14.3 热机的效率 计算题同步高效练-2024-2025学年人教版九年级物理全一册

14.3 热机的效率计算题同步高效练 1．（24-25九年级下·四川广安·阶段练习）2025年3月，我国新型055驱逐舰到达南太平洋指定海域开展演习。据网络信息显示，055驱逐舰使用的是燃气轮机动力系统，燃料是柴油，最大航速60km/h。求： (1)若055驱逐舰以36km/h的速度匀速航行时，动力推进系统的输出功率为4×107W，055驱逐舰受到的牵引力是多少？ (2)055驱逐舰以36km/h的速度匀速航行1小时，发动机热效率约达40%，消耗柴油多少kg？（柴油的热值为4×107J/kg） 2．（24-25九年级下·广东梅州·期中）如图是一款无人驾驶汽车在一段平直的公路上匀速行驶8000m时，消耗汽油1.5L，假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%（已知油的密度为，汽油的热值为，）。求： (1)发动机消耗汽油的质量； (2)燃油完全燃烧放出的热量； (3)发动机做的有用功是多少，牵引力为多少。 3．（24-25九年级上·福建漳州·期中）用酒精灯给质量为0.8kg的水加热，当水的温度升高50℃时，消耗了10g酒精。[水的比热容为，酒精的热值为] (1)0.8kg的水温度升高50℃，需要吸收多少J热量? (2)10g酒精完全燃烧放出多少J的热量? (3)此酒精的加热效率是多少? 4．（24-25九年级下·陕西西安·期中）如图所示的无侦-10无人机，是我国研发的一款双发、高空、高速无人机，该机身长约9m、高约3.7m，翼展17.8m，最大起飞质量3.5t。假设无人机飞行过程中所受的阻力与速度的二次方成正比（即f=kv2），部分数据如表所示。（g取10N/kg） 速度v/（m·s-1） 100 150 阻力f/N 500 1125 (1)无人机以200m/s的速度水平匀速飞行时，它受到的阻力是多少？ (2)若无人机以200m/s的速度水平匀速飞行，飞机发动机的输出功率是多少？ (3)若无人机发动机的效率约为24%，最大载油量为1t，使用的航空燃油的热值为5×107J/kg。在油箱中加满燃油后，发动机最多可以做的有用功是多少？ (4)在第（3）问的基础上，无人机以200m/s的速度匀速飞行，它能否在距离起飞基地2000km处的目的地执行完任务后原路返回基地？ 5．（24-25九年级下·陕西西安·期中）如图所示折叠卡式炉重量轻，燃烧效率高，携带方便，是露营爱好者常选的炉具装备之一。某款折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料，气罐中装有250g丁烷，在炉头处可完全燃烧每秒释放3500J的热量。标准大气压下烧开水壶中初温为25℃，质量为1kg的水用时仅需3分钟。则：（丁烷的热值是q=4.8×107J/kg） (1)壶中水烧开需要吸收多少热量？ (2)此款卡式炉烧水的热效率是多少？ 6．（24-25九年级上·四川成都·期末）如图所示的“自嗨锅”是当下一种时尚快餐，很受年轻人喜爱。现用它里面的发热包将500g水从20℃加热至100℃，已知c水=4.2×103 J/（kg·℃），q酒精=3×107 J/kg； (1)求水吸收的热量是多少J？ (2)不考虑热损失，这些热量由燃烧酒精提供，则至少需要多少kg的酒精？ 7．（24-25九年级上·新疆阿克苏·期中）近些年越来越多的人喜欢旅行，而自热米饭也成为大家旅行途中很常见的美食。自热米饭中装有一个发热包，在没有热水和火源的户外，只需在发热包上倒一些水，利用水和发热包内的物质发生化学反应就能释放出大量的热量来给米饭进行加热。小强利用发热包给米饭加热，他先在装有米饭的碗中加入一定量的水，碗中米饭和水的总质量为，发热包开始加热后使碗中米饭和水的温度从升高至。这一过程中发热包释放的热量相当于完全燃烧了的煤炭，已知该米饭与水的比热容相同，均为，煤炭的热值为。 求在这一过程中： (1)碗中米饭和水一起吸收的热量； (2)发热包释放的热量； (3)发热包给米饭加热的效率。 8．（22-23九年级上·河南信阳·期中）可燃冰是一种新型能源，它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质。用燃气锅炉烧水时，把质量为500kg，初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了天然气，已知水的比热容，天然气热值，可燃冰的热值为同体积天然气的160倍。求： (1)水吸收的热量。 (2)燃气锅炉烧水时的效率。 (3)若换用可燃冰，应使用多少可燃冰。 9．（24-25九年级上·海南省直辖县级单位·期中）如图所示，一款无人驾驶汽车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离后，消耗汽油4kg。那么，在这段运动过程中[，]，求： (1)汽油完全燃烧放出的热量是多少？ (2)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热量的42%，一个标准大气压下，这些废气的能量全部被初温为20℃，质量为200kg的水吸收，水升高的温度是多少？ 10．（24-25九年级上·河南洛阳·期中）百公里油耗指的是汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量，是汽车耗油量的一个指标。由于多数车辆在90km/h接近经济车速，因此大多对外公布的理论油耗通常为90km/h的百公里匀速油耗。经出厂测试，某品牌汽车百公里理论油耗为7.5L，汽车发动机的输出功率为23kw（已知汽油的密度为，热值为）．试求： (1)15L汽油完全燃烧放出的热量； (2)百公里测试时间内发动机所做的功； (3)该品牌汽车发动机的热机效率。 11．（22-23九年级上·广西桂林·期中）一款新型氢燃料汽车在平直的公路上匀速行驶了20min，消耗了0.6kg氢，其发动机的功率为28kW，则在这段运动过程中，[已知：氢的热值为1.4×108J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），环境为1标准大气压]求： (1)氢完全燃烧放出的热量； (2)该汽车发动机的效率； (3)若本次行驶过程中损耗的能量全部被初温25℃、质量150kg的水吸收，则水升高的温度。 12．（24-25九年级上·福建福州·期中）在福清地区，每逢端午、春节等传统节日，家家户户都会蒸“起家粿”，寓意起家致富和日子红火。小明用加热效率为8%的柴火灶将2kg的水加热到沸腾，水温升高了80℃，利用水沸腾产生的蒸气来蒸“起家粿”。求此过程：[已知，] (1)水吸收的热量； (2)干木柴完全燃烧放出的热量； (3)所需干木柴的质量。 13．（24-25九年级上·河南洛阳·期中）“勤于思考、乐于实践”是学好物理的关键。小明利用课余时间积极进行科学实践，他尝试测算家里汽车发动机的效率。“国庆”假期，小明一家驾驶汽车出游，该汽车某段行程的路程为150km，所用时间为1.5h，汽车发动机的功率恒为20kW，从汽车仪表盘得知此段行程汽车的油耗为8L/100km。已知汽油的密度为，热值为。求： (1)该段行程中汽车发动机做的功是多少？ (2)该段行程中消耗汽油完全燃烧放出的热量是多少？ (3)该段行程中汽车发动机的效率是多少？（结果保留至0.1%） 14．（24-25九年级上·湖南湘潭·期中）某物理兴趣小组的同学，用碳炉给水加热，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。若在内完全燃烧了的木炭，水的比热容为，木炭的热值约为（水的密度为）求： (1)木炭完全燃烧产生的热量； (2)经过时间加热，水所吸收的热量； (3)煤炉烧水时的热效率。 15．（24-25九年级上·河南安阳·期中）如图所示是我国C919民航大飞机，若该飞机以720km/h的速度匀速直线航行1800km，飞机发动机的功率为1176kW，该飞机发动机的效率为30%。（航空燃油的热值为，假设燃油完全燃烧）结合所学知识进行以下研究。 (1)航空燃油燃烧过程中，其热值 （填“增大”“减小”或“不变”）； (2)飞机在飞行过程中所受阻力是多少？ (3)需要消耗的航空燃油是多少？ 16．（24-25九年级上·河南周口·期中）发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质。某辆以 92 号汽油为燃料的汽车，其发动机的相关数据如表所示。表中空燃比指的是气缸内空气和燃油的质量比。求： (1)汽车以v的速度匀速运动时发动机的输出功率最大，此时汽车在时间 t内做的有用功是多少？ (2)汽车完成一个工作循环时，气缸内吸入的汽油和空气混合气体的质量是多少？ 汽油完全燃烧放出的热量是多少？ (3)当汽车以v的速度匀速行驶时，发动机的效率是多大？ 转速 r/min n 气缸内汽油和空气混合气体的密度 ρ 气缸的工作容积 V 汽油的热值 q 发动机最大输出功率 P 空燃比 17．（24-25九年级上·宁夏银川·期中）某辆汽车在平直公路上以108km/h的速度匀速行驶，受到的阻力为2000N，行驶10min消耗的汽油完全燃烧放出的热量为试求： (1)汽车在10min内做的有用功是多少？ (2)该汽车发动机的效率是多少？ (3)分析该汽车发动机效率不高的原因。（写出两点） 18．（24-25九年级上·山东聊城·期中）山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取，汽油的密度取） (1)求汽车的平均速度； (2)汽车全程消耗汽油25L，求汽油完全燃烧放出的热量Q； (3)若汽车发动机的效率为40%，求汽车发动机全程的平均功率。 19．（24-25九年级上·河南驻马店·期中）火锅是大家都爱吃的美食，有一种火锅炉使用酒精作为燃料，如图所示。 (1)锅内装有2L的水，将这些水由20℃加热至沸腾（气压为一个标准大气压），水吸收多少热量？ (2)若这些热量由40g酒精完全燃烧提供，则该火锅炉的效率是多少？（酒精的热值为） (3)小红想提高酒精火锅炉的热效率，请你结合所学知识给她提供两条建议？ 20．（24-25九年级上·河南南阳·期中）随着乡村振兴战略的提出，农村煤改气改造工程使天然气进入农村家庭，方便了农民生活，缩小了城乡差距。小明家改造前，烧开一壶初温为20℃、质量为4kg的水，需要燃烧0.2kg的煤炭，当地气压为标准大气压。[，煤炭的热值为，天然气的热值为]求： (1)水吸收的热量是多少？ (2)改造前，用煤炭烧水的效率是多少？ (3)改造后，假设烧水效率不变，烧开同样的水需要燃烧的天然气是多少？ 21．（24-25九年级上·江苏淮安·期中）某款国产无人驾驶汽车使用雷达传感器以及激光测距器来了解周围的交通状况，表中是它的部分参数，g取10N/kg。 整车质量 2000kg 与地面的总接触面积 最高速度 108km/h 以最高速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0.5kg，汽油完全燃烧放出多少热量？（汽油的热值） (2)汽车以最高车速沿水平方向匀速直线行驶时，牵引力的功率为多少？ (3)该车在水平地面上静止时对地面的压强多大？ (4)如图所示，若该发动机的汽缸活塞面积为，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为，飞轮转速为；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，使用汽油的热值为、密度为，求该汽车发动机的百公里耗油量为多少？（结果用题目所给的字母表示） 22．（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。 23．（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） 24．（24-25九年级上·湖北武汉·阶段练习）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。若该飞机以288km/h的速度匀速直线航行1.5h，消耗航空燃油1.0t，飞机发动机的功率恒为W，航空燃油的热值为5×107J/kg。求： (1)所消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量。 (2)飞机在航行过程中受到的阻力。 (3)该飞机在上述飞行过程中效率多少？ (4)若能把该新型飞机发动机的效率提高1.4%，求该飞机匀速直线航行0.9小时，大概可节约多少千克燃油？ 25．（2024·江苏常州·一模）油电混合动力汽车是新型节能汽车，这种汽车以高速匀速行驶时，内燃机启动，此时在向车轮输送能量的同时也给动力蓄电池组充电。已知某型号混合动力汽车所用的动力蓄电池可储存的最大电能为1.0×108J，测试人员驾驶该车在平直公路上以80km/h的车速匀速行驶0.5h，内燃机消耗燃油2.5kg，蓄电池组的电能增加了最大电能的10%；汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示。 (1)观察图像，当汽车以80km/h的车速行驶时，汽车牵引力多大？ (2)0.5h内，汽车行驶的路程为多少？此过程中牵引力做功多少？ (3)该汽车测试行驶中，2.5kg燃油完全燃烧可放出多少热量？（燃油的热值为4.6×107J/kg） (4)求汽车内燃机的效率。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 14.3 热机的效率计算题同步高效练 1．（24-25九年级下·四川广安·阶段练习）2025年3月，我国新型055驱逐舰到达南太平洋指定海域开展演习。据网络信息显示，055驱逐舰使用的是燃气轮机动力系统，燃料是柴油，最大航速60km/h。求： (1)若055驱逐舰以36km/h的速度匀速航行时，动力推进系统的输出功率为4×107W，055驱逐舰受到的牵引力是多少？ (2)055驱逐舰以36km/h的速度匀速航行1小时，发动机热效率约达40%，消耗柴油多少kg？（柴油的热值为4×107J/kg） 【答案】(1)4×106N (2)9000kg 【详解】（1）由可得，牵引力 （2）发动机工作时间为 由得，有用功为 柴油完全燃烧释放的总热量为 由得，消耗的柴油质量为 2．（24-25九年级下·广东梅州·期中）如图是一款无人驾驶汽车在一段平直的公路上匀速行驶8000m时，消耗汽油1.5L，假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%（已知油的密度为，汽油的热值为，）。求： (1)发动机消耗汽油的质量； (2)燃油完全燃烧放出的热量； (3)发动机做的有用功是多少，牵引力为多少。 【答案】(1)1.5×10-3m3 (2)5.4×107J (3)， 2025N 【详解】（1）汽油的体积 由可得，发动机消耗汽油的质量 （2）燃油完全燃烧放出的热量 （3）由可得，发动机做的有用功 由可得，牵引力 3．（24-25九年级上·福建漳州·期中）用酒精灯给质量为0.8kg的水加热，当水的温度升高50℃时，消耗了10g酒精。[水的比热容为，酒精的热值为] (1)0.8kg的水温度升高50℃，需要吸收多少J热量? (2)10g酒精完全燃烧放出多少J的热量? (3)此酒精的加热效率是多少? 【答案】(1) (2) (3)56% 【详解】（1）0.8kg的水温度升高50℃，需要吸收的热量 （2）10g酒精完全燃烧放出的热量 （3）此酒精的加热效率 4．（24-25九年级下·陕西西安·期中）如图所示的无侦-10无人机，是我国研发的一款双发、高空、高速无人机，该机身长约9m、高约3.7m，翼展17.8m，最大起飞质量3.5t。假设无人机飞行过程中所受的阻力与速度的二次方成正比（即f=kv2），部分数据如表所示。（g取10N/kg） 速度v/（m·s-1） 100 150 阻力f/N 500 1125 (1)无人机以200m/s的速度水平匀速飞行时，它受到的阻力是多少？ (2)若无人机以200m/s的速度水平匀速飞行，飞机发动机的输出功率是多少？ (3)若无人机发动机的效率约为24%，最大载油量为1t，使用的航空燃油的热值为5×107J/kg。在油箱中加满燃油后，发动机最多可以做的有用功是多少？ (4)在第（3）问的基础上，无人机以200m/s的速度匀速飞行，它能否在距离起飞基地2000km处的目的地执行完任务后原路返回基地？ 【答案】(1)2000N (2)4×105W (3)1.2×1010J (4)能，见解析 【详解】（1）飞行过程中所受的阻力与速度的二次方成正比，则无人机以200m/s的速度水平匀速飞行时，受到的阻力为 解得f=2000N。 （2）无人机匀速飞行，受到的牵引力与阻力是一对平衡力，牵引力为F=f=2000N 则飞机发动机的输出功率为 （3）燃料燃烧释放的热量为 发动机最多可以做的有用功是 （4）则最大航行距离为 所以无侦-10无人机能在距离起飞基地2000km处的目的地执行完任务后原路返回基地。 5．（24-25九年级下·陕西西安·期中）如图所示折叠卡式炉重量轻，燃烧效率高，携带方便，是露营爱好者常选的炉具装备之一。某款折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料，气罐中装有250g丁烷，在炉头处可完全燃烧每秒释放3500J的热量。标准大气压下烧开水壶中初温为25℃，质量为1kg的水用时仅需3分钟。则：（丁烷的热值是q=4.8×107J/kg） (1)壶中水烧开需要吸收多少热量？ (2)此款卡式炉烧水的热效率是多少？ 【答案】(1)3.15×105J (2)50% 【详解】（1）壶中水烧开需要吸收的热量为 （2）3分钟丁烷气体完全燃烧放出的热量 此款卡式炉烧水的热效率是 6．（24-25九年级上·四川成都·期末）如图所示的“自嗨锅”是当下一种时尚快餐，很受年轻人喜爱。现用它里面的发热包将500g水从20℃加热至100℃，已知c水=4.2×103 J/（kg·℃），q酒精=3×107 J/kg； (1)求水吸收的热量是多少J？ (2)不考虑热损失，这些热量由燃烧酒精提供，则至少需要多少kg的酒精？ 【答案】(1)1.68×105 (2)5.6×10-3 【详解】（1）将500g水从20℃加热至100℃，水吸收的热量 （2）不考虑热损失，这些热量由燃烧酒精提供，则需要燃烧酒精质量 7．（24-25九年级上·新疆阿克苏·期中）近些年越来越多的人喜欢旅行，而自热米饭也成为大家旅行途中很常见的美食。自热米饭中装有一个发热包，在没有热水和火源的户外，只需在发热包上倒一些水，利用水和发热包内的物质发生化学反应就能释放出大量的热量来给米饭进行加热。小强利用发热包给米饭加热，他先在装有米饭的碗中加入一定量的水，碗中米饭和水的总质量为，发热包开始加热后使碗中米饭和水的温度从升高至。这一过程中发热包释放的热量相当于完全燃烧了的煤炭，已知该米饭与水的比热容相同，均为，煤炭的热值为。 求在这一过程中： (1)碗中米饭和水一起吸收的热量； (2)发热包释放的热量； (3)发热包给米饭加热的效率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）碗中米饭和水一起吸收的热量为 （2）发热包释放的热量为 （3）发热包给米饭加热的效率为 8．（22-23九年级上·河南信阳·期中）可燃冰是一种新型能源，它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质。用燃气锅炉烧水时，把质量为500kg，初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了天然气，已知水的比热容，天然气热值，可燃冰的热值为同体积天然气的160倍。求： (1)水吸收的热量。 (2)燃气锅炉烧水时的效率。 (3)若换用可燃冰，应使用多少可燃冰。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg∙℃)×500kg×(100℃-20℃)=1.68×108J （2）天然气完全燃烧放出的热量Q放=Vq=12m3×4.2×107J/m3=5.04×108J 燃气锅炉烧水的效率 （3）可燃冰的热值为同体积天然气的160倍，可燃冰的热值q可燃冰=160q=160×4.2×107J/m3=6.72×109J/m3 若换用可燃冰燃烧放出相同的热量，应使用可燃冰的体积 9．（24-25九年级上·海南省直辖县级单位·期中）如图所示，一款无人驾驶汽车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离后，消耗汽油4kg。那么，在这段运动过程中[，]，求： (1)汽油完全燃烧放出的热量是多少？ (2)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热量的42%，一个标准大气压下，这些废气的能量全部被初温为20℃，质量为200kg的水吸收，水升高的温度是多少？ 【答案】(1)1.8×108J (2)80℃ 【详解】（1）汽油完全燃烧放出的热量是Q放=qm=4.5×107J/kg×4kg=1.8×108J （2）废气带走的能量全部被水吸收，则水吸收的热量为Q吸=Q废气= Q放η=1.8×108J×42%=7.56×107J 由Q吸=cmΔt可知水升高的温度 标准大气压下水的沸点为100℃，而T=90℃+20℃=110℃ 110℃>100℃，因此水实际升高的温度Δt′=100℃-20℃=80℃ 10．（24-25九年级上·河南洛阳·期中）百公里油耗指的是汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量，是汽车耗油量的一个指标。由于多数车辆在90km/h接近经济车速，因此大多对外公布的理论油耗通常为90km/h的百公里匀速油耗。经出厂测试，某品牌汽车百公里理论油耗为7.5L，汽车发动机的输出功率为23kw（已知汽油的密度为，热值为）．试求： (1)15L汽油完全燃烧放出的热量； (2)百公里测试时间内发动机所做的功； (3)该品牌汽车发动机的热机效率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）汽油的体积 由得，汽油的质量 汽油完全燃烧放出的热量 （2）汽车的速度 由得，在一百公里内发动机做的功为 （3）汽油完全燃烧放出的热量为 发动机的效率为 11．（22-23九年级上·广西桂林·期中）一款新型氢燃料汽车在平直的公路上匀速行驶了20min，消耗了0.6kg氢，其发动机的功率为28kW，则在这段运动过程中，[已知：氢的热值为1.4×108J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），环境为1标准大气压]求： (1)氢完全燃烧放出的热量； (2)该汽车发动机的效率； (3)若本次行驶过程中损耗的能量全部被初温25℃、质量150kg的水吸收，则水升高的温度。 【答案】(1)8.4×107J； (2)40%； (3)75℃ 【详解】（1）氢完全燃烧放出的热量为 （2）由公式可得，有用功为 该汽车发动机的效率为 （3）水吸收的热量为 水升高的温度为 由于在标准大气压下水的沸点为100℃，而 故水实际升高的温度为 12．（24-25九年级上·福建福州·期中）在福清地区，每逢端午、春节等传统节日，家家户户都会蒸“起家粿”，寓意起家致富和日子红火。小明用加热效率为8%的柴火灶将2kg的水加热到沸腾，水温升高了80℃，利用水沸腾产生的蒸气来蒸“起家粿”。求此过程：[已知，] (1)水吸收的热量； (2)干木柴完全燃烧放出的热量； (3)所需干木柴的质量。 【答案】(1)6.72×105J (2)8.4×106J (3)0.7kg 【详解】（1）水吸收的热量 （2）已知柴火灶的加热效率为8%，则干木柴完全燃烧放出的热量为 （3）根据可得，所需干木柴的质量为 13．（24-25九年级上·河南洛阳·期中）“勤于思考、乐于实践”是学好物理的关键。小明利用课余时间积极进行科学实践，他尝试测算家里汽车发动机的效率。“国庆”假期，小明一家驾驶汽车出游，该汽车某段行程的路程为150km，所用时间为1.5h，汽车发动机的功率恒为20kW，从汽车仪表盘得知此段行程汽车的油耗为8L/100km。已知汽油的密度为，热值为。求： (1)该段行程中汽车发动机做的功是多少？ (2)该段行程中消耗汽油完全燃烧放出的热量是多少？ (3)该段行程中汽车发动机的效率是多少？（结果保留至0.1%） 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）该段行程中汽车发动机做的功为 （2）消耗汽油的体积为 消耗汽油的质量为 该段行程中消耗汽油完全燃烧放出的热量是 （3）该段行程中汽车发动机的效率是 14．（24-25九年级上·湖南湘潭·期中）某物理兴趣小组的同学，用碳炉给水加热，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。若在内完全燃烧了的木炭，水的比热容为，木炭的热值约为（水的密度为）求： (1)木炭完全燃烧产生的热量； (2)经过时间加热，水所吸收的热量； (3)煤炉烧水时的热效率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）完全燃烧了的木炭，放出的热量为 （2）经过时间加热，水升高的温度为 水的质量为 水所吸收的热量为 （3）煤炉烧水时的热效率 15．（24-25九年级上·河南安阳·期中）如图所示是我国C919民航大飞机，若该飞机以720km/h的速度匀速直线航行1800km，飞机发动机的功率为1176kW，该飞机发动机的效率为30%。（航空燃油的热值为，假设燃油完全燃烧）结合所学知识进行以下研究。 (1)航空燃油燃烧过程中，其热值 （填“增大”“减小”或“不变”）； (2)飞机在飞行过程中所受阻力是多少？ (3)需要消耗的航空燃油是多少？ 【答案】(1)不变 (2) (3) 【详解】（1）燃油燃烧过程，质量减少，热值不变，因为热值与燃料的种类有关，与质量无关。 （2）飞机航行的时间为 飞行过程中发动机做的功为 飞机飞行过程中所受牵引力为 则飞机匀速直线飞行时所受阻力与牵引力是一对平衡力，其大小为 （3）航空燃料完全燃烧放出的热量为 测需要消耗的燃油质量为 16．（24-25九年级上·河南周口·期中）发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质。某辆以 92 号汽油为燃料的汽车，其发动机的相关数据如表所示。表中空燃比指的是气缸内空气和燃油的质量比。求： (1)汽车以v的速度匀速运动时发动机的输出功率最大，此时汽车在时间 t内做的有用功是多少？ (2)汽车完成一个工作循环时，气缸内吸入的汽油和空气混合气体的质量是多少？ 汽油完全燃烧放出的热量是多少？ (3)当汽车以v的速度匀速行驶时，发动机的效率是多大？ 转速 r/min n 气缸内汽油和空气混合气体的密度 ρ 气缸的工作容积 V 汽油的热值 q 发动机最大输出功率 P 空燃比 【答案】(1)Pt (2) (3) 【详解】（1）由 得，汽车在时间 t 内做的有用功为 。 （2）气缸内汽油和空气混合气体的体积等于气缸的工作容积为V，由 得，汽油和空气混合气体的质量 ，已知空燃比是，则吸入汽油的质量 完成一个工作循环时，汽油完全燃烧释放的热量 （3）飞轮的转速是 nr/min，则1min内完成的工作循环数是 ，则1min内汽油完全燃烧释放的热量 发动机的效率 17．（24-25九年级上·宁夏银川·期中）某辆汽车在平直公路上以108km/h的速度匀速行驶，受到的阻力为2000N，行驶10min消耗的汽油完全燃烧放出的热量为试求： (1)汽车在10min内做的有用功是多少？ (2)该汽车发动机的效率是多少？ (3)分析该汽车发动机效率不高的原因。（写出两点） 【答案】(1) (2)30% (3)①散热损失了一部分热量；②废气带走了一部分热量 【详解】（1）解：汽车匀速行驶时所受牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，所以汽车匀速行驶时所受牵引力为 根据题意可知 汽车在10min内通过的路程为 汽车牵引力在10min内做的功为 （2）该汽车发动机的效率为 （3）该汽车发动机效率不高的原因是：①散热损失了一部分热量；②废气带走了一部分热量。 18．（24-25九年级上·山东聊城·期中）山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取，汽油的密度取） (1)求汽车的平均速度； (2)汽车全程消耗汽油25L，求汽油完全燃烧放出的热量Q； (3)若汽车发动机的效率为40%，求汽车发动机全程的平均功率。 【答案】(1)90km/h (2)9×108J (3)25000W 【详解】（1）汽车的平均速度为 （2）消耗汽油25L，汽油的质量为 汽油完全燃烧放出的热量为 （3）若汽车发动机的效率为40%，汽车发动机输出的机械能为 汽车发动机全程的平均功率为 19．（24-25九年级上·河南驻马店·期中）火锅是大家都爱吃的美食，有一种火锅炉使用酒精作为燃料，如图所示。 (1)锅内装有2L的水，将这些水由20℃加热至沸腾（气压为一个标准大气压），水吸收多少热量？ (2)若这些热量由40g酒精完全燃烧提供，则该火锅炉的效率是多少？（酒精的热值为） (3)小红想提高酒精火锅炉的热效率，请你结合所学知识给她提供两条建议？ 【答案】(1)J (2)56% (3)见解析 【详解】（1）2L的水的质量为 1个标准大气压下，水的沸点是100℃，水吸收的热量 （2）40g酒精完全燃烧放出的热量为 Q放=m酒精q=0.04kg×3×107J/kg=1.2×106J 则该火锅炉的效率是 （3）提高热效率的方法可以从两个方面入手：第一，增加锅底与火源的接触面积，可以让更多的热量直接作用于锅中的水，减少热量损失；第二，考虑减少热量的散失，如使用保温材料和挡风罩，让火锅炉的热量更集中于锅中水的加热。这样的措施能够减少能量的损失，从而提高系统的热效率。 20．（24-25九年级上·河南南阳·期中）随着乡村振兴战略的提出，农村煤改气改造工程使天然气进入农村家庭，方便了农民生活，缩小了城乡差距。小明家改造前，烧开一壶初温为20℃、质量为4kg的水，需要燃烧0.2kg的煤炭，当地气压为标准大气压。[，煤炭的热值为，天然气的热值为]求： (1)水吸收的热量是多少？ (2)改造前，用煤炭烧水的效率是多少？ (3)改造后，假设烧水效率不变，烧开同样的水需要燃烧的天然气是多少？ 【答案】(1) (2)21% (3)0.16m3 【详解】（1）烧开一壶初温为20℃、质量为4kg的水，需要吸收的热量为 （2）0.2kg的煤炭完全燃烧产生的热量为 改造前，用煤炭烧水的效率是 （3）烧水效率不变，完全燃烧天然气放出的热量等于完全燃烧煤炭放出的热量，由Q放=Vq可得，完全燃烧天然气的体积为 21．（24-25九年级上·江苏淮安·期中）某款国产无人驾驶汽车使用雷达传感器以及激光测距器来了解周围的交通状况，表中是它的部分参数，g取10N/kg。 整车质量 2000kg 与地面的总接触面积 最高速度 108km/h 以最高速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0.5kg，汽油完全燃烧放出多少热量？（汽油的热值） (2)汽车以最高车速沿水平方向匀速直线行驶时，牵引力的功率为多少？ (3)该车在水平地面上静止时对地面的压强多大？ (4)如图所示，若该发动机的汽缸活塞面积为，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为，飞轮转速为；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，使用汽油的热值为、密度为，求该汽车发动机的百公里耗油量为多少？（结果用题目所给的字母表示） 【答案】(1)2.3×107J (2)9000W (3)2.5×105Pa (4) 【详解】（1）汽油完全燃烧放出的热量为 Q放=mq=0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J （2）汽车做匀速直线运动，处于平衡状态，所受的牵引力为 F=f=300N 汽车的最高速度为 v=108km/h=30m/s 牵引力的功率为 （3）汽车的总重力为 G=mg=2000kg×10N/kg=20000N 该车在水平地面上静止时对地面的压强为 （4）汽车行驶百公里的时间为 飞轮转速为，则汽油机飞轮1h转过的转数为，汽油机飞轮每转2转做功一次，则1h做功冲程的次数为 每次做功冲程做的功为 发动机1h做功为 汽车发动机的效率为，则1h消耗的汽油完全燃烧放出的热量为 则1h消耗的汽油的质量为 则汽车发动机的百公里耗油量为 22．（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。 【答案】(1)1.25×107kg (2)50% 【详解】（1）液态氢完全燃烧释放的热量 水吸收的热量 水升高的温度 由得，被加热的水的质量 （2）氢能源车行驶的时间 由得，氢能源车牵引力做的功 3kg液态氢完全燃烧释放的热量 发动机的效率为 23．（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） 【答案】(1)360J (2)3600W (3)23% 【详解】（1）做功冲程燃气的平均压力为，活塞冲程长度为，则对外做的一次功的大小 （2）活塞以1200次/分钟做往复运动，由于活塞往复运动2次，对外做一次功，则1min对外做功600次，所以1min内做功的功率 （3）每分钟消耗20g汽油，完全燃烧放出热量 汽油机把内能转化为机械能的效率 24．（24-25九年级上·湖北武汉·阶段练习）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。若该飞机以288km/h的速度匀速直线航行1.5h，消耗航空燃油1.0t，飞机发动机的功率恒为W，航空燃油的热值为5×107J/kg。求： (1)所消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量。 (2)飞机在航行过程中受到的阻力。 (3)该飞机在上述飞行过程中效率多少？ (4)若能把该新型飞机发动机的效率提高1.4%，求该飞机匀速直线航行0.9小时，大概可节约多少千克燃油？ 【答案】(1)5×1010J (2)5.625×104N (3) (4) 【详解】（1）由题意知，消耗航空燃油1.0t，完全燃烧1t航空燃油放出的热量 （2）该飞机以288km/h的速度匀速直线航行，则有 根据有 （3）该飞机在上述飞行过程中所做的有用功为 根据得该飞机在上述飞行过程中效率为 （4）新型飞机发动机的效率提高1.4%后的效率为 该飞机效率提高前1.5h耗油1t，则0.9h耗油 根据，得；效率提高前后，飞机做的有用功是相等的，则有    即 所以，效率提高后，飞机耗油的质量 则该飞机0.9h可以节约的燃油质量 25．（2024·江苏常州·一模）油电混合动力汽车是新型节能汽车，这种汽车以高速匀速行驶时，内燃机启动，此时在向车轮输送能量的同时也给动力蓄电池组充电。已知某型号混合动力汽车所用的动力蓄电池可储存的最大电能为1.0×108J，测试人员驾驶该车在平直公路上以80km/h的车速匀速行驶0.5h，内燃机消耗燃油2.5kg，蓄电池组的电能增加了最大电能的10%；汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示。 (1)观察图像，当汽车以80km/h的车速行驶时，汽车牵引力多大？ (2)0.5h内，汽车行驶的路程为多少？此过程中牵引力做功多少？ (3)该汽车测试行驶中，2.5kg燃油完全燃烧可放出多少热量？（燃油的热值为4.6×107J/kg） (4)求汽车内燃机的效率。 【答案】(1)900N (2)40km，3.6×107J (3)1.15×108J (4)40% 【详解】（1）由图像可知，汽车以80km/h做匀速直线运动时受到的阻力为900N，由于匀速行驶，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以牵引力大小为 F=f=900N （2）汽车在平直公路上以80km/h的速度匀速行驶0.5h，行驶的距离为 s＝vt＝80km/h×0.5h＝40km＝40km=40000m 该汽车测试行驶中牵引力做的功为 W＝Fs＝900N×40000m＝3.6×107J （3）内燃机消耗燃油2.5kg，燃油放出的热量为 Q放＝mq油＝2.5kg×4.6×107J/kg＝1.15×108J （4）蓄电池增加的电能为 W1＝ηW2＝10%×1.0×108J＝1.0×107J 有效利用的能量为 W有＝W+W1＝3.6×107J+1.0×107J＝4.6×107J 内燃机的效率为 26．（23-24九年级上·江苏镇江·期中）我国自主研制的某型新一代战斗机，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，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），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见下表： 速度 100 200 300 400 600 阻力f/N 已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是45%，飞机使用的航空燃油的热值为。求： （1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的热量是多少焦? （2）当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少瓦? （3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少千米? 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的热量 （2）飞机以400m/s的速度巡航时，所受阻力为，由于飞机做匀速直线运动，则牵引力等于阻力，即 则飞机发动机的输出功率为 （3）根据表格中的数据可知，当阻力的大小与速度的平方成正比，即 则500m/s时的阻力为 则飞机的牵引力为 由（1）可知，；已知发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40％，则有用功为 由，可得，飞机的最大航程约是 答：（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的热量是； （2）当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是； （3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$