第2节 热机效率（分层作业）物理教科版2024九年级上册

第2节 热机效率 目录 【A 夯基础】 1 一、热机效率 1 二、改变世界的热机 3 三、飞向太空 4 四、发展空间 6 【B 提能力】 7 【C 链中考】 10 一、热机效率 1.对热机中能量转化进行研究，可以改进热机性能，有效利用________、减少________。 【答案】资源；污染 【解析】热机的工作原理是将燃料的化学能转化为机械能，研究其能量转化过程可提高能量利用率，从而更充分地利用能源（资源），同时减少废气等污染物（污染）的排放。因此，填入“资源”和“污染”符合热机效率改进的核心目标。 故应填答案：资源、污染。 2.在内燃机里，燃料释放的能量都到哪里去了呢？如图所示表明了某汽车内燃机的能量流向，也表明了有用功在汽车运行中的分配。对照此图，请和同学讨论，描述能量的变化情况。 【答案】摩擦与辐射损耗、冷却水损耗、排放废气损耗 【解析】从能量流向图上可以读出，有用功之外的能量损耗为：摩擦与辐射损耗、冷却水损耗、排放废气损耗；轿车在行驶过程中，克服车轮受到地面的阻力做的功为有用功，由图可以看出轿车的能量转化效率为η=17%；给机器加润滑油，减少有害摩擦；改进油箱的密闭性，减少蒸发损耗；控制汽车数量；提高汽油质量；对排放的尾气进行收集、再利用等可有效提高热机效率。 故答案为：从能量流向图上可以读出，有用功之外的能量损耗为：摩擦与辐射损耗、冷却水损耗、排放废气损耗。 3.热机效率是热机性能的重要指标。热机一般是通过燃料的燃烧来________的。燃料燃烧放出的能量，并不能全部用来做有用功。我们把热机所做__________与所用燃料_________燃烧释放的________之比叫作热机的效率（efficiency），用来描述热机的性能。写成公式：____________。 【答案】做功；有用功；完全；热量； 【解析】热机一般是通过燃料的燃烧来获取能量的。热机效率是指热机所做的有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比，它是热机性能的重要指标。 热机效率的定义是热机所做有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比，通常表示为：。 4.在热机的各种能量损失中，________带走的能量最多，设法利用这部分能量，是提高燃料利用率的重要措施。结合如图所示，与同学交流讨论，对热机的能量损失提出合理的方法措施。 【答案】废气；方法措施：①燃料未完全燃烧（完全燃烧条件：充足空气，研磨成细颗粒）；②废气排出带走能量（废气的利用）；③克服磨擦，消耗能量（使用润滑剂，减小摩擦）。 【解析】燃料在热机中燃烧时，总有一小部分燃料不能完全燃烧而损失掉，燃料释放出的内能只有一部分用来推动热机的运动，即转化为热机的机械能，其余的能量在废气、散热、机械摩擦中损失掉了，其中废气带走的能量最多，所以设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。热机的效率是热机性能的一个重要指标，热机的效率越高，它的机械性能就越好。 针对热机能量损失采取的方法措施：①燃料未完全燃烧（完全燃烧条件：充足空气，研磨成细颗粒）；②废气排出带走能量（废气的利用）；③克服磨擦，消耗能量（使用润滑剂，减小摩擦）。 5.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 【答案】A 【解析】A.如图甲所示，进气孔和排气孔都关闭，活塞向上运动，压缩气体，对气体做功，气体温度升高，这是汽油机的压缩冲程，故A正确； B.由乙图可知该汽油机的效率为η=100%－6%－30%－36%=28%，故B错误； CD.热值是燃料完全燃烧时的放出的热量和质量之比，燃料的热值只与燃料的种类和状态有关，与燃料是否完全燃烧无关，燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的利用率，不会降低燃料的热值；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利用率，不能提高燃料的热值，故CD错误。 故选A。 二、改变世界的热机 6.第一次工业革命的特征是以“火”为动力的“_____________”。为了获得更强大的动力、更高的效率，人们以极大的热情去探索。最简单的轮机（turbine）是_________驱动叶轮转动，它广泛应用于早期的火车、现代大型火力发电厂以及大型舰船上。现在，很多汽车、农用机械、轮船上配备的是_________和________。在航空航天中使用的是更加高效的__________发动机。 【答案】蒸汽机时代；水蒸气；汽油机；柴油机；喷气式 【解析】第一次工业革命的特征是以“火”为动力的“蒸汽机”‌。为了获得更强大的动力，‌瓦特改良的万能蒸汽机‌被广泛应用。 最简单的轮机（turbine）是水蒸气驱动叶轮转动，它广泛应用于早期的火车、现代大型火力发电厂以及大型舰船上。现在，很多汽车、农用机械、轮船上配备的是汽油机和柴油机。在航空航天中使用的是更加高效的喷气式发动机。 7. 2023年5月30日9时31分，我国在酒泉卫星发射中心，利用长征二号F火箭成功发射神州十六号载人飞船，16时26分飞船与空间站顺利对接，标志中国空间站进入了应用和发展阶段。下列说法中正确的是（ ） A.火箭升空时机械能守恒 B.空间站由于惯性绕地球运动 C.火箭利用液态氢做燃料，是因为液态氢的密度小 D.火箭向下喷火使其升空，是由于力的作用是相互的 【答案】D 【解析】A.火箭加速升空过程中，动能和重力势能都逐渐增大，火箭的机械能逐渐增大，即机械能不守恒，故A错误； B.空间站之所以会绕地球运动，是因为受到了地球对它引力的作用，故B错误； C.火箭利用液态氢做燃料，是因为液体氢的热值大，完全燃烧相同质量的液体氢和其他燃料，液态氢放出的热量更多，故C错误； D.火箭向下喷气，由于物体间力的作用是相互的，喷出的气体会给火箭向上的反作用力，使火箭上升，故D正确。 故选D。 8. 2023年5月28日12时31分，自上海虹桥国际机场起飞的国产大飞机C919安全抵达北京首都国际机场（如图），圆满完成了首个商业航班飞行。C919大飞机（ ） A.机身是由密度大、硬度大的材料制成的 B.加速起飞的过程中所受空气浮力大于重力 C.匀速飞行时机翼上方的空气流速比下方的大 D.大功率航空发动机的效率能达到100% 【答案】C 【解析】A.飞机的机身要轻、强度大，所以机身应用密度小、硬度大的材料制成，故A不符合题意； B.飞机起飞是因为机翼上下表面的压力差提供的升力，不是因为浮力；加速起飞的过程中，受力不平衡，升力大于重力，故B不符合题意； C.气流经过机翼上、下表面的时间相同，机翼上表面凸起、下表面平整，则气流经过机翼上方的空气流速比下方的空气流速大，故C符合题意； D.航空发动机工作时，燃料燃烧释放的能量不可能全部用来做有用功，效率不可能达到100%，故D不符合题意。 故选C。 三、飞向太空 9. 14 世纪末，中国人________，精心制作了一个以47支火箭作动力的装置，进行了“飞天”尝试，是人类飞行史上的先驱者。这种火箭的原理是在竹筒（或纸筒）内装上火药，点燃火药后，燃烧产生的气体体积膨胀，从竹筒的尾端向后高速喷出，这利用了_______能对火箭________，推动箭筒向前飞行。这和现代_____________的原理是一样的。 【答案】万户；内；做功；火箭发动机 【解析】根据热机的原理解决本题。燃料燃烧产生的内能转化为机械能。 燃料燃烧产生大量的热，将燃料的化学能转化成内能，内能对火箭做功，燃气向后喷发推动火箭运动。这和现代的火箭发动机的原理是一样的。 10.我国不仅是火箭的发源地，还是一个_______大国，我国的_______系列运载火箭有着极佳的性能。常用的火箭是多级火箭。我国的三级火箭的第一级，在燃料用完以后就自动脱落，以减少________；随后第二级点火发动，燃料用完后也将自动脱落，再点燃第三级。2021年6月至2023年5月，“长征二号F”运载火箭托举“________”飞船，先后将5批航天员送上中国空间站。中国，已跨入“太空文明”新时代。 【答案】航天；长征；质量；神舟 【解析】我国不仅是火箭的发源地，还是一个航天大国，我国的长征系列运载火箭有着极佳的性能。常用的火箭是多级火箭。我国的三级火箭的第一级，在燃料用完以后就自动脱落，以减少质量；随后第二级点火发动，燃料用完后也将自动脱落，再点燃第三级。2021年6月至2023年5月，“长征二号F”运载火箭托举“神舟”飞船，先后将5批航天员送上中国空间站。中国，已跨入“太空文明”新时代。 11. 2024年4月25日，搭载着神舟十八号载人飞船长征二号F遥十八运载火箭（如图）在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（　　） A.火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大 B.火箭发动机工作过程中的热机效率是100% C.火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，内能为零 D.火箭搭载着飞船升空的过程中，飞船的重力势能越来越大 【答案】D 【解析】A.热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，所以火箭的燃料燃烧得越充分，热值不变，故A错误； B.火箭发动机在工作过程中，其热机效率并不能达到100%。这是因为火箭发动机在工作时，不可避免地会产生一些能量损失。故B错误； C.一切物体在任何情况下都具有内能，所以火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，内能不为零，故C错误； D.火箭搭载着飞船升空的过程中，飞船的质量不变，高度不断增大，重力势能越来越大。故D正确。 故选D。 四、发展空间 12.据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。 （1）氢燃料电池将化学能直接转化为_________能； （2）当储氢瓶内气体压强为3.5×107Pa时，求瓶内壁1cm2的面积上受到的压力； （3）以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW。 ①求卡车的行驶速度； ②求卡车所受牵引力； ③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少？（燃油机的效率取36%，燃油的热值q取4.3×107J/kg） 【答案】（1）电；（2）3.5×103N；（3）①20m/s；②8.6×103N；③132kg 【解析】（1）氢燃料电池发生化学反应，将化学能直接转化为电能，供用电器使用。 （2）当储氢瓶内气体压强为3.5×107Pa时，由得，瓶内壁1cm2的面积上受到的压力： F=pS=3.5×107Pa×1×10-4m2=3.5×103N （3）①卡车的行驶速度： ②根据可得，卡车输出能量： W=Pt=172kW×1h=172 kW·h=172×3.6×106J=6.192×108J 由W=Fs可得卡车匀速行驶72km所受牵引力： ③解法一：由 可得，燃油完全燃烧释放的热量为： 由Q=mq可得需要的燃油： 减排的二氧化碳： m二氧化碳=3.3m燃油=132kg 解法二： 燃油燃烧生成的热量： Q=mq 效率： 联立可得： ηm燃油q=W 需要的燃油： 减排的二氧化碳： m二氧化碳=3.3m燃油=132kg 13.汽油机是燃油汽车的动力来源之一。如图所示是某台汽油机工作时的能量数据，图中横线处应填写的内容是：①___________；②__________。若汽油的热值为4.6×107J/kg，则该工作过程中消耗的汽油质量为________kg。 【答案】1.61×105；机械；3.5×10-3 【解析】汽油机中燃料完全燃烧放出的热量等于损失的能量和有用的机械能之和，燃料完全燃烧放出的热量： Q放=W损失+W有用=1.2×105J+4.1×104J=1.61×105J 该工作过程中消耗的汽油质量为： 14. 2024年4月19日，两辆以氢为燃料的汽车，实现了从北京到上海1500公里长距离运输的首次测试。选用氢为燃料是因为氢的________大。假设汽车在一段平直公路上以恒定功率75kW匀速行驶，速度为108km/h，则汽车所受阻力为_______N。 【答案】热值；2500 【解析】选用氢为燃料是因为氢的热值大，相同质量燃料完全燃烧时，释放的热量多。 假设汽车在一段平直公路上以恒定功率75kW匀速行驶，速度为108km/h，由P=Fυ得，汽车所受阻力为 15.随着科技发展，人们已经开始将氢能作为一种新能源加以利用。已知氢燃料的热值为1.4×108J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。如果一辆汽车平均每月消耗氢燃料30kg，这些氢燃料完全燃烧释放的热量为________J，若这些热量完全被水吸收，可使________kg水的温度从20℃升高到100℃。 【答案】4.2×109；1.25×104 【解析】这些氢燃料完全燃烧释放的热量： Q放=mq=30kg×1.4×108J/kg=4.2×109J 这些氢燃料完全燃烧释放的热量为4.2×109J。 若这些热量完全被水吸收，水的质量： 可使1.25×104kg水的温度从20℃升高到100℃。 16.汽油机在_______冲程中将内能转化为机械能。若某汽车的汽油机在一段时间内所做的有用功为，效率为25%，则该汽油机在这段时间内消耗_______kg的汽油（汽油的热值取）。 【答案】做功；2 【解析】 【详解】[1] 汽油机在做功冲程中，燃料燃烧产生高温高压的燃气，燃气推动活塞，将内能转化为机械能。 [2] 汽油完全燃烧放出的热量为： 则汽油的质量为： 17.与固体燃料相比，液体燃料火箭无需人工雕刻火药。甲烷是天然气的主要成分。液态甲烷作为火箭发射的燃料之一，其密度约为0.42×103kg/m3，热值为5.0×107J/kg。酒精的密度为0.8×103kg/m3，热值为3.0×107J/kg，下列关于液态甲烷和酒精的叙述正确的是（　　） A.酒精的密度比液态甲烷的密度小 B.液态甲烷燃烧时，内能转化为化学能 C.相同体积的液态甲烷和酒精，液态甲烷的质量更大 D.10kg的液态甲烷完全燃烧，放出的热量为5.0×108J 【答案】D 【解析】 【详解】A.液态甲烷密度约为0.42×103kg/m3，酒精的密度为0.8×103kg/m3，酒精的密度比液态甲烷的密度大，故A错误； B.液态甲烷燃烧时，化学能转化为内能，故B错误； C.酒精的密度比液态甲烷的密度大，根据m=ρV，相同体积的液态甲烷和酒精，液态甲烷的质量较小，故C错误； D.10kg的液态甲烷完全燃烧，放出的热量为： Q放=mq甲烷=10kg×5.0×107J/kg=5.0×108J 故D正确。 故选D。 18.如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2L初温为25℃的水，用卡式炉加热至100℃，消耗了25g丁烷气体（水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），丁烷的热值为4.8×107J/kg）。求： （1）壶中水的质量； （2）水吸收的热量； （3）卡式炉的加热效率。 【答案】（1）2kg；（2）6.3×105J；（3）52.5% 【解析】（1）壶中水的质量为： m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg （2）水吸收的热量为： Q水=c水m水Δt水=4.2×103J/（kg·℃）×2kg×（100－25）℃=6.3×1.05J （3）丁烷放出的热量： Q丁烷=m丁烷q丁烷=2.5×10-2kg×4.8×107J/kg=1.2×1.06J 卡式炉的加热效率为： 答：（1）壶中水的质量为2kg；（2）水吸收的热量为6.3×105J；（3）卡式炉的加热效率为52.5%。 19.（2024年四川省达州市初中学业水平考题）在1个标准大气压下，小明用天然气灶将质量1kg的水，从20℃加热到沸腾，水吸收的热量是________J。他家天然气热水器的热效率是70%，他某次洗澡，耗水20kg，热水器进水温度是22℃，出水温度是42℃，他这次洗澡消耗天然气________m3。已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值是3.2×107J/kg。 【答案】3.36×105；0.075 【解析】水吸收的热量： Q吸=cm（t－t0）=4.2×103J/（kg·℃）×1kg×（100℃－20℃）=3.36×105J 洗澡时水吸收的热量： Q吸′=cm′（t′－t0′）=4.2×103J/（kg·℃）×20kg×（42℃－22℃）=1.68×106J 由得，天然气完全燃烧放出的热量： 由Q放​=Vq得，需要天然气的体积： 20.（2025年成都市中考物理试卷）2025年4月24日在酒泉卫星发射中心，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭发射升空。关于火箭发动机，下列说法正确的是（ ） A.火箭发动机使用比热容大的燃料 B.火箭燃料燃烧越充分，热值越大 C.火箭发动机主要通过热传递获得机械能 D.火箭发动机属于热机 【答案】D 【解析】 【详解】A.火箭发动机需要燃料释放大量能量，因此应选择热值大的燃料，而非比热容大的燃料，比热容大与燃料释放的总能量无关，故A错误； B.热值是燃料的固有属性，与是否充分燃烧无关，燃烧充分只能提高能量利用率，但不会改变热值，故B错误； C.火箭发动机通过燃料燃烧产生高温高压气体，喷出时对外做功，将内能转化为机械能，属于通过做功获得机械能，而非热传递，故C错误； D.热机是将内能转化为机械能的装置，火箭发动机通过燃烧燃料获得内能，并转化为机械能，符合热机的定义，故D正确。 故选D。 21.（2024年山东省菏泽市初中学业水平考题）家用汽车常用汽油机提供动力，以下有关说法正确的是（　　） A.汽油燃烧时它的热值减小 B.汽油机的冷却液温度越高，含有的热量越多 C.汽油机的做功冲程，内能转化为机械能 D.汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越充分 【答案】C 【详解】A.热值是物质本身的一种特性，热值只与物质种类有关，汽油燃烧时它的热值不变，故A错误； B.热量是过程量，不能说含有热量的多少，故B错误； C.汽油机的做功冲程，燃烧产生的高温气体推动活塞做功，将内能转化为机械能，故C正确； D.汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越不充分，故D错误。 故选C。 22.（2024年四川省广安市初中学业水平考题）内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动1800圈（q汽油=4.6×107J/kg），则下列说法正确的是（　　） A.图中所示冲程是做功冲程 B.若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为6.9×107J C.该汽油机在1s内做功30次 D.汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 【答案】B 【解析】A.图中所示冲程两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故A错误； B.若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为： W有=ηQ放=30%×5kg×4.6×107J/kg=6.9×107J 故B正确； C.飞轮每分钟转动1800圈，则每秒转动30圈，该汽油机飞轮转动2圈对外做功一次，则在1s内做功15次，故C错误； D.由得，汽油机消耗的燃料越少，完全燃烧释放的热量越少，做的有用功不知，无法比较效率高低，故D错误。 故选B。 23.（2024年云南省初中学业水平考题）2024年5月，我国首款百公斤级车载液氢系统“赛道1000”研制成功， 可助力氢能重卡突破1000公里续驶里程， 这是我国将液氢应用于交通运输领域的重大技术突破（q氢=1.4×108J/kg）。下列说法正确的是（　　） A.氢能不属于清洁能源 B.用液氢作燃料是因为液氢含有的热量多 C.完全燃烧100kg的液氢能释放1.4×1010J的热量 D.氢能重卡的热机效率可高达100% 【答案】C 【解析】A.液氢燃烧的产物只有水，属于清洁能源，故A错误； B.用液氢作燃料是因为液氢热值大，在完全燃烧等质量的燃料时，放出的热量更多，且热量是过程量，不能“含有”，故B错误； C.完全燃烧100kg的液氢放出的热量： Q放=mq氢=100kg×1.4×108J/kg=1.4×1010J 故C正确； D.额外功不可避免，所以氢能重卡的热机效率不可能达到100%，故D错误。 故选C。 24.（2024年天津市初中学业水平考题）使用厨房中的电热水器将质量为0.5kg的水从20℃加热到50℃，该热水器消耗了0.2kW·h的电能。已知c水=4.2×103J/（kg·℃），求： （1）水吸收的热量； （2）该热水器的热效率。 【答案】（1）6.3×105J；（2）87.5% 【解析】 【详解】解：（1）水吸收的热量为： Q吸=c水m（t－t0）=4.2×103J/（kg·℃）×5kg×（50℃－20℃）=6.3×105J （2）该热水器的热效率为 答：（1）水吸收的热量为6.3×105J； （2）该热水器的热效率为87.5%。 25.（2024年山西省中考题）山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取4.5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3） （1）求汽车的平均速度。 （2）汽车全程消耗汽油25L，求汽油完全燃烧放出的热量Q。 （3）若汽车发动机全程的平均功率为25kW，求汽车发动机的效率。 【答案】（1）90km/h；（2）9×108J；（3）40% 【解析】 【详解】解：（1）汽车的平均速度 （2）全程消耗汽油的体积为 V=25L=0.025m3 汽油的质量为 m=ρV=0.8×103kg/m3×0.025m3=20kg 汽油完全燃烧放出的热量 Q=mq=20kg×4.5×107J/kg=9×108J （3）汽车全程所做的有用功为 W=Pt=25×103W×4×3600s=3.6×108J 则汽车发动机的效率 答：（1）汽车的平均速度为90km/h； （2）汽汽油完全燃烧放出的热量为9×108J； （3）汽车发动机的效率为40%。 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2节 热机效率 目录 【A 夯基础】 1 一、热机效率 1 二、改变世界的热机 2 三、飞向太空 3 四、发展空间 3 【B 提能力】 4 【C 链中考】 5 一、热机效率 1.对热机中能量转化进行研究，可以改进热机性能，有效利用________、减少________。 2.在内燃机里，燃料释放的能量都到哪里去了呢？如图所示表明了某汽车内燃机的能量流向，也表明了有用功在汽车运行中的分配。对照此图，请和同学讨论，描述能量的变化情况。 3.热机效率是热机性能的重要指标。热机一般是通过燃料的燃烧来________的。燃料燃烧放出的能量，并不能全部用来做有用功。我们把热机所做__________与所用燃料_________燃烧释放的________之比叫作热机的效率（efficiency），用来描述热机的性能。写成公式：____________。 4.在热机的各种能量损失中，________带走的能量最多，设法利用这部分能量，是提高燃料利用率的重要措施。结合如图所示，与同学交流讨论，对热机的能量损失提出合理的方法措施。 5.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 二、改变世界的热机 6.第一次工业革命的特征是以“火”为动力的“_____________”。为了获得更强大的动力、更高的效率，人们以极大的热情去探索。最简单的轮机（turbine）是_________驱动叶轮转动，它广泛应用于早期的火车、现代大型火力发电厂以及大型舰船上。现在，很多汽车、农用机械、轮船上配备的是_________和________。在航空航天中使用的是更加高效的__________发动机。 7. 2023年5月30日9时31分，我国在酒泉卫星发射中心，利用长征二号F火箭成功发射神州十六号载人飞船，16时26分飞船与空间站顺利对接，标志中国空间站进入了应用和发展阶段。下列说法中正确的是（ ） A.火箭升空时机械能守恒 B.空间站由于惯性绕地球运动 C.火箭利用液态氢做燃料，是因为液态氢的密度小 D.火箭向下喷火使其升空，是由于力的作用是相互的 8. 2023年5月28日12时31分，自上海虹桥国际机场起飞的国产大飞机C919安全抵达北京首都国际机场（如图），圆满完成了首个商业航班飞行。C919大飞机（ ） A.机身是由密度大、硬度大的材料制成的 B.加速起飞的过程中所受空气浮力大于重力 C.匀速飞行时机翼上方的空气流速比下方的大 D.大功率航空发动机的效率能达到100% 三、飞向太空 9. 14 世纪末，中国人________，精心制作了一个以47支火箭作动力的装置，进行了“飞天”尝试，是人类飞行史上的先驱者。这种火箭的原理是在竹筒（或纸筒）内装上火药，点燃火药后，燃烧产生的气体体积膨胀，从竹筒的尾端向后高速喷出，这利用了_______能对火箭________，推动箭筒向前飞行。这和现代_____________的原理是一样的。 10.我国不仅是火箭的发源地，还是一个_______大国，我国的_______系列运载火箭有着极佳的性能。常用的火箭是多级火箭。我国的三级火箭的第一级，在燃料用完以后就自动脱落，以减少________；随后第二级点火发动，燃料用完后也将自动脱落，再点燃第三级。2021年6月至2023年5月，“长征二号F”运载火箭托举“________”飞船，先后将5批航天员送上中国空间站。中国，已跨入“太空文明”新时代。 11. 2024年4月25日，搭载着神舟十八号载人飞船长征二号F遥十八运载火箭（如图）在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（　　） A.火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大 B.火箭发动机工作过程中的热机效率是100% C.火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，内能为零 D.火箭搭载着飞船升空的过程中，飞船的重力势能越来越大 四、发展空间 12.据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。 （1）氢燃料电池将化学能直接转化为_________能； （2）当储氢瓶内气体压强为3.5×107Pa时，求瓶内壁1cm2的面积上受到的压力； （3）以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW。 ①求卡车的行驶速度； ②求卡车所受牵引力； ③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少？（燃油机的效率取36%，燃油的热值q取4.3×107J/kg） 13.汽油机是燃油汽车的动力来源之一。如图所示是某台汽油机工作时的能量数据，图中横线处应填写的内容是：①___________；②__________。若汽油的热值为4.6×107J/kg，则该工作过程中消耗的汽油质量为________kg。 14. 2024年4月19日，两辆以氢为燃料的汽车，实现了从北京到上海1500公里长距离运输的首次测试。选用氢为燃料是因为氢的________大。假设汽车在一段平直公路上以恒定功率75kW匀速行驶，速度为108km/h，则汽车所受阻力为_______N。 15.随着科技发展，人们已经开始将氢能作为一种新能源加以利用。已知氢燃料的热值为1.4×108J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。如果一辆汽车平均每月消耗氢燃料30kg，这些氢燃料完全燃烧释放的热量为________J，若这些热量完全被水吸收，可使________kg水的温度从20℃升高到100℃。 16.汽油机在_______冲程中将内能转化为机械能。若某汽车的汽油机在一段时间内所做的有用功为，效率为25%，则该汽油机在这段时间内消耗_______kg的汽油（汽油的热值取）。 17.与固体燃料相比，液体燃料火箭无需人工雕刻火药。甲烷是天然气的主要成分。液态甲烷作为火箭发射的燃料之一，其密度约为0.42×103kg/m3，热值为5.0×107J/kg。酒精的密度为0.8×103kg/m3，热值为3.0×107J/kg，下列关于液态甲烷和酒精的叙述正确的是（　　） A.酒精的密度比液态甲烷的密度小 B.液态甲烷燃烧时，内能转化为化学能 C.相同体积的液态甲烷和酒精，液态甲烷的质量更大 D.10kg的液态甲烷完全燃烧，放出的热量为5.0×108J 18.如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2L初温为25℃的水，用卡式炉加热至100℃，消耗了25g丁烷气体（水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），丁烷的热值为4.8×107J/kg）。求： （1）壶中水的质量； （2）水吸收的热量； （3）卡式炉的加热效率。 19.（2024年四川省达州市初中学业水平考题）在1个标准大气压下，小明用天然气灶将质量1kg的水，从20℃加热到沸腾，水吸收的热量是________J。他家天然气热水器的热效率是70%，他某次洗澡，耗水20kg，热水器进水温度是22℃，出水温度是42℃，他这次洗澡消耗天然气________m3。已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值是3.2×107J/kg。 20.（2025年成都市中考物理试卷）2025年4月24日在酒泉卫星发射中心，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭发射升空。关于火箭发动机，下列说法正确的是（ ） A.火箭发动机使用比热容大的燃料 B.火箭燃料燃烧越充分，热值越大 C.火箭发动机主要通过热传递获得机械能 D.火箭发动机属于热机 21.（2024年山东省菏泽市初中学业水平考题）家用汽车常用汽油机提供动力，以下有关说法正确的是（　　） A.汽油燃烧时它的热值减小 B.汽油机的冷却液温度越高，含有的热量越多 C.汽油机的做功冲程，内能转化为机械能 D.汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越充分 22.（2024年四川省广安市初中学业水平考题）内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动1800圈（q汽油=4.6×107J/kg），则下列说法正确的是（　　） A.图中所示冲程是做功冲程 B.若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为6.9×107J C.该汽油机在1s内做功30次 D.汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 23.（2024年云南省初中学业水平考题）2024年5月，我国首款百公斤级车载液氢系统“赛道1000”研制成功， 可助力氢能重卡突破1000公里续驶里程， 这是我国将液氢应用于交通运输领域的重大技术突破（q氢=1.4×108J/kg）。下列说法正确的是（　　） A.氢能不属于清洁能源 B.用液氢作燃料是因为液氢含有的热量多 C.完全燃烧100kg的液氢能释放1.4×1010J的热量 D.氢能重卡的热机效率可高达100% 24.（2024年天津市初中学业水平考题）使用厨房中的电热水器将质量为0.5kg的水从20℃加热到50℃，该热水器消耗了0.2kW·h的电能。已知c水=4.2×103J/（kg·℃），求： （1）水吸收的热量； （2）该热水器的热效率。 25.（2024年山西省中考题）山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取4.5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3） （1）求汽车的平均速度。 （2）汽车全程消耗汽油25L，求汽油完全燃烧放出的热量Q。 （3）若汽车发动机全程的平均功率为25kW，求汽车发动机的效率。 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $$