1.我们把某种燃料
完全燃烧
放出的热量与其质量
之比,叫作这种燃料的热值。热值的单位是焦每千克
,符号是J/kg
。答案
1. 完全燃烧 质量 焦每千克 J/kg
解析
【分析】
本题考查热值的基本概念,解题时需准确回忆课本中关于热值的定义、单位的相关内容,对应题目空缺处填写正确表述即可。
【解析】
根据热值的定义:某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫作这种燃料的热值;热值的单位是焦每千克,符号为J/kg。因此依次填入对应内容。
【答案】
完全燃烧、质量、焦每千克、J/kg
【知识点】
燃料的热值、热值的单位
【点评】
本题属于物理热学部分的基础识记题,直接考查热值的定义和单位,难度较低,只要准确记忆课本相关内容即可正确作答。
【难度系数】
0.9
本题考查热值的基本概念,解题时需准确回忆课本中关于热值的定义、单位的相关内容,对应题目空缺处填写正确表述即可。
【解析】
根据热值的定义:某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫作这种燃料的热值;热值的单位是焦每千克,符号为J/kg。因此依次填入对应内容。
【答案】
完全燃烧、质量、焦每千克、J/kg
【知识点】
燃料的热值、热值的单位
【点评】
本题属于物理热学部分的基础识记题,直接考查热值的定义和单位,难度较低,只要准确记忆课本相关内容即可正确作答。
【难度系数】
0.9
2. 对某些气体燃料,热值在数值上等于在标准状态下
1 m³
燃料完全燃烧放出的热量,单位是焦每立方米
,符号是J/m³
。答案
2. 1 m³ 焦每立方米 J/m³
解析
【分析】
这道题考查气体燃料热值的基础概念,解题时需回忆课本中气体燃料热值的定义、单位及符号:气体燃料的热值与固体、液体燃料不同,固体和液体燃料热值是单位质量的热量,而气体燃料热值是单位体积的热量,标准状态下对应1立方米的气体燃料完全燃烧放出的热量,再对应其单位和符号即可。
【解析】
根据气体燃料热值的定义:在标准状态下,1 m³气体燃料完全燃烧放出的热量为其热值,单位是焦每立方米,符号为J/m³,依次填入题目空缺处即可。
【答案】
1 m³ 焦每立方米 J/m³
【知识点】
燃料的热值
【点评】
本题为基础概念识记题,直接考查气体燃料热值的核心定义、单位及符号,属于课本必记内容,难度较低。
【难度系数】
0.9
这道题考查气体燃料热值的基础概念,解题时需回忆课本中气体燃料热值的定义、单位及符号:气体燃料的热值与固体、液体燃料不同,固体和液体燃料热值是单位质量的热量,而气体燃料热值是单位体积的热量,标准状态下对应1立方米的气体燃料完全燃烧放出的热量,再对应其单位和符号即可。
【解析】
根据气体燃料热值的定义:在标准状态下,1 m³气体燃料完全燃烧放出的热量为其热值,单位是焦每立方米,符号为J/m³,依次填入题目空缺处即可。
【答案】
1 m³ 焦每立方米 J/m³
【知识点】
燃料的热值
【点评】
本题为基础概念识记题,直接考查气体燃料热值的核心定义、单位及符号,属于课本必记内容,难度较低。
【难度系数】
0.9
3. 对于热机而言,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,叫作热机的效率
。答案
3. 有用功 热量 效率
解析
【分析】
本题考查热机效率的定义,解题时需明确热机工作的能量流向:燃料完全燃烧释放的能量中,一部分用于对外做有用功,剩余部分以热量形式散失;物理学中,将用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值,定义为热机的效率,据此可对应填写空格内容。
【解析】
根据热机效率的定义,依次填入空格:第一个空为有用功,第二个空为热量,第三个空为效率。
【答案】
有用功 热量 效率
【知识点】
热机效率
【点评】
本题为热机效率定义的基础识记题,考查学生对核心概念的记忆,属于物理学科基础考点,难度较低。
【难度系数】
0.8
本题考查热机效率的定义,解题时需明确热机工作的能量流向:燃料完全燃烧释放的能量中,一部分用于对外做有用功,剩余部分以热量形式散失;物理学中,将用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值,定义为热机的效率,据此可对应填写空格内容。
【解析】
根据热机效率的定义,依次填入空格:第一个空为有用功,第二个空为热量,第三个空为效率。
【答案】
有用功 热量 效率
【知识点】
热机效率
【点评】
本题为热机效率定义的基础识记题,考查学生对核心概念的记忆,属于物理学科基础考点,难度较低。
【难度系数】
0.8
4. 在热机的能量损失中,
废气带走
的能量最多。设法利用废气的能量
,是提高燃料利用率的重要措施。答案
4. 废气带走 废气的能量
解析
【分析】
要解答本题,需回忆热机的能量损失相关知识:热机工作时,燃料燃烧释放的能量分为有用功的能量和各类损失的能量,其中损失的能量里,废气带走的能量占比最大;因此,提高燃料利用率的关键是利用这部分占比最多的损失能量,即废气的能量。
【解析】
热机的能量损失主要包括废气带走的能量、散热损失的能量、克服摩擦消耗的能量等,其中废气带走的能量是最多的;为了提高燃料利用率,需要设法利用废气带走的能量,将原本浪费的能量加以利用。
【答案】
废气带走;废气的能量
【知识点】
热机的能量损失;提高燃料利用率的措施
【点评】
本题考查热机相关的基础识记知识点,难度较低,需准确记忆热机能量损失的主要部分及提高利用率的核心措施,属于热机章节的基础内容。
【难度系数】
0.2
要解答本题,需回忆热机的能量损失相关知识:热机工作时,燃料燃烧释放的能量分为有用功的能量和各类损失的能量,其中损失的能量里,废气带走的能量占比最大;因此,提高燃料利用率的关键是利用这部分占比最多的损失能量,即废气的能量。
【解析】
热机的能量损失主要包括废气带走的能量、散热损失的能量、克服摩擦消耗的能量等,其中废气带走的能量是最多的;为了提高燃料利用率,需要设法利用废气带走的能量,将原本浪费的能量加以利用。
【答案】
废气带走;废气的能量
【知识点】
热机的能量损失;提高燃料利用率的措施
【点评】
本题考查热机相关的基础识记知识点,难度较低,需准确记忆热机能量损失的主要部分及提高利用率的核心措施,属于热机章节的基础内容。
【难度系数】
0.2
1.“可燃冰”是一种新型能源。相同质量的煤气和“可燃冰”,“可燃冰”完全燃烧放出的热量是煤气的数十倍,说明“可燃冰”的很大。以10倍的关系粗略计算,1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为J,这些热量可以使kg的水从20 ℃加热至100 ℃。[$c_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃),q_{煤气}=4.2×10^7\ \mathrm{J/kg}$]。
【分析】相同质量的煤气和“可燃冰”,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,由$q=\frac{Q}{m}$可知,“可燃冰”的热值大;
“可燃冰”的热值是煤气热值的10倍,“可燃冰”的热值$q_{可燃冰}=10×4.2×10^7\ \mathrm{J/kg}=4.2×10^8\ \mathrm{J/kg}$,1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为$Q_{放}=mq_{可燃冰}=1\ \mathrm{kg}×4.2×10^8\ \mathrm{J/kg}=4.2×10^8\ \mathrm{J}$,水的质量$m=\frac{Q_{吸}}{c_{水}\Delta t}=\frac{Q_{放}}{c_{水}\Delta t}=\frac{4.2×10^8\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)×(100\ ℃-20\ ℃)}=1\ 250\ \mathrm{kg}$。
【分析】相同质量的煤气和“可燃冰”,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,由$q=\frac{Q}{m}$可知,“可燃冰”的热值大;
“可燃冰”的热值是煤气热值的10倍,“可燃冰”的热值$q_{可燃冰}=10×4.2×10^7\ \mathrm{J/kg}=4.2×10^8\ \mathrm{J/kg}$,1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为$Q_{放}=mq_{可燃冰}=1\ \mathrm{kg}×4.2×10^8\ \mathrm{J/kg}=4.2×10^8\ \mathrm{J}$,水的质量$m=\frac{Q_{吸}}{c_{水}\Delta t}=\frac{Q_{放}}{c_{水}\Delta t}=\frac{4.2×10^8\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)×(100\ ℃-20\ ℃)}=1\ 250\ \mathrm{kg}$。
答案
热值;$4.2×10^8$;1250。
解析
【分析】
首先明确热值的定义:单位质量的燃料完全燃烧放出的热量,相同质量的不同燃料完全燃烧,放出热量越多,热值越大,据此判断第一个空;再根据题目给出的可燃冰与煤气热值的倍数关系,计算可燃冰的热值,进而算出1kg可燃冰完全燃烧放出的热量;最后利用水吸收的热量等于可燃冰放出的热量,结合热量公式计算水的质量。
【解析】
1. 热值判断:相同质量的煤气和可燃冰完全燃烧,可燃冰放出的热量是煤气的数十倍,根据热值的定义,说明可燃冰的热值很大。
2. 计算可燃冰完全燃烧放出的热量:已知煤气的热值$q_{煤气}=4.2×10^7\ \mathrm{J/kg}$,可燃冰热值是煤气的10倍,故$q_{可燃冰}=10×q_{煤气}=10×4.2×10^7\ \mathrm{J/kg}=4.2×10^8\ \mathrm{J/kg}$;1kg可燃冰完全燃烧放出的热量$Q_{放}=m_{可燃冰}q_{可燃冰}=1\ \mathrm{kg}×4.2×10^8\ \mathrm{J/kg}=4.2×10^8\ \mathrm{J}$。
3. 计算水的质量:水吸收的热量$Q_{吸}=Q_{放}=4.2×10^8\ \mathrm{J}$,水升高的温度$\Delta t=100℃-20℃=80℃$,根据热量公式$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t$,可得水的质量$m_{水}=\frac{Q_{吸}}{c_{水}\Delta t}=\frac{4.2×10^8\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×80℃}=1250\ \mathrm{kg}$。
【答案】
热值;$4.2×10^8$;1250
【知识点】
热值、热量计算、比热容
【点评】
本题围绕热值概念和热量相关计算展开,属于基础应用题型,需熟练掌握热值定义及热量计算公式,注意温度变化量的计算,整体难度不大。
【难度系数】
0.3
首先明确热值的定义:单位质量的燃料完全燃烧放出的热量,相同质量的不同燃料完全燃烧,放出热量越多,热值越大,据此判断第一个空;再根据题目给出的可燃冰与煤气热值的倍数关系,计算可燃冰的热值,进而算出1kg可燃冰完全燃烧放出的热量;最后利用水吸收的热量等于可燃冰放出的热量,结合热量公式计算水的质量。
【解析】
1. 热值判断:相同质量的煤气和可燃冰完全燃烧,可燃冰放出的热量是煤气的数十倍,根据热值的定义,说明可燃冰的热值很大。
2. 计算可燃冰完全燃烧放出的热量:已知煤气的热值$q_{煤气}=4.2×10^7\ \mathrm{J/kg}$,可燃冰热值是煤气的10倍,故$q_{可燃冰}=10×q_{煤气}=10×4.2×10^7\ \mathrm{J/kg}=4.2×10^8\ \mathrm{J/kg}$;1kg可燃冰完全燃烧放出的热量$Q_{放}=m_{可燃冰}q_{可燃冰}=1\ \mathrm{kg}×4.2×10^8\ \mathrm{J/kg}=4.2×10^8\ \mathrm{J}$。
3. 计算水的质量:水吸收的热量$Q_{吸}=Q_{放}=4.2×10^8\ \mathrm{J}$,水升高的温度$\Delta t=100℃-20℃=80℃$,根据热量公式$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t$,可得水的质量$m_{水}=\frac{Q_{吸}}{c_{水}\Delta t}=\frac{4.2×10^8\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×80℃}=1250\ \mathrm{kg}$。
【答案】
热值;$4.2×10^8$;1250
【知识点】
热值、热量计算、比热容
【点评】
本题围绕热值概念和热量相关计算展开,属于基础应用题型,需熟练掌握热值定义及热量计算公式,注意温度变化量的计算,整体难度不大。
【难度系数】
0.3
2. 如图11C-1所示是某辆汽车汽油机的能量流向图,由图可知该汽油机的热机效率为。汽油机消耗0.5 kg的汽油可以输出J的有用功。若汽油燃烧不充分,汽油的热值将(填“变大”“变小”或“不变”)。根据汽油机的能量流向图,提出一条提高该汽油机效率的措施:。
(汽油的热值为$4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}$)

图11C-1
【分析】由图可得,汽油机的效率$\eta=100\%-33\%-30\%-7\%=30\%$;0.5 kg汽油完全燃烧放出的热量$Q=qm=4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}×0.5\ \mathrm{kg}=2.3×10^7\ \mathrm{J}$,该汽油机消耗0.5 kg汽油可输出有用功$W_{\mathrm{有}}=\eta Q=30\%×2.3×10^7\ \mathrm{J}=6.9×10^6\ \mathrm{J}$;热值是燃料的属性,与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃料是否完全燃烧无关,所以当汽油燃烧不充分时,汽油的热值仍然不变;由图可知,机械各部分之间的摩擦损失部分能量,可以针对此提出提高热机效率的措施:加润滑油,减小摩擦。
(汽油的热值为$4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}$)
图11C-1
【分析】由图可得,汽油机的效率$\eta=100\%-33\%-30\%-7\%=30\%$;0.5 kg汽油完全燃烧放出的热量$Q=qm=4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}×0.5\ \mathrm{kg}=2.3×10^7\ \mathrm{J}$,该汽油机消耗0.5 kg汽油可输出有用功$W_{\mathrm{有}}=\eta Q=30\%×2.3×10^7\ \mathrm{J}=6.9×10^6\ \mathrm{J}$;热值是燃料的属性,与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃料是否完全燃烧无关,所以当汽油燃烧不充分时,汽油的热值仍然不变;由图可知,机械各部分之间的摩擦损失部分能量,可以针对此提出提高热机效率的措施:加润滑油,减小摩擦。
答案
解:
该汽油机的热机效率:
$\eta = 100\% - 33\% - 30\% - 7\% = 30\%$
0.5kg汽油完全燃烧释放的总热量:
$Q_{\mathrm{放}} = mq = 0.5\ \mathrm{kg} × 4.6× 10^7\ \mathrm{J/kg} = 2.3× 10^7\ \mathrm{J}$
可输出的有用功:
$W_{\mathrm{有}} = \eta Q_{\mathrm{放}} = 30\% × 2.3× 10^7\ \mathrm{J} = 6.9× 10^6\ \mathrm{J}$
热值是燃料的固有特性,仅与燃料种类有关,与燃烧是否充分无关,因此汽油燃烧不充分时,汽油的热值不变。
提高该汽油机效率的措施:加润滑油减小机械摩擦(合理即可)
答案依次为:$\boldsymbol{30\%}$;$\boldsymbol{6.9× 10^6}$;$\boldsymbol{不变}$;减小摩擦(或利用废气的能量等,合理即可)。
该汽油机的热机效率:
$\eta = 100\% - 33\% - 30\% - 7\% = 30\%$
0.5kg汽油完全燃烧释放的总热量:
$Q_{\mathrm{放}} = mq = 0.5\ \mathrm{kg} × 4.6× 10^7\ \mathrm{J/kg} = 2.3× 10^7\ \mathrm{J}$
可输出的有用功:
$W_{\mathrm{有}} = \eta Q_{\mathrm{放}} = 30\% × 2.3× 10^7\ \mathrm{J} = 6.9× 10^6\ \mathrm{J}$
热值是燃料的固有特性,仅与燃料种类有关,与燃烧是否充分无关,因此汽油燃烧不充分时,汽油的热值不变。
提高该汽油机效率的措施:加润滑油减小机械摩擦(合理即可)
答案依次为:$\boldsymbol{30\%}$;$\boldsymbol{6.9× 10^6}$;$\boldsymbol{不变}$;减小摩擦(或利用废气的能量等,合理即可)。
解析
【分析】
要解决这道题,首先需明确热机效率的定义:热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧释放的总能量的比值,结合能量流向图,用100%减去各种能量损失的比例即可得到热机效率;其次,利用热值公式计算总热量,再结合效率公式求出有用功;热值是燃料的固有属性,仅与燃料种类有关,与燃烧是否充分无关;最后根据能量损失的途径,提出合理的提高效率的措施。
【解析】
1. 计算汽油机的热机效率:
热机效率是有用功能量占总能量的比例,由能量流向图可知,总能量为100%,损失的能量比例为废气33%、冷却水30%、摩擦与辐射7%,因此:
$\eta = 100\% - 33\% - 30\% - 7\% = 30\%$
2. 计算0.5kg汽油完全燃烧释放的总热量:
根据热值公式$Q_{\mathrm{放}} = mq$,代入数据得:
$Q_{\mathrm{放}} = 0.5\ \mathrm{kg} × 4.6×10^7\ \mathrm{J/kg} = 2.3×10^7\ \mathrm{J}$
3. 计算输出的有用功:
有用功为总热量乘以热机效率,即:
$W_{\mathrm{有}} = \eta Q_{\mathrm{放}} = 30\% × 2.3×10^7\ \mathrm{J} = 6.9×10^6\ \mathrm{J}$
4. 判断汽油的热值变化:
热值是燃料的固有特性,仅与燃料的种类有关,与燃料是否完全燃烧无关,因此汽油燃烧不充分时,热值不变。
5. 提出提高汽油机效率的措施:
根据能量流向图,摩擦与辐射损失7%的能量,因此可通过加润滑油减小机械摩擦,减少能量损失,提高效率(合理即可)。
【答案】
$30\%$;$6.9×10^6$;不变;加润滑油减小摩擦(合理即可)
【知识点】
热机效率、热值、能量利用效率
【点评】
本题围绕汽油机的能量流向,考查热机效率的计算、热值的概念及提高热机效率的方法,属于热学基础题型,需理解能量流向图的含义,掌握相关公式和概念即可解答。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,首先需明确热机效率的定义:热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧释放的总能量的比值,结合能量流向图,用100%减去各种能量损失的比例即可得到热机效率;其次,利用热值公式计算总热量,再结合效率公式求出有用功;热值是燃料的固有属性,仅与燃料种类有关,与燃烧是否充分无关;最后根据能量损失的途径,提出合理的提高效率的措施。
【解析】
1. 计算汽油机的热机效率:
热机效率是有用功能量占总能量的比例,由能量流向图可知,总能量为100%,损失的能量比例为废气33%、冷却水30%、摩擦与辐射7%,因此:
$\eta = 100\% - 33\% - 30\% - 7\% = 30\%$
2. 计算0.5kg汽油完全燃烧释放的总热量:
根据热值公式$Q_{\mathrm{放}} = mq$,代入数据得:
$Q_{\mathrm{放}} = 0.5\ \mathrm{kg} × 4.6×10^7\ \mathrm{J/kg} = 2.3×10^7\ \mathrm{J}$
3. 计算输出的有用功:
有用功为总热量乘以热机效率,即:
$W_{\mathrm{有}} = \eta Q_{\mathrm{放}} = 30\% × 2.3×10^7\ \mathrm{J} = 6.9×10^6\ \mathrm{J}$
4. 判断汽油的热值变化:
热值是燃料的固有特性,仅与燃料的种类有关,与燃料是否完全燃烧无关,因此汽油燃烧不充分时,热值不变。
5. 提出提高汽油机效率的措施:
根据能量流向图,摩擦与辐射损失7%的能量,因此可通过加润滑油减小机械摩擦,减少能量损失,提高效率(合理即可)。
【答案】
$30\%$;$6.9×10^6$;不变;加润滑油减小摩擦(合理即可)
【知识点】
热机效率、热值、能量利用效率
【点评】
本题围绕汽油机的能量流向,考查热机效率的计算、热值的概念及提高热机效率的方法,属于热学基础题型,需理解能量流向图的含义,掌握相关公式和概念即可解答。
【难度系数】
0.6
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