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第 2 节 热机的效率
一、选择题
1．关于热机效率，下列说法正确的是（ ）
A．蒸汽机的效率高于汽油机的效率
B．热机所做有用功越多，它的效率就越高
C．内燃机的效率越高，它消耗的燃料就越少
D．热机效率越高，它将内能转化为机械能的比例越大
2．某校初三年级的学生参观了学校锅炉房后，提出了以下几种提高炉子效率的建议，其中不应采纳的是
（ ）
A．鼓风机向炉膛内吹风，把煤粒吹起来燃烧
B．向炉内多加些煤，加大火力
C．煤磨成粉，用空气吹进炉膛
D．用各种办法增大受热面积
3．下列说法中正确的是（ ）
A．热机效率越高，所做有用功就越多
B．质量相等的两块金属，比热容大的吸收热量多
C．质量相等的两种燃料完全燃烧，热值大的放出热量多
D．压缩铁块时，铁块分子之间只存在斥力，不存在引力
4．下列现象与相关物理知识相符的是（ ）
A．人游完泳上岸，风一吹，感到非常凉爽﹣﹣﹣﹣﹣蒸发散热有致冷的作用
B．利用滑轮组运货物﹣﹣﹣﹣既省力又省功
C．台风掀开屋顶的瓦﹣﹣﹣﹣﹣屋外空气流速快，压强大，屋内空气的流速慢，压强小
D．神舟一号发射用液氢做燃料﹣﹣﹣﹣﹣因为氢的热值大
5．下列现象与相关物理知识相符的是（ ）
A．夏天吹电风扇，人感到凉爽﹣﹣蒸发吸热降温2
B．课间外面想起了悠扬的笛子声，正在学习的小明戴上耳塞﹣﹣这是在传播过程中减弱噪声
C．在质量相同的情况下，运动越快的石头越难停下来﹣﹣速度大惯性大
D．天舟一号发射用液氢做燃料﹣﹣因为氢的比热容大
6．下列关于热机效率的说法中，正确的是（ ）
A．热机的功率越大，效率越高
B．热机做的有用功越多，效率就越高
C．减少热机的各种热损失，保持良好的润滑，能提高热机效率
D．增加热机的工作时间，能提高热机效率
7．甲、乙两汽车，甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高，这表明（ ）
A．甲做功比乙多
B．以相同的牵引力行驶相同的路程，甲耗油比乙少
C．甲消耗的汽油比乙少
D．甲做功比乙快
8．柴油机在同样负荷的情况下（ ）
A．尾气的温度越高，柴油机越节能
B．尾气的温度越低，柴油机越节能
C．尾气的柴油味越浓，柴油机越节能
D．尾气的颜色越黑，柴油机越节能
9．一台内燃机的转速是 1440 转/分，那么在每秒钟内（ ）
A．转轴转动 24 转，燃气对活塞做功 24 次，活塞完成 24 个冲程
B．转轴转动 24 转，燃气对活塞做功 12 次，活塞完成 48 个冲程
C．转轴转动 1440 转，燃气对活塞做功 720 次，活塞完成 2880 个冲程
D．转轴转动 1440 转，燃气对活塞做功 1440 次，活塞完成 1440 个冲程
10．一个四冲程热机的飞轮转速为 1800r/min，它 1s 完成了（ ）
A．30 个冲程，做了 30 次功 B．60 个冲程，做了 60 次功3
C．120 个冲程，做了 30 次功 D．60 个冲程，做了 15 次功
11．四冲程汽油机的转速为 600r/min，则在每秒钟内，汽油机对外做功的次数为（ ）
A．300 次 B．600 次 C．10 次 D．5 次
12．一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为 1800R/min，则此汽油机每秒内（ ）
A．完成 60 个冲程，做功 15 次 B．完成 60 个冲程，做功 60 次
C．完成 30 个冲程，做功 30 次 D．完成 120 个冲程，做功 30 次
二．填空题
13．热机的工作原理 ，完全燃烧 10kg 的汽油（热值为 4.6×107J/kg），产生的热量为 J。
14．2017 年 5 月 18 日，我国宜布在南海海域天然气水合物（可燃冰）试采成功。这也是世界首次成功实
现“可燃冰”完全可控开采。可燃冰属于 （可再生、不可再生）资源。在同等条件下，可燃冰完
全燃烧放出的热量达到煤气的 10 倍，说明可燃冰的 很大。以 10 倍的关系粗略计算，5kg 可燃冰完
全燃烧放出的热量为 J（q 煤气=4.2×107J/kg）。
15．有如图所示的两套相同装置，分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料，点燃后加热质量相等的
同种液体，通过比较燃料 （选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”）后温度计示数的变化，来判
断两种燃料的热值的大小。燃料燃烧， 转化为内能，用比热容 的液体可以使实验现象更明
显。（实验中液体没有沸腾）
16．有一台汽油机在一个工作循环中消耗了 6g 汽油（汽油的热值为 4.6×107J/kg），如果这台汽油机的
效率为 40%，则一个循环中输出的有用机械能为 J。
17．现代社会中汽车是一种重要的交通工具，很多汽车使用的发动机是四冲程汽油机，它在工作的过程中，
冲程将内能转化为机械能。已知甲油机的效率比乙汽油机的效率低，则表明甲、乙两台汽油机在消耗相同
质量燃油时，甲做的有用功 乙做的有用功 （选填“大于”、“小于“或““等于”）。
18．有一台汽油机在一个工作循环中消耗了 5g 汽油（汽油的热值为 4.6×107 J/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 40%，则一个循环中输出的有用机械能为 J。4
19．如图表示的是汽油机的 冲程；汽油机工作时，将机械能转化为内能的冲程是 冲程。如
果该汽油机飞轮转速是 1800r/min，则它每秒钟内做功 次。
20．如图为汽油机工作过程中的一个冲程的示意图，它应是 冲程，在此冲程中 能转化为
能。一台单缸四冲程汽油机工作时，飞轮转速为 1200r/min，则汽油机每秒钟完成 个冲程，做功
次。
三．计算题
21．一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为 3 600r/min，该柴油机活塞 1s 对外做功 次。若其效率为
40%，消耗 5kg 的柴油转化成的机械能是多少 J？（柴油的热值为 4.3×107J/kg）
22．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给 8kg 的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间
变化的图线。若在 4min 内完全燃烧了 1.4kg 的煤，水的比热容为 4.2×103J/（kg•℃），煤的热值约为 3×
107J/kg．求：
（1）经过 4min 时间加热，水所吸收的热量。
（2）在 4min 内煤完全燃烧放出的热量。
（3）煤炉烧水时的热效率。5
23．如图所示为某型号压力机，整机质量 18t，行驶速度 27km/h，发动机功率 110kW．已知柴油的热值
q=4.3×107J．请回答下列问题：
（1）压路机碾子质量很大是通过 来增大压强，驾驶室内座椅做得宽大是为了 （选填“增
大”或“减小”压强）。
（2）该压路机以 27 km/h 的速度匀速通过 150m 的距离需要多少时间？
（3）该压路机通过此段路程所受的阻力多大？
（4）若该压路机柴油发动机的效率为 40%，通过此段路程需要完全燃烧多少千克柴油？
四．解答题
24．木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了下表的数据：
燃料的质量/g 100 200 300 400
Q 木柴/J 1.3×106 2.6×106 3.9×106 5.2×106燃料完全燃烧放出的
热量
Q 焦炭/J 3.0×106 6.0×106 9.0×106 12.0×1066
Q 木炭/J 3.4×106 6.8×106 10.2×106 13.6×106
（1）从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是 的；对于同一
种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越 。
（2）从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料， 和 的比值是不变的，这个不变的比值，
反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称之为 ，它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热量能
力大小的物理量。
（3）在烧水过程中，人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收，为了衡量水吸收的热量
在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例，物理中引入 来描述，我们总是希望它的值越 越
好。
25．随着物质生活水平的提高，小轿车已经走进了我们普通的家庭。小明家最近也购买了一辆轿车。请根
据下列提供的信息回答相关问题。
（1）甲图是轿车车顶“外掀式天窗”，行驶时，如果天窗后部稍微向上掀开，车内的污浊空气就能被自
动“抽出”，这里应用的物理原理是 。
（2）当该轿车汽油机的转速为 2400r/min 时，在 1s 内汽油机每个气缸里活塞对外做功的冲程次数
是 。
（3）小明通过上网查阅得到这款轿车发动机输出功率与转速的关系如图乙所示；小明又通过父亲了解到，
当车速是 100km/h 时，发动机转速是 2000r/min，平均油耗为 9L/100km。分析上述信息可知：当这辆汽车
以 100km/h 匀速行驶时，1 小时发动机所做的有用功为 J，消耗汽油产生的内能 J，此时发
动机的效率约为 。（已知汽油的热值为 4.6×107J/kg，密度为 0.8×103kg/m3）
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