13.4 熱機效率和環(huán)境保護 同步練習(xí)

第十三章內(nèi)能與熱機第四節(jié)熱機效率和環(huán)境保護基礎(chǔ)過關(guān)全練知識點1燃料的熱值1.(2023廣西南寧二中期中)現(xiàn)代火箭用液態(tài)氫作燃料，主要是因為它具有()A.較小的密度 B.較低的沸點 C.較大的比熱容 D.較大的熱值2.(2022福建漳州一中期中)實驗室有一瓶酒精，在做實驗時用去一半，同時由于氣溫升高，剩余酒精的溫度升高了，則剩余酒精的比熱容和熱值()A.都是原來的一半 B.比熱容不變，熱值是原來的一半C.比熱容不變，熱值不變 D.比熱容增大，熱值增大3.(2023海南?？诰判Ｆ谥?有甲、乙兩臺柴油機，在相同的時間內(nèi)，它們所做的有用功之比是4∶5，消耗柴油的質(zhì)量之比是2∶3，那么它們的效率之比是()A.1∶1 B.6∶5 C.5∶6 D.8∶154.使用天然氣比燒煤更加環(huán)保。在1個標準大氣壓下，將質(zhì)量為5kg、溫度為20℃的水燒開需要完全燃燒煤g；若換用天然氣，則需要完全燃燒天然氣m3。[q煤=3×107J/kg，q天然氣=4×107J/m3，c水=4.2×103J/(kg·℃)，不計熱量損失]

知識點2熱機效率與環(huán)境保護5.(2023福建尤溪期中)以下措施不能提高柴油機熱機效率的是()A.增加工作時間 B.增加活塞氣密性 C.減少機械間摩擦 D.使燃料更加充分地燃燒6.(2023廣東廣州執(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動力相同。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。則這兩輛汽車的熱機效率的大小關(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7.(2022河南舞鋼期中)如圖所示為某汽車內(nèi)燃機的能量流向圖，該內(nèi)燃機的效率為；要提高這臺內(nèi)燃機的效率，可以采取的措施是(寫出一條即可)。

8.(2023河南湯陰期中)小剛制定了以下實驗方案來比較酒精和汽油熱值的大小，請你將實驗補充完整并回答問題：(1)取相同的酒精和汽油作燃料，制成酒精燈和汽油燈。

(2)兩燈同時點燃后分別給兩杯質(zhì)量和初溫都相同的水加熱。(3)當時，觀察水溫的變化，甲裝置中溫度計讀數(shù)是80℃，而乙裝置中溫度計讀數(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)過的知識計算出水吸收的熱量，然后利用這個熱量計算出汽油的熱值，發(fā)現(xiàn)自己計算的結(jié)果比實際值偏小，原因可能是

(寫出一條即可)。

9.小天開車去某地送貨，車滿載時行駛100km耗油20L，勻速行駛時的牽引力是3266N，汽油的密度是0.71×103kg/m3，汽油的熱值是4.6×107J/kg，求其熱機效率。能力提升全練10.(2022廣東深圳中考)(多選)2022年6月5日10時44分，搭載神舟十四號載人飛船的長征二號F遙十四運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射。以下說法正確的是()A.火箭發(fā)射前內(nèi)能為零 B.火箭的燃料熱值大C.火箭燃料的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為機械能 D.加速升空過程中火箭的機械能增大11.(2023山東濟南歷下期中)汽油中加入適量乙醇作為汽車燃料，不僅節(jié)省了石油資源，還減少了汽車尾氣產(chǎn)生的污染。乙醇汽油的熱值約為4×107J/kg，表示1kg的乙醇汽油()A.具有4×107J的熱量 B.完全燃燒后可放出熱量4×107JC.具有4×107J的內(nèi)能 D.完全燃燒后可對外做功4×107J12.(2022安徽中考)小明利用家中的燃氣表和溫度計測量燃氣灶燒水的效率。將1kg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，則此次燃氣灶燒水的效率為。

13.(2023云南昆明八中期中)某實驗小組用如圖所示的裝置粗略測量蠟燭的熱值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)要完成本實驗，還需要的測量工具是和；

(2)罩子B的主要作用是；

(3)實驗收集的數(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。則蠟燭的熱值q=[不計熱量損失，水的比熱容用c水表示]；

(4)實驗測出的熱值會比真實值偏小，造成這一偏差的原因可能是(至少有一個選項正確，將正確選項的字母填在橫線上)。

A.蠟燭沒有完全燃燒 B.A桶中水的質(zhì)量太大C.A桶吸收了部分熱量 D.蠟燭燃燒放出的熱量一部分散失到空氣中14.(2023福建上杭期中)某家庭用燃氣熱水器將質(zhì)量為100kg，溫度為20℃的水加熱到70℃，消耗天然氣的體積為2m3(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4.2×107J/m3。求：(1)天然氣完全燃燒放出的熱量；(2)水吸收的熱量；(3)該熱水器工作的效率。素養(yǎng)探究全練15.熱機發(fā)明后，人們對其持續(xù)地改進。閱讀材料，回答問題。材料一：1769年，法國人居紐制造出蒸汽機推動的三輪汽車(圖甲)，傳統(tǒng)蒸汽機的燃料在氣缸外部燃燒(圖乙)，熱效率在5%~8%之間。材料二：1862年，法國人德羅夏提出內(nèi)燃機(內(nèi)燃指燃料在氣缸內(nèi)燃燒)的四沖程循環(huán)理論：①氣缸的向外運動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)運動對進入氣缸里的燃料進行壓縮；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，德國人奧托制造出以四沖程為依據(jù)的煤氣內(nèi)燃機，利用飛輪的慣性使四沖程自動實現(xiàn)循環(huán)往復(fù)，內(nèi)燃機的效率達到14%。(1)德羅夏提出的四沖程循環(huán)理論中，“產(chǎn)生巨大爆發(fā)力”可由圖丙中汽油機的(選填“A”“B”“C”或“D”)沖程實現(xiàn)。

(2)傳統(tǒng)蒸汽機存在不足之處，德羅夏提出內(nèi)燃的方式正是為了改進這一不足，這一不足之處是

。

(3)老師在利用如圖丁所示的裝置演示“做功可以改變內(nèi)能”的實驗時，迅速向下壓活塞，硝化棉就燃燒起來，這種點火方式，與(選填“汽油機”或“柴油機”)的點火方式相似。

(4)若讓一臺正在正常開動的柴油機停止轉(zhuǎn)動，一般應(yīng)進行的操作是。

A.斷開電路，停止供電 B.關(guān)停油路，停止供油C.以上兩種方法都可以 D.以上兩種方法都不行

第十三章內(nèi)能與熱機第四節(jié)熱機效率和環(huán)境保護答案全解全析基礎(chǔ)過關(guān)全練1.D液態(tài)氫的熱值比較大，燃燒相同質(zhì)量的燃料，液態(tài)氫放出的熱量更多，故現(xiàn)代火箭使用液態(tài)氫作燃料。2.C比熱容是物質(zhì)的一種特性，與物質(zhì)的質(zhì)量、體積和溫度無關(guān)，所以剩余酒精的比熱容不變；熱值是燃料的一種屬性，與燃料的質(zhì)量、體積和溫度無關(guān)，所以剩余酒精的熱值不變。3.B甲、乙柴油機的效率之比η甲：η乙=W甲有m甲q：W4.答案560.042解析由題意可知，水燒開需要吸收的熱量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(100℃-20℃)=1.68×106J；不計熱量損失，則Q放=Q吸=1.68×106J，需要完全燃燒煤的質(zhì)量m煤=Q放q煤=1.68×106J3×107J/kg5.A熱機效率是指對外做的有用功與燃料完全燃燒所釋放的能量的比值，因此增加活塞氣密性，減少機械間摩擦都可以減少能量的損失，從而提高熱機效率；使燃料更加充分地燃燒，可以提高燃料的利用率，也可以提高熱機效率；增加工作時間不能提高熱機效率。6.C甲車行駛100km，耗油4L×2=8L，乙車行駛100km，耗油7.3L，故甲車的熱機效率小于乙車的熱機效率，即η甲<η乙。7.答案34%使燃料充分燃燒解析由圖可知該內(nèi)燃機的效率為η=100%-(27%+39%)=34%；要提高內(nèi)燃機效率，可以采取的措施是使燃料充分燃燒、減少廢氣帶走的熱量、減少熱量的散失、減少部件間的摩擦。8.答案(1)質(zhì)量(3)燃料燃盡汽油(4)燃料燃燒放出的熱量會有部分散失，不能被水全部吸收解析(1)由控制變量法可知，若要比較酒精和汽油熱值的大小，應(yīng)取質(zhì)量相同的酒精和汽油進行實驗；(3)當燃料燃盡時，乙裝置中水溫較高，說明乙裝置中水吸收的熱量較多，則汽油完全燃燒放出的熱量較多，由Q放=mq可知汽油的熱值較大；(4)小剛發(fā)現(xiàn)自己計算的結(jié)果比實際值偏小，原因可能是燃料不能完全燃燒，放出的熱量會有部分散失，不能被水全部吸收。9.解析車滿載時行駛100km消耗汽油的質(zhì)量m=ρV=0.71×103kg/m3×20×10-3m3=14.2kg；汽油完全燃燒放出的熱量Q放=mq=14.2kg×4.6×107J/kg=6.532×108J；勻速行駛時牽引力做功W=Fs=3266N×105m=3.266×108J；熱機效率η=WQ放×100%=能力提升全練10.BD任何物體都具有內(nèi)能，火箭發(fā)射前也有內(nèi)能，A錯誤；火箭燃料需使用熱值大的液態(tài)氫，B正確；火箭也是一種熱機，其燃料燃燒釋放出的能量只有一部分轉(zhuǎn)化為機械能，C錯誤；火箭在加速升空過程中，速度和高度都變大，動能和重力勢能都變大，機械能增大，D正確。選B、D。11.B乙醇汽油的熱值約為4×107J/kg，表示1kg的乙醇汽油完全燃燒放出的熱量是4×107J。故選B。12.答案42%解析由題意知，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；此次燃氣灶燒水的效率η=Q吸Q放×100%=1.68×13.答案(1)溫度計托盤天平(2)減少熱量的損失(3)c水解析(1)要完成本實驗，需要測量水的溫度、水和蠟燭的質(zhì)量，因此還需要溫度計和托盤天平；(2)罩子B的主要作用是減少熱量的損失；(3)蠟燭的熱值q=Q放m蠟燭14.解析(1)天然氣完全燃燒放出的熱量Q放=Vq=2m3×4.2×107J/m3=8.4×107J；(2)水吸收的熱量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(70℃-20℃)=2.1×107J；(3)該熱水器的效率η=Q吸Q放素養(yǎng)探究全練15.答案(1)C(2)傳統(tǒng)蒸汽機的燃料在氣缸外部燃燒，熱機效率低(3)柴油機(4)B解析(1)在四沖程內(nèi)燃機中，提供動力的是做功沖程；由圖可知，A中只進氣門打開，活塞下行，為吸氣沖程；B中兩個氣門關(guān)閉，活塞上行，為壓縮沖程；C中兩個氣門關(guān)閉，活塞下行，為