初中人教版第2节 热机的效率综合训练题

14.2 热机的效率 同步易错题集

【高频考点梳理】

一、热值

1、定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与的其质量之比，叫做这种燃料的热值。用符号“q”表示。

2、定义式：，燃料完全燃烧放出的热量，气体燃料燃烧常用
 

3、热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧等均无关。

4、燃料燃烧过程：化学能转化为内能。

二、热机效率

1、定义：热机用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。

2、公式：，因为热机在工作过程中总是有能量损失，所以。

3、热机的能量流图

4、提高热机效率的主要途径  

（1）使燃料尽可能完全燃烧，提高燃料的燃烧效率。

（2）尽量减小各种热散失。

（3）减小各部件间的摩擦，保持良好润滑，以减小因克服摩擦做功而消耗的能量。

（4）充分利用废气带走的能量，从而提高燃料的利用率。

【必刷易错题集】

一、选择题

1．（2022•郑州模拟）关于热机，下列说法错误的是（　　）

A．热机性能好坏的重要标志之一是热机效率 

B．在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能 

C．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大 

D．在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率

2．（2022•咸阳模拟）2022年1月26日，我国在酒泉卫星发射中心采用长征四号丙运载火箭，成功发射陆地探测号01组A星。火箭用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢的（　　）

A．温度高 B．热值大 C．比热容大 D．热量多

3．（2022•盐城模拟）在“比较燃料热值大小”的实验中，不需要控制相同或相等的因素是（　　）
 

A．两种燃料的质量 B．两只装水的烧杯 

C．烧杯中水的质量 D．各自加热的时间

4．（2021•潍坊期末）下列措施可以提高热机效率的是（　　）

A．燃烧更多的燃料 B．使用热值更大的燃料 

C．使燃料燃烧更充分 D．提高热机的功率

5．（2022•西安模拟）某学校每天向学生提供100kg开水，下表所列为几种常见燃料的热值。现将质量为100kg，初温为20℃的水烧开，所需燃料质量最少的是（燃料完全燃烧）（　　）

A．燃料油 B．酒精 C．无烟煤 D．烟煤

6．（2021•娄底期末）如图是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率是（　　）

A．25% B．15% C．60% D．35%

7．（2022•十堰模拟）汽油机工作时的热损失情况是：汽缸散热损失30%，废气带走35%。机械摩擦损耗10%，则完全燃烧2g汽油（热值为4.6×107J/kg）获得的机械能是（　　）

A．2.76×104J B．3.22×104J C．2.3×104J D．0.92×104J

8．（2022•广州模拟）做同样的有用功，甲、乙柴油机用时和消耗柴油对比如下，下列说法中正确的是（　　）

A．甲的功率较大，热机效率较低 

B．甲的功率较大，热机效率较高 

C．乙的功率较大，热机效率较高 

D．乙的功率较大，热机效率较低

9．（2021•成都期末）有甲、乙两台柴油机，在相同的时间内，它们所做的有用功之比是5：4，消耗柴油的质量之比是3：2，那么它们的效率之比是（　　）

A．15：8 B．5：6 C．6：5 D．1：1

10．（2021•广州期末）图甲是热机的能量流向图。图乙显示的是甲、乙两热机的参数。甲、乙相比，甲的（　　）

A．有用机械能较大 B．损失能量较小 

C．燃料的化学能较大 D．热机效率较低

11．（2021•北京期末）2022年北京冬奥会和冬残奥会即将开幕，在比赛期间所有冬奥场馆将全部使用“绿电”，（“绿电”是指在发电过程中，二氧化碳排放量为零或趋近于零，比火力发电等其他方式对环境的影响大幅度减小）。这将是奥运史上首次实现全部场馆100%绿色电能供应，预计消耗“绿电”约4×108kW•h，可以节约1.28×108kg标准煤，减排二氧化碳3.2×108kg。若所节约的标准煤完全燃烧，则放出的热量约为（q标准煤约为2.9×107J/kg）（　　）

A．3.7×1015J B．9.3×1015J C．3.7×1016J D．9.3×1016J

12．（2021•成都期末）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，点燃后对100g的热水加热4min，然后立即将其熄灭，测得消耗燃料4.2g，并根据实验数据绘制了水温随时间变化的图像如图乙中a线所示。已知此过程中燃料均匀燃烧放热，所放出热量只有60%被水吸收。水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），整个过程中忽略水的质量变化。下列说法中正确的是（　　）

A．通过图像计算得知4min水吸收到的热量为2520J 

B．通过计算得出该燃料的热值为2×106J/kg 

C．这种方法计算出的热值比实际的热值偏大 

D．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乙中b线所示图像，则这杯水的质量小于上一杯水的质量

二、填空题

13．（2022•无锡模拟）现探明中国南海海底有大量的可燃冰，已知可燃冰的热值比煤气的热值大得多，则完全燃烧相同质量的可燃冰和煤气，燃烧　   　放出的热量多，1kg的可燃冰，燃烧一半后，剩余可燃冰的热值　   　。（选填“变大”、“变小”或“不变”）

14．（2022•昆明模拟）如图所示，2022冬奥会主火炬以“微火”取代熊熊燃烧的大火，传递低碳、环保的绿色奥运理念，实现了奥运历史上的一次点火创新。“微火”由清洁氢能源作为燃料供给。氢燃料流量约为1.2立方米/小时。与以往熊熊燃烧的火炬相比，大约能够节省9.9%的能量，充分体现了环保理念。氢气的热值为1.4×108J/kg表示的物理意义是 　   　。若氢气的密度为0.09kg/m3，每小时流过的氢气完全燃烧放出 　   　J的热量。

15．（2021•保定期末）在热机的各种损失中 　   　带走的能量最多，设法利用这些能量，是提高燃料利用率的重要措施；“涡轮增压”是目前在各种汽油机和柴油机中采用的一项节能、提高热机功率的技术。它是利用热机排出的废气带动涡轮旋转，将新鲜空气压缩后送入内燃机的进气口，这样做的好处是 　   　（选填“增大”或“减小”）排出废气所带走的能量，　   　（选填“提高”或“降低”）内燃机的效率。

16．（2022•徐州模拟）小明想测量薯片的热值，他将薯片放入燃烧皿，燃烧后对水加热，如图所示。小明燃烧100g的薯片，使水的内能增加6.8×104J，则薯片的热值为 　   　J/kg，加热过程中是通过 　   　的方式改变水的内能的；小明发现自己测出的结果比包装盒上标准的热量值小很多，请你帮他分析可能的原因是 　   　。（写出一条即可）

17．（2022•怀化模拟）某种国产汽车，当它在某平直公路上以20m/s速度匀速行驶时，每百公里的油耗为6L。当汽车行驶500s，则汽车消耗的汽油是　   　L．假设汽车在运动过程中受到的平均阻力是495N．则汽油机的效率是　   　%（已知汽油的热值是3.3×107J/L）。

18．（2021•鄂州中考）合理分类和利用垃圾可以变废为宝，在一定条件下，1kg垃圾能“榨”出0.17kg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；如果这些热量的42%被水吸收，则可以使 　   　kg的水温度从20℃升高到100℃，这是通过 　   　的方式改变水的内能。

三、实验探究题

19．（2022•扬州模拟）为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量的损失。

（1）实验前调整铁夹A的位置，其目的是使 　   　（石棉网/温度计）处于适当的高度。

（2）实验中应控制燃料燃烧的 　   　（时间/质量）相同，根据 　   　比较燃料燃烧放出热量的多少。

（3）小明选用了燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽时，小明记下了各个时刻烧杯中水温，绘制了图乙的图象，则可初步判断燃料 　   　的热值大。

（4）另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，比较燃料c和燃料d的热值，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图象如图丙所示。燃料c在6min时水就沸腾了，造成水过早沸腾的原因可能是 　   　。分析图象可知燃料c燃烧10min放出的热量 　   　（大于/等于/小于）燃料d燃烧15min放出的热量。

（5）你认为根据丙图象 　   　（能/不能）比较两种燃料热值的大小。

20．（2022•郑州模拟）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。

（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，实验中燃料燃烧放出的热量，通过 　   　方式使水的内能增大，温度升高；本实验是用 　   　选填（选填“水温升高的多少”或“加热时间的长短”）来表示煤油和菜籽油放出热量的多少。

（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）小明同学根据Q吸＝cmΔt计算出水吸收的热量，再根据Q＝mq计算出煤油的热值，发现结果与资料中给出的煤油热值相比 　   　（选填“偏大”或“偏小”），写出一个可能的原因是：　   　。

（5）小红用同样的装置进行实验，得到的实验结论与小明的正好相反，你认为小红在实验中最有可能遗漏的操作是：　   　（写出一个）。

（6）小亮小组实验时发现两杯水都沸腾了，无法比较煤油和菜籽油两种燃料热值的大小，写出一个可能的原因：　   　。

四、计算题

21．（2021•宜昌中考）小明学习了燃料的热值后，很想知道家中使用的天然气的热值是多少？但在教材的燃料热值表中没有查阅到。于是，他在家里将装有2kg水的水壶放到天然气灶上去烧，用温度计测量水从20℃加热至80℃的过程中，观察到天然气表的数字变化了0.035m3。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36%，已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求：

（1）在这个过程中水吸收了多少热量？

（2）请你帮小明算出天然气的热值。

22．（2022•昆明模拟）随着国民经济的发展，汽车已走进家庭。一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗汽油10L．若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.7×103kg/m3，求：

（1）这些汽油完全燃烧放出的热量；

（2）这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。

（3）汽车有很多用途，但也带来很多不利影响，请列举一例，并就如何减小该不利影响提出一条合理化建议。