第十四章内能的利用 专题三常见热学综合计算(二) 2024-2025学年人教版九年级物理全一册（含答案）

专题三 常见热学综合计算(二)
1.某汽车在水平地面上以 25 m/s的速度匀速行驶，行驶600s汽车发动机产生的牵引力所做的功为 消耗汽油1kg(假设汽油在发动机汽缸内完全燃烧，汽油热值取 g取10 N/ kg)。针对这一过程，求：
(1)汽车行驶的路程；
(2)汽车受到的阻力；
(3)汽车发动机的效率。
2.为改善城市空气质量，现引入了雾炮车洒水除尘。如图为一台正在水平路面上洒水的雾炮车。当雾炮车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动时，其 图象如图所示，在第10 s末速度达到20m/s。设该车在行驶过程中所受阻力不变，大小为. (g取10 N/ kg，柴油热值取 求：
(1)10~20 s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少焦耳
(2)若柴油机效率为 40%，则10~20 s内需要消耗柴油的质量。
3.设计汽车发动机时，既要考虑能量的利用效率，也要考虑发动机的冷却问题。
(1)为了防止发动机过热，汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度。5kg水在冷却系统中温度升高 吸收的热量是多少
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(2)柴油在某汽车发动机汽缸内燃烧时，如果每分钟燃烧0.3kg柴油，发动机输出的功率是 则此汽车发动机的效率是多少 (柴油的热值为
4.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体氢作为燃料，液态氧作为助燃剂，液态氢的热值为
(1)使用氢作为燃料的主要优点是： 和 。
(2)某火箭发射时携带 液态氢燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量是多少J
(3)若第一问放出的热量只有 20%被水吸收，能将 初温为 的水加热至多少 (已知当地大气压为1标准大气压)
(4)氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在汽缸中燃烧，某次测试中，一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶20 min，消耗了1.5kg 燃料，求该发动机的效率。
5.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，氢气和汽油的热值分别取 。 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。设氢气和汽油在汽缸内均完全燃烧，轿车行驶中所受阻力恒定，发动机输出的能量全部用来驱动轿车行驶，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25 m/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，小华切换成汽油为燃料，轿车仍以25 m/s的速度匀速行驶，此过程中发动机的效率为 30%。
(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。
1.解:(1)s= vt=25m/s×600s=1.5×10 m;
2.解:(1)F=f=4 000 N,
P= Fv=4 000 N×20 m/s=80 000 W,
W= Pt=80 000 W×10 s=8×10 J;
3.解:
4.解:(
，在标准大气压下，水被加热到100℃；
5.解:(1)P=20kW=2×10 W,
f=F=800 N;
(2)t=1h=3 600s,s = vt=25 m/s×3600 s=9×10 m=90km;
Q放氢=m氢气q氢气=0.8 kg×1.5×10 J/ kg=1.2×
(3
所以轿车不能到达乙地。