初中第四节 热机效率和环境保护一等奖ppt课件

13.4热机效率和环境保护

一、单选题

1．关于的理解,下列说法中正确的是（　　）

A．热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比        B．若燃料燃烧不充分时，热值将减小

C．当燃料未燃烧时,其热值为零                  D．某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关

2．由于利欲熏心，少数不法煤商将煤矸石破碎后掺在优质煤中高价销售，客户为了不上当，最恰当的方法是检测下列物理量的中（　　）

A．热值 B．质量 C．比热容 D．温度

3．关于热机的效率，下列说法正确的是（　　）

A．在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多

B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高

C．热机的效率越高说明做功越快

D．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的

4．热机效率是热机性能的重要指标，下列措施中，可以提高热机效率的是（　　）

A．尽量增加热机的工作时间 B．尽量增加废气带走的热量

C．尽量使用热值更大的燃料 D．尽量减少热机部件的摩擦

5．两种燃料的热值之比为2:1，它们的质量之比为1:4，那么这两种燃料完全燃烧放出的热量之比为

A．1:2                      B．2:1                          C．8:1                   D．4:1

6．为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，下列说法正确的是（　　）

A．实验中需要保证两种燃料燃烧时间相同

B．通过调节铁圈A的位置，使温度计处于适当的高度

C．将两烧杯中的水换成比热容小的液体可以使实验现象更明显

D．如要进一步研究不同物质的吸热能力，只需将其中一个烧杯中的水换成等质量煤油

7．甲、乙两种燃料完全燃烧放出的热量与其质量关系的图像如图所示，下列分析正确的是（）

A．甲燃料的热值小于乙燃料的热值

B．使用甲燃料的热机做的有用功一定更多

C．完全燃烧相同质量的两种燃料，甲放出的热量更多

D．使用甲燃料的热机效率一定高，但是热机效率肯定小于 100%

8．如图为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为（    ）

A．               B．

C．                   D．

9．干木柴、焦炭、无烟煤的热值如图所示，以下说法不正确的是（　　）

A．都是完全燃烧的情况下，无烟煤放出的热量最多

B．都完全燃烧1kg，干木柴放出的热量最少

C．焦炭的热值是3×107J/kg，完全燃烧2kg焦炭放出的热量是6×107J

D．焦炭的热值是3×107J/kg，0.5kg焦炭热值也为3×107J/kg

10．下表是某品牌小轿车的一些技术参数，下列说法不正确的是（　　）

A．如果汽油机的飞轮在1 min内转动3000圈，则高温高压燃气推动活塞做功1500次

B．汽油的热值是指汽车的汽油完全燃烧释放的热量

C．汽油机在以最大功率工作时，1min内做的功为3.6×106J

D．对汽油机发动机进行改进，汽油发动机的效率也不可能达到100%

二、填空题

11．1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫________．单位是________．燃料燃烧放出热量计算：Q放= ________．焦炭的热值是3.0×107J/kg，它的物理意义_____.燃烧掉100g焦炭的一半，最多可以放出_______J的热量，余下一半的焦炭的热值是________ J/kg．

12．如果用燃料释放的能量来开动热机，用来做________功的那部分能量与燃料完全燃烧时所放出的能量之比，叫做热机的效率，一般来说，汽油机的效率________(选填“高于”或“低于”)柴油机的效率。

13．一台四冲程汽油机，运行时每分钟完成4000个冲程，每个做功冲程消耗汽油（汽油的热值为），各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占30%，废气带走的能量占30%，摩擦等能量损耗占15%，则这台汽油机正常运行时每分钟对外做功______次，效率为______，每分钟输出有用功______．

14．2019年6月5日，我国首次用固体燃料运载火箭把“文昌物联一号”卫星成功送上太空．火箭发射时要选用热值______的固体燃料（选填“大”或“小”），燃料的质量减少，热值____（选填“变小”或“不变”）

15．课外阅读，陈明同学摘录一条信息：通常人体的温度高于周围环境的温度，人体以红外线的方式不断向外辐射热量．每小时人体释放的热量，能使相当于自身质量的水的温度升高2 ℃．陈明同学的质量是50 kg，每小时向外释放的热量等于_____J；相当于完全燃烧_____g酒精放出的热量．[c水=4.2×103 J/(kg·℃)，q酒精=3.0×107 J/kg]

16．随着生活水平的提高，汽车已进入寻常百姓家庭，它给我们的生活提供了便利，促进了社会的发展。汽车应用了许多物理知识，请你解答：   

（1）汽油机是汽车的“心脏”。一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是1200r／min，此汽油机每秒钟完成________个做功冲程；   

（2）当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将 ________(选填“升高”、“不变”或“降低”)；

17．可燃冰是一种新能源，它是水和天然气在高压低温下形成的类似冰状结晶物质，主要成分是甲烷，我国可燃冰的开采技术处于世界领先水平，用燃气锅炉烧水时，将500kg初温20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.1m3的可燃冰，这个过程中水吸收的热量为______J。完全燃烧0.1m3可燃冰放出的热量为______J，燃气锅炉烧水时的效率为______。[c水=4.2×103J/（kg·℃），可燃冰热值q=6.0×109J/m3]

18．随州某学校物理小组设计实验，探究“酒精、煤油、汽油”的热值（如图）．甲、乙、丙装置完全相同，水的质量和初温及待测燃料的质量也相同．通过测量全部燃料充分燃烧后水的末温（均未达到沸点）t甲＜t乙＝t丙，可以粗略知道它们的热值q大小关系为：_____．（填选项编号）

A．q甲＞q乙＞q丙  

B．q甲＞q乙＝q丙   

C．q甲＜q乙＝q丙．

19．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，得到了下列的数据：

（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，质量可改变，完全燃烧时，热量也随着改变，但是热量和质量的比值是________ 的，这个不变的比值，反映了燃料的一种性质，在物理学上把它称之为________

20．质量为m1的焦炭和质量为m2的酒精完全燃烧释放的热量如图：

(1)下面表格是几种燃料的热值，则m1: m2=_________；

(2)质量为m1的焦炭完全燃烧释放的热量全部被140g的液体L吸收，液体温度升高了40℃；质量为m2的酒精完全燃烧释放的热量全部被70g的液体L吸收，液体温度升高了△t=______℃。（不考虑散热，液体L均未沸腾）

(3)现用如图装置加热70g的液体L，燃烧了质量为m2的酒精，液体升高的温度小于△t，有哪些原因会导致这个结果？____________________

三、实验题

21．图所示是为了比较酒精和碎纸片燃烧时放出热量多少的实验装置．在两相同规格的烧杯中装有质量相等的水，取________相等的酒精和碎纸片分别放入两个燃烧皿中，点燃后对烧杯里的水加热，直到酒精和碎纸片完全燃烧，通过比较________，从而确定酒精和碎纸片的热值大小关系．

22．小王学习燃料的热值之后，自己设计一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小．

(1)实验装置如图甲、乙所示，你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序是______(填“由下而上”或“由上而下”)．

(2)为保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应让酒精和碎纸片的质量、两烧杯中水的质量以及两个烧杯都应保持____________________________________．

(3)实验数据记录如下表：

根据表中数据，计算出碎纸片的热值是______J/kg.

(4)通过实验得到的燃料热值与实际相比偏______(填“大”或“小”)，你认为出现这种情况的主要原因是：________________________________________________．

23．小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”，同时又探究了“不同燃料燃烧的放热能力”，他设计了两组实验装置如下图所示：

(1)你认为探究“不同物质吸热升温的现象”应选用______组器材（选填“甲”、“乙”）；

(2)除了图中已经呈现的器材，还需要用到其它测量工具。你认为两个实验都还要用到的其它测量工具是___________；仅甲组实验还需要的测量工具是_________；

(3)甲组实验是通过_______来反映物质吸收热量的多少，乙组是通过_______来反映燃料放出热量的多少。

24．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10 g，烧杯内的液体质量和初温也相同．

（1）比较不同燃料的热值，应选择_____两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量，是通过______来反映的（选“温度计上升示数”或“加热时间”）．

（2）比较不同物质吸热升温的特点：

①应选择_____两图进行实验；需要的测量器材如图所示：还需秒表和_________；

②不同物质吸热的多少是通过_____________来反映的（填“温度计示数”或“加热时间”）；

③如图丁所示，若液体a的温度曲线为A，液体b的温度曲线为B，且液体b的比热容是4.0×103 J/（kg·℃），液体a的比热容是_____J/（kg·℃）．

25．小明学习了燃料的热值知识后，自己设计一个实验来比较煤油和菜籽油的热值.他实 验时组装了如图所示的装置，并每隔1min记录了杯中水的温度（如下表）

（1）为了保证实验结论的可靠性，小明在实验时应控制两套装置中相同的量有____________________ ；

（2）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________；

（3）小明实验前用天平测出了烧杯中水的质量及油灯中燃料的质量，并由记录的数据，利用公式Q吸＝cmΔt计算出了水吸收的热量，他想通过这些数据计算出煤油和菜 籽油的热值，你认为他的计算结果可靠吗？为什么？_______

26．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同.燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温相同.

(1)比较不同燃料的热值，应选择 ______ 两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择 ______ 两图进行实验；在实验中，烧杯中a、b液体的质量必须 ______ （选填“相等”或“不相等”）.

(2)若在研究不同燃料热值实验时，记录数据如下表.

根据表中数据计算：完全燃烧10g燃料1放出的热量为 ______ J，燃料2的热值是 ___ J/kg.

(3)通过实验得到的燃料热值与实际相比变化的主要原因是 _________ .

27．小明和小辉学习了燃料的热值后，他们一起设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他们组装了如图1和2所示的装置进行实验，记录结果见下表：

(1)为了保证实验结论的可靠性，小明和小辉选择了两套完全相同的装置，并且控制油的质量以及水的质量相同。但对于两杯水的初温他们的看法却不同。请将下列他们的想法补充完整：

①小辉认为实验中是直接用_______来表示煤油和菜籽油放出热量的多少。所以，实验中两杯水的初温可以不同；

②小明认为因为探究过程中他们采用了_______法，所以只有燃料的_____不同，其他因素都必须控制相同。如果两杯水的初温不同，那么水的蒸发快慢以及水与周围环境的温差都不相同，于是两杯水的_______就不相同，就有可能会出现燃料燃烧放出的热量多，而水吸收的热量少、水温变化小的情况。所以，实验时必须控制水的初温相同；

③你认为_________（小明/小辉）的想法更合理；

(2)根据他们的实验记录，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大是___________；

(3)小明和小辉在实验前用天平分别测出了烧杯中水的质量以及燃油的质量。并由记录的数据，利用公式Q吸=cm（t﹣t0）计算出了水吸收的热量。小辉想通过这些数据计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果是______的（可靠/不可靠）。

四、计算题

28．天然气作为燃料其优点有热值高、污染小，福安各小区均铺设有天然气管道。你知道完全燃烧0.0105m3的天然气能放出多少焦的热量吗？若这些热量完全被水吸收，能使2千克的水温度升高多少摄氏度？（水的比热容c＝4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值取q＝4×107J/m3））

29．学习热学知识后，两位同学设计了一个测定液化气热值的实验，取500g水放入锅中，用温度计测得水的初始温度为20℃，读出液化气表的示数为12.563m3，然后用液化气给水加热当温度计的示数为80℃时，液化气表的示数为12.560m3（c＝4.2×103J/（kg·℃））

(1)实验过程中水吸收的热量Q。

(2)理想状况下可求得液化气的热值为多少？

(3)但实际上利用该方法测得的液化气的热值是偏小的，为什么？

30．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内完全燃烧了的煤，水的比热容为（），煤的热值约为

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。

五、综合题

31．“西气东输”工程中，某同学所在的地区终于用上了天然气．利用星期天，某班物理活动小组的同学们开展了一次社会实践活动，对目前普遍使用的生活燃料进行社会调查．同学们通过查阅资料、询问当地居民等方式，得到如下调查结果：

(1)如某用户平均每个月燃烧燃料获取的能量为1.56109J，以天然气为燃料时，每月至少需支出多少燃料费用？

(2)根据上表提供的信息，从节能、环保和安全的角度考虑，你会建议使用哪种燃料？说出三条理由．