第十四章《内能的利用》--热机的效率计算专题2024－2025学年人教版物理九年级全一册

九年级物理《内能的利用》--热机的效率计算专题 1．随着人们生活水平的提高，房车旅游受到了大众的青睐，某公司推出了如图所示的小型房车，小林和父母参观车展时试驾了该车，该车在平直公路上以54km/h的速度匀速行驶了3600m。已知车轮与水平地面总接触面积为0.4m2，试驾时车和人总质量为4×103kg，阻力是车重的0.1倍。（燃油热值为4×107J/kg，g取10N/kg。）求： （1）该房车匀速行驶了多长时间？ （2）该房车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ （3）该房车匀速行驶3600m消耗燃油0.8kg，求房车热机的效率是多少？ 2．如图为单缸小四轮拖拉机，师傅驾驶该拖拉机以30kW的额定功率在平直耕地上工作2h，匀速前进14.4km（g取10N/kg，q柴油＝4.3×107J/kg），求： （1）师傅驾驶拖拉机在平直耕地上的速度是多少m/s？ （2）师傅驾驶拖拉机工作时拖拉机受到的阻力是多少？ （3）若拖拉机工作2小时消耗柴油12kg，则此次拖拉机发动机的效率是多少？ 3．如图所示是我国自行设计研制的AG600水陆大型两栖灭火飞机。据悉，AG600可在水源与火场之间多次往返投水灭火，一次最多可汲水12t，其巡航速度可达每小时460km。在某次救援任务中，若该飞机以270km/h的速度匀速直线航行20min．消耗航空燃油1.35t，飞机发动机的功率为2.25×104kW，求：（已知q柴油＝4×107J/kg） （1）飞机蓄水仓的容积； （2）这次任务中消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量； （3）发动机的热效率。 4．如图所示为一款便携式电动车，它有三个轮子，总接地面积为60cm2。当人和车总重为1200N时，汽车达到最大载重量。它使用锂电池提供动力，当它满载时，以3m/s的速度在平直公路上匀速直线行驶12km，此过程中电车的牵引力为120N。消耗的电能与完全燃烧0.06kg汽油放出的热量相等。（q汽油取4.0×107J/kg，g取10N/kg）求： （1）当汽车达到最大载重量，静止水平地面上时，对地面的压强； （2）汽车以3m/s的速度匀速直线行驶时牵引力的功率； （3）汽车以3m/s的速度匀速直线行驶了12km过程中电动车的效率。 5．如图所示是一款新型四轮沙滩卡丁车，其满载时的质量为400kg，车轮与沙滩接触的总面积为2000cm2。卡丁车满载时在水平沙滩上匀速直线运动，200s行驶了3km，它的功率为23kW。 （1）当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时，它对沙滩的压强为多少Pa？（g＝10N/kg） （2）此次行驶中卡丁车的速度为多少？ （3）该卡丁车以汽油为燃料，若汽油完全燃烧产生热量的25%转化为卡丁车运动的机械能，则在这次行驶中需要燃烧多少kg的汽油？（q汽油取4.6×107J/kg） 6．如图所示是一辆5G无人驾驶汽车，质量为1.2t，车轮与水平地面总接触面积为0.1m2。某次测试中它在平直公路上匀速行驶500s，发动机的输出功率为2.76×104W。求： （1）汽车静止在水平地面时，对地面的压强是多少？ （2）若发动机的效率为30%，完成此次测试至少需要消耗多少kg汽油？q汽油取4.6×107J/kg 7．小明一家开着四轮小汽车外出旅游，车与人的总质量为1600kg，每个车轮与地面的接触面积是200cm2，汽车在平直的公路上沿直线起步行驶，其v﹣t图像如图所示，汽车在匀速行驶阶段的实际功率为30kW，汽油机的效率为30%。（g取10N/kg，q汽油＝4.0×107J/kg）求： （1）汽车静止时对水平地面的压强； （2）汽车匀速行驶时受到的阻力； （3）汽车匀速行驶120km最少消耗汽油的质量。 8．如图甲所示是一款国产无人驾驶汽车。汽车自动驾驶时使用雷达传感器以及激光测距器来了解周围的交通状况，表格是它的部分参数。 （1）该车在平直的高速路上匀速行驶一段距离时消耗汽油0.1kg，汽油完全燃烧放出多少热量？（汽油的热值q＝4.6×107J/kg） （2）若汽车以最高车速沿水平直线匀速行驶30min，则牵引力做功的功率为多少？ （3）如图乙所示，若该发动机的气缸活塞面积为S（m2），一个冲程活塞在气缸中移动的距离是L（m），满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p（Pa），飞轮转速为N（r/min）；若汽车在平直公路上以100km/h的速度匀速行驶时，汽车发动机的效率为η，使用汽油的热值为q（J/kg）、密度为ρ0（kg/m3），求该汽车发动机的百公里耗油量V（m3）为多少？（结果用题目所给的字母表示） 整车质量 2000kg 与地面的总接触面积 800cm2 最高速度 120km/h 以最高道度行驶时受到的水平阻力 300N 9．如图所示为我国研制的四座氢燃料内燃机飞机验证机。该飞机使用氢为燃料，高压储氢罐可储氢4kg，最大起飞质量可达1.2×103kg。已知飞机静止在水平地面上时，轮胎与地面的总接触面积为0.2m2；在空中以180km/h的速度匀速直线巡航时，前置螺旋桨为飞机提供的牵引力为2×103N。已知氢的热值为1.4×108J/kg。求： （1）发动机未工作前，飞机静止在水平地面上，达到最大起飞质量时对地面的压强为多少？ （2）高压储氢罐内4kg的氢完全燃烧放出的热量为多少？ （3）飞机以180km/h的速度匀速直线巡航0.5h，前置螺旋桨为飞机提供的牵引力做的功为多少？ 10．随着科技的发展，无人驾驶技术日趋成熟。如图所示是利用5G网络远程驾驶的纯电动汽车，其质量为1.5t，车轮与路面接触的总面积为750cm2，该车在水平路面上匀速直线行驶12km，用时10min，行驶过程中汽车受到的阻力为车重的0.08倍。（汽车匀速行驶过程中功率恒定；汽油热值q＝4.5×107J/kg，g取10N/kg））求： （1）该车静止在水平路面上时对路面的压强。 （2）这段时间内牵引力所做的功和功率。 （3）该车百公里消耗电能1.8×108J，若这些能量完全由燃烧汽油来获得，相当于完全燃烧汽油多少千克？ 11．如图所示，中国人民解放军建军90周年，众多新式战车在“朱日和”举行的阅兵式上精彩亮相。某辆轮式伞兵突击战车满载时总质量为1.6t，车轮与水平地面接触总面积为4×102cm2，战车以72km/h的速度在水平地面匀速直线行驶时，发动机的功率为6×104W。（q汽油＝4×107J/kg取10N/kg）求： （1）战车满载时静止在水平地面上，对水平地面的压强。 （2）战车此次行驶时，受到的阻力。 （3）战车此次共行驶20min，若汽油机的效率为30%，消耗汽油的质量。 学科网（北京）股份有限公司 $$