13.4熱機效率和環(huán)境保護(練習)（原卷版）

13.4熱機效率和環(huán)境保護一、單選題1．煤炭是一種重要能源。區(qū)別優(yōu)劣煤質(zhì)最科學的辦法是檢測下列哪個物理量（）A．比熱容 B．密度 C．熱值 D．溫度2．一箱汽油用去一半后，剩下的汽油（）A．比熱容、密度不變，熱值減半 B．比熱容、密度、熱值均減半C．比熱容、密度、熱值均不變 D．比熱容減半，密度、熱值不變3．2022年5月10日，搭載天舟四號貨運飛船的長征七號運載火箭，在我國文昌航天發(fā)射場升空，成功進入預定軌道。長征七號運載火箭采用液態(tài)氫作為火箭的燃料，原因是液態(tài)氫具有（）A．較大的比熱容 B．較低的沸點C．較大的熱值 D．較小的質(zhì)量4．熱機效率是熱機性能的重要指標，下列措施中，可以提高熱機效率的是（）A．盡量增加熱機的工作時間 B．盡量增加廢氣帶走的熱量C．盡量使用熱值更大的燃料 D．盡量減少熱機部件的摩擦5．關于燃料的熱值，下列說法中正確的是A．某種燃料燃燒放出的熱量叫做這種燃料的熱值B．甲燃料完全燃燒放出的熱量比乙燃料完全燃燒放出的熱量多，則甲燃料的熱值一定比乙燃料的熱值大C．燃料的熱值越大，則燃料燃燒時放出的熱量越多D．煙煤的熱值是2.9×107J/kg，則完全燃燒1kg的煙煤能放出2.9×107J的熱量6．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(nèi)所消耗汽油質(zhì)量之比為A．3：4 B．2：3C．3：2 D．4：37．小明閱讀了某汽車發(fā)動機的說明書后，將內(nèi)燃機的能量流向制成如圖所示，汽油熱值為4.6×107J/kg。下列說法錯誤的是（）A．發(fā)動機在做功沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能B．該內(nèi)燃機的效率為30%C．為確保發(fā)動機正常工作，可用水對其冷卻D．燃燒1kg的汽油一定釋放4.6×107J的能量8．如圖所示，甲、乙、丙3圖的裝置完全相同，燃料的質(zhì)量相同，燒杯內(nèi)液體的初溫與質(zhì)量也相同，不考慮熱量損失且液體均未沸騰，下列選項正確的是（

）A．對比乙丙兩圖液體最終升溫可以比較兩種液體的比熱容B．對比甲乙兩圖，如果燃料2的熱值較高，最終乙圖液體內(nèi)能較大C．對比乙丙兩圖，如果液體b最終升溫較高，說明燃料1的熱值較大D．對比甲丙兩圖，如果液體b的比熱容比液體a大，升高相同的溫度，液體a需要加熱較長時間9．現(xiàn)有兩個使用同一種燃料的加熱器，用它們分別對甲、乙兩種不同的物質(zhì)加熱。已知甲物質(zhì)的比熱是乙物質(zhì)的2倍，甲物質(zhì)的質(zhì)量是乙物質(zhì)的，當甲物質(zhì)升高的溫度是乙物質(zhì)的時（甲、乙物質(zhì)的物態(tài)都不發(fā)生改變），加熱甲物質(zhì)所用燃料是加熱乙物質(zhì)的，則兩加熱器利用熱能的效率之比是（）A．1：1 B．1：2 C．3：2 D．2：110．干木柴、焦炭、無煙煤的熱值如圖所示，以下說法不正確的是（）A．都是完全燃燒的情況下，無煙煤放出的熱量最多B．都完全燃燒1kg，干木柴放出的熱量最少C．焦炭的熱值是3×107J/kg，完全燃燒2kg焦炭放出的熱量是6×107JD．焦炭的熱值是3×107J/kg，0.5kg焦炭熱值也為3×107J/kg二、填空題11．一個成年人參加一次長跑，身體消耗的能量為1.32×107J，這些能量相當于完全燃燒1.1kg的干木柴才能得到，則干木柴的熱值為______J/kg12．汽油的熱值為，它表示的物理意義是______；現(xiàn)有汽油，取其中一半完全燃燒，放出的熱量是______，剩余汽油的熱值是______．13．為全面推進“鄉(xiāng)村振興”工程，加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村綠色發(fā)展，荊州市大部分農(nóng)村地區(qū)已經(jīng)使用上了煤氣燒水煮飯。小王同學用他家的煤氣將體積為2L，初溫為20℃的水加熱到100℃，水吸收的熱量是_________J；若此過程的熱效率為40%，則消耗煤氣_________m3。[水的密度為1.0×103kg/m3，水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），煤氣熱值為4.0×107J/m3]14．如圖所示為四沖程汽油機工作時的______沖程，若其效率為30%，消耗100g汽油，對外做功______J。若水箱中5kg的水由20℃升高到100℃，水吸收______J的熱量。[q汽油＝4.6×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg?℃）]15．某品牌汽車汽油機的能量流程圖如圖所示，若汽車行駛過程中消耗汽油0.2kg，已知汽油的熱值為4.2×107J/kg，假如這些汽油完全燃燒，則牽引力做的功是___________J；行駛中的汽車在緊急剎車時，剎車片會發(fā)燙，這是通過___________的方式增加物體內(nèi)能的。已知c水=4.2×103J/(kg.℃)]16．中國是世界第一產(chǎn)氫大國，發(fā)展氫能具有較好的條件，且目前我國氫能發(fā)展較快，在全球新投資的氫能項目中占比較高，發(fā)展?jié)摿^大。小越所在的物理興趣小組用氫能源給40kg的水加熱，同時他們繪制了如圖所示的水溫隨時間變化的圖像，若在4min內(nèi)完全燃燒了0.1kg的氫氣，水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃），氫氣的熱值約為1.4×108J/g，則經(jīng)過4min時間加熱，水所吸收的熱量為___________J；燒水時的熱效率約為___________。17．為了使材料硬度增大，部分金屬工件需要進行淬火處理，即將工件升溫到較高溫度保持一段時間后再快速冷卻。某工廠用天然氣處理爐對質(zhì)量為40kg的鋼工件進行淬火處理，耗用0.25m3天然氣將工件從20℃加熱到550℃，然后投入淬火池的水中迅速冷卻，淬火池中的水溫度為20℃，質(zhì)量為460kg，已知天然氣熱值q=4.0×107J/m3，鋼的比熱容c鋼=0.46×103J/（kg?℃），水的比熱容c水=4.2×103J/（kg?℃），所耗用的天然氣完全燃燒放出的熱量___________J，鋼工件與水開始達到熱平衡的溫度為___________℃。（不計熱量損失）18．發(fā)動機是汽車的核心部件，發(fā)動機的質(zhì)量決定了整車的性能和品質(zhì)，現(xiàn)代汽車主要分汽油與柴油兩類發(fā)動機。（1）如圖A所示，汽油機一個工作循環(huán)包括四個沖程，一個汽缸正常工作四個沖程順序是______（按“甲、乙、丙、丁”重新排序），______圖所示沖程汽油機給汽車提供動力，將燃料燃燒放出的______能轉(zhuǎn)化為機械能。汽車發(fā)動機通常用水做冷卻劑是因為水的______；（2）如圖B所示是某小轎車汽油機工作時的能量轉(zhuǎn)化示意圖，則該汽油機的效率是______，該車完全燃燒2L汽油，釋放的熱量是______J，若在效率不變的情況下，轉(zhuǎn)化為有用的機械能是______J。（汽油的密度ρ＝0.7×103kg/m3，汽油的熱值q＝4.6×107J/kg）；（3）近年來，我國汽車保有量在迅速增長。若一輛汽車每年耗油1.8t，汽車發(fā)動機的平均效率為25%，如果能把發(fā)動機效率提高1%，則每輛汽車每年大約可節(jié)約______kg汽油（結(jié)果保留整數(shù)）。三、實驗題19．如表列出了幾種燃料的熱值，單位是J/kg。燃料種類無煙煤酒精煤油干木柴氫氣熱值3.4×1073.0×1074.6×1071.2×1071.4×108為了探究燃料燃燒時放出熱量的多少是否與燃料的種類有關，某同學設計了一個探究方案如下：（1）實驗時所選用燃料種類應___________，質(zhì)量應___________；（選填“相同”或“不同”）（2）若燃燒放出的熱量用水吸收，則實驗中，除了盛水容器相同，使燃料在同一裝置內(nèi)燃燒外，你認為還應保持___________相同；（3）通過比較___________可以得出燃料燃燒放出的熱量與燃料的種類有關。20．如圖所示，小李用裝有少量的煤油和酒精的兩盞燈，分別給兩杯相同的水加熱。待煤油和酒精燃盡時，根據(jù)水溫的變化比較兩種燃料的熱值大小，請根據(jù)小李的方案回答下列問題：(1)實驗前裝入燈中的煤油和酒精的______必須相同；(2)在燃料燃盡前，如果兩個燒杯中的水均己沸騰，則該實驗______（選填“能”或“不能”）達到小李的目的；

(3)燃料燃盡后，甲溫度計的示數(shù)比乙溫度計的示數(shù)高，由此判斷______（選填“煤油”或“酒精”）的熱值大；(4)該實驗也可以粗略測出燃料的熱值，與標準的熱值相比，該實驗測得的熱值______（選填“偏大”或“偏小”），其主要原因是：______。21．如圖所示，甲、乙、丙三個實驗裝置完金相同，燃料a、b種類不同但質(zhì)量都為10g，燒杯內(nèi)液體a、b種類不同但質(zhì)量都為100g。當燃料完全燃燒后，甲、乙、丙裝置中溫度計升高的示數(shù)分別為20℃、30℃、35℃。（1）實驗中燃料燃燒放出的熱量，通過______（選填“做功”或“熱傳遞”）的方式使液體的內(nèi)能增大；在組三套裝實驗裝置時，應該按照______的順序；（填“自下而上”或“自上而下”）（2）若要研究不同物質(zhì)的吸熱能力，應該選擇______兩圖；實驗中給兩物質(zhì)加熱相同時間，最終可通過______來比較兩液體的吸熱能力；根據(jù)題干所給數(shù)據(jù)可知，液體______。（選填“a”或“b”）的吸熱能力更強；（3）已知液體a的比熱容為2.1×103J/(kg·℃)，則甲實驗過程中，液體a吸收的熱量為______J；根據(jù)，用上述熱量除以燃料a的質(zhì)量可求得燃料a的熱值，根據(jù)此方法求得a的熱值______。（填“偏大”“偏小”或“準確”）22．為了比較兩種未知燃料的熱值以及兩種末知液體的比熱容的大小，小明同學設計的實驗如圖所示，甲、乙、丙三圖中裝置完全相同。燃料的質(zhì)量都是10g，燒杯內(nèi)的液體初溫相同，當燃料燃燒完時（燒杯內(nèi)的液體均未沸騰），立即讀取相應溫度計的讀數(shù)，分別為T甲、T乙、T丙，且有T甲>T乙>T丙。（1）在實驗中，三個燒杯中a、b液體的______（選填“質(zhì)量”或“體積”）必須相同；（2）比較不同液體的比熱容，應選擇______兩圖進行實驗，實驗液體a的比熱容ca與實驗液體b的比熱容cb相比，有ca______cb（選填“>”、“=”或“<”）；（3）比較不同燃料的熱值，應選擇______兩圖進行實驗，實驗燃料1的熱值q1與實驗燃料2的熱值q2相比，有q1______q2（選填“>”“=”或“<”）；（4）若在研究不同燃料熱值的實驗中，記錄數(shù)據(jù)如下表：燃料加熱前液體溫度（℃）燃料燃盡時液體溫度（℃）燃料的熱值（J/kg）115352.4×10621525？根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算：完全燃燒10g燃料1放出的熱量為______J；燃料2的熱值是______J/kg，通過實驗得到的燃料熱值與實際相比要偏______（填“大”或“小”），你認為出現(xiàn)這種情況的主要原因是：______。23．小王設計一個探究酒精和碎紙片的熱值大小實驗。(1)實驗裝置如圖甲、乙所示，你認為圖中橫桿、溫度計、鐵圈、燃具四個器件的安裝順序是______（由下而上／由上而下）。(2)為保證實驗結(jié)論的可靠，以及方便比較，小王同學在實驗中應讓酒精和碎紙片的質(zhì)量、兩燒杯中水的質(zhì)量、以及兩個燒杯都保持______。(3)實驗數(shù)據(jù)記錄如下表：燃料加熱前水溫℃燃料燃盡時水溫℃燃料的熱值酒精15352.4×107碎紙片1525？根據(jù)表中數(shù)據(jù)，計算出碎紙片的熱值是______。(4)通過實驗得到的燃料熱值與實際相比會偏______（選填“大”或“小”），認為出現(xiàn)這種情況的主要原因是：______。24．小明和小輝學習了燃料的熱值后，他們一起設計了一個實驗來探究煤油和菜籽油的熱值的大小關系。他們組裝了如圖1和2所示的裝置進行實驗，記錄結(jié)果見下表：燃料前后溫度煤油菜籽油加熱前的水溫/℃2525燃料燃盡后的水溫/℃4434(1)為了保證實驗結(jié)論的可靠性，小明和小輝選擇了兩套完全相同的裝置，并且控制油的質(zhì)量以及水的質(zhì)量相同。但對于兩杯水的初溫他們的看法卻不同。請將下列他們的想法補充完整：①小輝認為實驗中是直接用_______來表示煤油和菜籽油放出熱量的多少。所以，實驗中兩杯水的初溫可以不同；②小明認為因為探究過程中他們采用了_______法，所以只有燃料的_____不同，其他因素都必須控制相同。如果兩杯水的初溫不同，那么水的蒸發(fā)快慢以及水與周圍環(huán)境的溫差都不相同，于是兩杯水的_______就不相同，就有可能會出現(xiàn)燃料燃燒放出的熱量多，而水吸收的熱量少、水溫變化小的情況。所以，實驗時必須控制水的初溫相同；③你認為_________（小明/小輝）的想法更合理；(2)根據(jù)他們的實驗記錄，你認為煤油和菜籽油兩種燃料中，熱值較大是___________；(3)小明和小輝在實驗前用天平分別測出了燒杯中水的質(zhì)量以及燃油的質(zhì)量。并由記錄的數(shù)據(jù)，利用公式Q吸=cm（t﹣t0）計算出了水吸收的熱量。小輝想通過這些數(shù)據(jù)計算出煤油和菜籽油的熱值。你認為他的計算結(jié)果是______的（可靠/不可靠）。25．如圖所示，小明利用甲乙丙三套完全相同的裝置，完成下面兩個熱學實驗。(1)為了比較水和煤油的吸熱本領的大小，他應選擇______（選填“甲、乙”、“乙、丙”或“甲、丙”）兩套裝置；①實驗應控制水和煤油的質(zhì)量、初溫相同，分別用兩個相同的酒精燈對其加熱。小明通過______（選填“加熱時間”或“溫度計上升的示數(shù)”）來比較水和煤油吸收熱量的多少；②經(jīng)過實驗得出了水和煤油溫度隨時間的變化如圖丁a、b所示，根據(jù)圖丁可判斷出______（選填“水”或“煤油”）的吸熱能力強，若不計整個實驗過程中的熱量損失，根據(jù)丁圖信息可以得到煤油的比熱容是______J/(kg?℃)；(2)為比較不同燃料的熱值，小明選擇了甲、乙兩套裝置，他分別在加熱器中放入相同質(zhì)量的不同燃料，同時點燃后對質(zhì)量和初溫相等的同種液體加熱，直至燃料完全燃燒。①除了甲、乙兩套裝置所示器材之外，本實驗還需要的測量工具是______；②實驗通過______（選填“加熱時間”或“溫度計上升的示數(shù)”）來比較不同燃料完全燃燒放出熱量多少；③小明按正確方法進行實驗，發(fā)現(xiàn)用燃料2作為燃料的水升高的溫度?t1是用燃料1作為燃料的水升高的溫度?t2的2倍，由此他得出“燃料2的熱值是燃料1的2倍”的結(jié)論，同組的小貝則不同意小明的結(jié)論，小貝不同意原因是：______；(3)我們知道固體熔化時雖然溫度保持不變，但仍需吸熱。通過查閱資料知道：人們把單位質(zhì)量的某種物質(zhì)，在熔點時從固態(tài)完全變?yōu)橐簯B(tài)需要的熱量，叫做該物質(zhì)的熔解熱，用字母λ表示。已知質(zhì)量5kg冰由-10