2024年中考物理一轮复习课件第2讲 机械能和内能 专项训练3 热机的计算

第2讲 机械能和内能 专项训练3　 热机的计算 九年级物理（上）专项训练 训练角度 1 热机做功的计算 1．飞机的发动机是一种热机，通过燃烧航空煤油，从喷口向后高速喷出气体，使飞机获得向前的推力．高空中某飞机获得1.6×105 N的水平推力，以600 km/h的速度沿水平方向匀速航行1 h，需要完全燃烧热值为4×107 J/kg的航空煤油4 000 kg.求1 h内： (1)飞机的航程． 解：飞机的航程s＝vt＝600 km/h×1 h＝600 km. (2)发动机所做的功． 解：发动机所做的功W＝Fs＝ 1.6×105 N×600 000 m＝9.6×1010 J. (3)航空煤油完全燃烧放出的热量． 解：航空煤油完全燃烧放出的热量Q放＝qm＝4×107 J/kg×4 000 kg＝1.6×1011 J. (4)发动机的效率． 2．某品牌汽车空载静止时对水平地面的压强为3×105 Pa，轮胎与地面的总接触面积为400 cm2.当汽车以 120 km/h的速度沿直线匀速行驶时，功率为50 kW.则： (1)汽车所受的重力是多少牛？ (2)当汽车以120 km/h的速度沿直线匀速行驶时，所受到的阻力是多少牛？ (3)当汽车以120 km/h的速度沿直线匀速行驶100 km时，燃烧10 kg汽油，则发动机的效率是多少？(汽油热值 q＝4.6×107 J/kg，结果保留到0.1%) 3．某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为40 cm2，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50 mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105 Pa，飞轮 1 min转动1 800周，当汽油机满负荷工作时(不计摩擦)，求： (1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力． 解：燃气的平均压强p＝9.0×105 Pa， 汽缸活塞面积S＝40 cm2＝40×10－4 m2， 燃气对活塞的平均压力F＝pS＝ 9.0×105 Pa×40×10－4 m2＝3 600 N. (2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功． 解：活塞在汽缸中移动的距离s＝50 mm＝0.05 m， 一个做功冲程中燃气对活塞做的功W＝Fs＝ 3 600 N×0.05 m＝180 J. (3)汽油机的功率． 4．一批增援某地的医护人员乘坐6架国产“运－20”运输机抵达机场．每架飞机及运送的人员和物资的总质量为210 t，着陆后，轮胎与地面总接触面积为4.2 m2，本次航程1 200 km，匀速飞行过程中受到的平均阻力是9×104 N，发动机的效率是40%(航空煤油的热值是4.5×107 J/kg，g取10 N/kg)．求： 训练角度 2 热机效率的计算 (1)飞机降落后，静止时对水平地面的压强多大？ (2)本次航程，每架飞机发动机牵引力所做的功是多少？ 解：飞机匀速飞行时，F牵＝f＝9×104 N，本次航程，每架飞机发动机牵引力所做的功W＝ F牵s＝9×104 N×1 200×103 m＝1.08×1011 J. (3)本次航程，每架飞机需要航空煤油的质量是多少？ 5．“运－20”是我国自主研发的大型运输机，它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，若“运－20”在高空中飞行时，在恒定的水平推力1.5×105 N作用下，沿水平方向匀速航行了360 km，用时0.5 h，需要燃烧航空煤油2 250 kg，已知航空煤油的热值为 q＝4.0×107J/kg.在这一次航行中，求： (1)运输机航行的速度． (2)运输机的功率． (3)运输机发动机的热机效率． 6．随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭，小明的爸爸最近也购买了一辆轿车．小明利用所学的物理知识对汽车进行了一系列探索与研究： (1)汽车发动机一般是汽油机，它把燃料燃烧放出的内能转化为机械能，求完全燃烧0.1 kg的汽油能够获得的能量．(汽油的热值为4.6×107 J/kg) 解：完全燃烧0.1 kg的汽油能够获得的能量Q放＝mq＝0.1 kg×4.6×107 J/kg＝4.6×106 J. (2)小明阅读了汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图所示的框图表，请根据给出的信息，计算该内燃机的效率． 解：内燃机的效率η＝100%－33%－30%－7%＝30%. (3)汽车行驶时发动机产生的牵引力是F，写出燃烧质量为m、热值为q的汽油，能使汽车前进的距离的表达式．(用物理量的符号s表示距离) 解：发动机的效率η＝×100%＝×100%＝60%. 解：根据p＝可知汽车空载静止时对水平地面的压力F＝pS＝3×105 Pa×400×10－4 m2＝1.2×104 N，则汽车的重力G＝F＝1.2×104 N. 解：汽车的速度v＝120 km/h＝ m/s，当汽车以 120 k