无关，所以该选项不符合题意；
故选C．
分析】1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关．
6．质量为5kg的汽油，用去一半后，剩下的汽油（ ）
A．密度、比热容、热值都变为原来的一半
B．密度不变，比热容、热值变为原来的一半
C．密度、比热容变为原来的一半，热值不变
D．密度、比热容、热值都不变
【答案】D
【知识点】比热容
【解析】【解答】密度、热值、比热容都与物体的质量无关。故此题选D。
【分析】本题考查比热容、燃料的热值、密度及其特性。密度是物质的一种特性，与物质的质量、体积无关；热值指1kg某种燃料完全燃烧放出的能量（热量），它与质量的多少也无关；比热容也是物质的一种特性，与质量也无关。
7．（2018·鹤岗模拟）关于燃料的热值，以下说法中正确的是（ ）
A．燃料燃烧时，质量越大，热值越大
B．燃烧1kg某种燃料放出的热量叫做这种燃料的热值
C．燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关
D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
【答案】C
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】解：
完全燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值，必须是完全燃烧放出的热量，才是燃料的热值；
热值是燃料的一种特性，热值大小仅与燃料的种类有关，而与燃料的质量、燃料的燃烧程度无关，当燃料不燃烧时，热值仍存在，故ABD都错，C正确．
故选C．
【分析】单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值，热值是燃料的一种特性，热值大小仅与燃料的种类有关，而与燃料的质量、燃料的燃烧程度无关．
8．（2017九上·宜宾期末）关于热机效率，下列说法正确的是（ ）
A．蒸汽机的效率通常高于汽油机的效率
B．有些新型燃料汽车实现了零排放，其效率达到100%
C．热机效率不一定小于100%
D．即使无摩擦的道路，汽车发动机的效率也无法达到100%
【答案】D
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】解：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫热机的效率，在工作过程中，损失的能量越少，热机的效率越高．
A、蒸汽机的燃料是在机器的外部燃烧，热损失最多，效率最低．此选项错误；
B、目前有些新型燃料汽车，实现了“零排放”，减少了污染，提高了效率，但效率不会达到100%．此选项错误；
C、热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率一定小于100%．此选项错误；
D、热机能量损耗包括燃料不完全燃烧损失掉的能量、机体散热损失掉的内能、废气带走的内能、克服机件摩擦损失掉的能量，跟路面摩擦无关，所以热机效率一定低于100%．路面摩擦力是汽车做有用功的因素之一．此选项正确．
故选D．
【分析】（1）热机效率的概念：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．在工作过程中，损失的能量越少，热机的效率越高．
（2）任何机器的效率都不可避免的做额外功，效率不可能达到100%．
9．烧开同样一壶水，若分别用干木柴和无烟煤做燃料且都完全燃烧，所需干木材与无烟煤的质量不同，是因为干木材利无烟煤具有不同的（ ）
A．热量 B．热值 C．内能 D．比热容
【答案】B
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】解：烧开同样一壶水，完全燃烧的干木材与完全燃烧的无烟煤质量不同，说明完全燃烧相同质量的干木材和无烟煤放出的热量不同，即热值不同．
故选B．
【分析】1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的燃烧值，其单位是J/kg．
10．一台四冲程内燃机飞轮转速为1800r/min，它1s完成了（ ）
A．30个冲程 B．60个冲程
C．120个冲程 D．160个冲程
【答案】B
【知识点】有关热机的计算
【解析】【解答】解：
四冲程内燃机飞轮转速为1800r/min=30r/s，表示每秒飞轮转动30圈，60个冲程，对外做功15次．
故选B．
【分析】内燃机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，根据这个比例关系可以求出答案．
11．（2021九上·赣州期中）汽油机飞轮转速是3600r/min，在1s内汽油机内能转化为机械能的次数及完成的冲程个数为（ ）
A．15次，60个 B．18次，120个
C．30次，120个 D．900次，30个
【答案】C
【知识点】有关热机的计算
【解析】【解答】解：
汽油机的转速是3600r/min，即60r/s，因一个工作循环，曲轴转两圈，对外做功一次，所以，该汽油机每秒可以做功30次，完成120个冲程．
故选C．
【分析】在四冲程汽油机中，一个工作循环，曲轴转两圈，对外做功一次，完成4个冲程.
12．（2017九上·岱岳期中）据中央电视台新闻联播报道，2016年7月，我国将发射全球首颗量子通信卫星．发射卫星的火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料的（ ）
A．热值大 B．比热容大
C．密度大 D．以上说法都不正确
【答案】A
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】解：发射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，可以释放出更多的热量，故A正确．
故选A．
【分析】热值是指1千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，释放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小．
13．（2015九上·祁阳期中）现代火箭用液态氢作燃料，是因为它具有（ ）
A．较大的比热容 B．较低的沸点
C．较高的凝固点 D．较大的热值
【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】解：运载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，可以释放出更多的热量．
故选D．
【分析】热值是指1千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，释放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小．
14．（2017九上·简阳期中）如果要提高热机的效率，正确的是（ ）
A．用热值大的燃料 B．减少各种热损失
C．燃烧更多的燃料 D．提高热机的功率
【答案】B
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】解：
A、采取热值高的燃料，其利用率不一定高，所以不一定能提高热机的效率，故A错误；
BC、保证良好的润滑，减小摩擦，可以减少因摩擦损失的能量，所以可以提高热机的效率，故B正确．
C、燃烧更多的燃料，其利用率不一定高，所以不一定能提高热机的效率，故C错误．
D、提高热机的功率，增大热机在单位时间内做的功，其效率不一定提高，故D错误．
故选B．
【分析】热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，要提高热机的效率，就要提高燃料的利用率，减少热损失．
二、填空题
15．某四冲程汽油机在正常工作时，每秒完成40个冲程，则它每秒对外做功 次，飞轮转过 圈．
【答案】10；20
【知识点】有关热机的计算
【解析】【解答】解：
四冲程汽油机完成一个工作循环要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，若该汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功10次，飞轮转动20圈．
故答案为：10；20．
【分析】热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，根据这个比例关系可以求出答案．
16．在汽油机的四个冲程中，机械能转化为内能的是 冲程．如图所示汽油机正在进行的是 冲程．已知汽油的热值为4.6×107J/kg，则完全燃烧100g汽油放出的热量为 J．
【答案】压缩；做功；4.6×106
【知识点】有关热机的计算
【解析】【解答】解：
（1）在内燃机的压缩冲程中，活塞压缩气体做功，使气体的内能增大，温度升高，机械能转化为内能；
（2）根据图示可知，两个气门都关闭，活塞向下运动，气缸容积增大，因此是做功冲程；
（3）完全燃烧100g汽油放出的热量：Q=mq=0.1kg×4.6×107J/kg=4.6×106J．
故答案为：压缩；做功；4.6×106．
【分析】（1）在汽油机的四个冲程中，机械能转化为内能的是压缩冲程，内能转化为机械能的是做功冲程；
（2）根据图中气门的开关情况和活塞的运动方向判断出是哪一个冲程；
（3）根据Q=mq求出放出的热量．
17．天然气的热值为7.5×107J/m3，它的物理含义是完全燃烧 的天然气，放出的热量为7.5×107J．
【答案】 1m3
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】解：
天然气的热值为7.5×107J/m3，其物理意义是：体积为1m3的天然气完全燃烧放出的热量是7.5×107J．
故答案为：1m3．
【分析】根据热值的物理意义分析答题．
18．内燃机工作时，燃料的能量转化为：有用的机械能、废气的内能、机械损失和散热损失．某汽油机的能量损失所占的百分率是：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
【答案】25%
【知识点】有关热机的计算
【解析】【解答】解：各种能量损耗的总和是：35%+30%+10%=75%，
所以它的机械效率为：η=100%﹣75%=25%．
故答案为：25%．
【分析】热机是将内能转化为机械能的机器．热机的效率是有效利用的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比．用来做有用功的那部分能量与气缸散热损失的能量、废气带走的能量、摩擦等机械损耗的能量之和等于燃料燃烧释放的能量．
19．（2016九上·临清期中）汽车四冲程内燃机的一个工作循环一般分为：吸气、压缩、做功、排气四个冲程，在这四个冲程中，把机械能转化为内能的是 冲程．某单缸四冲程内燃机飞轮的转速为1200r/min，该内燃机每秒钟对外做功的次数为 次．
【答案】压缩；10
【知识点】有关热机的计算
【解析】【解答】解：（1）压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程是将内能转化为机械能；（2）1200r/min=20r/s，每秒飞轮转动20转，内燃机经过10个工作循环，燃气对活塞做功10次．故答案为：压缩；10．
【分析】（1）热机是将内能转化为机械能的机器，它的一个工作循环包括四个冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程，其中压缩冲程是将机械能转化为内能；做功冲程是将内能转化为机械能；（2）内燃机每进行一个工作循环，要经过四个冲程，燃气推动活塞做功一次，活塞往返两次，飞轮转动两周；首先换算得到飞轮每秒转动的转数，再计算经过几个工作循环，再计算燃气做功的次数．
三、解答题
20．一辆汽车牵引力是4× 103N，行驶10km消耗3kg汽油，这辆汽车的效率是多少 已知汽油的热值q=4.6×107J／kg。
【答案】解答：小汽车所做的有用功w=Fs=4× 103N×1.0×104m =4.0×107J
汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq=3kg ×4.6×107J／kg =1.38×108J
这辆汽车的效率η= =29%
【知识点】热机的效率
【解析】【分析】本题比较基础，掌握功、热量和热机效率的计算公式即可解出此题。本题考查的是热机的效率的计算。
四、实验题
21．在比较不同燃料热值的实验中，小明利用与图示完全相同的两套实验装置，分别在燃烧皿中放入质量相同的燃料甲和燃料乙，点燃后对质量都为100g和初温都为20℃的水加热．燃烧相同时间后，用甲加热后的水温度为30℃，另一杯温度为24℃．（水的比热容为4.2×103J/（kg ℃））
（1）加热过程中水的内能 （选填“增大”或“减小”），用甲加热的水吸收的热量为
（2）该实验的现象 （选填“能”或“不能”）说明甲的热值较大．你判断的理由是
【答案】（1）增大；4.2×103
（2）不能；相同时间内，不同燃料燃烧的质量可能不相等
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】解：
（1）水吸热过程中，水温度升高，水的内能增大；
燃烧点燃后对质量都为100g和初温都为20℃的水加热，则用甲加热的水吸收的热量为：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg ℃）×0.1kg×（30℃﹣20℃）=4.2×103J；
（2）虽然在其它条件相同时，甲杯水的温度升高的较快，即甲燃烧产生的热量多，所以其热值大．但相同时间两种燃料燃烧的质量不能比较，故不能比较热值的大小．
故答案为：（1）增大；4.2×103；（2）不能；相同时间内，不同燃料燃烧的质量可能不相等
【分析】（1）加热水时通过热传递的方式改变水的内能，水吸收了多少热量，就增加了多少内能；
知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量；
（2）在其它条件相同时，甲杯水的温度升高的较快，即甲燃烧产生的热量多，所以其热值大．
五、综合题
22．汽车给我们的生活提供了便利，某汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶30km消耗了汽油1.5kg．
（1）请计算1.5kg汽油完全燃烧放出的热量．（q汽油=4.6×107J/kg）
（2）已知车以72km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率为12kW，求汽车受到的阻力．
（3）汽车发动机的效率为多少？
【答案】（1）汽油完全燃烧释放的热量Q放=mq汽油=1.5kg×4.6×107 J/kg=6.9×107J
（2）v=72km/h=20m/s，
由P==Fv得汽车的牵引力：
F==600N，
汽车匀速运动，牵引力与阻力平衡，
由平衡条件得：阻力f=F=600N；
（3）W=Fs=600N×30000m=1.8×107J，
汽油机的效率：
【知识点】有关热机的计算
【解析】【分析】（1）由燃烧值公式Q放=mq可以求出释放的热量．
（2）功率P===Fv，应用P=Fv的变形公式可以求出汽车受到的阻力．
（3）求出汽油机消耗汽油所释放的能量，由W=UIt求出产生的电能，然后求出汽油机的效率
23．（2017九上·和平期中）某单缸四冲程汽油机的相关参数如表：
气缸内直径（mm） 活塞行程（mm） 汽油的热值（J/kg） 汽油的密度（kg/m） 做功冲程燃气的平均压强（Pa） 飞轮的转速（r/min）
D0 L0 q0 ρ0 P0×106 N
汽车以速度V0（km），已知发动机的效率为η，求：
（1）汽油机每秒对外做功的次数n=
（2）发动机的功率是多少？汽车百公里耗油量（即耗油）是多少L？
【答案】（1） 次
（2）解：活塞的面积：
S=πr2=π（ D0×10﹣3m）2= πD02×10﹣6m2，
燃气对活塞的推力：
F=pS=P0×106× πD02×10﹣6m2=2.5P0D02N，
燃气做功一次完成的功：
W'=Fs=2.5P0D02N×L0×10﹣3m=2.5×10﹣3L0P0D02J，
一秒内完成的功：
W=nW'= ×2.5×10﹣3L0P0D02J，
因此发动机的功率：
P= = ≈2×10﹣3NL0P0D02W．
发动机的效率：
η= = = = = 可得：
百公里消耗油的质量：
m= = kg，
百公里消耗油的体积为：
V= = m3= m3= L．
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】解：（1）由表中数据可知，飞轮的转速v轮=Nr/min= r/s；
当飞轮运转两周，汽油机对外做功一次，因此每秒内对外做的次数为：
n= × = 次；
答：（1）汽油机每秒对外做功的次数为 次；（2）发动机的功率是2×10﹣3NL0P0D02W；汽车百公里耗油量（即耗油）是 L．
【分析】（1）汽油机在工作时，飞轮转动一周，完成两个冲程，因此当飞轮运转两周，汽油机才完成一个工作循环，对外做功一次，据此计算；（2）利用公式F=pS求出燃气对活塞的推力，利用W=Fs求出做功冲程中做功一次燃气所对活塞所做的功，再利用P= 求出做功的功率；发动机的效率η= ，再利用Q放=mq求出汽油的质量，利用V= 来计算汽油体积．
1 / 1人教版初中物理九年级全册第十四章 第2节热机的效率 同步练习
一、单选题
1．小明家最近开通了天然气，细心的小明发现，现在烧开一壶水比过去他们家用液化气所用的时间少了，你觉得这是由于这两种燃料具有不同的 （ ）
A．质量 B．比热容 C．热值 D．密度
2．（2016九·蓝山月考）关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（ ）
A．燃料完全燃烧时，它的热值最大
B．没有燃烧的燃料，热值等于零
C．煤燃烧时放出的热量，一般比计算值小
D．燃料燃烧时，产生的温度越高，放出的热量越多
3．（2017九下·无锡期中）某四冲程汽油机工作时转速是2400r/min．关于此热机的工作下列说法正确的是（ ）
A．压缩冲程中内能转化为机械能
B．四个冲程中曲轴转动2圈，同时做功2次
C．此汽油机每秒对外做功10次
D．此汽油机每秒对外做功20次
4．载重大汽车使用的一般是柴油机，而小汽车使用的一般是汽油机，这是因为柴油机的效率比汽油机高，柴油机的效率高是由于（ ）
A．柴油的热值比汽油的热值大
B．柴油的比热容比汽油的比热容大
C．柴油机气缸里的燃气产生的压强比汽油机里的高
D．柴油的密度比汽油的密度大
5．火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有的优点是（ ）
A．比气态氢易燃烧 B．传热本领较小
C．热值较大 D．热膨胀较小
6．质量为5kg的汽油，用去一半后，剩下的汽油（ ）
A．密度、比热容、热值都变为原来的一半
B．密度不变，比热容、热值变为原来的一半
C．密度、比热容变为原来的一半，热值不变
D．密度、比热容、热值都不变
7．（2018·鹤岗模拟）关于燃料的热值，以下说法中正确的是（ ）
A．燃料燃烧时，质量越大，热值越大
B．燃烧1kg某种燃料放出的热量叫做这种燃料的热值
C．燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关
D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
8．（2017九上·宜宾期末）关于热机效率，下列说法正确的是（ ）
A．蒸汽机的效率通常高于汽油机的效率
B．有些新型燃料汽车实现了零排放，其效率达到100%
C．热机效率不一定小于100%
D．即使无摩擦的道路，汽车发动机的效率也无法达到100%
9．烧开同样一壶水，若分别用干木柴和无烟煤做燃料且都完全燃烧，所需干木材与无烟煤的质量不同，是因为干木材利无烟煤具有不同的（ ）
A．热量 B．热值 C．内能 D．比热容
10．一台四冲程内燃机飞轮转速为1800r/min，它1s完成了（ ）
A．30个冲程 B．60个冲程
C．120个冲程 D．160个冲程
11．（2021九上·赣州期中）汽油机飞轮转速是3600r/min，在1s内汽油机内能转化为机械能的次数及完成的冲程个数为（ ）
A．15次，60个 B．18次，120个
C．30次，120个 D．900次，30个
12．（2017九上·岱岳期中）据中央电视台新闻联播报道，2016年7月，我国将发射全球首颗量子通信卫星．发射卫星的火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料的（ ）
A．热值大 B．比热容大
C．密度大 D．以上说法都不正确
13．（2015九上·祁阳期中）现代火箭用液态氢作燃料，是因为它具有（ ）
A．较大的比热容 B．较低的沸点
C．较高的凝固点 D．较大的热值
14．（2017九上·简阳期中）如果要提高热机的效率，正确的是（ ）
A．用热值大的燃料 B．减少各种热损失
C．燃烧更多的燃料 D．提高热机的功率
二、填空题
15．某四冲程汽油机在正常工作时，每秒完成40个冲程，则它每秒对外做功 次，飞轮转过 圈．
16．在汽油机的四个冲程中，机械能转化为内能的是 冲程．如图所示汽油机正在进行的是 冲程．已知汽油的热值为4.6×107J/kg，则完全燃烧100g汽油放出的热量为 J．
17．天然气的热值为7.5×107J/m3，它的物理含义是完全燃烧 的天然气，放出的热量为7.5×107J．
18．内燃机工作时，燃料的能量转化为：有用的机械能、废气的内能、机械损失和散热损失．某汽油机的能量损失所占的百分率是：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
19．（2016九上·临清期中）汽车四冲程内燃机的一个工作循环一般分为：吸气、压缩、做功、排气四个冲程，在这四个冲程中，把机械能转化为内能的是 冲程．某单缸四冲程内燃机飞轮的转速为1200r/min，该内燃机每秒钟对外做功的次数为 次．
三、解答题
20．一辆汽车牵引力是4× 103N，行驶10km消耗3kg汽油，这辆汽车的效率是多少 已知汽油的热值q=4.6×107J／kg。
四、实验题
21．在比较不同燃料热值的实验中，小明利用与图示完全相同的两套实验装置，分别在燃烧皿中放入质量相同的燃料甲和燃料乙，点燃后对质量都为100g和初温都为20℃的水加热．燃烧相同时间后，用甲加热后的水温度为30℃，另一杯温度为24℃．（水的比热容为4.2×103J/（kg ℃））
（1）加热过程中水的内能 （选填“增大”或“减小”），用甲加热的水吸收的热量为
（2）该实验的现象 （选填“能”或“不能”）说明甲的热值较大．你判断的理由是
五、综合题
22．汽车给我们的生活提供了便利，某汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶30km消耗了汽油1.5kg．
（1）请计算1.5kg汽油完全燃烧放出的热量．（q汽油=4.6×107J/kg）
（2）已知车以72km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率为12kW，求汽车受到的阻力．
（3）汽车发动机的效率为多少？
23．（2017九上·和平期中）某单缸四冲程汽油机的相关参数如表：
气缸内直径（mm） 活塞行程（mm） 汽油的热值（J/kg） 汽油的密度（kg/m） 做功冲程燃气的平均压强（Pa） 飞轮的转速（r/min）
D0 L0 q0 ρ0 P0×106 N
汽车以速度V0（km），已知发动机的效率为η，求：
（1）汽油机每秒对外做功的次数n=
（2）发动机的功率是多少？汽车百公里耗油量（即耗油）是多少L？
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】燃料的热值
【解析】【分析】烧开一锅水比过去他们家用液化气所用的时间少了，就说明燃料的热值高，根据题意只能选热值的项．
【解答】A、质量，烧开一锅水比过去他们家用液化气所用的时间少了，是天然气热值高．故不符合题意．
B、比热容，用的时间少，只和热值有关，故不符合题意．
C、热值高，若消耗燃料的质量相同时，天然气就放出的热量多，若燃烧速度也相同，则用的时间就少，符合题意．
D、密度，密度大的物体不一定热值高，故不符合题意．
故选C
【点评】本题考查了热值的本质，要求学生深刻领会
2．【答案】C
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】AB、热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，和燃料的质量、是否完全燃烧无关，故AB错；
C、煤燃烧时，由于不能完全燃烧，放出的热量，一般比计算值小，故C正确；
D、燃料燃烧时，不能产生温度，说法不规范，故D错；
故选C．
【分析】热值是指1kg燃料完全燃烧放出的热量，是燃料的一种特性，和燃料的密度、是否燃烧、是否完全燃烧等无关，和燃料的种类有关．据此分析判断．
3．【答案】D
【知识点】有关热机的计算
【解析】【解答】解：A、做功冲程中将混合气体剧烈燃烧产生的高温高压的燃气内能转化为活塞运动的机械能，故A错误；
B、四冲程内燃机，曲轴转动两周，对外做功一次，故B错误；
C、D、汽油机的转速为2400R/min，说明1s内汽油机曲轴的转动次数等于=40．一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，1s内曲轴转动40次，对外做功20次，故C错误，D正确．
故选：D．
【分析】（1）在压缩冲程末、做功冲程初，火花塞冒出电火花，将混合气体点燃，混合气体剧烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功．在这个过程中，燃气推动活塞做功，内能减少，温度降低，燃气的内能转化为活塞的机械能．
（2）四冲程汽油机的四个冲程为一个工作循环，一个工作循环中只有做功冲程对外做功，活塞往复两次，曲轴转动两周．先根据汽油机的转速求出1s内汽油机曲轴的转动圈数，然后求出1s内汽油机对外做功的次数．
4．【答案】C
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】解：柴油机的效率比汽油机的效率高说明柴油机损耗的能量比汽油机损耗的能量少．是因为柴油机在压缩冲程中，压缩的程度比汽油机大，燃烧更充分，燃气产生的压强更大，转化成的有用功更多．
故选C．
【分析】热机的效率是指热机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，说明燃料放出相同内能时，热机损耗的能量比较少．
5．【答案】C
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】解：A、液态氢与气态氢的热值相等，所以该选项不符合题意；
B、用液态氢做燃料是利用的热值大的特点与传热本领无关，所以该选项不符合题意；
C、液态氢的热值大，燃烧相同质量的氢能放出更多的热量，所以该选项符合题意；
D、使用液态氢是因为体积小，便于携带，与热膨胀无关，所以该选项不符合题意；
故选C．
分析】1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关．
6．【答案】D
【知识点】比热容
【解析】【解答】密度、热值、比热容都与物体的质量无关。故此题选D。
【分析】本题考查比热容、燃料的热值、密度及其特性。密度是物质的一种特性，与物质的质量、体积无关；热值指1kg某种燃料完全燃烧放出的能量（热量），它与质量的多少也无关；比热容也是物质的一种特性，与质量也无关。
7．【答案】C
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】解：
完全燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值，必须是完全燃烧放出的热量，才是燃料的热值；
热值是燃料的一种特性，热值大小仅与燃料的种类有关，而与燃料的质量、燃料的燃烧程度无关，当燃料不燃烧时，热值仍存在，故ABD都错，C正确．
故选C．
【分析】单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值，热值是燃料的一种特性，热值大小仅与燃料的种类有关，而与燃料的质量、燃料的燃烧程度无关．
8．【答案】D
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】解：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫热机的效率，在工作过程中，损失的能量越少，热机的效率越高．
A、蒸汽机的燃料是在机器的外部燃烧，热损失最多，效率最低．此选项错误；
B、目前有些新型燃料汽车，实现了“零排放”，减少了污染，提高了效率，但效率不会达到100%．此选项错误；
C、热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率一定小于100%．此选项错误；
D、热机能量损耗包括燃料不完全燃烧损失掉的能量、机体散热损失掉的内能、废气带走的内能、克服机件摩擦损失掉的能量，跟路面摩擦无关，所以热机效率一定低于100%．路面摩擦力是汽车做有用功的因素之一．此选项正确．
故选D．
【分析】（1）热机效率的概念：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．在工作过程中，损失的能量越少，热机的效率越高．
（2）任何机器的效率都不可避免的做额外功，效率不可能达到100%．
9．【答案】B
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】解：烧开同样一壶水，完全燃烧的干木材与完全燃烧的无烟煤质量不同，说明完全燃烧相同质量的干木材和无烟煤放出的热量不同，即热值不同．
故选B．
【分析】1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的燃烧值，其单位是J/kg．
10．【答案】B
【知识点】有关热机的计算
【解析】【解答】解：
四冲程内燃机飞轮转速为1800r/min=30r/s，表示每秒飞轮转动30圈，60个冲程，对外做功15次．
故选B．
【分析】内燃机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，根据这个比例关系可以求出答案．
11．【答案】C
【知识点】有关热机的计算
【解析】【解答】解：
汽油机的转速是3600r/min，即60r/s，因一个工作循环，曲轴转两圈，对外做功一次，所以，该汽油机每秒可以做功30次，完成120个冲程．
故选C．
【分析】在四冲程汽油机中，一个工作循环，曲轴转两圈，对外做功一次，完成4个冲程.
12．【答案】A
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】解：发射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，可以释放出更多的热量，故A正确．
故选A．
【分析】热值是指1千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，释放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小．
13．【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】解：运载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，可以释放出更多的热量．
故选D．
【分析】热值是指1千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，释放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小．
14．【答案】B
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】解：
A、采取热值高的燃料，其利用率不一定高，所以不一定能提高热机的效率，故A错误；
BC、保证良好的润滑，减小摩擦，可以减少因摩擦损失的能量，所以可以提高热机的效率，故B正确．
C、燃烧更多的燃料，其利用率不一定高，所以不一定能提高热机的效率，故C错误．
D、提高热机的功率，增大热机在单位时间内做的功，其效率不一定提高，故D错误．
故选B．
【分析】热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，要提高热机的效率，就要提高燃料的利用率，减少热损失．
15．【答案】10；20
【知识点】有关热机的计算
【解析】【解答】解：
四冲程汽油机完成一个工作循环要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，若该汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功10次，飞轮转动20圈．
故答案为：10；20．
【分析】热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，根据这个比例关系可以求出答案．
16．【答案】压缩；做功；4.6×106
【知识点】有关热机的计算
【解析】【解答】解：
（1）在内燃机的压缩冲程中，活塞压缩气体做功，使气体的内能增大，温度升高，机械能转化为内能；
（2）根据图示可知，两个气门都关闭，活塞向下运动，气缸容积增大，因此是做功冲程；
（3）完全燃烧100g汽油放出的热量：Q=mq=0.1kg×4.6×107J/kg=4.6×106J．
故答案为：压缩；做功；4.6×106．
【分析】（1）在汽油机的四个冲程中，机械能转化为内能的是压缩冲程，内能转化为机械能的是做功冲程；
（2）根据图中气门的开关情况和活塞的运动方向判断出是哪一个冲程；
（3）根据Q=mq求出放出的热量．
17．【答案】 1m3
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】解：
天然气的热值为7.5×107J/m3，其物理意义是：体积为1m3的天然气完全燃烧放出的热量是7.5×107J．
故答案为：1m3．
【分析】根据热值的物理意义分析答题．
18．【答案】25%
【知识点】有关热机的计算
【解析】【解答】解：各种能量损耗的总和是：35%+30%+10%=75%，
所以它的机械效率为：η=100%﹣75%=25%．
故答案为：25%．
【分析】热机是将内能转化为机械能的机器．热机的效率是有效利用的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比．用来做有用功的那部分能量与气缸散热损失的能量、废气带走的能量、摩擦等机械损耗的能量之和等于燃料燃烧释放的能量．
19．【答案】压缩；10
【知识点】有关热机的计算
【解析】【解答】解：（1）压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程是将内能转化为机械能；（2）1200r/min=20r/s，每秒飞轮转动20转，内燃机经过10个工作循环，燃气对活塞做功10次．故答案为：压缩；10．
【分析】（1）热机是将内能转化为机械能的机器，它的一个工作循环包括四个冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程，其中压缩冲程是将机械能转化为内能；做功冲程是将内能转化为机械能；（2）内燃机每进行一个工作循环，要经过四个冲程，燃气推动活塞做功一次，活塞往返两次，飞轮转动两周；首先换算得到飞轮每秒转动的转数，再计算经过几个工作循环，再计算燃气做功的次数．
20．【答案】解答：小汽车所做的有用功w=Fs=4× 103N×1.0×104m =4.0×107J
汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq=3kg ×4.6×107J／kg =1.38×108J
这辆汽车的效率η= =29%
【知识点】热机的效率
【解析】【分析】本题比较基础，掌握功、热量和热机效率的计算公式即可解出此题。本题考查的是热机的效率的计算。
21．【答案】（1）增大；4.2×103
（2）不能；相同时间内，不同燃料燃烧的质量可能不相等
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】解：
（1）水吸热过程中，水温度升高，水的内能增大；
燃烧点燃后对质量都为100g和初温都为20℃的水加热，则用甲加热的水吸收的热量为：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg ℃）×0.1kg×（30℃﹣20℃）=4.2×103J；
（2）虽然在其它条件相同时，甲杯水的温度升高的较快，即甲燃烧产生的热量多，所以其热值大．但相同时间两种燃料燃烧的质量不能比较，故不能比较热值的大小．
故答案为：（1）增大；4.2×103；（2）不能；相同时间内，不同燃料燃烧的质量可能不相等
【分析】（1）加热水时通过热传递的方式改变水的内能，水吸收了多少热量，就增加了多少内能；
知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量；
（2）在其它条件相同时，甲杯水的温度升高的较快，即甲燃烧产生的热量多，所以其热值大．
22．【答案】（1）汽油完全燃烧释放的热量Q放=mq汽油=1.5kg×4.6×107 J/kg=6.9×107J
（2）v=72km/h=20m/s，
由P==Fv得汽车的牵引力：
F==600N，
汽车匀速运动，牵引力与阻力平衡，
由平衡条件得：阻力f=F=600N；
（3）W=Fs=600N×30000m=1.8×107J，
汽油机的效率：
【知识点】有关热机的计算
【解析】【分析】（1）由燃烧值公式Q放=mq可以求出释放的热量．
（2）功率P===Fv，应用P=Fv的变形公式可以求出汽车受到的阻力．
（3）求出汽油机消耗汽油所释放的能量，由W=UIt求出产生的电能，然后求出汽油机的效率
23．【答案】（1） 次
（2）解：活塞的面积：
S=πr2=π（ D0×10﹣3m）2= πD02×10﹣6m2，
燃气对活塞的推力：
F=pS=P0×106× πD02×10﹣6m2=2.5P0D02N，
燃气做功一次完成的功：
W'=Fs=2.5P0D02N×L0×10﹣3m=2.5×10﹣3L0P0D02J，
一秒内完成的功：
W=nW'= ×2.5×10﹣3L0P0D02J，
因此发动机的功率：
P= = ≈2×10﹣3NL0P0D02W．
发动机的效率：
η= = = = = 可得：
百公里消耗油的质量：
m= = kg，
百公里消耗油的体积为：
V= = m3= m3= L．
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】解：（1）由表中数据可知，飞轮的转速v轮=Nr/min= r/s；
当飞轮运转两周，汽油机对外做功一次，因此每秒内对外做的次数为：
n= × = 次；
答：（1）汽油机每秒对外做功的次数为 次；（2）发动机的功率是2×10﹣3NL0P0D02W；汽车百公里耗油量（即耗油）是 L．
【分析】（1）汽油机在工作时，飞轮转动一周，完成两个冲程，因此当飞轮运转两周，汽油机才完成一个工作循环，对外做功一次，据此计算；（2）利用公式F=pS求出燃气对活塞的推力，利用W=Fs求出做功冲程中做功一次燃气所对活塞所做的功，再利用P= 求出做功的功率；发动机的效率η= ，再利用Q放=mq求出汽油的质量，利用V= 来计算汽油体积．
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