第2章 2 热机效率（变式题） -【一本】2025-2026学年新教材九年级物理全一册习题课件（教科版2024）

1. 我国自行设计研制的AG600新型灭火飞机，以270km/h的速 度匀速直线航行20min，消耗航空燃油1.5t，飞机发动机的功率 为3×107W。已知航空燃油的热值为4.3×107J/kg，求： （1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量； （2）飞机在航行过程中所受的阻力； （3）发动机的效率（计算结果精确到1％）。 上一页 下一页 解：（1）航空燃油的质量m＝1.5t＝1 500kg， 航空燃油完全燃烧放出的热量 Q放＝qm＝4.3×107J/kg×1 500kg＝6.45×1010J。 （2）飞机速度v＝270km/h＝75m/s， 由P＝＝＝Fv可知， 牵引力F＝＝＝4×105N， 由二力平衡的条件可知，飞机所受的阻力 f＝F＝4×105N。 解：（1）航空燃油的质量m＝1.5t＝1 500kg， 航空燃油完全燃烧放出的热量 Q放＝qm＝4.3×107J/kg×1 500kg＝6.45×1010J。 （2）飞机速度v＝270km/h＝75m/s， 由P＝＝＝Fv可知， 牵引力F＝＝＝4×105N， 由二力平衡的条件可知，飞机所受的阻力 f＝F＝4×105N。 上一页 下一页 （3）发动机做功 W＝Pt＝3×107W×20×60s＝3.6×1010J， 发动机效率η＝＝×100％≈56％。 答：（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量为 6.45×1010J；（2）飞机在航行过程中所受的阻力为4×105N； （3）发动机的效率为56％。 （3）发动机做功 W＝Pt＝3×107W×20×60s＝3.6×1010J， 发动机效率η＝＝×100％≈56％。 答：（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量为 6.45×1010J；（2）飞机在航行过程中所受的阻力为4×105N； （3）发动机的效率为56％。 上一页 下一页 2. 提高汽车内燃机的效率，对节约能源有非常重要的现实意 义。已知q汽油取4.6×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/（kg·℃）。 （1）求0.6 kg的汽油完全燃烧产生的热量。 （2）在（1）题中产生的热量的70％被水吸收，可使多少千克 的水温度升高50 ℃？ （3）某汽车在某次测试时，以10 m/s的速度匀速行驶了10 min，消耗汽油0.6 kg，测试过程中汽车发动机的牵引力为900 N，则该汽车发动机的热机效率是多少（计算结果精确到1 ％）？ 上一页 下一页 解：（1）Q放＝mq汽油＝0.6 kg×4.6×107 J/kg＝2.76×107 J。 （2）Q吸＝ηQ放＝70％×2.76×107 J＝1.932×107 J， 根据Q＝cmΔt知，水的质量m水＝＝＝ ＝92 kg。 解：（1）Q放＝mq汽油＝0.6 kg×4.6×107 J/kg＝2.76×107 J。 （2）Q吸＝ηQ放＝70％×2.76×107 J＝1.932×107 J， 根据Q＝cmΔt知，水的质量m水＝＝＝ ＝92 kg。 上一页 下一页 （3）W＝Fs＝Fvt＝900 N×10 m/s×600 s＝5.4×106 J， η＝＝×100％≈20％。 答：（1）0.6kg汽油完全燃烧产生的热量为2.76×107J；（2） 可使92kg的水温升高50℃；（3）该汽车发动机的热机效率约 为20％。 （3）W＝Fs＝Fvt＝900 N×10 m/s×600 s＝5.4×106 J， η＝＝×100％≈20％。 答：（1）0.6kg汽油完全燃烧产生的热量为2.76×107J；（2） 可使92kg的水温升高50℃；（3）该汽车发动机的热机效率约 为20％。 上一页 下一页 谢谢观看 $从能量转化的角度解释效率的意义，下列说法不正确 的是（　D　） A. 某太阳能电池工作的效率是16％，意义是该太阳能电池把 16％的太阳能转化为电能 B. 某电动机工作的效率是83％，意义是该电动机可以把83％ 的电能转化为机械能 C. 某锂电池充电时的效率是99％，意义是该锂电池充电时可 以把99％的电能转化为化学能 D. 某柴油机工作的效率是35％，意义是该柴油机把柴油燃烧 释放热量的35％转化为机械能 D 上一页 下一页 谢谢观看 $1. 汽油机是汽车的“心脏”，图甲表示的是 冲程。如 果汽油机的转速为3 000r/min，那么该汽油机每秒做 ⁠次 功。小明同学阅读了某汽车发动机的说明书后，将内燃机的能 量流向制成如图乙所示的图表，请你根据给出的信息，计算该 内燃机的效率为 ⁠。 做功　 25　 30％　 上一页 下一页 2. 某品牌汽车的汽油机工作时的能量流向图如图所示。由图中 信息可知，完全燃烧3kg汽油，该汽车获得的机械能 是 J（已知q汽油＝4.6×107J/kg）。汽油机工作一 段时间后，油箱里的汽油没有发生变化的是 （选填序 号：①质量；②比热容；③热值）。 4.14×107　 ②③　 上一页 下一页 谢谢观看 $在一定条件下，1t生活垃圾能“榨”出140kg燃料油，50t 生活垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量 为 J。在标准大气压下，这些热量的30％被体积 为500m3、初温为70℃的水吸收，则水温能升高 ℃。[c水 ＝4.2×103J/（kg·℃），ρ水＝1.0×103kg/m3，q燃料油＝ 4.0×107J/kg] 2.8×1011　 30　 上一页 下一页 谢谢观看 $国产某种型号单缸四冲程汽油机满负荷工作时一个做功冲 程对外做功120 J，飞轮的转速是1 500 r/min，每分钟消耗10 g 汽油，汽油的热值为4.6×107 J/kg。求： （1）满负荷工作时该汽油机的功率； （2）满负荷工作时这种汽油机把内能转化为机械能的效 率（计算结果精确到1％）； （3）将其效率提高10％，满负荷工作10小时节省汽油的 质量。 上一页 下一页 解：（1）因为单缸四冲程汽油机满负荷工作时，一个工作循 环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功1次，飞轮的转速是1 500 r/min，所以每分钟共有750个工作循环，对外做功750次，则单 缸四冲程汽油机满负荷工作1 min做的功W＝120 J×750＝ 9×104 J， 该汽油机的功率P＝＝＝1 500 W。 解：（1）因为单缸四冲程汽油机满负荷工作时，一个工作循 环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功1次，飞轮的转速是1 500 r/min，所以每分钟共有750个工作循环，对外做功750次，则单 缸四冲程汽油机满负荷工作1 min做的功W＝120 J×750＝ 9×104 J， 该汽油机的功率P＝＝＝1 500 W。 上一页 下一页 （2）10 g汽油完全燃烧释放的热量 Q放＝mq＝10×10－3 kg×4.6×107 J/kg＝4.6×105 J， 满负荷工作时这种汽油机把内能转化为机械能的效率η＝＝ ×100％≈20％。 （2）10 g汽油完全燃烧释放的热量 Q放＝mq＝10×10－3 kg×4.6×107 J/kg＝4.6×105 J， 满负荷工作时这种汽油机把内能转化为机械能的效率η＝＝ ×100％≈20％。 上一页 下一页 （3）将其效率提高10％，即η'＝η＋Δη＝20％＋10％＝30 ％，因为每分钟需要的机械能不变，所以需要汽油完全燃烧 释放的热量Q'放＝＝＝3×105 J， 每分钟所需汽油的质量m'＝＝≈0.006 5 kg＝ 6.5 g， 满负荷工作10小时可以节省汽油的质量Δm＝n（m－m'）＝ 10×60×（10 g－6.5 g）＝2 100 g＝2.1 kg。 （3）将其效率提高10％，即η'＝η＋Δη＝20％＋10％＝30 ％，因为每分钟需要的机械能不变，所以需要汽油完全燃烧 释放的热量Q'放＝＝＝3×105 J， 每分钟所需汽油的质量m'＝＝≈0.006 5 kg＝ 6.5 g， 满负荷工作10小时可以节省汽油的质量Δm＝n（m－m'）＝ 10×60×（10 g－6.5 g）＝2 100 g＝2.1 kg。 上一页 下一页 答：（1）满负荷工作时该汽油机的功率为1 500 W；（2）满 负荷工作时这种汽油机把内能转化为机械能的效率约为20％； （3）将其效率提高10％，满负荷工作10小时节省汽油的质量 为2.1kg。 答：（1）满负荷工作时该汽油机的功率为1 500 W；（2）满 负荷工作时这种汽油机把内能转化为机械能的效率约为20％； （3）将其效率提高10％，满负荷工作10小时节省汽油的质量 为2.1kg。 上一页 下一页 谢谢观看 $