14.2 热机的效率 同步练习
一、单选题
1．（2022秋·黑龙江齐齐哈尔·九年级统考期末）2022年11月29日晚，在酒泉卫星发射中心，长征二号F遥十五运载火箭搭载神舟十五号载人飞船成功发射升空，如图所示。关于运载火箭下列说法正确的是（ ）
A．使用液氢燃料，主要利用了液氢热值大
B．燃料燃烧推动火箭升空，把机械能转化为内能
C．火箭上升时，重力势能增大，动能减小，机械能不变
D．燃料燃烧释放的内能全部转化为机械能
2．（2022秋·黑龙江绥化·九年级统考期末）关于燃料的热值，以下说法正确的是（ ）
A．燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
B．1g汽油和2 kg汽油，它们的热值是一样的
C．煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量一定比干木柴的多
D．容易燃烧的燃料，热值一定大
3．（2022秋·黑龙江绥化·九年级校考期末）如图甲，迅速下压活塞，玻璃筒底部的棉花燃烧，图乙是热机的某一冲程，关于这两个过程，下列说法正确的是（ ）
A．图乙是热机的压缩冲程
B．图甲和图乙的能量转化情况相同
C．图甲中如果没有棉花，实验结论仍然成立
D．随着技术的进步，图乙热机的效率能达到 100%
4．（2022秋·黑龙江大庆·九年级统考期末）下列关于热值和热机效率的说法，正确的是（ ）
A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值
B．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
C．柴油机的热机效率通常为100%
D．燃料燃烧释放的热量越大，热值越大
5．（2022秋·黑龙江鹤岗·九年级统考期末）某种巧克力的营养成分表上标有“每100g能量2360J”，该标识的含义与以下哪个物理量的含义类似（ ）
A．热量 B．热值 C．内能 D．比热容
6．（2022秋·黑龙江鸡西·九年级校考期末）关于热机的效率，下列说法正确的是
A．热机做的有用功越多，效率就一定越高
B．热机的功率越大，效率一定越高
C．热机消耗的燃料越多，效率就一定越低
D．以上说法都不对
二、多选题
7．（2022秋·黑龙江双鸭山·九年级统考期末）关于热学知识，下列说法正确的是（ ）
A．所有物体的分子都在不停地做无规则运动
B．燃料燃烧产生的热量越多，其热值越大
C．热量可以从内能小的物体传递给内能大的物体
D．升高相同的温度，比热容大的物体，吸收的热量多
8．（2022秋·黑龙江鹤岗·九年级统考期末）进入冬季，炭火锅成为东北人钟爱的美食之一，下列有关说法正确的是（ ）
A．加热时是通过热传递的方法增加食物的内能
B．食物加热后，温度升高，所含的热量增加
C．闻到浓香的火锅味，说明分子不停地做无规则运动
D．该炭火锅的加热效率为100%
9．（2022秋·黑龙江齐齐哈尔·九年级校考期末）一瓶酒精倒掉一半，剩下的半瓶酒精的密度、比热容、热值和原来相比，以下的说法不正确的是（ ）
A．只有密度和热值不变
B．只有密度和比热容不变
C．只有比热容和热值不变
D．三个都不变
10．（2022秋·黑龙江齐齐哈尔·九年级统考期末）下列说法不正确的是（ ）
A．火箭用液态氢做燃料是因为氢的热值大
B．甲汽油机的热机效率比乙的高，表明甲做功比乙快
C．热机的效率也有等于1的时候
D．燃料的热值是由燃烧情况决定的，燃烧的越充分热值就越大
11．（2022秋·黑龙江双鸭山·九年级统考期末）如图所示，用酒精灯给试管中的水加热，一段时间后橡皮塞被冲开，下列说法正确的（ ）
A．酒精灯中酒精的质量越大，酒精的热值越大
B．酒精燃烧放出的热量不能全部被试管中的水吸收
C．试管中水的内能是通过热传递的方式增加的
D．橡皮塞被冲开的过程与内燃机的压缩冲程都是内能转化为机械能的过程
三、填空题
12．（2022秋·黑龙江大庆·九年级校考期末）如图甲所示，是一款小型制冷空调风扇。在扇叶下方的水箱中加有冰块，冰块在水箱中因室温较高会发生 现象。当扇叶转动时水箱喷嘴会喷出水雾，水“雾”在风力作用下会加快发生 现象，这两种物态变化都会 大量的热量，达到降低室温的效果，若加入冰块质量为200g，在室温下从-10℃升温到0℃用时10min，然后又经过20min全部变成水，那么冰熔化时从室内至少吸收了 J的热量，（c冰=2.1×103J/kg℃），冰升温过程中吸收热量如果由热值为3×107J/kg的木材完全燃烧提供，那么需要木材质量至少为 g，如图乙单缸四冲程汽油机工作示意图，那么它正处在 冲程，若该汽油机转速为1200r/min，那么它每秒钟完成 个冲程，每分钟完成 次吸气冲程，它用水循环带走汽油机产生的热量，这是利用了水的 较大的特性。
13．（2022秋·黑龙江齐齐哈尔·九年级统考期末）小南、小江和小侨组队露营，用酒精炉将质量为500g、温度为的水加热，需燃烧4.2g酒精，4.2g酒精完全燃烧放出的热量为 J；若酒精炉的效率为70%，水的温度能升高到 。（1个标准大气压下，已知，）
14．（2022秋·黑龙江鸡西·九年级校考期末）酒精的热值是4.6×107J/kg，2kg酒精完全燃烧放出的热量是 J；一瓶酒精用去一半，剩下一半的热值是 J/kg。
15．（2022秋·黑龙江鹤岗·九年级统考期末）安全、清洁、方便的太阳能越来越受到人们的重视和广泛利用。某太阳能热水器内装有质量为100kg、温度为20℃的水，在太阳照射一段时间后，水温升高到40℃，则水吸收的热量是 J，这些能量相当于完全燃烧 m3天然气放出的热量。[c水=4.2×103J/（kg ℃），q天然气=4.2×107J/m3]
16．（2022秋·黑龙江黑河·九年级校考期末）一台汽油机飞轮的转速为3600r/min，在1s内汽油机对外做了 次功。如果汽油机在一段时间内消耗了0.5kg汽油，若这些汽油完全燃烧，可放出热量 J。1s完成 个冲程。（q汽油=4.6×107 J/kg）
17．（2022秋·黑龙江大庆·九年级统考期末）如果用酒精炉烧水泡茶，将质量为5kg、温度为10℃的水加热（1个标准大气压下），需完全燃烧42g酒精，42g酒精完全燃烧放出的热量为 。若酒精炉效率为70%，水升高到的温度是 。[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)，q酒精=3.0×107J/kg]
18．（2022秋·黑龙江齐齐哈尔·九年级统考期末）酒精的热值3.0×107J/kg。如果完全燃烧42g酒精，放出的热量是 J；如果这些热量完全被25kg的水吸收，可以使水的温度升高 摄氏度。
19．（2022秋·黑龙江双鸭山·九年级统考期末）中国南海海底探明有大量的“可燃冰”，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量能达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的 很大。近年来，越来越多的南方家庭在家装时安装地暖，用水作为采暖介质。这是利用水的 较大的特性（两空均选填“热值”或“比热容”）。
20．（2022秋·黑龙江黑河·九年级校考期末）在一标准大气压下，把体积为2L，温度为20℃的水烧至沸腾，水至少需要吸收 J的热量。若不计热量损失，需要燃烧 kg干木柴。（q干木柴=1.2×107J/kg）
四、实验题
21．（2022秋·黑龙江绥化·九年级校考期末）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验，实验时要观察 （选填“加热的时间”或“升高的温度”）比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验，实验时通过观察 （选填“加热的时间”或“升高的温度"）反映物体吸热的多少。
（2）比较不同物质的比热容，选用上图合适装置加热相同一段时间后，绘制出温度-时间图像（如上图丁），由图像可看出液体a的比热容 （选填“大于”、“小于”或“等于”）液体b的比热容。
（3）若图甲烧杯中为50mL的水，若10g酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收时，温度计示数升高了20℃，则根据以上数据可以算出酒精的热值，这种方法测出的热值比“标准值” （选填“偏大”“偏小”或“一样”）。
五、简答题
22．（2022秋·黑龙江双鸭山·九年级统考期末）汽车已成为许多家庭的必备出行工具，为汽车加汽油是利用汽油燃烧为汽车提供动力；加冷却液是为了冷却发动机；冬季加防冻玻璃水是为了怕玻璃水结冰。请结合学过的物理知识任意选择两个问题回答：
（1）选择汽油燃烧为汽车提供动力是因为它具有哪一特性；
（2）加冷却液冷却发动机是因为冷却液具有哪一特性；
（3）冬季加防冻玻璃水是因为防冻玻璃水具有哪一特性；
（4）为保证交通安全，在设计和使用方面采取哪些有效措施，举两例。
六、计算题
23．（2022秋·黑龙江双鸭山·九年级统考期末）如图，2022 年 9 月 27 日，由中国自主研制的“鲲龙”AG600M 灭火机以全新消防涂装在湖北荆门漳河机场成功完成12t投汲水试验。若该飞机某段时间内消耗航空燃油1t，飞机发动机做的功为2×1010J。（航空燃油的热值为4×107J/kg）求：
（1）12t水温度从26℃升高到96℃可以吸收多少热量？
（2）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少？
（3）发动机的效率是多少？
24．（2022秋·黑龙江鸡西·九年级统考期末）如图所示，总质量为1500kg的小汽车每条轮胎与地面的接触面积为0.03m2，该车以72km/h的速度由小明家沿水平直路行驶到学校用了0.5h。已知汽车在行驶过程中受到的阻力是车重的0.05倍，g＝10N/kg。求：
（1）汽车对地面的压强；
（2）小明家到学校的距离；
（3）在此过程中汽车牵引力做的功；
（4）若在此过程中汽车消耗了2kg汽油，汽油的热值为4.5×107J/kg，则汽车能的利用率多大。
25．（2022秋·黑龙江大庆·九年级统考期末）用天然气热水器加热水，将40kg水从25℃加热到50℃，完全燃烧 天然气。已知天然气的热值为，水的比热容为 。试求：
（1）此过程中水吸收的热量是多少？
（2）天然气完全燃烧放出的热量是多少？
（3）该热水器加热这些水的效率是多少？
26．（2022秋·黑龙江齐齐哈尔·九年级统考期末）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c水＝4.2×103J/（kg℃），q氢＝1.4×108J/kg。）问：
（1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少？
（2）若这些热量全部被质量为500kg、温度为15℃的水吸收，水升高的温度是多少？
（3）若这些热量恰好能供某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶5min，则该氢能源公交车的效率是多少？
27．（2022秋·黑龙江七台河·九年级统考期末）某物理兴趣小组的同学，用煤炉给20L的水加热，完全燃烧了0.8kg的煤。水温升高了50℃，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，煤的热值为3×107J/kg。求：
（1）煤完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）煤炉烧水时的效率。
28．（2022秋·黑龙江牡丹江·九年级统考期末）用天然气灶烧水，燃烧0.5m3的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃。已知水的比热容为c=4.2×103J/(kg ℃)，天然气的热值为q=7.0×107J/m3。求：
（1）0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放；
（2）水吸收的热量Q吸；
（3）燃气灶的效率η。
29．（2022秋·黑龙江绥化·九年级统考期末）某物理兴趣小组的同学，用煤炉给20kg的水加热，完全燃烧了0.8kg的煤，水温升高了50℃，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，煤的热值约为3×107J/kg．求：
(1)煤完全燃烧放出的热量；
(2)水所吸收的热量；
(3)煤炉烧水时的热效率．
30．（2022秋·黑龙江鹤岗·九年级统考期末）目前，“节能减排”已引起全球的关注．如何减少能耗，提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视．某汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶30km消耗了2.5L汽油．
（1）请你将图中汽油机工作时的能流图补充完整．
① ② ；
（2）请计算这段路程消耗汽油的质量．（汽油密度ρ=0.8×103kg/m3）
（3）汽油完全燃烧，放出的热量．（q汽油=4.6×107J/kg）
（4）已知牵引力为600N，则牵引力做多少功？
（5）此汽油机的效率为多少？
（6）汽油机的效率较低，请你就如何提高它的效率提一条合理化建议．____
七、综合题
31．（2022秋·黑龙江齐齐哈尔·九年级统考期末）随着人们生活水平的提高，汽车已经进入千家万户，它给我们的生活提供了便利，促进了社会的发展。请你解答：
（1）当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率会 （选填“升高”“降低”或“不变”）；
（2）汽车发动机的一个工作循环包括如图所示的四个冲程。请按一个工作循环的过程，将四个冲程图重新排序： ，图 所示的冲程是给汽车提供动力的；
（3）汽车刹车的过程中，机械能转化为 能，内能散失到空气中，此过程中能量的总和 （选填“增大”“不变”或“减小”）；
（4）小明同学阅读了某型号汽车发动机的说明书后，将发动机的能量流向制成了如图所示的图表，请根据给出的信息计算：完全燃烧0.2kg的汽油能够获得 J的能量，这些能量能产生 J的有用功。（汽油的热值为4.6×107J/kg）
参考答案：
1．A
【详解】A．热值反映了燃料燃烧放热的能力，使用液氢燃料，主要利用了液氢的热值大，故A正确；
B．燃料燃烧推动火箭升空，把内能转化为机械能，故B错误；
C．火箭上升时，质量不变，高度增加，重力势能增加；速度增加，则动能增加；机械能等于重力势能和动能之和，因此机械能增加，故C错误；
D．燃料燃烧释放大的内能有一部分会散失，因此不能全部转化为机械能，故D错误。
故选A。
2．B
【详解】A．热值是燃料的一种属性，与质量和燃烧情况无关，故A错误；
B．热值是燃料的一种属性，与质量无关，故B正确；
C．燃料放出热量的多少与燃料的热值和质量有关，煤放出的热量不一定比干木柴多，故C错误；
D．热值是燃料的一种属性，与是否容易燃烧无关，故D错误。
故选B。
3．C
【详解】A．由图乙知，两气门关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是热机的做功冲程，故A错误；
B．图甲是机械能转化为内能，图乙是内能转化为机械能，故B错误；
C．图甲向下压活塞，活塞对筒内的空气做功，空气的内能增加，温度升高，如果没有棉花，实验结论仍然成立，故C正确；
D．热机在工作时，废气会带走一部分热量，燃料不可能完全燃烧、克服部件之间的摩擦会消耗能量，所热机的效率不可能达到100%，故D错误。
故选C。
4．B
【详解】A．热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，故A错误；
B．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故B正确；
C．任何机器的做功时都不可避免的做额外功，效率不可能达到100%，故C错误；
D．热值是燃料的特性，与放出热量的多少无关，故D错误。
故选B。
5．B
【详解】标有“每100g能量2360J”的含义为每100g巧克力提供的能量为2360J，燃料的热值是指完全燃烧1kg某种物质释放的热量，因此该标识的含义与热值含义类似。
故选B。
6．D
【详解】AC．热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，当热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高；当热机消耗的燃料一定，做的有用功越多，效率就一定越高，故A、C错误；
B．热机的功率越大，热机做功越快，效率与功率无关，故错误；
D．以上说法都不对，故符合题意．
故选D.
7．AC
【详解】A．一切物质的分子都在不停地做无规则运动，故A正确；
B．热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与燃烧是否充分、释放热量多少无关，故B错误；
C．热量只能从温度高的物体向温度低的物体传递；内能小的物体可能温度高，而内能大的物体可能温度低，所以热量可以从内能小的物体传递给内能大的物体，故C正确；
D．根据知，只有在质量相同、升高的温度相同时，比热容大的物体，吸收的热量一定多，故D错误。
故选AC。
8．AC
【详解】A．加热时，食物吸收热量，内能增加，通过热传递的方法增加食物的内能，故A正确；
B．食物加热后，温度升高，内能增大；但热量是指热传递过程中传递内能的多少，不能描述为物体含有多少热量，故B错误；
C．闻到浓香的火锅味属于扩散现象，是气味分子无规则运动的结果，故C正确；
D．火锅使用过程中，会向周围散失一部分热量，燃料不可能完全燃烧，所以炭火锅的加热效率不可能达到100%，故D错误。
故选AC。
9．ABC
【详解】密度、比热容、热值均是物质本身的一种属性，和物质的种类有关，与物质的质量、体积、温度等无关，酒精倒掉一半，质量减少但物质的种类不变，密度、比热容、热值均不发生变化，故ABC错误，ABC符合题意，D正确，D不符合题意。
故选ABC。
10．BCD
【详解】A．热值是燃料的一种特性，反映了燃料燃烧放热的能力，相同条件下，燃烧燃料，热值越大，放出的热量越多。因此火箭用液态氢做燃料是因为氢的热值大，故A正确，不符合题意；
B．热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，与做功快慢无关，故B错误，符合题意；
C．热机工作过程中，不可避免地要克服机械之间的摩擦而做额外功，因此热机效率不可能达到100%，故C错误，符合题意；
D．热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量，是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料是否完全燃烧等因素无关，故D错误，符合题意。
故选BCD。
11．BC
【详解】A．燃料的热值与燃料的质量无关，故A错误；
B．酒精燃烧放出的热量一部分被周围环境吸收，一部分被试管中的水吸收，故B正确；
C．试管中水的内能是从酒精燃烧获得的内能中转移来的，是利用热传递的方式增加的，故C正确；
D．橡皮塞被冲开是水蒸气的内能转化为橡皮塞的机械能，与内燃机做功冲程的能量转化相同，故D错误。
故选BC。
12． 熔化 汽化 吸收 8400 0.14 做功 40 600 比热容
【详解】[1]冰块是固体，冰块在水箱中因室温较高会吸收热量发生熔化现象。
[2]水雾是小水珠，是液态，会蒸发变成水蒸气，蒸发属于汽化的一种方式，加快空气流速会加快蒸发，所以水雾在风力作用下会加快发生汽化现象。
[3]熔化和蒸发物态变化都会吸收大量的热量，达到降低室温的效果。
[4]200g的冰，在室温下从-10℃升温到0℃，吸收的热量为
冰块在室温下从-10℃升温到0℃用时10min，然后又经过20min全部变成水，相同时间内冰吸收的热量相等，则冰在熔化过程中吸收的热量为
[5]冰升温过程中吸收热量如果由热值为3×107J/kg的木材完全燃烧提供，那么需要木材质量至少为
[6]如图，汽油机的两气门关闭，火花塞点火，活塞下行，为做功冲程。
[7][8]汽油机的一个工作循环为四个冲程，其中只有一个冲程为吸气冲程，飞轮转两周；若该汽油机转速为1200r/min，那么它每秒钟完成40个冲程，每分钟完成600次吸气冲程。
[9]用水循环带走汽油机产生的热量，这是利用了水的比热容较大的特性，相同质量的水和其它物质相比，升高相同温度时可以吸收更多的热量，达到更好的冷却效果。
13． 60
【详解】[1]4.2g酒精完全燃烧放出的热量为
[2]由效率的计算公式得水吸收的热量为
由公式得水的末温度为
14． 9.2×107 4.6×107
【详解】[1]完全燃烧2kg的酒精能放出的热量为
[2]燃料的热值是燃料的特性，不会随着质量的改变而改变，一瓶酒精用去一半，剩余酒精的热值不变，仍为4.6×107J/kg。
15． 8.4×106 0.2
【详解】[1]水吸收的热量
[2]由题知，天然气完全燃烧放出的热量
由可得，相当于完全燃烧天然气的体积
16． 30 2.3×107 120
【详解】[1][2][3]根据题意可知，四冲程汽油机飞轮的转速为
由于汽油机一个工作循环完成四个冲程，飞轮转2r，对外做功一次，所以1s内飞轮转60r，汽油机完成了120个冲程，对外做功30次。
由可知，完全燃烧0.5kg汽油放出的热量
17． 1.26×106 52℃
【详解】[1]酒精的质量是
42g酒精完全燃烧放出的热量为
[2]由可得水吸收的热量为
由Q吸=c水m水(t-t0)得，水升高到的温度为
18． 12
【详解】[1]如果完全燃烧42g酒精，放出的热量是
[2]如果这些热量完全被25kg的水吸收，可以使水的温度升高
19． 热值 比热容
【详解】[1]同等条件下，隐含质量相同，“可燃冰”完全燃烧放出的热量与质量之比即为热值，热值能达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的热值大。
[2]利用水的比热容比较大，与其他物质相比，每降低1℃水放出的热量比较多。
20． 6.72×105 5.6×10-2
【详解】[1]水的质量
m水=ρV=1×103kg/m3×2×10-3m3=2kg
水吸收的热量
Q=cm水Δt=4.2×103J /(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105 J
[2]若不计热量损失，需要燃烧干木柴的质量
21． 甲乙 升高的温度 甲丙 加热的时间 小于 偏小
【详解】（1）[1][2]比较不同燃料的热值，燃料种类应该不同，加热的液体种类应该相同。液体质量和初温相同，如果液体温度升高的多，说明下面燃料放出热量的多，燃料质量相同，则可以说明燃料热值大。
[3][4]比较不同物质的比热容，应该用相同的加热源，所以选甲丙。转换法的应用，用加热时间反映物体吸热的多少。
（2）[5]相同时间比较温度变化，都加热10min，吸收热量相同，a的温度变化量大于b的温度变化量，由Q=cmΔt知，液体a的比热容小于液体b的比热容。
（3）[6]因为燃料燃烧的热量不能完全被吸收，存在热量损失；所以
Q吸=Q放
所以测出的热值比“标准值”偏小。
22．（1）见解析；（2）见解析；（3）见解析；（4）见解析
【详解】答：（1）选择汽油燃烧为汽车提供动力是因为汽油的热值大，完全燃烧质量相同的不同燃料，汽油燃烧放出的热量多。
（2）用冷却液来冷却发动机，是因为冷却液的比热容大，相同质量的冷却液和其它物质比较，升高相同的温度时，冷却液吸收的热量多。
（3）冬季加防冻玻璃水是因为防冻玻璃水的凝固点低，不容易凝固。
（4）动能的大小与质量、速度有关，为了安全，使用汽车时，不能超速、超载。
23．（1）3.528×109J；（2）4×1010J；（3）50%
【详解】解：（1）12 吨水温度从26℃升高到96℃可以吸收的热量
（2）已知消耗的航空燃油的质量
m＇=1t=1000kg
航空燃油的热值q=4×107J/kg，则这些燃油完全燃烧放出的热量为
（2）飞机发动机做的功为2×1010J，则发动机的效率
答：（1）水吸收的热量是3.528×109J；
（2）燃油完全燃烧放出的热量是4×1010J；
（3）发动机的效率是50%。
24．（1）1.25×105Pa；（2）36km；（3）2.7×107J；（4）30%
【详解】解：（1）由题意可得，汽车的重力为
G＝mg＝1.5×103kg×10N/kg＝1.5×104N
所以汽车静止在水平地面上时对地面的压力为
F压＝G＝1.5×104N
因为汽车与地面的受力面积
S＝0.03m2×4＝0.12m2
所以汽车对水平地面的压强为
（2）由题意可得，小明家到学校的距离等于汽车在0.5h内通过的路程，即
s＝vt＝72km/h×0.5h＝36km
（3）由题意可得，汽车运动时的阻力为
f＝0.05G=0.05×1.5×104N＝750N
因为汽车做匀速直线运动，匀速直线运动是一种平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小是相等的，所以牵引力为
F＝f＝750N
故可得，汽车牵引力在0.5h内做的功为
W＝Fs＝750N×36×103m＝2.7×107J
（4）由题意可得，汽油完全燃烧释放的能量为
Q＝qm＝4.5×107J/kg×2kg＝9×107J
所以汽车能量的利用率为
答：（1）汽车对地面的压强为1.25×105Pa；
（2）小明家到学校的距离为36km；
（3）汽车牵引力在0.5h内做的功是2.7×107J；
（4）汽车的能量利用率为30%。
25．（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1）此过程中水吸收的热量
（2）天然气完全燃烧放出的热量
（3）该热水器加热这些水的效率
答：（1）此过程中水吸收的热量是；
（2）天然气完全燃烧放出的热量是；
（3）该热水器加热这些水的效率是。
26．（1）8.4×107J；（2）40℃；（3）50%
【详解】解：（1）0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量
Q放＝m氢q＝0.6kg×1.4×108J/kg＝8.4×107J
（2）水吸收的热量
Q吸＝Q放＝8.4×107J
水升高的温度
Δt＝＝＝40℃
（3）公交车做功
W＝Pt＝140×103W×5×60s＝4.2×107J
公交车的效率
η＝×100%＝×100%＝50%
答：（1）0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是8.4×107J；
（2）水升高的温度是40℃；
（3）该氢能源公交车的效率是50%。
27．（1）2.4×107J；（2）4.2×106J；（3）17.5%
【详解】解：（1）完全燃烧了0.8kg的煤，放出的热量是
Q放=mq=0.8kg×3×107J/kg=2.4×107J
（2）20L的水的质量是
m水=ρV=1.0×103kg/m3×20×10-3m3=20kg
水吸收的热量是
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×20kg×50℃=4.2×106J
（3）煤炉烧水时的效率是
答：（1）煤完全燃烧放出的热量是2.4×107J；
（2）水吸收的热量是4.2×106J；
（3）煤炉烧水时的效率是17.5%。
28．（1）3.5×107J；（2）2.1×107J；（3）60%
【详解】解：（1）天然气体积V=0.5m3，天然气的热值q=7.0×107J/m3，天然气完全燃烧放出的热量
Q放=Vq=0.5m3×7.0×107J/m3=3.5×107J
（2）水的质量m=100kg，水的比热容c=4.2×103J/(kg ℃)，水的温度变化量
t=70℃-20℃=50℃
故水吸收的热量
Q吸=cmt=4.2×103J/(kg ℃)×100kg×50℃=2.1×107J
（3）燃气灶的效率
η=×100%=
答：（1）天然气完全燃烧放出的热量为3.5×107J；
（2）水吸收的热量为2.1×107J；
（3）此燃气灶的效率为60%。
29．(1)2.4×107J；（2）4.2×106J；（3）17.5%
【分析】（1）已知煤的质量和热值，利用Q=mq可求得煤完全燃烧产生的热量；
（2）已知水的质量和升高的温度值，利用吸热公式求水吸收的热量；
（3）烧水时的热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比．
【详解】(1)煤完全燃烧产生的热量：Q放=mq=0.8kg×3×107J/kg=2.4×107J，
(2)水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg ℃)×20kg×50℃=4.2×106J，
(3)煤炉烧水时的热效率：η=×100%=×100%=17.5%
答：(1)煤完全燃烧产生的热量为2.4×107J；
(2)水所吸收的热量为4.2×106J；
(3)煤炉烧水时的热效率为17.5%.
30． 废气带走热量 克服摩擦耗能 2kg 19.6%；使燃料尽可能完全燃烧（合理即可）
【分析】热机的各种能量损失：克服机械摩擦消耗的能量、机械散热损失、废气带走的热量；由m=ρV计算出汽油的质量；由Q=mq计算出汽油完全燃烧放出的能量；由W=Fs计算牵引力所做的功；由计算热机的效率；提高热机效率的方法可以通过减少散热损失、机械损失等方法，主要途径还是要减少废气带走的能量．
【详解】（1）热机的各种能量损失是：克服机械摩擦消耗的能量、机械散热损失、废气带走的热量，所以，图中汽油机工作时，需要补充的能流是：①废气带走热量；②克服摩擦耗能；
（2）由知道，这段路程消耗的2.5L汽油的质量是：；
（3）由Q=mq知道，汽油完全燃烧，放出的热量是：
Q=mq=；
（4）由于牵引力为600N，匀速行驶的路程是30km，所以牵引力做功是：
W=Fs=；
（5）由以上的计算知道，汽油机的效率是：
（6）从内燃机的能流图知道，热量损失主要有燃料没有完全燃烧、废气带走的热量、克服摩擦损耗的能量、散失的热量，所以，若要提高热机效率，主要途径之一是：使燃料尽可能完全燃烧．
【点睛】本题考查的是热机效率的概念及热机工作过程中热量的走向，解题的关键是通过给出有关数据及信息考查对热机效率的理解．
31． 降低 丙、甲、丁、乙 丁 内 不变 9.2×106 2.76×106
【详解】（1）[1]汽车发动机工作时将内能转化为机械能，冒“黑烟”说明燃烧不充分，说明做相同的有用功，消耗的燃料增多，用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的比值变小，所以效率降低。
（2）[2]甲中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是第二个冲程；丙中的进气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一个冲程；乙中的排气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四个冲程；丁中的两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞下运动，所以为做功冲程，是第三个冲程；故先后顺序为：丙、甲、丁、乙。
[3]其中做功冲程，即丁冲程，该冲程将内能转化为机械能，给汽车提供动力。
（3）[4][5]汽车刹车的过程，伴随着能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和不变。
（4）[6][7]汽油的热值为4.6×107J/kg，完全燃烧0.2kg的汽油产生的热量
Q放=mq=0.2kg×4.6×107J/kg=9.2×106J
由图可知，有用功的能量所占比例为
η=100%-33%-30%-7%=30%
所以机械效率为η=30%；因此产生的有用功
W=Q放×30%=9.2×106J×30%=2.76×106J
