第第頁教科版物理九年級上2.3熱機效率習題（含答案）13.1分子熱運動

知識梳理

1.熱機和之比，叫做熱機的效率。

2.定義式：η＝。

基礎知識

1．下列有關燃料的熱值和熱機效率的說法正確的是（）

A．減少汽油機在工作過程中的各種熱損失，可以提高其熱機效率

B．燃料燃燒的越充分，放出的熱量越多，其熱值越大

C．煤的熱值比干木材的大，煤燃燒放出的熱量一定比干木材燃燒放出的熱量多

D．用熱值大的燃料，可以提高熱機效率

2．汽油機工作過程中，對外做有用功的能量占燃料完全燃燒所釋放能量的四分之一，其熱效率為（）

A．25%B．75%C．100%D．50%

3．關于熱機的效率，下列說法正確的是（）

A．總功一定，額外功越少，效率就越高

B．熱機做的有用功越多，效率就越高

C．熱機消耗的燃料越多，效率就越低

D．熱機的功率越大，效率就越高

4．在汽油機的四個沖程中，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是沖程。如圖所示汽油機正在進行的是沖程，若某臺汽油機飛輪的轉(zhuǎn)速為2400r/min，在1s內(nèi)，汽油機完成個工作循環(huán)。

5．如圖所示為汽車的發(fā)動機的沖程，用水來冷卻汽缸是因為水的較大。熱機的效率是熱機性能的重要指標，下列操作中不能提高汽車熱機效率的有。（選填序號）

①定期保養(yǎng)，更換機油；

②添加燃油添加劑，使燃燒更充分；

③停車等待較長時間時，熄火；

④使用渦輪增壓，利用尾氣。

重難點突破

6．下列說法中正確的（）

A．熱機的功率大，熱機效率一定高

B．柴油機的吸氣沖程將燃料和空氣的混合氣體進入氣缸，柴油機的效率一定比汽油機效率高

C．熱機單位時間內(nèi)消耗的燃料少，熱機效率一定高

D．四沖程內(nèi)燃機一個工作循環(huán)中有三個沖程都要靠飛輪的慣性來完成

7．關于熱機的效率，下列說法正確的是（）

A．熱機的效率越高說明做功越快

B．熱機的效率越高說明做功越多

C．在做功同樣多的情況下，熱機的效率越高消耗的燃料越少

D．熱機損失的能量中，主要是由于機械摩擦損失的

8．甲、乙兩汽車，甲的汽油機效率比乙的汽油機效率高，這表明（）

A．甲的功率比乙大

B．消耗相同的汽油，乙做的功多

C．甲消耗的汽油比乙少

D．做相同的功，甲耗油比乙少

9．如圖是汽油機的能量流向圖，根據(jù)圖中給出的信息，該內(nèi)燃機的效率為。若工作效率按此計算，當汽油完全燃燒放出的熱量2.3×107J時，汽車獲得的機械能是的J。

10．汽油機是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的熱機，某型號汽油機的飛輪轉(zhuǎn)速是1200r/min，此汽油機每秒鐘完成個做功沖程；如果有一臺內(nèi)燃機在一個工作循環(huán)中消耗了20g的燃油，發(fā)動機的效率為20%，一個工作循環(huán)輸出的有用機械能為1.84×105J，那么該燃油的熱值是J/kg。

能力提升

11．某型號汽油機工作時的熱損失情況是：汽缸散熱損失30%，廢氣帶走35%，機械摩擦損耗10%，由于汽油容易揮發(fā)等原因其利用率只有90%，則2kg能利用的汽油其完全燃燒（熱值為4.6×107J/kg）獲得的機械能是（）

A．0.09×107JB．3.39×107JC．0.88×107JD．2.07×107J

12．發(fā)動機功率相同的甲、乙兩輛汽車，在水平公路上勻速直線行駛100km，甲車用了1h，乙車用了0.9h，以下說法正確的是（）

A．兩車發(fā)動機的效率之比為1：1

B．兩車速度之比為10：9

C．兩車發(fā)動機所做功之比為1：1

D．兩車所受阻力之比為10：9

13．北京國際汽車展覽會于4月21～25日在北京中國國際展覽中心新、老展館同時拉開大幕。某人為了測試汽車發(fā)動機的效率，開車以60km/h的平均速度行駛了120km，用去汽油25L，已知汽油的密度為0.7×103kg/m3，熱值為4.6×107J/kg，發(fā)動機的功率為32kW，則該汽車發(fā)動機的效率為（）

A．28.6%B．36.5%C．23.6%D．38%

14．有兩臺單缸四沖程柴油機，其中甲柴油機其效率為40%，則消耗2.5kg的柴油轉(zhuǎn)化成的機械能是J；乙柴油機的效率是30%，柴油機甲的功率是乙的2倍，那么柴油機甲與乙每小時消耗的油的質(zhì)量之比為。（q柴油＝4.3×107J/kg）

15．如圖甲為空氣壓縮引火儀，乙是四沖程汽油機的一個沖程，兩圖中以下幾種情況對比：①能量轉(zhuǎn)化情況②改變氣體內(nèi)能的方式③氣體內(nèi)能的變化，其中（填序號）是相同的。若汽油機1s內(nèi)對外做功15次，則其曲軸的轉(zhuǎn)速為r/min，汽油機需要用冷卻液進行降溫，是利用了冷卻液的大的特性。

參考答案與解析

知識梳理

1.用來做有用功的那部分能量；燃料完全燃燒放出的熱量2.Q有用/Q總

基礎知識

1．【解答】解：A.熱機效率是指有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的熱量的比值，因此減少汽油機工作過程中的各種熱損失，可以提高熱機效率，故A正確；

B.熱值是燃料的一種特性，只與燃料的種類有關，與燃料燃燒的是否充分等因素無關，故B錯誤；

C.由Q放＝qm可知，燃料燃燒放出的熱量與燃料的熱值和消耗的燃料質(zhì)量有關，因此煤的熱值比干木材的大，但煤燃燒放出的熱量不一定比干木材燃燒放出的熱量多，故C錯誤；

D.熱機效率與熱值無關，故D錯誤。

故選：A。

2．【解答】解：熱機效率是指利用熱機工作時，用來做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒放出的熱量的比值；

汽油機工作時，對外做有用功的能量占燃料完全燃燒所釋放能量的，所以汽油機的效率η＝×100%＝×100%＝25%，故A正確。

故選：A。

3．【解答】解：A.總功一定，額外功越少，有用功就越多，有用功與總功的比值就越大，即效率就越高，故A正確；

B，熱機做的有用功越多，但總功不知道，有用功與總功的比值就不確定，因此效率不一定高，故B錯誤；

C.熱機消耗的燃料多，即放出的熱量多，但不知道有用功，因此效率不一定低，故D錯誤；

D.功率是反映物體做功快慢的物理量，熱機效率與功率無關，故D錯誤。

故選：A。

4．【解答】解：（1）汽油機工作時，在壓縮沖程中，活塞的機械能轉(zhuǎn)化為汽油和空氣混合物的內(nèi)能；

由圖可知，該沖程中，進氣門和排氣門關閉，火花塞點火，燃氣推動活塞向下運動，即該沖程為做功沖程；

（2）某汽油機的飛輪轉(zhuǎn)速為2400r/min＝40r/s，即在1s內(nèi)，該汽油機的飛輪轉(zhuǎn)動40周，

因為汽油機在一個工作循環(huán)中，飛輪轉(zhuǎn)動兩周，所以在1s內(nèi)，該汽油機完成的工作循環(huán)數(shù)為20個。

故答案為：壓縮；做功；20。

5．【解答】解：圖中氣門都關閉，活塞向下運行，氣缸容積增大，是做功沖程；

用水來冷卻汽缸，因為水的比熱容較大，即相同質(zhì)量的水和其它液體相比較，若都是升高1℃時，水能吸收的熱量較多，故用水冷卻效果較好；

①定期保養(yǎng)，更換機油，可以減小摩擦，減少額外功，從而提高熱機效率，故①不符合題意；

②添加燃油添加劑，使燃燒更充分，可提高燃料的利用率，從而提高熱機效率，故②不符合題意；

③停車等待較長時間時，熄火，可節(jié)約能源，減少做功時間，但不能提高熱機效率，故③符合題意；

④使用渦輪增壓，利用尾氣，減少了熱量損失，從而提高熱機效率，故④不符合題意。

故答案為：做功；比熱容；③。

重難點突破

6．【解答】解：

A.功率是表示物體做功快慢的物理量，熱機的效率是指用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的能量之比，兩者之間沒有直接關系。故A錯誤。

B.柴油機的吸氣沖程是將空氣吸入氣缸，而燃料是從噴油嘴噴入氣缸，且效率是有用功的能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的能量之比，汽油機的效率是26%﹣40%，柴油機的效率是34%﹣45%，柴油機的效率通常比汽油機高。故B錯誤。

C.熱機的效率是指用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的能量之比，與熱機單位時間內(nèi)消耗的燃料多少無關。故C錯誤。

D.四沖程內(nèi)燃機的一個工作循環(huán)中吸氣沖程、壓縮沖程、排氣沖程都是靠飛輪的慣性來完成的。故D正確。

故選：D。

7．【解答】解：AB.熱機效率是指有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的熱量的比值，與做功快慢或者做功多少無關，故A、B錯誤；

C.熱機的效率越高，做有用功與燃料完全燃燒放出的熱量的比值越大，即在做功相同的情況下，消耗的燃料較少，故C正確；

D.熱機損失的能量中，廢氣溫度最高，帶走的熱量較多，故D錯誤。

故選：C。

8．【解答】解：A.功率是指做功快慢的物理量，熱機效率與功率大小無關，故A錯誤；

B.已知甲的汽油機效率高于乙的汽油機效率，因此消耗相同的汽油，甲做的功多，故B錯誤；

C.選項中不知道有用功的多少，因此不能確定甲消耗的汽油比乙少，故C錯誤；

D.已知甲的汽油機效率高于乙的汽油機效率，因此做相同的功，甲消耗的汽油比乙少，故D正確。

故選：D。

9．【解答】（1）由圖可知，輸出的有用功在總能量中所占的比例：100%﹣33%﹣30%﹣7%＝30%，

所以熱機的效率為η＝30%；

（2）汽車獲得的機械能：

W有＝ηQ放＝30%×2.3×107J＝6.9×106J。

故答案為：30%；6.9×106。

10．【解答】解：（1）飛輪轉(zhuǎn)速是1200r/min是說飛輪每分鐘轉(zhuǎn)1200轉(zhuǎn)，即每秒鐘轉(zhuǎn)20轉(zhuǎn)（20r/s），因一個工作循環(huán)飛輪轉(zhuǎn)2圈，做功一次，所以每秒可以做功10次，即每秒鐘完成10個做功沖程；

（2）燃油完全燃燒放出的熱量Q放＝＝＝9.2×105J，

該燃油的熱值q＝＝＝4.6×107J/kg。

故答案為：10；4.6×107。

能力提升

11．【解答】解：由于汽油容易揮發(fā)等原因其利用率只有90%，

則2kg汽油能利用上的質(zhì)量為：m＝2kg×90%＝1.8kg，

汽油完全燃燒放出的熱量為：Q放＝qm＝4.6×107J/kg×1.8kg＝8.28×107J，

由題可知汽油機的效率為：η＝100%﹣30%﹣35%﹣10%＝25%，

則獲得的機械能為：W＝Q放η＝8.28×107J×25%＝2.07×107J，故D正確。

故選：D。

12．【解答】解：A.由于不清楚內(nèi)燃機的燃油燃燒情況和放出的熱量，故無法得知兩車發(fā)動機的效率之比，故A錯誤；

B.由題可知，甲車的速度為：v1＝＝＝100km/h，乙車的速度為：v2＝＝＝km/h，

則甲、乙兩車的速度之比為：＝＝，故B錯誤；

C.已知甲、乙兩輛車功率相同，甲車行駛t1＝1h，乙車行駛t2＝0.9h，

則兩車發(fā)動機所做的功之比為：＝＝＝＝，故C錯誤；

D.由P＝可知兩車的牽引力之比為：＝＝＝，

由二力平衡的條件可知汽車所受的阻力等于牽引力，因此兩車所受阻力之比為10：9，故D正確。

故選：D。

13．【解答】解：已知汽車速度v＝60km，行駛的路程為s＝120km，

汽車行駛的時間為：t＝＝＝2h＝7200s，

汽車做的有用功為：W＝Pt＝32×103W×7200s＝2.304×108J，

消耗汽油的體積為：V＝25L＝0.025m3，

消耗汽油的質(zhì)量為：m＝ρV＝0.7×103kg/m3×0.025m3＝17.5kg，

汽油完全燃燒放出的熱量為：Q放＝qm＝4.6×107J/kg×17.5kg＝8.05×108J，

則該汽車發(fā)動機的效率為：η＝＝≈28.6%，故A正確。

故選：A。

14．【解答】解：（1）2.5kg的柴油完全燃燒放出的熱量為：Q放＝q柴油m＝4.3×107J/kg×2.5kg＝1.075×108J，

由η＝可知消耗2.5kg的柴油轉(zhuǎn)化成的機械能為：W＝Q放η甲＝1.075×108J×40%＝4.3×107J，

（2）由η＝和Q＝qm可得W＝Qη＝qmη，

由P＝可得Pt＝qmη，即m＝，

由題知P甲＝2P乙，則柴油機甲與乙每小時消耗的油的質(zhì)量之比為：＝＝＝＝。

故答案為：4.3×107；3：2。

15．【解答】解：（1）圖甲中活塞壓縮空氣對空氣做功，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能增加，溫度升高，是通過做功的方法改變空氣的內(nèi)能；

圖乙中兩個氣門都關閉，火花塞點火，活塞向下運動，因此是做功沖程，此過程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，