2023－2024学年人教版九年级物理计算题分项选编：第14章 内能的利用计算题（含答案）

第14章 内能的利用 计算题
1．使用酒精灯给水加热，整个加热过程共用了100g酒精，求这些酒精完全燃烧能放出多少热量？（已知酒精的热值q=3.0×107 J/kg）
2．驾驶员驾驶某型号汽车在平直公路上匀速行驶进行车型测试，测试过程中消耗汽油的体积为（，，）。求：
（1）测试过程中消耗汽油的质量；
（2）假设汽油完全燃烧，能够放出的热量。
3．干木材的热值是1.2×107J/kg，要放出3.6×107J的热量，需要完全燃烧多少kg的干木材？
4．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。
5．小林一家到某基地露营时，用火炉将质量为2kg、初温为20℃的水加热到100℃，燃烧了200g木炭。已知：水的比热容c水＝4.2×103J/（kg ℃），木炭的热值q＝3.36×107J/kg。
（1）求水吸收的热量；
（2）求该火炉烧水的热效率；
（3）请提出一种提高火炉热效率的途径。
6．为了减少环境污染，共建绿水青山的美好生态，我市部分农村地区已经用上了天然气烧水煮饭，天然气热值为4.2×107J/m3；，此时外界为1标准大气压。求：
（1）0.03m3天然气完全燃烧放出的热量；
（2）若这些热量的50%被2kg、30℃的水吸收，能使水升高到多少℃？
7．小明家的太阳能热水器，水箱容积是200L．小明进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃，请你求解下列问题：
（1）水箱中水的质量；
（2）水吸收的热量；[]
（3）如果水吸收的这些热量由燃烧煤气来提供，至少需要燃烧1.25kg煤气，煤气灶的效率为多少？（煤气的热值）
8．现有一台单缸四冲程汽油机，其主要技术指标如表。（不计克服摩擦消耗的能量，汽油热值取4.8×107J/kg）求；
排量 1.25L
输出功率 8kW
转速 2400r/min
效率 25%
（1）汽油机一次做功冲程对外做功W；
（2）1min消耗的汽油质量m；
（3）排量指发动机汽缸的工作容积，等于活塞的面积与活塞上下运动的距离（即冲程长）的乘积，若燃气对活塞压强看作恒压，则燃气压强p为多少？
9．一小汽车，在平直的高速路上匀速行驶2.3km，用时100s，若行驶过程中发动机牵引力一直为1000N，（q汽=4.6×107J/kg）,则
（1）汽车发动机所做的功是多少？
（2）汽车发动机的功率是多少？
（3）若这段过程消耗汽油0.25kg，则发动机效率为多少？
10．小星家的太阳能热水器，水箱装满水是40L。小星进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃。请你求解下列问题：
（1）水的质量是多少千克？
（2）水吸收的热量是多少焦？
（3）如果水吸收的这些热量，由燃烧焦炭来提供，而炉子的效率为40%，求至少需要燃烧多少千克的焦炭？[水的比热容为，焦炭的热值为]
11．有一功率为46kW、热机效率为20%的汽车正在一平直的公路上行驶，此时油箱中仅剩下5kg的汽油，汽车以20m/s的速度向前匀速沿直线行驶，问：
（1）完全燃烧5kg的汽油能放出多少J的热量？（）
（2）汽车还可以前进多远？
（3）完全燃烧5kg的汽油放出的热量用来加热质量1000kg初温为2oC的水，能使水温升到多少oC？[结果保留到整数位，不考虑能量损失，]
12．一台小汽车的发动机的效率是40%，这台小汽车在一次行驶中，用去2kg汽油。求：
（1）2kg汽油完全燃烧放出的热量是多少？（所用汽油的热值为4.5×107J/kg）
（2）发动机做了多少有用功？
（3）若将小汽车发动机的效率提高10%，其他性能不变，则在上述的行驶中可以节约多少kg的汽油？
13．为响应国家“低碳环保 节能减排”的号召，岳阳市公交集团新上线一批以天然气为燃料的新型公交汽车，其参数如图所示，某次行驶过程中，汽车搭载人员及物品共3000kg，所受阻力为总重力的0.01倍。在40s的时间内，匀速直线行驶400m，共消耗天然气0.025kg（天然气完全燃烧。其热值为6.4×107J/kg），针对此次行驶过程，求：[已知]
长度：12m，高度：3.2m 客车质量：13000kg，核载人数：75人 最大功率：180kW，最高时速：70km/h 轮胎与地面总接触面积：0.04m2
（1）汽车的功率；
（2）汽车发动机的效率。
14．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270km/h的速度匀速直线航行20min，消耗航空燃油1.35t，飞机发动机的功率为2.25×107W。（航空燃油的热值为4×107J/kg）求∶
（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少
（2）发动机的效率是多少？
15．氢燃料被公认为是21世纪最理想的能源之一，如图所示是上汽大通汽车有限公司生产的氢燃料新能源汽车，假设其满载时的重力为4×104N，某次满载后匀速直线运行24km从A地到B地，用时20min。此过程中，该新能源汽车所受阻力是2100N。（氢的热值是1.4×108J/kg，g取10N/kg）请计算：
（1）从A地到B地该新能源汽车牵引力所做的功？
（2）从A地到B地该新能源汽车牵引力的功率多少W？
（3）若此过程中，该新能源汽车消耗氢燃料0.75kg，求该新能源汽车发动机的效率。
16．云南省某地积极开发利用清洁能源，在冬季利用地热能为用户取暖，此地内有一口自喷状态地热井，出水温度为90℃，每小时出水量为150m 。求：
（1）每小时流出的地热水温度降低到50℃，所放出的热量是多少？
（2）这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，且天然气蒸汽锅炉的热效率为100%，需完全燃烧天然气的体积为多少？（天然气的热值为4×10 J/m ）
17．汽车燃烧汽油进而牵引力克服阻力做功，才能在路面上行驶。在路面水平的高速公路以的速度匀速行驶，经后，消耗汽油，已知发动机的效率为，汽油热值为。求：
（1）这段时间内汽油完全燃烧所放出的热量是多少？
（2）这段时间内汽车做的有用功是多少？
（3）这段时间内汽车牵引力大小是多少？
（4）这段时间内汽车做功的功率是多少？
（5）请说出汽车的额外能量损耗有哪些？（至少两种）
18．油电混合动力汽车是新型节能汽车。这种汽车在内燃机启动时，可以给车提供动力的同时，也给动力蓄电池组充电。己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是。若测试人员驾驶该车在平直公路上以的测试车速匀速行驶，内燃机消耗燃油，同时蓄电池组的电能增加了；从汽车的使用说明书知道，汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示。燃油的热值为。求：
（1）该汽车测试行驶中牵引力做的功；
（2）该汽车测试行驶中燃油完全燃烧放出的热量；
（3）该汽车内燃机的效率。
19．一台汽油机，活塞面积是Sm2，活塞行程是Lm，做功冲程燃气产生的平均压强为pPa，若飞轮的转速是nr/min（转/分钟），汽油机的效率为η，汽油的热值qJ/kg。请计算出汽油机在1h内要消耗多少kg的汽油？
20．2023年3月24日，首架在我国完成总装的空客A321飞机（如图）正式交付给航空公司。该飞机以最大航速飞行时平均每小时消耗航空煤油2300kg，已知航空煤油的热值为。
（1）飞行一段时间后，飞机表面温度升高，这是通过 的方式改变飞机的内能。航空燃油燃烧过程中，其热值 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）该飞机以最大航速飞行两个小时，消耗的燃料完全燃烧产生的热量是多少 ？
（3）在1标准大气压下，上述这些热量可以使多少千克的水温度升高 ？（不计热量损失）
21．小明家新买了一台的天然气灶，下表是天然气灶的部分铭牌。如果然气灶以最大火力工作，来加热2kg的水，使水温度升高80℃。已知天然气的热值，水的比热容。求：
品名 嵌入式天然气灶
型号 JZT-57B60D
质量 5 kg
使用然气 天然气
然气消耗量 （最大火力时）
点火方式 电子点火
热效率 60%
（1）水吸收的热量；
（2）燃烧的天然气的体积；
（3）加热时间。
22．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，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0.1kg的煤，煤的热值约为，水的比热容为，求：
（1）煤完全燃烧产生的热量；
（2）6分钟内水吸收的热量；
（3）煤炉烧水时的热效率。
23．某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞横截面积为，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，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），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。
24．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L=0.15m。某种工作状态下做功冲程燃气的平均压力为F=3×103N，活塞以n=1400次/分钟做往复运动，汽油机往复运动两次，对外做功一次。（q汽=4.6×107J/kg，不计摩擦，计算结果保留一位小数）
（1）汽油机在此工作状态下，对外做功一次所做的功是多少J？
（2）汽油机在此工作状态下，1min做功的功率是多少？
（3）如果此工作状态下1min消耗20g汽油，那么汽油机把内能转化为机械能的效率是多少？
25．用燃气灶烧水，将质量为2kg温度为20℃的水加热至70℃，（，）求：
（1）水吸收的热量；
（2）若实际消耗煤气的质量为0.05 kg，该燃气灶烧水时的效率为多少；
（3）为了节约能源，对煤气灶进行了改进，使煤气灶烧水的效率提高到50%，在同样的条件下，将质量为2kg、温度为20℃的水加热至70℃，计算消耗煤气的质量。
26．目前科学家发现了一种全新的压缩燃烧原理，可使发动机的效率达到60%。如图所示，质量为2.5t的小轿车在平直的公路上匀速行驶100km，消耗了20kg汽油，小轿车所受阻力为车重的0.1倍（已知汽油的热值大约为5×107J/kg，g取10N/kg）。求：
（1）小轿车行驶过程中所受的牵引力；
（2）小轿车发动机的效率；
（3）若此小轿车采用全新的压缩燃烧原理，使发动机的效率提高到50%，若保持小轿车发动机功率不变，小轿车燃烧20kg汽油时行驶的路程。
27．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，最大飞行高度达，最大航行速度达2.5倍声速（合），最大载油量为，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：
速度 100 200 300 400 500
阻力
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40%，飞机使用的航空燃油的热值为，则：
（1）某次飞机以的速度匀速飞行，求此过程中发动机做的功和消耗的燃油的质量；
（2）当飞机以速度匀速飞行时，请推导飞机牵引力的功率与的关系式。
28．右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）1min内做的有用功？求出该发动机的效率？
车型 某品牌轿车
排气量 1.5L
最大功率 69kW
空燃比 14∶1
汽油热值 J/kg
29．一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其v-t图像如图所示，在第10s时速度达到15m/s，通过的路程为80m。求∶
（1）设汽车在匀速行驶过程中所受阻力不变，大小为f=4000N，则汽车匀速行驶时的功率；
（2）在0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功。
（3）若发动机的转化效率为40%，则0 10s内需要完全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6×107J/kg）。
30．我国研制的大客机C919机上搭载的新一代涡扇发动机的热效率和推进效率比一般客机的高。所谓热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是指发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与其获得的机械能之比。如表，这是飞机的部分技术参数。
最大起飞质量 72.5t 客舱内气压 8.0×104Pa
巡航速度 920km/h 发动机巡航推力 2.7×104N
（1）若9000米高空气压只有3.2×104Pa，求机体1m2面积上承受内外气压的压力差。
（2）若飞机以巡航速度飞行0.5h的过程中，耗油900kg，发动机的热效率为40%，燃油热值q取4.6×107J/kg，求：
①此过程中发动机获得的机械能；
②此过程中发动机的推进效率。
31．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20000m，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表：
速度v/m s﹣1 100 200 300 400 500
阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 7.5×104
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36%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg。求：
（1）完全燃烧10t燃油产生的热量；
（2）当飞机以600m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率；
（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。
32．图甲是我国自主研制生产的一种环保混合动力实验汽车。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；当车辆需要全力加速时，内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量。为了保护蓄电池，当电池使用到剩下最大容量的25%停止供电。汽车的某些参数如表所示。（q汽油=4.6×107J/kg）
电机 输出最大功率/kW 40
电池 输出电压/V 300
最大容量/J 1.0×108
整车 质量/t 1.8
（1）某次测试中，该车以50km/h的速度在平直公路上匀速行驶1h，观察仪表盘，蓄电池储存的能量由最大值的45%增大至75%，求：
①5kg汽油完全燃烧放出的热量；
②本次测试汽车的能量利用率（结果保留一位小数）；
（2）另一次测试中，只用蓄电池提供动力且输出电能全部转化为机械能，该车在电池充满电的情况下以60km/h的速度最多可行驶多少km？
33．某航空母舰满载时排水量为6.5×104t，吃水深度约为10m，最大航速约为54km/h。若舰上停有一架质量为20t的舰载机，正常飞行航速为300m/s，飞行中发动机推力约为2.4×104N，发动机效率约为40%。（g＝10N/kg，ρ海水＝1.0×103kg/m3，飞机燃油热值取q＝5×107J/kg）求：
（1）航母满载时所受浮力。
（2）战机正常飞行时发动机推力做功的功率。
（3）若战机最大航程为3.5×103km，飞行员在出发前要给飞机加多少kg燃油。
34．一台单缸四冲程汽油机，做功冲程燃气产生的平均压强为6×105帕，活塞面积是5×10-3ｍ2，活塞冲程是0.3ｍ，若飞轮转速为600转/分钟，且汽油机效率为30％。求：这台汽油机1小时所消耗汽油多少千克（汽油的热值为5.4×107J/kg）
35．随着时代的发展，汽车已经进入百姓家庭。如图是汽车柴油机的气缸与活塞的简化示意图，柴油机的点火方式为压燃式，在压缩冲程中将空气温度压到柴油的着火点。提示：描述密闭气体状态的参数有压强P，体积V，温度T（T为热力学温度，单位是开尔文，符号“K”）；其三者的关系为PVC（C为常数），且Tt273
（1）若某汽车的质量是2.1t，那么它的重力是多少？（g取10N/kg）
（2）压缩冲程中将机械能转化为_____能？
（3）若气缸内密闭空气的初始温度为t127℃，则相当于热力学温度T1是多少？
（4）柴油的着火点约为480K。若密闭空气的体积被压缩到原来的，压强将增大为原来的16倍。结合第（3）小问，试通过计算，判断此时能否将柴油点燃？
36．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）

37．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。
38．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？
39．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）
40．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）
41．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。
42．为了更加节约能量，总质量电动卡车装有能量回收装置，回收能量时卡车的驱动电机变为发电机为蓄电池充电，某次测试过程中由运动到，可简化为三个过程。
过程一：从处由静止开始运动到处，从到的过程中，卡车和矿石的重力势能减少量为，其中30%充入蓄电池转化为电能，2.5%转化为动能；
过程二：到的过程电动机仅靠刚充入的电能驱动卡车匀速行驶，到点时剩余刚充入电能的四分之一，卡车受到的摩擦阻力为卡车和矿石总重的0.2倍，蓄电池减少的电能中只有80%用于驱动汽车行驶；
过程三：到减速停车再次启动能量回收装置，最终停在点，此过程将动能减少量的40%回收为电能储存在蓄电池中。
（1）由到的过程中，求蓄电池增加的电能；
（2）由到的过程中，求卡车运动的路程；
（3）由到的过程中蓄电池电能的增加量。
参考答案：
1．3×106 J
【详解】解：酒精的质量
酒精完全燃烧产生的热量
答：这些酒精完全燃烧能放出热量。
2．（1）1.05kg；（2）4.725×107J
【详解】解：（1）由得，消耗汽油的质量为
（2）汽油完全燃烧放出的热量为
答：（1）所消耗汽油的质量为1.05kg；
（2）汽油燃烧所放出的热量为4.725×107J。
3．3kg
【详解】解：干木材的热值，要放出的热量，需要完全燃烧干木材的质量
答：干木材的热值是1.2×107J/kg，要放出3.6×107J的热量，需要完全燃烧3kg的干木材。
4．（1）4.2×106J；（2）2.1×107J；（3）20%
【详解】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%。
5．（1）6.72×105J；（2）10%；（3）见解析
【详解】解：（1）水吸收的热量
（2）木炭完全燃烧放出的热量
火炉烧水的热效率
（3）提高火炉的效率有：保证足够的空气；加大燃料燃烧的面积；减少烟气带走的热量等。
答：（1）水吸收的热量为6.72×105J；
（2）该火炉烧水的热效率为10%；
（3）提高火炉的效率有：保证足够的空气；加大燃料燃烧的面积等（合理即可）。
6．（1）1.26×106J；（2）37.5℃
【详解】解：（1）0.03m3天然气完全燃烧放出的热量
（2）由题知，水吸收的热量
由得，水升高的温度
水的初温为30℃，则末温为
答：（1）30g天然气完全燃烧放出的热量为1.26×106J；
（2）若这些热量的50%被2kg、30℃的水吸收，能使水升高到37.5℃。
7．（1）200kg；（2）2.1×107J；（3）40%
【详解】解：（1）由得水的质量
（2）水吸收的热量
（3）燃烧1.25kg煤气放出的热量
煤气灶的效率
答：（1）水箱中水的质量是200kg；
（2）水吸收的热量是2.1×107J；
（3）如果水吸收的这些热量由燃烧煤气来提供，至少需要燃烧1.25kg煤气，煤气灶的效率为40%。
8．（1）400J；（2）0.04kg；（3）3.2×105Pa
【详解】解：（1）根据知，汽油机1min内做的总功为
因为飞轮每转两圈对外做功一次，所以，飞轮转动2400圈，要对外做功1200次，汽油机一次做功冲程对外做功为
（2）根据知，汽油完全燃烧放出的热量为
根据得，1min消耗汽油的质量为
（3）设运动长度为L，活塞的横截面积为S，则汽缸的容积为
由可知，燃气的压力
则燃气压强为
答：（1）汽油机一次做功冲程对外做功W为400J；
（2）1min消耗的汽油质量m为0.04kg；
（3）燃气压强p为3.2×105Pa。
9．（1）2.3×106J；（2）2.3×104W；（3）20%
【详解】解：（1）汽车的发动机所做的功
W=Fs=1000N×2.3×103m=2.3×106J
（2）汽车发动机的功率
（3）汽油完全燃烧释放的能量
Q=mq=0.25kg×4.6×107J/kg=1.15×107J
发动机的效率
答：（1）汽车的发动机所做的功是2.3×106J；
（2）汽车发动机的功率是2.3×104W；
（3）发动机效率为20%。
10．（1）40kg；（2）4.2×106J；（3）0.35kg
【详解】解：（1）水的体积
由得，水的质量
（2）水吸收的热量
（3）由知，焦炭完全燃烧释放热量
由得，需要焦炭的质量
答：（1）水的质量为40kg；
（2）水吸收的热量为4.2×106J；
（3）至少需要燃烧0.35kg的焦炭。
11．（1）2.3×108J；（2）20km；（3）57℃
【详解】解：（1）完全燃烧5kg的汽油能放出的热量是
（2）已知汽车的热机效率为20%，根据得，汽车做的有用功为
所用的时间
汽车还可以前的距离
（3）水升高的温度是
水温升到的温度
答：（1）完全燃烧5kg的汽能放出2.3×108J的热量；
（2）汽车还可以前进20km；
（3）能使水温升到57℃。
12．（1）9×107J；（2）3.6×107J；（3）0.4kg
【详解】解：（1）2kg汽油完全燃烧放出的热量
（2）由可知，发动机所做的有用功
（3）根据题意可知，效率提高10%后，小汽车发动机的效率是
由可知，效率提高后汽油完全燃烧放出的热量
由可知，效率提高后消耗的汽油质量
上述的行驶中可以节约汽油的质量
答：（1）2kg汽油完全燃烧放出的热量是9×107J；
（2）发动机做了3.6×107J的有用功；
（3）若将小汽车发动机的效率提高10%，其他性能不变，则在上述的行驶中可以节约0.4kg的汽油。
13．（1）1.6×104W；（2）40%
【详解】解：（1）汽车和人物品的总重力
汽车受的阻力
因为汽车匀速运动，牵引力与阻力是一对平衡力，所以
汽车的速度
汽车的功率
（2）0.025kg天然气完全燃烧放出的热量
汽车做的有用功
汽车发动机的效率
答：（1）汽车的功率是1.6×104W；
（2）汽车发动机的效率40%。
14．（1）5.4×1010J；（2）50%
【详解】解：（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量为
（2）飞机航行20min发动机做功为，发动机的效率为
答：（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是；
（2）发动机的效率是50%。
15．（1）5.04×107J；（2）4.2×104W；（3）48%
【详解】解：（1）由于汽车匀速直线运行，由二力平衡可知
F=f=2100N
汽车匀速直线运行的距离
24km=2.4×104m
从A地到B地该新能源汽车牵引力所做的功
W=Fs=2100N×2.4×104m=5.04×107J
（2）汽车牵引力的功率
（3）氢完全燃烧放出的热量
新能源汽车发动机的效率
答：（1）从A地到B地该新能源汽车牵引力所做的功为5.04×107J；
（2）从A地到B地该新能源汽车牵引力的功率4.2×104W
（3）该新能源汽车发动机的效率48%。
16．（1）2.52×1010J；（2）630m3
【详解】解：（1）每小时出水量为150m3，由得，水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×150m3=1.5×105kg
水放出的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg ℃)×1.5×105kg×(90℃-50℃)=2.52×1010J
（2）由天然气蒸汽锅炉的热效率为100%得，天然气需要放出的热量
Q放=Q吸=2.52×1010J
由Q放=Vq得，天然气的体积
答：（1）每小时流出的地热水温度降低到50℃，所放出的热量为2.52×1010J；
（2）需完全燃烧天然气630m3的天然气。
17．（1）；（2）；（3）；（4）；（5）克服摩擦阻力损失能量、废气带走的能量。
【详解】解：（1）汽油完全燃烧所放出的热量
（2）汽车所做得有用功
（3）由知，汽车牵引力大小为
（4）这段时间内汽车做功的功率
（5）研究发现，汽车额外能量损耗有：克服摩擦阻力损失能量、废气带走的能量等。
答：（1）汽油完全燃烧所放出的热量为；
（2）汽车所做得有用功为；
（3）汽车牵引力大小为；
（4）这段时间内汽车做功的功率为；
（5）克服摩擦阻力损失能量、废气带走的能量。
18．（1）；（2）；（3）40%
【详解】解：（1）由图象可知，当速度是时，阻力是900N，因为汽车匀速直线运动时，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以汽车受到的牵引力
汽车行驶的距离
该汽车测试行驶中牵引力做的功
（2）该汽车测试行驶中若燃油完全燃烧可放出热量
（3）有效利用的能量
内燃机的效率是
答：（1）该汽车测试行驶中牵引力做的功为；
（2）该汽车测试行驶中燃油完全燃烧放出的热量为；
（3）该汽车内燃机的效率为40%。
19．
【详解】解：发动机做功一次所做的功
汽油机在一小时内做的总功
因为
所以汽油完全燃烧放出的总能量
因为
完全燃烧汽油的质量
答：汽油机在一小时内要消耗的汽油。
20． 做功 不变
【详解】解：（1）[1]飞机飞行时，飞机表面与空气摩擦，温度升高，内能增大，即摩擦生热，故是通过做功的方式改变飞机的内能。
[2]热值是燃料的自身属性，与其质量无关，故航空燃油在燃烧过程中热值不变。
（2）[3]该飞机以最大航速飞行两个小时消耗的航空煤油
m煤油=2×2300kg=4600kg
消耗的航空煤油完全燃烧产生的热量
（3）[4]根据题意，不计热量损失，则水吸收的热量
由可知，水的质量
答：（1）做功；不变；
（2）该飞机以最大航速飞行两个小时，消耗的燃料完全燃烧产生的热量是1.932×1011J；
（3）在1标准大气压下，上述这些热量可以使1×106kg的水温度升高46°C。
21．（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1）加热过程中，水吸收的热量
（2）燃烧的天然气放出的热量是
燃烧的天然气的体积
（3）加热时间是
答：（1）水吸收的热量是；
（2）燃烧的天然气的体积是；
（3）加热时间是。
22．（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1）煤完全燃烧产生的热量为
（2）由图知，6分钟内水温从20℃升高到了80℃，所以6分钟内水吸收的热量为
（3）煤炉烧水时的热效率为
答：（1）煤完全燃烧产生的热量为；
（2）6分钟内水吸收的热量为；
（3）煤炉烧水时的热效率为。
23．（1）4000N；（2）200J
【详解】解：（1）由得做功冲程中燃气对活塞的平均压力为
（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功为
答：（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力为4000N；
（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功为200J。
24．（1）450J；（2）5250W；（3）34.2%
【详解】解：（1）汽油机对外做功一次所做的功
W1=FL=3000N×0.15m=450J
（2）汽油机一分钟做的功
汽油机做功的功率
（3）汽油完全燃烧释放的热量
汽油机把内能转化为机械能的效率
答：（1）汽油机在此工作状态下，对外做的一次功的大小为450J；
（2）汽油机在此工作状态下，1min内做功的功率是5250W；
（3）汽油机把内能转化为机械能的效率为34.2%。
25．（1）4.2×105J；（2）20%；（3）0.02kg
【详解】解：（1）水吸收的热量为
（2）燃料完全燃烧放出的热量为
燃气灶的效率为
（3）由得，燃料燃烧放出的热量为
消耗的煤气的质量为
答：（1）水吸收的热量为4.2×105J；
（2）燃气灶烧水时的效率为20%；
（3）煤气灶效率提高到50%时，消耗的煤气的质量为0.02kg。
26．（1）2.5×103N；（2）25%；（3）200km
【详解】解（1）小汽车的重力
G=mg=2.5×103kg×10N/kg=2.5×104N
小轿车所受阻力为
f=0.1G=0.1×2.5×104N=2.5×103N
因为小轿车在平直的公路上匀速行驶，所以小轿车行驶过程中所受的牵引力和阻力是平衡力，牵引力为
F牵=f=2.5×103N
（2）小轿车匀速行驶100km燃烧汽油产生的热量
Q放=m油q=20kg×5×107J/kg=1×109J
小轿车匀速行驶100km所做的功
W=F牵s=2.5×103N×100×103m=0.25×109J
小轿车发动机的效率
（3）若发动机的效率为50%，则小轿车燃烧20kg汽油所转化的机械能
W=η'Q放=50%×1×109J=5×108J
保持小轿车发动机功率不变，即小轿车受到的牵引力不变，根据W=Fs'可知，小轿车行驶的路程为
答：（1）小轿车行驶过程中所受的牵引力为2.5×103N；
（2）小轿车发动机的效率为25%；
（3）若此小轿车采用全新的压缩燃烧原理，使发动机的效率提高到50%，若保持小轿车发动机功率不变，小轿车燃烧20kg汽油时行驶的路程为2×105 m。
27．（1），37.5kg；（2）
【详解】解：（1）某次飞机以的速度匀速飞行，根据表中数据可知，受到的阻力为，根据二力平衡的条件，飞机受到的牵引力为
此过程中发动机做的功为
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40%，飞机使用的航空燃油的热值为，根据
需要燃油的质量
（2）根据表中数据可知，200m/s是100m/s的2倍，则对应受到的阻力之比为
300m/s是100m/s的3倍，则对应的受到的阻力之比为
故得出速度增大为原来的几倍，对应的受到的阻力增大为原来几倍的平方，当飞机以速度匀速飞行时，受到的阻力为
飞机的牵引力为
根据
飞机牵引力的功率与的关系式为
答：（1）某次飞机以的速度匀速飞行，求此过程中发动机做的功为，消耗的燃油的质量为37.5kg；
（2）当飞机以速度匀速飞行时，飞机牵引力的功率与的关系式为。
28．（1）kg；（2）J；（3）J； 20%
【详解】解：（1）由排气量可知，每次吸入混合气的体积
由可得，每次吸入混合气的质量
kg
（2）因空燃比是指吸气冲程中吸入气缸内的空气和汽油的质量之比，所以，每次做功冲程中吸入汽油的质量
1 min内吸入汽油的质量
1 min内汽油燃烧放出的热量
（3）由可得，1 min内做的有用功
该发动机的效率
答：（1）每次吸入混合气的质量为kg；
（2）1min内汽油燃烧放出的热量为J；
（3）1min内做的有用功为J；该发动机的效率为20%。
29．（1）；（2）；（3）0.025
【详解】解：（1）由图象可知，10s后汽车做匀速直线运动，其速度v=15m/s， 因汽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，此时汽车受到的牵引力
F=f=4000N
则该汽车匀速行驶时的功率
（2）因汽车的功率不变，所以，在0～10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功
（3）由可得，0～10s内汽油完全燃烧释放的热量
由Q放=mq可得，需要燃烧汽油的质量
答：（1）设汽车在匀速行驶过程中所受阻力不变，大小为f=4000N，则汽车匀速行驶时的功率为；
（2）在0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功为；
（3）若发动机的转化效率为40%，则0 10s内需要完全燃烧0.025千克汽油才能使发动机做这么多功。
30．（1）4.8×104N；（2）①1.656×1010J；②
【详解】解：（1）机体1m2面积上承受内外气压的压力差
F= pS= (8.0×104Pa -3.2×104Pa) ×1m2=4.8×104N
（2）消耗的燃油完全燃烧放出的热量
Q放=mq =900kg×4.6×107J/kg =4.14×1010J
发动机获得的机械能
W 总=ηQ放=4.14×1010J×40%=1.656×1010J
飞机飞行的路程
s=vt=920km/h×0.5h=460km= 4.6×105m
推力做的功
W=Fs=2.7×104N×4.6×105m=1.242×1010 J
此过程中发动机的推进效率
　
答： （1）机体1m2面积上承受内外气压的压力差是4.8×104N；
（2）①此过程中发动机获得的机械能是1.656×1010J；
②此过程中发动机的推进效率是。
31．（1）5×1011J；（2）6.48×107W；（3）2.4×106m
【详解】解：（1）完全燃烧10t燃油产生的热量
Q放=mq=10×103kg×5×107J/kg=5×1011J
（2）通过分析表中的数据可知，飞机受到的阻力的增大倍数与速度增大倍数的平方成正比，因此当飞机以600m/s的速度巡航时，所受阻力为
飞机匀速飞行时牵引力
F=f=1.08×105N
则飞机发动机的输出功率
（3）因为飞机的最大载油量为10t，由（1）知若在飞机油箱中加满燃油，完全燃烧放出的热量是5×1011J，飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是36%，则飞机输出的有用功
W有用=ηQ放=36%×5×1011J=1.8×1011J
根据表格数据可知，当飞机以500m/s的速度巡航时，阻力为7.5×104N，飞机匀速飞行时牵引力
F′=f′=7.5×104N
飞机的航程
答：（1）完全燃烧10t燃油产生的热量为5×1011J；
（2）当飞机以600m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率为6.48×107W；
（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程为2.4×106m。
32．（1）①2.3×108J；②34.8%；（2）50km
【详解】解：（1）①5kg汽油完全燃烧放出的热量为
Q放＝mq汽油＝5kg×4.6×107J/kg＝2.3×108J
②由图乙可知，当车的速度为50km/h时汽车受到的阻力f＝1000N，由于车匀速行驶，车受到的阻力与牵引力是一对平衡力，车的牵引力为
F＝f＝1000N
路程为
车所做的机械功为
W＝Fs＝1000N×50×1000m＝5×107J
蓄电池增加的电能为
W电＝（75%﹣45%）×1.0×108J＝3×107J
所以车获得的有用功为
W总＝W+W电＝5×107J+3×107J＝8×107J
本次测试汽车的能量利用率为
（2）根据题意可知，电池一次能提供的电能为
W′＝（1﹣25%）×1.0×108J＝7.5×107J
根据题意可知，车获得的机械能为
W机械＝W′＝7.5×107J
由图乙可知，当车速为60km/h时，汽车受到的阻力f′＝1500N，,由于车匀速行驶，车受到的阻力与牵引力是一对平衡力，车的牵引力为
F′＝f′＝1500N
由W＝Fs可知，该车行驶的路程为
答：（1）①5kg汽油完全燃烧放出的热量为2.3×108J；
②本次测试汽车的能量利用率为34.8%；
（2）该车在电池充满电的情况下以60km/h的速度最多可行驶50km。
33．（1）6.5×108N；（2）7.2×105W；（3）4200kg
【详解】解：（1）航母满载时所受浮力
F浮=G排=m排g=6.5×104t×10N/kg=6.5×104×103kg×10N/kg=6.5×108N
（2）战机正常飞行时发动机推力做功的功率
（3）飞行时发动机推力做的功
W=Fs=2.4×104N×3.5×103×1000m=8.4×1010J
燃油完全燃烧放出的热量
燃油的质量
答：（1）航母满载时所受浮力为6.5×108N；
（2）战机正常飞行时发动机推力做功的功率为7.2×105W；
（3）若战机最大航程为3.5×103km，飞行员在出发前要给飞机加4200kg燃油。
34．1kg
【详解】解：（1）已知压强p=6×105Pa，面积S=5×10-3m2，根据压强公式可知
压力
又知活塞移动的距离s=0.3m
则发动机一个做功冲程所做的功
已知飞轮转速为600转/分钟，飞轮转两圈，做功一次，则1min做功的次数n=300次，汽油机在一小时内做的总功
由得，汽油完全燃烧放出的总能量
由Q=mq得，完全燃烧汽油的质量
答：这台汽油机1小时内消耗汽油为1kg。
35．（1）21000N ；（2）内；（3）300K；（4）此时能将柴油点燃
【详解】解：（1）若某汽车的质量是
m=2.lt=2100kg
那么它的重力是
G=mg=2100kg×10N/kg=21000N
（2）柴油机的压缩冲程中，是将机械能转化为内能。
（3）若气缸内密闭空气的初始温度为t1=27℃，则相当于热力学温度
T1=t+273=27+273=300K
（4）由题知，气缸气体压强p，体积V及温度T满足pV=C这—方程，所以压缩前
p0V=C×300K……①
压缩后
……②
由题意知，
解得：T=480K，由题知，柴油的着火点约为480K，柴油能燃烧。
答：（1）若某汽车的质量是2.lt,那么它的重力是21000N ；
（2）压缩冲程中将机械能转化为内能；
（3）若气缸内密闭空气的初始温度为t1=27℃，则相当于热力学温度T1是300K；
（4）此时能将柴油点燃。
36．（1）4×105 Pa；（2）2h；（3）1.296×109 J；（4）33.3%。
【详解】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。
37．（1）8.4×106J；（2）0.42kg；（3）4000s
【详解】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。
38．（1）；（2）4km；（3）25%
【详解】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%。
39．（1）2700N；（2）135J；（3）2025W；（4）33.0%
【详解】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%。
40．（1）；（2）；（3）
【详解】(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。
41．（1）90km；（2）1.125×108J；（3）①1×108J；②乙车不能到达B地。
【详解】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。
42．（1）；（2）；（4）
【详解】解：（1）从A到B的过程中，卡车和矿石的重力势能减少量为，其中30%转化为蓄电池增加的电能，则蓄电池增加的电能
（2）由B到C的过程中，卡车受到的摩擦阳力为卡车和矿石总重的0.2倍，由于卡车做匀速直线运动，则牵引力等于阻力
F=f=G×0.2=mg×0.2=20000kg×10N/kg×0.2=40000N
由B到C的过程中，卡车做匀速直线运动，消耗的电能等于克服摩擦阻力做的功
卡车运动的路程
（3）卡车在、C点的动能
到减速停车再次启动能量回收，回收的能量
由到的过程中蓄电池电能的增加量
答：（1）由到的过程中，求蓄电池增加的电能=；
（2）由到的过程中，求卡车运动的路程为；
（3）由到的过程中蓄电池电能的增加量=。