寒假复习季《热机、炉子效率》计算题分层专训集-2024-2025学年人教版九年级上学期物理

2024-2025学年人教版九年级上学期物理复习季寒假 《热机、炉子效率》计算题分层专训集 姓名：___________班级：___________ 第一关：基础达标 1．如图所示是小明家的小汽车，该车以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶100km，消耗汽油10L，若发动机的输出功率为20kW，（汽油密度ρ=0.7×103kg/m3，汽油的热值q=4.6×107J／kg）求在这段路程中： (1)10L汽油完全燃烧放出的热量； (2)小汽车所受的摩擦力； (3)小汽车发动机的效率（结果保留整数）。 2．如图，太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下图是某品牌太阳能热水器，水箱内可容纳100kg的水。它的吸热板面积为2.5m2，若在有效日照情况下1m2吸热板1h内接收的太阳能约为2.1×106J。每日有效日照时间为4h，[c水=4.2×103J/（kg•℃）]求： （1）若水箱装满水，在有效日照时间内水的温度从22℃升高到32℃，求水吸收的热量； （2）请仿照吸热公式，计算一下每日有效日照时间内该吸热板吸收的太阳能；（注意：吸热指数用“k”表示，面积用“S”表示，时间用“t”表示） （3）求热水器的效率。 3．小明父亲利用一台小型户外煤油炉，给10kg水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.2kg的煤油，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），水的密度为1.0×103kg/m3，煤油的热值约为4.6×107J/kg。求： （1）煤油完全燃烧产生的热量； （2）经过6min时间加热，水所吸收的热量； （3）煤油炉烧水时的热效率（取整数）。 4．太阳能热水器深受广大用户的青睐，如图是常见的太阳能热水器。假如该热水器内盛有100kg、25℃的水，在阳光的照射下，水温升高到55℃，那么这些水吸收了多少热量？这些热量相当于多少焦炭完全燃烧所释放的热量？（水的比热容为，焦炭的热值是3.0×107J/kg） 5．某款无人驾驶汽车在平直的公路上匀速行驶一段距离后，消耗汽油0.5kg。汽油机的效率为30%，汽油的热值为。求： （1）汽油完全燃烧放出的热量是多少？ （2）该汽车消耗0.5kg汽油所做的有用功是多少J？ （3）假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，这些废气的能量全部被质量25kg温度为20℃的水吸收，水温升高到多少摄氏度？[，一标准大气压下] 6．某家庭用燃气热水器将质量为10kg，温度为10oC的自来水加热到50oC消耗的天然气体积为0.1m3（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•oC），天然气的热值为3.2×107J/m3。求： （1）天然气完全燃烧放出的热量； （2）水吸收的热量； （3）该热水器工作时的效率。 7．据新华社报道，2020年4月8日，中国新疆塔里木盆地传来振奋人心的消息：中国油气勘探队新发现了储量达到2.28亿吨的石油。这一发现进一步证实了塔里木盆地下方富含石油！[，]求： （1）100g石油完全燃烧放出的热量； （2）若在（1）问中这些热量的42%被水吸收，可以使20kg温度是的水温度升高多少C?（在一标准大气压下） 8．小明用煤气将2L的水从20℃加热到70℃，水的比热容是。求： （1）水吸收的热量是多少？ （2）若煤气烧水时，热量损失为，则烧水效率为多少？ （3）烧开这壶水至少需要完全燃烧多少立方米煤气？（煤气的热值约） 9．如图所示是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器和激光测距仪来了解周围的交通状况。该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km，消耗汽油1.5L。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，已知：汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg。求： （1）汽车运动的时间为多少秒？ （2）所消耗汽油的质量； （3）汽油燃烧所放出的热量。 10．下表是××牌电水壶的铭牌。某次使用过程中，该电水壶把1.5kg的水从25℃加热到100℃，消耗的电能为。。求这次使用过程中： (1)水吸收的热量 (2)该电水壶的效率η (3)若该电水壶正常工作5min消耗的电能是多少？ 第二关：能力提升 11．一辆小汽车陷到泥泞的路里无法自救，救援拖拉机历时50s在水平方面行驶了150m将小汽车匀速拉了出来，如图所示。在此过程中，拖拉机的功率保持不变，受到的水平地面的摩擦阻力也不变，消耗柴油50g，热机效率是40%；小汽车受到水平地面的摩擦阻力恒为2500N。（此过程中小汽车发动机没有启动） (1)50g柴油完全燃烧放出的热量是多少？（柴油的热值是） (2)此过程中拖拉机牵引力做的功是多少？ (3)拖拉机在匀速拉出小汽车时受到的水平地面的摩擦阻力是多少？ 12．如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入4kg初温为20℃的水，用卡式炉加热至100℃，消耗了100g丁烷气体（水的比热容为，丁烷的热值为。求： (1)水吸收的热量是多少？ (2)卡式炉的加热效率是多少？ 13．如图所示是我国自主研制的3321型气垫两栖登陆艇。该艇具备极快的运行速度和适应能力，可以在短时间内将主战坦克直接送上滩头，空前强化了中国军队的两栖登陆能力。它的质量约为2.15×105kg。登陆艇的推进力为3.0×105N时，匀速行驶4500m时耗油120kg。（g取10N/kg，燃油热值约为4.5×107J/kg）求： (1)它漂浮在海面上时，受到的浮力是多少？ (2)则登陆艇的推进力做多少功？ (3)则发动机的推进效率是多少？ 14．如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入初温为的水，用卡式炉加热至，消耗了丁烷气体（水的比热容为，丁烷的热值为）．求： (1)水吸收的热量； (2)丁烷完全燃烧放出的热量； (3)卡式炉的加热效率。 15．氢能源公交车与传统公交车相比，氢能源公交车最大的特点是“零污染、零排放、效率高”，氢被认为是21 世纪最理想的能源。 （c水=4.2×103 J/(kg⋅℃), q氢=1.4×108 J/kg）求： (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20℃的水吸收，能在标准大气压下将多少千克的水加热到沸腾? (3)若本次投放运营的氢能公交车发动机的热效率为50%，完全燃烧0.6kg的氢燃料，能让该氢能源公交车以42kW 的恒定功率匀速行驶多长时间? 16．一大锅里装有温度为30℃、质量为的水，当地气压为标准大气压，小华燃烧煤对水加热，当水刚好沸腾时，便停止加热，已知水的比热容是，煤的热值是。求： (1)水从30℃到刚沸腾时，水吸收的热量； (2)如果煤完全燃烧释放的热量全部被水吸收，则消耗煤的质量是多少？ (3)但小华发现实际消耗煤的质量更多一些，原因可能是什么？（一个原因即可） 17．如图所示，“围炉煮茶”是一种休闲方式，源自云南的“火塘烤茶”，采用木炭作为燃料。茶壶中装入2kg初温为10℃的山泉水，用围炉加热至100℃，消耗了200g木炭。已知水的比热容为，木炭的热值为。求：此过程中 (1)水吸收的热量是多少焦？ (2)木炭完全燃烧放出的热量是多少焦？ 18．2024年11月12日珠海航展上，我国研制的第五代单座双发隐形战斗机歼-31B，首次公开以实体的形式出现在公众面前。它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性等优异性能，该飞机最大起飞质量为28t，最大飞行高度为20000m，最大航行速度可达，最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系如下表： 速度 100 200 300 400 500 阻力 已知飞机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率为，飞机使用的航空燃油的热值为：；在某次巡航中，歼-31B以的速度匀速直线飞行，并消耗2t燃油。求： (1)歼-31B完全燃烧2t燃油放出的热量； (2)歼-31B在这次巡航中，飞行的距离； (3)歼-31B在这次巡航中，发动机的输出功率。 19．小曹的混合动力汽车具有节能、低排放等优点。当混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中，由内燃机提供能量，汽车以的速度匀速行驶了0.5h，求： (1)若所用燃料的热值为，测试过程中消耗8kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少？ (2)在测试中，混合动力汽车的热机效率是30%，则本次测试过程中混合动力汽车的发电量是多少？ 20．如图是小明家用的天然气热水器，小明为了估测该热水器的热效率，他进行了如下操作： ①把家里自动洗衣机的“水量”设置为30L；②将热水器的出水温度设定为42℃；③记下天然气热水器上显示的自来水温度为28℃；④将热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的体积达到30L时洗衣机便会自动停止注水，用手表测出了注水时间为7min30s；⑤小明检查燃气表，发现热水器正常工作一分钟，消耗天然气0.01m3，天然气的热值是3.2×107J/m3。 请你根据以上信息，解答下列问题： (1)7min30s内，天然气完全燃烧放出的热量是多少J? (2)由测量并计算可知，该热水器烧水的热效率为多少? 第三关：智力挑战 21．氢气﹣汽油发动机采用氢气和汽油两种燃料工作，可进行自由切换，小华驾驶使用上述发动机的轿车沿平直公路从甲地至乙地，两地相距250km，出发时油箱内汽油的质量为8kg，设氢气和汽油在气缸内均完全燃烧，轿车行驶中所受阻力恒定，全程分两个阶段，如图所示。 阶段一：轿车使用氢燃料从甲地出发，以25m/s的速度匀速行驶1h到达丙地，此过程中轿车牵引力的功率为20kW，消耗了0.8kg氢气。 阶段二：从丙地开始，由于氢气不足，小华切换汽油为燃料，轿车仍以25m/s的速度匀速行驶，此过程中发动机的效率为25%。 （1）求轿车行驶过程中受到的阻力； （2）在使用氢燃料的情况下，求轿车发动机的效率； （3）请通过计算说明小华最终能否到达乙地；（q氢气=1.5×108J/kg、q汽油=4×107J/kg） 22．如图甲所示是我国自主研发的一款油电混合动力汽车。该混合动力汽车启动时，内燃机不工作，车内蓄电池输出能量；当高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输出能量，同时又可以向蓄电池充电。为了保护蓄电池，当电池使用到剩下最大容量20%停止供电。在某次测试中，司机驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶1h，观察仪表盘发现这段时间内燃机消耗燃油10kg，蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%。该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图乙所示，该汽车的某些参数如表所示。（燃油热值q＝4.0×107J/kg）求： 电机 电池 整车 输出最大功率/kW 输出电压/V 最大容量/J 质量/t 90 300 1.2×108 1 （1）在测试过程中，该车克服阻力做的功的大小？蓄电池储存的能量增加焦耳数？汽车的能量利用率？ （2）若只用蓄电池提供动力且假设电能全部转化为机械能，该车在蓄电池充满电的情况下以25km/h最多可行驶多少千米？ 23．如图甲所示，某家庭小汽车的发动机为4缸四冲程汽油机，其中一个汽缸的相关参数如图乙所示（剖面图），汽缸活塞面的直径为d，连杆的长度为l，曲轴的中心与连杆连接点之间的距离为r，满负荷工作时，做功冲程中燃气的平均压强为p，飞轮每秒转过的转数为n。当该4缸四冲程汽油机满负荷工作时，工作t时间消耗的汽油质量为m，已知汽油的热值为q，圆周率为π，不考虑摩擦阻力。求：（均用字母表示） （1）在一个完整的工作循环中，单个汽缸对外做的功； （2）整个4缸四冲程汽油机对外做功的功率； （3）该4缸四冲程汽油机的效率。 24．小明爸爸开着厢式货车满载着货物从乳山开往青岛，高速全程180km，货车以的速度在高速上匀速行驶，车受到的阻力是车总重的倍。小明家厢式货车一些数据如表。（g取10N/kg） 空车质量 2t 满载时载货量 空载百公里油耗 15L 满载百公里油耗 20L 燃油密度 燃油热值 车轮个数 6 每个轮胎与地面接触面积 求： （1）该货车满载时静止在水平路面上对地面的压强是多少？ （2）货车在高速上全程行驶时用的时间是多少？ （3）该货车在高速上全程行驶后消耗的燃油若完全燃烧能放出多少焦耳的热量？ （4）该货车在高速上行驶时，发动机的效率是多少？（结果保留一位小数）    25．周末，小明对太阳能热水器的加热性能进行研究，他用“温度传感器”测得装满水的水箱中水的温度为20℃，太阳照射一段时间t后“温度传感器”显示水箱中的水温为40℃，已知水箱容积是100L。求： （1）该过程中水吸收的热量；[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] （2）若用液化气灶加热使水吸收同样的热量，需要燃烧多少kg液化气？（液化气灶的热效率为40%，液化气的热值为q＝5×107J/kg） （3）该地太阳辐射到地面单位面积上的功率为P＝2.1×103W/m2，该太阳能热水器的集热面积为S＝2.5m2，热转化效率η＝40%（即将太阳能的40%转化为水的内能）。求太阳光照射的时间t。 26．质量为3t的小型载重汽车，额定功率为100kW，车上装有6t的砂石，已知汽车在平直公路上匀速行驶时所受阻力是汽车总重的0.1倍，汽车先在平直公路上匀速行驶一段时间后到达山坡底，消耗了2kg的汽油（这段时间内汽车的效率是40%），然后又以额定功率行驶2min的时间，将砂石从坡底运送到50m高的坡顶施工现场（g=10N/kg），求： （1）2kg的汽油完全燃烧放出多少J的热量？（汽油的热值取4.5×107J/kg） （2）汽车在平直公路上匀速行驶的路程是多少km？ （3）汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少？ 27．如表所示是东风牌单缸四冲程汽油机的铭牌，如图是汽缸示意图。不计摩擦，该汽油机满负荷工作时，1min消耗汽油8g。（汽油的热值q＝4.6×107J/kg） 东风牌汽油机 DF050 活塞面积 30cm2 冲程长度 5cm 燃气平均压强 9.0×105Pa 转速 1800r/min 求：（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力； （2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功； （3）该汽油机的功率； （4）该汽油机的效率。（百分数中保留一位小数） 28．北京冬奥会上使用的氢燃料电池汽车，是利用氢与氧发生化学反应产生电能，供给电动机而驱动汽车行驶的。如图所示，该类型汽车甲在平直公路上从A地出发，以90km/h的速度行驶1h到达B地，消耗0.8kg氢燃料，所产生电能E电的80%用于维持汽车匀速行驶，所受阻力为1000N。已知每加注1kg氢燃料所需的费用为30元。 （1）求A、B两地之间距离。 （2）求此过程中产生的电能E电。 （3）燃油汽车乙也在该公路上从A地出发，以90km/h的速度匀速行驶。所受阻力与甲车相同，汽油在汽缸内完全燃烧，且燃烧所释放热量的30%用来维持汽车匀速行驶，汽油热值取q=5×107J/kg。已知每加注1kg汽油所需的费用为12元。则在与甲车花费相同燃料费用的情况下： ①求乙车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量。 ②请通过计算判断乙车能否到达B地。 29．一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其图像如图所示，在第10s时速度达到20m/s，通过的路程为120m。求： （1）设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为，那么在内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少？ （2）若发动机的转化效率为30%，则需要燃烧多少千克汽油才能使发动机做这么多功？（已知汽油的热值大约为） 30．国产165型单缸四冲程汽油机的汽缸横截面积为40cm2，活塞冲程长60mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为1.0×106Pa，飞轮的转速是2400r/min。求： （1）这种汽油机燃气对活塞的平均压力； （2）这种汽油机满负荷工作时做功的功率（不计摩擦损失）； （3）如果某小型汽车用4个缸的这种汽油机做为动力机（设每个缸提供的功率均相同），若该汽油机的效率为40%，当该汽车在平直公路上以36km/h的速度匀速行驶54km，需消耗汽油多少kg？（汽油的热值为4.6×107J/kg） 学科网（北京）股份有限公司 答案 1．(1)3.22×108J (2)1×103N (3)31% 解：（1）汽油的质量 汽油完全燃烧放出的热量 （2）汽车的速度，匀速行驶时，牵引力与阻力是一对平衡力，所以由得，小汽车所受的摩擦力 （3）发动机做的功 小汽车发动机的效率 2．（1）4.2×106J；（2）2.1×107J；（3）20% 解：解：（1）水吸收的热量为 （2）由题意知 （3）热水器的效率为 答：（1）水吸收的热量是4.2×106J； （2）该吸热板吸收的太阳能是2.1×107J； （3）热水器的效率为20%。 3．（1）9.2×106J；（2）2.52×106J；（3）27% 解：解：（1）煤完全燃烧产生的热量 （2）由图可知，经过6min时间加热后水温由20℃达到80℃，则水吸收的热量 （3）煤炉烧水时的热效率 答：（1）煤油完全燃烧产生的热量9.2×106J； （2）经过6min时间加热，水所吸收的热量2.52×106J； （3）煤油炉烧水时的热效率27%。 4．（1）1.26×107J；（2）0.42kg 解：解：（1）由吸热公式得 （2）由热值公式得 答：（1）这些水吸收了1.26×107J热量； （2）上述热量等于完全燃烧0.42kg煤放出的热量。 5．（1）2.25×107J；（2）6.75×106J；（3）100℃ 解：解：（1）0.5kg汽油完全燃烧放出的热量 （2）由可得，汽车消耗0.5kg汽油所做的有用功 （3）由题意可知，水吸收的热量 由得水升高的温度 由于水的初温为20℃，标准大气压下水的沸点为100℃ 所以水的末温是100℃。 答：（1）汽油完全燃烧放出的热量是2.25×107J； （2）该汽车消耗0.5kg汽油所做的有用功是6.75×106J； （3）水温升高到100℃。 6．（1）3.2×106J；（2）1.68×106J；（3）52.5% 解：解：（1）天然气完全燃烧放出的热量为 （2）水吸收的热量为 （3）该热水器工作时的效率为 答：（1）天然气完全燃烧放出的热量为3.2×106J。 （2）水吸收的热量为1.68×106J。 （3）该热水器工作时的效率为52.5%。 7．（1）4.5×106J；（2） 解：解：（1）石油的质量为 石油完全燃烧放出的热量为 （2）若这些热量的42%被水吸收，则有 由可得 答：（1）100g石油完全燃烧放出的热量为。 （2）若在（1）问中这些热量的42%被水吸收，可以使20kg温度是10℃的水温度升高。 8．（1）4.2×105J；（2）60%；（3）0.02m3 解：（1）水的质量 水吸收的热量 （2）煤气释放的热量 烧水的效率 （3）烧开这壶水需要燃烧的煤气的体积 答：（1）水吸收的热量是4.2×105J； （2）烧水效率为60%； （3）烧开这壶水至少需要完全燃烧0.02m3煤气。 9．（1）400s；（2）1.2kg；（3） 解：解：（1）汽车运动的时间为 （2）所消耗汽油的质量 （3）汽油燃烧所放出的热量 答：（1）汽车运动的时间为400s； （2）所消耗汽油的质量1.2kg； （3）汽油燃烧所放出的热量。 10．(1)；(2)90%；(3) 解：(1)水吸收的热量 (2)该电水壶的效率 (3)该电水壶正常工作5min消耗的电能 答：(1)水吸收的热量是； (2)该电水壶的效率是90%； (3)若该电水壶正常工作5min消耗的电能是。 11．(1) (2) (3) 解：（1）柴油50g完全燃烧放出的热量 （2）发动机的热机效率为40%，拖拉机牵引力做的功 （3）方法一：小汽车随拖拉机匀速运动时处于平衡状态，小车在水平方向受到的拉力和阻力是一对平衡力，小汽车受到绳的拉力是 救援拖拉机匀速拉出小汽车过程，拖拉机在水平方向受到的牵引力、地面的摩擦阻力以及绳端的拉力，三力平衡，同一根绳子 拖拉机在水平方向受到的牵引力 则拖拉机在匀速拉出小汽车时受到的水平地面的摩擦阻力 方法二：小汽车随拖拉机匀速运动时处于平衡状态，对小车和拖拉机看成整体进行分析，在水平方向受到牵引力、地面对小车和拖拉机的摩擦阻力，三力平衡拖拉机在水平方向受到的牵引力 则拖拉机在匀速拉出小汽车时受到的水平地面的摩擦阻力 12．(1) (2) 解：（1）水吸收的热量 （2）100g丁烷气体完全燃烧放出的热量为 卡式炉的加热效率 13．(1)2.15×106N (2)1.35×109J (3)25% 解：（1）由题意可知，登陆艇受到的重力为 G=mg=2.15×105kg×10N/kg=2.15×106N 因为登陆艇漂浮在海面上，所以受到的浮力为 F浮=G=2.15×106N （2）由题意可知，登陆艇的推进力为3.0×105N时，匀速行驶4500m，则推进力做的功为 W=Fs=3.0×105N×4500m=1.35×109J （3）汽油完全燃烧放出的热量为 Q放=mq=120kg×4.5×107J/kg=5.4×109J 发动机的推进效率为 14．(1) (2) (3) 解：（1）水吸收的热量为 （2）丁烷完全燃烧放出的热量为 （3）卡式炉的加热效率为 15．(1)8.4×107J (2)250kg (3)1000s 解：（1）0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量 （2）由题意可知，水吸收的热量等于氢燃料完全燃烧放出的热量，在标准大气压下，水的沸点为100℃，由知道，水的质量 （3）发动机做的有用功 公交车匀速行驶的时间 16．(1) (2) (3)见解析 解：（1）水从30℃到刚沸腾时，水吸收的热量为 （2）如果煤完全燃烧释放的热量全部被水吸收，则消耗煤的质量为 （3）实际消耗煤的质量更多一些，这是因为煤不能完全燃烧，放出的热量也不能全部被水吸收，存在热损失。 17．(1) (2) 解：（1）2kg的山泉水，温度由10℃升至100℃，吸收的热量为 （2）200g木炭完全燃烧放出的热量为 18．(1) (2) (3) 解：（1）完全燃烧2t燃油放出的热量为 （2）在这次巡航中，燃油燃烧所做的有用功为 由表格中数据可知，当飞行速度为时，飞机受到的阻力为，飞机匀速飞行，故牵引力等于阻力，则在这次巡航中，飞机飞行的距离为 （3）发动机的输出功率为 19．(1)； (2) 解：（1）燃料完全燃烧放出的总热量为 （2）汽车以速度匀速行驶，由二力平衡得 测试过程中汽车运动的路程为 牵引力做的功为 由题知，混合动力汽车的热机效率是30%，则本次测试过程中混合动力汽车的发电量为 20．(1) (2)73.5% 解：（1）天然气完全燃烧放出的热量是 （2）水的质量： 水吸收的热量 该热水器烧水的热效率 21．（1）800N；（2）60%；（3）不能 解：解：（1）轿车行驶过程中受到的牵引力 因为匀速直线行驶，牵引力与阻力大小相等，则阻力也为800N。 （2）轿车发动机的效率 （3）第二阶段行驶的路程为 第二阶段牵引力做的功 需要汽油的质量为 故小华最终不能否到达乙地。 答：（1）轿车行驶过程中受到的阻力为800N； （2）在使用氢燃料的情况下，轿车发动机的效率为60%； （3）通过计算小华最终不能到达乙地。 22．（1）1×108J，6×107J，40%；（2）96km 解：解：（1）由题意可知，测试人员驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶1h，内燃机消耗燃油10kg，10kg汽油完全燃烧放出的热量为 汽车匀速行驶1h通过的路程为 s=vt=50km/h×1h=50km汽车行驶时，燃烧汽油放出的热量，一部分转化成机械能，还有一部分转化成电能，这两部分能量是有效利用的能量；测试过程中汽车的速度为50km/h，由图乙可知，此时的阻力为2000N，克服阻力做的机械功为 W机械=fs=2000N×50×103m=1×108J由于汽车行驶时，蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%，所以蓄电池增加储存的电能 汽车的能量利用率 （2）由图乙知，蓄该车行驶时所受阻力f和车速v成正比，设 f=kv当车速为50km/h时，阻力为2000N，即 2000N=k×50km/h解得 k=40N·h/km所以车速为25km/h时，阻力大小为 由于汽车匀速行驶，此时牵引力大小为 为了保护蓄电池，当电池使用到剩下最大容量20%停止供电，所以牵引力做的功 汽车在电池充满电的情况下以25km/h最多可行驶的路程为 答：（1）在测试过程中，该车克服阻力做的功的大小为1×108J；蓄电池储存的能量增加6×107J，汽车的能量利用率40%； （2）若只用蓄电池提供动力且假设电能全部转化为机械能，该车在蓄电池充满电的情况下以25km/h最多可行驶96千米。 23．（1）πprd2；（2）（3） 解：（1）活塞的半径 活塞的面积 由题可知 由题意可知，一个冲程活塞的行程为 s＝2r 在一个完整的工作循环中，单个汽缸对外做的功 （2）汽油机飞轮每秒转过的转数为n，所以一个汽缸每秒对外做功次，整个4缸四冲程汽油机每秒对外做功的功是 整个4缸四冲程汽油机对外做功的功率 （3）工作t时间，汽油机所做的有用功 汽油完全燃烧放出的热量 该4缸四冲程汽油机的效率 答：（1）在一个完整的工作循环中，单个汽缸对外做的功为πprd2； （2）整个4缸四冲程汽油机对外做功的功率为； （3）该4缸四冲程汽油机的效率为。 24．（1）4×105 Pa；（2）2h；（3）1.296×109 J；（4）33.3%。 解：解：（1）该货车满载时，静止在水平路面上对地面的压力为 对地面的压强为 （2）货车匀速行驶的时间为 （3）满载百公里油耗为 全程耗油为 消耗汽油的质量为 汽油完全燃烧释放的热量为 （4）因货车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，货车牵引力的大小为 全程牵引力做的功为 发动机的效率为 答：（1）该货车满载时静止在水平路面上对地面的压强是； （2）货车在高速上全程行驶时用的时间是2h； （3）该货车在高速上全程行驶后消耗的燃油若完全燃烧能放出的热量； （4）该货车在高速上行驶这段路程，发动机的效率是。 25．（1）8.4×106J；（2）0.42kg；（3）4000s 解：解：(1)水的质量为 水吸收的热量为 (2)液化气放出的热量为 燃烧的液化气的质量为 (3)接收到的太阳能为 集热器接收太阳能的功率为 需要的接收能量的时间为 答：(1)水吸收的热量为8.4×106J； (2)需要燃烧0.42kg液化气； (3)太阳需要照射4000s。 26．（1）；（2）4km；（3）25% 解：解：（1）2kg的汽油完全燃烧放出的热量为 （2）汽车牵引力做的功为 汽车受到的总重力为 匀速行驶时，汽车的牵引力和阻力是一对平衡力，汽车的牵引力为 由得，汽车在平直公路上匀速行驶的路程是 （3）汽车在斜坡上做的有用功为 汽车在斜坡上做的总功为 汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是 答：（1）2kg的汽油完全燃烧放出的热量是； （2）汽车在平直公路上匀速行驶的路程是4km； （3）汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是25%。 27．（1）2700N；（2）135J；（3）2025W；（4）33.0% 解：解：（1）由图表格数据可知，活塞面积 S＝30cm2＝3×10﹣3m2 由可知，做功冲程中燃气对活塞的平均压力 F＝pS＝9.0×105Pa×3×10﹣3m2＝2700N （2）一个做功冲程燃气对活塞做的功 W＝FL＝2700N×5×10﹣2m＝135J （3）因飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮1min转动1800周，做功900次，则燃气对活塞做的总功为 W总＝W×900＝135J×900＝1.215×105J 该汽油机的功率 （4）1min消耗汽油的质量 m＝8g＝8×10﹣3kg 汽油完全燃烧释放的热量为 Q放＝mq＝8×10﹣3kg×4.6×107J/kg＝3.68×105J 则汽油机的效率为 答：（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2700N； （2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功为135J； （3）该汽油机的功率为2025W； （4）该汽油机的效率为33.0%。 28．（1）90km；（2）1.125×108J；（3）①1×108J；②乙车不能到达B地。 解：解：（1）A、B两地之间距离为 sAB=vt=90km/h×1h=90km=90000m （2）由二力平衡条件可知，汽车匀速行驶时的牵引力为 F=f=1000N 汽车牵引力做的功为 W=FsAB=1000N×90000m=9×107J 此过程中产生的电能为 （3）①由每加注1kg氢燃料所需的费用为30元可知，消耗0.8kg氢燃料的费用为 0.8kg×30元/kg=24元 由每加注1kg汽油所需的费用为12元可知，在与甲车花费相同燃料费用的情况下，乙车消耗的汽油为 m==2kg 乙车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量为 Q放=mq=2kg×5×107J/kg=1×108J ②燃烧汽油时汽车获得的机械能为 W机械=η汽Q放=30%×1×108J=3×107J 汽车行驶的距离为 s==3×104m=30km＜90km 因此乙车不能到达B地 答：（1）A、B两地之间距离为90km。 （2）此过程中产生的电能为1.125×108J。 （3）①乙3车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量为1×108J。 ②乙车不能到达B地。 29．（1）；（2）0.04kg 解：（1）由图可知，10s后汽车做匀速直线运动，速度为 根据二力平衡条件可得，牵引力为 则汽车的功率为 因为汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，所以在内汽车发动机产生的牵引力所做的功为 （2）由可得 由可得需要燃烧汽油的质量为 答：（1）在内汽车发动机产生的牵引力所做的功是； （2）若发动机的转化功率为30%，则需要燃烧0.04kg汽油才能使发动机做这么多功。 30．（1）；（2）；（3） 解：(1)燃气对活塞的平均压力为 (2)飞轮转带为2400r/min，则1min内转2400转，完成1200个工作循环，完成一个工作循环的时间为 一个工作循环中，做功一次，做的功为 做功的功率为 (3)汽车行驶54km所用时间为 发动机提供的有用功为 汽油燃烧放出的热量为 需要的汽油质量为 答：(1)平均压力为4000N； (2)功率为4800W； (3)需燃烧汽油5.63kg。 学科网（北京）股份有限公司 $$