15热机的效率计算题-发动机的效率（经典常考14题）--2023-2024学年上学期九年级期末物理重难点知识突破（通用版）

15热机的效率计算题-发动机的效率（经典常考14题）--2023-2024学年上学期九年级期末物理重难点知识突破（通用版） 一、计算题 1．为了方便广大市民和保障学生人身安全，目前盘州市已有一大批校车投人使用。图为某一学校专用校车，其质量为6.4t，这辆校车在某段平直公路上匀速行驶8km，用时10min，消耗柴油2kg，受到的阻力是1.8103N。（柴油热值为3.0107J/kg）求： （1）这段路程内发动机做功的功率。 （2）这段路程内消耗的柴油完全燃烧放出的热量。 （3）校车发动机的效率。 2．12月22日，长征八号运载火箭首飞成功，将厦门大学“海丝一号”等5颗卫星准确送入轨道。火箭离开发射台时，为了防止高温火焰对发射台的影响，“喷水降温系统”向火箭尾部火焰中心喷水20s，喷水量为400t。 （1）设喷出的水的温度都是从20℃升高到100℃，水的比热容为。求水升温吸收的热量。 （2）长征八号火箭一子级、二子级发动机分别采用煤油、液氢为燃料。效率分别为70%、90%，煤油的热值为3×107J/kg，液氢的热值为1.4×108J/kg。求它们做相等的有用功时各自燃烧煤油（m油）和液氢（m氢）的质量之比。 3．如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机，飞机发动机的机械功率为3×107W，发动机将内能转化为机械能的效率为50%。若该飞机以80m/s的速度匀速直线航行20min。（航空燃油的热值为4×107J/kg）问： （1）飞机在航行过程中受到的阻力是多少？ （2）该过程要消耗多少吨航空燃油（燃油完全燃烧）？ 4．一辆汽车在平直公路上进行性能测试时，汽车由静止开始在平直的公路上做直线运动，其v-t图象如下，在第10s时速度达到20m/s，10~20s汽车以20m/s的速度匀速运动，设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为f=4000N；求： （1）汽车在10~20s发动机（牵引力）的功率； （2）如果汽车一直以恒定功率行驶，根据（1）结果，计算0~10s内牵引力做的功； （3）假如汽车完成前10s的运动，燃烧了0.04千克汽油，则前10s发动机的效率是多少？（已知汽油的热值约为5×107J/kg） 5．李老师家购买了某款油电混合动力汽车，该车在蓄电池电量充足时由电动机提供动力（电动模式），当电量不足时，可切换至燃油发动机驱动（燃油模式），同时给蓄电池充电，已知电池满电容量为30kW•h。某次出行在满电状态下先以电动模式沿水平公路匀速行驶90km，还剩余20%的电量，随后切换到燃油模式下又行驶了40km，消耗燃油4kg，李老师发现电池电量显示为60%。已知该混合动力汽车电动机的效率为75%，燃油的热值q=4.5×107J/kg。假设汽车行驶过程中阻力保持不变，且不考虑充电时的能量损失，求： （1）李老师家充电桩功率为3kW，动力电池从无电到充满需要多长时间？ （2）4kg燃油完全燃烧时放出的热量； （3）汽车在电动方式行驶时受到的阻力； （4）燃油模式下发动机的效率。 6．一艘冲锋舟的质量为160kg，它满载时10min内在水面上匀速行驶了1.2×104m，消耗了0.75kg的汽油。此过程冲锋舟发动机产生的牵引力为1.0×103N。（汽油的热值取4.6×107J/kg，g取10N/kg）求： （1）汽油机做功冲程将 能转化为 能； （2）该冲锋舟所受的重力；( ) （3）该冲锋舟克服阻力做功的功率；( ) （4）该冲锋舟发动机的效率。（结果在百分号前保留整数）( ) 7．无人驾驶汽车是一种智能汽车，也可称之为轮式移动机器人，主要依靠车内以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。如图所示为某款无人驾驶汽车，该车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km，消耗汽油1.2kg。假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，求：（汽油的热值为4.5×107J/kg） （1）1.2kg汽油完全燃烧产生的热量。 （2）该汽车发动机做的有用功。 （3）该汽车输出的功率。 （4）该汽车所受的阻力。 8．如图是一款沙滩卡丁车，它的发动机功率恒为11.5kW。卡丁车在水平沙滩上匀速直线运动，10min行驶6km，消耗汽油0.6kg（汽油完全燃烧），已知汽油的热值为4.6×107J/kg。此过程中，求： （1）该车牵引力所做的功是多少？ （2）该车汽油机的工作效率是多少？ 9．如图所示是我国自行设计研制的大型水陆两栖飞机AG600全状态新构型灭火机，具备强大的灭火救援能力，是国家应急救援体系建设必备的重大航空装备。若该飞机以288km/h 的速度水平匀速直线航行96km，消耗航空燃油1600kg，飞机发动机的功率为。（航空燃油的热值为）求：