14.2 热机的效率同步练习（含答案）

14.2 热机的效率同步练习（含答案）
一．选择题
1．关于内能和内能的利用，下列说法中正确的是（　　）
A．5月的街头，杨花飞絮随风舞，好似雪花满天飞，说明分子在不停地做热运动
B．新能源汽车实现了“零排放”，其效率达到了100%
C．我国“长征五号B”大型运载火箭使用氢作燃料，是因为氢的密度小
D．内燃机的压缩冲程，主要通过做功的方式增大汽缸内物质的内能
2．某机器的能量流向如图所示，据此推理该机器可能是（　　）
A．火箭发动机 B．发电机 C．滑轮组 D．电饭煲
3．下列关于热机效率的表述正确的是（　　）
A．燃料的热值越大，效率越高
B．热机做的有用功越多，热机效率越高
C．做相同多的功，耗油少的机械，热机效率高
D．做功快的热机，效率高
4．一般来说，柴油机的效率高于汽油机的效率，这表明（　　）
A．柴油机做功多
B．柴油机做功快
C．柴油机将内能转化为机械能的比例大
D．柴油机消耗柴油少
5．2021年4月29日，长征5号B运载火箭搭载着中国空间站天和核心舱一飞冲天。长征5号B运载火箭使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢的（　　）
A．热值大 B．沸点低 C．密度小 D．凝固点低
6．小英用铝制品高压锅在天然气灶上帮妈妈煲鸡汤的过程中，涉及到生活中的物理问题，下列判断正确的是（　　）
A．天然气燃烧不充分，热值变小
B．高压锅内气压增大，水的沸点升高
C．限压阀不断被顶起，说明分子间有斥力
D．鸡汤沸腾过程中吸收热量，温度不变，内能不变
7．下列说法正确的是（　　）
A．热机消耗的燃料越少热机的效率就越高
B．随着温度降低物体分子热运动将逐步停止
C．汽车尾气是城市有毒颗粒物的重要来源
D．分子永不停息的无规则运动被称为布朗运动
8．如图所示，甲、乙、丙、丁是单缸内燃机一个工作循环的四个冲程，该内燃机工作时飞轮转速为2400r/min。以下说法正确的是（　　）
A．该内燃机四个冲程正确的顺序是丙、甲、丁、乙
B．该内燃机每秒完成20次做功冲程
C．丁冲程发生的能量转化为机械能转化为内能
D．甲、乙、丁三个冲程是靠飞轮的惯性完成的
9．甲、乙两种燃料完全燃烧放出的热量与其质量关系的图象如图所示，下列分析正确的是（　　）
A．甲燃料的热值小于乙燃料的热值
B．使用甲燃料的热机做的有用功一定更多
C．完全燃烧相同质量的两种燃料，甲放出的热量更多
D．使用甲燃料的热机效率一定高，但是热机效率肯定小于 100%
二．多选题（共1小题）
（多选）10．小李家使用的燃气热水器，将30kg的水从20℃加热到45℃，消耗了0.15m3的天然气，已知水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），天然气的热值为4×107J/m3，则下列与该过程有关的结果和分析正确的是（　　）
A．水吸收的热量与水的末温成正比
B．水吸收的热量是3.15×106J
C．水吸收的能量转化效率是52.5%
D．热水器的能量转化效率与环境温度无关
三．填空题
11．天然气燃烧时，可将　 　能转化为内能，已知天然气的热值为2.1×107J/m，则每输送10m3的天然气，完全燃烧后就相当于向我国东部地区输送　 　J的能量；这些热量完全被1000kg的水吸收，可使水升高　 　℃（c水＝4.2×103J/（kg ℃））。
12．某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为40cm2，活塞在汽缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为1×105Pa，则做功冲程中燃气对活塞的平均压力为　 　N；一个工作循环燃气对活塞做功　 　J。
13．柴油机能将内能转化为机械能，很多卡车上都装有柴油机。现有一辆卡车，油箱里的柴油完全燃烧放出7.5×108J的热量，但损失了4.5×108J的热量，则它的热机效率是　 　。
14．我国研制的大客机C919搭载某涡轮喷气发动机，它的热效率和推进效率比一般客机高，所谓热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是指发动机对飞机的推力所做的功与发动机获得的机械能之比。
速度v/m/s 100 200 300 400 500
阻力f/N 0.9×104 3.6×104 8.1×104 1.44×105 2.25×105
飞机飞行时所受阻力f与运行速度v的关系如表，则它们之间的数量关系：f＝　 　；若飞机以200m/s的水平速度匀速巡航0.5h过程中，消耗燃油1080kg，则此过程，飞机克服阻力所做的功为 　 　J；若发动机的热效率为40%，则发动机的推进效率为 　 　。（燃油热值q＝5.0×107J/kg）
15．如图所示是道路维修时常用的路面钻机（俗称“啄木鸟”），该机械利用压缩气体推动活塞将钻头打入路面。钻头制成锥形是通过减小　 　来增大对路面的　 　；“啄木鸟”中用到了柴油机，若其机械效率是40%，则完全燃烧50kg柴油，产生的热量为　 　J，对外做的有用功是　 　J（柴油的热值是4.3×107J/kg）。
16．某同学用如图装置测酒精的热值。加热前酒精灯的质量为m1，加热一段时间后变为m2；烧杯中水的质量为M，水的初温t1，末温t2，水的比热容用c表示。请你用以上符号写出该同学测酒精热值的计算表达式：　 　。该同学测算发现，测量值比课本中的“标准值”小很多，请你写一条产生该误差的原因：　 　。
17．一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为2400r/min，该柴油机1s完成　 　个冲程，对外做功　 　次，它在吸气冲程吸入的物质为　 　。
四．实验探究题
18．小明学习了燃料的热值后，自己设计实验来研究煤油和花生油热值的大小关系，他组装了如图所示的甲、乙两套完全相同的装置，加热两个烧杯中质量相等、初温都是25℃的水，燃料燃尽时，甲装置的水温为44℃，乙装置的水温度为34℃：
（1）小明在实验中应控制煤油和花生油的　 　相同。
（2）由实验分析得出：这两种燃料中，热值较大的是　 　。
（3）小明同学还想利用这种实验方案计算出两种燃料的热值，那么还需增加的实验仪器是：　 　；利用此实验方法计算出的热值将比真实值　 　（选填“偏大”或“偏小”），原因是：　 　。
五．计算题
19．某同学利用如图甲所示的实验装置，探究“水沸腾时温度变化的特点”，并根据实验数据绘制出了如图乙所示的图像。已知水的初始温度为26℃，烧杯中水的质量为30g，给水加热至水沸腾过程中消耗酒精的质量为3.6g。[酒精的热值q＝3×107J/kg，水的比热容c＝4.2×103J/（kg ℃）]
（1）求3.6g酒精完全燃烧释放的热量；
（2）求用酒精灯给水加热至水沸腾的过程中，装置的加热效率；
（3）要提高此装置的加热效率，请提出一条合理化建议。
20．一辆重为6×104N的的汽车不慎陷入泥坑，司机用如图所示的滑轮组将汽车拖出，已知整个过程中，水平拉力是1×104N，汽车10s内沿水平方向匀速移动了4m，滑轮组的机械效率为80%，求：
（1）拉力F做的总功；
（2）拉力F做功的功率；
（3）汽车受到的摩擦力。
答案
1．D
2．A
3．C
4．C
5．A
6．B
7．C
8．B
9．C
10．BC
11．化学；2.1×108；50
12．400；20
13．40%
14．0.9N s2/m2×v2；1.296×1010J；60%
15．受力面积；压强；2.15×109；8.6×108
16．没有考虑热量的散失
17．80；20；空气
18．（1）质量；（2）煤油；（3）天平；偏小；燃烧放出的热会散失到空气中
19．（1）1.08×105J
（2）8.2%
（3）为了提高酒精灯加热水的效率，可以在烧杯上加盖，以减少热损失
20．（1）1.2×105J
（2）1.2×104W
（3）2.4×104N