2024年初中物理同步练习《14.2+热机的效率》

这是一份2024年初中物理同步练习《14.2+热机的效率》，共18页。试卷主要包含了下列关于燃料的热值说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
1．一般柴油机的效率比汽油机效率高，原因是（ ）
A．柴油的燃烧值大B．柴油机内压缩空气的压强大，温度高
C．柴油机和汽油机吸入的气体不同D．柴油机和汽油机的点火方式不同
2．一台汽油机，活塞面积是50cm2，活塞行程为25cm，做功冲程中燃气产生的平均压强为 7.84×105Pa，那么该汽油机在一个工作循环中对外做的功是（ ）
A．19.6JB．980JC．78.4JD．7840J
3．下面是小红同学物理“学习笔记”中的摘录，其中正确的是（ ）
A．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
B．温度越高的物体含有的热量越多
C．物体的温度为0℃时，其内能一定不为零
D．燃料完全燃烧时的热值比不完全燃烧时的热值大
4．下列关于燃料的热值的说法中，正确的是（ ）
A．容易燃烧的燃料，热值一定大B．燃料的热值与燃料燃烧的情况有关
C．煤的热值比干木柴的大，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D．0.5g的汽油和2kg的汽油，它们的热值是一样的
5．如图所示为某品牌内燃机工作过程中能量流向扇形图，则该热机的效率为（ ）
A．38%B．30%C．22%D．8%
6．关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）
A．蒸汽机效率比内燃机高
B．热机的功率越大，它的效率一定越高
C．热机的效率是热机性能的重要指标
D．热机使用的燃料热值越大，热机效率就越高
7．柴油机的平均效率一般比汽油机高，其主要原因是（ ）
A．柴油机的做功燃烧值大于汽油的燃烧值
B．柴油机的做功冲程，柴油燃烧后，缸内温度较高，活塞做功较多
C．柴油机点火方式与汽油机不同，柴油燃烧后压强较大，使活塞做功较多
D．柴油机一般比汽油机做得更精致，无用功少
8．在航天火箭中有的是用液态的氢做燃料，主要是因为（ ）
A．它的热值大B．它的密度小C．它的比热小D．制取方便
9．汽油机甲的效率高于汽油机乙的效率，这表明（ ）
A．甲做功多B．甲做功快C．甲消耗汽油少D．甲将热能转化为机械能的比例大
10．下列关于燃料的热值说法正确的是（ ）
A．易燃烧的燃料，热值一定大
B．燃料热值与它是否完全燃烧有关
C．热值是燃料的特性，它与燃料的种类有关
D．煤的热值大于干木柴的热值，所以煤燃烧放出的热量一定大于干木柴放出的热量
11．一台柴油机的转速为2400转/分，则它在1分钟内做功（ ）
A．4800次B．600次C．2400次D．1200次
12．下列关于燃料热值概念的叙述正确的是（ ）
A．燃烧时放出热量多的燃料的热值大
B．相同质量燃烧时放出热量多的燃料的热值大
C．质量1kg完全燃烧时放出热量多的燃料的热值大
D．质量1kg燃烧时放出热量多的燃料的热值大
13．关于热机的效率，下列说法中正确的是（ ）
A．热机的效率可以等于1 B．燃料完全燃烧放出的热量不可能全部用来做功
C．减少热损失对提高热机效率无影响D．设法利用废气的能量也不能提高热机效率
14．以下方法中不能提高热机效率的是（ ）
A．尽量减小热机的功率B．尽量使燃料充分燃烧
C．保证转动部分良好润滑D．尽量减少各种热损失
15．下列因素中不会影响内燃机机械效率的是（ ）
A．内燃机使用的燃料的热值不大
B．燃料燃烧不完全，要损失一部分能量
C．排出的废气温度较高，要带走一部分能量
D．一部分能量消耗在散热及克服摩擦做功上
16．热机的效率是热机性能的一个重要指标，下面关于热机效率的叙述中正确的是（ ）
A．在设计和制造上，要不断改进和革新，以减少各种能量损失，就有可能使热机的效率达到100%
B．两辆型号相同的小汽车，以相同的速度行驶相同的路程，耗油量小的那辆车效率高
C．热机正确使用、注意保养，但不能提高效率
D．在热机的各种损失中废气带走的能量最少
17．（中考变式题）双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，以下说法正确的是（ ）
A．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
B．汽油与天然气相比，燃烧时汽油对环境的污染较小
C．在压缩冲程中，燃料混合物的温度升高，内能增大
D．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%
18．火箭发动机的燃料之所以采用液态氢，是因为液态氢具有（ ）
A．较高的燃点B．较大的凝固点C．较高的沸点D．较大的热值
19．要提高热机的效率，下列做法不正确的是（ ）
A．尽量减少各机件因散热损失的能量
B．尽量保持机件之间良好的润滑，减少克服摩擦消耗的能量
C．尽量减少废气带走的能量 D．尽量减少曲轴传给飞轮的机械能
20．用煤油炉烧水，已知煤油的热值是4.6×107/kg，当完全燃烧0.5kg的煤油时（ ）
A．水吸收了2.3×107 J的热量 B．水吸收的热量小于2.3×107 J
C．水吸收的热量大于2.3×107 J D．煤油放出的热量全部被水吸收
二．填空题（共3小题）
21．如图1，用酒精灯加热试管中的水，这是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变水的内能。当水沸腾一段时间后，塞子被试管内水蒸气推出，该现象说明 能转化为 能。图 （填“图2”或“图3”）中汽油机与这一实验过程中能量的转化是一致的。在汽油机工作的四个冲程中，将机械能转化为内能的是 冲程，若飞轮的转速是1200r/min，则汽油机每秒钟完成个 冲程，做功 次。
22．表为几种燃料的热值，由表可知：
几种燃料的热值 单位：J/kg
（1）完全燃烧5kg木炭放出的热量是 J。（2）柴油的热值 （填“大于”、“小于”或“等于”）酒精的热值，说明完全燃烧质量相同的柴油和酒精时， 放出的热量多。
（3）1kg焦炭的热值 （填“大于”、“小于”或“等于”）10kg焦炭的热值。
23．随着经济的发展，汽车已进入了普通百姓的家庭。
（1）在挑选汽车时，发动机（汽油机）效率的高低是区分汽车优劣的重要指标之一。有经验的司机可以通过闻尾气的气味做出初步的判断。输出功率相同时，汽油味越淡，汽车发动机效率越 （填“高”或“低”），原因是汽油味越淡， 。
（2）某单缸汽油发动机汽缸的活塞面积是120cm2，做功冲程中活塞移动的距离是30cm，气体的平均压强是5×105Pa，汽油的热值是4.6×107J/kg，每次做功耗油0.2g，气体一次膨胀对活塞做的功是 J；若每次做功过程中汽油的90%完全燃烧，每次汽油燃烧放出的热量是 J；排气过程中，废气温度 ，内能 。
（3）汽油机的效率很低，主要原因之一是 带走了大量的能量。
三．实验探究题（共1小题）
24．小明学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知。（注：燃料完全燃烧放出的热量用Q放=mq计算，其中，q表示燃料的热值，m表示燃料的质量）．自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系，他组装了如图所示的装置进行实验。
（1）为了保证实验结论的可靠性，小明择了两套相同的装置，在实验中他还应控制：煤油和菜籽油的质量及烧杯中水的质量 （选填“相同”或“不同”）。
（2）在确保实验的可靠性的前提下进行实验，实验记录如表所示。分析表中数据可得：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 。
（3）小明还想利用这种实验方案测量出煤油和菜籽油的热值的大小，那么小明还需要在装置图的基础上补充的实验仪器是： 。利用此实验方法计算出的热值将比真实值 （填“偏大”或“偏小”），理由是： 。

四．计算题（共1小题）
25．随着人们生活水平的逐渐提高，小轿车已经走进了千家万户。前不久，小明家也新买回来了一辆小汽车，好奇的小明找出了小汽车下表列出的有关数据：（g=10N/kg）
求：（1）为了防止发动机过热，汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度。5kg水在冷却系统中温度升高50℃ ，所吸收的热量是多少？【水的比热容为C=4.2×103J/（kg•℃ ）】
（2）该汽车在水平路面上以100km/h的速度匀速行驶时，一直保持小汽车的额定功率，则30min内汽车牵引力所做的功是多大？小汽车发动机的效率是多大？（汽油的热值q=4.6×107J/kg）

九年级上学期《14.2 热机的效率》参考答案与试题解析

一．选择题（共20小题）
1．一般柴油机的效率比汽油机效率高，原因是（ ）
A．柴油的燃烧值大
B．柴油机内压缩空气的压强大，温度高
C．柴油机和汽油机吸入的气体不同
D．柴油机和汽油机的点火方式不同
【分析】热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比。热机的效率高，说明燃料放出相同内能时，热机损耗的能量比较少。
【解答】解：柴油机的效率比汽油机的效率高说明柴油机损耗的能量比汽油机损耗的能量少。是因为柴油机在压缩冲程中，压缩的程度比汽油机大，燃烧更充分，燃气产生的压强更大，转化成的有用功更多。
故选：B。

2．一台汽油机，活塞面积是50cm2，活塞行程为25cm，做功冲程中燃气产生的平均压强为 7.84×105Pa，那么该汽油机在一个工作循环中对外做的功是（ ）
A．19.6JB．980JC．78.4JD．7840J
【分析】根据活塞面积是50cm2，和做功冲程中燃气产生的平均压强，利用压强公式变形求出做功冲程中所用的力，再利用W=Fs即可求出该汽油机在一个工作循环中对外做的功。
【解答】解：由P=得
此时的压力是：F=PS=7.84×105Pa×50×10﹣4m2=3920N，
故该过程中做的功是：W=Fs=3920N×0.25m=980J；
故选：B。

3．下面是小红同学物理“学习笔记”中的摘录，其中正确的是（ ）
A．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
B．温度越高的物体含有的热量越多
C．物体的温度为0℃时，其内能一定不为零
D．燃料完全燃烧时的热值比不完全燃烧时的热值大
【分析】（1）热传递实质是内能从高温物体转移到低温物体，或者是从一个物体的高温部分传到低温部分，必须有温差；
（2）热量是指热传递过程中传递能量的多少，是过程量，可以说放出或吸收多少热量，但不能说含有多少热量；
（3）内能是物体内部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和，一切物体都有内能；
（4）1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值。热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。
【解答】解：
A．热量总是从高温物体向低温物体传递，而内能大的物体温度不一定高，故A错误；
B．热量是过程量，不能说物体含有热量的多少，故B错误；
C．一切物体都有内能，所以物体的温度为0℃时，其内能一定不为零，故C正确；
D．热值是燃料的属性，只与燃料的种类有关，燃料的热值与燃料是否完全燃烧无关，故D错误。
故选：C。

4．下列关于燃料的热值的说法中，正确的是（ ）
A．容易燃烧的燃料，热值一定大
B．燃料的热值与燃料燃烧的情况有关
C．煤的热值比干木柴的大，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D．0.5g的汽油和2kg的汽油，它们的热值是一样的
【分析】1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值。热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。据此分析判断。
【解答】解：热值是燃料的一种特性，和燃料的质量、是否完全燃烧、燃烧时放出热量多少无关，热值是由燃料的种类决定的，故ABC错误，D正确。
故选：D。

5．如图所示为某品牌内燃机工作过程中能量流向扇形图，则该热机的效率为（ ）
A．38%B．30%C．22%D．8%
【分析】热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。
【解答】解：热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比。即有效利用的能量在燃料完全燃烧产生的能量中所占的百分比，所以内燃机的热机效率η=38%。
故选：A。

6．关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）
A．蒸汽机效率比内燃机高
B．热机的功率越大，它的效率一定越高
C．热机的效率是热机性能的重要指标
D．热机使用的燃料热值越大，热机效率就越高
【分析】热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比。功率是表示物体做功快慢的物理量。
【解答】解：A、在热机中，蒸汽机的效率最低，故A错误；
B、功率反映热机做功的快慢，与效率无关，故B错误；
C、热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，因此热机的效率是热机性能的重要指标，故C正确；
D、热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，与燃料的热值无关，故D错误。
故选：C。

7．柴油机的平均效率一般比汽油机高，其主要原因是（ ）
A．柴油机的做功燃烧值大于汽油的燃烧值
B．柴油机的做功冲程，柴油燃烧后，缸内温度较高，活塞做功较多
C．柴油机点火方式与汽油机不同，柴油燃烧后压强较大，使活塞做功较多
D．柴油机一般比汽油机做得更精致，无用功少
【分析】热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比。热机的效率高，说明燃料放出相同内能时，热机损耗的能量比较少。
【解答】解：柴油机的效率比汽油机的效率高说明柴油机损耗的能量比汽油机损耗的能量少，这是因为柴油机在压缩冲程中，压缩的程度比汽油机大，在做功冲程中，燃料燃烧更充分，燃气产生的压强更大，转化成的有用功更多。
故选：B。

8．在航天火箭中有的是用液态的氢做燃料，主要是因为（ ）
A．它的热值大B．它的密度小C．它的比热小D．制取方便
【分析】热值是指1千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，释放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小。
【解答】解：航天火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。
故选：A。

9．汽油机甲的效率高于汽油机乙的效率，这表明（ ）
A．甲做功多
B．甲做功快
C．甲消耗汽油少
D．甲将热能转化为机械能的比例大
【分析】要解决此题，需要掌握汽油机效率的概念：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。效率高说明比值大。
【解答】解：汽油机的效率是汽油机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。
甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高，所以消耗相同的油，甲做的功多；做同样多的功，甲消耗的油少。AC没有注意控制变量；
机械效率是表示热机性能的，做功快慢与功率有关，B错误；
将热能转化为机械能的比例大，则热机的效率高，D正确。
故选：D。

10．下列关于燃料的热值说法正确的是（ ）
A．易燃烧的燃料，热值一定大
B．燃料热值与它是否完全燃烧有关
C．热值是燃料的特性，它与燃料的种类有关
D．煤的热值大于干木柴的热值，所以煤燃烧放出的热量一定大于干木柴放出的热量
【分析】（1）在热传递过程中，内能改变的多少叫做热量，热量是物体内能改变的一种量度；
（2）1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值；热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。
【解答】解：A．热值大小与燃料是否容易燃烧无关，故不正确；
B．燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度无关，故B不正确；
C．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，故C正确；
D．煤的热值大于干木柴的热值，说明完全燃烧相同质量的煤和木柴，煤放出的热量多，但不能说明烧煤比烧木柴产生的热量多，因还与质量有关，故D不正确。
故选：C。

11．一台柴油机的转速为2400转/分，则它在1分钟内做功（ ）
A．4800次B．600次C．2400次D．1200次
【分析】解答此题要知道四冲程内燃机的曲轴转动2圈，做功一次。
【解答】解：柴油机每分钟转速2400转，则它在1分钟内做功1200次。
故选：D。

12．下列关于燃料热值概念的叙述正确的是（ ）
A．燃烧时放出热量多的燃料的热值大
B．相同质量燃烧时放出热量多的燃料的热值大
C．质量1kg完全燃烧时放出热量多的燃料的热值大
D．质量1kg燃烧时放出热量多的燃料的热值大
【分析】1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。
【解答】解：A、燃料的热值只与燃料的种类有关，与放出热量的多少、多燃料的质量和燃料的燃烧程度无关，故A、B、D错误；
C、燃烧1千克某种燃料，完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值，故C正确。
故选：C。

13．关于热机的效率，下列说法中正确的是（ ）
A．热机的效率可以等于1
B．燃料完全燃烧放出的热量不可能全部用来做功
C．减少热损失对提高热机效率无影响
D．设法利用废气的能量也不能提高热机效率
【分析】热机的效率是用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧产生的能量之比。用来做有用功的那部分能量与废气带走的能量、散热消耗的能量、克服摩擦做功消耗的能量之和等于燃料完全燃烧释放的能量。据此分析选择。
【解答】解：
A、热机工作时，不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，同时要散失大部分能量，所以热机效率一定小于1，故A错；
B、燃料完全燃烧放出的热量，一部分要用来克服机械部件间的摩擦做额外功，要散失大部分，所以不可能全部用来做功转化为机械能，故B正确；
C、减少热损失，可以减少额外功而提高热机效率，故C错；
D、设法利用废气的能量，可以增大有用功，在消耗燃料相同时，可以提高热机效率，故D错。
故选：B。

14．以下方法中不能提高热机效率的是（ ）
A．尽量减小热机的功率B．尽量使燃料充分燃烧
C．保证转动部分良好润滑D．尽量减少各种热损失
【分析】（1）在热机中，用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫热机的效率；
（2）提高热机效率的方法有：使燃料尽可能充分燃烧；减少运动部件摩擦发热的损失；减少废气带走的热量。
【解答】解：要提高热机效率，可行的方法有：热机工作过程中尽量使燃料充分燃烧，尽量减小机械摩擦和各种散热消耗的能量，减小废气带走的能量。提高热机效率和热机的功率没有关系。
故选：A。

15．下列因素中不会影响内燃机机械效率的是（ ）
A．内燃机使用的燃料的热值不大
B．燃料燃烧不完全，要损失一部分能量
C．排出的废气温度较高，要带走一部分能量
D．一部分能量消耗在散热及克服摩擦做功上
【分析】热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比。燃料燃烧得越充分，热机的效率会越高。燃料燃烧产生的能量一部分用来克服机械摩擦，一部分由机器直接散失掉，还有一部分被废气带走，剩下的才是用来做有用功能量。
【解答】解：A、内燃机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，与燃料热值的大小无关，故符合题意；
B、燃料燃烧不完全，要损失一部分能量，会影响内燃机的效率，不合题意；
C、排出的废气温度较高，要带走一部分能量，会使内燃机的效率降低，不合题意；
D、一部分能量消耗在散热及克服摩擦做功上，会使内燃机的效率降低，不合题意。
故选：A。

16．热机的效率是热机性能的一个重要指标，下面关于热机效率的叙述中正确的是（ ）
A．在设计和制造上，要不断改进和革新，以减少各种能量损失，就有可能使热机的效率达到100%
B．两辆型号相同的小汽车，以相同的速度行驶相同的路程，耗油量小的那辆车效率高
C．热机正确使用、注意保养，但不能提高效率
D．在热机的各种损失中废气带走的能量最少
【分析】A、C、D，可利用热机效率来分析，热机效率是有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的总能量之比，热机工作过程中存在的各种形式的能量损失，热机排出的废气损失能量，克服摩擦做功损失损失能量，机械吸收能量等。
B、两辆型号相同的小汽车，以相同的速度行驶相同的路程，由公式t=可知其时间关系，再由公式W=Pt判断所做有用功的关系，再由耗油量判断车效率的高低。
【解答】解：
A、热机效率是有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的总能量之比，热机工作过程中存在的各种形式的能量损失，故热机的效率不可能达到100%．故A错；
B、以相同的速度行驶相同的路程，由公式t=可知，其时间相等，而型号相同，故功率相同，由公式W=Pt可知，所做的有用功相同，
从而可知，耗油量小的那辆车效率高。故B正确；
C、热机要正确使用、注意保养，可以减小能量的损耗，故可提高效率。故C错；
D、在各种热量损失中，废气的温度很高，带走的热量最多，故D错。
故选：B。

17．（中考变式题）双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，以下说法正确的是（ ）
A．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
B．汽油与天然气相比，燃烧时汽油对环境的污染较小
C．在压缩冲程中，燃料混合物的温度升高，内能增大
D．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%
【分析】A、1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值，由Q放=mq分析判断；
B、天然气燃烧，燃烧更充分，燃烧时产生的一氧化碳对空气污染小；
C、对物体做功（克服摩擦、压缩气体），物体的温度升髙、内能增大；
D、以天然气为燃料，仍有热散失，仍需克服摩擦做额外功，有用功小于总功，η仍小于1。
【解答】解：A、由Q放=mq可知，燃烧时放出的热量与燃料的热值和质量有关，故A错；
B、使用天然气作燃料的目的是对环境污染、成本低，故B错；
C、在压縮冲程中，对燃料混合物做功，使其温度升髙、内能增大，故C正确；
D、以天然气为燃料时，仍有热散失、仍需克服摩擦做额外功，其机械效率不能达到100%，故D错。
故选：C。

18．火箭发动机的燃料之所以采用液态氢，是因为液态氢具有（ ）
A．较高的燃点B．较大的凝固点C．较高的沸点D．较大的热值
【分析】热值是燃料一种特性，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，放出的热量越多，在选择火箭燃料时首先要考虑燃料的热值大小。
【解答】解：火箭发动机采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。
故选：D。

19．要提高热机的效率，下列做法不正确的是（ ）
A．尽量减少各机件因散热损失的能量
B．尽量保持机件之间良好的润滑，减少克服摩擦消耗的能量
C．尽量减少废气带走的能量、
D．尽量减少曲轴传给飞轮的机械能
【分析】热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比；
在热机工作中能量的损失有：克服摩擦做功消耗一部分能量；燃料不完全燃烧，损耗一部分能量；热机直接向外散热，消耗一部分能量；废气带走了大部分能量。
【解答】解：A、减少各机件因散热损失的能量，可以减少能量的损失，提高热机的效率，所以A不符合题意；
B、减少克服摩擦消耗的能量，可以减少能量的损失，提高热机的效率，所以B不符合题意；
C、减少废气带走的能量，可以减少能量的损失，提高热机的效率，所以C不符合题意；
D、热机是将内能转化为机械能的机器，在做功冲程将内能转化为活塞、曲轴、飞轮的机械能，而减少了曲轴传给飞轮的机械能，反而会降低热机的效率。
故选：D。

20．用煤油炉烧水，已知煤油的热值是4.6×107/kg，当完全燃烧0.5kg的煤油时（ ）
A．水吸收了2.3×107 J的热量
B．水吸收的热量小于2.3×107 J
C．水吸收的热量大于2.3×107 J
D．煤油放出的热量全部被水吸收
【分析】（1）根据Q=mq求出煤油完全燃烧放出的热量；
（2）放出的热量并没有全部被水吸收，有热量的散失，如盛水的容器吸热、周围的空气吸热等。
【解答】解：完全燃烧0.5kg的煤油放出的热量：
Q放=mq=0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J；
在烧水的过程中，放出的热量并没有全部被水吸收，有热量的散失，所以水吸收的热量小于煤油完全燃烧放出的热量，即小于2.3×107J。
故选：B。

二．填空题（共3小题）
21．如图1，用酒精灯加热试管中的水，这是通过 热传递 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变水的内能。当水沸腾一段时间后，塞子被试管内水蒸气推出，该现象说明 内 能转化为 机械 能。图 3 （填“图2”或“图3”）中汽油机与这一实验过程中能量的转化是一致的。在汽油机工作的四个冲程中，将机械能转化为内能的是 压缩 冲程，若飞轮的转速是1200r/min，则汽油机每秒钟完成个 40 冲程，做功 10 次。
【分析】（1）物体对外做功，自身的内能减小，将内能转化为机械能，汽油机的做功冲程就是将内能转化为机械能的。
（2）根据气门的打开和关闭情况，结合活塞的运动方向判断是哪一个冲程。
（3）在四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次。
【解答】解：（1）如图（1）用酒精灯加热试管中的水，这是通过热传递方式改变水的内能的，当水沸腾一段时间后，塞子被试管内水蒸气推出，水蒸气对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能；
（2）在图2，图3两图中的进气门和排气门都关闭，图3中的活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能；图2中的活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能；
在内燃机的一个工作循环中，曲轴转动2周，活塞往复运动2次，对外做功1次；
飞轮转速为1200r/min=20r/s，所以每秒可以完成10个工作循环，完成40个冲程，做功10次。
故答案为：热传递；内；机械；3；压缩；40；10。

22．表为几种燃料的热值，由表可知：
几种燃料的热值 单位：J/kg
（1）完全燃烧5kg木炭放出的热量是 1.7×108 J。
（2）柴油的热值 大于 （填“大于”、“小于”或“等于”）酒精的热值，说明完全燃烧质量相同的柴油和酒精时， 柴油 放出的热量多。
（3）1kg焦炭的热值 等于 （填“大于”、“小于”或“等于”）10kg焦炭的热值。
【分析】（1）已知木炭的热值和质量，可利用公式Q=mq计算5kg木炭完全燃烧放出的热量。
（2）热值的物理含义是1kg的燃料完全燃烧放出的热量。
（3）热值是反映燃料特性的物理量，其大小仅与燃料种类有关，而与燃料的质量和燃烧程度无关。
【解答】解：（1）查表可知：q木炭=3.4×107J/kg，则完全燃烧5kg木炭放出的热量：
Q=mq木炭=5kg×3.4×107J/kg=1.7×108J。
（2）查表可知：柴油的热值大于酒精的热值，说明完全燃烧相同质量的柴油和酒精，放出热量较多的应该是热值大的燃料，所以放出热量较多的是柴油。
（3）因热值是反映燃料特性的物理量，其大小与燃料的质量无关，所以1kg焦炭的热值等于10kg焦炭的热值。
故答案为：（1）1.7×108；（2）大于；柴油；（3）等于。

23．随着经济的发展，汽车已进入了普通百姓的家庭。
（1）在挑选汽车时，发动机（汽油机）效率的高低是区分汽车优劣的重要指标之一。有经验的司机可以通过闻尾气的气味做出初步的判断。输出功率相同时，汽油味越淡，汽车发动机效率越 高 （填“高”或“低”），原因是汽油味越淡， 燃料（或汽油）燃烧越充分，效率越高 。
（2）某单缸汽油发动机汽缸的活塞面积是120cm2，做功冲程中活塞移动的距离是30cm，气体的平均压强是5×105Pa，汽油的热值是4.6×107J/kg，每次做功耗油0.2g，气体一次膨胀对活塞做的功是 1800 J；若每次做功过程中汽油的90%完全燃烧，每次汽油燃烧放出的热量是 8.28×103 J；排气过程中，废气温度 降低 ，内能 减小 。
（3）汽油机的效率很低，主要原因之一是 废气 带走了大量的能量。
【分析】（1）热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比。
（2）知道气缸的活塞面积和气体的平均压强，利用压强公式求气体膨胀对活塞产生的力；又知道移动的距离，计算气体一次膨胀对活塞做的功；知道每次做功耗油量和90%完全燃烧，利用热值计算每次汽油燃烧放出的热量。
（3）排气过程中，废气带走了大量的能量，温度降低，内能减少。
【解答】解：（1）输出功率相同的汽车，燃烧相同的汽油（消耗的总能量相同），汽油味越淡，说明燃烧的越充分，燃烧放出的热量越多，转化成的有用功越多，使得发动机的效率越高。
（2）∵p=，
∴气体膨胀对活塞产生的力：F=ps=5×105Pa×120×10﹣4m2=6000N，
气体每次膨胀对活塞做功：W=Fs=6000N×0.3m=1800J；
每次汽油燃烧放出的热量：Q=qm×90%=4.6×107J/kg×0.2×10﹣3kg×90%=8.28×l03J；
在排气过程中，排气门打开，排出废气，温度降低，内能减少。
（3）汽油机工作时，废气带走了大量的能量，散失到空中，使得汽油机的效率很低。
故答案为：（1）高；燃料（或汽油）燃烧越充分，效率越高；
（2）1800；8.28×103；降低；减小；
（3）废气。

三．实验探究题（共1小题）
24．小明学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知。（注：燃料完全燃烧放出的热量用Q放=mq计算，其中，q表示燃料的热值，m表示燃料的质量）．自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系，他组装了如图所示的装置进行实验。
（1）为了保证实验结论的可靠性，小明择了两套相同的装置，在实验中他还应控制：煤油和菜籽油的质量及烧杯中水的质量 相同 （选填“相同”或“不同”）。
（2）在确保实验的可靠性的前提下进行实验，实验记录如表所示。分析表中数据可得：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 煤油 。
（3）小明还想利用这种实验方案测量出煤油和菜籽油的热值的大小，那么小明还需要在装置图的基础上补充的实验仪器是： 天平 。利用此实验方法计算出的热值将比真实值 偏小 （填“偏大”或“偏小”），理由是： 燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸 。
【分析】本题主要考查利用控制变量法和转换法设计实验的能力，由于燃料的热值不能直接测量，所以通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小，又由于燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量多少有关，又与燃料的热值大小有关，所以在设计实验时应控制质量相同。
【解答】解：
（1）因燃料放出的热量与燃料的热值和质量有关，所以要探究煤油和菜籽油的热值的大小关系，必须控制燃料的质量相等；由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中还应控制水的质量相等；
（2）由图表数据可知在燃料燃尽后甲杯中的水温度升高得多，说明燃烧相同质量的燃料水吸收的热量多，煤油放出的热量多，所以煤油的热值较大；
（3）要控制燃料的质量相等、水的质量相等，需要用天平来测量；
由于燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸，所以利用此实验方法计算出煤油和菜籽油的热值比真实值要偏小些。
故答案为：（1）相同；（2）煤油；（3）天平；偏小；燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸。

四．计算题（共1小题）
25．随着人们生活水平的逐渐提高，小轿车已经走进了千家万户。前不久，小明家也新买回来了一辆小汽车，好奇的小明找出了小汽车下表列出的有关数据：（g=10N/kg）
求：（1）为了防止发动机过热，汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度。5kg水在冷却系统中温度升高50℃，所吸收的热量是多少？【水的比热容为C=4.2×103J/（kg•℃）】
（2）该汽车在水平路面上以100km/h的速度匀速行驶时，一直保持小汽车的额定功率，则30min内汽车牵引力所做的功是多大？小汽车发动机的效率是多大？（汽油的热值q=4.6×107J/kg）
【分析】（1）已知水的质量、比热容、温度的变化量，求吸收的热量，利用热量的计算公式计算；
（2）根据表中汽车100km的耗油量10L和汽油的密度，根据ρ=求出需耗油的质量，再根据Q=mq求出这些汽油完全燃烧放出的热量；
小汽车在额定功率下牵引力的功率和额定功率相等，根据W=Pt求出1h内汽车牵引力所做的功，根据η=求出小汽车发动机的效率。
【解答】解：（1）水吸收的热量：
Q吸=c水m△t=4.2×103J/（kg•℃）×5kg×50℃=1.05×106J；
（2）30min内汽车运动的距离为：s=vt=100km/h×h=50km
由题意知：100km耗油量10L，故行驶50km耗油量为5L
消耗汽油的体积：
V=5L=5×10﹣3m3，
根据ρ=可得，汽车行驶50km耗油质量：
m=ρV=0.7×103kg/m3×5×10﹣3m3=3.5kg，
这些汽油完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=3.5kg×4.6×107J/kg=1.67×108J；
因为小汽车在额定功率下牵引力的功率和额定功率相等，
所以30min内汽车牵引力所做的功：
W=Pt=4×104W×1800s=7.2×107J，
小汽车发动机的效率；
η=×100%=×100%≈44.7%。
答：（1）5kg水在冷却系统中温度升高50℃，所吸收的热量是1.05×106J的热量；
（2）30min内汽车牵引力所做的功是7.2×107J，小汽车发动机的效率约为44.7%。
焦炭
木炭
酒精
柴油
3.0×107
3.4×107
3.0×107
3.3×107
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
煤油
25
44
菜籽粙
25
34
小汽车的质量1200kg
小汽车的额定功率4×104W
汽油的密度0.7×103kg/m3
100km耗油量10L
焦炭
木炭
酒精
柴油
3.0×107
3.4×107
3.0×107
3.3×107
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
煤油
25
44
菜籽粙
25
34
小汽车的质量1200kg
小汽车的额定功率4×104W
汽油的密度0.7×103kg/m3
100km耗油量10L