資源簡介

2　熱機效率
A基礎達標　
1.下列可能符合汽車熱機能量流向的是(D)
A B
C D
2.某內燃機的能量流向如圖所示。該內燃機的效率為(D)
A.7% B.28% C.31% D.34%
3.某拖拉機的熱機效率為34%,某汽車的熱機效率為29%,這說明了(D)
A.拖拉機做的有用功比汽車多
B.拖拉機的功率比汽車大
C.拖拉機做的功比汽車多
D.燃料完全燃燒放出相同的熱量,拖拉機將內能轉化成的機械能比汽車多
4.下列關于熱機的說法中,正確的是(D)
A.使用的燃料熱值越高,熱機的效率越高
B.熱機消耗的燃料越多,熱機的效率越低
C.目前有些新型燃料汽車實現了“零排放”,它們的熱機效率可達到100%
D.熱機做相同的有用功,消耗的燃料越少,熱機的效率越高
5.(2024臨沂沂水縣期中)某臺柴油機中的所有燃料完全燃燒能放出8×107 J的熱量。若工作時用完全部燃料損失了4.8×107 J的能量,下列說法正確的是(D)
A.用來做有用功的能量為8×107 J
B.該柴油機的效率為60%
C.通過科技進步,在未來可以實現能量零損失
D.減少機械間的摩擦可以提高熱機效率
6.乙醇汽油是由乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的能源,能有效改善油品的性能和質量。它不影響汽車的性能,還減少有害氣體的排放。乙醇汽油熱值約4.6×107 J/kg,某汽車發動機的能量流向圖如圖所示,則下列說法正確的是(C)
A.該車發動機的效率為27%
B.0.1 kg的乙醇汽油燃燒一定能夠釋放4.6×106 J的能量
C.利用廢氣的能量及減小摩擦是提高熱機效率的有效途徑
D.發動機壓縮沖程把燃料燃燒產生的內能轉化為機械能
7.(2024簡陽簡城學區期中)某汽油機的各項能量損失所占的百分率分別是:廢氣內能35%,散熱損失30%,機械損失10%,則該汽油機的熱機效率是　25%　。一般情況下柴油機的熱機效率　大于　(選填“大于”“等于”或“小于”)汽油機的熱機效率。
8.某單缸四沖程汽油機,飛輪每分鐘轉3 000轉,則每秒對外做功　25　次,每次對外做功115 J,該汽油機的效率為25%,連續工作1小時需消耗汽油　0.9　kg。(q汽油=4.6×107 J/kg)
9.(2024日照)有一種小型單缸四沖程汽油機,每個工作循環做功
500 J,曲軸的轉速是300 r/min,每分鐘消耗汽油5 g。則該內燃機的功率是　1 250　W,機械效率是　32.6%　。(q汽油=4.6×107 J/kg)
10.(2024宿遷)氫能是新能源利用的新潮流,加快氫能產業發展成為實現“碳達峰、碳中和”的重要舉措。如圖所示是市場上的某品牌氫能自行車,一次性充滿0.02 kg氫氣,2 h能勻速騎行50 km,氫能自行車與騎行者總質量為84 kg,騎行時受到的阻力為總重的0.05倍,氫氣熱值為1.4×108 J/kg。氫氣完全燃燒產生的熱量是　2.8×106　J,氫氣的利用效率是　75%　。(g=10 N/kg)
11.(2024蘇州)如圖所示為某折疊卡式爐,采用丁烷氣體作為燃料。水壺裝入2 L初溫為25 ℃的水,用卡式爐加熱至100 ℃,消耗了25 g丁烷氣體[水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃),丁烷的熱值為4.8×
107 J/kg]。求:
(1)壺中水的質量;
(2)水吸收的熱量;
(3)卡式爐的加熱效率。
解析:(1)由ρ=可知,水的質量m水=ρ水V水=1.0×103 kg/m3×2×
10-3 m3=2 kg;
(2)水吸收的熱量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×
(100 ℃-25 ℃)=6.3×105 J;
(3)丁烷氣體完全燃燒放出的熱量Q放=mq=2.5×10-2 kg×4.8×
107 J/kg=1.2×106 J,
卡式爐的加熱效率η=×100%=×100%=52.5%。
答案:(1)2 kg　(2)6.3×105 J　(3)52.5%
12.(2024山西)山西擁有豐富的歷史文化遺產。暑假期間小明一家從平遙古城自駕前往五臺山,進行古建筑研學旅行。平遙古城到五臺山全程約360 km,駕車前往大約需要4 h。(汽油的熱值q取4.5×107 J/kg,汽油的密度ρ取0.8×103 kg/m3)
(1)求汽車的平均速度;
(2)汽車全程消耗汽油25 L,求汽油完全燃燒放出的熱量Q;
(3)若汽車發動機全程的平均功率為25 kW,求汽車發動機的效率。
解析:(1)汽車平均速度v===90 km/h;
(2)消耗汽油的質量m=ρV=25×10-3 m×0.8×103 kg/m3=20 kg,
汽油完全燃燒放出的熱量Q=qm=4.5×107 J/kg×20 kg=9×108 J;
(3)汽車發動機做的機械功W=Pt=25×103 W×4×3 600 s=3.6×108 J,
發動機的機械效率η=×100%=×100%=40%。
答案:(1)90 km/h　(2)9×108 J　(3)40%
B能力提升　
13.汽車是現代生活中最常見的一種交通工具,如圖甲、乙所示分別是某汽油機的某沖程及能量流向圖。下列有關說法正確的是(A)
A.圖甲是壓縮沖程,活塞對汽缸內的氣體做功,氣體的溫度升高
B.由圖乙可知該汽油機的效率是30%
C.汽車尾氣中的“汽油味”越濃燃料燃燒得越不充分,這會降低燃料的熱值
D.為了節能,冬天汽車都會利用尾氣中的余熱給車內供暖,該舉措大大提高了燃料的熱值
14.(多選題)做相同的有用功,甲、乙兩柴油機用時和消耗柴油的質量對比如表所示,下列說法正確的是(AC)
柴油機 完成工作量 時間 消耗柴油
甲 相同 3 h 5 kg
乙 2 h 6 kg
A.甲的功率小,熱機效率高
B.甲做的有用功多,且做功快
C.乙的總功大,熱機效率低
D.甲所用的柴油的熱值比乙用的高,乙做的有用功少
15.(2024成都玉林中學期中)如圖所示,圖甲為四沖程汽油機的一個沖程,圖乙為該汽油機燃料燃燒后的能量轉化比例圖。下列說法正確的是(C)
A.該汽油機的效率為70%
B.汽油機吸氣沖程吸入汽缸的物質僅有空氣
C.甲圖的沖程使汽車獲得動力,將內能轉化為機械能
D.相同時間內燃燒的汽油質量越大,汽油機的效率越高
16.(2025巴中巴州區期末)甲、乙兩臺汽油機,甲的功率是乙的2倍,甲的效率是30%,乙的效率是20%,那么甲、乙在相同時間內所消耗汽油質量之比為(D)
A.3∶4 B.2∶3 C.3∶2 D.4∶3
17.(2024達州)在1個標準大氣壓下,小明用天然氣灶將質量為1 kg的水,從20 ℃加熱到沸騰,水吸收的熱量是　3.36×105　J。他家天然氣熱水器的熱效率是70%,他某次洗澡,耗水20 kg,熱水器進水溫度是22 ℃,出水溫度是42 ℃,他這次洗澡消耗天然氣　0.075　m3。已知水的比熱容是4.2×103 J/(kg·℃),天然氣的熱值是3.2×107 J/m3。
C拔高培優　
18.如圖所示為甲、乙、丙三部汽油機燃料完全燃燒釋放的內能和汽油機輸出機械能的二維柱狀圖。根據圖中的信息,下列選項完全正確的是(D)
A.丙輸出的機械能比甲少,所以丙的效率比甲低
B.在消耗燃料質量相同時,乙輸出機械能比甲少
C.在輸出的機械能相同時,乙比丙消耗的燃料更多
D.三部汽油機中,乙的效率最高2　熱機效率
A基礎達標　
1.下列可能符合汽車熱機能量流向的是( )
A B
C D
2.某內燃機的能量流向如圖所示。該內燃機的效率為( )
A.7% B.28% C.31% D.34%
3.某拖拉機的熱機效率為34%,某汽車的熱機效率為29%,這說明了( )
A.拖拉機做的有用功比汽車多
B.拖拉機的功率比汽車大
C.拖拉機做的功比汽車多
D.燃料完全燃燒放出相同的熱量,拖拉機將內能轉化成的機械能比汽車多
4.下列關于熱機的說法中,正確的是( )
A.使用的燃料熱值越高,熱機的效率越高
B.熱機消耗的燃料越多,熱機的效率越低
C.目前有些新型燃料汽車實現了“零排放”,它們的熱機效率可達到100%
D.熱機做相同的有用功,消耗的燃料越少,熱機的效率越高
5.(2024臨沂沂水縣期中)某臺柴油機中的所有燃料完全燃燒能放出8×107 J的熱量。若工作時用完全部燃料損失了4.8×107 J的能量,下列說法正確的是( )
A.用來做有用功的能量為8×107 J
B.該柴油機的效率為60%
C.通過科技進步,在未來可以實現能量零損失
D.減少機械間的摩擦可以提高熱機效率
6.乙醇汽油是由乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的能源,能有效改善油品的性能和質量。它不影響汽車的性能,還減少有害氣體的排放。乙醇汽油熱值約4.6×107 J/kg,某汽車發動機的能量流向圖如圖所示,則下列說法正確的是( )
A.該車發動機的效率為27%
B.0.1 kg的乙醇汽油燃燒一定能夠釋放4.6×106 J的能量
C.利用廢氣的能量及減小摩擦是提高熱機效率的有效途徑
D.發動機壓縮沖程把燃料燃燒產生的內能轉化為機械能
7.(2024簡陽簡城學區期中)某汽油機的各項能量損失所占的百分率分別是:廢氣內能35%,散熱損失30%,機械損失10%,則該汽油機的熱機效率是 。一般情況下柴油機的熱機效率 (選填“大于”“等于”或“小于”)汽油機的熱機效率。
8.某單缸四沖程汽油機,飛輪每分鐘轉3 000轉,則每秒對外做功 次,每次對外做功115 J,該汽油機的效率為25%,連續工作1小時需消耗汽油 kg。(q汽油=4.6×107 J/kg)
9.(2024日照)有一種小型單缸四沖程汽油機,每個工作循環做功
500 J,曲軸的轉速是300 r/min,每分鐘消耗汽油5 g。則該內燃機的功率是 W,機械效率是 。(q汽油=4.6×107 J/kg)
10.(2024宿遷)氫能是新能源利用的新潮流,加快氫能產業發展成為實現“碳達峰、碳中和”的重要舉措。如圖所示是市場上的某品牌氫能自行車,一次性充滿0.02 kg氫氣,2 h能勻速騎行50 km,氫能自行車與騎行者總質量為84 kg,騎行時受到的阻力為總重的0.05倍,氫氣熱值為1.4×108 J/kg。氫氣完全燃燒產生的熱量是 J,氫氣的利用效率是 。(g=10 N/kg)
11.(2024蘇州)如圖所示為某折疊卡式爐,采用丁烷氣體作為燃料。水壺裝入2 L初溫為25 ℃的水,用卡式爐加熱至100 ℃,消耗了25 g丁烷氣體[水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃),丁烷的熱值為4.8×
107 J/kg]。求:
(1)壺中水的質量;
(2)水吸收的熱量;
(3)卡式爐的加熱效率。
12.(2024山西)山西擁有豐富的歷史文化遺產。暑假期間小明一家從平遙古城自駕前往五臺山,進行古建筑研學旅行。平遙古城到五臺山全程約360 km,駕車前往大約需要4 h。(汽油的熱值q取4.5×107 J/kg,汽油的密度ρ取0.8×103 kg/m3)
(1)求汽車的平均速度;
(2)汽車全程消耗汽油25 L,求汽油完全燃燒放出的熱量Q;
(3)若汽車發動機全程的平均功率為25 kW,求汽車發動機的效率。
B能力提升　
13.汽車是現代生活中最常見的一種交通工具,如圖甲、乙所示分別是某汽油機的某沖程及能量流向圖。下列有關說法正確的是( )
A.圖甲是壓縮沖程,活塞對汽缸內的氣體做功,氣體的溫度升高
B.由圖乙可知該汽油機的效率是30%
C.汽車尾氣中的“汽油味”越濃燃料燃燒得越不充分,這會降低燃料的熱值
D.為了節能,冬天汽車都會利用尾氣中的余熱給車內供暖,該舉措大大提高了燃料的熱值
14.(多選題)做相同的有用功,甲、乙兩柴油機用時和消耗柴油的質量對比如表所示,下列說法正確的是( )
柴油機 完成工作量 時間 消耗柴油
甲 相同 3 h 5 kg
乙 2 h 6 kg
A.甲的功率小,熱機效率高
B.甲做的有用功多,且做功快
C.乙的總功大,熱機效率低
D.甲所用的柴油的熱值比乙用的高,乙做的有用功少
15.(2024成都玉林中學期中)如圖所示,圖甲為四沖程汽油機的一個沖程,圖乙為該汽油機燃料燃燒后的能量轉化比例圖。下列說法正確的是( )
A.該汽油機的效率為70%
B.汽油機吸氣沖程吸入汽缸的物質僅有空氣
C.甲圖的沖程使汽車獲得動力,將內能轉化為機械能
D.相同時間內燃燒的汽油質量越大,汽油機的效率越高
16.(2025巴中巴州區期末)甲、乙兩臺汽油機,甲的功率是乙的2倍,甲的效率是30%,乙的效率是20%,那么甲、乙在相同時間內所消耗汽油質量之比為( )
A.3∶4 B.2∶3 C.3∶2 D.4∶3
17.(2024達州)在1個標準大氣壓下,小明用天然氣灶將質量為1 kg的水,從20 ℃加熱到沸騰,水吸收的熱量是 J。他家天然氣熱水器的熱效率是70%,他某次洗澡,耗水20 kg,熱水器進水溫度是22 ℃,出水溫度是42 ℃,他這次洗澡消耗天然氣 m3。已知水的比熱容是4.2×103 J/(kg·℃),天然氣的熱值是3.2×107 J/m3。
C拔高培優　
18.如圖所示為甲、乙、丙三部汽油機燃料完全燃燒釋放的內能和汽油機輸出機械能的二維柱狀圖。根據圖中的信息,下列選項完全正確的是( )
A.丙輸出的機械能比甲少,所以丙的效率比甲低
B.在消耗燃料質量相同時,乙輸出機械能比甲少
C.在輸出的機械能相同時,乙比丙消耗的燃料更多
D.三部汽油機中,乙的效率最高

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