沪科版九年级物理第十三章内能与热机第四节热机效率和环境保护课件

第十三章内能与热机第四节热机效率和环境保护基础过关全练知识点1燃料的热值1.(2024山东商河期中)我国是第一个宣布成功实现对可燃冰

试开采中获得连续稳定产气的国家。“可燃冰”作为新型

能源,有巨大的开发潜力。同等条件下,“可燃冰”完全燃烧

放出的热量达到煤气的数十倍,这表示“可燃冰”的 (

)A.热量很大

B.温度很高C.热值很大

D.比热容很大C解析在同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到

煤气的数十倍,说明“可燃冰”的热值很大,故选C。2.(2023内蒙古赤峰中考)轿车行驶过程中,油箱中汽油逐渐

减少,剩余汽油的热值、密度变化情况为 (

)A.热值不变,密度不变 B.热值不变,密度变小C.热值变小,密度不变 D.热值变小,密度变小A解析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、体积、是否完全燃烧等因素无关,所以油箱中汽油

逐渐减少,热值不变;密度是物质的一种特性,只与物质的种

类、状态有关,与物质的质量、体积等因素无关,所以油箱中

汽油逐渐减少,密度不变,故选A。3.小芳家的太阳能热水器水箱容积为150L,水

箱内装满水后在阳光照射下,水的温度升高了20℃。水吸收

的热量为

J,若改用燃烧天然气使同样多的水升高

相同的温度,忽略热量散失,至少需要消耗天然气

kg。

[c=4.2×103J/(kg·℃),q天然气=5×107J/kg]1.26×1070.252解析太阳能热水器水箱内装满水时水的质量:m=ρV=1.0×

103kg/m3×150×10-3m3=150kg。水吸收的热量:Q吸=cmΔt=4.2×

103J/(kg·℃)×150kg×20℃=1.26×107J;Q放=Q吸=1.26×107J,由

Q=mq得,需要消耗天然气的质量:m‘= = =

0.252kg。4.(新考法·设计实验)(2023河南汤阴期中)小刚制定了以下实

验方案来比较酒精和汽油热值的大小,请你将实验补充完整

并回答问题:

(1)取

相同的酒精和汽油作燃料,制成酒精灯和汽油灯。质量(2)两灯同时点燃后分别给两杯质量和初温都相同的水加热。(3)当

时,观察水温的变化,甲装置中温度计读数是

80℃,而乙装置中温度计的读数是90℃,由此判断

的

热值比较大。(4)爱学习的小刚根据前面学过的知识计算出水吸收的热量,

然后利用这个热量计算出汽油的热值,发现自己计算的结果

比实际值小,原因可能是(写一条):

。燃料燃尽汽油燃料燃烧放出的热

量会有部分散失,不能被水全部吸收解析

(1)由控制变量法可知若要探究酒精和汽油热值的大

小关系,要取质量相同的酒精和汽油进行实验;(3)当燃料燃

尽时,乙装置中水温较高,说明乙装置中的水吸收热量较多,

则汽油完全燃烧放出的热量较多,由Q=qm可知汽油的热值

较高;(4)小刚发现自己计算的结果比实际值小,原因是燃料

不可能完全燃烧,放出的热量也会有部分散失,不能被水全部吸收。知识点2热机效率与环境保护5.(2024山东济南历城期中)(多选)汽车是现代生活中最常见

的一种交通工具,如图是某汽车发动机的能量流向图。下列

说法正确的是 (

)

A.燃料燃烧时将化学能转化为内能B.汽车所排出的尾气格外烫,主要是

方向3的能量损失C.有时汽车会排出浓重的黑烟,主要是方向1的能量损失D.及时给汽车的各个部件添加润滑油,是为了减少方向2的

能量损失ABCD解析燃料燃烧时将化学能转化为内能,A正确;汽车所排出

的尾气格外烫,说明废气带走了较多的热量,主要是方向3的

能量损失,B正确;有时汽车会排出浓重的黑烟,黑烟是由燃料

没有充分燃烧形成的,是方向1的能量损失,C正确;及时给汽

车的各个部件添加润滑油,可以减小摩擦,是为了减少方向2

的能量损失,故D正确。故选A、B、C、D。6.(2023福建尤溪期中)以下措施不能提高柴油机热机效率的

是 (

)A.增加工作时间

B.增加活塞气密性C.减少机械间摩擦

D.使燃料燃烧更加完全A解析热机效率是指对外做的有用功与燃料完全燃烧放出

的能量之比,因此增加活塞气密性,减少机械间摩擦都可以减

少能量的损失,从而提高热机效率;使燃料燃烧更加完全,可

以提高燃料的利用率,也可以提高热机效率;增加工作时间不

能提高热机效率。选A。7.(新课标·科学推理)(2023广东广州越秀执信中学期中)有

甲、乙两辆汽车,使用相同品质的汽油,在水平高速公路上匀

速行驶时动力相同。甲车行驶50km消耗的汽油为4L,乙车

行驶100km消耗的汽油为7.3L。则这两台汽车的效率η大

小关系为 (

)A.η甲=η乙

B.η甲>η乙C.η甲<η乙

D.条件不足,无法判断C解析甲、乙两车在水平高速公路上匀速行驶时动力相同,

甲车行驶100km,耗油4L×2=8L,乙车行驶100km,耗油7.3L,

两车做的有用功相同,故甲车的效率小于乙车的效率,即η甲<

η乙。选C。8.(新课标·科学推理)(2023四川南充中考)某单缸四冲程汽油

机,飞轮每分钟转3000转,则每秒对外做功

次,每次

对外做功115J,该汽油机的效率为25%,连续工作1小时需消

耗汽油

kg(q汽油=4.6×107J/kg)。250.9解析飞轮每转动两转,完成四个冲程,对外做功一次。飞轮

每秒的转速v= r/s=50r/s,每秒对外做功25次。连续工作1h,飞轮对外做功W=115J×25×3600=1.035×107J,消耗汽油

放出的热量Q放= = =4.14×107J,消耗汽油的质量m= = =0.9kg。9.(2024河南滑县期中,10,★☆☆)关于燃料的热值,以下说法

正确的是 (

) A.容易燃烧的燃料,热值一定大B.柴油的热值比干木柴大,燃烧柴油放出的热量一定比燃烧

干木柴放出的热量多C.燃料热值的大小与其质量的大小无关D.燃料燃烧时越充分,燃料的热值越大能力提升全练C解析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C正确,A、D错误;虽然柴

油的热值比干木柴大,但是柴油和干木柴的质量关系不确定,

所以无法确定燃烧柴油放出的热量和燃烧干木柴放出的热

量的关系,故B错误。故选C。10.(新课标·科学推理)(2023四川成都中考,B3,★★☆)小美在

老师指导下进行了以下实验:甲、乙两烧杯各装100g水,用

酒精灯加热甲烧杯,煤油灯加热乙烧杯,直至杯内水沸腾1分

钟即熄灭该灯,测得消耗酒精4g、煤油2.5g。她根据实验数

据绘制了水温与加热时间关系的图像(如图)。若水沸腾前

质量不改变,同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等,

q酒精=3.0×107J/kg,q煤油=4.6×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg∙℃),则

下列说法正确的是 (

)A.整个过程,甲杯中的水吸收的热量更多B.前3分钟,乙杯中的水吸收的热量为3.36×

104JC.消耗的煤油完全燃烧放出的热量为1.15×108JD.酒精灯加热的效率为28%B解析根据题意,由于甲、乙两烧杯各装水的质量相等,水的

初始温度相同,根据Q=cmΔt可知水沸腾前,两杯水吸收的热

量相等,为Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg∙℃)×0.1kg×80℃=3.36×

104J,且同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等,则整

个过程甲、乙两杯水所吸收的热量分别为:Q甲= Q吸= ×3.36×104J=4.032×104J,Q乙= Q吸= ×3.36×104J=4.48×104J,所以整个过程中,乙杯中的水吸收的热量更多,A错误,B正确;整个

过程中消耗的煤油完全燃烧放出的热量Q煤油=q煤油m煤油=4.6×

107J/kg×2.5×10-3kg=1.15×105J,C错误;在整个过程中,燃烧4g

酒精所释放的热量Q酒精=q酒精m酒精=3.0×107J/kg×4×10-3kg=1.2×105J,可得酒精灯加热的效率η= ×100%= ×

100%=33.6%,D错误。11.(2022安徽中考,7,★★☆)小明利用家中的燃气表和温度

计测量燃气灶烧水的效率。将1kg的水从20℃加热到60℃,

消耗了0.01m3的天然气(假设天然气完全燃烧),已知水的比

热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为4.0×107J/m3,则此次

燃气灶烧水的效率为

。42%解析水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(60℃-20℃)=1.68×105J;天然气完全燃烧放出的热量:Q放=Vq=

0.01m3×4.0×107J/m3=4×105J;此次燃气灶烧水的效率:η= ×100%= ×100%=42%。12.(新考法·设计实验)(2023云南昆明八中期中,24,★★☆)某

实验小组用如图所示的装置粗略测量蜡的热值q,图中A桶内

装有水,B为下部开了许多通气孔的罩子。

(1)要完成本实验,还需要的测量工具是

和

;(2)罩子B的主要作用是

;温度计天平减少热量的损失(3)实验收集的数据:A桶中水的质量为m水,水的初温为t1,末温

为t2,蜡烛燃烧前的质量为m1,燃烧后的质量为m2。则蜡的热

值q=

[不计热损失,水的比热容为c水];(4)实验测出的热值会比真实值小,造成这一偏差的原因可能

是

。(至少有一个选项正确,将正确选项的字母填在

横线上)A.蜡烛没有完全燃烧 B.桶A中水的质量太多

C.桶A吸收了部分热量D.蜡烛燃烧放出的热量一部分散失到空气中ACD解析

(1)要完成本实验,需要测量水的温度、水和蜡烛的质

量,因此还需要温度计和天平;(2)罩子B的主要作用是减少热

量的损失;(3)蜡的热值q= = = ;(4)实验过程中蜡烛没有完全燃烧、桶A吸收了部分热量以及蜡烛

燃烧产生的热量有部分散失于空气中,都会导致实验测出的热值比真实值小,故A、C、D正确。13.(新情境·环境保护)(2024福建福清期中,30,★☆☆)科研工

作者研发出一种清洁环保的新能源生物燃料油,燃烧时只生

成二氧化碳和水,不易燃不易爆,安全可靠。现将200kg的水

从20℃加热到80℃需燃烧5kg新能源生物燃料油,若这一加

热过程的热效率为14%。求:(1)水吸收的热量。[c水=4.2×103J/(kg·℃)](2)5kg新能源生物燃料油完全燃烧释放的热量。(3)该新能源生物燃料油的热值。解析

(1)水吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×

200kg×(80℃-20℃)=5.04×107J;(2)根据η= ×100%可知,新能源生物燃料油完全燃烧放出的热量Q放= = =3.6×108J;(3)根据Q=mq可知,这种燃油的热值q= = =7.2×

107J/kg。14.(2022山东济宁任城期中)热机发明后,一直在持续改进和

发展中,请阅读材料,回答问题。材料一:1769年,法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车,

传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧,热效率在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

素养探究全练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%。(1)德罗夏提出的四冲程循环理论,“产生巨大爆发力”可由

图甲中汽油机的

(选填“A”“B”“C”或“D”)

冲程实现。(2)传统蒸汽机存在不足之处,德罗夏提出内燃的方式正是为

了改进这一不足,这不足之处是