2020-2021学年九年级物理期末复习 14.2 热机的效率 高频易错题汇编 （附解析）

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14.2 热机的效率 高频易错题集
一．选择题（共10小题）
1．下列关于热值和热机效率的描述，正确的是（　　）
A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值
B．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
C．燃料燃烧释放的热量越多，热值越大
D．热值和热机效率都是定值，与外界条件无关
2．关于热值和热机效率，下列说法正确的是（　　）
A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值
B．燃料燃烧释放的热量越多，热值越大
C．使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率
D．热机使用的燃料的热值越大，热机的效率就越高
3．关于燃料的热值，以下说法中正确的是（　　）
A．燃料的热值与燃料的燃烧情况无关
B．容易燃烧的燃料热值一定大
C．使用热值高的燃料可以放出更多的热量
D．煤的热值大于干木材的热值，燃烧煤放出的热量比燃烧干木材放出的热量一定多
4．下列关于热现象的说法中正确的是（　　）
A．火箭使用液态氢作燃料，是因为它含有的热量多
B．汽油机的汽缸顶部有一个喷油嘴
C．热机所用燃料的化学能转化成的内能越多，效率越高
D．汽油机和柴油机均属于内燃机，工作时它们点火的方式不同
5．关于热机的效率，下列说法正确的是（　　）
A．热机的有用功多，效率就一定高
B．热机的功率大，效率一定高
C．热机在单位时间里消耗的燃料少，热机的效率就一定高
D．热机的有用功占总功的比例大效率就高
6．关于热机的效率，下列说法正确的是（　　）
A．热机的效率越高说明做功越快
B．热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多
C．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
D．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
7．下列现象中，用物理知识解释正确的是（　　）
A．减少废气带走的热量可以提高内燃机的效率
B．吃冰棒感觉凉爽，是因为升华要吸热
C．物体的温度高，是因为它具有较多的热量
D．运载火箭的燃料采用液氢，是因为液氢的比热容大
8．下列有关说法正确的是（　　）
A．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%
B．内能小的物体可以将热量传给内能大的物体
C．热值越大的燃料，完全燃烧时放出的热量一定越多
D．20℃的水比10℃的水含有的热量多
9．某四冲程内燃机的飞轮转速为3600r/min，则在每秒钟内（　　）
A．曲轴转120转 B．对外做功60次
C．完成120个冲程 D．完成60个工作循环
10．某四冲程汽油机工作时转速是4800r/min．关于此热机的工作下列说法正确的是（　　）
A．压缩冲程中内能转化为机械能
B．四个冲程中曲轴转动2圈，同时做功2次
C．此汽油机每秒对外做功40次
D．此汽油机每秒对外做功20次
二．填空题（共5小题）
11．某品牌汽车在高速公路上以110km/h的速度行驶了百公里，消耗汽油的质量为6kg，汽油的热值4.6×107J/kg，则完全燃烧这些汽油所放出的热量为　 　J，若此时汽油机曲轴的转速为3600r/min，则汽油机每秒内完成　 　个冲程，对外做功　 　次。
12．干木柴的热值比焦炭的热值小，表示的意思是：　 　的干木柴和焦炭，在　 　时，干木柴比焦炭　 　。
13．如图所示为一柴油机的结构图，该柴油机燃烧2.4kg柴油时，对外做的有用功为2.8×107J，该柴油机的效率为　 　，柴油机吸气冲程，吸入的物质是　 　。（柴油机的热值为3.3×107J/kg）。
14．热机的效率是热机性能的重要指标，热机的效率高，在做同样多的有用功时，消耗的燃料较　 　（填“多”或“少”），从而节省能源；或者消耗同样多的燃料时，能够做更多的　 　，燃料有较高的利用率。汽油机与柴油机相比较，在通常情况下，　 　机的效率较高。
15．一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速为3600转/分，该汽油机活塞1s对外做功　 　（每个冲程飞轮转半周）次。完全燃烧1kg汽油放出的热量是　 　J，若其效率为25%消耗1kg汽油转化为机械能是　 　J（q汽油＝4.6×107J/kg）。
三．解答题（共5小题）
16．小华利用如图所示的实验装置粗略测量蜡的热值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）除了图中的实验器材，还必需的测量工具是　 　和　 　；
（2）小华设计的测量数据如下，其中多余的是　 　；
A．测出容器中水的质量m1 B．测出容器中水升高的温度△t
C．测出蜡烛燃烧的质量m2 D．测出蜡烛燃烧的时间T
（3）蜡热值q的表达式为　 　（用测量量和已经量的符号表达）；
（4）小华通过本实验测出的热值会比真实值偏　 　，造成这一偏差的原因是　 　（选填一条）。
17．小明和小辉学习了燃料的热值后，他们一起设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他们组装了如图甲和乙所示的装置进行实验，记录结果见下表：
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
（1）为了保证实验结论的可靠性，小明和小辉选择了两套完全相同的装置，并且控制油的质量以及水的质量　 　；但对于两杯水的初温他们的看法却不同。请将下列他们的想法补充完整。
①小辉认为实验中是直接用　 　来表示煤油和菜籽油放出热量的多少，所以，实验中两杯水的初温可以不同。
②小明认为因为探究过程中他们采用了　 　法，所以只有燃料的　 　不同，其他因素都必须控制相同；如果两杯水的初温不同，那么水的蒸发快慢以及水与周围环境的温差都不相同，于是两杯水的　 　就不相同，就有可能会出现燃料燃烧放出的热量多，而水吸收的热量少、水温变化低的情况，所以，实验时必须控制水的初温相同。
③你认为　 　（选填“小明”或“小辉”）的想法更合理。
（2）根据他们的实验记录，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大是　 　。
（3）小明和小辉在实验前用天平分别测出了烧杯中水的质量以及燃油的质量，并由记录的数据，利用公式Q吸＝cm（t﹣t0）计算出了水吸收的热量；小辉他想通过这些数据计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果是　 　的（选填“可靠”或“不可靠”）；理由是　 　。
18．发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质，现代汽车主要分汽油和柴油两类发动机，其中汽油发动机提供动力的是内燃机的汽缸。若某台以汽油为燃料的汽车，发动机内有四个汽缸，其相关数据如表所示。
1min完成的工作循环 2000次 汽缸内汽油和空气的混合密度 1.3kg/m3
汽缸的工作容积 2.0L 热值 4×107J/kg
发动机最大功率 90kW 空燃比 12：1
（1）汽车以100km/h速度匀速运动时发动机的输出功率最大，则1min内有用功　 　J。
（2）汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常工作四个冲程的顺序是　 　（对甲、乙、丙、丁重新排序），　 　图所示的冲程内燃机给汽车提供动力。
（3）汽车排气量是指发动机气缸的工作容积，汽车排气量越大，功率越大，空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比。当汽车以100km/h速度匀速运动时，汽车发动机的效率为　 　。
19．在当今世界，研制各种机器都必需考虑节约能源和治理废气污染这一重要课题。在内燃机中，废气带走了很多能量，如果能将这些能量再利用起来，会使内燃机的效率提高许多。某工厂科研人员研制生产的四冲程汽车专用柴油发动机，就采用了很多新技术。其中最重要的一项叫“增压”技术，它是利用“废气涡轮增压器”使排气冲程中排出的高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转，它同时又带动同轴的进气系统中的“进气涡轮”也高速旋转，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压，使做功冲程中柴油燃烧的更充分，燃气压强更大，同时也减少了废气中的有害物质，达到提高柴油发动机效率和减少废气污染的目的。这种柴油发动机有8个气缸，活塞面积为12000mm2，活塞行程为135mm，当转速为2500r/min时，发动机功率为220kW，最低油耗可达260g/（kW?h），（1kW?h＝3.6×106J），柴油的热值为4.3×107J/kg。请回答下列问题：
（1）该柴油发动机的效率最高可达多少？
（2）在做功冲程中气缸内的平均压强是多少？
（3）如果将我国这种机型的汽车柴油发动机都安装“增压器”后，能使它们的平均效率提高，若安装前平均效率是30%，安装前按每年消耗4亿吨柴油估算，使用这项技术后每年能为我国节约1亿吨柴油，这项技术使柴油发动机的平均效率提高了多少？
20．随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭。小林的爸爸最近也购买了一辆轿车。下表中列出该轿车的一些性能参数。
单车质量/kg 1600 发动机排量/L 2.0
燃料 92#汽油 水箱容量/L 5.0
（1）当该轿车汽油机的转速为3600r/min时，则在1s内汽油机对外做功的次数是　 　次，压缩冲程中将　 　能转化为　 　能。
（2）“轿车不但要吃油，有时也要喝水”，用水冷却发动机是因为水的　 　大，在发动机开始工作后一段时间内，水箱中水的内能会　 　（填“增加”或“减少”），这是通过　 　方式来改变内能的。
（3）轿车在上坡时，将挡位换成低速档，以减小行驶的速度，这样做的目的是　 　
A．安全 B．省油 C．减小摩擦 D．增大爬坡的牵引力
（4）小林通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示：
速度/（km?h﹣1） 40 60 80 100 120
制动距离/m 8 18
50 72
根据表中数据所反映的规律，当轿车速度为80km/h时对应的制动距离是　 　m。
（5）小林通过上网查到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示。小林又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为100km/h，发动机转速为2000r/min，平均油耗为9L/100km，参考图中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，每小时对外所做的有用功为　 　J，发动机的效率约为　 　。（已知汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.8×103kg/m3）
试题解析
一．选择题（共10小题）
1．下列关于热值和热机效率的描述，正确的是（　　）
A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值
B．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
C．燃料燃烧释放的热量越多，热值越大
D．热值和热机效率都是定值，与外界条件无关
解：
A、热值是燃料的特性，只与热量的种类有关，与燃烧情况无关，故A错误；
B、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；
C、热值是燃料的特性，只与热量的种类有关，与放出热量的多少无关，故C错误；
D、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D错误。
故选：B。
总结：本题考查了学生对热值概念和热机效率的了解与掌握，明确热值是燃料的一种特性（只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等无关）是本题的关键。
2．关于热值和热机效率，下列说法正确的是（　　）
A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值
B．燃料燃烧释放的热量越多，热值越大
C．使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率
D．热机使用的燃料的热值越大，热机的效率就越高
解：
A、热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，故A错误；
B、热值是燃料的特性，与放出热量的多少无关，故B错误；
C、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C正确；
D、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，与燃料的热值无关，故D错误。
故选：C。
总结：本题考查了学生对热值概念和热机效率的了解与掌握，明确热值是燃料的一种特性（只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等无关）是本题的关键。
3．关于燃料的热值，以下说法中正确的是（　　）
A．燃料的热值与燃料的燃烧情况无关
B．容易燃烧的燃料热值一定大
C．使用热值高的燃料可以放出更多的热量
D．煤的热值大于干木材的热值，燃烧煤放出的热量比燃烧干木材放出的热量一定多
解：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、煤的热值大于干木材的热值，由于放出的热量与燃料的质量以及燃烧程度有关，所以燃烧煤放出的热量不一定比燃烧干木材放出的热量多，故D错误；
故选：A。
总结：本题考查热值的理解，关键是知道热值的物理意义。
4．下列关于热现象的说法中正确的是（　　）
A．火箭使用液态氢作燃料，是因为它含有的热量多
B．汽油机的汽缸顶部有一个喷油嘴
C．热机所用燃料的化学能转化成的内能越多，效率越高
D．汽油机和柴油机均属于内燃机，工作时它们点火的方式不同
解：
A、火箭使用液态氢作燃料，是因为它的热值大，故A错误；
B、汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴，故B错误；
C、热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出能量的比值，故C错误；
D、汽油机和柴油机均属于内燃机，工作时汽油机是点燃式，柴油机是压燃式，故D正确。
故选：D。
总结：本题综合考查了热值、热机的效率以及汽油机和柴油机的不同之处，正确理解相关的知识点是解题的关键。
5．关于热机的效率，下列说法正确的是（　　）
A．热机的有用功多，效率就一定高
B．热机的功率大，效率一定高
C．热机在单位时间里消耗的燃料少，热机的效率就一定高
D．热机的有用功占总功的比例大效率就高
解：
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，故A错；
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，故B错；
C、做的有用功相同，热机单位时间内耗费的燃料少，效率就一定越高；故C错；
D、热机所做有用功占总功的比例大热机的效率越高，故D正确。
故选：D。
总结：本题考查了热机的效率概念的了解与掌握，注意效率与功率（做功快慢）不同。
6．关于热机的效率，下列说法正确的是（　　）
A．热机的效率越高说明做功越快
B．热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多
C．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
D．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
解：
A、热机的效率越高说明用来做有用功的能量占燃料完全燃烧产生的能量之比大，做功越快是指功率大，功率和效率没有关系，故A错误；
B、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，当热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高，故B错误；
C、热机损失的能量中，主要有废气带走的能量，故C错误；
D、柴油机的效率一般要高于汽油机，故D正确。
故选：D。
总结：本题主要考查了热机的效率以及影响热机效率的因素，并且考查了热机效率与功率的区别。
7．下列现象中，用物理知识解释正确的是（　　）
A．减少废气带走的热量可以提高内燃机的效率
B．吃冰棒感觉凉爽，是因为升华要吸热
C．物体的温度高，是因为它具有较多的热量
D．运载火箭的燃料采用液氢，是因为液氢的比热容大
解：
A、减少废气带走的热量可以提高内燃机的效率，故A正确；
B、吃冰棒感觉凉爽，是因为熔化吸热，而不是升华，故B错误；
C、物体的温度高可能是吸收了热量，但不能说是具有较多的热量，热量是热传递过程中能量改变的多少，故C错误；
D、运载火箭的燃料采用液氢，是因为液氢的热值大，密度小，而和它的比热容无关，故D错误。
故选：A。
总结：本题是一道综合题，考查学生对热学一些知识点的了解和掌握，这类型题是中考的热点，有一定的难度。
8．下列有关说法正确的是（　　）
A．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%
B．内能小的物体可以将热量传给内能大的物体
C．热值越大的燃料，完全燃烧时放出的热量一定越多
D．20℃的水比10℃的水含有的热量多
解：
A、无论使用什么燃料，工作时，总会有能量的散失，故汽车发动机的效率不可能达到100%，故A错误。
B、热传递的方向是：从高温物体到低温物体。高温物体的内能不一定大，故内能小的物体可以将热量传给内能大的物体。故B正确。
C、燃料燃烧放出的热量计算方法：Q放＝mq．故热值越大的燃料，完全燃烧时放出的热量不一定越多，还与质量有关。故C错误。
D、描述热量用“吸收”或“放出”，不能用“含有”，因为热量是一个过程量。故D错误。
故选：B。
总结：深入理解热机的效率、热传递的方向，灵活运用燃料燃烧放热的计算方法，理解热量概念。可解答此题。
9．某四冲程内燃机的飞轮转速为3600r/min，则在每秒钟内（　　）
A．曲轴转120转 B．对外做功60次
C．完成120个冲程 D．完成60个工作循环
解：
四冲程内燃机的飞轮转速为3600r/min＝60r/s，表示每秒飞轮转动60圈，故1s内活塞往复60次，曲轴转动60周，对外做功30次，完成30个工作循环，完成120个冲程，故C正确。
故选：C。
总结：解决此题要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答，记住相关的数据大小，会根据转速进行相关计算。
10．某四冲程汽油机工作时转速是4800r/min．关于此热机的工作下列说法正确的是（　　）
A．压缩冲程中内能转化为机械能
B．四个冲程中曲轴转动2圈，同时做功2次
C．此汽油机每秒对外做功40次
D．此汽油机每秒对外做功20次
解：
A、压缩冲程中将活塞运动的机械能转化为气缸内气体的内能，故A错误；
B、四冲程内燃机，曲轴转动两周，对外做功一次，故B错误；
CD、汽油机的转速为4800r/min，说明1s内汽油机曲轴的转动次数为＝80。
一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，1s内曲轴转动80次，对外做功40次，故C正确，D错误。
故选：C。
总结：此题考查内燃机做功冲程中能量的转化，以及内燃机转速的计算。在四冲程汽油机中，一个工作循环，曲轴转两圈，对外做功一次，这个知识是平常学习中比较容易忽视的，需要引起注意。
二．填空题（共5小题）
11．某品牌汽车在高速公路上以110km/h的速度行驶了百公里，消耗汽油的质量为6kg，汽油的热值4.6×107J/kg，则完全燃烧这些汽油所放出的热量为　2.76×108　J，若此时汽油机曲轴的转速为3600r/min，则汽油机每秒内完成　120　个冲程，对外做功　30　次。
解：（1）汽油完全燃烧产生的热量：
Q放＝mq＝6kg×4.6×107J/kg＝2.76×108J；
（2）四冲程汽油机的飞轮转速是3600r/min＝60r/s，也就是1s飞轮转动60r，
∵完成一个工作循环，经过四个冲程，燃气对外做功一次，
∴汽油机每秒内完成120个冲程，对外做功30次。
故答案为：2.76×108；120；30。
总结：本题考查了燃料完全燃烧放热公式、内燃机的工作特点的了解与掌握，难点是明白内燃机一个工作循环，经历四个冲程，燃气对外做功一次，活塞往返两次，曲轴转动两周。
12．干木柴的热值比焦炭的热值小，表示的意思是：　等质量　的干木柴和焦炭，在　完全燃烧　时，干木柴比焦炭　放出热量少　。
解：
燃料的热值只与燃料的种类有关，干木柴的热值比焦炭的热值小，说明等质量的干木柴完全燃烧放出的热量比等质量的焦炭完全燃烧放出的热量少。
故答案为：等质量；完全燃烧；放出热量少。
总结：本题考查了学生对燃料热值是燃料特性的理解与掌握，是经常考的题型，充分理解“热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关”。
13．如图所示为一柴油机的结构图，该柴油机燃烧2.4kg柴油时，对外做的有用功为2.8×107J，该柴油机的效率为　35.4%　，柴油机吸气冲程，吸入的物质是　空气　。（柴油机的热值为3.3×107J/kg）。
解：
（1）柴油完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝2.4kg×3.3×107J/kg＝7.92×107J；
柴油机的效率：
η＝＝×100%≈35.4%；
（2）柴油机的吸气冲程，吸入的是空气。
故答案为：35.4%；空气。
总结：此题考查了有关热机效率的计算，首先要理解其概念，同时涉及到了燃料燃烧的放热公式的运用，同时考查了柴油机吸气冲程吸入的物质。
14．热机的效率是热机性能的重要指标，热机的效率高，在做同样多的有用功时，消耗的燃料较　少　（填“多”或“少”），从而节省能源；或者消耗同样多的燃料时，能够做更多的　功　，燃料有较高的利用率。汽油机与柴油机相比较，在通常情况下，　柴油　机的效率较高。
解：
热机的效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，热机的效率高，在做同样多的有用功时，消耗的燃料较少，效率高的热机消耗同样多燃料做的有用功多；
在做功冲程中，柴油机里燃气的压强比汽油机的大，所以柴油机的效率比汽油机高。
故答案为：少；功；柴油。
总结：此题主要考查的是学生对热机效率的了解、汽油机和柴油机的区别，属于基础性题目。
15．一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速为3600转/分，该汽油机活塞1s对外做功　30　（每个冲程飞轮转半周）次。完全燃烧1kg汽油放出的热量是　4.6×107　J，若其效率为25%消耗1kg汽油转化为机械能是　1.15×107　J（q汽油＝4.6×107J/kg）。
解：（1）飞轮转速为3600转/分，即：1分钟飞轮转到3600转，则1s内飞轮转动＝60转；
汽油机一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，因此1s做功＝30次；
（2）知道汽油的热值，完全燃烧1kg汽油放出的热量：
Q＝q汽油m＝4.6×107J/kg×1kg＝4.6×107J；
因为热机的效率η＝，若其效率为25%消耗1kg汽油转化为机械能：
W＝Qη＝4.6×107J×25%＝1.15×107J。
故答案为：30；4.6×107；1.15×107。
总结：本题考查热机的相关计算，理解转速、热值计算、热机效率的计算，难度不大，属于热学基础知识的考查。
三．解答题（共5小题）
16．小华利用如图所示的实验装置粗略测量蜡的热值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）除了图中的实验器材，还必需的测量工具是　温度计　和　天平　；
（2）小华设计的测量数据如下，其中多余的是　D　；
A．测出容器中水的质量m1 B．测出容器中水升高的温度△t
C．测出蜡烛燃烧的质量m2 D．测出蜡烛燃烧的时间T
（3）蜡热值q的表达式为　q＝　（用测量量和已经量的符号表达）；
（4）小华通过本实验测出的热值会比真实值偏　小　，造成这一偏差的原因是　蜡烛燃烧放出的热量没有被水完全吸收　（选填一条）。
解：（1）要完成本实验，需要测量水的温度与水和蜡烛的质量，因此还需要温度计与天平；
（2）由于燃料的热值与燃烧时间无关，故不必记录燃烧时间，即D属于多余的；
（3）这支蜡烛的热值q＝＝＝；
（4）实验过程中蜡烛燃烧产生的热量有部分散失于空气中，蜡烛燃烧放出的热量没有全部被水吸收，因此实验测出的热值比真实值小。
故答案为：（1）温度计；天平；（2）D；（3）q＝；（4）小；蜡烛燃烧放出的热量没有被水完全吸收。
总结：分析清楚图示情景，确定实验原理与实验目的即可正确解题。
17．小明和小辉学习了燃料的热值后，他们一起设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他们组装了如图甲和乙所示的装置进行实验，记录结果见下表：
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
（1）为了保证实验结论的可靠性，小明和小辉选择了两套完全相同的装置，并且控制油的质量以及水的质量　相等　；但对于两杯水的初温他们的看法却不同。请将下列他们的想法补充完整。
①小辉认为实验中是直接用　水温升高的多少　来表示煤油和菜籽油放出热量的多少，所以，实验中两杯水的初温可以不同。
②小明认为因为探究过程中他们采用了　控制变量　法，所以只有燃料的　种类　不同，其他因素都必须控制相同；如果两杯水的初温不同，那么水的蒸发快慢以及水与周围环境的温差都不相同，于是两杯水的　散热　就不相同，就有可能会出现燃料燃烧放出的热量多，而水吸收的热量少、水温变化低的情况，所以，实验时必须控制水的初温相同。
③你认为　小明　（选填“小明”或“小辉”）的想法更合理。
（2）根据他们的实验记录，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大是　煤油　。
（3）小明和小辉在实验前用天平分别测出了烧杯中水的质量以及燃油的质量，并由记录的数据，利用公式Q吸＝cm（t﹣t0）计算出了水吸收的热量；小辉他想通过这些数据计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果是　不可靠　的（选填“可靠”或“不可靠”）；理由是　燃油不可能完全燃烧且燃油燃烧放出的热量不能完全被水吸收　。
解：
（1）根据Q放＝mq，燃料燃烧放出热量的多少与物体的质量和热值有关，所以要探究热值的大小，需使菜籽油和煤油的质量相等；
水吸收热量后温度的变化，与吸热的多少及质量有关，所以还要控制两杯水的质量相等；
①质量相同的水，温度变化越大，说明吸收热量越多，所以实验中通过水温升高的多少来表示煤油和菜籽油放出热量的多少；
②要探究不同燃料热值的大小，应使其它条件相同，只有燃料的种类不同，即用到控制变量法；
根据热传递的条件，水温与周围环境温度相差越大，越容易发生热传递，若水的初温不同，便可造成水的散热情况不同，所以实验中应控制水的初温相同；
③由上分析知，小明的分析更加合理；
（2）根据表格中数据，相同质量的两种燃料燃烧完后，煤油的水温升高较大，说明煤油放出的热量较多，即煤油的热值较大；
（3）在实验过程中，燃油不可能完全燃烧，且燃料燃烧放出的热量一部分直接散失掉、一部分被烧杯吸收，同时水也会向外散热，所以不能通过水温的变化得出燃料燃烧放出的热量，计算结果不准确。
故答案为：（1）相等；①水温升高的多少；②控制变量；种类；散热；③小明；（2）煤油；
（3）不可靠；燃油不可能完全燃烧且燃油燃烧放出的热量不能完全被水吸收。
总结：根据Q吸＝cm△t知，质量相同的同种物质升高的温度与吸收热量的多少有关，此实验通过这个原理来反映两种燃油燃烧放出热量的多少；
根据Q放＝mq，质量相同的不同燃料，完全燃烧放出的热量与其热值有关，根据水温的变化情况可得知两种燃油燃烧放出热量的大小关系，从而判断出燃油的热值大小，整个过程中应用了控制变量法。
18．发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质，现代汽车主要分汽油和柴油两类发动机，其中汽油发动机提供动力的是内燃机的汽缸。若某台以汽油为燃料的汽车，发动机内有四个汽缸，其相关数据如表所示。
1min完成的工作循环 2000次 汽缸内汽油和空气的混合密度 1.3kg/m3
汽缸的工作容积 2.0L 热值 4×107J/kg
发动机最大功率 90kW 空燃比 12：1
（1）汽车以100km/h速度匀速运动时发动机的输出功率最大，则1min内有用功　5.4×106　J。
（2）汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常工作四个冲程的顺序是　乙甲丁丙　（对甲、乙、丙、丁重新排序），　丁　图所示的冲程内燃机给汽车提供动力。
（3）汽车排气量是指发动机气缸的工作容积，汽车排气量越大，功率越大，空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比。当汽车以100km/h速度匀速运动时，汽车发动机的效率为　33.75%　。
解：
（1）汽车以100km/h速度匀速运动时，1min中内做的有用功：W＝Pt＝90×103W×60s＝5.4×106J；
（2）甲中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是第二冲程；
乙中的一个气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一冲程；
丙中的一个气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四冲程；
丁中的两个气阀都关闭，活塞下运动，所以为做功冲程，是第三冲程；
故排序为：乙甲丁丙；其中做功冲程内燃机给汽车提供动力，此冲程中内能转化为机械能。
（3）做一次功燃气的质量：m燃气＝ρv＝1.3kg/m3×2×10﹣3m3＝2.6×10﹣3kg，
因为空燃比是12：1，所以做一次功消耗的汽油质量：m汽油＝2.6×10﹣3kg×＝2×10﹣4kg，
1min内汽油燃烧释放的热量：Q＝m汽油q＝2×10﹣4kg×4×107J/kg×2000＝1.6×107J，
发动机的效率：η＝＝×100%＝33.75%。
故答案为：（1）5.4×106；（2）乙甲丁丙；丁；（3）33.75%。
总结：本题考查了功率、效率的计算，考查面比较广，关键是公式及其变形的应用，最容易出错的是物理量的单位和单位的换算。
19．在当今世界，研制各种机器都必需考虑节约能源和治理废气污染这一重要课题。在内燃机中，废气带走了很多能量，如果能将这些能量再利用起来，会使内燃机的效率提高许多。某工厂科研人员研制生产的四冲程汽车专用柴油发动机，就采用了很多新技术。其中最重要的一项叫“增压”技术，它是利用“废气涡轮增压器”使排气冲程中排出的高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转，它同时又带动同轴的进气系统中的“进气涡轮”也高速旋转，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压，使做功冲程中柴油燃烧的更充分，燃气压强更大，同时也减少了废气中的有害物质，达到提高柴油发动机效率和减少废气污染的目的。这种柴油发动机有8个气缸，活塞面积为12000mm2，活塞行程为135mm，当转速为2500r/min时，发动机功率为220kW，最低油耗可达260g/（kW?h），（1kW?h＝3.6×106J），柴油的热值为4.3×107J/kg。请回答下列问题：
（1）该柴油发动机的效率最高可达多少？
（2）在做功冲程中气缸内的平均压强是多少？
（3）如果将我国这种机型的汽车柴油发动机都安装“增压器”后，能使它们的平均效率提高，若安装前平均效率是30%，安装前按每年消耗4亿吨柴油估算，使用这项技术后每年能为我国节约1亿吨柴油，这项技术使柴油发动机的平均效率提高了多少？
解：
（1）260g/（kW?h）表示获得1kW?h电能消耗260g柴油，
则柴油机工作时获得的有用功：W＝1kW?h＝3.6×106J，
消耗260g的柴油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝0.26kg×4.3×107J/kg＝1.118×107J，
所以柴油机的效率为：η＝×100%＝×100%≈32.2%；
（2）当转速为2500r/min＝r/s时，
因单缸四冲程柴油机的一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两周，对外做功一次，
所以，一个气缸每秒做功的次数：×＝，
则该柴油机每秒做功的次数n＝8×＝，
设做功冲程中的平均压强为p，
由p＝和W＝Fs可得，一个气缸每次做功冲程中所做的功：W＝Fs＝pLS，
则该柴油机每秒做的功：W总＝nW＝npLS，
该柴油机的功率：P＝＝，
所以，做功冲程中的平均压强p＝＝≈8.15×105Pa；
（3）因安装“增压器”前后有用功是相同的，
所以，η1m1q＝η2m2q，
则η2＝η1＝×30%＝40%，
这项技术使柴油发动机的平均效率提高了△η＝η2﹣η1＝40%﹣30%＝10%。
答：（1）该柴油发动机的效率最高可达32.2%；
（2）在做功冲程中气缸内的平均压强是8.15×105Pa；
（3）这项技术使柴油发动机的平均效率提高了10%。
总结：本题考查了燃料完全燃烧释放热量公式、压强定义式、做功公式、功率公式、效率公式的综合应用等，正确的得出8缸柴油机每秒做功次数是关键。
20．随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭。小林的爸爸最近也购买了一辆轿车。下表中列出该轿车的一些性能参数。
单车质量/kg 1600 发动机排量/L 2.0
燃料 92#汽油 水箱容量/L 5.0
（1）当该轿车汽油机的转速为3600r/min时，则在1s内汽油机对外做功的次数是　30　次，压缩冲程中将　机械　能转化为　内　能。
（2）“轿车不但要吃油，有时也要喝水”，用水冷却发动机是因为水的　比热容　大，在发动机开始工作后一段时间内，水箱中水的内能会　增加　（填“增加”或“减少”），这是通过　热传递　方式来改变内能的。
（3）轿车在上坡时，将挡位换成低速档，以减小行驶的速度，这样做的目的是　D　
A．安全 B．省油 C．减小摩擦 D．增大爬坡的牵引力
（4）小林通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示：
速度/（km?h﹣1） 40 60 80 100 120
制动距离/m 8 18
50 72
根据表中数据所反映的规律，当轿车速度为80km/h时对应的制动距离是　32　m。
（5）小林通过上网查到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示。小林又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为100km/h，发动机转速为2000r/min，平均油耗为9L/100km，参考图中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，每小时对外所做的有用功为　1.08×108　J，发动机的效率约为　32.6%　。（已知汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.8×103kg/m3）
解：（1）飞轮转速是3600r/min＝60r/s，因一个工作循环飞轮转2圈，做功一次，所以每秒可以做功30次；
在压缩冲程中，是机械能转化为内能；
（2）汽车发动机工作过程中，不可避免地产生很多热量，在质量和升高的温度相同时，水的比热最大，吸收的热量最多，冷却效果最好；
发动机工作过程中会产生热量，热量传递到水，使水的内能增加。这是通过热传递的方式改变内能的；
（3）由P＝＝＝Fv的变形式F＝可知，汽车的最大功率一定时，减小行驶速度时，可以获得更大的牵引力；
（4）通过对1、2、4、5的分析可知速度越大制动距离越大，即制动距离一定与速度有关，但明显不是正比关系，
故可以想到可能与速度的平方成正比，通过计算可知制动距离的确与速度的平方成正比：
则由＝解得：80km/h的制动距离为32m；
（5）由发动机输出特性曲线可知：发动机转速为2000r/min时，其输出功率约为30kW，
每小时对外所做的有用功：
W＝Pt＝30×103W×3600s＝1.08×108J；
行驶100km消耗的汽油是9L＝9dm3＝9×10﹣3m3，则完全燃烧释放的热量：
Q＝mq＝ρVq＝0.8×103kg/m3×9×10﹣3m3×4.6×107J/kg＝3.312×108J，
发动机的效率：
η＝×100%＝×100%≈32.6%。
故答案为：
（1）30；机械；内；
（2）比热容；增加；热传递；
（3）D；
（4）32；
（5）1.08×108；32.6%。
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