《热机的效率》培优练习
一、多选题
1.下列关于热现象的几种说法，不正确的是（ ）
A.?“花气袭人知昼暖”表明温度越高，分子的无规则运动就越强烈 B.?0℃的冰熔化成0℃的水，温度不变，内能不变 C.?在四冲程汽油机的工作过程中，机械能转化为内能的冲程是做功冲程 D.?1kg汽油燃烧放出的热量就是汽油的热值
2.下列关于热值的说法中正确的是（ ）
A.?燃料燃烧时，用的燃料越多，获得的热值越大 B.?燃料燃烧时，放出的热量越多，这种燃料的热值越大 C.?相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大 D.?不同的燃料完全燃烧，放出相同热量时，所用质量较少的燃料，热值越大
3.下列有关热机效率、燃料热值、物体内能、物质的比热容的说法中，正确的是（ ）
A.?热机所用燃料的化学能转化成的内能越多，效率不一定越高 B.?天然气燃烧越充分，其热值越大 C.?同一物体，温度越高内能越大 D.?比热容与物体质量多少、温度变化大小、吸热或放热的多少、状态变化都无关
4.下列说法中，错误的是（?? ）
A.?热机的功率越大，它的效率就越高 B.?一桶煤油用去了一半，则剩下的煤油比热容、密度和热值都不变 C.?寒冷的冬天，室外冰冻的衣服也会晾干，这是蒸发现象 D.?四冲程内燃机的做功冲程是将机械能转化为内能
二、计算题
5.在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，烧杯中盛有20℃、质量为100g的水，在一个标准大气压下加热至沸腾，假如完全燃烧酒精3g。[水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），酒精的热值为3.0×107J/kg]求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）此过程中酒精灯烧水的热效率。
（3）科学研究表明：1g 100℃的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收2.26×103J的热量。水开始沸腾后持续观察沸腾现象，同时发现水的质量减少了5g，求此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量。
答案与解析
1.B,C,D
【解析】解：A、物体的温度升高，则其内能增大，分子的无规则运动速度也越快；故A正确，不符合题意； B、由于熔化过程要吸热，虽然温度不变，但是内能增加；故B错误，符合题意； C、做功冲程是把内能转化为机械能，故C错误，符合题意； D、必须是完全燃烧时放出的热量，故D错误，符合题意；故选BCD． 2.C,D
【解析】解： A、B燃料的热值只与燃料的种类有关，与放出热量的多少、燃料的质量和燃料的燃烧程度无关，故A、B错误 C、相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量越大的燃料，燃料热值越大，故C正确； D、不同的燃料完全燃烧，放出相同热量，所用燃料的质量越少，热值越大，故D正确． 故选：CD． 3.A,C
【解析】解： A、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，故A正确； B、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、放出热量的多少以及燃烧温度的高低等均无关，故B错误； C、物体的内能与物体的质量和温度都有关系，物体的质量越大，温度越高，内能越大，故C正确； D、比热容是物质本身的一种特性，在状态和物质种类一定时，比热容大小与物体吸放热、温度变化大小、质量多少都没有关系．故D错误． 故选AC． 4.A,C,D
【解析】A、功率是表示物体做功快慢的物理量，功率与热机效率是两个不同的概念，故A错误，符合题意；B、比热容、密度和热值都是物质的特性，一桶煤油用去了一半，则剩下的煤油比热容、密度和热值都不变，B正确，但不符合题意；C、寒冷的冬天，室外冰冻的衣服也会变干，这是升华现象，故C说法错误，符合题意；D、四冲程内燃机的做功冲程中将内能转化为机械能，故D说法错误，符合题意．故选ACD． 5.（1）解：一个标准大气压下水的沸点为100℃，即需将水加热至100℃，水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×0.1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×104J； （2）解：3g酒精完全燃烧释放的热量：Q放＝mq＝3×10﹣3kg×3.0×107J/kg＝9×104J；酒精灯烧水的热效率：η＝ /×100%＝ /×100%≈37.3%； （3）解：1g 100℃的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收2.26×103J的热量，则5g 100℃的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收的热量：Q＝5g×2.26×103J/g＝1.13×104J。
《热机的效率》基础练习
单选题
1.以下交通运输工具中，常用汽油机作为动力的是（ ）
A.?轻型轿车????B.?重型运载卡车??C.?手扶拖拉机????D.?磁悬浮列车
2.如图所示是完全燃烧A、B两种燃料的质量与放出的热量的图象，由图象可知，A、B两种燃料的热值大小关系是(?? ) /
A.qA＜qB B.qA＞qB C.qA＝qB D.无法比较
3.如图是某内燃机能量流向图，该内燃机的热机效率是(?? ) /
A.25% B.35% C.40% D.75%
4.我国南海海底存储着丰富的“可燃冰”资源，可燃冰被视为21世纪的新型绿色能源，可燃冰的主要成分是甲烷，lm3的可燃冰完全燃烧放出的热量与完全燃烧164m3的甲烷气体放出的热量相等，这说明可燃冰的（??? ）
A.热值大 B.比热容大 C.质量大 D.密度大
5.下列关于热机的说法中，正确的是（? ）
A.?加润滑油减少机器各部件之间的摩擦，可以使热机效率大于1??????
B.?柴油机工作时，将内能转化为机械能的是做功冲程 C.?四冲程汽油机有两个冲程是对外做功的???????????????
D.?热机不属于大气污染的主要来源
6.下列关于热学知识，说法正确的是（??? ）
A.?物体从外界吸收了热量，温度不一定升高???????????
B.?冬天双手烤火，是用做功的方法增加内能 C.?海边昼夜温差小是因为水的比热容小????????????????
D.?燃料热值与燃料的燃烧情况有关
7.煤油的热值大于酒精的热值，下列说法中正确的是（?? ）
A.煤油比酒精含有的热量多 B.燃烧相同质量的煤油和酒精，煤油放出的热量要多些 C.完全燃烧相同质量的煤油和酒精，利用煤油刚好能烧开一壶水，那么利用酒精则不能烧开这壶水（效率相同条件下） D.通风条件越好，供氧越充足，两种燃料的热值就越大
8.燃烧甲、乙两种燃料，甲放出的热量比乙多，则(??? )? ?
A.?甲的质量一定大???????????B.?甲的热值一定大??????
C.?甲的比热容一定大??????????D.?条件不足无法判断
9.下列关于热值说法正确的是（?? ）
A.?燃料燃烧越充分热值越大 B.?2kg的煤完全燃烧比1kg的煤完全燃烧热值大 C.?1kg煤燃烧放出3×107J的热量，则煤的热值为 D.?热值是燃料的一种特性与燃料的质量无关，不同的物质热值一般不同
10.两种燃料的热值之比为2:1，它们的质量之比为1:4，那么这两种燃料完全燃烧放出的热量之比为（?? ）
A.?1:2???????B.?2:1?????C.?1:8???????D.?4:1
11.两台汽油机，甲的效率为35％，乙的效率为25％，这两个数据表示（?? ）
A.?甲机做的功比乙机多 B.?在相同时间内甲机燃烧的汽油比乙机的多 C.?甲机的功率比乙机的大 D.?在消耗相同汽油时，甲机做的有用功比乙机的多
12.关于燃料的热值下列说法正确的是（?? ）
A.?燃料的热值与燃料的燃烧情况有关?????????????????
B.?容易燃烧的燃料的热值一定大 C.?煤的热值比干木柴的大，煤燃烧放出的热量比干木柴放出的热量多???
D.?0.5kg煤油和1.5kg煤油的热值一样大
13.关于热值和热机效率的描述，正确的是（?? ） ?
A.?若燃料燃烧更充分，可以增大热值???
B.?若燃料燃烧更充分，可以提高热机效率 C.?热值和热机效率都是定值，与外界无关???????????????
D.?若燃料增加一倍，热值也增加一倍
实验探究题
14.如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 /
（1）比较不同物质的比热容，应选择________两图进行实验，通过________来判断液体比热容的大小。
（2）比较不同燃料的热值，应选择________两图进行实验。点燃燃料，经过相同的一段时间后，小明发现其中一只烧杯中的液体温度升高得多，________（选填“能”或“不能”）据此判断出该烧杯下方的燃料热值大。
（3）在图甲中，若已知水吸收的热量和燃料1的质量，计算出了燃料1的热值，这种做法是________的（选填“可靠”或“不可靠”），原因是________。
三、计算题
15.在一个标准大气压下，用炉子将10kg的水从20℃加热至沸腾，燃烧了0.5kg的焦炭，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，焦炭的热值为3.0×107J/kg。 求：
（1）水吸收的热量；
（2）0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量；
（3）炉子烧水的效率。
答案与解析
1.A
【解析】解：汽油机多用在小汽车、低速飞机以及一些轻巧的机械上作动力装置；柴油机则多用在载重汽车、火车、轮船、拖拉机等上面．磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力（即磁的吸力和排斥力）来推动的列车． 故选A． 2.B
【解析】根据图象可知,燃烧相同质量A. B两种燃料,A放出的热量大于B放出的热量,由Q=mq可知,qA>qB. 故答案为：B 3.B
【解析】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。 即做有用功的能量在燃料完全燃烧产生的能量中所占的百分比，所以内燃机的热机效率η=1?25%?40%=35%. 故答案为：B 4.A
【解析】lm3的可燃冰完全燃烧放出的热量与完全燃烧164m3的甲烷气体放出的热量相，说明可燃冰的热值大，A符合题意，BCD不符合题意。 故答案为：A. 5.B
【解析】A. 不管技术如何改进，热机的效率都不可能达到100%，A不符合题意； B. 柴油机工作时，将内能转化为机械能的是做功冲程, B符合题意； C. 四冲程汽油工作时，只有做功冲程对外做功，其它三个冲程是靠飞轮惯性完成的，C不符合题意； D. 热机排放尾气属于大气污染的主要来源，D不符合题意 . 故答案为：B . 6.A
【解析】A、物体从外界吸收了热量，温度不一定升高，但内能可能增大，A符合题意； B、冬天双手烤火，是用热传递的方法增加内能，B不符合题意； C、海边昼夜温差小是因为水的比热容大，C不符合题意； D、燃料热值与燃料的燃烧情况无关，D不符合题意。 故答案为：A。
7.C
【解析】A.热量是热传递过程中内能转移多少的量度，不能说含有，A不符合题意； B.完全燃烧相同质量的煤油和酒精，煤油放出的热量要多些，B不符合题意； C.完全燃烧相同质量的煤油和酒精，煤油放出的热量要多些，利用煤油刚好能烧开一壶水，那么利用酒精则不能烧开这壶水，C符合题意； D.热值与是否充分燃烧无关，D不符合题意； 故答案为：C。 8.D
【解析】根据燃料燃烧放出热量的公式Q=mq，可知燃料在燃烧时放出的热量与热值、燃料的质量、燃料是否完全燃烧有关，只知其中一个物理量不能做出判断；比热容是物体的特性之一，与放出的热量多少无关. 故答案为：D. 9.D
【解析】热值定义是单位质量的某种燃料完全燃烧时放出的热量，燃料的热值是燃料的一种特性，与燃料的质量无关，与燃料燃烧的程度无关，不同的物质热值一般不同。 故答案为：D。
10.A
【解析】根据Q放=mq得，/. 故答案为：A。 11.D
【解析】甲汽油机的效率高于乙汽油机的效率，说明：消耗相同的汽油，甲汽油机做的有用功多；或者做相同的有用功，甲消耗的汽油少．功率大只能说明做功快，与效率没有关系． 故答案为：D．
12.D
【解析】A、燃料的热值与燃料的燃烧情况无关，A不符合题意； B、燃料的热值与燃料燃烧的难易程度无关，B不符合题意； C、煤的热值比干木柴的大，燃烧相同质量的煤和干木柴，煤燃烧放出的热量比干木柴放出的热量多，C不符合题意； D、燃料的热值与燃料的质量无关，0.5kg煤油和1.5kg煤油的热值一样大，D符合题意。 故答案为：D。
13.B
【解析】A、燃料燃烧更充分，热值不变，A不符合题意； B、燃料燃烧更充分，可以提高热机效率，B符合题意； C、热值是定值，与外界无关，热机效率与外界有关，C不符合题意； D、燃料增加一倍，热值不变，D不符合题意。 故答案为：B。
14.（1）甲丙；温度计升高的示数 （2）甲乙；不能 （3）不可靠；燃料燃烧时放出的热量不可能全部被水吸收
【解析】（1）为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时间，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲和丙两图进行实验； （2）为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲和乙两图进行实验。燃料燃烧相同的时间无法比较已经燃烧的燃烧的燃料的质量相同，所以不能说明热值的大小； （3）在图甲中，若已知水吸收的热量和酒精的质量，计算出了酒精的热值，这种方法不可靠，因为加热的过程中有热量损失 . 15.（1）解:1个标准大气压下，水的沸点为100℃，所以将水加热至100℃，水吸收的热量： / 答：水吸收的热量为 / （2）解:0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量： / 答：0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量为 / （3）解:炉子烧水的效率 / 答：炉子烧水的效率为22.4%
《热机的效率》提高练习
单选题
1.2016年8月，我国发射了全球首颗量子卫星，为纪念墨子，这个全球首颗量子卫星被命名为“墨子号”．发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有（?? ）
较小的密度????????????? B.?较大的比热容?????
C.?较低的沸点????????????? D.?较高的热值
2.2016年7月，我国将利用火箭把世界首颗量子卫星送上太空，火箭常常采用液态氢为燃料，下列关于火箭工作时的说法不正确的是（ ）
A.液态氢是一种清洁能源??????????????????????
B.火箭采用液态氢作燃料是利用了其热值高
C.在火箭加速升空的过程中，卫星的机械能总量大??????????
D.火箭燃烧室内的燃料燃烧时，将获得的内能全部转化成了机械能
3.下列有关热机的说法中不正确的是（?? ）
A.?热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程????
B.?为了防止热机过热,通常用水来降温,是利用水的比热容大的特性 C.?可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率??????????
D.?热机的大量使用会造成环境污染
4.一杯酒精倒出一半，剩余酒精的质量、密度、比热容和热值的变化情况是（?? ）
A.?质量、密度、比热容和热值不变??????????????????
B.?质量和热值变为原来的一半，密度和比热容不变 C.?质量和密度变为原来的一半，比热容和热值不变??????????
D.?质量变为原来的一半，密度、比热容和热值不变
5.关于热机的效率，下列说法中正确的是（?? ）
A.?热机做的有用功越多，效率就一定高??????????????????
B.?热机的功率大，效率就一定高 C.?热机消耗的燃料越多，效率就一定高??????????????????
D.?以上说法都不正确
6.在天然气灶上烧水的过程中.下列说法正确的是（? ）
A.?天然气燃烧越充分，热值越大????????????????????
B.?水的温度越高，其比热容就越大 C.?水的温度越高，水分子运动越剧烈??????????????????
D.?烧水是通过做功的万式改变水的内能
7.以下四幅图中，说法正确的是（ ） /
A.?图甲所示，橡皮塞被冲开的过程与内燃机的压缩冲程都是内能转化为机械能的过/B.?图乙所示，小孩从滑梯上面滑下时，他的重力势能转化为动能 C.?图丙所示，搓手的过程是通过热传递的方式增加内能??????????
D.?图丁所示，酒精灯在使用过程中，酒精的质量和热值都减小了
计算题
8.用天然气灶给水加热，在1标准大气压下，把体积为10L，温度为15℃的水加热到沸腾，求：
（1）水吸收了多少热量？[ρ水=1.0×103kg/m3 C水=4.2×103J/（kg?℃）]
（2）若不计热量损失，需要燃烧多少m3的天然气？（q天燃气=4.2×107J/m3）
实验探究题
9.根据所学知识完成实验：
（1）某同学用如图所示的装置测酒精的热值.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.用以上
符号表达该同学测酒精热值的计算式:________. 该同学测算发现，测量值比课本中的“标准值”小很多，有两方面的原因导致误差，请你分析实验现象说出是哪两方面的原因:①________;②________.
（2）有一种“涡轮增压”轿车(T型)，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车(L型)更节能，排气更清洁.同样的汽油(如97 #)加在T型轿车内比加在L型轿车内热值________(选填“更大”或“一样大”或“更小”).
10.如图甲所示，某同学做“比较不同液体吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给液体a和b加热． 液体次数质量m/kg升高的温度△t/℃加热的时间t/min /
液体
次数
质量m/kg
升高的温度△t/℃
加热的时间t/min
a
1
0.1
5
1
2
0.1
10
2
3
0.2
10
4
b
4
0.1
10
1
5
0.1
20
2
6
0.2
20
4
（1）分析第1、4次，第2、5次或第3、6次实验数据，某同学认为：加热相同的时间时，b升高的温度高一些，这说明b吸收的热量多一些．这位同学的判断是________?（“正确”或“错误”），请说明理由：________.
（2）分析第2、3次或第5、6次实验数据，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，物质的________越大，吸收的热量就越________
（3）通过比较第2、4次实验数据可知，液体吸收的热量多少与液体的________有关，________的吸热能力更强（选填“a”或“b”）．
（4）若小明将质量相同的这两种液体分别用完全相同的电加热器同时加热，液体温度随时间变化关系如图乙所示．若一种液体是水，另一种液体的比热容是________J/（kg?℃）． C水=4.2×103J/(kg?℃)
答案与解析
1.D
【解析】发射卫星的火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢热值较高，完全燃烧相同质量的不同燃料时，液态氢可以释放出更多的热量，ABC不符合题意，D符合题意． 故答案为：D 2.D
【解析】A、液态氢燃烧后的生成物是水，液态氢是一种清洁能源，A不符合题意； B、火箭采用液态氢作燃料是利用了其热值高，B不符合题意； C、在火箭加速升空的过程中，动能和重力势能都增大，C不符合题意； D、火箭燃烧室内的燃料燃烧时，将获得的内能的一部分转化成了机械能，D符合题意。 故答案为：D。 3.C
【解析】A、热机的工作原理：燃料在气缸内燃烧，生成高温高压的燃气，燃气推动活塞对外做功，内能转化成机械能，A不符合题意； B、汽车的发动机用水来冷却，是因为水的比热容较大，升高相同的温度时，吸收的热量多，B不符合题意； C、功率是表示物体做功快慢的物理量，而效率表示的是有用功占总功的比值，二者无关，C符合题意； D、热机燃烧的是化石能源，它的大量使用会产生二氧化碳、二氧化硫等废气，这加剧了环境污染，D不符合题意。 故答案为：C。 4.D
【解析】密度是物质的特性，它跟体积和质量无关；比热容是物质的属性，跟物质的质量体积等无关；热值是燃料的属性，跟燃料的质量和体积无关。所以一瓶酒精倒出一半后，它的密度不变，比热容不变，热值不变。 故答案为：D。 5.D
【解析】A、热机的有用功多，与燃料完全燃烧放出的能量之比不一定多，A不符合题意；
B、功率是物体做功快慢的物理量，与效率是两个完全不同的概念．B不符合题意； C、热机消耗的燃料多、燃烧放出的热量多，但用来做有用功的能量不一定多，C不符合题意； 故答案为：D．
6.C
【解析】解：A.?? 燃料的热值与燃料燃烧的程度无关，故A错； B.?? 水的比热容是物质的一种属性，与水的温度无关，故B错； C.?? 水的温度越高,水分子运动越剧烈，故C正确； D.? 烧水是通过热传递的方式改变水的内能，故D错。 故选C。 7.B
【解析】A、塞子冲出时，是试管内气体的内能转化为塞子增加的机械能，与内燃机的做功冲程能量转化相同，A不符合题意； B.图乙所示，小孩从滑梯上面滑下时，质量不变，速度变快，动能变大，同时高度减小，故重力势能减小，所以是将重力势能转化为动能的过程，B符合题意； C.图丙所示，搓手的过程是通过做功的方式改变内能，C符合题意； D.图丁所示，酒精灯在使用过程中，酒精的质量减小，但热值不变，D符合题意； 故答案为：B.
8.（1）解：由ρ＝ /得，10L水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×10×10﹣3m3＝10kg，水吸收的热量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×10kg×（100℃﹣15℃）＝3.57×106J； （2）解：不计热量损失，则Q放＝Q吸 ， 由Q放＝Vq可得，需要燃烧天然气的体积：V天然气＝ /＝0.085m3。
9.（1）/；酒精没有完全燃烧；没有考虑热量散失 （2）一样大
【解析】（1）Q吸=cm△t=cM(t2-t1)，Q放=mq，根据Q吸=Q放得q=/；当酒精燃烧不充分时放出的热量偏小，酒精燃烧放出的热量没有被水全部吸收，被装置吸收一部分，还有一部分散失到空气中； （2）热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关。 故答案为：（1）/，酒精没有完全燃烧，没有考虑热量散失；（2）一样大。 10.（1）错误；因为使用相同的电热器，相同的加热时间，所以，a、b吸热应该相同 （2）质量；多 （3）种类；a （4）2.1×103
【解析】解：（1）错误．因为完全相同的加热器，加热相同的时间，放出的热量相同．所以a、b两种液体吸收的热量也相等．（2）分析第2、3次或第5、6次实验数据，得出的结论是：同种物质升高相同温度时，物质的质量越大，吸收的热量就越多．（3）通过比较第2、4次实验数据可知，液体吸收的热量多少与液体的种类有关，a的吸热能力更强．（4）已知水和液体的质量相同，用两个完全相同的电加热器加热，由图可知，水和液体温度的升高相同时，a液体加热10min，b液体加热20min,b液体是水，所以Q吸水=2Q吸A；由Q吸=cm△t得，c水m水△t=2c液m液△t，//． 故答案为：（1）错误；因为完全相同的加热器，加热相同的时间，放出的热量相同．所以a、b两种液体吸收的热量相等；（2）质量；越多；（3）种类；a；（4）2.1×103 ．
