13.4 热机效率和环境保护 同步练习

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.(2023广西南宁二中期中)现代火箭用液态氢作燃料，主要是因为它具有()A.较小的密度 B.较低的沸点 C.较大的比热容 D.较大的热值2.(2022福建漳州一中期中)实验室有一瓶酒精，在做实验时用去一半，同时由于气温升高，剩余酒精的温度升高了，则剩余酒精的比热容和热值()A.都是原来的一半 B.比热容不变，热值是原来的一半C.比热容不变，热值不变 D.比热容增大，热值增大3.(2023海南海口九校期中)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4∶5，消耗柴油的质量之比是2∶3，那么它们的效率之比是()A.1∶1 B.6∶5 C.5∶6 D.8∶154.使用天然气比烧煤更加环保。在1个标准大气压下，将质量为5kg、温度为20℃的水烧开需要完全燃烧煤g；若换用天然气，则需要完全燃烧天然气m3。[q煤=3×107J/kg，q天然气=4×107J/m3，c水=4.2×103J/(kg·℃)，不计热量损失]

知识点2热机效率与环境保护5.(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.使燃料更加充分地燃烧6.(2023广东广州执信中学期中)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。则这两辆汽车的热机效率的大小关系为()A.η甲=η乙 B.η甲>η乙 C.η甲<η乙 D.条件不足，无法判断7.(2022河南舞钢期中)如图所示为某汽车内燃机的能量流向图，该内燃机的效率为；要提高这台内燃机的效率，可以采取的措施是(写出一条即可)。

8.(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。

(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偏小，原因可能是

(写出一条即可)。

9.小天开车去某地送货，车满载时行驶100km耗油20L，匀速行驶时的牵引力是3266N，汽油的密度是0.71×103kg/m3，汽油的热值是4.6×107J/kg，求其热机效率。能力提升全练10.(2022广东深圳中考)(多选)2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。以下说法正确的是()A.火箭发射前内能为零 B.火箭的燃料热值大C.火箭燃料的化学能全部转化为机械能 D.加速升空过程中火箭的机械能增大11.(2023山东济南历下期中)汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料，不仅节省了石油资源，还减少了汽车尾气产生的污染。乙醇汽油的热值约为4×107J/kg，表示1kg的乙醇汽油()A.具有4×107J的热量 B.完全燃烧后可放出热量4×107JC.具有4×107J的内能 D.完全燃烧后可对外做功4×107J12.(2022安徽中考)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。

13.(2023云南昆明八中期中)某实验小组用如图所示的装置粗略测量蜡烛的热值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；

(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。则蜡烛的热值q=[不计热量损失，水的比热容用c水表示]；

(4)实验测出的热值会比真实值偏小，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.A桶中水的质量太大C.A桶吸收了部分热量 D.蜡烛燃烧放出的热量一部分散失到空气中14.(2023福建上杭期中)某家庭用燃气热水器将质量为100kg，温度为20℃的水加热到70℃，消耗天然气的体积为2m3(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4.2×107J/m3。求：(1)天然气完全燃烧放出的热量；(2)水吸收的热量；(3)该热水器工作的效率。素养探究全练15.热机发明后，人们对其持续地改进。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(图甲)，传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧(图乙)，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中，“产生巨大爆发力”可由图丙中汽油机的(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，这一不足之处是

。

(3)老师在利用如图丁所示的装置演示“做功可以改变内能”的实验时，迅速向下压活塞，硝化棉就燃烧起来，这种点火方式，与(选填“汽油机”或“柴油机”)的点火方式相似。

(4)若让一台正在正常开动的柴油机停止转动，一般应进行的操作是。

A.断开电路，停止供电 B.关停油路，停止供油C.以上两种方法都可以 D.以上两种方法都不行

第十三章内能与热机第四节热机效率和环境保护答案全解全析基础过关全练1.D液态氢的热值比较大，燃烧相同质量的燃料，液态氢放出的热量更多，故现代火箭使用液态氢作燃料。2.C比热容是物质的一种特性，与物质的质量、体积和温度无关，所以剩余酒精的比热容不变；热值是燃料的一种属性，与燃料的质量、体积和温度无关，所以剩余酒精的热值不变。3.B甲、乙柴油机的效率之比η甲：η乙=W甲有m甲q：W4.答案560.042解析由题意可知，水烧开需要吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(100℃-20℃)=1.68×106J；不计热量损失，则Q放=Q吸=1.68×106J，需要完全燃烧煤的质量m煤=Q放q煤=1.68×106J3×107J/kg5.A热机效率是指对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放的能量的比值，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；使燃料更加充分地燃烧，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。6.C甲车行驶100km，耗油4L×2=8L，乙车行驶100km，耗油7.3L，故甲车的热机效率小于乙车的热机效率，即η甲<η乙。7.答案34%使燃料充分燃烧解析由图可知该内燃机的效率为η=100%-(27%+39%)=34%；要提高内燃机效率，可以采取的措施是使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热量的散失、减少部件间的摩擦。8.答案(1)质量(3)燃料燃尽汽油(4)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，若要比较酒精和汽油热值的大小，应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，说明乙装置中水吸收的热量较多，则汽油完全燃烧放出的热量较多，由Q放=mq可知汽油的热值较大；(4)小刚发现自己计算的结果比实际值偏小，原因可能是燃料不能完全燃烧，放出的热量会有部分散失，不能被水全部吸收。9.解析车满载时行驶100km消耗汽油的质量m=ρV=0.71×103kg/m3×20×10-3m3=14.2kg；汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq=14.2kg×4.6×107J/kg=6.532×108J；匀速行驶时牵引力做功W=Fs=3266N×105m=3.266×108J；热机效率η=WQ放×100%=能力提升全练10.BD任何物体都具有内能，火箭发射前也有内能，A错误；火箭燃料需使用热值大的液态氢，B正确；火箭也是一种热机，其燃料燃烧释放出的能量只有一部分转化为机械能，C错误；火箭在加速升空过程中，速度和高度都变大，动能和重力势能都变大，机械能增大，D正确。选B、D。11.B乙醇汽油的热值约为4×107J/kg，表示1kg的乙醇汽油完全燃烧放出的热量是4×107J。故选B。12.答案42%解析由题意知，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=Q吸Q放×100%=1.68×13.答案(1)温度计托盘天平(2)减少热量的损失(3)c水解析(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托盘天平；(2)罩子B的主要作用是减少热量的损失；(3)蜡烛的热值q=Q放m蜡烛14.解析(1)天然气完全燃烧放出的热量Q放=Vq=2m3×4.2×107J/m3=8.4×107J；(2)水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(70℃-20℃)=2.1×107J；(3)该热水器的效率η=Q吸Q放素养探究全练15.答案(1)C(2)传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧，热机效率低(3)柴油机(4)B解析(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