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7.（科技发展）涡轴-9是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。关于该发动机的工作过程，下列说法正确的是（
A.燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高
B.燃料和压缩空气混合后，燃料的热值变大
C.压气机压缩空气，空气的内能变少
D.高温高压气体推动涡轮转动时，机械能转化为内能
A
）。A.燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高
B.燃料和压缩空气混合后，燃料的热值变大
C.压气机压缩空气，空气的内能变少
D.高温高压气体推动涡轮转动时，机械能转化为内能
答案
7. A
解析
【分析】
本题考查热学相关概念，需结合热值、内能、热机效率及能量转化的知识逐一分析选项：热值是燃料的固有特性，与混合状态无关；压缩气体是对气体做功，内能增加；高温气体推动涡轮是内能转化为机械能；热机效率与燃料燃烧充分程度相关，燃烧越充分，有用能量占比越高。
【解析】
选项A：热机效率是有用功与燃料完全燃烧释放能量的比值，燃料燃烧越充分，转化为有用功的能量越多，发动机效率越高，故A正确；
选项B：热值是燃料的特性，仅与燃料种类有关，混合后热值不变，故B错误；
选项C：压气机压缩空气时对空气做功，空气内能增加，故C错误；
选项D：高温高压气体推动涡轮转动时，内能转化为机械能，故D错误。
综上，正确答案为A。
【答案】
A
【知识点】
热机效率、热值、内能的改变
【点评】
本题结合航空发动机工作过程考查热学基础概念，需准确掌握各物理量的定义及变化规律，属于热学基础题，难度适中。
【难度系数】
0.7
本题考查热学相关概念，需结合热值、内能、热机效率及能量转化的知识逐一分析选项：热值是燃料的固有特性，与混合状态无关；压缩气体是对气体做功，内能增加；高温气体推动涡轮是内能转化为机械能；热机效率与燃料燃烧充分程度相关，燃烧越充分，有用能量占比越高。
【解析】
选项A：热机效率是有用功与燃料完全燃烧释放能量的比值，燃料燃烧越充分，转化为有用功的能量越多，发动机效率越高，故A正确；
选项B：热值是燃料的特性，仅与燃料种类有关，混合后热值不变，故B错误；
选项C：压气机压缩空气时对空气做功，空气内能增加，故C错误；
选项D：高温高压气体推动涡轮转动时，内能转化为机械能，故D错误。
综上，正确答案为A。
【答案】
A
【知识点】
热机效率、热值、内能的改变
【点评】
本题结合航空发动机工作过程考查热学基础概念，需准确掌握各物理量的定义及变化规律，属于热学基础题，难度适中。
【难度系数】
0.7
8.（数形结合）甲、乙两热机的能量输出分布情况如图所示。燃料燃烧时，其能量转化过程
遵循
（填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。由图可知，乙
热机的效率较大；已知甲热机的有用机械能为600 J，乙热机的有用机械能为450 J，则甲
热机所用燃料完全燃烧释放的热量较多。答案
8. 遵循 乙 甲
解析
【分析】首先，能量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律，任何能量转化过程都遵循该定律。热机效率是热机有用机械能与燃料完全燃烧释放总能量的比值，公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{Q_{总}}$。解题时，先根据能量守恒定律判断第一空；再从扇形图提取甲、乙热机有用机械能的占比，比较效率大小；最后利用$Q_{总}=\frac{W_{有用}}{\eta}$，结合已知的有用机械能，计算两者燃料释放的总热量并比较。
【解析】1. 燃料燃烧时的能量转化属于能量转化过程，必然遵循能量守恒定律，故第一空填“遵循”。2. 热机效率$\eta=\frac{有用机械能}{燃料完全燃烧释放的热量}$，由图可知甲热机有用机械能占比为25%，乙热机为30%，因30%＞25%，所以乙热机效率更大。3. 计算燃料释放的总热量：甲热机总热量$Q_{甲}=\frac{600J}{25\%}=2400J$，乙热机总热量$Q_{乙}=\frac{450J}{30\%}=1500J$，2400J＞1500J，故甲热机所用燃料释放的热量较多。
【答案】遵循 乙 甲
【知识点】能量守恒定律、热机效率
【点评】本题结合扇形图考查能量守恒定律和热机效率的应用，核心是理解热机效率的含义，能从图中提取数据并结合公式计算，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】0.3
【解析】1. 燃料燃烧时的能量转化属于能量转化过程，必然遵循能量守恒定律，故第一空填“遵循”。2. 热机效率$\eta=\frac{有用机械能}{燃料完全燃烧释放的热量}$，由图可知甲热机有用机械能占比为25%，乙热机为30%，因30%＞25%，所以乙热机效率更大。3. 计算燃料释放的总热量：甲热机总热量$Q_{甲}=\frac{600J}{25\%}=2400J$，乙热机总热量$Q_{乙}=\frac{450J}{30\%}=1500J$，2400J＞1500J，故甲热机所用燃料释放的热量较多。
【答案】遵循 乙 甲
【知识点】能量守恒定律、热机效率
【点评】本题结合扇形图考查能量守恒定律和热机效率的应用，核心是理解热机效率的含义，能从图中提取数据并结合公式计算，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】0.3
9. 一种以丁烷气体为燃料的便携式气炉如图所示，用该气炉烧水，将2 kg、初温为10 ℃的水加热至90 ℃，消耗了0.05 kg丁烷气体。已知水的比热容为$4.2×10^3$ J/(kg·℃)，丁烷的热值取$4.8×10^7$ J/kg。求：
(1)加热过程中，水吸收的热量。
(2)0.05 kg丁烷气体完全燃烧放出的热量。
(3)加热过程中，该气炉的热效率η。
(1)加热过程中，水吸收的热量。
(2)0.05 kg丁烷气体完全燃烧放出的热量。
(3)加热过程中，该气炉的热效率η。
答案
9. 解：(1)加热过程中，水吸收的热量$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·\ °\mathrm{C})×2\ \mathrm{kg}×(90\ °\mathrm{C}-10\ °\mathrm{C})=6.72×10^5\ \mathrm{J}$。
(2)0.05 kg丁烷气体完全燃烧放出的热量$Q_{放}=qm_{丁烷}=4.8×10^7\ \mathrm{J}/\mathrm{kg}×0.05\ \mathrm{kg}=2.4×10^6\ \mathrm{J}$。
(3)加热过程中，该气炉的加热效率$\eta=\dfrac{Q_{吸}}{Q_{放}}=\dfrac{6.72×10^5\ \mathrm{J}}{2.4×10^6\ \mathrm{J}}=28\%$。
(2)0.05 kg丁烷气体完全燃烧放出的热量$Q_{放}=qm_{丁烷}=4.8×10^7\ \mathrm{J}/\mathrm{kg}×0.05\ \mathrm{kg}=2.4×10^6\ \mathrm{J}$。
(3)加热过程中，该气炉的加热效率$\eta=\dfrac{Q_{吸}}{Q_{放}}=\dfrac{6.72×10^5\ \mathrm{J}}{2.4×10^6\ \mathrm{J}}=28\%$。
解析
【分析】
本题为热学基础计算题，需分三步求解：①计算水吸收的热量，利用吸热公式$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t$，其中$\Delta t$是水升高的温度（末温减初温）；②计算丁烷完全燃烧放出的热量，用燃料放热公式$Q_{放}=qm$；③根据热效率定义$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}×100\%$，代入前两步结果计算气炉的热效率。
【解析】
解：(1) 水吸收的热量：
$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)×2\ \mathrm{kg}×(90℃-10℃)=6.72×10^5\ \mathrm{J}$。
(2) 0.05 kg丁烷完全燃烧放出的热量：
$Q_{放}=qm_{丁烷}=4.8×10^7\ \mathrm{J/kg}×0.05\ \mathrm{kg}=2.4×10^6\ \mathrm{J}$。
(3) 气炉的热效率：
$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}×100\%=\frac{6.72×10^5\ \mathrm{J}}{2.4×10^6\ \mathrm{J}}×100\%=28\%$。
【答案】
(1) $6.72×10^5\ \mathrm{J}$；(2) $2.4×10^6\ \mathrm{J}$；(3) $28\%$。
【知识点】
热量计算、热值计算、热效率
【点评】
本题考查热学核心基础公式的应用，只要掌握吸热公式、燃料放热公式及效率定义即可求解，属于热学常规基础题，侧重知识点的直接应用。
【难度系数】
0.6
本题为热学基础计算题，需分三步求解：①计算水吸收的热量，利用吸热公式$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t$，其中$\Delta t$是水升高的温度（末温减初温）；②计算丁烷完全燃烧放出的热量，用燃料放热公式$Q_{放}=qm$；③根据热效率定义$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}×100\%$，代入前两步结果计算气炉的热效率。
【解析】
解：(1) 水吸收的热量：
$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)×2\ \mathrm{kg}×(90℃-10℃)=6.72×10^5\ \mathrm{J}$。
(2) 0.05 kg丁烷完全燃烧放出的热量：
$Q_{放}=qm_{丁烷}=4.8×10^7\ \mathrm{J/kg}×0.05\ \mathrm{kg}=2.4×10^6\ \mathrm{J}$。
(3) 气炉的热效率：
$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}×100\%=\frac{6.72×10^5\ \mathrm{J}}{2.4×10^6\ \mathrm{J}}×100\%=28\%$。
【答案】
(1) $6.72×10^5\ \mathrm{J}$；(2) $2.4×10^6\ \mathrm{J}$；(3) $28\%$。
【知识点】
热量计算、热值计算、热效率
【点评】
本题考查热学核心基础公式的应用，只要掌握吸热公式、燃料放热公式及效率定义即可求解，属于热学常规基础题，侧重知识点的直接应用。
【难度系数】
0.6
