14.2热机的效率练习
一、选择题
1．在煤炭市场中，少数不法商贩将煤矸石粉碎后掺在优质煤中销售，为了避免上当，用户购买煤炭时可以检测它的（ ）
A．热量
B．热值
C．内能
D．比热容
2．为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施不能提高热机效率的是（ ）
A．让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全
B．在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损失
C．尽量减少热机内部各部件间的摩擦
D．尽量增加热机的工作时间
3．如图是汽车四冲程发动机的一个冲程示意图，下列说法正确的是
A．该冲程是做功冲程
B．该冲程机械能转化为内能
C．这种汽车对环境没有污染
D．此发动机的效率可达90%
4．椰雕是用经过处理的椰子壳雕刻的艺术品，海南的椰雕工艺被列入国家非物质文化遗产，如图所示工艺师正在进行椰雕雕刻。一个处理后的椰子壳假设质量分布均匀，经过雕刻之后，椰子壳的（ ）
A．质量变小
B．热值变小
C．密度变小
D．比热容变小
5．如图甲，迅速下压活塞，玻璃筒底部的棉花燃烧，图乙是热机的某一冲程，关于这两个过程，下列说法正确的是（
）
A．图乙是热机的压缩冲程
B．图甲和图乙的能量转化情况相同
C．图甲中如果没有棉花，实验结论仍然成立
D．随着技术的进步，图乙热机的效率能达到
100%
6．关于热机效率，下列说法正确的是（ ）
A．热机效率越高，热机消耗燃料越少
B．热机效率越高，热机做的有用功越大
C．热机效率越高，消耗相同的燃料，获得的有用功就越多
D．热机效率越高，获得相同的有用功，消耗燃料就越多
7．甲、乙两种燃料完全燃烧放出的热量与其质量关系的图像如图所示，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%
8．下列有关热现象，说法正确的是（
）
A．1kg酒精比1g酒精的热值大
B．夏日荷塘里荷花盛开，花香四溢说明分子在不停地做无规则运动
C．用锯条锯木板，锯条的温度升高是由于锯条从木板中吸收了热量
D．用水作为汽车发动机散热器的冷却剂，其主要原因是水的比热容较小
9．某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是（ ）
①汽车行驶速度是72km/h
②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.8×107J
③汽车发动机的效率是20%
④汽车牵引力做功的功率是30kW
A．只有①和②
B．只有①和③
C．只有②和③
D．只有②和④
10．中国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”在海南省文昌航天发射场使用“长征七号”遥二运载火箭发射，并与“天宫二号”顺利完成自动交会对接。海南省的文昌发射场比四川省的西昌发射场纬度低，发射火箭更节省燃料，且文昌航天发射场临海设置，利用运输船运送大型火箭，可克服公路和铁路运输的不足。则下列说法中正确的是（ ）
A．在运输途中，运输船上的火箭不会受到海水浮力的作用
B．火箭点火升空过程中受力平衡
C．运载火箭燃料的化学能完全转化为“天舟一号”的机械能
D．“天舟一号”与“天宫二号”成功对接后，它们相对静止
二、填空题
11．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3×107J/kg，现完全燃烧了4.2kg的焦炭，放出的热量_______________J；设该热量有25%被水吸收，能将__________kg的水从25℃加热到100℃．[已知c水=4.2×103J/（kg·）].
12．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在6min内完全燃烧了0.2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg.℃），煤的热值为3×107J/kg.煤完全燃烧产生的热量________J；在烧水过程中，________热效率最高（选填“0～2min”、“2～4min”或“4～6min”），其值为________.
13．在比较水和煤油吸热能力的实验中，使用了相同的酒精灯的目的是______，经过实验发现，加热相同时间煤油升温比水快，据此判断______（填“煤油”或“水”）吸热能力好．若某同学测出了加热水前、后酒精灯质量的变化量为，并利用上面测出的水吸收的热量．通过公式计算出了酒精的热值，则该热值与实际酒精的热值相比______（填“偏大”“偏小”或“不变”）．
14．焦炭的热值是3.0×107J/kg，其物理意义是______；若完全燃烧2.6kg焦炭，放出______的热量.
15．柴油机是工农业生产中常用的热机。已知某型号柴油机的效率为η，柴油的热值为q。将质量为m的柴油完全燃烧，能放出的热量Q＝______，这些热量通过该柴油机的转化对外所做的有用功W=_________。
16．随着生活水平的提高，人们越来越重视热机对环境的污染问题，热机对环境的污染主要有________
污染和________
污染两方面．
17．世界上真有绝对安全的通信吗？有，那就是量子通信，2016
年
8
月
16
日，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将
世界首颗量子科学实验卫星墨子号发射升空，如图所示火箭使用的燃料主要是液态氢这是利用了氢燃料___________的特点，火箭发射升空时燃料燃烧的___________能转化为火箭的___________能．
18．2017年5月18日，我国宣布在南海进行的可燃冰试采获得成功．可燃冰是一种固态晶体，在常温压下会迅速______（填物态变化）为气态．它的热值约为1.4×1010J/m3，2m3的可燃冰完全燃烧后可放出___J的热量，若这些热量60%被水吸收，可以将_____kg的水从0℃加热到100℃．（c水=4.2×103J/（kg?℃））
三、解答题
19．在“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验中，小林选用碎纸片和酒精为燃料进行了实验．
（1）小林将天平放在水平桌面上并将游码归零后，若指针静止时位置如图甲所示，则他应将平衡螺母向_______端调节；图乙是正确测量所用碎纸片质量时的场景，此时游码所处位置如图丙所示，则他还应称量_____g的酒精；
（2）小林组装的实验装置如图丁所示，他在器材安装中的一处错误是_________；
（3）本实验中，燃料完全燃烧放出热量的多少是通过_______来反映的；
（4）正确组装实验装置后，小林用（1）中所称量的碎纸片和酒精分别进行实验，正确采集的数据如下表所示．根据实验数据，小林却得出了与事实相反的实验结论：质量相同的碎纸片和酒精完全燃烧后，碎纸片放出的热量较多．你认为他在实验中最有可能遗漏的操作是_______．
温度
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽时的水温/℃
水温的变化/℃
酒精
20
65
45
碎纸片
20
80
60
20．某品牌太阳能热水器的容积为100L，其装满水后在太阳的照射下水温从20℃的升高到40℃，不计热量的散失．
(1)求热水器中的水吸收的热量．［水的比热容c=4.2×103J/(kg.℃)
］
(2)要完全燃烧多少体积的煤气可以产生相同的热量?（煤气的热值q=4.0×107J/m3）
21．用天然气灶烧水，燃烧0.5
m3的天然气，使100
kg的水从20℃升高到70
℃．已知水的比热容c＝4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值q＝7.0×107
J/m3．求：
(1)0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放．
(2)水吸收的热量Q吸．
(3)燃气灶的效率η．
答案
1．B
2．D
3．A
4．A
5．C
6．C
7．C
8．B
9．B
10．AD
11．12.6×107
100
12．6×106
0～2min
63%
13．相同时间吸热相同
水
偏小
14．1kg的焦炭完全燃烧时所释放出的热量是3.0×107J
7.8×107J
15．mq
mqη
16．大气
噪声
17．热值大
化学
机械
18．升华
2.8×1010
4×104
19．左
6.5
温度计的玻璃泡不能接触杯底
温度计的示数变化
没有控制被加热水的质量相等
20．（1）8.4×106J
（2）0.21
m3
21．3.5×107J
2.1×107J
60%
试卷第6页，总6页14.2热机的效率随堂练习
一、选择题
1．关于燃料的热值，下列说法正确的是（ ）
A．燃料燃烧时，质量越大，热值越大
B．燃料不完全燃烧的热值比完全燃烧时的热值小
C．燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的质量和放出热量的多少无关
D．采用热值大的燃料，可以提高热机的效率
2．下列有关热现象，说法正确的是（
）
A．1kg酒精比1g酒精的热值大
B．夏日荷塘里荷花盛开，花香四溢说明分子在不停地做无规则运动
C．用锯条锯木板，锯条的温度升高是由于锯条从木板中吸收了热量
D．用水作为汽车发动机散热器的冷却剂，其主要原因是水的比热容较小
3．关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）
A．在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
C．热机的效率越高说明做功越快
D．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的
4．关于的理解,下列说法中正确的是
A．热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比
B．若燃料燃烧不充分时，热值将减小
C．当燃料未燃烧时,其热值为零
D．某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关
5．将一瓶酒精用去三分之一，则剩余酒精的密度、比热容和热值
（
）
A．都不变
B．都变为原来的三分之二
C．热值不变，密度、比热容变为原来的三分之二
D．热值变为原来的三分之二，密度、比热容不变
6．关于内燃机，下列说法正确的是（
）
A．内燃机的实际工作效率可达100%
B．汽油机和柴油机使用同种燃料
C．汽油机和柴油机均属于内燃机
D．在做功冲程中，机械能转化为内能
7．2018年5月4日，西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将亚太6C卫星（APSTAR﹣6C）送入太空预定轨道，而亚太6C卫星是一颗用于广播和通信服务的地球静止轨道通信卫星．关于火箭和卫星，下列说法不正确的是（
）
A．火箭发射燃料燃烧的过程，是化学能转化为内能
B．火箭发射加速上升的过程中，卫星的机械能守恒
C．长征三号乙运载火箭采用的燃料液氢，是因为液氢的热值高
D．地球同步卫星在同步轨道运行时，相对于地球是静止的
8．利用图示甲、乙装置（燃烧皿内燃料和烧杯内液体未画出），既可以比较不同液体的比热容，又可以比较不同燃料的热值．要求仅根据温度计示数的变化完成实验，则两个实验都需要控制相同的
A．液体种类
B．燃料种类
C．液体质量
D．燃料质量
9．西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭，于2019年4月20日将第四十四颗北斗导航卫星成功送上太空．下列说法中正确的是
A．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的比热容大
B．火箭升空过程中，燃料燃烧将机械能转化为化学能
C．北斗导航卫星加速升空过程中，其动能和重力势能均增大
D．北斗导航卫星加速升空过程中，其惯性增大
10．第一艘国产航空母舰正式下水，标志着我国航母的建造，由借鉴到自主的跨越。下面说法正确的是（ ）
A．舰载机若想快速离开甲板应该顺风起飞
B．测试期间烟囱冒出黑烟说明燃料燃烧不充分
C．蒸汽轮机动力系统是将内能转化为机械能
D．弹射器可以减小舰载机的惯性从而使舰载机提速更快
二、填空题
11．可燃冰是一种新能源，它是水和天然气在高压低温下形成的类似冰状结晶物质，主要成分是甲烷，我国可燃冰的开采技术处于世界领先水平，用燃气锅炉烧水时，将500kg初温20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.1m3的可燃冰，这个过程中水吸收的热量为______J。完全燃烧0.1m3可燃冰放出的热量为______J，燃气锅炉烧水时的效率为______。[c水=4.2×103J/（kg·℃），可燃冰热值q=6.0×109J/m3]
12．有一箱木炭，它的质量为10kg，热值为3.4×107J/kg．若用掉一半，剩下木炭的热值为_____，半箱木炭燃烧最多放出热量_____
J．
13．在汽油机的一个工作循环中，内能转化为机械能的是________冲程；某品牌汽车行驶100km消耗汽油7kg，这些汽油完全燃烧能放出________
J的热量．（汽油的热值q=4.6×107J/kg）
14．汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成，如图所示是表示汽油机的______冲程，汽油机在某次工作时消耗汽油0．2
kg，这些汽油完全燃烧放出_______J的热量；汽车汽油机工作过程中，水箱中的水温度会升高，这是通过_______的方式使水的内能增加．(汽油的热值为4．6×107J／kg)．
15．长征二号PT2运载火箭选用液态氢做燃料，主要是因为液态氢的_____高；火箭外表涂有一层特殊物质，可利用该物质在发生物态变化时要_____热，从而避免高速运行的火箭温度过高．
16．合理分类和利用垃圾可以变废为宝，在一定条件下，1吨垃圾能榨出170kg燃料油，若燃料油的热值为4.0×107J/kg，则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为________J，燃烧时燃料油的化学能转化为______能．
17．2019年6月5日，我国首次用固体燃料运载火箭把“文昌物联一号”卫星成功送上太空．火箭发射时要选用热值______的固体燃料（选填“大”或“小”），燃料的质量减少，热值____（选填“变小”或“不变”）
三、解答题
18．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10
g，烧杯内的液体质量和初温也相同．
（1）比较不同燃料的热值，应选择_____两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量，是通过______来反映的（选“温度计上升示数”或“加热时间”）．
（2）比较不同物质吸热升温的特点：
①应选择_____两图进行实验；需要的测量器材如图所示：还需秒表和_________；
②不同物质吸热的多少是通过_____________来反映的（填“温度计示数”或“加热时间”）；
③如图丁所示，若液体a的温度曲线为A，液体b的温度曲线为B，且液体b的比热容是4.0×103
J/（kg·℃），液体a的比热容是_____J/（kg·℃）．
19．小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”，同时又探究了“不同燃料燃烧的放热能力”，他设计了两组实验装置如下图所示：
(1)你认为探究“不同物质吸热升温的现象”应选用______组器材（选填“甲”、“乙”）；
(2)除了图中已经呈现的器材，还需要用到其它测量工具。你认为两个实验都还要用到的其它测量工具是___________；仅甲组实验还需要的测量工具是_________；
(3)甲组实验是通过_______来反映物质吸收热量的多少，乙组是通过_______来反映燃料放出热量的多少。
20．用燃气灶烧水，燃烧0.5kg的煤气，使50kg的水从20℃升高到70℃．已知水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），煤气的热值为4.2×107J/kg．求：
（1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量．
（2）水吸收的热量．
（3）燃气灶烧水的效率．
21．随着生活条件的改善，小明家住上了新楼房，新楼使用的是天然气．小明想：将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢？他通过实践收集如下数据：水壶里放入2000cm3、20℃的水，大火加热直至沸腾．又在物理书中查到天然气热值为8×107J/m3．[气压为1标准大气压；c水=4.2×103J/（kg?℃）]
（1）烧开这壶水，水需要吸收多少热量？
（2）如果小明家天然气炉具的效率是40%，烧开这壶水，需要燃烧多少m3的天然气？
答案
1．C
2．B
3．B
4．D
5．A
6．C
7．B
8．C
9．C
10．BC
11．1.68×108
6.0×108
28%
12．3.4×107J/kg
1.7×108
13．做功
3.22×108
14．压缩
9.2×106
热传递
15．热值
吸
16．6.8×109
内
17．大
不变
18．甲、乙
温度计上升示数
甲、丙
天平
加热时间
2.0×103
19．甲
天平
秒表
加热时间
水升高的温度
20．（1）2.1×107J
(2)
1.05×107J
(3)50%
21．（1）6.72×105J；（2）2.1×10﹣2m3．
试卷第4页，总4页14.2热机的效率拓展练习
一、选择题
1．关于燃料的热值，下列说法正确的是（ ）
A．燃料燃烧时，质量越大，热值越大
B．燃料不完全燃烧的热值比完全燃烧时的热值小
C．燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的质量和放出热量的多少无关
D．采用热值大的燃料，可以提高热机的效率
2．2016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”．发射卫星和火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有（ ）
A．较小的密度
B．较大的比热容
C．较低的沸点
D．较高的热值
3．在一个标准大气压下，在不计热量损失的情况下，完全燃烧热值为1.26107J/kg的干木柴1kg，能使40kg、30的水温度升高到
A．105
B．100
C．90
D．无法确定
4．关于热值和热机效率的描述，下列说法正确的是
A．燃料燃烧越充分，燃料的热值就越大
B．热机里燃料燃烧越充分，热机效率越高
C．燃料燃烧放出的热量越多，其热值越大
D．热值和热机效率都只与燃料种类有关
5．关于的理解,下列说法中正确的是
A．热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比
B．若燃料燃烧不充分时，热值将减小
C．当燃料未燃烧时,其热值为零
D．某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关
6．将一瓶酒精用去三分之一，则剩余酒精的密度、比热容和热值
（
）
A．都不变
B．都变为原来的三分之二
C．热值不变，密度、比热容变为原来的三分之二
D．热值变为原来的三分之二，密度、比热容不变
7．用铝壶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．该过程是通过做功的方式改变水的内能
C．水的温度越高，水分子运动越剧烈
D．铝的比热容比水小，铝吸热能力比水强
8．列关于内燃机说法正确的是(
)
A．柴油机吸气冲程吸入的是柴油和空气的混合物
B．汽油机气缸顶部有喷油嘴
C．做功冲程中内能转化为机械能
D．内燃机功率越大，效率越高
9．下列关于热机效率的说法中，正确的是
A．热机的功率越大，效率越高
B．热机做的有用功越多，效率就越高
C．减少热机的各种热损失，保持良好的润滑，能提高热机效率
D．增加热机的工作时间，能提高热机效率
10．西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭，于2019年4月20日将第四十四颗北斗导航卫星成功送上太空．下列说法中正确的是
A．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的比热容大
B．火箭升空过程中，燃料燃烧将机械能转化为化学能
C．北斗导航卫星加速升空过程中，其动能和重力势能均增大
D．北斗导航卫星加速升空过程中，其惯性增大
二、填空题
11．我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功将北斗导航卫星送入预定轨道．火箭采用液态氢做为火箭的燃料，原因是液态氢具有较大的________
．
12．用煤气灶烧水时，燃烧1kg的煤气，使100kg的水从20℃升高到70℃，则水吸收的热量是______
J，煤气完全燃烧放出的热量是______
J（q煤气=4.2×107J/kg）
13．一台四冲程汽油机，运行时每分钟完成4000个冲程，每个做功冲程消耗汽油（汽油的热值为），各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占30%，废气带走的能量占30%，摩擦等能量损耗占15%，则这台汽油机正常运行时每分钟对外做功______次，效率为______，每分钟输出有用功______．
14．汽车发动机工作时，当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率______（选填“升高”、“不变”或“降低”）。发动机散热器常用水做冷却剂，这是因为水的______大。对于四冲程汽油机，将机械能转为内能的是______冲程。
15．有一台汽油机在一个工作循环中消耗了10g汽油（热值为4．6×107J／kg），这些汽油完全燃烧产生的热量是____J．若这台汽油机的效率为30％，则一个工作循环中输出的有用功为________J．
16．用燃气灶烧水时，把2.2kg初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了45g天然气（假设天然气完全燃烧）．已知天然气的热值为4.4×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）．
（1）天然气属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源．在烧水过程中，大量向外散失的能量不会自动再汇集回来，这说明能量的转化和转移是有______的．
（2）水的内能增加了______J．
（3）燃气灶烧水的效率为______．
17．2017年5月18日，我国首次海域可燃冰（天然气水合物）试采成功，实现了历史性突破．可燃冰分布于深海沉积物或陆域永久冻土中，是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水．根据测算，1立方米可燃冰可以分解释放出160立方米以上的天然气．完全燃烧5立方米可燃冰产生的热量至少为______（天然气热值为3.2×107J/m3）．试写出可燃冰具备的两条优点______、______．
18．一位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，请你根据给出的信息，计算该内燃机的效率为________至________．
三、解答题
19．某实验小组利用如图所示的实验装置粗略测量蜡烛的热值q
，
图中A为穿有小木棍的容器（内装有水），B为下部开了许多通气孔的罩子.
?
（1）观察实验装置可知，实验小组同学是通过测量________间接测量蜡烛燃烧放出的热量；
（2）要完成本实验，除了图中的实验器材，还必需的测量工具是________和________；
（3）某次实验测得的数据如下表，则粗略测得这支蜡烛的热值q
=
________J/kg.
（4）本实验测出的热值会比真实值更________，造成这一偏差的原因是________（写一条即可）.
20．混合动力汽车具有节能、低排放等优点，成为汽车研究与开发领域的重点，某新型混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与所受阻力的关系如图所示，在某次测试中，蓄电池储存的电能为5.12×108J，由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，同时蓄电池的电能增加了10%，求：
（1）汽车牵引力做的功；
（2）若所用燃料的热值为4.5×107J/kg，测试过程中消耗8kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少？
（3）内燃机的效率．
21．某物理兴趣小组为了探究地球表面水吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一个脸盆装6
kg的水，水的表面积为0.1
m2，经过太阳光垂直照射15
min，水温升高了5
℃，水的比热容为。问：
（1）实验时6
kg的水15
min内吸收了多少热量？
（2）平均每分钟1m2水面吸收的热量是多少？
（3）若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度，至少需要燃烧多少液化气？（已知液化气完全燃烧放出的热量的42%被水吸收，液化气的热值是5.0×107
J/m3）
答案
1．C
2．D
3．B
4．B
5．D
6．A
7．C
8．C
9．C
10．C
11．热值
12．2.1×107
4.2×107
13．1000
25%
14．降低
比热容
压缩
15．4.6×105，1.38×105
16．不可再生
方向
7.392×105
37.3%
17．2.56×1010J
热值大
污染小
18．24%；30%
19．水吸收的热量
天平
温度计
1.575×107
小
蜡烛燃烧产生的热量中，有部分散失于空气中
20．（1）1×108J（2）3.6×108J
（3）42﹪
21．（1）1.26×105J（2）8.4×104
J/（min·m2）（3）6.0×10－3
m3
试卷第4页，总4页
