14.2热机的效率同步练习 2021-2022学年人教版物理九年级全一册（有答案）

2021-2022学年度人教版初中物理九年级全一册同步练习
——14.2热机的效率
1.酒精灯内的酒精用去了一半，剩下的一半
A. 比热容、热值均变为原来的一半 B. 比热容、热值均不变
C. 比热容不变，热值变为原来一半 D. 热值不变，比热容变为原来一半
2.（2021甘孜州模拟）关于热值和热机效率的描述，下列说法正确的是(　　)
A．燃料燃烧越充分，燃料的热值就越大
B．热机里燃料燃烧越充分，热机效率越高
C．燃料燃烧放出的热量越多，其热值越大
D．热值和热机效率都只与燃料种类有关
3．（2021岫岩模拟）中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗三号最后一颗全球组网卫星，6月30日下午成功定点于距离地球3.6万公里的地球同步轨道。下列说法中正确的是（　　）
A．这颗卫星围绕地球飞行时，以地面为参照物，卫星是静止的
B．火箭使用的液氢燃料，主要是利用液氢的比热容大
C．火箭升空过程中，燃料燃烧将内能转化为机械能
D．火箭升空过程中能量转化与内燃机做功冲程能量转化相同
4.在“比较质量相等的不同燃料充分燃烧时放出的热量”的活动中，同学们发现分别使5 g的酒精和 5 g的碎纸片充分燃烧后，被它们加热的各 100 g、25 ℃ 的水的温度分别上升到80 ℃ 和 45 ℃ ，这说明(　　)
A． 酒精的热值比碎纸片的热值大
B． 酒精含有的热量比碎纸片大得多
C． 燃烧酒精总比燃烧碎纸片放出的热量多
D． 酒精的内能比碎纸片内能大得多
5.关于燃料的热值，以下说法正确是
A. 燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
B. 0.5g汽油和2kg汽油，它们的热值是一样的
C. 煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干柴放出的热量多
D. 容易燃烧的燃料，热值一定大
6.（2021淮南模拟）如图，甲、乙、丙三图的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内液体的初温与质量也相同，不考虑热量损失，下列说法正确的是（　　）
A．对比甲、乙两图，如果燃料2的热值较高，最终图乙液体内能较小
B．对比乙、丙两图液体最终升高的温度，可以比较两种液体的比热容
C．对比甲、丙，如果液体b比热容比液体a大，那么要升高相同温度，图甲装置需要时间较短
D．对比乙、丙，如果燃料1的热值比燃料2大，那么要升高相同温度，图丙装置需要时间较短
7．（2021海口模拟）我国在航天工程中使用的长征系列运载火箭，大多选用液态氢作燃料，这是利用了氢燃料的（　　）
A．热值大 B．密度大
C．比热容大 D．以上说法都不正确
8．（2021吉林洪泉中学模拟）下列说法正确的是（　　）
A．物体的温度越高，含有的热量越多
B．燃料燃烧越充分，燃料的热值越大
C．通过热传递改变物体的内能是不同形式的能的相互转化
D．晶体熔化时，温度保持不变，内能增加
9.我国北方地区冬季用燃煤取暖所造成的大气污染，已越来越引起人们的关注，现在有些家庭已经改用燃油取暖，以降低对大气的污染。小明家的住房面积约110 m2，高度为3 m，若将住房的门窗关闭好，用燃烧柴油来取暖，并使室温升高10 ℃，已知柴油的热值为4.3×107 J/kg，空气的密度约为1.3 kg/m3，空气的比热容为1.0×103 J/(kg·℃)，所需的柴油质量约为(　　)
A．0.01 kg 　B．0.1 kg 　C．1 kg D．10 kg
10.(2021贵阳模拟）如图所示是四冲程汽油机的____冲程，请你提出一条提高汽油机效率的措施：____。
11.“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力．同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，这说明“可燃冰”的　 　很大。
12.干木柴的热值是1.2×107J/kg ，表示的物理含义是________.一捆干木柴用去 后，剩余部分的热值为________ J/kg .
13.(2021泗洪模拟)如图所示，此时是汽油机的___________冲程，若该汽油机的转速是3000r/min，则1s内汽油机对外做功_______次.已知汽油的热值是4.6×107J/kg，完全燃烧5g汽油所释放的热量是_________J，若汽车获得的机械能是9.2×104J，则此汽油机效率为________%.
14.（2021攀枝花模拟）用天然气炉灶烧水是通过____________方式改变水的内能．若烧水的效率为25%，则完全燃烧0.04 m3天然气放出的热量可使常温下2.5 kg的水温度升高__________℃.[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值为4.2×107 J/m3]
15.（2021雅安模拟）体积为0.28 m3、热值为3.6×107 J/m3的煤气完全燃烧放出的热量为________J；若这些热量的50%被温度为20 ℃、质量为30 kg的水吸收，则水的末温是________℃.[水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)]
16.（2021眉山模拟）在标准大气压下，用一台热损失40%的天然气灶将2 kg初温为20 ℃的水加热至沸腾，水要吸收________J的热量，需要消耗________m3的天然气．[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q天然气＝3.5×107 J/m3]
17.（2021镇江模拟）质量为10kg的水温度升高22℃，需要吸收的热量为_______________J，若不考虑热量散失，这些热量需要完全燃烧_____________g的天然气来提供。[c水=4.2×103J/（kg ℃），q天然气=4.4×107J/kg]
18.（2021江苏模拟）可燃冰是一种新能源，它是水和天然气在高压低温下形成的类似冰状结晶物质，主要成分是甲烷，我国可燃冰的开采技术处于世界领先水平，用燃气锅炉烧水时，将500kg初温20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.1m3的可燃冰，这个过程中水吸收的热量为______J。完全燃烧0.1m3可燃冰放出的热量为______J，燃气锅炉烧水时的效率为______。(c水=4.2×103J/（kg·℃），可燃冰热值q=6.0×109J/m3)
19.某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时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，水的比热容为4.2×103J/（kg.℃），煤的热值为3×107J/kg.煤完全燃烧产生的热量________J；在烧水过程中，________热效率最高（选填“0～2min”、“2～4min”或“4～6min”），其值为________.
20.（2021济宁模拟）济宁市某学校物理小组设计实验，探究“酒精、煤油、汽油”的热值（如图）。甲、乙、丙装置完全相同，水的质量和初温及待测燃料的质量也相同。通过测量全部燃料充分燃烧后水的末温（均未达到沸点）t甲＜t乙＝t丙，可以粗略知道它们的热值q的大小关系为q甲______q乙______q丙（选填“＞”“＝”或“＜”）。
21.某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系．他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度(见表)．
(1)在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是(甲图中)：先调整固定_______的位置(选填“A”或“B”)．
(2)为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的__________、____________.
(3)通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是___________________．(假设煤油和菜籽油的燃烧速度相同)
(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并记录的数据、利用公式Q吸＝cm(t－t0)计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值．你认为他的计算结果是______的(选填“可靠”或“不可靠”)，原因是：_____________________________.
22.木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了下表的数据：
(1)从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是________的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越________。
(2)从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料，____________和________的比值是不变的，这个不变的比值，反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称为________，它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热量能力大小的物理量。
(3)完全燃烧0.01 m3的天然气放出的热量是________J；如果这些热量完全用于加热水，可使________kg的水温度升高10 ℃；实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多，原因是用燃气灶烧水时，除了水吸收的热量外，一部分传给了盛水的容器，另外一部分传给了________(答一个即可)。[q天然气＝4.2×107 J/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(4)在烧水过程中，人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收，为了衡量水吸收的热量在天然气完全燃烧所放出的热量中所占的比例，物理中引入________来描述，我们总是希望它的值越________越好。
23.(2021广西模拟)某太阳能热水器中装有40 kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10 ℃升高到60 ℃，已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)。求：
(1)热水器中的水所吸收的热量；
(2)如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少立方米的天然气？(天然气的热值为8.4×107 J/m3，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收)
24.（2021淮南模拟）随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家。一辆使用汽油为燃料的小汽车，以75km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20kW．若小汽车行驶的距离为300km，汽油的热值q＝4.6×107J/kg，小汽车发动机的效率为25%．求小汽车在这段路程中：
（1）运动的时间；
（2）发动机所做的功为多少焦耳；
（3）消耗汽油的质量。
25.（2021芜湖模拟）小明家新买了一辆使用汽油为燃料的小汽车。细心的小明发现行驶的速度不同时，耗油量不同。当小汽车以90km/h的速度匀速行驶时最省油，此时发动机的有用功率为25kW．若小汽车以最省油的速度行驶135km，求在这过程中
（1）汽车运动的时间；
（2）汽车消耗汽油的质量（汽油的热值q＝4.5×107J/kg，小汽车发动机的效率为30%）。
26.（2021济宁模拟）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以及激光测距器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时，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：（汽油的密度为0.8x103kg／m3，汽油的热值为4.5x107J／kg）
（1）该汽车发动机做的有用功是多少？
（2）该汽车的输出功率为多少？
27.（2021雅安模拟）汽油发动机每一个工作循环要经历四个冲程，活塞带动曲轴转动两圈．一台汽油机，活塞面积是60 cm2，活塞行程是30 cm，做功冲程燃气产生的平均压强为8×105 Pa，若飞轮的转速是2 000 r/min，效率为40%，问：(汽油的热值为4.6×107 J/kg)
(1)做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是多少？
(2)做功冲程中，平均压力做多少功？
(3)汽油机在1小时内对外做功至少要消耗多少汽油？(结果保留一位小数)
28.（2021岫岩模拟）如图所示，是一款新型汽车，该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段路程，消耗汽油1.2kg，假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，求：
（1）汽车匀速行驶8min通过的路程是多少m？
（2）汽油完全燃烧放出的热量是多少？
（3）该汽车发动机做的有用功是多少？（汽油的热值q＝4.5×107J/kg）
29．（2021广东模拟）一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其ν﹣t图象如图所示，在第10s时速度达到20m/s，通过的路程为120m。求：
（1）在0～10s内汽车的平均速度；
（2）设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为f＝4000N那么在10～20s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少焦耳？
（3）若发动机的转化效率为80%，则10～20s内燃烧了多少千克汽油？（已知汽油的热值大约为5×107J/kg）。
30．（2021乐东模拟）某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从30℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。水的比热容是4.2×103J/（kg ℃），无烟煤的热值是3.5×107J/kg。求
（1）锅炉内的水吸收的热量是多少？
（2）无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
（3）此锅炉的效率是多少？写出一种提高锅炉效率的方法。
31.（2021岳阳模拟）一辆小汽车在平直公路上以的速度匀速行驶，已知小汽车受到的阻力大小为2000N。
求发动机牵引力的大小。
求牵引力在10min内所做的功。
在一定时间内，汽车发动机对外所做的功与在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧时所释放的热量之比叫热机效率，即 ；如果在这10min内共消耗了的汽油，则汽车发动机的效率是多少？已知，保留到
32．（2021河北模拟）冬天即将来临，学校积极创造条件为学生供应开水。在这个过程中，若用锅炉将300kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了11.2kg的煤[c水＝4.2×103J/（kg ℃），煤的热值为3×107J/kg]，则：
（1）锅炉内300kg的水吸收的热量是多少？
（2）此锅炉的效率是多少？
（3）某同学从开水房打了3kg的100℃的开水，为了便于使用，他将这100℃的开水和质量为5kg的20℃的冷水混合，若不计混合过程的热损失，则混合后温水的温度为多少？
2021-2022学年度人教版初中物理九年级全一册同步练习
——14.2热机的效率参考答案
1.酒精灯内的酒精用去了一半，剩下的一半
A. 比热容、热值均变为原来的一半 B. 比热容、热值均不变
C. 比热容不变，热值变为原来一半 D. 热值不变，比热容变为原来一半
【答案】B
2.（2021甘孜州模拟）关于热值和热机效率的描述，下列说法正确的是(　　)
A．燃料燃烧越充分，燃料的热值就越大
B．热机里燃料燃烧越充分，热机效率越高
C．燃料燃烧放出的热量越多，其热值越大
D．热值和热机效率都只与燃料种类有关
【答案】B　
3．（2021岫岩模拟）中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗三号最后一颗全球组网卫星，6月30日下午成功定点于距离地球3.6万公里的地球同步轨道。下列说法中正确的是（　　）
A．这颗卫星围绕地球飞行时，以地面为参照物，卫星是静止的
B．火箭使用的液氢燃料，主要是利用液氢的比热容大
C．火箭升空过程中，燃料燃烧将内能转化为机械能
D．火箭升空过程中能量转化与内燃机做功冲程能量转化相同
【答案】ACD。
4.在“比较质量相等的不同燃料充分燃烧时放出的热量”的活动中，同学们发现分别使5 g的酒精和 5 g的碎纸片充分燃烧后，被它们加热的各 100 g、25 ℃ 的水的温度分别上升到80 ℃ 和 45 ℃ ，这说明(　　)
A． 酒精的热值比碎纸片的热值大
B． 酒精含有的热量比碎纸片大得多
C． 燃烧酒精总比燃烧碎纸片放出的热量多
D． 酒精的内能比碎纸片内能大得多
【答案】A
5.关于燃料的热值，以下说法正确是
A. 燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
B. 0.5g汽油和2kg汽油，它们的热值是一样的
C. 煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干柴放出的热量多
D. 容易燃烧的燃料，热值一定大
【答案】B
6.（2021淮南模拟）如图，甲、乙、丙三图的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内液体的初温与质量也相同，不考虑热量损失，下列说法正确的是（　　）
A．对比甲、乙两图，如果燃料2的热值较高，最终图乙液体内能较小
B．对比乙、丙两图液体最终升高的温度，可以比较两种液体的比热容
C．对比甲、丙，如果液体b比热容比液体a大，那么要升高相同温度，图甲装置需要时间较短
D．对比乙、丙，如果燃料1的热值比燃料2大，那么要升高相同温度，图丙装置需要时间较短
【答案】C。
7．（2021海口模拟）我国在航天工程中使用的长征系列运载火箭，大多选用液态氢作燃料，这是利用了氢燃料的（　　）
A．热值大 B．密度大
C．比热容大 D．以上说法都不正确
【答案】A。
8．（2021吉林洪泉中学模拟）下列说法正确的是（　　）
A．物体的温度越高，含有的热量越多
B．燃料燃烧越充分，燃料的热值越大
C．通过热传递改变物体的内能是不同形式的能的相互转化
D．晶体熔化时，温度保持不变，内能增加
【答案】D。
9.我国北方地区冬季用燃煤取暖所造成的大气污染，已越来越引起人们的关注，现在有些家庭已经改用燃油取暖，以降低对大气的污染。小明家的住房面积约110 m2，高度为3 m，若将住房的门窗关闭好，用燃烧柴油来取暖，并使室温升高10 ℃，已知柴油的热值为4.3×107 J/kg，空气的密度约为1.3 kg/m3，空气的比热容为1.0×103 J/(kg·℃)，所需的柴油质量约为(　　)
A．0.01 kg 　B．0.1 kg 　C．1 kg D．10 kg
【答案】B
10.(2021贵阳模拟）如图所示是四冲程汽油机的____冲程，请你提出一条提高汽油机效率的措施：____。
【答案】做功；让汽油燃烧更充分(或减小尾气带走的热量，或加润滑油减小摩擦等)
11.“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力．同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，这说明“可燃冰”的　 　很大。
【答案】热值；
12.干木柴的热值是1.2×107J/kg ，表示的物理含义是________.一捆干木柴用去 后，剩余部分的热值为________ J/kg .
【答案】 (1). 干木柴完全燃烧放出的热量为 (2).
13.(2021泗洪模拟)如图所示，此时是汽油机的___________冲程，若该汽油机的转速是3000r/min，则1s内汽油机对外做功_______次.已知汽油的热值是4.6×107J/kg，完全燃烧5g汽油所释放的热量是_________J，若汽车获得的机械能是9.2×104J，则此汽油机效率为________%.
【答案】做功 25 2.3105 40
14.（2021攀枝花模拟）用天然气炉灶烧水是通过____________方式改变水的内能．若烧水的效率为25%，则完全燃烧0.04 m3天然气放出的热量可使常温下2.5 kg的水温度升高__________℃.[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值为4.2×107 J/m3]
【答案】热传递　40　
15.（2021雅安模拟）体积为0.28 m3、热值为3.6×107 J/m3的煤气完全燃烧放出的热量为________J；若这些热量的50%被温度为20 ℃、质量为30 kg的水吸收，则水的末温是________℃.[水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)]
【答案】1.008×107　60　
16.（2021眉山模拟）在标准大气压下，用一台热损失40%的天然气灶将2 kg初温为20 ℃的水加热至沸腾，水要吸收________J的热量，需要消耗________m3的天然气．[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q天然气＝3.5×107 J/m3]
【答案】6.72×105　0.032　
17.（2021镇江模拟）质量为10kg的水温度升高22℃，需要吸收的热量为_______________J，若不考虑热量散失，这些热量需要完全燃烧_____________g的天然气来提供。[c水=4.2×103J/（kg ℃），q天然气=4.4×107J/kg]
【答案】 9.24×105；21
18.（2021江苏模拟）可燃冰是一种新能源，它是水和天然气在高压低温下形成的类似冰状结晶物质，主要成分是甲烷，我国可燃冰的开采技术处于世界领先水平，用燃气锅炉烧水时，将500kg初温20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.1m3的可燃冰，这个过程中水吸收的热量为______J。完全燃烧0.1m3可燃冰放出的热量为______J，燃气锅炉烧水时的效率为______。(c水=4.2×103J/（kg·℃），可燃冰热值q=6.0×109J/m3)
【答案】（1）1.68×108；(2)6.0×108；(3)28%。
19.某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时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，水的比热容为4.2×103J/（kg.℃），煤的热值为3×107J/kg.煤完全燃烧产生的热量________J；在烧水过程中，________热效率最高（选填“0～2min”、“2～4min”或“4～6min”），其值为________.
【答案】 (1). 6×106 (2). 0～2min (3). 63%
20.（2021济宁模拟）济宁市某学校物理小组设计实验，探究“酒精、煤油、汽油”的热值（如图）。甲、乙、丙装置完全相同，水的质量和初温及待测燃料的质量也相同。通过测量全部燃料充分燃烧后水的末温（均未达到沸点）t甲＜t乙＝t丙，可以粗略知道它们的热值q的大小关系为q甲______q乙______q丙（选填“＞”“＝”或“＜”）。
【答案】＜ ＝
21.某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系．他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度(见表)．
(1)在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是(甲图中)：先调整固定_______的位置(选填“A”或“B”)．
(2)为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的__________、____________.
(3)通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是___________________．(假设煤油和菜籽油的燃烧速度相同)
(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并记录的数据、利用公式Q吸＝cm(t－t0)计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值．你认为他的计算结果是______的(选填“可靠”或“不可靠”)，原因是：_____________________________.
【答案】(1)B　(2)初温　质量　(3)煤油　(4)不可靠　燃料完全燃烧的热不能全部被水吸收
22.木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了下表的数据：
(1)从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是________的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越________。
(2)从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料，____________和________的比值是不变的，这个不变的比值，反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称为________，它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热量能力大小的物理量。
(3)完全燃烧0.01 m3的天然气放出的热量是________J；如果这些热量完全用于加热水，可使________kg的水温度升高10 ℃；实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多，原因是用燃气灶烧水时，除了水吸收的热量外，一部分传给了盛水的容器，另外一部分传给了________(答一个即可)。[q天然气＝4.2×107 J/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(4)在烧水过程中，人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收，为了衡量水吸收的热量在天然气完全燃烧所放出的热量中所占的比例，物理中引入________来描述，我们总是希望它的值越________越好。
【答案】(1)不同　多　(2)完全燃烧放出的热量　质量　热值　(3)4.2×105　10　空气(或燃气灶)　 (4)热效率　高
23.(2021广西模拟)某太阳能热水器中装有40 kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10 ℃升高到60 ℃，已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)。求：
(1)热水器中的水所吸收的热量；
(2)如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少立方米的天然气？(天然气的热值为8.4×107 J/m3，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收)
【答案】
解：(1)热水器中水吸收的热量：Q吸＝cm(t－t0)
＝4.2×103 J/(kg·℃)×40 kg×(60 ℃－10 ℃) ＝8.4×106 J
(3分)
(2)天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝Q吸＝8.4×106 J，
由Q放＝qV得，天然气的体积：
V＝＝＝0.1 m3(3分)
24.（2021淮南模拟）随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家。一辆使用汽油为燃料的小汽车，以75km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20kW．若小汽车行驶的距离为300km，汽油的热值q＝4.6×107J/kg，小汽车发动机的效率为25%．求小汽车在这段路程中：
（1）运动的时间；
（2）发动机所做的功为多少焦耳；
（3）消耗汽油的质量。
【答案】解：
（1）以75km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，小汽车行驶的距离为300km，
则车运动的时间；
t＝＝＝4h；
（2）发动机的实际功率为20kW，运动的时间为4h，
则发动机所做的功为：
W＝Pt＝20×103W×4×3600s＝2.88×108J；
（3）根据η＝＝可得，消耗汽油的质量：
m＝＝≈25kg。
答：（1）运动的时间为4h；
（2）发动机所做的功为2.88×108J；
（3）消耗汽油的质量为25kg。
25.（2021芜湖模拟）小明家新买了一辆使用汽油为燃料的小汽车。细心的小明发现行驶的速度不同时，耗油量不同。当小汽车以90km/h的速度匀速行驶时最省油，此时发动机的有用功率为25kW．若小汽车以最省油的速度行驶135km，求在这过程中
（1）汽车运动的时间；
（2）汽车消耗汽油的质量（汽油的热值q＝4.5×107J/kg，小汽车发动机的效率为30%）。
【答案】解：（1）由v＝得运动的时间为：
t＝＝＝1.5h；
（2）汽车所做的功为：
W＝Pt＝25000W×1.5×3600s＝1.35×108J；
根据η＝得汽油放出的热量为：
Q＝＝＝4.5×108J；
消耗汽油的质量为：
m＝＝＝10kg。
答：（1）运动的时间为1.5h；
（2）消耗汽油的质量为10kg。
26.（2021济宁模拟）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以及激光测距器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时，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：（汽油的密度为0.8x103kg／m3，汽油的热值为4.5x107J／kg）
（1）该汽车发动机做的有用功是多少？
（2）该汽车的输出功率为多少？
【答案】解：
（1）消耗汽油的质量：
m=pV=0.8x103kg/m3x1.5x10-3m=1.2kg
汽油完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=1.2kgx4.5x107J/kg=5.4x107J
汽车发动机做的有用功：
W＝nQ放＝30％x5.4x107J＝1.62x107J
（2）汽车运动的时间：
T=s/v=8km/72km/h=400s
该汽车的输出功率：
P=w/t=1.62x107J/400s =4.05x104 W.
答：（1）该汽车发动机做的有用功为1.62x107J；
（2）该汽车的输出功率为4.05x104W。
27.（2021雅安模拟）汽油发动机每一个工作循环要经历四个冲程，活塞带动曲轴转动两圈．一台汽油机，活塞面积是60 cm2，活塞行程是30 cm，做功冲程燃气产生的平均压强为8×105 Pa，若飞轮的转速是2 000 r/min，效率为40%，问：(汽油的热值为4.6×107 J/kg)
(1)做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是多少？
(2)做功冲程中，平均压力做多少功？
(3)汽油机在1小时内对外做功至少要消耗多少汽油？(结果保留一位小数)
【答案】(1)由p＝得，燃气对活塞的平均压力F＝pS＝8×105 Pa×60×10－4 m2＝4 800 N．　(2)做功冲程中，平均压力做的功W＝Fs＝4 800 N×0.3 m＝1 440 J．　(3)因飞轮的转速是2 000 r/min，即飞轮1 min转2 000 r，对外做功1 000次．所以，1小时内汽油机对外做功60×1 000＝60 000次，汽油机在1小时内做的总功W总＝60 000×1 440 J＝8.64×107 J，需要汽油完全燃烧放出的总能量Q放＝＝＝2.16×108 J；由Q放＝mq得，消耗汽油的质量m＝＝≈4.7 kg.
28.（2021岫岩模拟）如图所示，是一款新型汽车，该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段路程，消耗汽油1.2kg，假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，求：
（1）汽车匀速行驶8min通过的路程是多少m？
（2）汽油完全燃烧放出的热量是多少？
（3）该汽车发动机做的有用功是多少？（汽油的热值q＝4.5×107J/kg）
【答案】解：（1）v＝72km/h＝20m/s；
根据v＝可知，汽车匀速行驶8min通过的路程是：s＝vt＝20m/s×8×60s＝9600m；
（2）汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝1.2kg×4.5×107J/kg＝5.4×107J；
（3）由η＝得，汽车发动机做的有用功：W＝ηQ放＝30%×5.4×107J＝1.62×107J。
答：（1）汽车匀速行驶8min通过的路程是9600m；
（2）汽油完全燃烧放出的热量是5.4×107J；
（3）该汽车发动机做的有用功是1.62×107J。
29．（2021广东模拟）一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其ν﹣t图象如图所示，在第10s时速度达到20m/s，通过的路程为120m。求：
（1）在0～10s内汽车的平均速度；
（2）设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为f＝4000N那么在10～20s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少焦耳？
（3）若发动机的转化效率为80%，则10～20s内燃烧了多少千克汽油？（已知汽油的热值大约为5×107J/kg）。
【答案】解：
（1）由题知，在0～10s内汽车通过的路程为120m，
则在0～10s内汽车的平均速度：
v＝＝＝12m/s；
（2）由图象可知，10～20s汽车做匀速直线运动，速度v′＝20m/s，
则在10～20s汽车通过的路程为：s′＝v′t′＝20m/s×10s＝200m；
根据二力平衡条件可得，此时的牵引力：F＝f＝4000N，
在10﹣20s内汽车发动机产生的牵引力所做的功：
W＝Fs＝4000N×200m＝8×105J；
（3）已知发动机的转化效率η＝80%，
由η＝＝可得消耗汽油的质量：
m＝＝＝0.02kg。
答：（1）在0～10s内汽车的平均速度为12m/s；
（2）在10～20s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是8×105J。
（3）若发动机的转化效率为80%，则10～20s内燃烧了0.02千克汽油。
30．（2021乐东模拟）某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从30℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。水的比热容是4.2×103J/（kg ℃），无烟煤的热值是3.5×107J/kg。求
（1）锅炉内的水吸收的热量是多少？
（2）无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
（3）此锅炉的效率是多少？写出一种提高锅炉效率的方法。
【答案】解：（1）锅炉内的水吸收的热量：
Q吸＝cm1（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×200kg×（100℃﹣30℃）＝5.88×107J；
（2）无烟煤完全燃烧放出的热量：
Q放＝m2q＝6kg×3.5×107J/kg＝2.1×108J；
（3）锅炉的效率η＝×100%＝×100%＝28%。
为了提高锅炉的效率，可以把块状燃料粉碎成粉末状，并加大送风量，这样可以使燃料燃烧得更充分，增大有效利用的能量，以提高炉子的效率。
答：（1）锅炉内的水吸收的热量为5.88×107J；
（2）无烟煤完全燃烧放出的热量为2.1×108J；
（3）此锅炉的效率是28%。提高锅炉效率的方法把块状燃料粉碎成粉末状，并加大送风量。
31.（2021岳阳模拟）一辆小汽车在平直公路上以的速度匀速行驶，已知小汽车受到的阻力大小为2000N。
求发动机牵引力的大小。
求牵引力在10min内所做的功。
在一定时间内，汽车发动机对外所做的功与在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧时所释放的热量之比叫热机效率，即 ；如果在这10min内共消耗了的汽油，则汽车发动机的效率是多少？已知，保留到
【答案】因为：匀速直线运动
所以：受平衡力
则
则汽车行驶的距离：
，
牵引力在10min内所做的功：
；
汽油燃烧放出的总能量：
，
汽车发动机能量转化的效率：

答：发动机牵引力的大小为2000N；
牵引力在10min内所做的功是；
如果在这10min内共消耗了的汽油，则汽车发动机的效率是。
32．（2021河北模拟）冬天即将来临，学校积极创造条件为学生供应开水。在这个过程中，若用锅炉将300kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了11.2kg的煤[c水＝4.2×103J/（kg ℃），煤的热值为3×107J/kg]，则：
（1）锅炉内300kg的水吸收的热量是多少？
（2）此锅炉的效率是多少？
（3）某同学从开水房打了3kg的100℃的开水，为了便于使用，他将这100℃的开水和质量为5kg的20℃的冷水混合，若不计混合过程的热损失，则混合后温水的温度为多少？
【答案】解：（1）锅炉内300kg的水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×300kg×（100℃﹣20℃）＝1.008×108J；
（2）煤完全燃烧放出的热量：Q放＝qm煤＝3×107J/kg×11.2kg＝3.36×108J；
此锅炉的效率：η＝×100%＝×100%＝30%。
（3）不计热损失，Q吸＝Q放，
即：cm1（t﹣t01）＝cm2（t02﹣t），
即：4.2×103J/（kg ℃）×5kg×（t﹣20℃）＝4.2×103J/（kg ℃）×3kg×（100℃﹣t）
解得：t＝50℃。
答：（1）锅炉内300kg的水吸收的热量是1.008×108J；
（2）此锅炉的效率是30%；
（3）混合后温水的温度为50℃。