《熱機效率和環(huán)境保護》能力提升練

學而優(yōu)教有方2/2第四節(jié)熱機效率和環(huán)境保護一、選擇題1.（2021·山西實驗中學月考）在慶祝中華人民共和國成立70周年的閱兵式上，裝備方隊中壓軸出場的東風-41洲際戰(zhàn)略核導彈，無疑最為引人矚目。如果你是它的設(shè)計師，選擇推進器燃料時，該物質(zhì)應具有的特性是（）A.熱值大B.比熱容大C.密度大D.內(nèi)能大2.（2021·福建南安新營中學月考）（多選）下列關(guān)于熱值和熱機效率的描述中，正確的是（）A.燃然料的熱值與燃料是否完全燃燒無關(guān)B.使燃料燃燒更充分，可以提高熱機效率C.燃料燃燒釋放的熱量越多，熱值越大D.使用熱值高的燃料可提高熱機的效率3.（2020·甘肅蘭州天慶中學月考）有一臺柴油機，柴油完全燃燒放出的熱量是，在工作過程中損失了的熱量，則此柴油機的效率是（）A.30%B.40%C.42%D.48%4.（2017·湖南岳陽中考）隨著人們的生活水平的提高，汽車走進千家萬戶。關(guān)于小汽車涉及的知識說法正確的是（）A.用甘油做發(fā)電機的冷卻劑B.發(fā)動機做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能C.精心保養(yǎng)可使發(fā)動機的效率達到100%D.排出的尾氣對環(huán)境沒有任何污染二、填空題5.（2021·安徽合肥四十五中月考）合理分類和利用垃圾可以變廢為寶。在一定條件下，已知1t垃圾能“榨”出170kg燃料油，這種燃料油的熱值為，其表示的物理意義是：________；這些燃料油完全燃燒所釋放的熱量為________J。6.（2019·黑龍江齊齊哈爾中考）如圖所示是觀察海波熔化現(xiàn)象的實驗裝置，海波在熔化過程中溫度不變內(nèi)能________（選填“變大”“變小”或“不變”）。實驗過程中完全燃燒了5g酒精，放出的熱量為________J。7.（2021·獨家原創(chuàng)試題）我國倡導節(jié)能減排，既要快速發(fā)展，又要保護環(huán)境。2020年冬季，為響應國家“煤改氣”政策，不少地區(qū)將燒煤改成了燒天然氣。不計熱量損失，改造前，將質(zhì)量為1kg、溫度為20℃的水燒開需要完全燃燒煤________kg，不計熱量損失，改造后，需完全燃燒天然氣________。8.（2021·山東濟南槐蔭期中）深圳市比亞迪汽車公司已成為全國知名汽車品牌，其生產(chǎn)的燃油汽車工作時用于給氣缸冷卻的冷卻劑溫度會升高，內(nèi)能會增大，這是利用________的方式改變了冷卻劑的內(nèi)能。小明同學在參觀比亞迪汽車公司博物館時發(fā)現(xiàn)了一張早期內(nèi)燃機的能量流向圖，如圖，請根據(jù)該圖中給出的信息，計算該內(nèi)燃機的效率為________。三、綜合題9.（2021·河南鄭州鞏義期中）小天開車去洛陽送貨，車滿載時行駛百公里耗油20L，勻速行駛時的牽引力是4000N，汽油的密度是，汽油的熱值是，求熱機的效率是多少？10.（2020·浙江紹興中考）熱機發(fā)明后，一直在持續(xù)的改進和發(fā)展中。材料一：1769年，法國人居紐制造出蒸汽機推動的三輪汽車（圖甲），傳統(tǒng)蒸汽機的燃料在氣缸外部燃燒（圖乙），熱效率為5%~8%之間。材料二：1862年，法國人德羅夏提出內(nèi)燃機（內(nèi)燃指燃料在氣缸內(nèi)燃燒）的四沖程循環(huán)理論：①氣缸的向外運動造成的真空將混合氣體燃料吸入氣缸；②通過氣缸的向內(nèi)運動對進入氣缸里的燃料進行壓縮：③高壓燃燒氣體產(chǎn)生巨大爆發(fā)力；④將已經(jīng)燃燒的廢氣從氣缸中排出。材料三：1876年，德國人奧托制造出以四沖程為依據(jù)的煤氣內(nèi)燃機，利用飛輪的慣性使四沖程自動實現(xiàn)循環(huán)往復，內(nèi)燃機的效率達到14%。甲乙丙（1）四沖程循環(huán)理論提及的“巨大爆發(fā)力”由圖中的________沖程實現(xiàn)。A.B.C.D.（2）德羅夏提到的內(nèi)燃方式是基于________的猜想。（3）老師在重復演示“做功改變內(nèi)能”實驗（圖丙）之旬，需在拔出活塞后將厚玻璃筒甩幾下，其目的與內(nèi)燃機的________（選填“吸氣”“壓縮”“做功”或“排氣”）沖程的原理相似。11.小明想通過實驗比較不同燃料的熱值，他利用如圖所示完全相同的甲、乙兩套實驗裝置，用質(zhì)量相等的酒精和碎紙片分別同時給質(zhì)量和初溫都相同的水加熱，比較相同時間內(nèi)水升高的溫度。甲乙（1）小明實驗方案中存在明顯問題，請你幫他指出來，并寫出正確的實驗方案。答：錯誤是________,應改________。（2）為了正確完成實驗，除了圖示裝置還需要的一個測量器材是________。（3）小明按正確方法進行實驗后，發(fā)現(xiàn)甲中溫度計升高的示數(shù)是乙中溫度計升高示數(shù)的2倍，小明就認為酒精的熱值是碎紙片的2倍。這個結(jié)論是否可靠？答：________（選填“可靠”或“不可靠”）。理由是：________。

參考答案1.答案：A解析：選擇推進器燃料時，相同質(zhì)量的燃料完全燃燒時，放出的熱量越多，所以需要熱值大的燃料。故選A。2.答案：AB解析：熱值是燃料的一種特性，和燃料是否完全燃燒燃燒釋放的熱量多少無關(guān)，故A正確，C錯誤；使燃料燃燒更充分，可以增大有效利用的能量，提高熱機的效率，故B正確；用熱值高的燃料，燃燒相同質(zhì)量的燃料可以放出更多的熱量，做的有用功不一定多，有用功與燃料完全燃燒放出的熱量的比值不一定大，熱機效率不一定會得到提高，故D錯誤。故選A、B。3.答案：B解析：柴油機工作時用來做有用功的能量為，柴油機的效率為。4.答案：B解析：水的比熱容較大，常用水做發(fā)動機的冷卻劑；發(fā)動機做功沖程中將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；發(fā)動機在工作時不可避免地要克服部件間摩擦做額外功，效率不會達到100%；排出的尾氣對環(huán)境有污染。二、填空題5.答案：質(zhì)量為1kg的這種燃料油在完全燃燒時放出的熱量是解析：這種燃料油的熱值為，其表示的物理意義是，質(zhì)量為1kg的這種燃料油在完全燃燒時放出的熱量是；這些燃料油完全燃燒釋放出的熱量：。6.答案：變大解析：海波是晶體，晶體在融化過程中吸收熱量，內(nèi)能增加，溫度不變；完全燃燒5g酒精放出的熱量。7.答案：解析：將質(zhì)量為1k，溫度為20℃的水燒開需要吸收的熱量；需要完全燃燒煤的質(zhì)量；需要完全燃燒天然氣的體積。8.答案：熱傳遞30%解析：燃油汽車工作時，冷卻劑吸收熱量，溫度升高，內(nèi)能增大，這是利用熱傳遞的方式改變了冷卻劑的內(nèi)能；由圖可知，輸出有用功占燃料燃燒放出熱量的比例為100%-33%-30%-7%=30%，所以內(nèi)燃機的效率為。三、綜合題9.答案：50%解析：車滿載時行駛百公里消耗汽油的質(zhì)量；汽油完全燃燒放出的熱量；勻速行駛時牽引力做功；熱機的效率10.答案：（1）C（2）燃料在氣缸內(nèi)燃燒，熱量損失少，熱效率高（3）排氣解析：解析核心素養(yǎng)的發(fā)展具有階段性，依據(jù)學生的認知特點與課程的銜接情況，處理好相關(guān)主題內(nèi)容的學段銜接關(guān)系，能有的放矢地促進學生核心素養(yǎng)的發(fā)展進階。該題在學生學習了四沖程內(nèi)燃機之后，及時補充“熱機的發(fā)明、發(fā)展和改進”的材料，以此為素材命題既拓寬了學生的視野，又有效實現(xiàn)了知識的銜接和學生能力的提升。（1）在四沖程內(nèi)燃機中，提供動力的是做功沖程；由圖可知，A中只進氣門打開，活塞下行，為吸氣沖程；B中兩個氣門關(guān)閉，活塞上行，為壓縮沖程；C中兩個氣門關(guān)閉，活塞下行，為做功沖程；D中只排氣門打開，活塞上行，為排氣沖程；故“巨大爆發(fā)力”由C沖程實現(xiàn)；（2）德羅夏提到的內(nèi)燃方式是基于燃料在氣缸內(nèi)燃燒，熱量損失少，熱效率高的猜想；（3）老師需在拔出活塞后將厚玻璃筒甩幾下，其目的是排出里面的廢氣，相當于內(nèi)燃機的排氣沖程。11.答案：（1）比較相同時間內(nèi)水升高的溫度比較燃料燃盡時水升高的溫度（2）天平（3）不可靠燃料燃燒時放出的熱量沒有全部被水吸收解析：科學教育不僅要讓學生有效地習得科學知識，更要讓他們領(lǐng)會隱藏在科學知識背后的思想方法、觀念與價值，實現(xiàn)三維目標的有機融合，促進學生核心素養(yǎng)的發(fā)展。為此，應盡可能地創(chuàng)設(shè)真實的探究情境，讓學生在探究中更多地獲取直接經(jīng)驗，去認識科學世界的真實面貌，取得最大的收獲。本題以科學探究為載體，依托已學的熱值等知識，利用控制變量法、轉(zhuǎn)化法等科學研究方法，來提升核心素養(yǎng)。（1）實驗中應燃燒相等質(zhì)量的酒精與碎紙