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2. 已知$c_{水}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$，$q_{天然气}=4.2×10^{7}\ \mathrm{J}/\mathrm{kg}$。小明家的燃气热水器将10 kg的水由20 ℃加热到50 ℃，水吸收的热量为
1.26×10⁶
J；若不计热损失，需要消耗0.03
kg的天然气。洗澡后小明发现，浴室里热水器的两根水管，有一根表面布满水珠，另一根没有水珠，则表面布满水珠的水管中通的是冷
（选填“热”或“冷”）水。答案
2. 1.26×10⁶ 0.03 冷
解析
【分析】
本题分为三个部分：第一部分计算水吸收的热量，需运用吸热公式；第二部分不计热损失时，利用放热公式计算天然气质量；第三部分根据液化的条件判断水管类型。解题思路为：先确定水的质量、比热容和温度变化，代入吸热公式求水吸收的热量；再根据不计热损失时Q放=Q吸，结合天然气的热值公式计算天然气质量；最后依据水蒸气液化的条件（遇冷）判断布满水珠的水管类型。
【解析】
1. 计算水吸收的热量：
根据吸热公式$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t$，其中$c_{水}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$，$m_{水}=10\ \mathrm{kg}$，$\Delta t=50℃-20℃=30℃$，代入得：
$Q_{吸}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)×10\ \mathrm{kg}×30℃=1.26×10^{6}\ \mathrm{J}$。
2. 计算需要消耗的天然气质量：
不计热损失时，天然气完全燃烧放出的热量$Q_{放}=Q_{吸}=1.26×10^{6}\ \mathrm{J}$，根据热值公式$Q_{放}=mq$，得天然气质量：
$m_{天然气}=\frac{Q_{放}}{q_{天然气}}=\frac{1.26×10^{6}\ \mathrm{J}}{4.2×10^{7}\ \mathrm{J}/\mathrm{kg}}=0.03\ \mathrm{kg}$。
3. 判断布满水珠的水管类型：
浴室中的水蒸气遇冷会液化成小水珠，因此表面布满水珠的水管温度较低，通的是冷水。
【答案】
$1.26×10^{6}$；$0.03$；冷
【知识点】
热量计算、热值计算、液化现象
【点评】
本题综合考查了热量计算、热值应用和物态变化的知识，属于基础题型，需熟练掌握相关公式和概念，解题时注意公式的正确应用及单位的统一。
【难度系数】
0.6
本题分为三个部分：第一部分计算水吸收的热量，需运用吸热公式；第二部分不计热损失时，利用放热公式计算天然气质量；第三部分根据液化的条件判断水管类型。解题思路为：先确定水的质量、比热容和温度变化，代入吸热公式求水吸收的热量；再根据不计热损失时Q放=Q吸，结合天然气的热值公式计算天然气质量；最后依据水蒸气液化的条件（遇冷）判断布满水珠的水管类型。
【解析】
1. 计算水吸收的热量：
根据吸热公式$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t$，其中$c_{水}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$，$m_{水}=10\ \mathrm{kg}$，$\Delta t=50℃-20℃=30℃$，代入得：
$Q_{吸}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)×10\ \mathrm{kg}×30℃=1.26×10^{6}\ \mathrm{J}$。
2. 计算需要消耗的天然气质量：
不计热损失时，天然气完全燃烧放出的热量$Q_{放}=Q_{吸}=1.26×10^{6}\ \mathrm{J}$，根据热值公式$Q_{放}=mq$，得天然气质量：
$m_{天然气}=\frac{Q_{放}}{q_{天然气}}=\frac{1.26×10^{6}\ \mathrm{J}}{4.2×10^{7}\ \mathrm{J}/\mathrm{kg}}=0.03\ \mathrm{kg}$。
3. 判断布满水珠的水管类型：
浴室中的水蒸气遇冷会液化成小水珠，因此表面布满水珠的水管温度较低，通的是冷水。
【答案】
$1.26×10^{6}$；$0.03$；冷
【知识点】
热量计算、热值计算、液化现象
【点评】
本题综合考查了热量计算、热值应用和物态变化的知识，属于基础题型，需熟练掌握相关公式和概念，解题时注意公式的正确应用及单位的统一。
【难度系数】
0.6
3. [教材图改编]某辆行驶的小轿车，其正常工作时的能量转化情况如图所示。
3题图
若输入的化学能为2 000 J，输出的动能为300 J，则输出的内能和声能共计
3题图
若输入的化学能为2 000 J，输出的动能为300 J，则输出的内能和声能共计
1700
J；输出的有用能量是动能，则小轿车发动机正常工作时的效率为15%
。答案
3. 1700 15%
解析
【分析】首先依据能量守恒定律，输入的总能量等于所有输出能量之和，因此可通过总化学能减去动能得到内能和声能的总和；其次，小轿车发动机的效率是有用能量（动能）与总输入能量（化学能）的比值，需用有用能量除以总能量再乘以100%计算。
【解析】1. 根据能量守恒，输出的内能和声能总和 = 输入的化学能 - 输出的动能 = 2000J - 300J = 1700J；2. 发动机效率η = (有用能量/总能量)×100% = (300J/2000J)×100% = 15%。
【答案】1700；15%
【知识点】能量守恒、机械效率
【点评】本题结合小轿车的能量转化考查能量守恒和效率计算，属于基础题型，需牢记效率的计算公式。
【难度系数】0.7
【解析】1. 根据能量守恒，输出的内能和声能总和 = 输入的化学能 - 输出的动能 = 2000J - 300J = 1700J；2. 发动机效率η = (有用能量/总能量)×100% = (300J/2000J)×100% = 15%。
【答案】1700；15%
【知识点】能量守恒、机械效率
【点评】本题结合小轿车的能量转化考查能量守恒和效率计算，属于基础题型，需牢记效率的计算公式。
【难度系数】0.7
4.[易错题]下列关于热机的效率的说法中正确的是（
A.热机的功率越大,效率越高
B.热机消耗的燃料越少,效率越高
C.燃料的热值越大,效率越高
D.完成相同的有用功,所用的同种燃料越少,效率越高
D
）。A.热机的功率越大,效率越高
B.热机消耗的燃料越少,效率越高
C.燃料的热值越大,效率越高
D.完成相同的有用功,所用的同种燃料越少,效率越高
答案
4. D
解析
【分析】
要解决这道题，首先需明确热机效率的定义：热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{Q_{放}}$，其中$Q_{放}$是燃料完全燃烧释放的总能量。接下来逐一分析选项，判断是否符合效率的定义：
1. 选项A：功率是表示热机做功快慢的物理量，与效率（能量利用的比值）无关，可直接排除；
2. 选项B：效率由有用功和总能量的比值决定，仅消耗燃料少，若有用功也少，效率不一定高，排除；
3. 选项C：热值是燃料的固有属性，与热机效率无直接关联，效率还受燃烧充分程度等影响，排除；
4. 选项D：相同有用功下，同种燃料的热值固定，所用燃料越少则总能量越少，效率越高，符合定义。
【解析】
热机效率的核心公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{Q_{放}}$，其中$Q_{放}=mq$（$m$为燃料质量，$q$为燃料热值）：
选项A：功率反映做功快慢，与热机效率（能量利用的比值）是不同物理量，无必然联系，故A错误；
选项B：效率取决于有用功与总能量的比值，仅消耗燃料少但有用功少的话，效率不一定高，故B错误；
选项C：热值是燃料本身的特性，与热机效率无关，效率还受能量损失等因素影响，故C错误；
选项D：完成相同有用功（$W_{有用}$相同），使用同种燃料（$q$相同），所用燃料越少则总能量$Q_{放}$越小，根据效率公式，效率越高，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
热机效率
【点评】
本题为热机效率的易错题，核心考查对热机效率概念的准确理解，学生易混淆热机效率与功率、热值的概念，需紧扣“有用功与燃料完全燃烧释放总能量的比值”这一效率定义判断，避免被表面因素误导。
【难度系数】
0.3
要解决这道题，首先需明确热机效率的定义：热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{Q_{放}}$，其中$Q_{放}$是燃料完全燃烧释放的总能量。接下来逐一分析选项，判断是否符合效率的定义：
1. 选项A：功率是表示热机做功快慢的物理量，与效率（能量利用的比值）无关，可直接排除；
2. 选项B：效率由有用功和总能量的比值决定，仅消耗燃料少，若有用功也少，效率不一定高，排除；
3. 选项C：热值是燃料的固有属性，与热机效率无直接关联，效率还受燃烧充分程度等影响，排除；
4. 选项D：相同有用功下，同种燃料的热值固定，所用燃料越少则总能量越少，效率越高，符合定义。
【解析】
热机效率的核心公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{Q_{放}}$，其中$Q_{放}=mq$（$m$为燃料质量，$q$为燃料热值）：
选项A：功率反映做功快慢，与热机效率（能量利用的比值）是不同物理量，无必然联系，故A错误；
选项B：效率取决于有用功与总能量的比值，仅消耗燃料少但有用功少的话，效率不一定高，故B错误；
选项C：热值是燃料本身的特性，与热机效率无关，效率还受能量损失等因素影响，故C错误；
选项D：完成相同有用功（$W_{有用}$相同），使用同种燃料（$q$相同），所用燃料越少则总能量$Q_{放}$越小，根据效率公式，效率越高，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
热机效率
【点评】
本题为热机效率的易错题，核心考查对热机效率概念的准确理解，学生易混淆热机效率与功率、热值的概念，需紧扣“有用功与燃料完全燃烧释放总能量的比值”这一效率定义判断，避免被表面因素误导。
【难度系数】
0.3
1. 下列措施对提高热机的效率没有效果的是（
A.设法利用废气的能量
B.延长热机工作时间
C.使燃料尽可能充分燃烧
D.保证良好的润滑，减少摩擦
B
）。A.设法利用废气的能量
B.延长热机工作时间
C.使燃料尽可能充分燃烧
D.保证良好的润滑，减少摩擦
答案
1. B
解析
【分析】
首先明确热机效率的定义：热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的总能量的比值，提高热机效率的核心是减少能量损耗，增大有用功与总能量的比值。逐一分析选项：A选项利用废气能量可减少能量浪费，能提高效率；B选项延长工作时间仅增加做功总量，有用功与总能量的比值不变，无法提高效率；C选项让燃料充分燃烧可提升能量利用率，能提高效率；D选项减少摩擦可降低额外功，提升有用功占比，能提高效率。因此选B。
【解析】
根据热机效率公式η=W有用/Q放（W为有用功，Q放为燃料完全燃烧释放的总能量），提高效率需增大有用功与总能量的比值，减少能量损耗。分析各选项：
1. A选项：利用废气能量，减少能量损失，可提高热机效率；
2. B选项：延长热机工作时间，热机消耗的总能量和有用功同步增加，两者比值不变，无法提高效率；
3. C选项：燃料充分燃烧，使更多能量被有效利用，提升能量利用率，可提高效率；
4. D选项：良好润滑减少摩擦，降低额外功，提升有用功占比，可提高效率。
综上，答案为B。
【答案】
B
【知识点】
热机效率、提高热机效率的方法
【点评】
本题考查热机效率的基本概念及影响因素，属于热学基础题，核心是理解热机效率的本质是有用功与总能量的比值，需区分“增加做功总量”和“提升效率比值”的差异，难度较低。
【难度系数】
0.7
首先明确热机效率的定义：热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的总能量的比值，提高热机效率的核心是减少能量损耗，增大有用功与总能量的比值。逐一分析选项：A选项利用废气能量可减少能量浪费，能提高效率；B选项延长工作时间仅增加做功总量，有用功与总能量的比值不变，无法提高效率；C选项让燃料充分燃烧可提升能量利用率，能提高效率；D选项减少摩擦可降低额外功，提升有用功占比，能提高效率。因此选B。
【解析】
根据热机效率公式η=W有用/Q放（W为有用功，Q放为燃料完全燃烧释放的总能量），提高效率需增大有用功与总能量的比值，减少能量损耗。分析各选项：
1. A选项：利用废气能量，减少能量损失，可提高热机效率；
2. B选项：延长热机工作时间，热机消耗的总能量和有用功同步增加，两者比值不变，无法提高效率；
3. C选项：燃料充分燃烧，使更多能量被有效利用，提升能量利用率，可提高效率；
4. D选项：良好润滑减少摩擦，降低额外功，提升有用功占比，可提高效率。
综上，答案为B。
【答案】
B
【知识点】
热机效率、提高热机效率的方法
【点评】
本题考查热机效率的基本概念及影响因素，属于热学基础题，核心是理解热机效率的本质是有用功与总能量的比值，需区分“增加做功总量”和“提升效率比值”的差异，难度较低。
【难度系数】
0.7
2.某汽油机工作时的能量损失情况:气缸散热损失30%,废气带走35%,机械摩擦及其他损耗总和为10%。已知汽油热值为$4.6×10^7$ J/kg。下列说法中正确的是 (
A.该汽油机工作的效率是25%,工作时汽油燃烧释放能量的75%转化为机械能
B.若该汽油机消耗2 kg汽油,获得的机械能为$2.3×10^7$ J
C.若该汽油机消耗2 kg汽油,损失的能量为$3.22×10^7$ J
D.经过不断改进和创新,汽油机的效率可以提高到100%
B
)。A.该汽油机工作的效率是25%,工作时汽油燃烧释放能量的75%转化为机械能
B.若该汽油机消耗2 kg汽油,获得的机械能为$2.3×10^7$ J
C.若该汽油机消耗2 kg汽油,损失的能量为$3.22×10^7$ J
D.经过不断改进和创新,汽油机的效率可以提高到100%
答案
2. B
解析
【分析】
要解决这道题，需明确汽油机的能量损失构成、热机效率的定义，以及热值公式的应用：首先，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能量之比，等于1减去各种能量损失的百分比之和；其次，利用热值公式计算燃料完全燃烧释放的热量，再结合效率计算有用机械能或损失的能量；最后逐一分析选项判断正误。
【解析】
1. 计算汽油机的效率：
总能量损失占比为30%（散热）+35%（废气）+10%（机械摩擦）=75%，因此汽油机效率η=1-75%=25%，即燃料燃烧释放的能量中25%转化为机械能。
2. 逐一分析选项：
选项A：汽油机效率为25%，而非75%，A错误；
选项B：2kg汽油完全燃烧释放的热量Q放$=mq=2kg×4.6×10^7J/kg=9.2×10^7J$，获得的机械能W=Q放$×η=9.2×10^7J×25%=2.3×10^7J$，B正确；
选项C：损失的能量Q损=Q放$×75%=9.2×10^7J×75%=6.9×10^7J≠3.22×10^7J$，C错误；
选项D：热机工作时不可避免存在能量损失，效率不可能达到100%，D错误。
综上，正确答案为B。
【答案】
B
【知识点】
热机效率、热值计算
【点评】
本题考查热机效率与热值的基础应用，核心是理解热机效率的含义，区分有用能量与损失能量的占比，难度较低，属于热学基础题。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需明确汽油机的能量损失构成、热机效率的定义，以及热值公式的应用：首先，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能量之比，等于1减去各种能量损失的百分比之和；其次，利用热值公式计算燃料完全燃烧释放的热量，再结合效率计算有用机械能或损失的能量；最后逐一分析选项判断正误。
【解析】
1. 计算汽油机的效率：
总能量损失占比为30%（散热）+35%（废气）+10%（机械摩擦）=75%，因此汽油机效率η=1-75%=25%，即燃料燃烧释放的能量中25%转化为机械能。
2. 逐一分析选项：
选项A：汽油机效率为25%，而非75%，A错误；
选项B：2kg汽油完全燃烧释放的热量Q放$=mq=2kg×4.6×10^7J/kg=9.2×10^7J$，获得的机械能W=Q放$×η=9.2×10^7J×25%=2.3×10^7J$，B正确；
选项C：损失的能量Q损=Q放$×75%=9.2×10^7J×75%=6.9×10^7J≠3.22×10^7J$，C错误；
选项D：热机工作时不可避免存在能量损失，效率不可能达到100%，D错误。
综上，正确答案为B。
【答案】
B
【知识点】
热机效率、热值计算
【点评】
本题考查热机效率与热值的基础应用，核心是理解热机效率的含义，区分有用能量与损失能量的占比，难度较低，属于热学基础题。
【难度系数】
0.6
3.如图是小明家使用的太阳灶,某次用该太阳灶将50 kg、25 ℃的水加热到98 ℃,那么这些水吸收的热量为
3题图
木柴加热这些水,假设木柴放出的热量有60%被水吸收,则所需要木柴的质量为
1.533 ×10⁷
J;若使用3题图
木柴加热这些水,假设木柴放出的热量有60%被水吸收,则所需要木柴的质量为
2.1
kg。(结果保留1位小数)[水的比热容为$4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$,木柴的热值是$1.2×10^{7}\ \mathrm{J}/\mathrm{kg}$]答案
3. 1.533 ×10⁷ 2. 1
解析
【分析】
本题需分两步计算：第一步利用比热容吸热公式计算水吸收的热量，需先确定水的温度变化量；第二步结合热效率和热值公式，计算所需木柴的质量，需明确热量、效率、热值的关系。
【解析】
1. 计算水吸收的热量：
水升高的温度：$\Delta t = t - t_0 = 98°\mathrm{C} - 25°\mathrm{C} = 73°\mathrm{C}$
根据吸热公式 $Q_{\mathrm{吸}} = c_{\mathrm{水}}m_{\mathrm{水}}\Delta t$，代入数据：
$Q_{\mathrm{吸}} = 4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg·°C}) × 50\ \mathrm{kg} × 73°\mathrm{C} = 1.533×10^7\ \mathrm{J}$
2. 计算所需木柴的质量：
已知热效率 $\eta = 60\%$，由 $\eta = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{Q_{\mathrm{放}}}$，得木柴需放出的热量：
$Q_{\mathrm{放}} = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{\eta} = \frac{1.533×10^7\ \mathrm{J}}{0.6} = 2.555×10^7\ \mathrm{J}$
根据热值公式 $Q_{\mathrm{放}} = m_{\mathrm{木}}q_{\mathrm{木}}$，得木柴质量：
$m_{\mathrm{木}} = \frac{Q_{\mathrm{放}}}{q_{\mathrm{木}}} = \frac{2.555×10^7\ \mathrm{J}}{1.2×10^7\ \mathrm{J}/\mathrm{kg}} \approx 2.1\ \mathrm{kg}$（结果保留1位小数）
【答案】
$1.533×10^7$；$2.1$
【知识点】
热量计算、比热容应用、热值与热效率
【点评】
本题是热量计算的基础应用题，结合比热容、热值和热效率的核心公式，步骤明确，只要掌握相关公式即可顺利解答，属于常规基础题型。
【难度系数】
0.6
本题需分两步计算：第一步利用比热容吸热公式计算水吸收的热量，需先确定水的温度变化量；第二步结合热效率和热值公式，计算所需木柴的质量，需明确热量、效率、热值的关系。
【解析】
1. 计算水吸收的热量：
水升高的温度：$\Delta t = t - t_0 = 98°\mathrm{C} - 25°\mathrm{C} = 73°\mathrm{C}$
根据吸热公式 $Q_{\mathrm{吸}} = c_{\mathrm{水}}m_{\mathrm{水}}\Delta t$，代入数据：
$Q_{\mathrm{吸}} = 4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg·°C}) × 50\ \mathrm{kg} × 73°\mathrm{C} = 1.533×10^7\ \mathrm{J}$
2. 计算所需木柴的质量：
已知热效率 $\eta = 60\%$，由 $\eta = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{Q_{\mathrm{放}}}$，得木柴需放出的热量：
$Q_{\mathrm{放}} = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{\eta} = \frac{1.533×10^7\ \mathrm{J}}{0.6} = 2.555×10^7\ \mathrm{J}$
根据热值公式 $Q_{\mathrm{放}} = m_{\mathrm{木}}q_{\mathrm{木}}$，得木柴质量：
$m_{\mathrm{木}} = \frac{Q_{\mathrm{放}}}{q_{\mathrm{木}}} = \frac{2.555×10^7\ \mathrm{J}}{1.2×10^7\ \mathrm{J}/\mathrm{kg}} \approx 2.1\ \mathrm{kg}$（结果保留1位小数）
【答案】
$1.533×10^7$；$2.1$
【知识点】
热量计算、比热容应用、热值与热效率
【点评】
本题是热量计算的基础应用题，结合比热容、热值和热效率的核心公式，步骤明确，只要掌握相关公式即可顺利解答，属于常规基础题型。
【难度系数】
0.6
4. 汽油机是热机的一种,某台单缸四冲程汽油机功率为2 000 W,一次循环对外做功200 J,则飞轮的转速为
1 200
r/min。一辆汽车匀速行驶20 min,消耗的汽油为3 kg,获得了4.14×10⁷ J的机械能,则该汽车汽油机的效率为30%
。(汽油的热值为4.6×10⁷ J/kg)答案
4. 1 200 30%
解析
【分析】
先明确单缸四冲程汽油机的工作规律：一个工作循环飞轮转2圈，对外做功1次；功率表示单位时间内做的功，据此计算1分钟内做功总量，结合单次做功大小算出循环次数，进而得到飞轮转速。热机效率为有用机械能与燃料完全燃烧放出总热量的比值，需先计算总热量再求效率。
【解析】
1. 计算飞轮转速：
功率$ P=2000W $，1分钟（$ 60s $）内汽油机做功：$ W_{总}=Pt=2000W×60s=1.2×10^5J $。
已知一次循环对外做功$ 200J $，则1分钟内工作循环数：$ n=\frac{W_{总}}{W_{单次}}=\frac{1.2×10^5J}{200J}=600 $个。
单缸四冲程汽油机每个循环飞轮转2圈，故飞轮转速：$ 600×2r/min=1200r/min $。
2. 计算汽油机效率：
汽油完全燃烧放出的热量：$ Q_{放}=mq=3kg×4.6×10^7J/kg=1.38×10^8J $。
热机效率：$ η=\frac{W_{有用}}{Q_{放}}×100\%=\frac{4.14×10^7J}{1.38×10^8J}×100\%=30\% $。
【答案】
1200；30%
【知识点】
热机的工作原理、热机效率的计算
【点评】
本题考查汽油机的工作特点及热机效率的基础计算，需牢记四冲程汽油机的工作规律和效率公式，属于常规基础题，难度适中。
【难度系数】
0.5
先明确单缸四冲程汽油机的工作规律：一个工作循环飞轮转2圈，对外做功1次；功率表示单位时间内做的功，据此计算1分钟内做功总量，结合单次做功大小算出循环次数，进而得到飞轮转速。热机效率为有用机械能与燃料完全燃烧放出总热量的比值，需先计算总热量再求效率。
【解析】
1. 计算飞轮转速：
功率$ P=2000W $，1分钟（$ 60s $）内汽油机做功：$ W_{总}=Pt=2000W×60s=1.2×10^5J $。
已知一次循环对外做功$ 200J $，则1分钟内工作循环数：$ n=\frac{W_{总}}{W_{单次}}=\frac{1.2×10^5J}{200J}=600 $个。
单缸四冲程汽油机每个循环飞轮转2圈，故飞轮转速：$ 600×2r/min=1200r/min $。
2. 计算汽油机效率：
汽油完全燃烧放出的热量：$ Q_{放}=mq=3kg×4.6×10^7J/kg=1.38×10^8J $。
热机效率：$ η=\frac{W_{有用}}{Q_{放}}×100\%=\frac{4.14×10^7J}{1.38×10^8J}×100\%=30\% $。
【答案】
1200；30%
【知识点】
热机的工作原理、热机效率的计算
【点评】
本题考查汽油机的工作特点及热机效率的基础计算，需牢记四冲程汽油机的工作规律和效率公式，属于常规基础题，难度适中。
【难度系数】
0.5
5. 第14届中国航展首日，我国自主研制的大型水陆两栖灭火机“鲲龙”进行低空投水表演。若灭火机航行20 min消耗航空燃油900 kg，发动机的平均功率为$1.5× 10^7$ W，航空燃油的热值为$4× 10^7$ J/kg。求：
(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量。
(2)发动机的效率。
(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量。
(2)发动机的效率。
答案
5. 解:(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量:
$Q_{放}=m_{燃油}q=900\ \mathrm{kg}×4×10^7\ \mathrm{J/kg}=3.6×10^{10}\ \mathrm{J}$;
(2)根据$P=\frac{W}{t}$得,发动机做的功:
$W=Pt=1.5×10^7\ \mathrm{W}×20×60\ \mathrm{s}=1.8×10^{10}\ \mathrm{J}$,
发动机的效率:$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\% =\frac{1.8×10^{10}\ \mathrm{J}}{3.6×10^{10}\ \mathrm{J}}×100\% =50\% $。
答:(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量为$3.6×10^{10}\ \mathrm{J}$;
(2)发动机的效率为50%。
$Q_{放}=m_{燃油}q=900\ \mathrm{kg}×4×10^7\ \mathrm{J/kg}=3.6×10^{10}\ \mathrm{J}$;
(2)根据$P=\frac{W}{t}$得,发动机做的功:
$W=Pt=1.5×10^7\ \mathrm{W}×20×60\ \mathrm{s}=1.8×10^{10}\ \mathrm{J}$,
发动机的效率:$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\% =\frac{1.8×10^{10}\ \mathrm{J}}{3.6×10^{10}\ \mathrm{J}}×100\% =50\% $。
答:(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量为$3.6×10^{10}\ \mathrm{J}$;
(2)发动机的效率为50%。
解析
【分析】
本题分为两小问，第一问求燃油完全燃烧放出的热量，需运用燃料完全燃烧放热公式$Q_{放}=mq$，代入燃油质量和热值计算；第二问求发动机效率，效率为发动机做的有用功与燃油完全燃烧放出总热量的比值，需先通过功率公式$P=\frac{W}{t}$算出发动机做的功$W$，再利用效率公式$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%$求解。
【解析】
解：(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量：
$Q_{放}=m_{燃油}q=900\ \mathrm{kg}×4×10^7\ \mathrm{J/kg}=3.6×10^{10}\ \mathrm{J}$；
(2)根据$P=\frac{W}{t}$得，发动机做的功：
$W=Pt=1.5×10^7\ \mathrm{W}×20×60\ \mathrm{s}=1.8×10^{10}\ \mathrm{J}$，
发动机的效率：
$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\% =\frac{1.8×10^{10}\ \mathrm{J}}{3.6×10^{10}\ \mathrm{J}}×100\% =50\% $。
答：(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量为$3.6×10^{10}\ \mathrm{J}$；(2)发动机的效率为50%。
【答案】
(1)$3.6×10^{10}\ \mathrm{J}$；(2)50%
【知识点】
热值的计算、功与功率的计算、热机效率
【点评】
本题是热学与力学结合的基础计算题，核心考查相关公式的应用，只要牢记公式并正确代入数值计算即可，属于常规题型。
【难度系数】
0.6
本题分为两小问，第一问求燃油完全燃烧放出的热量，需运用燃料完全燃烧放热公式$Q_{放}=mq$，代入燃油质量和热值计算；第二问求发动机效率，效率为发动机做的有用功与燃油完全燃烧放出总热量的比值，需先通过功率公式$P=\frac{W}{t}$算出发动机做的功$W$，再利用效率公式$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%$求解。
【解析】
解：(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量：
$Q_{放}=m_{燃油}q=900\ \mathrm{kg}×4×10^7\ \mathrm{J/kg}=3.6×10^{10}\ \mathrm{J}$；
(2)根据$P=\frac{W}{t}$得，发动机做的功：
$W=Pt=1.5×10^7\ \mathrm{W}×20×60\ \mathrm{s}=1.8×10^{10}\ \mathrm{J}$，
发动机的效率：
$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\% =\frac{1.8×10^{10}\ \mathrm{J}}{3.6×10^{10}\ \mathrm{J}}×100\% =50\% $。
答：(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量为$3.6×10^{10}\ \mathrm{J}$；(2)发动机的效率为50%。
【答案】
(1)$3.6×10^{10}\ \mathrm{J}$；(2)50%
【知识点】
热值的计算、功与功率的计算、热机效率
【点评】
本题是热学与力学结合的基础计算题，核心考查相关公式的应用，只要牢记公式并正确代入数值计算即可，属于常规题型。
【难度系数】
0.6
