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热机效率
初中物理 热机效率
（答题时间：15 分钟）
1. 有一台汽油机在一个工作循环中消耗了 100 g 汽油（热值为 4.6×107J/kg），这些汽油
完全燃烧产生的热量是________J，若这台汽油机的效率为 30%，则一个工作循环中输出的
有用机械能为________J。
2. 一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占 20%，废气带走的能量占
35%，摩擦等机械损耗占 15%，则它的机械效率为________。若它在一个工作循环中消耗了 10
g 汽油（热值为 4.6×107 J/kg），这些汽油完全燃烧产生的热量是________J，输出的有用
机械能为________J。
3. 如图所示，由中国自主研发的我国第一部“空气动力发动机汽车”在第十四届中国北
京国际科技产业博览会上展出。它是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，这种车在开
动时将空气的 能转化为 能，类似柴油机的活塞做功，排气口排出的是冷
空气，为绿色环保产品。
4. 两台汽油机，甲的功率是乙的 1.5 倍，甲的效率为 20%，乙的效率为 25%，那么甲与乙
每小时消耗油量之比为（ ）
A. 6∶5 B. 15∶8
C. 5∶6 D. 8∶15
5. 某热机效率是 40%，下列说法正确的是（ ）
A. 损失 60%的能量中，被废气带走的能量占主要部分
B. 它每做 100 J 的有用功，消耗 400J 的内能
C. 它每做 100 J 的有用功，废气带走 60J 的内能
D. 热机做功越快，效率一定越高
6. 关于提高热机效率的途径，下列说法错误的是（ ）
A. 尽量使燃料充分燃烧
B. 尽量减少输出功率
C. 尽量减少摩擦
D. 尽量减少热量损失
7. 小华看着公路上来来往往的汽车，他发现了一个问题：为什么有的汽车驶过后只是冒
一屡白烟；而有的汽车后面拖着一条长长的、浓浓的黑尾巴，经过带黑尾巴的汽车身边，总
有一股刺鼻的汽油味儿呢？
8.如图是某四冲程汽油机做功冲程的示意图，活塞的横截面积是 35cm2。做功冲程中，燃
气对活塞的平均压强是 1.0×106Pa，活塞移动的距离是 60mm，所用时间是 0.015s。试求：2
（1）做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是多少？
（2）做功冲程中，平均压力做功的功率是多少？
（3）设做功冲程汽油完全燃烧，放出的热量是 840J，则该汽油机的效率是多少？
9. （桂林）阅读下列材料，并解答问题：
“可燃冰”被视为 21 世纪的新型绿色能源。科学家估计，全球海洋底部可燃冰分布的
范围约 4000 万平方公里，储量可供人类使用约 1000 年。我国南海海底存储着丰富的可燃冰
资源，已经查明的储量相当于目前陆上石油、天然气资源量总数的三分之一。
可燃冰的主要成分是甲烷，1m3 可燃冰可转化生成 164m3 的甲烷气体和 0.8m3 的水，已知
甲烷气体的热值为 3.6×107 J/m3。
桂林市新开通的 301 路公交车，使用 LNG 天然液化气为燃料，这种燃料的主要成分就是
甲烷。
如果 301 路公交车满载乘客时总质量是 6000kg，1m3 可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃
烧产生的能量，可供公交车满载时以 36km/h 的速度匀速行驶 1640min，行驶中公交车受到
的平均阻力为车重的 0.05 倍，则这段时间内发动机的实际功率和效率各为多大？3
1. 4.6×106 1.38×106
2. 30% 4.6×105 1.38×105
3. 内；机械 解析：新型空气动力汽车，是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，
这种车在开动时空气膨胀做功将空气的内能转化为车的机械能。
4. B 解析：由
P甲t
qm甲＝20%，
P乙t
qm乙＝25%，∴
m甲
m乙＝
P甲
P乙×
25%
20%＝
3
2×
5
4＝
15
8 ，故选 B。
5. A
6. B 解析：提高热机效率的途径有三种，一是尽量使燃料充分燃烧；二是尽量减小摩擦；
三是尽量减少排放废气带走的热量。
7. 托着长长的、浓浓的黑尾巴的汽车，是燃料在汽缸中没有完全燃烧，排出的废气中还
残留有未燃烧的汽油，所以冒黑烟，而且有刺鼻的汽油味儿。这样的汽车耗油量大，发动机
的效率低；那种冒一缕白烟的汽车，说明其燃料燃烧充分，废气中基本没有残留的未燃气体，
其发动机效率高，更省油。
8. 解：（1）p＝F/S
F＝pS＝1.0×106Pa×35×10－4m2＝3.5×103N
（2）W＝Fs＝3.5×103N×0.06m＝210J
P＝W/t
＝210J/0.015s＝1.4×104W
（3）η＝W/Q 放
＝210J/840J＝25%
9. 解：（1）1m3 可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧放出热量：
Q 放＝q 甲烷 V＝3.6×107J/m3×164m3＝5.904×109J
（2）由题知：t＝1640min＝9.84×104s
发动机的实际功率：
P＝
W
t＝
Q放
t ＝
5.904 × 109J
9.84 × 104s ＝6×104W
（3）由题知：v＝36km/h＝10m/s，公交车行驶路程：
s＝vt＝10m/s×9.84×104s＝9.84×105m，
又因车匀速行驶，所以汽车的牵引力：
F＝f＝0.05G 车＝0.05mg＝0.05×6000kg×10N/kg＝3×103N，
牵引力做的有用功：
W 有用＝Fs＝3×103N×9.84×105m＝2.952×109J，
发动机效率：η＝
W有用
Q放 ＝
2.952 × 109J
5.904 × 109J＝50%
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