滬科版九年級(jí)物理第十三章內(nèi)能與熱機(jī)第四節(jié)熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)課件

第十三章內(nèi)能與熱機(jī)第四節(jié)熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)基礎(chǔ)過關(guān)全練知識(shí)點(diǎn)1燃料的熱值1.(2024山東商河期中)我國(guó)是第一個(gè)宣布成功實(shí)現(xiàn)對(duì)可燃冰

試開采中獲得連續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)氣的國(guó)家?！翱扇急弊鳛樾滦?/p>

能源,有巨大的開發(fā)潛力。同等條件下,“可燃冰”完全燃燒

放出的熱量達(dá)到煤氣的數(shù)十倍,這表示“可燃冰”的?(

)A.熱量很大

B.溫度很高C.熱值很大

D.比熱容很大C解析在同等條件下,“可燃冰”完全燃燒放出的熱量達(dá)到

煤氣的數(shù)十倍,說明“可燃冰”的熱值很大,故選C。2.(2023內(nèi)蒙古赤峰中考)轎車行駛過程中,油箱中汽油逐漸

減少,剩余汽油的熱值、密度變化情況為?(

)A.熱值不變,密度不變 B.熱值不變,密度變小C.熱值變小,密度不變 D.熱值變小,密度變小A解析熱值是燃料的一種特性,只與燃料的種類有關(guān),與燃料

的質(zhì)量、體積、是否完全燃燒等因素?zé)o關(guān),所以油箱中汽油

逐漸減少,熱值不變;密度是物質(zhì)的一種特性,只與物質(zhì)的種

類、狀態(tài)有關(guān),與物質(zhì)的質(zhì)量、體積等因素?zé)o關(guān),所以油箱中

汽油逐漸減少,密度不變,故選A。3.小芳家的太陽(yáng)能熱水器水箱容積為150L,水

箱內(nèi)裝滿水后在陽(yáng)光照射下,水的溫度升高了20℃。水吸收

的熱量為

J,若改用燃燒天然氣使同樣多的水升高

相同的溫度,忽略熱量散失,至少需要消耗天然氣

kg。

[c=4.2×103J/(kg·℃),q天然氣=5×107J/kg]1.26×1070.252解析太陽(yáng)能熱水器水箱內(nèi)裝滿水時(shí)水的質(zhì)量:m=ρV=1.0×

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

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

Q=mq得,需要消耗天然氣的質(zhì)量:m‘=?=?=

0.252kg。4.(新考法·設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn))(2023河南湯陰期中)小剛制定了以下實(shí)

驗(yàn)方案來比較酒精和汽油熱值的大小,請(qǐng)你將實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充完整

并回答問題:

(1)取

相同的酒精和汽油作燃料,制成酒精燈和汽油燈。質(zhì)量(2)兩燈同時(shí)點(diǎn)燃后分別給兩杯質(zhì)量和初溫都相同的水加熱。(3)當(dāng)

時(shí),觀察水溫的變化,甲裝置中溫度計(jì)讀數(shù)是

80℃,而乙裝置中溫度計(jì)的讀數(shù)是90℃,由此判斷

的

熱值比較大。(4)愛學(xué)習(xí)的小剛根據(jù)前面學(xué)過的知識(shí)計(jì)算出水吸收的熱量,

然后利用這個(gè)熱量計(jì)算出汽油的熱值,發(fā)現(xiàn)自己計(jì)算的結(jié)果

比實(shí)際值小,原因可能是(寫一條):

。燃料燃盡汽油燃料燃燒放出的熱

量會(huì)有部分散失,不能被水全部吸收解析

(1)由控制變量法可知若要探究酒精和汽油熱值的大

小關(guān)系,要取質(zhì)量相同的酒精和汽油進(jìn)行實(shí)驗(yàn);(3)當(dāng)燃料燃

盡時(shí),乙裝置中水溫較高,說明乙裝置中的水吸收熱量較多,

則汽油完全燃燒放出的熱量較多,由Q=qm可知汽油的熱值

較高;(4)小剛發(fā)現(xiàn)自己計(jì)算的結(jié)果比實(shí)際值小,原因是燃料

不可能完全燃燒,放出的熱量也會(huì)有部分散失,不能被水全部吸收。知識(shí)點(diǎn)2熱機(jī)效率與環(huán)境保護(hù)5.(2024山東濟(jì)南歷城期中)(多選)汽車是現(xiàn)代生活中最常見

的一種交通工具,如圖是某汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的能量流向圖。下列

說法正確的是?(

)

A.燃料燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B.汽車所排出的尾氣格外燙,主要是

方向3的能量損失C.有時(shí)汽車會(huì)排出濃重的黑煙,主要是方向1的能量損失D.及時(shí)給汽車的各個(gè)部件添加潤(rùn)滑油,是為了減少方向2的

能量損失ABCD解析燃料燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,A正確;汽車所排出

的尾氣格外燙,說明廢氣帶走了較多的熱量,主要是方向3的

能量損失,B正確;有時(shí)汽車會(huì)排出濃重的黑煙,黑煙是由燃料

沒有充分燃燒形成的,是方向1的能量損失,C正確;及時(shí)給汽

車的各個(gè)部件添加潤(rùn)滑油,可以減小摩擦,是為了減少方向2

的能量損失,故D正確。故選A、B、C、D。6.(2023福建尤溪期中)以下措施不能提高柴油機(jī)熱機(jī)效率的

是?(

)A.增加工作時(shí)間

B.增加活塞氣密性C.減少機(jī)械間摩擦

D.使燃料燃燒更加完全A解析熱機(jī)效率是指對(duì)外做的有用功與燃料完全燃燒放出

的能量之比,因此增加活塞氣密性,減少機(jī)械間摩擦都可以減

少能量的損失,從而提高熱機(jī)效率;使燃料燃燒更加完全,可

以提高燃料的利用率,也可以提高熱機(jī)效率;增加工作時(shí)間不

能提高熱機(jī)效率。選A。7.(新課標(biāo)·科學(xué)推理)(2023廣東廣州越秀執(zhí)信中學(xué)期中)有

甲、乙兩輛汽車,使用相同品質(zhì)的汽油,在水平高速公路上勻

速行駛時(shí)動(dòng)力相同。甲車行駛50km消耗的汽油為4L,乙車

行駛100km消耗的汽油為7.3L。則這兩臺(tái)汽車的效率η大

小關(guān)系為?(

)A.η甲=η乙

B.η甲>η乙C.η甲<η乙

D.條件不足,無法判斷C解析甲、乙兩車在水平高速公路上勻速行駛時(shí)動(dòng)力相同,

甲車行駛100km,耗油4L×2=8L,乙車行駛100km,耗油7.3L,

兩車做的有用功相同,故甲車的效率小于乙車的效率,即η甲<

η乙。選C。8.(新課標(biāo)·科學(xué)推理)(2023四川南充中考)某單缸四沖程汽油

機(jī),飛輪每分鐘轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn),則每秒對(duì)外做功

次,每次

對(duì)外做功115J,該汽油機(jī)的效率為25%,連續(xù)工作1小時(shí)需消

耗汽油

kg(q汽油=4.6×107J/kg)。250.9解析飛輪每轉(zhuǎn)動(dòng)兩轉(zhuǎn),完成四個(gè)沖程,對(duì)外做功一次。飛輪

每秒的轉(zhuǎn)速v=?r/s=50r/s,每秒對(duì)外做功25次。連續(xù)工作1h,飛輪對(duì)外做功W=115J×25×3600=1.035×107J,消耗汽油

放出的熱量Q放=?=?=4.14×107J,消耗汽油的質(zhì)量m=?=?=0.9kg。9.(2024河南滑縣期中,10,★☆☆)關(guān)于燃料的熱值,以下說法

正確的是?(

) A.容易燃燒的燃料,熱值一定大B.柴油的熱值比干木柴大,燃燒柴油放出的熱量一定比燃燒

干木柴放出的熱量多C.燃料熱值的大小與其質(zhì)量的大小無關(guān)D.燃料燃燒時(shí)越充分,燃料的熱值越大能力提升全練C解析熱值是燃料的一種特性,它只與燃料的種類有關(guān),與燃

料的質(zhì)量、燃燒程度等均無關(guān),故C正確,A、D錯(cuò)誤;雖然柴

油的熱值比干木柴大,但是柴油和干木柴的質(zhì)量關(guān)系不確定,

所以無法確定燃燒柴油放出的熱量和燃燒干木柴放出的熱

量的關(guān)系,故B錯(cuò)誤。故選C。10.(新課標(biāo)·科學(xué)推理)(2023四川成都中考,B3,★★☆)小美在

老師指導(dǎo)下進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn):甲、乙兩燒杯各裝100g水,用

酒精燈加熱甲燒杯,煤油燈加熱乙燒杯,直至杯內(nèi)水沸騰1分

鐘即熄滅該燈,測(cè)得消耗酒精4g、煤油2.5g。她根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)

據(jù)繪制了水溫與加熱時(shí)間關(guān)系的圖像(如圖)。若水沸騰前

質(zhì)量不改變,同一杯水沸騰前后單位時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相等,

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

下列說法正確的是?(

)A.整個(gè)過程,甲杯中的水吸收的熱量更多B.前3分鐘,乙杯中的水吸收的熱量為3.36×

104JC.消耗的煤油完全燃燒放出的熱量為1.15×108JD.酒精燈加熱的效率為28%B解析根據(jù)題意,由于甲、乙兩燒杯各裝水的質(zhì)量相等,水的

初始溫度相同,根據(jù)Q=cmΔt可知水沸騰前,兩杯水吸收的熱

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

104J,且同一杯水沸騰前后單位時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相等,則整

個(gè)過程甲、乙兩杯水所吸收的熱量分別為:Q甲=?Q吸=?×3.36×104J=4.032×104J,Q乙=?Q吸=?×3.36×104J=4.48×104J,所以整個(gè)過程中,乙杯中的水吸收的熱量更多,A錯(cuò)誤,B正確;整個(gè)

過程中消耗的煤油完全燃燒放出的熱量Q煤油=q煤油m煤油=4.6×

107J/kg×2.5×10-3kg=1.15×105J,C錯(cuò)誤;在整個(gè)過程中,燃燒4g

酒精所釋放的熱量Q酒精=q酒精m酒精=3.0×107J/kg×4×10-3kg=1.2×105J,可得酒精燈加熱的效率η=?×100%=?×

100%=33.6%,D錯(cuò)誤。11.(2022安徽中考,7,★★☆)小明利用家中的燃?xì)獗砗蜏囟?/p>

計(jì)測(cè)量燃?xì)庠顭男?。?kg的水從20℃加熱到60℃,

消耗了0.01m3的天然氣(假設(shè)天然氣完全燃燒),已知水的比

熱容為4.2×103J/(kg·℃),天然氣的熱值為4.0×107J/m3,則此次

燃?xì)庠顭男蕿?/p>

。42%解析水吸收的熱量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(60℃-20℃)=1.68×105J;天然氣完全燃燒放出的熱量:Q放=Vq=

0.01m3×4.0×107J/m3=4×105J;此次燃?xì)庠顭男?η=?×100%=?×100%=42%。12.(新考法·設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn))(2023云南昆明八中期中,24,★★☆)某

實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的裝置粗略測(cè)量蠟的熱值q,圖中A桶內(nèi)

裝有水,B為下部開了許多通氣孔的罩子。

(1)要完成本實(shí)驗(yàn),還需要的測(cè)量工具是

和

;(2)罩子B的主要作用是

;溫度計(jì)天平減少熱量的損失(3)實(shí)驗(yàn)收集的數(shù)據(jù):A桶中水的質(zhì)量為m水,水的初溫為t1,末溫

為t2,蠟燭燃燒前的質(zhì)量為m1,燃燒后的質(zhì)量為m2。則蠟的熱

值q=

[不計(jì)熱損失,水的比熱容為c水];(4)實(shí)驗(yàn)測(cè)出的熱值會(huì)比真實(shí)值小,造成這一偏差的原因可能

是

。(至少有一個(gè)選項(xiàng)正確,將正確選項(xiàng)的字母填在

橫線上)A.蠟燭沒有完全燃燒 B.桶A中水的質(zhì)量太多

C.桶A吸收了部分熱量D.蠟燭燃燒放出的熱量一部分散失到空氣中ACD解析

(1)要完成本實(shí)驗(yàn),需要測(cè)量水的溫度、水和蠟燭的質(zhì)

量,因此還需要溫度計(jì)和天平;(2)罩子B的主要作用是減少熱

量的損失;(3)蠟的熱值q=?=?=?;(4)實(shí)驗(yàn)過程中蠟燭沒有完全燃燒、桶A吸收了部分熱量以及蠟燭

燃燒產(chǎn)生的熱量有部分散失于空氣中,都會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)測(cè)出的熱值比真實(shí)值小,故A、C、D正確。13.(新情境·環(huán)境保護(hù))(2024福建福清期中,30,★☆☆)科研工

作者研發(fā)出一種清潔環(huán)保的新能源生物燃料油,燃燒時(shí)只生

成二氧化碳和水,不易燃不易爆,安全可靠。現(xiàn)將200kg的水

從20℃加熱到80℃需燃燒5kg新能源生物燃料油,若這一加

熱過程的熱效率為14%。求:(1)水吸收的熱量。[c水=4.2×103J/(kg·℃)](2)5kg新能源生物燃料油完全燃燒釋放的熱量。(3)該新能源生物燃料油的熱值。解析

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

200kg×(80℃-20℃)=5.04×107J;(2)根據(jù)η=?×100%可知,新能源生物燃料油完全燃燒放出的熱量Q放=?=?=3.6×108J;(3)根據(jù)Q=mq可知,這種燃油的熱值q=?=?=7.2×

107J/kg。14.(2022山東濟(jì)寧任城期中)熱機(jī)發(fā)明后,一直在持續(xù)改進(jìn)和

發(fā)展中,請(qǐng)閱讀材料,回答問題。材料一:1769年,法國(guó)人居紐制造出蒸汽機(jī)推動(dòng)的三輪汽車,

傳統(tǒng)蒸汽機(jī)的燃料在氣缸外部燃燒,熱效率在5%~8%之間。材料二:1862年,法國(guó)人德羅夏提出內(nèi)燃機(jī)(內(nèi)燃指燃料在氣

缸內(nèi)燃燒)的四沖程循環(huán)理論:①氣缸的向外運(yùn)動(dòng)造成的真空

將混合氣體燃料吸入氣缸;②通過氣缸的向內(nèi)運(yùn)動(dòng)對(duì)進(jìn)入氣

素養(yǎng)探究全練缸里的燃料進(jìn)行壓縮;③高壓燃燒氣體產(chǎn)生巨大爆發(fā)力;④將

已經(jīng)燃燒的廢氣從氣缸中排出。材料三:1876年,德國(guó)人奧托制造出以四沖程為依據(jù)的煤氣內(nèi)

燃機(jī),利用飛輪的慣性使四沖程自動(dòng)實(shí)現(xiàn)循環(huán)往復(fù),內(nèi)燃機(jī)的

效率達(dá)到14%。(1)德羅夏提出的四沖程循環(huán)理論,“產(chǎn)生巨大爆發(fā)力”可由

圖甲中汽油機(jī)的

(選填“A”“B”“C”或“D”)

沖程實(shí)現(xiàn)。(2)傳統(tǒng)蒸汽機(jī)存在不足之處,德羅夏提出內(nèi)燃的方式正是為

了改進(jìn)這一不足,這不足之處是