14.2 热机的效率 同步精练（考点分类练）
考点一：燃料的热值
1．为减少大气污染，我国正逐步减少使用煤炭能源，判断煤炭品质的优劣，最科学的方法是检验煤炭的（ ）
A．比热容 B．密度 C．热值 D．温度
2．关于燃料的热值，下列说法正确的是（ ）
A．容易燃烧的燃料，热值一定大
B．燃料燃烧得越充分，其热值越大
C．酒精的热值比煤的热值大，酒精燃烧释放的热量一定比煤的多
D．煤气的热值是3.9×107J/m3，表示每立方米煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J
3．酒精的热值是，其物理意义是 ；酒精炉里装有酒精，燃烧了一半，剩余酒精的热值是 。
4．2022年9月28日，我国再次成功发射一箭三星，该组卫星用于国土普查等领域。长征运载火箭用液态氢作燃料是因为氢的 大，完全燃烧20g的氢（热值为1.4×108J/kg），放出的热量是 J。
考点二：热机的效率及计算
5．关于热机效率的说法正确的是（ ）
A．热机的功率大，热机效率一定高 B．用热值大的燃料，就能提高热机效率
C．热机做的有用功越多，热机效率越高 D．减少各种热损失，可以提高热机效率
6．提高热机效率的有效途径是（ ）
A．采用优质能源 B．减少热机的各种热损失，减小摩擦
C．降低热机的功率 D．避免使用热机
7．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
8．汽油机的每个工作循环由四个冲程组成，其中将机械能转化为内能的冲程是 冲程。如图所示是某品牌汽车的汽油机工作时的能量流向图，该汽油机的热机效率为 。
9．“运—20”飞机是我国研造的新一代大型运输机。若“运—20”飞机在空中飞行1h，发动机输出的机械功为，需燃烧航空煤油5000kg，已知。则1h内，航空煤油完全燃烧放出的热量为 ；发动机的热机效率为 。
10．随着科技的发展，氢燃料新能源公交车慢慢在投放使用，氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源，（；）。求：
（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；
（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，求水升高的温度；
（3）若某次该氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶了1h，共消耗了7.2kg的氢燃料，则该公交车此次工作的效率是多少？
11．如图所示的汽车总质量为 1150kg，以72km/h 的速度在水平路面上匀速行驶 10km，若汽车所受阻力为汽车重力的 0.1 倍。求：
（1）汽车行驶过程中克服阻力做了多少功
（2）汽车行驶时功率为多少
（3）若该汽车热机的效率为 25％，如果不考虑热机其他的能量损失，汽油热值为 4.6×107J/kg， 则该汽车行驶 10km 过程中需要的汽油质量为多少千克
考点三：热效率的计算
12．为了节能环保，禁止野外焚烧秸秆，将秸秆回收再利用，既可产生沼气，又可产生肥料。100kg秸秆可产生沼气1m3，完全燃烧这部分沼气可产生热量为 J，如果这些热量40%被质量50kg，25℃的水吸收，可以使水温度升高到 ℃。（气压为一个标准大气压，已知，沼气热值为）
13．用煤气灶烧水，完全燃烧0.5kg煤气，使60kg的水升高了50℃。已知煤气的热值4.2×107J/kg。求：
（1）水吸收的热量；
（2）煤气完全燃烧放出的热量；
（3）煤气灶的热效率。
14．小明同学在做水的沸腾实验时，用酒精灯给250g的水加热，并绘制了如图所示的水的温度随时间变化的图象。已知小明在10min内完全燃烧了4g酒精，酒精的热值是4.2×107J/kg，水的比热容是4.2×103J/（kg ℃）。加热10min时，求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）4g酒精完全燃烧放出的热量是多少？
（3）酒精灯烧水的效率是多少？（计算结果保留两位小数）
15．太阳能热水器、电热水器、燃气热水器是常见的三种热水器，现用燃气热水器将体积为10L、初温为20℃的水加热使其温度升高到50℃，（水的比热容为，燃气的热值为）求：
（1）水的质量是多大；
（2）水吸收的热量是多少；
（3）若用燃气热水器的加热效率为60%，则需要完全燃烧多少kg的燃气。
16．如图是某太阳能热水器，向其中注入50L的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃。[c=4.2×103J/（kg·℃）]。
求：
（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？
（2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是8.4×107J，则这段时间该太阳能热水器的效率是多少？
（3）若改用加热效率为15%的炉子将这些水升高同样的温度，需完全燃烧多少千克煤？（q煤=3.5×107J/kg）
参考答案
1．C
2．D
3． 酒精完全燃烧时放出的热量是 ；
4．热值；2.8×106
5．D
6．B
7．A
8．压缩；35%
9． J；70%
10．（1）解：0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量
答：质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出4.2×107J热量；
（2）解：水吸收的热量Q吸=Q放=4.2×107J
由得水升高温度
答：若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，则水升高50℃；
（3）解：7.2kg的氢燃料完全燃烧放出的热量
公交车的功率
由得，公交车所做的功
公交车工作的效率
答：公交车此次工作的效率是50%。
11．（1）解：根据题意知道，汽车受到的阻力f=0.1G=0.1×11500N=1150N
汽车行驶过程中克服阻力做的功W=fs=1150N×10×103m=1.15×107J
答：汽车行驶过程中克服阻力做功1.15×107J；
（2）解：由 知道，汽车行驶的时间
汽车行驶过程中克服阻力做功的功率
答：汽车行驶时功率为2.3×104W ；
（3）解：不考虑热机其他的能量损失，由 知道，需要完全燃烧汽油产生的热量
由Q放=mq知道，需要汽油的质量
答：该汽车行驶 10km 过程中需要的汽油质量为1千克。
12．；100
13．（1）解：水吸收的热量Q吸=c水m水 t=4.2×103J/(kg ℃)×60kg×50℃=1.26×107J
答：水吸收的热量为1.26×107J；
（2）解：煤气完全燃烧放出的热量Q放=mq=0.5kg×4.2×107J/kg=2.1×107J
答：煤气完全燃烧放出的热量为2.1×107J；
（3）解：煤气灶的热效率
答：煤气灶的热效率为60%。
14．（1）解：水的质量
由图象可知加热10min，使水温由20℃升高到55℃，水吸收的热量
答：水吸收的热量是3.675×104J
（2）解：燃烧酒精的质量
酒精完全燃烧产生的热量
答：4.2g酒精完全燃烧放出的热量是1.68×105J
（3）解：酒精灯烧水时的热效率
答：酒精灯烧水时的热效率是22%。
15．（1）解：热水器中水的体积V=10L=10dm =0.01m
水的质量
答：水的质量是10kg；
（2）解：水吸收的热量
答：水吸收的热量是1.26×106J；
（3）解：燃气完全燃烧放出的热量
需要燃气的质量
答：需要完全燃烧0.05kg 的燃气。
16．（1）解：由题可知，水的体积为
根据
可得，热水器中水的质量为
由热量大的计算公式可得，热水器中水吸收得热量为
答：这段时间该热水器中的水吸收的热量为8.4×106J；
（2）解：根据热机效率得计算公式可得，这段时间该热水器的效率为
答：如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是8.4×107J，则这段时间该太阳能热水器的效率为10%；
（3）解：根据
可得，煤完全燃烧放出的热量为
由
可得，需要燃烧煤的质量为
答：若改用加热效率为15%的炉子将这些水升高同样的温度，需完全燃烧1.6kg的煤。
