14.3 热机的效率-【暑假大串联】2024-2025学年新教材八年级物理暑假作业教材衔接（人教版2024）

16. 增大 比热容 17. 夜晚海水温度高于陆地温 度. 18. 因为水的比热容较大,相同质量的水和其 他物质比较,降低相同的温度,水对冻鸡腿放出的热 量多,所以冻鸡腿在自来水中比在空气中解冻快. 19. (1) 天平 秒表 加热时间的长短 没有控制 水和食用油质量相同 (2) B 20. (1) 39 (2) 乙 甲 (3) 3∶2 (4) 使甲、乙两种液体在相同的时间 内吸收的热量相同 21. (1) 水放出的热量:Q吸=c水 m(t0-t)=4.2× 103 J/(kg·℃)×0.1 kg×(90 ℃-40 ℃)= 2.1×104 J. (2) 凉牛奶置于放在室内盛有热水的敞口玻璃 杯中加热时,有热量散失到空气中,所以热水放 出的热量大于牛奶吸收的热量. 第2节 分子动理论的初步知识 1. D 2. D 3. B 4. D 5. B 6. C 7. C 8. D 9. (1) 引力 (2) 扩散 10. 做无规则运动 间隙 11. 扩散 温度 12. 大 斥力 13. 用热水洗涤沾 满油污的盘子效果更好,是因为温度越高,油污分子 运动 越 剧 烈,扩 散 越 快,更 容 易 与 盘 子 分 离. 14. (1) 分子间有间隙 不能 混合后总体积变化 不明显 (2) 分子间有引力 (3) 分子在永不停息 地无规则运动 第3节 内 能 1. D 2. D 3. B 4. A 5. C 6. C 7. C 8. C 9. 0 不为0 10. 增大 引力 11. 两手互搓,克服 摩擦做功,手的内能会增大,温度会升高,是通过做 功的方式改变物体内能,属于能量的转化;对手哈气, 是通过热传递方式改变手的内能,手会变热,属于能量 的转移. 12. (1) 热传递 (2) B (3) 不与 不同 第十四章 内能的利用 第1节 能量的转化与守恒 1. C 2. C 3. D 4. B 5. D 6. D 7. C 8. B 9. C 10. D 11. 电 不变 12. 守恒 不能够 方向 13. 太阳 转化 14. 太阳 15. 机械能 80% 72% 16. (1) 做功 不变 25 (2) 惯性 (3) 比热容 (4) 40 17. (1) 由ρ= m V 可得,热水器中水的质量:m=ρV =1.0×103 kg/m3×100×10-3 m3=100 kg. (2) 热水器中的水10 h需吸收的热量:Q= cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×60 ℃ =2.52×107 J. (3) 经过10 h阳光的照射接收的太阳能:E= 5.04×106 J×10=5.04×107 J;则热水器的效 率:η = Q E ×100% = 2.52×107 J 5.04×107 J ×100% =50%. 第2节 热 机 1. B 2. A 3. A 4. C 5. C 6. A 7. B 8. B 9. D 10. D 11. A 12. C 13. 内能 机械能 乙 14. D 无 15. 内能 比热容 16. 变小 比热 容 3000 17. 36000 18. 变 低 内 机 械 做 功 600 19. (1) 燃气对活塞的平均压力:F=pS=5×105 Pa ×120×10-4 m2=6000 N;一个做功冲程中燃气 对活塞做的功:W =Fs=6000 N×0.3 m= 1800 J;曲轴每转两圈对外做功一次,所以1 min 转动300周,要做功150次,所以内燃机每分钟 做的功:W 总=150×1800 J=2.7×105 J. (2) 内燃机的功率:P= W t= 2.7×105 J 60 s =4500 W. 第3节 热机的效率 1. D 2. D 3. D 4. B 5. B 6. D 7. C 8. C 9. A 10. D 11. D 12. D 13. 4.6×106 不变 14. 10 9.2×107 30 15. (1) 内 机械 (2) 能 (3) 3.6×1010 16. 1∶2 17. 比 热 容 酒 精 18. 1200 8.28×105 19. 30% 降低 20. (1) 相等 (2) 自下而上 初温 (3) 煤油 (4) 热传递 (5) 偏小 21. (1) 消耗的航空燃油的质量:m航空燃油=1.35 t= 1.35×103 kg,消耗的航空燃油完全燃烧放出的 热量:Q放=m航空燃油 q航空燃油=1.35×103 kg×4 ×107 J/kg=5.4×1010 J. (2) 飞机飞行的时间t=20 min=1.2×103 s,由 P= W t 得,发动机所做有用功:W 有用=Pt=2.25 ×104×103 W×1.2×103 s=2.7×1010 J;发动 机的热效率:η= W 有用 Q放 ×100%= 2.7×1010 J 5.4×1010 J × 100%=50%. 第四部分 新知测效 暑期学情测评(一) 1. C 2. D 3. C 4. D 5. B 6. C 7. A 8. B 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 7 第3节 热机的效率 1. 热值 (1) 燃料的热值定义:某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫这种燃料的热值. (2) 热值是燃料的一种性质,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等无关. 2. 热机效率 (1) 燃料燃烧放热公式:Q放=qm 或Q放=qV(常对气体燃料). (2) 热机效率的定义:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比,叫作热机 的效率,其表达式为:η= W 有用 Q放 ×100%= W 有用 qm ×100% 或 W 有用 qV ×100% . (3) 提高热机效率的主要途径:使燃料充分燃烧;尽量减少各种损失;在热机的设计和制造上, 采用先进的技术;保证良好的润滑,减小摩擦阻力. (4) 热机工作时,能量损失不可避免,故热机效率总小于1. 题型1 燃料的热值 例1 关于比热容和热值,下列说法中正确的是 ( ) A. 热值是燃料燃烧放出的热量与燃料的质量之比 B. 燃料越多,放出的热量越多,热值越大 C. 比热容是物质自身的性质,与质量、吸收或放出的热量无关 D. 比热容是物质的特性之一,只与物质的种类有关 解析:A. 热值是燃料完全燃烧放出的热量与质量之比,故A错误;B. 热值是燃料的一种特性,热 值大小仅与燃料的种类有关,而与燃料的质量、燃料的燃烧程度无关,故B错误;CD. 比热容是物 质的一种特性,和物体吸收热量的多少、温度的高低、质量的大小都没有关系,只与物质的种类、 状态有关,故C正确,D错误.故选:C. 答案:C 题型2 热值的相关计算 例2 甲、乙两种燃料的热值之比为4∶11,要放出相同的热量,需要完全燃烧甲、乙两种燃料的 质量之比为 ( ) A. 11∶4 B. 4∶11 C. 1∶1 D. 4∶7 解析:由题知,两种燃料的热值之比q甲∶q乙=4∶11,放出热量之比Q甲∶Q乙=1∶1,由Q放= mq得,需要完全燃烧甲、乙两种燃料的质量之比 m甲∶m乙= Q甲 q甲 ∶ Q乙 q乙 = 1 4∶ 1 11=11∶4. 故 09 选:A. 答案:A 题型3 热机的效率 例3 如图甲所示是汽油机的 冲程,图乙中的演示实验 (选填“a”或“b”)与其能 量转化相同.若一个工作循环消耗20 g汽油,可输出机械能2.3×105 J,则该汽油机的效率 为 .(q汽油=4.6×107 J/kg) 甲 a b 乙 解析:由图甲可知,汽油机的两个气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动是做功冲程,此冲程将 内能转化为机械能;乙图a中是用力将活塞压下,活塞对空气做功,空气的内能增大,温度升高, 达到了棉花的着火点,棉花就会燃烧,是通过对物体做功来增大物体内能的,即是将机械能转化 为内能的过程;图乙b中对试管中的水加热,加快水的蒸发,使试管中水的内能增大,体积膨胀, 对塞子做功,使塞子飞出去,内能转化为塞子的机械能;所以图乙中的演示实验b与甲图的能量 转化相同.汽油质量m=20 g=0.02 kg,则消耗汽油完全燃烧放出的热量为Q放=qm=4.6×107 J/kg×0.02 kg=9.2×105 J,该汽油机的效率:η= W Q放×100%= 2.3×105 J 9.2×105 J ×100%=25%.故答 案为:做功;b;25%. 答案:做功 b 25% 题型4 提高热机效率的方法 例4 下列措施不能提高热机效率的是 ( ) A. 尽量使燃料充分燃烧 B. 尽量选用功率更大的发动机 C. 尽量减少废气带走的热量 D. 尽量减少热机部件间的摩擦损耗 解析:热机效率是指热机用来做有用功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.而热机效率与功率无关,所以尽量选用功率更大的发动机不 能提高热机效率.故选:B. 答案:B 一、 选择题 1. 下列关于燃料的热值说法正确的是 ( ) A. 燃料燃烧越充分,其热值越大 19 B. 燃料的热值越小,完全燃烧放出的热量越少 C. 一瓶酒精用去三分之一,剩余酒精的热值将减小 D. 焦炭的热值是3.0×107 J/kg,完全燃烧1 kg焦炭能放出3.0×107 J的热量 2. 中国的货运飞船天舟一号是从海南文昌航天发射中心,由长征七号遥二运载火箭发射升空 的,火箭燃料中有液态氢,液态氢常作为燃料,是因为液态氢有 ( ) A. 较多的热量 B. 较大的密度 C. 较大的比热容 D. 较大的热值 3. 甲、乙两台热机,甲的效率比乙高,含义是 ( ) A. 甲热机做的有用功多,效率高 B. 甲热机功率大,效率高 C. 甲热机单位时间里耗费的燃料少,效率高 D. 做相同的有用功,甲损失的能量比乙少 4. 小军帮妈妈煲鸡汤时,联想到了许多物理知识.下列说法错误的是 ( ) A. 鸡汤香气四溢是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动 B. 煲汤所用燃料的热值越大,效率越高 C. 煲鸡汤过程中,限压阀转动,此过程的能量转化与内燃机的做功冲程相似 D. 限压阀口“烟雾缭绕”,这是水蒸气液化形成的小水珠 5. 如图所示,这是《天工开物》中记录的铸造铜钟的过程,大致分为“制模、熔炼、浇铸、脱模、打 磨”五个步骤.下列说法正确的是 ( ) A. 加热时,推动鼓风机可以提高燃料的热值 B. 熔炼过程中,铜的温度不变,但内能增大 C. 浇铸过程中,铜所含热量不断减少 D. 打磨过程中,铜的内能转化为机械能 6. 为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标,东风汽车集团研发了一款汽车. 该款汽车发动机工作时,效率更高,动力更强劲.如图为其发动机某一冲程 的示意图,下列有关说法中正确的是 ( ) A. 该款汽车发动机工作时,效率更高,是因为它使用了热值更大的汽油 B. 如图所示为做功冲程,内能转化为机械能,需要靠飞轮的惯性来完成 C. 该款汽油机的吸气冲程,只用吸入汽油 D. 若该汽油机飞轮的转速为1200/min,则在1 s内汽油机对外做了10次功 7. 汽车发动机之一是汽油机,汽油的热值为4.6×107 J/kg, 王同学阅读了某汽车发动机的说明书后,将内燃机的能 量流向制成如图所示,下列回答正确的是 ( ) A. 该内燃机的效率为70% B. 1 kg的汽油燃烧一定能够释放4.6×107 J的 能量 29 C. 利用废气的能量及减小摩擦是提高热机效率的有效途径 D. 汽油机压缩冲程把燃料燃烧产生的内能转化为机械能 8. 质量为5 kg的汽油用去了三分之一,剩下的汽油 ( ) A. 比热容为原来的三分之一,热值不变 B. 热值为原来的三分之一,比热容不变 C. 比热容保持不变,热值也保持不变 D. 比热容、热值均变为原来的三分之一 9. 随着科技的发展和人们生活水平的提高,家用小汽车已成为一种重要的交通工具.如图,是汽 油机工作过程中某个冲程的示意图.下列说法正确的是 ( ) A. 这是汽油机的做功冲程,将内能转化为机械能 B. 小汽车行驶时,油箱中汽油的热值不断减小 C. 使用热值更大的燃料一定可以提高发动机的热机效率 D. 随着技术的提高,汽油机的热机效率可以达到100% 10. 关于热机的效率不可能达到100%的原因,下列说法错误的是 ( ) A. 热机排放的尾气会带走部分热量 B. 热机的部分热量会散失在空气中 C. 活塞与汽缸间存在摩擦 D. 研究技术还不够成熟,理论上热机的效率可以达到100% 11. 以下有关于比热容和燃料的热值,说法正确的是 ( ) A. 由Q=cm(t2-t1)可知Q 一定时,c与m 成反比 B. 质量相同的不同物质,当吸收或放出同样热量时,比热容大的物质温度变化较大 C. 汽油的热值大于柴油的热值,所以汽油燃烧放出的热量多 D. 燃料的热值与燃料的燃烧情况无关 12. 如图所示,为内燃机的能流图,则内燃机的效率可表示为 ( ) A. η= E E1+E2+E3+E4 B. η= E1+E3+E4 E C. η= E1 E D. η= E2 E 39 二、 填空题 13. 2023年9月23日晚,杭州第19届亚运会的主火炬被点燃,主火炬使用再生“绿色零碳”甲醇 作为燃料,则完全燃烧0.2 kg甲醇放出的热量为 J,若甲醇在燃烧过程中燃烧不充 分,则甲醇的热值将 (选填“变大”“变小”或“不变”).(q甲醇=2.3×107 J/kg) 14. 若某汽油机飞轮转速为20 r/s的汽车,在水平路面上行驶,则在1 s内汽油机对外做 功 次;若汽车行驶过程中消耗汽油2 kg,则这些汽油完全燃烧能放出 J的 热量.若有2.76×107 的热量转化为汽车的机械能,此时的效率为 %(已知汽油的热 值为4.6×107 J/kg). 15. 如图所示是液体火箭喷气发动机的工作原理示意图,燃料和氧化剂分别装在两个箱子里,由 输送系统按时按量地把燃料和氧化剂喷入燃烧室,用电火花点燃,燃烧产生的气体以很高的 速度从尾部喷出,对火箭产生强大的反冲推力使它前进.火箭喷气发动机工作过程中: (1) 先将燃料的化学能转化为 能,然后再将其转化为火箭的 能. (2) 火箭喷气发动机 (选填“能”或“不能”)在大气层外工作. (3) 我国研制的长征九号重型运载火箭的平均推力达到了约6×107 N,堪称全球最大的重型 火箭,假设将一重型火箭在100 s的时间内推到约6×104 m的高度.则火箭发动机推力 的平均功率约为 W. 16. 甲、乙两种燃料,甲的热值是乙的2倍,乙的质量是甲的4倍,若它们完全燃烧,则甲、乙完全 燃烧放出的热量之比为 . 17. 日常生活中,用水作为汽车发动机的冷却液,是因为水的 大.煤油的热值为4.6× 107 J/kg、酒精的热值为3.0×107 J/kg,当它们放出相同的热量,燃烧 的质量更多. 18. 某单缸四冲程汽油机在1 s内完成了10个工作循环,则该汽油机工作时,飞轮的转速 为 r/min.若此汽油机在一个工作循环中消耗了6 g汽油(汽油的热值为4.6×107 J/kg),已知这台汽油机的效率为30%,则该汽油机的输出功率为 W. 19. 汽车发动机一般是汽油机或柴油机.小明阅读了某牌号汽车发动机的说明书后,将内燃机的 能量流向制成如图所示的图表.根据图表给出的信息,该发动机的效率是 .当汽油 在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时发动机的效率将 (选填“升高”“不变”或 “降低”). 49 三、 实验探究题 20. 小明同学学习了燃料的热值后,考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收,而水的比热容已 知.自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系.他组装了如图所示的装置进 行实验,记录结果见表: 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃ 煤油 25 44 菜籽油 25 34 (1) 取质量 (选填“相等”或“不相等”)的煤油和菜籽油做燃料,制成煤油灯和菜籽 油灯. (2) 安装实验器材时,应按照 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序安装.为了保 证实验结论的可靠,小明同学应该选择两套完全相同的装置,在实验中还应控制水的质 量和 相同. (3) 分析得出,煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是 . (4) 实验中燃料燃烧放出的热量,通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式使水的内能 增大. (5) 小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值,利用此实验方法计算出的 热值将比真实值 (选填“偏大”或“偏小”). 甲 乙 四、 计算题 21. 如图所示是我国自行设计研制的AG600水陆大型两栖灭火飞机.据悉,AG600可在水源与 火场之间多次往返投水灭火,一次最多可汲水12 t,其巡航速度可达每小时460 km.在某次 救援任务中,若该飞机以270 km/h的速度匀速直线航行20 min.消耗航空燃油1.35 t,飞机 发动机的功率为2.25×104 kW,求:(已知ρ水=1.0×103 kg/m3,q航空燃油=4×107 J/kg). (1) 这次任务中消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量. (2) 发动机的热效率. 59