《热机效率和环境保护》能力提升练

学而优教有方2/2第四节热机效率和环境保护一、选择题1.（2021·山西实验中学月考）在庆祝中华人民共和国成立70周年的阅兵式上，装备方队中压轴出场的东风-41洲际战略核导弹，无疑最为引人瞩目。如果你是它的设计师，选择推进器燃料时，该物质应具有的特性是（）A.热值大B.比热容大C.密度大D.内能大2.（2021·福建南安新营中学月考）（多选）下列关于热值和热机效率的描述中，正确的是（）A.燃然料的热值与燃料是否完全燃烧无关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.使用热值高的燃料可提高热机的效率3.（2020·甘肃兰州天庆中学月考）有一台柴油机，柴油完全燃烧放出的热量是，在工作过程中损失了的热量，则此柴油机的效率是（）A.30%B.40%C.42%D.48%4.（2017·湖南岳阳中考）随着人们的生活水平的提高，汽车走进千家万户。关于小汽车涉及的知识说法正确的是（）A.用甘油做发电机的冷却剂B.发动机做功冲程将内能转化为机械能C.精心保养可使发动机的效率达到100%D.排出的尾气对环境没有任何污染二、填空题5.（2021·安徽合肥四十五中月考）合理分类和利用垃圾可以变废为宝。在一定条件下，已知1t垃圾能“榨”出170kg燃料油，这种燃料油的热值为，其表示的物理意义是：________；这些燃料油完全燃烧所释放的热量为________J。6.（2019·黑龙江齐齐哈尔中考）如图所示是观察海波熔化现象的实验装置，海波在熔化过程中温度不变内能________（选填“变大”“变小”或“不变”）。实验过程中完全燃烧了5g酒精，放出的热量为________J。7.（2021·独家原创试题）我国倡导节能减排，既要快速发展，又要保护环境。2020年冬季，为响应国家“煤改气”政策，不少地区将烧煤改成了烧天然气。不计热量损失，改造前，将质量为1kg、温度为20℃的水烧开需要完全燃烧煤________kg，不计热量损失，改造后，需完全燃烧天然气________。8.（2021·山东济南槐荫期中）深圳市比亚迪汽车公司已成为全国知名汽车品牌，其生产的燃油汽车工作时用于给气缸冷却的冷却剂温度会升高，内能会增大，这是利用________的方式改变了冷却剂的内能。小明同学在参观比亚迪汽车公司博物馆时发现了一张早期内燃机的能量流向图，如图，请根据该图中给出的信息，计算该内燃机的效率为________。三、综合题9.（2021·河南郑州巩义期中）小天开车去洛阳送货，车满载时行驶百公里耗油20L，匀速行驶时的牵引力是4000N，汽油的密度是，汽油的热值是，求热机的效率是多少？10.（2020·浙江绍兴中考）热机发明后，一直在持续的改进和发展中。材料一：1769年，法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车（图甲），传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧（图乙），热效率为5%~8%之间。材料二：1862年，法国人德罗夏提出内燃机（内燃指燃料在气缸内燃烧）的四冲程循环理论：①气缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入气缸；②通过气缸的向内运动对进入气缸里的燃料进行压缩：③高压燃烧气体产生巨大爆发力；④将已经燃烧的废气从气缸中排出。材料三：1876年，德国人奥托制造出以四冲程为依据的煤气内燃机，利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往复，内燃机的效率达到14%。甲乙丙（1）四冲程循环理论提及的“巨大爆发力”由图中的________冲程实现。A.B.C.D.（2）德罗夏提到的内燃方式是基于________的猜想。（3）老师在重复演示“做功改变内能”实验（图丙）之旬，需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下，其目的与内燃机的________（选填“吸气”“压缩”“做功”或“排气”）冲程的原理相似。11.小明想通过实验比较不同燃料的热值，他利用如图所示完全相同的甲、乙两套实验装置，用质量相等的酒精和碎纸片分别同时给质量和初温都相同的水加热，比较相同时间内水升高的温度。甲乙（1）小明实验方案中存在明显问题，请你帮他指出来，并写出正确的实验方案。答：错误是________,应改________。（2）为了正确完成实验，除了图示装置还需要的一个测量器材是________。（3）小明按正确方法进行实验后，发现甲中温度计升高的示数是乙中温度计升高示数的2倍，小明就认为酒精的热值是碎纸片的2倍。这个结论是否可靠？答：________（选填“可靠”或“不可靠”）。理由是：________。

参考答案1.答案：A解析：选择推进器燃料时，相同质量的燃料完全燃烧时，放出的热量越多，所以需要热值大的燃料。故选A。2.答案：AB解析：热值是燃料的一种特性，和燃料是否完全燃烧燃烧释放的热量多少无关，故A正确，C错误；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；用热值高的燃料，燃烧相同质量的燃料可以放出更多的热量，做的有用功不一定多，有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值不一定大，热机效率不一定会得到提高，故D错误。故选A、B。3.答案：B解析：柴油机工作时用来做有用功的能量为，柴油机的效率为。4.答案：B解析：水的比热容较大，常用水做发动机的冷却剂；发动机做功冲程中将内能转化为机械能；发动机在工作时不可避免地要克服部件间摩擦做额外功，效率不会达到100%；排出的尾气对环境有污染。二、填空题5.答案：质量为1kg的这种燃料油在完全燃烧时放出的热量是解析：这种燃料油的热值为，其表示的物理意义是，质量为1kg的这种燃料油在完全燃烧时放出的热量是；这些燃料油完全燃烧释放出的热量：。6.答案：变大解析：海波是晶体，晶体在融化过程中吸收热量，内能增加，温度不变；完全燃烧5g酒精放出的热量。7.答案：解析：将质量为1k，温度为20℃的水烧开需要吸收的热量；需要完全燃烧煤的质量；需要完全燃烧天然气的体积。8.答案：热传递30%解析：燃油汽车工作时，冷却剂吸收热量，温度升高，内能增大，这是利用热传递的方式改变了冷却剂的内能；由图可知，输出有用功占燃料燃烧放出热量的比例为100%-33%-30%-7%=30%，所以内燃机的效率为。三、综合题9.答案：50%解析：车满载时行驶百公里消耗汽油的质量；汽油完全燃烧放出的热量；匀速行驶时牵引力做功；热机的效率10.答案：（1）C（2）燃料在气缸内燃烧，热量损失少，热效率高（3）排气解析：解析核心素养的发展具有阶段性，依据学生的认知特点与课程的衔接情况，处理好相关主题内容的学段衔接关系，能有的放矢地促进学生核心素养的发展进阶。该题在学生学习了四冲程内燃机之后，及时补充“热机的发明、发展和改进”的材料，以此为素材命题既拓宽了学生的视野，又有效实现了知识的衔接和学生能力的提升。（1）在四冲程内燃机中，提供动力的是做功冲程；由图可知，A中只进气门打开，活塞下行，为吸气冲程；B中两个气门关闭，活塞上行，为压缩冲程；C中两个气门关闭，活塞下行，为做功冲程；D中只排气门打开，活塞上行，为排气冲程；故“巨大爆发力”由C冲程实现；（2）德罗夏提到的内燃方式是基于燃料在气缸内燃烧，热量损失少，热效率高的猜想；（3）老师需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下，其目的是排出里面的废气，相当于内燃机的排气冲程。11.答案：（1）比较相同时间内水升高的温度比较燃料燃尽时水升高的温度（2）天平（3）不可靠燃料燃烧时放出的热量没有全部被水吸收解析：科学教育不仅要让学生有效地习得科学知识，更要让他们领会隐藏在科学知识背后的思想方法、观念与价值，实现三维目标的有机融合，促进学生核心素养的发展。为此，应尽可能地创设真实的探究情境，让学生在探究中更多地获取直接经验，去认识科学世界的真实面貌，取得最大的收获。本题以科学探究为载体，依托已学的热值等知识，利用控制变量法、转化法等科学研究方法，来提升核心素养。（1）实验中应燃烧相等质量的酒精与碎纸