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沪科版 物理第十三章 内能与热机
第三、四节 内燃机 热机效率和环境保护
精选练习
知识点一、内燃机
1、下列现象中，利用内能做功的是（ ）
A．冬天在户外时两手相互搓一会儿就暖和了 B．刀在砂轮的高速摩擦之下溅出火花
C．火箭在“熊熊烈火”的喷射中冲天而起 D．盛夏在烈日之下的柏油路面被晒熔化了
【思路点拨】本题抓住内能的两个应用：一、利用内能做功；二、利用内能加热物体。
【答案】C
【解析】A、冬天在户外时两手相互搓一会儿就暖和了，属于利用内能加热物体，不符合题意。B、刀在砂轮的高速摩擦之下溅出火花，属于利用内能加热物体，不符合题意。C、火箭在“熊熊烈火”的喷射中冲天而起，利用内能做功，符合题意。D、盛夏在烈日之下的柏油路面被晒熔化了，属于利用内能加热物体，不符合题意。
【总结升华】内能的两个应用：加热、做功。
2、（2018?营口三模）柴油机和汽油机在构造上的主要区别是：柴油机气缸顶部有 ，汽油机气缸顶部有 ，在吸气冲程中的不同是：汽油机吸入气缸里的是 ，柴油机吸入气缸里的是 。
【思路点拨】总结汽油机和柴油机的异同点：①相同点：四个冲程相同，能的转化相同；②不同点：①吸入的物质不同；②结构不同；③压强不同，效率不同；④点火方式不同。
【答案】喷油嘴；火花塞；空气与汽油的混合物；空气
【解析】（1）汽油机和柴油机在构造上的区别是：汽油机顶部有个火花塞，柴油机顶部有个喷油嘴；
（2）在吸气冲程里，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入的是空气，故答案为：喷油嘴；火花塞；空气与汽油的混合物；空气。
【总结升华】此题考察内燃机的工作原理，属基础题。
知识点二：燃料的热值和热机效率
3、焦炭燃烧值是3.0×107J/kg，最少燃烧多少克的焦炭才可获得6×103J的热量。
【答案与解析】
解：
答：最少需燃烧0.2g的焦炭。
【总结升华】焦炭的燃烧值是3.0×107J/kg，意思是完全燃烧1kg的焦炭，可获得3.0×107J的热量，也就是说燃烧1kg的焦碳最多可获得3.0×107J的热量。因此要得到6×103J的热量最少需焦炭多少，可以将公式Q=qm变形为燃后将数据带入即可。
4、（2017?宜昌中考）为节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高热机效率的是（ ）
A．尽量使燃料充分燃烧 B．尽量减少热机部件间的摩擦
C．尽量减少废气带走的热量 D．尽量增加热机的工作时间
【思路点拨】要解决此题，需要掌握热机的效率的概念。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。
【答案】D
【解析】热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，所以减少热量的损失可以提高热机的效率，所以使燃料充分燃烧、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。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。故选D。
【总结升华】此题通过考查影响热机效率的几个因素，考查了学生对热机效率的理解。要知道要想提高热机的效率，就要减少热量的损失。
知识点三、燃料的利用和环境保护
5、学习了“机械能、内能及其转化”的知识后，同学们提出了下面的一些关于利用和开发能源的建议，其中不可行的是（ ）
A．我国煤炭资源丰富，应研究并采用如何让燃料充分燃烧，以减少热量损失的措施?
B．电力部门应加快进行将内能直接转化为电能的研究，以减少内能在多次转化过程中的损失?
C．我国应进一步开发利用江河水利资源?
D．随着资源的不断消耗，应研究出一种既可以不消耗或少消耗能量，又能不断对外多做功的机器
【答案】D
【解析】A、煤炭在燃烧的过程中，由于燃烧不够充分，导致散失的热量较多，故研究并采用如何让燃料充分燃烧，以减少热量损失的措施是必要的，此项说法正确；
B、现在我国的发电主要是火力发电，故研究内能直接转化为电能，以减少内能在多次转化过程中的损失，也是非常必要的．此项说法正确；
C、根据我国地利特点，进一步的开发潮汐能，也是可行的．此项说法正确；
D、能量既不会消灭，也不会产生，能量在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变；此项说法错误。
【总结升华】此题只要考查学生对能量守恒定律的理解，解答时把握好：能量既不能凭空产生也不能凭空消失，总是由一种能量转化为另一种能量，在转化的过程中能的总量保持不变。
1、（2017?成都中考）以下机械属于热机的是（ ）
A、杠杆 B、斜面 C、洗衣机 D、汽油机
【答案】D
【解析】A、B．杠杆、斜面是简单的机械，不属于热机，故A、B不符合题意；C．洗衣机是电能转化为机械能的装置，不属于热机，故C不符合题意；D．汽油机是把内能转化成机械能的装置，属于热机，符合题意。
2、（2016?当涂县一模）关于燃料和热值，以下说法正确的是（ ）
A．燃料热值与燃料的质量无关
B．容易燃烧的燃料，热值一定大
C．煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量比燃烧木柴放出的热量一定多
D．为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料
【答案】 A
【解析】A、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，故A正确；B、热值大小与燃料是否容易燃烧无关，故B错误；C、燃料燃烧放出热量的多少不仅与燃料的热值大小有关，还与燃料的质量以及燃烧程度有关，故C错误；D、锅炉的效率与燃料的热值高没有关系，故D错误；故选：A。
如图所示是四冲程内燃机的哪一个冲程工作情况（ ）
A、吸气冲程 B、压缩冲程 C、做功冲程 D、排气冲程
【答案】A
【解析】四冲程内燃机的工作情况是：当两个气门关闭，活塞向上运动时是压缩冲程，活塞向下运动时是做功冲程；当一个气门打开，另一个气门关闭，活塞向下运动时是吸气冲程，活塞向上运动时是排气冲程。如图所示是一个气门打开，一个气门关闭，活塞向下运动，故是吸气冲程。
两部汽油机A和B，若A的功率较大，A的效率也较高，使A、B完成相等的有用功，则( )
A、A汽油机消耗的汽油较少，用的时间较短?
B、B汽油机消耗的汽油较少，用的时间较短?
C、A、B二汽油机消耗的汽油一样多，用的时间一样长?
D、无法确定?
【答案】A
【解析】A、B二汽油机完成的有用功相同的情况下，因A汽油机效率较高则必然消耗较少的汽油，又因它功率较大做功所用的时间比较短。
5、下列现象中，由机械能转化为内能的是（ ）
A、雨天时发生雷电 B、陨石的降落
C、电扇运转时间较长，电机发热 D、人劳动会出汗
【答案】B
【解析】陨石在空气中降落时要克服摩擦阻力做功，消耗陨石的动能转化为内能，使陨石熔化并燃烧；雨天的雷电是电能转化为声能和光能；电扇里的电机发热是电能转化成内能；人在劳动时出汗不是机械能转化为内能，而是因为人的活动促进了新陈代谢，把人体的化学能转化为内能。
6、内能的利用途径主要有两种，一是给物体________，二是利用内能来________。热机就是把________能转化成________能的机器。
【答案】加热 做功 内 机械
（2016?永修县校级一模）常见汽车的动力机械是内燃机，从能量转化的角度来看，内燃机是把________能转化为________能的机器，内燃机的效率较低，它在工作过程中，能量大部分以________能的形式耗散掉。
【答案】内；机械；内。
【解析】①内燃机是把内能转化为机械能的机器；②热机效率较低，很多内能散失掉了；故答案为：内；机械；内。
8、四冲程内燃机由________、________、________和________四个冲程组成一个工作循环，只有________冲程把内能转化成机械能，其他三个冲程都是靠________来完成的。
【答案】吸气 压缩 做功 排气 做功 惯性
9、物理学中，把________的某种燃料________燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值。热值的单位是________。
【答案】1 kg 完全 J／kg
10、在热机中，用来做________的那部分能量与燃料________的能量之比叫热机的效率，可用公式________来计算。热机效率总小于________。
【答案】有用功 完全燃烧所放出 1
11、某瓶煤油的燃烧值是4.6×107焦/千克，它的物理意义是____________。如果将瓶中的煤油倒去一半，剩下煤油的燃烧值为 ____________。
【答案】1千克煤油完全燃烧能放出4.6×107焦的热量 4.6×107焦/千克
【解析】煤油的燃烧值是4.6×107焦/千克，它的物理意义是1千克煤油完全燃烧能放出4.6×107焦的热量。燃烧值是反映燃料燃烧时放热本领的物理量。煤油不会因为倒去一半而改变字它的燃烧值。
12、（2018?枣庄中考）一台柴油机飞轮的转速为2400r/min，则在1s内，柴油机完成 个冲程；对外做功的次数是 。
【答案】80 20
【解析】一台柴油机飞轮的转速为2400r/min，则该柴油机每秒钟转40圈，完成20个工作循环，柴油机完成80个冲程；对外做20次功。
质量为10千克的汽油，用去1/3后，剩下汽油的密度将________、比热容将________、热值将________。(填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】不变 不变 不变
【解析】物质的密度、比热容和热值都是物质的属性。对于同种物质来说，它们不会随物质质量的变化而改变。
14、一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25%，废气带走的能量占30%，摩擦等机械损耗占10%，则它的热机效率为________。
【答案】35％
【解析】该内燃机燃料的额外功所占的比例是汽缸散热损失、废气带走的能量及摩擦的总和，即25%+30%+10%＝65%，故它的热机效率为35%。
15、（2017?营口中考）小亮家有一个容积为2L的水壶，水壶里装有初温为25℃的水，在1标准大气压下小亮用天然气炉具对水进行加热。[已知天然气的热值q=8.4×107J/m3，水的比热容c水=4.2×103J/（kg?℃）]求：
（1）烧开1L水，水需要吸收多少热量？
（2）若天然气炉具的效率是30%，则烧开1L水需要完全燃烧多少m3的天然气？
【答案与解析】（1）由题意可知水的体积V水=1L=1×10-3m3，由可得，m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg，一标准大气压下水的沸点是100℃，则水吸收的热量：Q吸=c水m水（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃-25℃）=3.15×105J；
（2）得，由Q放=Vq得。
答：（1）烧开1L水，水需要吸收3.15×105J热量；（2）若天然气炉具的效率是30%，则烧开1L水需要完全燃烧1.25×10-2m3的天然气。
基础篇
提升篇
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沪科版 物理第十三章 内能与热机
第三、四节 内燃机 热机效率和环境保护
精选练习
知识点一、内燃机
1、下列现象中，利用内能做功的是（ ）
A．冬天在户外时两手相互搓一会儿就暖和了 B．刀在砂轮的高速摩擦之下溅出火花
C．火箭在“熊熊烈火”的喷射中冲天而起 D．盛夏在烈日之下的柏油路面被晒熔化了
2、（2018?营口三模）柴油机和汽油机在构造上的主要区别是：柴油机气缸顶部有 ，汽油机气缸顶部有 ，在吸气冲程中的不同是：汽油机吸入气缸里的是 ，柴油机吸入气缸里的是 。
知识点二：燃料的热值和热机效率
3、焦炭燃烧值是3.0×107J/kg，最少燃烧多少克的焦炭才可获得6×103J的热量。
4、（2017?宜昌中考）为节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高热机效率的是（ ）
A．尽量使燃料充分燃烧 B．尽量减少热机部件间的摩擦
C．尽量减少废气带走的热量 D．尽量增加热机的工作时间
知识点三、燃料的利用和环境保护
5、学习了“机械能、内能及其转化”的知识后，同学们提出了下面的一些关于利用和开发能源的建议，其中不可行的是（ ）
A．我国煤炭资源丰富，应研究并采用如何让燃料充分燃烧，以减少热量损失的措施?
B．电力部门应加快进行将内能直接转化为电能的研究，以减少内能在多次转化过程中的损失?
C．我国应进一步开发利用江河水利资源?
D．随着资源的不断消耗，应研究出一种既可以不消耗或少消耗能量，又能不断对外多做功的机器
1、（2017?成都中考）以下机械属于热机的是（ ）
A、杠杆 B、斜面 C、洗衣机 D、汽油机
2、（2016?当涂县一模）关于燃料和热值，以下说法正确的是（ ）
A．燃料热值与燃料的质量无关
B．容易燃烧的燃料，热值一定大
C．煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量比燃烧木柴放出的热量一定多
D．为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料
如图所示是四冲程内燃机的哪一个冲程工作情况（ ）
A、吸气冲程 B、压缩冲程 C、做功冲程 D、排气冲程
两部汽油机A和B，若A的功率较大，A的效率也较高，使A、B完成相等的有用功，则( )
A、A汽油机消耗的汽油较少，用的时间较短?
B、B汽油机消耗的汽油较少，用的时间较短?
C、A、B二汽油机消耗的汽油一样多，用的时间一样长?
D、无法确定?
5、下列现象中，由机械能转化为内能的是（ ）
A、雨天时发生雷电 B、陨石的降落
C、电扇运转时间较长，电机发热 D、人劳动会出汗
6、内能的利用途径主要有两种，一是给物体________，二是利用内能来________。热机就是把________能转化成________能的机器。
（2016?永修县校级一模）常见汽车的动力机械是内燃机，从能量转化的角度来看，内燃机是把________能转化为________能的机器，内燃机的效率较低，它在工作过程中，能量大部分以________能的形式耗散掉。
8、四冲程内燃机由________、________、________和________四个冲程组成一个工作循环，只有________冲程把内能转化成机械能，其他三个冲程都是靠________来完成的。
9、物理学中，把________的某种燃料________燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值。热值的单位是________。
10、在热机中，用来做________的那部分能量与燃料________的能量之比叫热机的效率，可用公式________来计算。热机效率总小于________。
11、某瓶煤油的燃烧值是4.6×107焦/千克，它的物理意义是____________。如果将瓶中的煤油倒去一半，剩下煤油的燃烧值为 ____________。
12、（2018?枣庄中考）一台柴油机飞轮的转速为2400r/min，则在1s内，柴油机完成 个冲程；对外做功的次数是 。
质量为10千克的汽油，用去1/3后，剩下汽油的密度将________、比热容将________、热值将________。(填“变大”“变小”或“不变”)
14、一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25%，废气带走的能量占30%，摩擦等机械损耗占10%，则它的热机效率为________。
15、（2017?营口中考）小亮家有一个容积为2L的水壶，水壶里装有初温为25℃的水，在1标准大气压下小亮用天然气炉具对水进行加热。[已知天然气的热值q=8.4×107J/m3，水的比热容c水=4.2×103J/（kg?℃）]求：
（1）烧开1L水，水需要吸收多少热量？
（2）若天然气炉具的效率是30%，则烧开1L水需要完全燃烧多少m3的天然气？
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