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初中物理人教版九年级全册第十四章 内能的利用第2节 热机的效率课后测评
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这是一份初中物理人教版九年级全册第十四章 内能的利用第2节 热机的效率课后测评，共11页。试卷主要包含了燃料的热值，热机的效率等内容，欢迎下载使用。
一、燃料的热值
1. 把某种燃料_________与其质量之比，叫这种燃料的热值，单位是_______；燃料燃烧放出热量的计算公式为：______。
【答案】完全燃烧放出的热量；J/kg；Q放=qm。
【解析】把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫这种燃料的热值，单位是J/kg。
燃料燃烧放出热量的计算公式为：Q放=qm；（Q放是热量，单位是J；q是热值，单位是J/kg；m是质量，单位是kg).
2．“可燃冰”主要成分是甲烷，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，所以“可燃冰”是一种新型清洁能源。其中甲烷的热值为q甲烷=4.2×107J／m3，其物理意义是（ ）
A. 1J的甲烷完全燃烧能产生4.2×107 m3热量。
B. 4.2×107J的甲烷完全燃烧能产生1m3热量。
C. 1m3甲烷完全燃烧能产生4.2×107 J热量。
D. 4.2×107m3的甲烷完全燃烧能产生1J热量。
【答案】C
【解析】对于固体和液体，热值表达式用q=Q/m来表示，物理意义是单位质量的燃料完全燃烧放出的热量。对于气体，热值表达式用q=Q/V来表示，物理意义是单位体积的燃料完全燃烧放出的热量。
甲烷通常以气态物质形态存在，其热值q甲烷=4.2×107J／m3，物理含义是：1m3甲烷完全燃烧能产生4.2×107 J的热量。
3．长征五号火箭为我国载人航天工程作出卓著贡献。长征五号火箭发动机使用液氢作燃料，是利用液氢的（ ）
A．密度大 B．比热容大 C．热值高 D．热效率高
【答案】C
【详解】火箭发动机使用液态氢作燃料，燃烧相同质量的燃料，液氢完全燃烧释放出的热量多，即液态氢的热值高，综上分析知，故ABD不符合题意；C符合题意。
故选C。
4. 关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（ ）
A．没有燃烧的燃料，其热值等于零
B．燃料的热值与其质量和燃烧状态无关
C．燃料完全燃烧时，它的热值最大
D．燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多
【答案】B
【详解】ABC.1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值，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AC错误，B正确；
D.由Q=mq可知，燃料燃烧放出的热量与热值和质量有关，与温度无关，故D错误。
故选B。
二、热机的效率
5. 用来做有用功的那部分能量和_________之比，叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标；目前热机的效率还比较低，在热机的能量损失中，_______带走的能量最多，设法利用这部分能量，是提高热机效率的重要措施。
【答案】燃料完全燃烧放出的能量，废气。
【解析】用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率。在热机的能量损失中，废气带走的能量最多。
6. 为了缓解能源紧缺问题，提高热机的效率变得越来越重要。下列有关热机效率的说法正确的是（ ）
A．尽量减少热机内部各部件间的摩擦可提高热机效率
B．使用的燃料热值越高，热机的效率越高
C．目前有些新型燃料汽车实现了“零排放”，它们的热机效率可达到100%
D．柴油机的效率一般低于汽油机的效率
【答案】A
【解析】A．尽量减少热机内部各部件间的摩擦，可以减少能量损失，所以可以提高热机效率，故A正确；
B．热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，比值越大，效率越高，与燃料的热值无关，故B错误；
C．目前有些新型燃料汽车实现了“零排放”，但是热机工作过程中不可避免地由于机件间的摩擦而产生额外功，因此热机效率不能达到100%，故C错误；
D．一般柴油机的压缩比比汽油机大得多，且气缸内柴油燃烧要比汽油燃烧更充分，所以柴油机的效率一般高于汽油机的效率，故D错误。
故选A。
7. 甲、乙两台汽油机，甲的效率比乙高，则（ ）
A．甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少
B．消耗同样多的汽油，甲做的有用功比乙做的有用功多
C．甲每秒钟做的功比乙每秒钟做的功多
D．做同样多的有用功，甲消耗的汽油比乙消耗的汽油多
【答案】B
【解析】A．由于不确定甲乙做功的多少，所以无法比较耗油量，故A不符合题意；
B．甲汽油机的效率高，消耗同样多的油，甲做的有用功多，故B符合题意；
C．甲每秒钟做功比乙每秒钟做功多，说明甲汽油机的功率大，与热机效率无关，故C不符题意；
D．甲汽油机热机效率比乙高，说明做同样多的有用功，甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少，故D不符合题意。
故选B。
8. 汽车发动机一般都是汽油机，某汽车汽油机的能量流向图如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．为了提高热机效率不应使用水冷却
B．减少汽油机部件的摩擦可以提高热机效率
C．该汽油机的能量利用率为33%
D．增加废气带走的热量可以提高热机效率
【答案】B
【解析】A．热机在工作时会产生大量的热量，需要冷却水将热量带走，否则会损坏热机，故A错误；
B．机械效率是机械做有用功与总功的比值，加润滑油减少各部件之间的摩擦，克服摩擦所做的额外功少，可以提高机械效率，故B正确；
C．该汽油机的热机效率为
η＝100%﹣33%﹣30%﹣7%＝30%
故C错误；
D．由题图可知，在热机的能量损失中，废气带走的能量最多，增加废气带走的热量降低了热机效率，故D错误。
故选B。
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
【答案】B
【解析】A．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，故A不符合题意；
B．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，故B符合题意；
C．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，故C不符合题意；
D．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，故D不符合题意。
故选B。
10．用燃气灶烧水，燃烧2kg的煤气，使200kg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）2kg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。
【答案】（1）8.4×107J；（2）4.2×107J；（3）50%。
【解析】（1）2kg煤气完全燃烧放出的热量
Q放=mq=2kg×4.2×107J/kg=8.4×107J
（2）水吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg·℃）×200kg×（70℃-20℃）=4.2×107J
（3）燃气灶烧水的效率
η＝ EQ \F( Q吸, Q放)= EQ \F( 4.2×107J, 8.4×107J
) =50%
11. 汽车已经走进了千家万户，热机是汽车的心脏，关于热机及其燃料，以下说法正确的是（ ）
A．无论热机内的燃料能否完全燃烧，燃料的热值都是定值
B．热机的工作原理是将机械能转化为内能
C．密闭在热机中燃料的温度越高，所含的热量就越多
D．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
【答案】A
【解析】A．热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料是否完全燃烧无关，A正确；
B．热机的工作原理是将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，故B错误；
C．热量是过程中，只能说明吸收或放出多少热量，不能说含有多少热量，故C错误；
D．柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油机在在压缩冲程中压缩程度大，喷入雾状柴油后燃烧更充分；做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值大，与热值大小无关，故D错误。
故选A。
12．2022年11月30日7时33分，神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站，两个航天员乘组首次实现“太空会师”。下列说法正确的是（ ）
A．火箭发射升空时发动机内的能量转化与汽油机的做功冲程一致
B．火箭燃料燃烧越充分，其热值越大
C．燃料燃烧释放的热量越多，热机效率越高
D．燃料用了一部分后，质量变小，热值变小
【答案】A
【解析】A．火箭发射升空时，将高温高压燃气内能转化为机械能，汽油机的做功冲程将高温高压燃气内能转化为机械能，所以两种能量转化一致，故A正确；
B．热值是物质的属性，热值大小保持不变，与燃料是否充分燃烧无关，故B错误；
C．热机效率是热机做有用功部分占燃料燃烧释放的热量之比，所以燃料燃烧释放的热量越多，做有用功部分比例不一定增大，故热机效率不一定高，故C错误；
D．热值是物质的属性，热值大小保持不变，燃料用了一部分后，质量变小，热值不变，故D错误。
故选A。
13. 小明将质量为20kg的水从25℃加热到75℃，【水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为3.5×107J/m3】。求：
（1）这些水吸收的热量；
（2）若天然气燃烧的热量中50%被这些水吸收，则需要多少m3天然气。
【答案】（1）4.2×106J；（2）0.24m3
【解析】（1）水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×20kg×(75℃-25℃)=4.2×106J
（2）天然气燃烧放出的热量
Q放＝ EQ \F( Q吸, η)= EQ \F( 4.2×106J, 50%) =8.4×106J
烧开这壶水需要天然气的体积
V＝ EQ \F( Q放, q)= EQ \F( 8.4×106J, 3.5×107J/m3) =0.24 m3
14．如图是内燃机中工作过程中的能流图。
（1）图中“1”处的能量形式为 ___________；
（2）若图中“2”和“3”处的能量分别占总能量的16%和52%，则该内燃机的效率为_____；
（3）若该内燃机一年消耗燃油的质量为1400kg，内燃机工作时效率在（2）问基础上提高3%，则效率提高后，该内燃机一年可节约燃油的质量为 ___________。
【答案】（1）燃料的化学能； （2）32%；（3）120kg.
【解析】（1）内燃机是将燃料的化学能转化为内能的装置，图中“1”处的能量形式为燃料的化学能。
（2）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，由题意知，内燃机的热机效率η＝100%﹣16%﹣52%＝32%
（3）内燃机效率提高3%，即η＝32%+3%＝35%
因为η＝ EQ \F( W有用, Q放)＝ EQ \F( W有用, qm)
所以W有用＝ηqm
内燃机效率提高后有用功是相同的，即
η1qm1=η2qm2
内燃机需要的燃油质量为
m2= EQ \F( η1m1, η2)＝ EQ \F( 32%×1400kg, 35%)=1280kg
该内燃机一年可节约燃油的质量∆m= m1-m2=120kg
15. 阅读下列材料，并解答问题：
“可燃冰”被视为21世纪的新型绿色能源。科学家估计，全球海洋底部可燃冰分布的范围约4000万平方公里，储量可供人类使用约1000年。我国南海海底存储着丰富的可燃冰资源，已经查明的储量相当于目前陆上石油、天然气资源量总数的三分之一。
可燃冰的主要成分是甲烷，1m3可燃冰可转化生成164m3的甲烷气体和0.8m3的水，已知甲烷气体的热值为3.6×107 J/m3。
桂林市新开通的301路公交车，使用LNG天然液化气为燃料，这种燃料的主要成分就是甲烷。
如果301路公交车满载乘客时总质量是6000kg，1m3可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧产生的能量，可供公交车满载时以36km/h的速度匀速行驶1640min，行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.05倍，则这段时间内发动机的实际功率和效率各为多大？
【答案】6×104W；50%。
【解析】（1）1m3可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧放出热量：
Q放＝q甲烷V＝3.6×107J/m3×164m3＝5.904×109J
由题知：t＝1640min＝9.84×104s
发动机的实际功率：
P＝ EQ \F(W,t)＝ EQ \F(Q放,t)＝ EQ \F(5.904×109J,9.84×104s)＝6×104W
（2）由题知：v＝36km/h＝10m/s，公交车行驶路程：
s＝vt＝10m/s×9.84×104s＝9.84×105m，
又因车匀速行驶，所以汽车的牵引力：
F＝f＝0.05G车＝0.05mg＝0.05×6000kg×10N/kg＝3×103N，
牵引力做的有用功：
W有用＝Fs＝3×103N×9.84×105m＝2.952×109J，
发动机效率：η＝ EQ \F( W有用, Q放)＝ EQ \F(2.952×109J,5.904×109J)＝50%
16．（2022·广西柳州·统考中考真题）下列关于热机的说法正确的是（ ）
A．热机的效率为100% B．热机只有汽油机和柴油机两种
C．好的热机工作时不排放废气D．热机工作时都要利用燃料的化学能
【答案】D
【解析】A．热机工作过程中不可避免地要克服机件间的摩擦而做额外功，无法使热机的效率达到100%，故A错误；
B．蒸汽机、火箭、柴油机、汽油机等都属于热机，故B错误；
C．热机排气冲程中排出废气，故C错误；
D．热机工作时时，热机先将燃料的化学能转化为内能，后把内能转化为机械能，故D正确。
故选D。
17．（2022·湖北宜昌·统考中考真题）关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（ ）
A．没有燃烧的燃料，热值等于零
B．燃料完全燃烧时，它的热值最大
C．燃料的热值与质量和燃烧状态无关
D．燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多
【答案】C
【解析】ABC．热值是燃料自身的一种属性，大小与燃料的质量、温度、燃烧情况无关，故AB错误，C正确；
D．根据公式Q=mq可知，燃料燃烧放出的热量多少与燃料的热值、燃料的质量有关，与燃烧时的温度无关，故D错误。
故选C。
18. （2022·湖南怀化·统考中考真题）2022年北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车（如图所示），该车排放物是水，不产生任何污染物，是当前世界新能源汽车重要的发展方向。假设某国产氢燃料电池车总质量为5×103kg。在某次测试中该车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍，在0.5h内行驶了28km的路程，消耗的氢能源为0.4kg（不考虑氢能源燃料消耗对车质量的影响）。求该测试过程中氢燃料电池车：（已知q氢=1.4×108J，g取10N/kg）
（1）行驶的平均速度为多少km/h；
（2）牵引力做的功；
（3）氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率。
【答案】（1）56km/h；（2）2.8×107J；（3）50%
【详解】（1）氢燃料电池车0.5h内行驶了28km的路程，车行驶的平均速度为
v=s/t=28km/0.5h=56km/h
（2）氢燃料电池车总质量为5×103kg，受到的重力为
G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N
车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍，汽车做匀速直线运动，牵引力和阻力是一对平衡力，
所以车受到的牵引力为F=f=0.02G=0.02×5×104N=103N
牵引力做的功为
W=Fs=103N×28×103m=2.8×107J
（3）消耗0.4kg的氢能源，放出的热量为
Q放=qm=0.4kg×1.4×108J=5.6×107J
氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率为
η＝ EQ \F( W, Q放)＝ EQ \F(2.8×107J,5.6×107J)＝50%
19.（2022甘肃金昌·统考中考真题）小华家里用的是天然气灶，他尝试估测该灶的效率。小华在水壶中加入5L水，水的初温是20℃，然后将水烧开，他观察天然气表发现此次烧水用了0.1m3天然气，天然气的热值为3.2×107J/m3，水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃），当地大气压为标准大气压。求：
（1）水吸收的热量Q吸（不计水的热量损失）；
（2）天然气完全燃烧放出的热量Q放；
（3）天然气灶的效率η。
【答案】（1）1.68×106J；（2）3.2×106J；（3）52.5%
【解析】（1）水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×5×10-3m3=5kg
水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(100℃-20℃)=1.68×106J
（2）天然气放出的热量Q放＝Vq=3.5×107J/m3×0.1 m3=3.2×106J
（3）天然气灶的效率
η＝ EQ \F( Q吸, Q放)＝ EQ \F(1.68×106J
, 3.2×106J
)＝52.5%
20．（2022·江苏泰州·统考中考真题）在“比较酒精和碎纸片燃烧时放出的热量”实验中.
（1）由于燃料充分燃烧放出热量的多少不仅与燃料种类这一个因素有关，因此实验时必须控制酒精和碎纸片的______相等；实验中还需控制被加热的水的质量和初温均相同，以便于______；
（2）如图是小明安装好的实验装置，其中存在的错误是______；
（3）小华纠正了小明的错误，又组装了一套相同的实验装置，备好秒表，在两燃烧皿中分别加入准备好的酒精和碎纸片，读出水的初温后，进行如下操作：
①先点燃酒精，再点燃碎纸片；
②保证酒精和碎纸片燃烧时间相同，读取温度计的示数；
③待酒精和碎纸片充分燃烧结束，分别读取温度计的示数；
小红认为上述操作中，操作______是错误的，小明根据正确操作获得的数据，算出了燃料的热值，发现结果小于该燃料的实际热值，原因是______。
【答案】（1）质量；根据温度计示数确定水吸收热量的多少；（2）温度计液泡没有浸没在水中；（3）② ，燃烧过程中有热量损失。
【解析】（1）燃料充分燃烧放出热量的多少还与燃料的质量有关，所以要控制质量相等。
根据Q=cm ∆t，实验中还需控制被加热的水的质量和初温均相同，观察末态温度，末态温度高说明吸收热量多，反之，吸收热量少。
（2）使用温度计测量液体，应将温度计液泡完全浸没在液体中。
（3）保证酒精和碎纸片燃烧时间相同，但燃料燃烧速度未知，被燃烧的燃料质量不一定相等，故②错误。燃烧过程中有热量损失，水吸收的热量小于燃料燃烧放出的热量。
一、燃料的热值
1. 把某种燃料_________与其质量之比，叫这种燃料的热值，单位是_______；燃料燃烧放出热量的计算公式为：______。
【答案】完全燃烧放出的热量；J/kg；Q放=qm。
【解析】把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫这种燃料的热值，单位是J/kg。
燃料燃烧放出热量的计算公式为：Q放=qm；（Q放是热量，单位是J；q是热值，单位是J/kg；m是质量，单位是kg).
2．“可燃冰”主要成分是甲烷，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，所以“可燃冰”是一种新型清洁能源。其中甲烷的热值为q甲烷=4.2×107J／m3，其物理意义是（ ）
A. 1J的甲烷完全燃烧能产生4.2×107 m3热量。
B. 4.2×107J的甲烷完全燃烧能产生1m3热量。
C. 1m3甲烷完全燃烧能产生4.2×107 J热量。
D. 4.2×107m3的甲烷完全燃烧能产生1J热量。
【答案】C
【解析】对于固体和液体，热值表达式用q=Q/m来表示，物理意义是单位质量的燃料完全燃烧放出的热量。对于气体，热值表达式用q=Q/V来表示，物理意义是单位体积的燃料完全燃烧放出的热量。
甲烷通常以气态物质形态存在，其热值q甲烷=4.2×107J／m3，物理含义是：1m3甲烷完全燃烧能产生4.2×107 J的热量。
3．长征五号火箭为我国载人航天工程作出卓著贡献。长征五号火箭发动机使用液氢作燃料，是利用液氢的（ ）
A．密度大 B．比热容大 C．热值高 D．热效率高
【答案】C
【详解】火箭发动机使用液态氢作燃料，燃烧相同质量的燃料，液氢完全燃烧释放出的热量多，即液态氢的热值高，综上分析知，故ABD不符合题意；C符合题意。
故选C。
4. 关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（ ）
A．没有燃烧的燃料，其热值等于零
B．燃料的热值与其质量和燃烧状态无关
C．燃料完全燃烧时，它的热值最大
D．燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多
【答案】B
【详解】ABC.1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值，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AC错误，B正确；
D.由Q=mq可知，燃料燃烧放出的热量与热值和质量有关，与温度无关，故D错误。
故选B。
二、热机的效率
5. 用来做有用功的那部分能量和_________之比，叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标；目前热机的效率还比较低，在热机的能量损失中，_______带走的能量最多，设法利用这部分能量，是提高热机效率的重要措施。
【答案】燃料完全燃烧放出的能量，废气。
【解析】用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率。在热机的能量损失中，废气带走的能量最多。
6. 为了缓解能源紧缺问题，提高热机的效率变得越来越重要。下列有关热机效率的说法正确的是（ ）
A．尽量减少热机内部各部件间的摩擦可提高热机效率
B．使用的燃料热值越高，热机的效率越高
C．目前有些新型燃料汽车实现了“零排放”，它们的热机效率可达到100%
D．柴油机的效率一般低于汽油机的效率
【答案】A
【解析】A．尽量减少热机内部各部件间的摩擦，可以减少能量损失，所以可以提高热机效率，故A正确；
B．热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，比值越大，效率越高，与燃料的热值无关，故B错误；
C．目前有些新型燃料汽车实现了“零排放”，但是热机工作过程中不可避免地由于机件间的摩擦而产生额外功，因此热机效率不能达到100%，故C错误；
D．一般柴油机的压缩比比汽油机大得多，且气缸内柴油燃烧要比汽油燃烧更充分，所以柴油机的效率一般高于汽油机的效率，故D错误。
故选A。
7. 甲、乙两台汽油机，甲的效率比乙高，则（ ）
A．甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少
B．消耗同样多的汽油，甲做的有用功比乙做的有用功多
C．甲每秒钟做的功比乙每秒钟做的功多
D．做同样多的有用功，甲消耗的汽油比乙消耗的汽油多
【答案】B
【解析】A．由于不确定甲乙做功的多少，所以无法比较耗油量，故A不符合题意；
B．甲汽油机的效率高，消耗同样多的油，甲做的有用功多，故B符合题意；
C．甲每秒钟做功比乙每秒钟做功多，说明甲汽油机的功率大，与热机效率无关，故C不符题意；
D．甲汽油机热机效率比乙高，说明做同样多的有用功，甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少，故D不符合题意。
故选B。
8. 汽车发动机一般都是汽油机，某汽车汽油机的能量流向图如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．为了提高热机效率不应使用水冷却
B．减少汽油机部件的摩擦可以提高热机效率
C．该汽油机的能量利用率为33%
D．增加废气带走的热量可以提高热机效率
【答案】B
【解析】A．热机在工作时会产生大量的热量，需要冷却水将热量带走，否则会损坏热机，故A错误；
B．机械效率是机械做有用功与总功的比值，加润滑油减少各部件之间的摩擦，克服摩擦所做的额外功少，可以提高机械效率，故B正确；
C．该汽油机的热机效率为
η＝100%﹣33%﹣30%﹣7%＝30%
故C错误；
D．由题图可知，在热机的能量损失中，废气带走的能量最多，增加废气带走的热量降低了热机效率，故D错误。
故选B。
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
【答案】B
【解析】A．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，故A不符合题意；
B．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，故B符合题意；
C．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，故C不符合题意；
D．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，故D不符合题意。
故选B。
10．用燃气灶烧水，燃烧2kg的煤气，使200kg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）2kg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。
【答案】（1）8.4×107J；（2）4.2×107J；（3）50%。
【解析】（1）2kg煤气完全燃烧放出的热量
Q放=mq=2kg×4.2×107J/kg=8.4×107J
（2）水吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg·℃）×200kg×（70℃-20℃）=4.2×107J
（3）燃气灶烧水的效率
η＝ EQ \F( Q吸, Q放)= EQ \F( 4.2×107J, 8.4×107J
) =50%
11. 汽车已经走进了千家万户，热机是汽车的心脏，关于热机及其燃料，以下说法正确的是（ ）
A．无论热机内的燃料能否完全燃烧，燃料的热值都是定值
B．热机的工作原理是将机械能转化为内能
C．密闭在热机中燃料的温度越高，所含的热量就越多
D．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
【答案】A
【解析】A．热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料是否完全燃烧无关，A正确；
B．热机的工作原理是将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，故B错误；
C．热量是过程中，只能说明吸收或放出多少热量，不能说含有多少热量，故C错误；
D．柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油机在在压缩冲程中压缩程度大，喷入雾状柴油后燃烧更充分；做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值大，与热值大小无关，故D错误。
故选A。
12．2022年11月30日7时33分，神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站，两个航天员乘组首次实现“太空会师”。下列说法正确的是（ ）
A．火箭发射升空时发动机内的能量转化与汽油机的做功冲程一致
B．火箭燃料燃烧越充分，其热值越大
C．燃料燃烧释放的热量越多，热机效率越高
D．燃料用了一部分后，质量变小，热值变小
【答案】A
【解析】A．火箭发射升空时，将高温高压燃气内能转化为机械能，汽油机的做功冲程将高温高压燃气内能转化为机械能，所以两种能量转化一致，故A正确；
B．热值是物质的属性，热值大小保持不变，与燃料是否充分燃烧无关，故B错误；
C．热机效率是热机做有用功部分占燃料燃烧释放的热量之比，所以燃料燃烧释放的热量越多，做有用功部分比例不一定增大，故热机效率不一定高，故C错误；
D．热值是物质的属性，热值大小保持不变，燃料用了一部分后，质量变小，热值不变，故D错误。
故选A。
13. 小明将质量为20kg的水从25℃加热到75℃，【水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为3.5×107J/m3】。求：
（1）这些水吸收的热量；
（2）若天然气燃烧的热量中50%被这些水吸收，则需要多少m3天然气。
【答案】（1）4.2×106J；（2）0.24m3
【解析】（1）水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×20kg×(75℃-25℃)=4.2×106J
（2）天然气燃烧放出的热量
Q放＝ EQ \F( Q吸, η)= EQ \F( 4.2×106J, 50%) =8.4×106J
烧开这壶水需要天然气的体积
V＝ EQ \F( Q放, q)= EQ \F( 8.4×106J, 3.5×107J/m3) =0.24 m3
14．如图是内燃机中工作过程中的能流图。
（1）图中“1”处的能量形式为 ___________；
（2）若图中“2”和“3”处的能量分别占总能量的16%和52%，则该内燃机的效率为_____；
（3）若该内燃机一年消耗燃油的质量为1400kg，内燃机工作时效率在（2）问基础上提高3%，则效率提高后，该内燃机一年可节约燃油的质量为 ___________。
【答案】（1）燃料的化学能； （2）32%；（3）120kg.
【解析】（1）内燃机是将燃料的化学能转化为内能的装置，图中“1”处的能量形式为燃料的化学能。
（2）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，由题意知，内燃机的热机效率η＝100%﹣16%﹣52%＝32%
（3）内燃机效率提高3%，即η＝32%+3%＝35%
因为η＝ EQ \F( W有用, Q放)＝ EQ \F( W有用, qm)
所以W有用＝ηqm
内燃机效率提高后有用功是相同的，即
η1qm1=η2qm2
内燃机需要的燃油质量为
m2= EQ \F( η1m1, η2)＝ EQ \F( 32%×1400kg, 35%)=1280kg
该内燃机一年可节约燃油的质量∆m= m1-m2=120kg
15. 阅读下列材料，并解答问题：
“可燃冰”被视为21世纪的新型绿色能源。科学家估计，全球海洋底部可燃冰分布的范围约4000万平方公里，储量可供人类使用约1000年。我国南海海底存储着丰富的可燃冰资源，已经查明的储量相当于目前陆上石油、天然气资源量总数的三分之一。
可燃冰的主要成分是甲烷，1m3可燃冰可转化生成164m3的甲烷气体和0.8m3的水，已知甲烷气体的热值为3.6×107 J/m3。
桂林市新开通的301路公交车，使用LNG天然液化气为燃料，这种燃料的主要成分就是甲烷。
如果301路公交车满载乘客时总质量是6000kg，1m3可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧产生的能量，可供公交车满载时以36km/h的速度匀速行驶1640min，行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.05倍，则这段时间内发动机的实际功率和效率各为多大？
【答案】6×104W；50%。
【解析】（1）1m3可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧放出热量：
Q放＝q甲烷V＝3.6×107J/m3×164m3＝5.904×109J
由题知：t＝1640min＝9.84×104s
发动机的实际功率：
P＝ EQ \F(W,t)＝ EQ \F(Q放,t)＝ EQ \F(5.904×109J,9.84×104s)＝6×104W
（2）由题知：v＝36km/h＝10m/s，公交车行驶路程：
s＝vt＝10m/s×9.84×104s＝9.84×105m，
又因车匀速行驶，所以汽车的牵引力：
F＝f＝0.05G车＝0.05mg＝0.05×6000kg×10N/kg＝3×103N，
牵引力做的有用功：
W有用＝Fs＝3×103N×9.84×105m＝2.952×109J，
发动机效率：η＝ EQ \F( W有用, Q放)＝ EQ \F(2.952×109J,5.904×109J)＝50%
16．（2022·广西柳州·统考中考真题）下列关于热机的说法正确的是（ ）
A．热机的效率为100% B．热机只有汽油机和柴油机两种
C．好的热机工作时不排放废气D．热机工作时都要利用燃料的化学能
【答案】D
【解析】A．热机工作过程中不可避免地要克服机件间的摩擦而做额外功，无法使热机的效率达到100%，故A错误；
B．蒸汽机、火箭、柴油机、汽油机等都属于热机，故B错误；
C．热机排气冲程中排出废气，故C错误；
D．热机工作时时，热机先将燃料的化学能转化为内能，后把内能转化为机械能，故D正确。
故选D。
17．（2022·湖北宜昌·统考中考真题）关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（ ）
A．没有燃烧的燃料，热值等于零
B．燃料完全燃烧时，它的热值最大
C．燃料的热值与质量和燃烧状态无关
D．燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多
【答案】C
【解析】ABC．热值是燃料自身的一种属性，大小与燃料的质量、温度、燃烧情况无关，故AB错误，C正确；
D．根据公式Q=mq可知，燃料燃烧放出的热量多少与燃料的热值、燃料的质量有关，与燃烧时的温度无关，故D错误。
故选C。
18. （2022·湖南怀化·统考中考真题）2022年北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车（如图所示），该车排放物是水，不产生任何污染物，是当前世界新能源汽车重要的发展方向。假设某国产氢燃料电池车总质量为5×103kg。在某次测试中该车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍，在0.5h内行驶了28km的路程，消耗的氢能源为0.4kg（不考虑氢能源燃料消耗对车质量的影响）。求该测试过程中氢燃料电池车：（已知q氢=1.4×108J，g取10N/kg）
（1）行驶的平均速度为多少km/h；
（2）牵引力做的功；
（3）氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率。
【答案】（1）56km/h；（2）2.8×107J；（3）50%
【详解】（1）氢燃料电池车0.5h内行驶了28km的路程，车行驶的平均速度为
v=s/t=28km/0.5h=56km/h
（2）氢燃料电池车总质量为5×103kg，受到的重力为
G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N
车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍，汽车做匀速直线运动，牵引力和阻力是一对平衡力，
所以车受到的牵引力为F=f=0.02G=0.02×5×104N=103N
牵引力做的功为
W=Fs=103N×28×103m=2.8×107J
（3）消耗0.4kg的氢能源，放出的热量为
Q放=qm=0.4kg×1.4×108J=5.6×107J
氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率为
η＝ EQ \F( W, Q放)＝ EQ \F(2.8×107J,5.6×107J)＝50%
19.（2022甘肃金昌·统考中考真题）小华家里用的是天然气灶，他尝试估测该灶的效率。小华在水壶中加入5L水，水的初温是20℃，然后将水烧开，他观察天然气表发现此次烧水用了0.1m3天然气，天然气的热值为3.2×107J/m3，水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃），当地大气压为标准大气压。求：
（1）水吸收的热量Q吸（不计水的热量损失）；
（2）天然气完全燃烧放出的热量Q放；
（3）天然气灶的效率η。
【答案】（1）1.68×106J；（2）3.2×106J；（3）52.5%
【解析】（1）水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×5×10-3m3=5kg
水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(100℃-20℃)=1.68×106J
（2）天然气放出的热量Q放＝Vq=3.5×107J/m3×0.1 m3=3.2×106J
（3）天然气灶的效率
η＝ EQ \F( Q吸, Q放)＝ EQ \F(1.68×106J
, 3.2×106J
)＝52.5%
20．（2022·江苏泰州·统考中考真题）在“比较酒精和碎纸片燃烧时放出的热量”实验中.
（1）由于燃料充分燃烧放出热量的多少不仅与燃料种类这一个因素有关，因此实验时必须控制酒精和碎纸片的______相等；实验中还需控制被加热的水的质量和初温均相同，以便于______；
（2）如图是小明安装好的实验装置，其中存在的错误是______；
（3）小华纠正了小明的错误，又组装了一套相同的实验装置，备好秒表，在两燃烧皿中分别加入准备好的酒精和碎纸片，读出水的初温后，进行如下操作：
①先点燃酒精，再点燃碎纸片；
②保证酒精和碎纸片燃烧时间相同，读取温度计的示数；
③待酒精和碎纸片充分燃烧结束，分别读取温度计的示数；
小红认为上述操作中，操作______是错误的，小明根据正确操作获得的数据，算出了燃料的热值，发现结果小于该燃料的实际热值，原因是______。
【答案】（1）质量；根据温度计示数确定水吸收热量的多少；（2）温度计液泡没有浸没在水中；（3）② ，燃烧过程中有热量损失。
【解析】（1）燃料充分燃烧放出热量的多少还与燃料的质量有关，所以要控制质量相等。
根据Q=cm ∆t，实验中还需控制被加热的水的质量和初温均相同，观察末态温度，末态温度高说明吸收热量多，反之，吸收热量少。
（2）使用温度计测量液体，应将温度计液泡完全浸没在液体中。
（3）保证酒精和碎纸片燃烧时间相同，但燃料燃烧速度未知，被燃烧的燃料质量不一定相等，故②错误。燃烧过程中有热量损失，水吸收的热量小于燃料燃烧放出的热量。
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