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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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第2节
热机的效率
一、单选题（共15题）
1.热机效率是热机性能的重要指标，下列措施中，可以提高热机效率的是（ ）
A.?尽量增加热机的工作时间????????????????????????????????????B.?尽量增加废气带走的热量
C.?尽量使用热值更大的燃料????????????????????????????????????D.?尽量减少热机部件的摩擦
2.2020年11月24日，我国在海南昌航天发射场，用长征五号运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器?长征五号火箭采用波发氢液氧推进剂，使用液氢作为燃料是因为液氢具有较大的（??
）
A.?比热容????????????????????????????????????B.?热值????????????????????????????????????C.?热量????????????????????????????????????D.?内能
3.航天工业中的火箭常用液态氢作燃料，这是因为与其它燃料相比，液态氢具有较大的（??
）
A.?比热容????????????????????????????????????B.?热值????????????????????????????????????C.?密度????????????????????????????????????D.?温度
4.2020年11月24日，我国长征五号遥五运载火箭成功发射，将嫦娥五号探测器送至地月转移轨道。长征五号遥五运载火箭使用液态氢作燃料，主要是由于该燃料的（??
）
A.?热量多???????????????????????????????B.?热值大???????????????????????????????C.?沸点低???????????????????????????????D.?比热容大
5.煤炭是一种重要能源。为判断煤炭品质的优劣，最科学的方法是检验煤炭的（??
）
A.?温度????????????????????????????????????B.?质量????????????????????????????????????C.?热值????????????????????????????????????D.?比热容
6.有一种节能型燃气炉灶，据介绍，使用该种炉灶比普通炉灶烧开同样一壶水可以节约燃气10%~15%。这是因为，使用这种炉灶可以（??
）
A.?增大燃气的热值???????????B.?增大燃气的密度
????C.?降低水的比热容???????????D.?提高燃气的燃烧效率
7.小明在学完“热学“之后，对一些有关热的问题进行了思考，其中错误的是（
???）
A.?长征七号火箭采用液氢作为推进剂的主要原因是它的热值大
B.?汽油机的压缩冲程是将机械能转化为内能
C.?减少废气带走的能量可以提高热机的效率
D.?煤炭如果没有充分燃烧，放出的热量就比较少，说明热值与燃料是否充分燃烧有关
8.关于热值和热机效率，以下说法正确的是(???
)
A.?燃料燃烧越充分，燃料的热值越大??????????????????????B.?燃料燃烧释放的热量越大，热值越大
C.?使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率???????????D.?热值和热机效率都是定值，与外界条件无关
9.下列说法中正确的（??
）
A.?热机的功率大，热机效率一定高
B.?柴油机的吸气冲程将燃料和空气的混合气体进入气缸，柴油机的效率一定比汽油机效率高
C.?热机单位时间内消耗的燃料少，热机效率一定高
D.?四冲程内燃机一个工作循环中有三个冲程都要靠飞轮的惯性来完成
10.关于热学知识，下列说法错误的是（??
）
A.?一切物体都具有内能????????????????????????????????B.?物体吸收热量，温度不一定升高
C.?燃料燃烧越充分，它的热值就越大???????????D.?用水作为汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大
11.关于燃料的热值以下说法正确的是（??
）
A.?煤的热值比干木柴大，因此煤燃烧放出的热量一定比干木柴多?????B.?容易燃烧的燃料，热值一定大
C.?为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料??????????????????????????????D.?燃料的热值与燃料的质量无关
12.下列提高热机效率的途径中，错误的是（??
）
A.?做好保养润滑，减小摩擦????????????????????????????????????B.?减小吸入空气量，减小输出功率
C.?合理设置，减小热量损失????????????????????????????????????D.?调节进气比例，使燃料尽量充分燃烧
13.一箱汽油用掉一半后，剩下的一半汽油与原来一箱汽油相比较（??
）
A.?内能与原来的一样?????B.?热值与原来的一样?????C.?比热容变为原来的一半?????D.?密度变为原来的一半
14.下列说法正确的是（??
）
A.?燃料的热值与燃料的质量无关????????????????????????????B.?1kg酒精与3kg酒精的热值之比是1︰3
C.?物体吸收的热量越多，其比热容就越大??????????????D.?比热容跟物体质量有关，质量越大，比热容越小
15.我国随着航天事业发展需要，正在研制大功率液氢发动机。这种发动机主要是因为氢是有（??
）
A.?较高的凝固点????????????????????B.?较低的沸点????????????????????C.?较大的比热容????????????????????D.?较高的热值
二、填空题（共5题）
16.随着科技的发展和人们生活水平的提高，小汽车成为了人们日常出行的主要交通工具之一。一辆小汽车在平直公路上匀速行驶10km，用时400s，消耗了汽油1.5kg，已知小汽车行驶过程中受到的阻力为1800N，则小汽车发动机的效率是________。（
）
17.汽车发动机内汽油燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时汽油的热值________，发动机的效率________（两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）。
18.页岩气是一种清洁、高效的能源资源和化工原料，我国正加快对页岩气的安全开采。若用燃气灶将一壶质量为
、初始温度为
的水加热到
，消耗了
的页岩气。则该燃气灶烧水的效率为________。（
，
）
19.一台汽油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________。若这台汽车消耗汽油1kg，则它做有用功为________J。该汽油机的飞轮速度是2400r/min，则汽油机每秒钟对外做功________次。（q汽油=4.6×107J/kg）
20.用煤气灶把2kg、初温为20℃的水加热到70℃，消耗了0.02m3天然气，则煤气灶烧水的效率为________。（c水=4.2×103J/（kg·℃），q天燃气=4.0×107J/m3）
三、解答题（共3题）
21.一台单缸四冲程汽油机在一个工作循环中的平均功率是8.64千瓦，该汽油机每分钟需燃烧汽油50克，问该汽油机的效率是多大？(汽油的燃烧值是4.6×107焦／千克)
22.太阳光垂直照射到地面上，每平方米的面积上平均每分钟能得到8.4×107焦的热量，在10分钟内4米2面积上获得的热量是多少焦耳？若其中的10％可以利用，那么，和燃烧多少克酒精放出的热量相等？(酒精燃烧值为3.0×107焦／千克)
23.某品牌轿车的质量为M（含驾乘人员），车的钢质外壳密度为ρ1、质量为m，发动机的效率为η1
．
若该车在平直道路上匀速行驶受到地面的摩擦力为车总重的k倍（k＜1，为常数），受到的空气阻力为f，忽略其他摩擦阻力．经过技术革新，厂家将车外壳换成了等体积，密度为ρ2的新材料（ρ2＜ρ1），并对车子的流线型进行了优化，使车子收到的空气阻力降低了2%，还将车子的发动机效率提高到了η2
．
改进后汽车以相同的速度匀速行驶，求改进后汽车的耗油量m2与改进前的耗油量m1的比．（设改进前后汽车行驶的路况、路程、驾乘人员相同．不带单位计算）
四、实验探究题（共3题）
24.小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知。他自己设计了一个实验来比较煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果如表。
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
煤油
25
44
菜籽油
25
34
（1）为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套完全相同的装置。在实验中除了控制水的初温相等外，还应控制水的________相等。
（2）安装实验器材时，应按照________（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序安装。
（3）根据记录结果分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________。
（4）实验中燃料燃烧放出的热量，通过________的方式使水的内能增大（选填“做功”或“热传递”）。
（5）小明同学还想利用这个实验测算出煤油和菜籽油的热值，那么除了图中装置外，小明还要使用的测量仪器是________。
25.小明利用图甲装置研究某燃料热值。他取少量燃料置于燃烧皿中，测出总质量为30g，点燃后对100g的热水加热4min立即熄灭燃料，再测得燃料和燃烧皿总质量，天平平衡时砝码数量和游码位置如图乙所示，并根据实验数据绘制的水温随时间变化的图像如图丙中a线所示。
（1）如图甲所示，组装实验器材时为了能使温度计液泡与液体充分接触，应调节图中A、B两铁环应先调节________（选填“A”、“B”）铁环；
（2）在第2-4min的过程中，水________（选填“吸”或“不吸”）热；
（3）已知此过程中燃料均匀燃烧放热，所放热量仅60%能被水吸收，则该燃料的热值为________J/kg（水的比热容为4.2×103J（kg?℃），整个过程中忽略水的质量变化）；
（4）若实验装置和热损失比例均不变，利用该燃料加热另一杯水绘出了如图丙中b线，则另一杯水的质量________（选填“大于”?“等于”或“小于”）上一杯水质量。
26.某同学用图1的两个相同装置探究“不同燃料的热值大小”
（1）分别在两个相同的燃烧皿中装入质量相等的甲、乙燃料，点燃它们并对A、B两杯中质量相同、初温相同的水加热；通过比较燃料全部燃烧后________来判断两种燃料的热值的大小。
（2）若实验结束时测得A杯中的水温为42℃，测得B杯中的水温为如图2所示，经分析比较可知：热值较大的是________燃料。
五、综合题（共2题）
27.某科学小组的同学在社会实践活动中，通过实际调查和网上查询，绘制了一辆某种型号普通汽车在额定功率下行驶时单位时间内的能量流向图，如图所示，请你参与讨论有关问题。
（1）根据图中的能量流向，写出该汽车行驶时有哪些能量损耗（写出两条）________、________；
（2）由提供的数据可得，该汽车的能量转化效率为________；（结果保留一位小数）
（3）对减小汽车行驶中的能量损耗，就你所知，写出一条建议________。
28.木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了下表的数据：
燃料的质量/m
100
200
300
400
燃料完全燃烧放出的热量
Q木柴/J
1.3×106
2.6×106
3.9×106
5.2×106
Q焦炭/J
3.0×106
6.0×106
9.0×106
12.0×106
Q木炭/J
3.4×106
6.8×106
10.2×106
13.6×106
（1）从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是________的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越________；
（2）从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料完全燃烧所释放的________和________的比值是不变的，这个不变的比值，反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称之为________，它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热量能力大小的物理量；
（3）在烧水过程中，人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收，为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例，物理中引入________来描述，我们总是希望它的值越________越好。(
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
(
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
)
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
第2节
热机的效率
一、单选题（共15题）
1.热机效率是热机性能的重要指标，下列措施中，可以提高热机效率的是（ ）
A.?尽量增加热机的工作时间????????????????????????????????????B.?尽量增加废气带走的热量
C.?尽量使用热值更大的燃料????????????????????????????????????D.?尽量减少热机部件的摩擦
【答案】
D
2.2020年11月24日，我国在海南昌航天发射场，用长征五号运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器?长征五号火箭采用波发氢液氧推进剂，使用液氢作为燃料是因为液氢具有较大的（??
）
A.?比热容????????????????????????????????????B.?热值????????????????????????????????????C.?热量????????????????????????????????????D.?内能
【答案】
B
3.航天工业中的火箭常用液态氢作燃料，这是因为与其它燃料相比，液态氢具有较大的（??
）
A.?比热容????????????????????????????????????B.?热值????????????????????????????????????C.?密度????????????????????????????????????D.?温度
【答案】
B
4.2020年11月24日，我国长征五号遥五运载火箭成功发射，将嫦娥五号探测器送至地月转移轨道。长征五号遥五运载火箭使用液态氢作燃料，主要是由于该燃料的（??
）
A.?热量多???????????????????????????????B.?热值大???????????????????????????????C.?沸点低???????????????????????????????D.?比热容大
【答案】
B
5.煤炭是一种重要能源。为判断煤炭品质的优劣，最科学的方法是检验煤炭的（??
）
A.?温度????????????????????????????????????B.?质量????????????????????????????????????C.?热值????????????????????????????????????D.?比热容
【答案】
C
6.有一种节能型燃气炉灶，据介绍，使用该种炉灶比普通炉灶烧开同样一壶水可以节约燃气10%~15%。这是因为，使用这种炉灶可以（??
）
A.?增大燃气的热值???????????B.?增大燃气的密度
????C.?降低水的比热容???????????D.?提高燃气的燃烧效率
【答案】
D
7.小明在学完“热学“之后，对一些有关热的问题进行了思考，其中错误的是（
???）
A.?长征七号火箭采用液氢作为推进剂的主要原因是它的热值大
B.?汽油机的压缩冲程是将机械能转化为内能
C.?减少废气带走的能量可以提高热机的效率
D.?煤炭如果没有充分燃烧，放出的热量就比较少，说明热值与燃料是否充分燃烧有关
【答案】
D
8.关于热值和热机效率，以下说法正确的是(???
)
A.?燃料燃烧越充分，燃料的热值越大??????????????????????B.?燃料燃烧释放的热量越大，热值越大
C.?使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率???????????D.?热值和热机效率都是定值，与外界条件无关
【答案】
C
9.下列说法中正确的（??
）
A.?热机的功率大，热机效率一定高
B.?柴油机的吸气冲程将燃料和空气的混合气体进入气缸，柴油机的效率一定比汽油机效率高
C.?热机单位时间内消耗的燃料少，热机效率一定高
D.?四冲程内燃机一个工作循环中有三个冲程都要靠飞轮的惯性来完成
【答案】
D
10.关于热学知识，下列说法错误的是（??
）
A.?一切物体都具有内能????????????????????????????????B.?物体吸收热量，温度不一定升高
C.?燃料燃烧越充分，它的热值就越大???????????D.?用水作为汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大
【答案】
C
11.关于燃料的热值以下说法正确的是（??
）
A.?煤的热值比干木柴大，因此煤燃烧放出的热量一定比干木柴多?????B.?容易燃烧的燃料，热值一定大
C.?为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料??????????????????????????????D.?燃料的热值与燃料的质量无关
【答案】
D
12.下列提高热机效率的途径中，错误的是（??
）
A.?做好保养润滑，减小摩擦????????????????????????????????????B.?减小吸入空气量，减小输出功率
C.?合理设置，减小热量损失????????????????????????????????????D.?调节进气比例，使燃料尽量充分燃烧
【答案】
B
13.一箱汽油用掉一半后，剩下的一半汽油与原来一箱汽油相比较（??
）
A.?内能与原来的一样?????B.?热值与原来的一样?????C.?比热容变为原来的一半?????D.?密度变为原来的一半
【答案】
B
14.下列说法正确的是（??
）
A.?燃料的热值与燃料的质量无关????????????????????????????B.?1kg酒精与3kg酒精的热值之比是1︰3
C.?物体吸收的热量越多，其比热容就越大??????????????D.?比热容跟物体质量有关，质量越大，比热容越小
【答案】
A
15.我国随着航天事业发展需要，正在研制大功率液氢发动机。这种发动机主要是因为氢是有（??
）
A.?较高的凝固点????????????????????B.?较低的沸点????????????????????C.?较大的比热容????????????????????D.?较高的热值
【答案】
D
二、填空题（共5题）
16.随着科技的发展和人们生活水平的提高，小汽车成为了人们日常出行的主要交通工具之一。一辆小汽车在平直公路上匀速行驶10km，用时400s，消耗了汽油1.5kg，已知小汽车行驶过程中受到的阻力为1800N，则小汽车发动机的效率是________。（
）
【答案】
30%
17.汽车发动机内汽油燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时汽油的热值________，发动机的效率________（两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】
不变；变小
18.页岩气是一种清洁、高效的能源资源和化工原料，我国正加快对页岩气的安全开采。若用燃气灶将一壶质量为
、初始温度为
的水加热到
，消耗了
的页岩气。则该燃气灶烧水的效率为________。（
，
）
【答案】
19.一台汽油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________。若这台汽车消耗汽油1kg，则它做有用功为________J。该汽油机的飞轮速度是2400r/min，则汽油机每秒钟对外做功________次。（q汽油=4.6×107J/kg）
【答案】
35%；1.61×107；20
20.用煤气灶把2kg、初温为20℃的水加热到70℃，消耗了0.02m3天然气，则煤气灶烧水的效率为________。（c水=4.2×103J/（kg·℃），q天燃气=4.0×107J/m3）
【答案】
52.5%
三、解答题（共3题）
21.一台单缸四冲程汽油机在一个工作循环中的平均功率是8.64千瓦，该汽油机每分钟需燃烧汽油50克，问该汽油机的效率是多大？(汽油的燃烧值是4.6×107焦／千克)
【答案】
解：每分钟汽油机做的功：W=Pt=8.64×103W×60s=5.184×105J，
完全燃烧汽油50克释放的热量：Q=mq=50×10?3kg×4.6×107J/kg=2.3×106J，
汽油机的效率：η=
?=
≈22.5%.
22.太阳光垂直照射到地面上，每平方米的面积上平均每分钟能得到8.4×107焦的热量，在10分钟内4米2面积上获得的热量是多少焦耳？若其中的10％可以利用，那么，和燃烧多少克酒精放出的热量相等？(酒精燃烧值为3.0×107焦／千克)
【答案】
解：面积为4m2的屋顶在10分钟得到的可以利用的太阳能：
Q=8.4×104J/min?m2×10min×4m2=3.36×106J，这些热量的10%被利用，相当于完全燃烧的酒精的质量为：m=
?=
?=0.112kg=112g.
故答案为：在10分钟内4平方米面积上获得的热量是3.36×106J；若其中的10%可以利用，那么，和燃烧112g酒精放出的热量相等.
23.某品牌轿车的质量为M（含驾乘人员），车的钢质外壳密度为ρ1、质量为m，发动机的效率为η1
．
若该车在平直道路上匀速行驶受到地面的摩擦力为车总重的k倍（k＜1，为常数），受到的空气阻力为f，忽略其他摩擦阻力．经过技术革新，厂家将车外壳换成了等体积，密度为ρ2的新材料（ρ2＜ρ1），并对车子的流线型进行了优化，使车子收到的空气阻力降低了2%，还将车子的发动机效率提高到了η2
．
改进后汽车以相同的速度匀速行驶，求改进后汽车的耗油量m2与改进前的耗油量m1的比．（设改进前后汽车行驶的路况、路程、驾乘人员相同．不带单位计算）
【答案】
解：设改进后车外壳的质量为m′，汽车的行驶路程为S，汽油的热值为q，根据题意得：改进前
??
因为匀速运动，所以F1=f1
，
f1=kMg+f，
，
，
改进后
，
，
；
因为匀速运动，
所以F2=f2=k（M﹣m+m′）g+0.98f，
则
，
，
故改进后与改进前的油耗量比：
四、实验探究题（共3题）
24.小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知。他自己设计了一个实验来比较煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果如表。
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
煤油
25
44
菜籽油
25
34
（1）为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套完全相同的装置。在实验中除了控制水的初温相等外，还应控制水的________相等。
（2）安装实验器材时，应按照________（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序安装。
（3）根据记录结果分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________。
（4）实验中燃料燃烧放出的热量，通过________的方式使水的内能增大（选填“做功”或“热传递”）。
（5）小明同学还想利用这个实验测算出煤油和菜籽油的热值，那么除了图中装置外，小明还要使用的测量仪器是________。
【答案】
（1）质量
（2）自下而上
（3）煤油
（4）热传递
（5）天平
25.小明利用图甲装置研究某燃料热值。他取少量燃料置于燃烧皿中，测出总质量为30g，点燃后对100g的热水加热4min立即熄灭燃料，再测得燃料和燃烧皿总质量，天平平衡时砝码数量和游码位置如图乙所示，并根据实验数据绘制的水温随时间变化的图像如图丙中a线所示。
（1）如图甲所示，组装实验器材时为了能使温度计液泡与液体充分接触，应调节图中A、B两铁环应先调节________（选填“A”、“B”）铁环；
（2）在第2-4min的过程中，水________（选填“吸”或“不吸”）热；
（3）已知此过程中燃料均匀燃烧放热，所放热量仅60%能被水吸收，则该燃料的热值为________J/kg（水的比热容为4.2×103J（kg?℃），整个过程中忽略水的质量变化）；
（4）若实验装置和热损失比例均不变，利用该燃料加热另一杯水绘出了如图丙中b线，则另一杯水的质量________（选填“大于”?“等于”或“小于”）上一杯水质量。
【答案】
（1）B
（2）吸
（3）2×106
（4）等于
26.某同学用图1的两个相同装置探究“不同燃料的热值大小”
（1）分别在两个相同的燃烧皿中装入质量相等的甲、乙燃料，点燃它们并对A、B两杯中质量相同、初温相同的水加热；通过比较燃料全部燃烧后________来判断两种燃料的热值的大小。
（2）若实验结束时测得A杯中的水温为42℃，测得B杯中的水温为如图2所示，经分析比较可知：热值较大的是________燃料。
【答案】
（1）温度计示数的变化
（2）甲
五、综合题（共2题）
27.某科学小组的同学在社会实践活动中，通过实际调查和网上查询，绘制了一辆某种型号普通汽车在额定功率下行驶时单位时间内的能量流向图，如图所示，请你参与讨论有关问题。
（1）根据图中的能量流向，写出该汽车行驶时有哪些能量损耗（写出两条）________、________；
（2）由提供的数据可得，该汽车的能量转化效率为________；（结果保留一位小数）
（3）对减小汽车行驶中的能量损耗，就你所知，写出一条建议________。
【答案】
（1）摩擦损耗；排放废气损耗
（2）12.7%
（3）提高汽油质量
28.木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了下表的数据：
燃料的质量/m
100
200
300
400
燃料完全燃烧放出的热量
Q木柴/J
1.3×106
2.6×106
3.9×106
5.2×106
Q焦炭/J
3.0×106
6.0×106
9.0×106
12.0×106
Q木炭/J
3.4×106
6.8×106
10.2×106
13.6×106
（1）从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是________的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越________；
（2）从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料完全燃烧所释放的________和________的比值是不变的，这个不变的比值，反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称之为________，它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热量能力大小的物理量；
（3）在烧水过程中，人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收，为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例，物理中引入________来描述，我们总是希望它的值越________越好。
【答案】
（1）不同；多
（2）热量；质量；热值
（3）效率；大
