14.2 热机的效率【三大题型】-2024-2025学年九年级物理全一册同步高频考点精讲与热点题型精练（人教版）

14.2 热机的效率【三大题型】 【题型一 有关热机的计算】 1．（2023•黄石期末）一台单缸四冲程汽油机，它的转速是800r/min，做功冲程中燃气推动活塞一次做功1500J，那么这台汽油机的功率为（　　） A．10kW B．15kW C．20kW D．1200kW 2．（2023•淮南期中）一台柴油机，功率为70kW，机械效率为40%，已知柴油的热值为4.2×107J/kg，当它正常工作时，每分钟消耗的柴油是（　　） A．0.25g B．250g C．0.4g D．400g 3．（2023•永州期中）某单缸四冲程汽油机的转速是600r/min，则下列说法正确的是（　　） A．1min内燃机对外做了600次功 B．1s内完成了10个工作循环 C．燃气做一次功的时间间隔是0.2s D．1s内活塞共来回20次 4．（2023•西安期末）某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），下列说法中正确的是（　　） A．汽油机每秒内完成30个冲程 B．汽油机的功率为2025W C．做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2.7×107N D．一个做功冲程中燃气对活塞做的功为1.35×105J 5．（2023•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）。 6．（2023•昆明模拟）某台汽油机飞轮的转速为1800r/min，在1s内，汽油机完成了　 　个工作循环。如果汽油机在一段时间内消耗了500g汽油，若这些汽油完全燃烧，可放出热量　 　J。（q汽油＝4.6×107J/kg） 【题型二 燃料的热值及其计算】 7．（2023•成都期中）关于燃料的热值以下说法正确的是（　　） A．煤的热值比干木柴大，因此煤燃烧放出的热量一定比干木柴多 B．容易燃烧的燃料，热值一定大 C．为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料 D．燃料的热值与燃料的质量无关 8．（2023•厦门期末）古语道：“人要实，火要虚”。此话的意思是说做人要脚踏实地，才能事业有成：可燃物要架空一些，才能燃烧更旺。“火要虚”的目的是（　　） A．增大可燃物物的热值 B．降低可燃物的着火点 C．能使可燃物完全燃烧 D．提高了可燃物的利用率 9．（2023•长沙中考）砖的制作工艺流传数千年，从晒制到烧制，从青砖到红砖，小小的砖块见证了人类迈向文明的历程，下列说法正确的是（　　） A．晒制泥坯时，泥坯温度越高含有的热量越多 B．高温烧制时，通过热传递的方式改变砖块的内能 C．烧制红砖时，燃料燃烧越充分，其热值越大 D．在质地均匀的砖上雕刻花纹，砖的密度变小 10．（2023•沈阳模拟）关于q的理解，下列说法中正确的是（　　） A．热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比，与燃料质量成反比 B．若燃料不完全燃烧，部分能源将被浪费掉，热值将减小 C．当燃料未燃烧时，其热值为零 D．某种燃料的热值大小与燃料的质量、燃烧是否充分均无关 11．（2023•保定期中）甲、乙两种燃料，甲的质量是乙的2倍，甲、乙完全燃烧后放出的热量之比为3：2，则甲、乙两种燃料的热值之比为（　　） A．3：4 B．4：3 C．2：3 D．3：2 12．（2023•广州期末）两种不同材料的燃料，甲质量2kg，乙质量1kg，两者温度都升高1℃，吸收热量如图a所示，甲乙燃料完全燃烧后放出的热量如图b所示，则（　　） A．甲的比热容大于乙的比热容 B．甲的热值大于乙的热值 C．甲、乙的温度都降低1℃，甲、乙放出的热量一样多 D．相同质量的甲、乙燃料完全燃烧放出的热量的一样多 13．（2023•三明期中）“页岩气”是蕴藏在岩层中的天然气，因其 　 　（选填“比热容”或“热值”）较大，被誉为未来的能源“明星”；完全燃烧0.1m3天然气可放出 　 　J的热量。（q天然气＝3.2×107J/m3） 14．（2023•西安期中）在标准大气压下，使用煤气灶将2kg水从20℃加热70℃，水吸收的热量是 　 　J，若不计热量损失，此过程需要完全燃烧 　 　kg的煤气。未使用完的煤气的热值会 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。[水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值q煤气＝4.2×107J/kg] 15．（2023•重庆模拟）为了有效利用资源、减少大气污染，可对锯末、稻壳和秸秆…进行回收加工制成木炭。完全燃烧2.8kg这种木炭可放出 　 　J的热量，若这些热量完全被水吸收，能使质量为500kg、初温为24℃的水温度升高 　 　℃。（这种木炭的热值q＝3.0×107J/kg，水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），当地气压为1个标准大气压） 16．（2023•泸州期末）《三国演义》中有“青梅煮酒”的典故，芒种节气正是青梅煮酒季，煮酒可利用水浴法对酒加热。质量为0.5kg的酒从20℃升高到40℃吸收的热量是 　 　J，这是采用 　 　使酒的内能增加的；若这些热量由天然气完全燃烧来提供，则至少需要燃烧 　 　m3的天然气[c酒＝3.4×103J/（kg•℃），q天然气＝4×107J/m3]。 17．（2023•广州期中）为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量的损失： （1）实验中应控制燃料燃烧的 　 　（时间/质量）相同，根据 　 　（温度计的示数/加热的时间）比较燃料燃烧放出热量的多少。 （2）小明选用了燃料a和燃料b进行实验；当燃料燃尽时，小明记下了各个时刻烧杯中水温，绘制了图乙的图像，则可初步判断燃料 　 　（a/b）的热值大。 （3）另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，比较燃料c和燃料d的热值，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙，燃料c在6min时水就沸腾了，分析图像可知燃料c燃烧10min放出的热量 　 　（大于/等于/小于）燃料d燃烧15min放出的热量。 （4）你认为根据丙图像 　 　（能/不能）比较两种燃料热值的大小。 （5）小华实验前用天平测出了烧杯中水的质量及燃料c的质量并由记录的数据，利用公式Q吸＝cm（t﹣t0）计算出了水吸收的热量，他想通过这些数据计算出燃料c的热值，你认为他的计算结果与真实值相比 　 　（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。 18．（2023•南昌期中）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 （1）实验时组装如图甲、乙、丙所示的装置时，正确的安装顺序是 　 　（选填“自上而下”或“自下而上”）； （2）实验中燃料完全燃烧放出的热量，是通过液体吸热后温度的变化来反映的。本实验要比较不同燃料的热值，应选择 　 　两图进行实验； （3）比较不同物质吸热升温的特点： ①应选择 　 　两图进行实验； ②在燃烧同种燃料时还需要控制火力相同，是为了使两种液体在相同的时间内吸收 　 　（选填“相同”或“不同”）的热量，所以该实验主要用 　 　（选填“温度计示数”或“加热时间的长短”）来表示两种液体吸热的多少； ③如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图象如图2所示，由图可看出b液体的温度升高得较慢，则 　 　（选填“a”或“b”）液体的比热容较大； （4）某同学用图甲装置测燃料1的热值，假设燃料完全燃烧放出的热量全部供液体a吸收。假设加热前燃料1的质量为m1，加热一段时间后变为m2，烧杯中液体a的质量为m，初温为t1，末温为t2，液体a的比热容用c表示。用以上符号表示该同学测燃料1的热值的计算式：q＝　 　。 19．（2023•襄阳期末）小明学习了燃料的热值后，很想知道家中使用的天然气的热值是多少？但在教材的燃料热值表中没有查阅到。于是，他在家里将装有2kg水的水壶放到天然气灶上去烧，用温度计测量水从20℃加热至80℃的过程中，观察到天然气表的数字变化了0.035m3。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36%，已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求： （1）在这个过程中水吸收了多少热量？ （2）请你帮小明算出天然气的热值。 20．（2023•黄冈期中）“环境小组”的同学在研究性活动中对小明家新装燃气热水器（如图甲）耗能进行测试，按表中热水器铭牌事先在热水器水箱中注满水，将与计算机相连的红外线热传感器接入热水器水箱后，开始加热。计算机显示出热水器中水温度随时间变化的图像如图乙所示。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值约为4×107J/m3]求： （1）加热4min，水吸收的热量为多少？ （2）加热4min，消耗了多少m3的天然气？ …型JY燃气热水器 能耗等级 热效率 容量/L 适应水压/MPa 适用：天然气、液化石油气 Ⅱ 75% 15 0.02﹣0.8 【题型三 热机的效率】 21．（2023•鄂州期末）关于热机的效率，下列说法中正确的是（　　） A．热机做的有用功越多，效率一定越高 B．热机消耗的燃料越少，效率一定越高 C．热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高 D．热机做功越快，效率一定越高 22．（2023•衡水期中）为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施不能提高热机效率的是（　　） A．让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全 B．在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损失 C．尽量减少热机内部各部件间的摩擦 D．尽量增加热机的工作时间 23．（2023•淮南期中）有甲、乙两台汽油机，甲的效率与乙的效率之比是5：4，相同时间内甲做的有用功是乙做的有用功的2倍，则在相同的时间内，甲、乙两台汽油机消耗的汽油质量之比为（　　） A．5：2 B．2：5 C．8：5 D．5：8 24．（2023•随州中考）汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　　） A．甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高 B．由乙图可知该汽油机的效率是30% C．汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 D．为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值 25．（2023•宁德期中）“涡轮增压”是目前在各种汽油机和柴油机中采用的一项节能、提高热机功率的技术。它是利用热机排出的废气带动涡轮旋转，先将新鲜空气压缩后再送入内燃机的进气口。这样做的好处是 　 　（填“增大”或“减小”）排出废气所带走的能量，　 　（填“提高”或“降低”）内燃机的效率。 26．（2023•沈阳中考）校车在某段平直路面上以36km/h的速度匀速行驶10min，通过的路程为 　 　km；若在此过程中消耗1kg柴油，发动机输出有用的机械功为1.72×107J，校车发动机的效率为 　 　%。（柴油热值为4.3×107J/kg） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 14.2 热机的效率【三大题型】 【题型一 有关热机的计算】 1．（2023•黄石期末）一台单缸四冲程汽油机，它的转速是800r/min，做功冲程中燃气推动活塞一次做功1500J，那么这台汽油机的功率为（　　） A．10kW B．15kW C．20kW D．1200kW 解：汽油机飞轮转速800r/min，每分钟飞轮转动800圈，完成400个工作循环，对外做功400次。 做功冲程工作时，推动活塞一次做功1500J， 1min做功W＝1500J×400＝6×105J， 这台汽油机的功率为： P1×104W＝10kW。 答案：A。 2．（2023•淮南期中）一台柴油机，功率为70kW，机械效率为40%，已知柴油的热值为4.2×107J/kg，当它正常工作时，每分钟消耗的柴油是（　　） A．0.25g B．250g C．0.4g D．400g 解：每分钟柴油机做的功： W＝Pt＝70×103W×60s＝4.2×106J， ∵机械效率为40%， ∴每分钟消耗柴油完全燃烧释放的热量： Q放1.05×107J， ∵Q放＝mq， ∴每分钟消耗柴油的质量： m0.25kg＝250g。 答案：B。 3．（2023•永州期中）某单缸四冲程汽油机的转速是600r/min，则下列说法正确的是（　　） A．1min内燃机对外做了600次功 B．1s内完成了10个工作循环 C．燃气做一次功的时间间隔是0.2s D．1s内活塞共来回20次 解：飞轮转速为600R/min＝10R/s， 因一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，完成4个冲程， 所以，每秒钟可以完成5个工作循环，做功5次，活塞往复10次，故BD错误； 1min内燃机对外做5×60s＝300次，故A错误； 每秒钟做功5次，则燃气做一次功的时间间隔为0.2s，故C正确。 答案：C。 4．（2023•西安期末）某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），下列说法中正确的是（　　） A．汽油机每秒内完成30个冲程 B．汽油机的功率为2025W C．做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2.7×107N D．一个做功冲程中燃气对活塞做的功为1.35×105J 解：A、由四冲程汽油机工作过程知，完成一个工作循环，飞轮转动2周，完成4个冲程，对外做功1次，可知当飞轮1min转动1800周，即每秒钟转动30周，完成60个冲程。故A不正确； BCD、由题可知，p＝9.0×105Pa，S＝30cm2＝3×10﹣3m2， 燃气对活塞的平均压力为：F＝pS＝9.0×105Pa×3×10﹣3m2＝2700N。故C不正确； s＝50mm＝0.05m， 一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W＝Fs＝2700N×0.05m＝135J。故D不正确； 飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮转动1800周，要对外做功900次， 燃气对活塞做的总功为：W总＝W×900＝135J×900＝121500J， 而t＝1min＝60s，而t＝1min＝60s， 汽油机的功率为：P2025W。故B正确。 答案：B。 5．（2023•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 　25　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 　0.9　kg（q汽油＝4.6×107J/kg）。 解：四冲程汽油机的飞轮转速：3000r/min＝50r/s，即汽油机飞轮每秒转50圈， 由于四冲程汽油机1个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以该汽油机每秒对外做功25次； 汽油机1小时对外所做的功：W总＝3600×25×115J＝1.035×107J， 由η可知，汽油完全燃烧放出的热量：Q放4.14×107J， 由Q放＝mq可知，消耗汽油的质量：m0.9kg。 答案：25；0.9。 6．（2023•昆明模拟）某台汽油机飞轮的转速为1800r/min，在1s内，汽油机完成了　15　个工作循环。如果汽油机在一段时间内消耗了500g汽油，若这些汽油完全燃烧，可放出热量　2.3×107　J。（q汽油＝4.6×107J/kg） 解：（1）四冲程汽油机一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，活塞往复2次， 四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min，所以1s内，飞轮转30圈，共15个工作循环，60个冲程，做功15次。 （2）500g＝0.5kg汽油完全燃烧产生的热量： Q放＝mq＝0.5kg×4.6×107J/kg＝2.3×107J。 答案：15；2.3×107。 【题型二 燃料的热值及其计算】 7．（2023•成都期中）关于燃料的热值以下说法正确的是（　　） A．煤的热值比干木柴大，因此煤燃烧放出的热量一定比干木柴多 B．容易燃烧的燃料，热值一定大 C．为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料 D．燃料的热值与燃料的质量无关 解： A．燃料燃烧放出的热量与是否完全燃烧、燃料的热值和质量都有关系，因此热值大的燃料不一定放出的热量多，故A错误； B．热值是燃料的一种特性，与是否容易燃烧无关，故B错误； C．采取热值高的燃料，其利用率不一定高，所以不一定能提高锅炉的效率，故C错误； D．热值是燃料的一种特性，与燃料的质量无关，故D正确。 答案：D。 8．（2023•厦门期末）古语道：“人要实，火要虚”。此话的意思是说做人要脚踏实地，才能事业有成：可燃物要架空一些，才能燃烧更旺。“火要虚”的目的是（　　） A．增大可燃物物的热值 B．降低可燃物的着火点 C．能使可燃物完全燃烧 D．提高了可燃物的利用率 解：可燃物要架空一些，才能燃烧更旺，但不能使可燃物完全燃烧；“火要虚”的目的是增大了可燃物与空气的接触面积，燃烧更旺，提高了可燃物的利用率，而可燃物的热值、着火点与燃烧程度无关，所以不能增大可燃物的热值，也不能降低可燃物的着火点，故D正确，ABC错误。 答案：D。 9．（2023•长沙中考）砖的制作工艺流传数千年，从晒制到烧制，从青砖到红砖，小小的砖块见证了人类迈向文明的历程，下列说法正确的是（　　） A．晒制泥坯时，泥坯温度越高含有的热量越多 B．高温烧制时，通过热传递的方式改变砖块的内能 C．烧制红砖时，燃料燃烧越充分，其热值越大 D．在质地均匀的砖上雕刻花纹，砖的密度变小 解：A、热量是一个过程量，只能说吸收（或者放出）了多少热量，不能说某物体含有多少热量，故A错误； B、高温烧制时，通过热传递的方法增加砖块的内能，故选项B正确； C、燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料的燃烧程度、质量都无关，故C错误； D、若在质地均匀的砖上雕刻花纹，砖的质量变小，砖的密度不会变化，故D错误。 答案：B。 10．（2023•沈阳模拟）关于q的理解，下列说法中正确的是（　　） A．热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比，与燃料质量成反比 B．若燃料不完全燃烧，部分能源将被浪费掉，热值将减小 C．当燃料未燃烧时，其热值为零 D．某种燃料的热值大小与燃料的质量、燃烧是否充分均无关 解：热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料燃烧放出的热量、质量和是否完全燃烧或充分燃烧无关，故A、B、C错误，D正确。 答案：D。 11．（2023•保定期中）甲、乙两种燃料，甲的质量是乙的2倍，甲、乙完全燃烧后放出的热量之比为3：2，则甲、乙两种燃料的热值之比为（　　） A．3：4 B．4：3 C．2：3 D．3：2 解：由题意可知，m甲＝2m乙，Q甲＝1.5Q乙，根据Q放＝mq可知：。 答案：A。 12．（2023•广州期末）两种不同材料的燃料，甲质量2kg，乙质量1kg，两者温度都升高1℃，吸收热量如图a所示，甲乙燃料完全燃烧后放出的热量如图b所示，则（　　） A．甲的比热容大于乙的比热容 B．甲的热值大于乙的热值 C．甲、乙的温度都降低1℃，甲、乙放出的热量一样多 D．相同质量的甲、乙燃料完全燃烧放出的热量的一样多 解： A、由图a知，甲、乙升高相同的温度，吸收相同的热量，m甲＝2m乙，由c可知，c甲c乙，即：甲的比热容小于乙的比热容，故A错误； B、m甲＝2m乙，完全燃烧后甲、乙产生的热量Q甲：Q乙＝2×107J：3×107J＝2：3，由q可知，q甲：q乙：：1：3，即：甲的热值小于乙的热值，故B错误； C、c甲c乙，m甲＝2m乙，都降低1℃，由Q放＝cmΔt可知，放出的热量相等，故C正确； D、甲的热值小于乙的热值，由Q放＝mq可知，相同质量的甲、乙燃料完全燃烧放出的热量，Q甲＜Q乙，故D错误。 答案：C。 13．（2023•三明期中）“页岩气”是蕴藏在岩层中的天然气，因其 　热值　（选填“比热容”或“热值”）较大，被誉为未来的能源“明星”；完全燃烧0.1m3天然气可放出 　3.2×106　J的热量。（q天然气＝3.2×107J/m3） 解：页岩气的热值比较大； 完全燃烧0.1m3页岩气可放出的热量：Q放＝Vq天然气＝0.1m3×3.2×107J/m3＝3.2×106J。 答案：热值；3.2×106。 14．（2023•西安期中）在标准大气压下，使用煤气灶将2kg水从20℃加热70℃，水吸收的热量是 　4.2×105　J，若不计热量损失，此过程需要完全燃烧 　0.01　kg的煤气。未使用完的煤气的热值会 　不变　（选填“变大”“变小”或“不变”）。[水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值q煤气＝4.2×107J/kg] 解：水吸收的热量： Q吸＝cm水Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（70℃﹣20℃）＝4.2×105J； 不计热量损失，根据Q吸＝Q放＝mq，所以需要完全燃烧煤气的质量： m0.01kg； 热值是燃料的一种特性，其大小取决于物质的种类，与燃料的质量，放出的热量，是否完全燃烧无关，即未使用完的煤气的热值不变。 答案：4.2×105；0.01；不变。 15．（2023•重庆模拟）为了有效利用资源、减少大气污染，可对锯末、稻壳和秸秆…进行回收加工制成木炭。完全燃烧2.8kg这种木炭可放出 　8.4×107　J的热量，若这些热量完全被水吸收，能使质量为500kg、初温为24℃的水温度升高 　40　℃。（这种木炭的热值q＝3.0×107J/kg，水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），当地气压为1个标准大气压） 解：由热值公式可得，完全燃烧2.8kg这种木炭放出的热量为：Q＝qm＝3.0×107J/kg×2.8kg＝8.4×107J； 由比热容公式Q＝cmΔt可得，水升高的温度为 。 答案：8.4×107；40。 16．（2023•泸州期末）《三国演义》中有“青梅煮酒”的典故，芒种节气正是青梅煮酒季，煮酒可利用水浴法对酒加热。质量为0.5kg的酒从20℃升高到40℃吸收的热量是 　3.4×104　J，这是采用 　热传递　使酒的内能增加的；若这些热量由天然气完全燃烧来提供，则至少需要燃烧 　0.00085　m3的天然气[c酒＝3.4×103J/（kg•℃），q天然气＝4×107J/m3]。 解：（1）酒吸收的热量为： Q吸＝c酒m（t﹣t0）＝3.4×103J/（kg•℃）×0.5kg×（40℃﹣20℃）＝3.4×104J。 （2）水浴法对酒加热，酒吸收热量，温度升高，是利用热传递的方法改变内能； （3）由题知，Q吸＝Q放， 由Q放＝qV可得，需要天然气的体积： V0.00085m3。 答案：3.4×104；热传递；0.00085。 17．（2023•广州期中）为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量的损失： （1）实验中应控制燃料燃烧的 　质量　（时间/质量）相同，根据 　温度计的示数　（温度计的示数/加热的时间）比较燃料燃烧放出热量的多少。 （2）小明选用了燃料a和燃料b进行实验；当燃料燃尽时，小明记下了各个时刻烧杯中水温，绘制了图乙的图像，则可初步判断燃料 　b　（a/b）的热值大。 （3）另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，比较燃料c和燃料d的热值，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙，燃料c在6min时水就沸腾了，分析图像可知燃料c燃烧10min放出的热量 　大于　（大于/等于/小于）燃料d燃烧15min放出的热量。 （4）你认为根据丙图像 　能　（能/不能）比较两种燃料热值的大小。 （5）小华实验前用天平测出了烧杯中水的质量及燃料c的质量并由记录的数据，利用公式Q吸＝cm（t﹣t0）计算出了水吸收的热量，他想通过这些数据计算出燃料c的热值，你认为他的计算结果与真实值相比 　偏小　（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。 解：（1）实验中应控制燃料燃烧的质量相同，通过比较温度计的示数来比较燃料燃烧放出热量的多少； （2）由图乙知，当燃料燃尽时，图线b的温度变化大，说明相同质量的a、b燃料完全燃烧时b放出的热量多，则b的热值大； （3）由图丙可知，燃料c燃烧6min放出的热量已经使水沸腾，燃料d燃烧15min放出的热量没有使水沸腾，表明燃料c放出的热量多； （4）由图丙可知，两种燃料全部燃尽时，c燃料使水升高的温度更大，则c的热值大，故能比较热值的大小； （5）由于燃料不一定完全燃烧，且给水加热时有热损失，因此根据Q吸＝cm（t﹣t0）计算出水吸收的热量要比燃料c完全燃烧放出的热量小，利用这个热量计算出燃料c的热值，要比真实值偏小。 答案：（1）质量；温度计的示数；（2）b；（3）大于；（4）能；（5）偏小。 18．（2023•南昌期中）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 （1）实验时组装如图甲、乙、丙所示的装置时，正确的安装顺序是 　自下而上　（选填“自上而下”或“自下而上”）； （2）实验中燃料完全燃烧放出的热量，是通过液体吸热后温度的变化来反映的。本实验要比较不同燃料的热值，应选择 　甲、乙　两图进行实验； （3）比较不同物质吸热升温的特点： ①应选择 　甲、丙　两图进行实验； ②在燃烧同种燃料时还需要控制火力相同，是为了使两种液体在相同的时间内吸收 　相同　（选填“相同”或“不同”）的热量，所以该实验主要用 　加热时间的长短　（选填“温度计示数”或“加热时间的长短”）来表示两种液体吸热的多少； ③如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图象如图2所示，由图可看出b液体的温度升高得较慢，则 　b　（选填“a”或“b”）液体的比热容较大； （4）某同学用图甲装置测燃料1的热值，假设燃料完全燃烧放出的热量全部供液体a吸收。假设加热前燃料1的质量为m1，加热一段时间后变为m2，烧杯中液体a的质量为m，初温为t1，末温为t2，液体a的比热容用c表示。用以上符号表示该同学测燃料1的热值的计算式：q＝　　。 解：（1）酒精灯需用外焰加热，所以要先放好酒精灯，再固定铁圈的高度；而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中，但不能碰到容器壁和容器底，所以放好烧杯后，再调节温度计的高度，即按照自下而，上的顺序进行。 （2）为了比较不同燃料的热值，应选择燃料不同但液体相同的装置，即甲、乙两图进行实验。 （3）①为了比较不同物质吸热升温的特点，应选择相同燃料但液体不同的实验装置，即甲、丙两图进行实验。 ②为了使两种液体在相同的时间内吸收相同的热量，在燃烧同种燃料时，还需要控制火力相同，所以，该实验主要用加热时间的长短来表示两种液体吸热的多少，这种方法是转换法。 ③如果，吸热后它们的温度随时间变化的图象，如图2所示，质量和初始温度均相同的a、b两种液体，温度升高慢的比热容大，所以，b液体的比热容较大。 （4）液体a吸收的热量：Q吸＝cama（t2﹣t1）， 酒精灯放出的热量：Q放＝Q吸＝cam酒精（t2﹣t1）， 燃烧酒精的质量：m＝m1﹣m2， 由Q＝mq可得酒精的热值：q酒精； 答案：（1）自下而上；（2）甲、乙；（3）甲、丙；相同；加热时间的长短；b；（4）。 19．（2023•襄阳期末）小明学习了燃料的热值后，很想知道家中使用的天然气的热值是多少？但在教材的燃料热值表中没有查阅到。于是，他在家里将装有2kg水的水壶放到天然气灶上去烧，用温度计测量水从20℃加热至80℃的过程中，观察到天然气表的数字变化了0.035m3。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36%，已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求： （1）在这个过程中水吸收了多少热量？ （2）请你帮小明算出天然气的热值。 解：（1）在这个过程中水吸收的热量Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（80℃﹣20℃）＝5.04×105J； （2）天然气完全燃烧放出的热量Q放1.4×106J， 天然气的热值q天然气4×107J/m3 答：（1）在这个过程中水吸收了5.04×105J的热量； （2）天然气的热值为4×107J/m3。 20．（2023•黄冈期中）“环境小组”的同学在研究性活动中对小明家新装燃气热水器（如图甲）耗能进行测试，按表中热水器铭牌事先在热水器水箱中注满水，将与计算机相连的红外线热传感器接入热水器水箱后，开始加热。计算机显示出热水器中水温度随时间变化的图像如图乙所示。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值约为4×107J/m3]求： （1）加热4min，水吸收的热量为多少？ （2）加热4min，消耗了多少m3的天然气？ …型JY燃气热水器 能耗等级 热效率 容量/L 适应水压/MPa 适用：天然气、液化石油气 Ⅱ 75% 15 0.02﹣0.8 解：（1）根据公式ρ可知， 水的质量为：m＝ρV＝1×103kg/m3×15×10﹣3m3＝15kg； 由图可知，加热4min，水从20℃升高到70℃， 则水吸收的热量： Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×15kg×（70℃﹣20℃）＝3.15×106J； （2）由题知，Q放×75%＝Q吸， Q放4.2×106J， 根据Q放＝Vq可知， 需要天然气的体积： V0.105m3。 答：（1）水吸收的热量为3.15×106J；（2）需要消耗0.105m3的天然气。 【题型三 热机的效率】 21．（2023•鄂州期末）关于热机的效率，下列说法中正确的是（　　） A．热机做的有用功越多，效率一定越高 B．热机消耗的燃料越少，效率一定越高 C．热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高 D．热机做功越快，效率一定越高 解：热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比；当热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高；当热机消耗的燃料一定，做的有用功越多，效率就一定越高；故选项A、B错误； 热机做功越快，表示热机的功率越大，与效率无关；故选项D错误； 答案：C。 22．（2023•衡水期中）为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施不能提高热机效率的是（　　） A．让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全 B．在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损失 C．尽量减少热机内部各部件间的摩擦 D．尽量增加热机的工作时间 解：热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。所以减少热量的损失可以提高热机的效率。所以使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率。故ABC正确； 增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率，故D错误。 答案：D。 23．（2023•淮南期中）有甲、乙两台汽油机，甲的效率与乙的效率之比是5：4，相同时间内甲做的有用功是乙做的有用功的2倍，则在相同的时间内，甲、乙两台汽油机消耗的汽油质量之比为（　　） A．5：2 B．2：5 C．8：5 D．5：8 解： 由热机效率公式η可得：Q总甲，Q总乙， 所以：：8：5， 又因为Q＝mq，即甲、乙两机消耗的汽油质量之比是8：5。 答案：C。 24．（2023•随州中考）汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　　） A．甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高 B．由乙图可知该汽油机的效率是30% C．汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 D．为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值 解： A、根据图甲可知，两个气门关闭、活塞上行，为压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，机械能转化为内能，气体的温度升高，故A正确； B、热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，由图可知，输出有用功所占比例为：100%﹣36%﹣30%﹣6%＝28%，即该汽油机的效率为28%，故B错误； CD、热值是燃料本身的一种特性，只与燃料本身决定，和燃料的质量、放出热量的多少、燃烧是否充分、温度高低无关，故CD错误。 答案：A。 25．（2023•宁德期中）“涡轮增压”是目前在各种汽油机和柴油机中采用的一项节能、提高热机功率的技术。它是利用热机排出的废气带动涡轮旋转，先将新鲜空气压缩后再送入内燃机的进气口。这样做的好处是 　减小　（填“增大”或“减小”）排出废气所带走的能量，　提高　（填“提高”或“降低”）内燃机的效率。 解：在热机的能量损失中，废气带走了大部分的热量，所以“蜗轮增压”利用热机排出的废气带动蜗轮旋转，充分利用了废气带走的热量，提高了热机的效率。 答案：减小；提高。 26．（2023•沈阳中考）校车在某段平直路面上以36km/h的速度匀速行驶10min，通过的路程为 　6　km；若在此过程中消耗1kg柴油，发动机输出有用的机械功为1.72×107J，校车发动机的效率为 　40　%。（柴油热值为4.3×107J/kg） 解：校车的速度v＝36km/h，行驶的时间t＝10minh， 根据v可得，校车通过的路程： s＝vt＝36km/hh＝6km； 1kg柴油完全燃烧放出的热量： Q放＝mq柴油＝1kg×4.3×107J/kg＝4.3×107J， 则校车发动机的效率为： η100%100%＝40%。 答案：6；40。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$