2.3.热机效率
一、单项选择题(共20小题;共40分)
1.
下列提高燃料利用率的方法不正确的是
?
A.
尽量增大受热面积
B.
选用热值较高的燃料
C.
把煤磨成煤粉,用空气吹进炉膛
D.
烧煤时,加大送风量
2.
把一杯酒精倒掉一半,则剩下的半杯酒精
?
A.
比热容变小,热值变为原来的一半
B.
比热容变小、热值不变
C.
比热容、热值都为原来的一半
D.
比热容、热值都不变
3.
为节约能源,提高热机效率,下列措施中不可取的是
?
A.
尽量使燃料充分燃烧
B.
尽量增加热机的工作时间
C.
尽量减少废气带走的热量
D.
尽量减小热机部件间的摩擦
4.
下列提高炉子效率的措施中,不正确的是
?
A.
把煤磨成粉,用空气吹进炉膛
B.
把煤粒在炉膛里吹起来燃烧
C.
把炉子密封起来不与空气接触,尽量减小热量损失
D.
用各种方法加大受热面
5.
下列说法错误的是
?
A.
将菜炒熟的过程中,分子热运动加剧,香味越来越浓
B.
的汽油在气缸内燃烧放出的热量,就是汽油的热值
C.
由于沙石的比热容比海水的小,导致沙漠地区的昼夜温差比沿海地区的大
D.
将活塞迅速压下时,筒内空气的温度升高,蘸了乙醚的棉花燃烧起来
6.
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
7.
关于热值的概念,下列说法中正确的是
?
A.
燃料燃烧放出的热量越多,则热值越大
B.
燃料燃烧时的温度越高,则热值越大
C.
质量相同的不同燃料完全燃烧时,放出热量多的其热值越大
D.
单位质量的燃料燃烧时,放出的热量越多,其热值越大
8.
我国随着航天事业发展需要,正在研发大功率的液氢发动机,这种发动机采用液氢做燃料主要是因为液氢具有
?
.
A.
较高的沸点
B.
较大的比热容
C.
较大的热值
D.
较小的密度
9.
某校初三年级的学生参观了学校锅炉房后,提出了以下几种提高炉子效率的建议,其中不应采纳的是
?
A.
鼓风机向炉膛内吹风,把煤粒吹起来燃烧
B.
向炉内多加些煤,加大火力
C.
煤磨成粉,用空气吹进炉膛
D.
用各种办法增大受热面积
10.
甲汽油机的热机效率比乙汽油机的热机效率高,这表明
?
A.
甲做功比乙多
B.
甲做功比乙快
C.
甲消耗的汽油比乙少
D.
以相同的速度行驶相同的路程,乙消耗的汽油多
11.
两种
燃料的燃烧值之比为
,它们的质量之比为
,那么这两种燃料完全燃烧放出的热量之比为
?
A.
B.
C.
D.
12.
关于热机的效率,以下说法中正确的是
?
A.
热机做的有用功越多,效率就一定越高
B.
热机单位时间里耗费的燃料少,有用功越多,热机的效率就一定高
C.
热机的功率大,效率就一定高
D.
以上说法都不对
13.
为了提高锅炉的效率,某工厂的工人想了以下一些方法,其中正确的是
?
A.
把大的煤块送进炉膛,并加大送风量
B.
把煤粉送进炉膛,并加大送风量
C.
把大的煤块送进炉膛,并减小送风量
D.
把煤粉送进炉膛,并减小送风量
14.
把一瓶柴油倒去一半,则剩下的柴油
?
A.
比热容和热值均变为原来的一半
B.
比热容变为原来的一半,热值不变
C.
热值变为原来的一半,比热容不变
D.
比热容和热值均不变
15.
下列提高热机的效率的方法中,不可行的是
?
A.
减少各种热量损失
B.
加润滑油减少机器部件间的摩擦
C.
使燃料燃烧更充分些
D.
使用热值大的燃料
16.
为了提高锅炉的效率,某工厂的工人想了以下一些方法,其中正确的是
?
A.
把大的煤块送进炉膛,并加大送风量
B.
把煤粉送进炉膛,并加大送风量
C.
把大的煤块送进炉膛,并减小送风量
D.
把煤粉送进炉膛,并减小送风量
17.
关于比热容,下列说法正确的是
?
A.
水比
水的比热容大
B.
相同质量的酒精与汽油完全燃烧放出的热量不同,是因为它们的比热容不同
C.
质量相同的铁和铝,吸收相同的热量后,铝的温度升高较少,说明铝的比热容比铁大
D.
热水变凉后其比热容变小
18.
关于燃料的热值,以下说法正确的是
?
A.
燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
B.
容易燃烧的燃料,热值一定大
C.
煤的热值比干木柴大,燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D.
汽油和
汽油,它们的热值是一样的
19.
利用如图所示的装置,运用控制变量法,通过观察现象即比较酒精和碎纸热值的大小,为完成实验,要求
?
A.
酒精和碎纸的质量相同,两只烧杯内水的质量相同
B.
酒精和碎纸的质量不同,两只烧杯内水的质量不同
C.
酒精和碎纸的质量相同,两只烧杯内水的质量不同
D.
酒精和碎纸的质量不同,两只烧杯内水的质量相同
20.
一辆效率为
的小汽车年耗汽油量
,若将它的效率提高
,则一年内节省的燃料为
?
A.
B.
C.
D.
二、填空题(共8小题;共32分)
21.
天然气的热值为
它的物理含义是完全燃烧
?
的天然气,放出的热量为
。
22.
有一台汽油机在一个工作循环中消耗了
汽油(热值为
),这些汽油完全燃烧产生的热量是
?
。若这台汽油机的效率为
,则一个工作循环中输出的有用机械能为
?
。
23.
氢气的热值为
,比煤和石油要高出许多,且燃烧后的产物是水蒸气,排放到大气中不会造成污染.
氢气完全燃烧放出的热量是
?
;若这些热量的
被水吸收,能使
?
的水温度升高
.已知
24.
完全燃烧
的酒精,放出的热量是
?
,如果这些热量全部被利用,大约可以熔解
的冰
?
,或者可以使
、
的水升高温度
?
。(酒精的热值为
,冰的溶解热近似取
,水的比热容为
)
25.
某太阳能热水器,水箱容量为
,该地点平均每平方米每秒钟太阳辐射内能为
,如果将整箱水的温度从
加热到
,需要阳光照射
,整箱水需要吸收的热量是
?
,若此热水器热效率为
(即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的
转化为水的内能),
热水器上集热器的面积至少为
?
。
26.
露天燃烧秸秆会严重污染环境。若将秸秆制成“秸秆煤”可提高秸秆的利用率,秸秆煤的热值为
,完全燃烧
的秸秆煤可放出
?
的热量;在一标准大气压下,若这些热量的
被
、
的水吸收,则水温能升高到
?
。
水的比热容
,。
27.
某中学为学生供应开水,用焦炭作为燃料,已知焦炭的热值是
,现完全燃烧了
的焦炭,放出的热量
?,设该热量有
被水吸收,能将
?
的水从
加热到
。
已知
。
28.
随着我国人民生活水平的不断提高,汽车作为一种普通的交通工具已走进千家万户。
(1)小轿车发动机一般是汽油机,完全燃烧
的汽油能够获得
?
的能量。(汽油的热值为
(2)汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热,主要是利用了水的
?较大的特点。
(3)小明同学阅读了某牌号汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成如图所示的图表,请根据给出的信息,计算该内燃机的效率为
?
。汽车行驶时发动机产生的牵引力是
,则燃烧
质量的汽油,能使汽车前进的距离
?。(用前面给出物理量的符号表示距离,汽油的热值在本小题中用
表示)
三、简答题(共1小题;共12分)
29.
提高热机的效率具有哪些积极意义?请你列出一个回答问题的提纲,不必展开陈述。
四、计算题(共2小题;共16分)
30.
为了响应黄石市“生态立市,产业强市”的城市发展思路,阳新县在新农村建设过程中正在大面积推广建设沼气池。
(1)已知沼气的热值为
,标准状态下
沼气完全燃烧放出的热量为多少?
(2)若干木柴的热值为
,上述热量相当于完全燃烧多少千克的干木柴?
31.
全球汽车保有量在迅速增长,截至
年,全球处于使用状态的汽车数量已突破
亿辆。每辆汽车每年耗油
,汽车内燃机的效率平均值取
。如果能把内燃机效率提高
,全球每年可以节约多少燃油?
答案
第一部分
1.
B
2.
D
【解析】酒精倒掉一半,改变的是质量和体积,物质种类没有变化,所以比热和热值都不变。
3.
B
4.
C
【解析】要提高炉子的效率,需要使燃料充分燃烧,并且减减少能量的损失。
A和B都炉子鼓风,增加空气供给量可以增大可燃物与氧气的接触面积,可以促进可燃物的燃烧,使煤充分燃烧,所以A、B方法是正确的。
把炉子密封起来不与空气接触,尽量减小热量损失,不一定能提高提高炉子的效率,所以C说法不正确。
增大受热面可以减少能量的损失,以提高燃料的利用率,所以D说法正确。
5.
B
【解析】将菜炒熟的过程中,分子热运动加剧,香味越来越浓,故A不符合题意;
汽油的热值:
的汽油完全燃烧放出的热量,故B符合题意;
由于沙石的比热容比海水的小,导致沙漠地区的昼夜温差比沿海地区的大,故C不符合题意;
将活塞迅速压下时,筒内空气的温度升高,蘸了乙醚的棉花燃烧起来,故D不符合题意。
6.
B
【解析】热值是燃料的特性,只与燃料的种类有关,与燃烧情况无关,故A错误;
使燃料燃烧更充分,可以增大有效利用的能量,提高热机的效率,故B正确;
热值取决与燃料种类,与外界条件无关;而燃料的燃烧情况、能量的损失都会影响热机效率,故C错误;
热值是燃料的特性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量无关,故D错误。
7.
C
8.
C
【解析】航天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C正确.
9.
B
【解析】要提高炉子的效率,需要使燃料充分燃烧,并且减少能量的损失.
鼓风机向炉膛内吹风,把煤粒吹起来燃烧,可以使煤燃烧的更充分,可以提高燃料的利用率;
向炉内多加些煤,加大火力,这是消耗更多的燃料,不能提高炉子的效率;
煤磨成粉,用空气吹进炉膛,可以使煤充分燃烧,可以提高炉子的效率;
用各种办法增大受热面积,可以让热量被充分吸收,可以提高炉子的效率.
不能提高炉子效率的是B.
10.
D
【解析】汽油机的效率是汽油机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。
甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高,所以消耗相同的油,甲做的功多;做同样多的功,甲消耗的油少。AC没有注意控制变量;
机械效率是表示热机性能的,做功快慢与功率有关,B错误;
将热能转化为机械能的比例大,则热机的效率高,D正确。
11.
A
【解析】由题知,两种燃料的
,,
,
这两种燃料完全燃烧放出的热量之比:
.
12.
B
【解析】A、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,有用功虽然多,燃料完全燃烧放出的能量不确定,效率不能确定。故A错误;
B、热机单位时间内耗费的燃料少,则燃料完全燃烧放出的热量少,做的有用功多,则有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值就大,即热机的效率就一定高。故B正确;
C、功率是表示物体做功快慢的物理量,与热机效率的高低无关。故C错误;
综上所述,B正确,ACD错误。
13.
B
【解析】为了提高锅炉的效率,可以把块煤磨成煤粉,并加大送风量,这样可以使燃料燃烧得更充分,以提高炉子的效率。
14.
D
【解析】柴油用去了一半,质量和体积均减小一半。而比热容、热值都是物质的一种特性,不随质量和体积的变化而变化,故剩下的柴油热值与比热容都不变。
15.
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.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.所以A、B、C都可行.而采用使用热值大的燃料,并不能提高热机的效率.所以D可行.
16.
B
【解析】为了提高锅炉的效率,可以把块煤磨成煤粉,并加大送风量,这样可以使燃料燃烧得更充分,以提高炉子的效率。
故选B。
17.
C
【解析】A、
水和
水状态相同,物质种类相同,所以比热容相同.此选项错误;
B、相同质量的酒精与汽油完全燃烧放出的热量不同.是因为它们的热值不同,与比热容没有关系,此选项错误;
C、质量相同的铁和铝,吸收相同的热量后,铝的温度升高较少,由公式
知,铝的比热容比铁大.此选项正确;
D、水变凉后温度变化,状态不变,所以比热容不变.此选项错误。
18.
D
【解析】A、燃料的热值只与燃料的种类有关,与燃料的燃烧程度无关,故A错;
B、热值大小与燃料是否容易燃烧无关,故B错;
C、煤的热值比干木柴大,说明
的煤完全燃烧放出的热量比
干木柴完全燃烧放出的热量多.本选项的说法中不一定完全燃烧,故C错;
D、燃料的热值只与燃料的种类有关,与燃料的质量无关,故D正确。
19.
A
【解析】实验时为了控制变量,应用天平分别测出等质量的酒精和碎纸屑,将其放入装置中的燃烧皿内;
因燃料的热值不能直接测量,但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收,从而使相同质量的水温发生变化;所以可以通过温度计示数的变化(水升高的温度)来比较燃料热值的大小关系;
通过以上分析可知,实验中要控制酒精和碎纸的质量相同,两只烧杯内水的质量相同。
20.
B
【解析】小汽车的效率为
,年耗汽油量
,
则其一年中有效利用的汽油量相当于:;
若将它的效率提高
,即达到
,则一年的耗油量为
,
则一年内节省的燃料为:。
第二部分
21.
22.
;
23.
;
【解析】氢气完全燃烧放出的热量
,若这些热量的
被水吸收,则
,由
,
若这些热量的
被水吸收,能使
的水温度升高
。
24.
;;
【解析】(1)完全燃烧
酒精放出的热量:
。
(2)由题可知,冰熔化时吸收的热量
;
冰的溶解热取
,设冰的质量为
,
所以有:,
解得
;
(3)由题可知,水吸收的热量
;
根据
可得,水升高的温度:
。
25.
;
【解析】利用密度公式
先计算出水的质量
,然后再利用热量的计算公式
计算出水吸收的热量;
水的体积:,
由水的质量:;
水吸收的热量:;
此热水器热效率为
,
则热水器需接受的太阳能:
。
利用热水器上的集热器对太阳能的利用效率,计算出太阳能热水器接受的热量;然后再计算出
所接受的热量,最后利用
计算出热水器上集热器的面积
。
设辐射能量
由
可得,热水器上集热器的面积:
。
26.
;
【解析】()完全燃烧
的秸秆煤放出的热量:
;
()由题意可知,水吸收的热量:
,
由
可得,水升高的温度:
;
则水的末温:。
27.
;。
【解析】1)焦炭完全燃烧放出的热量:
;
(2)水吸收的热量:;
水的质量:
。
28.
(1);(2)比热容;(3);
【解析】(1)完全燃烧
的汽油能够获得的能量为:;
(2)由于水的比热容较大,汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热;
(3)由图可知,燃料释放的热量中,
的热量以废气的形式浪费了,冷却水损耗占了
,部件摩擦与辐射占
,剩下的部分是输出有用功,因此
;
完全燃烧质量为
、热值为
的汽油所放出的热量:
,
由
得,牵引力所做的功:
,
由
得,汽车前进的距离:
。
第三部分
29.
减少有害气体的排放量,降低对空气的污染。
减少燃料的消耗,节约能源。
第四部分
30.
(1)
【解析】沼气完全燃烧放出的热量:
;
??????(2)
【解析】若这些热量由完全燃烧干木柴提供,则
,
需要木材的质量:
。
31.
【解析】每辆汽车做有用功所需燃油:;
内燃机效率提高后为:;
效率提高后所需燃油量:;
每辆车每年节约燃油:;
亿辆车每年节约燃油:。
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