九年級物理上冊 第二章 改變世界的熱機 3．熱機效率課時訓練 教科版

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1、九年級物理上冊 第二章 改變世界的熱機 3．熱機效率課時訓練 教科版 1. 有經驗的柴油機維修師不用任何儀器，只是靠近柴油機排氣管口觀察和用鼻子聞一下，并將手伸到排氣管口附近感覺一下尾氣的溫度，就能初步判斷這臺柴油機的節(jié)能效果．在同樣負荷的情況下，關于柴油機的節(jié)能效果，下列判斷正確的是（　 ?。? A．尾氣的溫度越高，柴油機越節(jié)能 B．尾氣的溫度越低，柴油機越節(jié)能 C．尾氣的柴油味越濃，柴油機越節(jié)能 D．尾氣的顏色越黑，柴油機越節(jié)能 2. ﹙多選﹚熱機的效率是熱機性能的一個重要指標，下面關于熱機效率的敘述中不正確的是（　?。? A．在設計和制造上不斷改進和革新，以減少各種能量損失，就

2、有可能使熱機的效率達到100% B．兩輛型號相同的小汽車以相同的速度行駛相同的路程，耗油量小的那輛車效率高 C．熱機如果正確使用、注意保養(yǎng)，可提高效率 D．在熱機的各種損失中，廢氣帶走的能量最少，設法利用廢氣的能量是提高燃料利用率的重要措施 3. “蝸輪增壓”是目前在各種汽油機和柴油機中采用的一項節(jié)能、提高熱機功率的技術．它是利用熱機排出的廢氣帶動蝸輪旋轉，先將新鮮空氣壓縮后再送入內燃機的進氣口．這樣做的好處是 （選填“增加”或“減少”）排出廢氣所帶走的能量， （選填“提高”或“降低”）內燃機的效率。 4. 如圖所示為汽油機做功沖程的示意圖。若某型號單缸四沖程

3、汽油機的活塞直徑為60 mm（面積近似取S=3.0×10-3 m2），活塞沖程長度為L=0.06 m，某種工作狀態(tài)下做功沖程燃氣的平均壓強為p=1.0×106 Pa，活塞以n= 1380次/min做往復運動，汽油機往復運動兩次，對外做功一次。 （1）汽油機在此工作狀態(tài)下的功率是多少？ （2）如果此工作狀態(tài)下每分鐘消耗20 g汽油，那么汽油機把內能轉化為機械能的效率是多少？（q汽油=4.6×107 J/kg，不計摩擦） 【生活物理】 曉欣同學看到一些小汽車的尾部都標有“0.8”、“1.6”、“1.8”或“2.0”等字樣，他上網查詢得知這是汽車發(fā)動機“排氣量”的數值。所謂排氣量就

4、是發(fā)動機氣缸的工作容積，是指所有氣缸內活塞從下止點到達上止點所掃過的容積之和。一般情況下發(fā)動機的“排氣量”越大，功率越大。汽車發(fā)動機每一個工作循環(huán)要經歷四個沖程，帶動曲軸轉動兩周。 【拓展延伸】 現有一輛小轎車發(fā)動機排氣量為1.8 L，最大功率為74 kW，當該發(fā)動機以最大功率工作時，曲軸的轉速為5200 r/min。汽油機工作時的最佳空燃比（即空氣和燃油的質量比）為14：1，壓縮比是10（即氣缸總容積與燃燒室容積的比值）。已知發(fā)動機在最大功率時汽油和空氣的混合密度為1.35 kg/m3，汽油的熱值為4.6×107 J/kg，密度為0.71×103 kg/m3。請計算： （1）這

5、臺發(fā)動機在最大功率時的熱機效率。 （2）發(fā)動機在最大功率時，汽車的最高時速為175 km/h，計算在此情況下汽車每百公里油耗為多少升。 參考答案 B 思維點睛：燃燒相同的燃料，有效利用的能量越多，效率越高。 解析：尾氣的溫度高，說明散失的熱量多，柴油機的效率低，反之，柴油機的效率高，即節(jié)能。尾氣的柴油味濃、顏色黑都說明柴油沒有充分燃燒，浪費了燃料，這樣柴油機的效率 就低。 AD 思維點睛：A、C、D可利用熱機效率來分析，熱機效率是有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的總能量之比，熱機工作過程中存在的各種形式的能量損失有：熱機排出廢氣損失能量，克服摩擦做功損失能量，機械吸收能

6、量等。 解析：熱機效率是有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的總能量之比，熱機工作過程中存在各種形式的能量損失，故熱機的效率不可能達到100%，A符合題意。以相同的速度行駛相同的路程，由公式t=s/v可知，其時間相等；型號相同，故功率相同，由公式W=Pt可知，所做的有用功相同，從而可知，耗油量小的那輛車效率高，B不符合題意。熱機如果正確使用、注意保養(yǎng)，可以減小能量的損耗，故可提高效率，C不符合題意。在各種熱量損失中，廢氣的溫度很高，帶走的熱量最多，設法利用廢氣的能量是提高燃料利用率的重要措施。D符合題意。 減小 提高 解析：在熱機的能量損失中，廢氣帶走了大部分的熱量，“蝸輪增壓”利用熱機排

7、出的廢氣帶動蝸輪旋轉，充分利用了廢氣帶走的熱量，提高了熱機的效率。 4. 解：（1）推力：F=pS，一次做功：W=FL=pSL=1.0×106 Pa×3.0×10-3 m2×0.06 m=180 J， 功率：P=n=×1380×=2070 W； 【拓展延伸】 （2）汽車以最高時速175 km/h前進100 km所用時間：t=s/v=100 km/(175 km/h)=(4/7)h≈34.3 min, 汽車每行駛100 km的耗油質量：m’=0.42 km/min×34.3 min≈14.4 kg, 汽車每行駛100 km的耗油體積：V’= m’/ρ=14.4 kg/(0.71 kg/L)≈20.3 L。