2024-2025学年人教版九年级（全一册）物理期末《热机效率》计算真题专练复习B卷（附答案）

2024-2025学年人教版九年级（全一册）物理期末《热机效率》计算真题专练复习B卷 姓名：___________班级：___________ 1．（2024·山东泰安·一模）汽车使人们的出行更加便捷。小明一家驾驶某款汽车周末出游，以20m/s的速度匀速行驶了54km，已知该车发动机输出功率为20kW，此次行驶过程中完全燃烧了4kg的汽油，已知汽油的热值，求： （1）此次行驶过程中牵引力做的功； （2）完全燃烧4kg的汽油放出的热量； （3）该款汽车发动机的效率。 2．（2024·江苏宿迁·一模）图中三峡水电站是世界上最大的水力发电站，年平均发电量约为8.5×1010kW•h，据专家介绍，三峡水电站的年发电量相当于一个每年消耗5×1010kg标准煤的火力发电站的年发电量。这些电能被送往华东、华中等地区，所以人们常说“三峡可‘照亮’半个中国”。 （1）已知标准煤的热值约为3×107J/kg，则5×1010kg标准煤完全燃烧后会放出多少热量？ （2）向大气中排放过量的CO2等气体，是造成“温室效应”的主要原因。三峡水电站与同等供电量的火力发电站相比，每年少排放CO21.2×1011kg，已知在通常情况下，CO2气体的密度约为2kg/m3，这些CO2气体的体积约为多少？ （3）设火力发电站在一年内产生的电能为E，它在一年内消耗的标准煤完全燃烧后所释放的热量为Q。试根据上述资料估算火力发电站的效率。 3．（2024·河南周口·二模）河南省是我国小麦第一生产大省，种植面积连续5年稳定在8500万亩以上，洛阳生产的“东方红”无人驾驶拖拉机在农业生产中深受农民喜爱。如图所示，该拖拉机的质量为1.5吨，与水平地面的总接触面积为。（g取10N/kg，） （1）拖拉机静止时对水平地面产生的压强是多少？ （2）若拖拉机在平直路面匀速行驶时受到的阻力为拖拉机总重的0.2倍， 行驶4.3km消耗柴油0.75kg， 那么柴油机的热效率为多少？ （3）拖拉机以额定功率工作时，在平直公路上的行驶速度大于在平直耕地上的行驶速度，试分析主要原因。 4．（2024·山东潍坊·二模）船舶航行大多使用柴油发动机，航行时受到的阻力f通常和航行速度v的平方成正比，即（k为常量）。降低航速可以大大减小航行阻力，发动机对推进设备做功的功率即推进功率就会大大减小，从而减少燃油消耗。但航速不是越小越好，因为船舶航行过程中除了推进设备，还有其他辅助设备工作，需要发动机做功。航速减小后，一段航程所需的航行时间就会延长，虽然推进功减少，但辅助功增加了。发动机要做的功包括推进功和辅助功两部分，航速优化就是要找到合适的航速，使发动机做的总功减少，达到节能的目的。某船舶航行时，每公里航程的推进功、辅助功和航速的关系如图所示。若柴油发动机的效率为40％，当船舶以10m/s的航速航行时，完全燃烧的燃油的质量为71.875kg。求： （1）请你推导出理想情况下推进功率和速度v的关系； （2）该船舶航行时最省油的航速； （3）燃油的热值。 5．（2024·陕西咸阳·模拟预测）如图1所示是我国全球首创、自主研发的新型绿色轨道交通工具——氢能源“智轨”电车（三编组）。“智轨”电车以胶轮取代钢轮，无需铺设有形轨道，采用激光雷达感知技术、毫米波雷达感知技术等环境感知手段，获得安全防护信息。该车部分参数如表，创新采用了70MPa储氢系统和大功率燃料电池系统。在进行“智轨”电车续航测试实验时，电机功率P与车速v的关系如图2所示。（三编组即三节车厢编组，g取10N/kg） 项目 参数 车重 满载 51吨 最大载客量 100人/节 300人 储氢罐 每节编组 1个 车轮 每节编组 4个 续航 满氢续航 210km （1）激光雷达感知与毫米波感知都是通过信号发射端向环境发射___________波，然后信号接收系统接收到来自环境___________（选填“反射”或“折射”）回来的信号而获得车辆周边环境的信息。 （2）若“智轨”电车满载时，每个车轮接触地面面积为，则电车对水平地面的压强是多大？ （3）测试实验中电车以35km/h匀速直线行驶时，受到的阻力为多大？ （4）已知常温条件下，在70MPa压强下氢燃料的热值为。若氢燃料电池的能量转化效率为50%，电车能耗为，试估算“智轨”电车三个储氢罐可存储的氢气质量为多少kg？ 6．（2024·河北石家庄·一模）斜面是一种简单机械，盘山公路可近似处理为斜面。铁过门是距离石家庄最近的盘山公路，从山脚的纪念碑到山顶，小明驾车以10m/s的速度匀速向上行驶，车的总质量为1.1×103kg，汽车行驶时的功率恒为40kW，经过11min后到达高为600m的顶峰。（g取10N/kg）求： (1)汽车所受重力； (2)该斜面的机械效率； (3)若汽油完全燃烧释放的热量转化为汽车牵引力做功的效率为η=30%，求该过程消耗汽油的质量。（汽油的热值q=4.6×107J/kg，保留一位小数） 7．（2024·云南大理·一模）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。 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 (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），发动机的转速为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，汽油的热值为q（J/kg）、汽油的密度为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） 8．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）2023年5月20日，我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”成功并入文昌油田群电网，这标志着我国深远海风电关键技术取得重大进展。风力发电机是将风能（气流的动能）转化为电能的装置。如图，风力发电机的叶片长达70多米，投产后，年均发电量可达。当风轮正面迎风，风速为，空气密度为时，每秒通过叶片旋转面积（迎风面积）的空气质量是，已知空气动能与其质量成正比，且1kg空气的动能（）与速度（v）的关系如表： 动能 2 18 32 50 速度 2 6 8 10 （1）当风速为时，每秒通过叶片旋转面积的空气体积是多少立方米？ （2）原来油田群采用燃气发电，发电效率为22%，“海油观澜号”并网投产后，每年可节约多少立方米天然气？（） （3）若此风力发电机的叶片旋转面积是，平均每秒通过叶片的空气动能为，则此时的风速应该是多少？    9．（24-25九年级上·福建厦门·期中）如图为汽油机做功冲程的示意图，若某型号单缸四冲程汽油机的活塞冲程长度为，某种工作状态下做功冲程燃气的平均压力为，活塞以1200次/分钟做往复运动，汽油机往复运动两次，对外做功一次，求： (1)汽油机在此工作状态下，对外做的一次功的大小； (2)汽油机在此工作状态下，1min内做功的功率； (3)如果此工作状态下每分钟消耗20g汽油，那么汽油机把内能转化为机械能的效率为多少。（，不计摩擦，结果保留两位有效数字） 10．（23-24九年级上·陕西西安·期中）我国自主研制的新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能。已知在同一高度飞行时，飞机航行所受阻力的大小与速度的平方成正比（f=kv2，其中k是定量常数），在某次飞行测试中飞机传感器显示以500m/s速度水平飞行时，所受阻力是75000N。飞机发动机燃油完全燃烧后的能量流向图如图所示，飞机使用的航空燃油的热值为q油=4.2×107J/kg，求 （1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少焦； （2）10t燃油完全燃烧放出的热量可以为飞机提供的机械能（即有用功）是多少？ （3）在某次飞行中以400m/s的速度匀速巡航恰好消耗了10t燃油，求飞机飞行的路程是多少？ 11．（23-24九年级上·云南昭通·期末）可乐是很多青少年非常喜欢喝的饮料，如图所示是某品牌可乐的部分包装图，若某同学体重为500N。求： （1）该同学喝完一瓶可乐获得的能量相当于匀速爬楼多少米克服重力做的功? （2）若这些能量全部被初温为，质量为2kg的蓖麻油吸收，可使蓖麻油升温多少？ （3）这些能量相当于完全燃烧多少克汽油释放的热量?若某汽车的汽油机效率为45%，在水平路面上匀速行驶时牵引力大小为6000N，则这些能量可使该汽车在水平路面上匀速行驶多少米?[此题中蓖麻油沸点是] 12．（23-24九年级上·江苏镇江·期中）某混合能源轿车发动机采用氢气和汽油两种燃料工作，可进行自由切换，氢气和汽油的热值分别取q氢气=1.5×108J/kg、q汽油=4.5×107J/kg。某司机驾驶该型轿车沿平直公路行驶，设燃料在气缸内均完全燃烧，轿车匀速行驶中所受阻力为900N恒定不变，发动机输出的能量全部用来驱动轿车行驶。 （1）轿车从甲地出发，使用汽油为燃料匀速行驶300km到达乙地，共消耗汽油20kg。求： ①20kg汽油完全燃烧放出的热量； ②使用汽油时发动机的效率； （2）原路返程时改用氢气为燃料匀速行驶，若已知发动机的效率为50%，每加注1kg汽油所需的费用为12元，每加注1kg氢燃料所需的费用为30元，求： ①需要消耗氢气多少kg？ ②可比使用汽油节约多少元？ 13．（23-24九年级上·山东青岛·阶段练习）某品牌轿车的质量为（含试驾人员），车的钢制外壳密度为、质量为m，发动机的效率为，若该车在平直道路上匀速行驶受到的阻力为车总重的0.1倍，表显示的油耗为。经过技术革新，厂家将车外壳换成了等体积、密度为的新材料，并对车子的流线型进行了优化，使车子受到的阻力降低了10%，还将车子的发动机效率提高到了。（设改进前后汽车行驶的速度、路况、驾乘人员相同；燃油的密度为，燃油的热值为，求： （1）改进前，汽车发动机的效率； （2）改进后，汽车的耗油量与改进前的耗油量的比（用已知字母表示，不加单位）。 14．（23-24九年级下·江苏泰州·开学考试）下表是小明研究某车辆收集的一些数据。如果该车满载货物后在平直的公路上匀速行驶时，货车受到的阻力是总重的，那么在匀速行驶10km的过程中：（g取10N/kg） （1）该货车牵引力所做的功是多少？ （2）燃油完全燃烧放出的热量是多少？ （3）该货车发动机的效率是多少？ 品牌型号 东风xx 外形尺寸 变速箱 A85 空车质量 1.5吨 最高车速 120km/h 满载时载货量 2.5吨 空载百公里油耗 12L 燃油密度 满载百公里油耗 20L 燃油热值 15．（23-24九年级下·辽宁锦州·开学考试）为了捍卫国家主权，我军派调排水量达67500t的“辽宁”号航空母舰加强了对南海黄岩岛等岛屿的巡逻。如图甲是辽宁号航空母舰的图片，辽宁号航空母舰以重油（原油提出汽油、柴油后剩余的重质油）为燃料。总功率，最高航速约54km/h。（g取，，重油的热值为）求∶ （1）那么它满载时受到的浮力是多少？ （2）水面下4m处，海水产生的压强是多少？ （3）如果航母总功率全部用来提供它向前的牵引力，当航母以最高航速54km/h航行1小时，它产生的牵引力是多少？ 若这种状态下匀速航行1000km，航母发动机的效率25%，至少需要燃烧多少千克的重油？ 16．（2023·四川资阳·中考真题）目前倡导“绿色出行，低碳生活”，油电混合动力汽车具有环保、节能、高效等诸多优势，正逐步取代传统燃油车。如图所示，某油电混合动力汽车（含驾驶员）质量，电池最大储能能量，当电能剩余时必须重新充电才能继续行驶；若汽车在某次性能测试中，沿水平道路行驶时所受阻力f为车重的倍，电动机能量转化效率，燃油发动机能量转化效率，汽油热值，g取10N/kg。求： （1）该汽车充满电后，在纯电模式下沿该道路行驶的最大里程； （2）若换用燃油模式，要完成与（1）相同的行驶过程需要燃烧的汽油质量（不考虑燃油燃烧对汽车质量的影响，结果保留2位小数）。 17．（2024·湖北省直辖县级单位·一模）下表是某品牌轿车的一些技术参数，其中排气量是指发动机气缸的工作容积。空燃比是指吸气冲程末，吸入气缸内的空气和汽油的质量之比。当该发动机以最大功率工作时，气缸内汽油和空气的混合气密度为1.5kg/m3。1min内高温高压的燃气推动活塞做功3000次。请你计算发动机在最大功率工作时： （1）每次吸入混合气的质量； （2）1min内汽油燃烧放出的热量； （3）求出该发动机的效率。（解答要求：要写出依据的主要公式或变形公式，要有数据代入和运算结果） 车型 某品牌轿车 排气量 1.5L 最大功率 69kW 空燃比 14：1 18．（23-24九年级上·重庆江津·期中）暑假，小明一家驱车外出旅游。当汽车以20m/s的速度匀速行驶600s，消耗的清洁乙醇汽油为1.2kg。汽车匀速行驶时受到的牵引力F＝1.2×103N，乙醇汽油的热值q＝4.8×107J/kg。求： （1）这段时间内汽油完全燃烧放出的热量是多少J？ （2）该汽车的效率是多少？ 19．（2024·河南信阳·一模）2023年11月6日，我国首艘国产大型邮轮“爱达·魔都号”正式命名交付。“爱达·魔都号”大型邮轮长323.6米，宽37.2米，排水量13万吨，比现在最大的福特号航母都大。这标志着我国成为集齐造船业“三颗明珠”，可同时建造航空母舰、大型液化天然气运输船、大型邮轮的国家。假如该邮轮在某段长1.2km的海域里做匀速直线运动的满载测试，用时800s，在行驶过程中其受到的阻力为自重的0.2倍，邮轮在此过程中消耗的汽油产生了热量。在这段邮轮运行满载测试中，（g取10N/kg）求： （1）邮轮行驶的速度的大小； （2）邮轮发动机的牵引力大小； （3）牵引力的做功功率； （4）邮轮发动机的热效率。 20．（24-25九年级上·广东广州·期中）中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。如图所示是某火箭发射时的场景，目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂（）。 (1)某火箭发射时携带了液态氢燃料，若这些燃料完全燃烧释放的热量全部被水吸收最多能将多少千克初温为20℃的水加热至沸腾？［，当地大气压为1个标准大气压］ (2)氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以的功率在水平路面沿直线匀速行驶50min，消耗了3kg燃料，求发动机的效率。 学科网（北京）股份有限公司 答案 1．（1）；（2）；（3） 2．（1）1.5×1018J；（2）6×1010m3；（3）20.4% 3．（1）；（2）40% 4．（1）P推=kv3；（2）6m/s；（3） 5．（1）电磁波，反射；（2）1.7×106Pa；（3）3600N；（4）32.4kg 6．(1)1.1×104N (2)25% (3)1.9kg 7．(1)4.6×106J (2)1×104W (3) 8．（1）1.2×105m3；（2）1×107m3；（3）10m/s 9．(1)360J (2)3600W (3)23% 10．（1）4.2×1011J；（2）1.512×1011J；（3）2.016×106m 11．（1）；（2）；（3） 12．（1）①，②30%；（2）①3.6kg，②132元 13．（1）；（2） 14．（1）4×107J；（2）8×107J；（3）50% 15．（1）；（2）；（3）， 16．（1）；（2）30.05kg 17．（1）2.25×10-3kg；（2）2.07×107J；（3）20% 18．（1）5.76×107J；（2）25% 19．（1）1.5m/s；（2）；（3）；（4）62.4% 20．(1)1.25×107kg (2)50% 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$