物理特色专题：热机效率和能量守恒定律

关于热机，下列说法中正确的是（   ）

某同学为提高热机效率提出了四种办法，其中错误的是（   ）

甲汽油机的热机效率比乙汽油机的热机效率高，这表明（   ）

某人为了测试汽车发动机的效率，开车以60km/h的平均速度行驶了120km，用去汽油25L。已知汽油的密度为0.7×10³kg/m³ ， 热值为4.6×10⁷J/kg，发动机的功率为32.2kW，则该汽车发动机的效率为（　　）

下列说法中正确的是（　　）

随着人民生活水平的不断提高，混合动力车已进入了千家万户，混合动力汽车的发动机由一台内燃机和一台电机组成。如图所示是某混合动力汽车中内燃机的某冲程示意图。下列有关说法正确的是（　　）

甲、乙两种机器所做的总功之比是2：3，机械效率之比是3：1，则它们所做的有用功之比（ ）

小美在老师指导下进行了以下实验：甲、乙两烧杯各装100g水，用酒精灯加热甲烧杯，煤油灯加热乙烧杯，测得消耗酒精4g、煤油2.5g。她根据实验数据绘制了水温与加热时间关系的图像（如图）。若水沸腾前质量不改变，q_酒精＝3.0×10⁷J/kg，q_煤油＝4.6×10⁷J/kg，c_水＝4.2×10³J/（kg•℃），则下列说法正确的是（ ）

如图是某四冲程汽油机工作时的部分冲程示意图，下列说法正确的是（　　）

如图，是某内燃机能量走向示意图，该内燃机的热机效率是（ ）

氢发动机是用气态氢作为燃料，代替传统以汽油、柴油为燃料的内燃机，氢气燃烧的生成物为水。如图所示，这是氢发动机汽车，它的四冲程内燃机转速为。该车在平直路面上以的速度匀速行驶，所受的阻力为 ， 行驶消耗氢气。下列说法正确的是（ ）

做同样的功，甲柴油机用3h，消耗2kg柴油；乙柴油机用2h，消耗掉3kg柴油，下列说法中正确的是（   ）

如图所示是某款汽车能量转化示意图，则汽车的效率是（　　）

汽油机是工农业生产中常用的热机，当汽油燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时汽油机的效率将 （选填“升高”、“不变”或“降低”）。这意味着在做功同样多的情况下，消耗的汽油质量将比正常工作时 （选填“增加”、“不变”或“减少”）。

某型号汽车在车型测试中，在一段平直公路上匀速行驶了6km，消耗汽油1kg，汽油的热值为4.5×10⁷J/kg。假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为40%。在此过程中，汽油机做的有用功是 J，汽车受到的牵引力是 N。

如图所示，A、B、C、D为四冲程汽油机工作过程中四个冲程的原理图，E和F是演示实验装置图。

如图所示

 

老师用如图一所示实验装置，加热试管使水沸腾，发现试管上方的小风车，开始不停地转动；由此引出以下问题，请利用所学的知识回答。

某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.28kg的煤，煤的热值约为3×10⁷J/kg，求：

电动自行车越来越受人们的青睐，使用前要先对车上的动力蓄电池充电；行驶时，动力蓄电池对车上的电动机供电，电动机为车提供动力.下表是某款电动自行车的一些主要技术参数：

行驶的里程短是电动车的一个缺点，爱发明的张师傅对该款电动车进行了改装，他在网上购买了小型汽油机和发电机，发明了“增程器”，即一个以微型的四冲程汽油机为动力的微型发电机.当电动车的电力不足的时候，“增程器”给动力蓄电池充电.则：

汽油机广泛应用于汽车作为动力机械，如图甲左是四冲程汽油机的吸气冲程示意图。

 

混合动力汽车具有节能、低排放等优点，成为汽车研究与开发领域的重点，某新型混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与所受阻力的关系如图所示，在某次测试中，蓄电池储存的电能为5.12×10⁸J，由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，同时蓄电池的电能增加了10%，求：

氢燃料具有清洁、效率高等优点，被认为是理想的能源之一，目前我国部分城市已有多批氢能源公交车投放使用。已知 ， 。问：

一次旅行时，司机驾驶某汽车沿一平直公路以的速度匀速行驶了 ， 消耗汽油。已知该车匀速行驶时受到的牵引力是且保持不变，汽油的热值为。

目前市场上有一种热水器叫作“空调热水器”，又名“冷气热水器”，顾名思义，就是可

热水出可同时提供空调制冷和热水供应的热水器.其最大的好处是相比传统的电热水器和燃气热水器，这种热水器非常节能.其原理与普通的空调相似，如图所示.

下表列出的是某厂生产的家用燃气热水器的参数.表中“额定热负荷”指的是满负荷使用时，1h内燃料燃烧产生的热量.

产品名称	燃气快速热水器
产品型号	JSY5-C	JSR5-C	JST5-C
适用燃气	液化石油气	人工煤气	天然气
额定燃气压力	2800~ 3000Pa 280~ 300 mmH2O	800~ 1000Pa 80~ 100 mmH2O	2000~ 2500Pa 200~ 250 mmH2O
额定热负荷	37 MJ/h
额定燃气耗量	0.368×102 m3/h	1.964×102 m3/h	1.04×102 m3/h
热效率	>80%
适用水压	0.04~1.0MPa(0.4~ 10 kgf/cm2 )
温升25℃	51/min
温升40℃	31/min
温升55℃	21/min
燃气入口	G1/2"
冷水入口	G1/2"
热水入口	G1/2"
外形尺寸	406mm(高)×293mm(宽)×230mm(厚)
重量	6.2kg

宁夏的能源储备充足，煤炭、风能、太阳能等多种能源富集互补，是全国首个新能源综合示范区，新能源利用率超过95%，居西北第一，同时水和天然气价格也相对低廉。

在标准大气压下，小轩同学用天然气将2kg的水烧开，共消耗了0.05m³的天然气，已知天然气烧水时的效率为31.5%，水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），天然气的热值约为4×10⁷J/m³ ， 求：

一小汽车，在平直的高速路上匀速行驶2.3km，用时100s，若行驶过程中发动机牵引力一直为1000N，（q_汽=4.6×10⁷J/kg）若这段过程消耗汽油0.25kg，则

小明家新买来一台天然气热水器。小明学习了热效率的知识后，尝试估测该热水器的热效率，他把“进水量”设置为40kg，“出水温度”设置为40℃后，开始加热。当水温达到40℃时，自动停止加热。已知当时自来水的温度是20℃，加热前天然气表的示数为129.96m³ ， 停止加热后变为130.06m³ ， 天然气的热值q_天然气＝4.2×10⁷J/m³ ， 求：

2023年12月13日国产大飞机C919首访香港，展示我们国家在工业制造领域上实现新突破。飞机的发动机也是一种热机，通过燃烧航空煤油，从喷口向后高速喷出气体，从而使飞机获得向前的推力。C919沿水平方向匀速飞行了400km，在水平飞行时获得的水平推力是1.5×10⁶N，共燃烧了航空煤油2500kg。（q_油＝4×10⁷J/kg）

求：

发动机的效率是汽车经济性能的重要指标。若某品牌汽车在平直公路上以72km/h的速度匀速行驶100km，汽车克服阻力做功的功率为16kW，耗油量为6kg。（汽油的热值为q＝4.0×10⁷J/kg）求：