九年级物理+热机效率专题计算（含答案）
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文档简介
九年级物理
热机效率专题计算
一．计算题（共6小题）
1．一辆轿车在平直的高速公路上匀速行驶0.9km，所受阻力为1.6×103N，求在此过程中：
（1）轿车所受牵引力大小以及牵引力所做的功；
（2）若轿车消耗汽油0.125kg，其发动机的效率多大？（q汽油＝4.6×107J/kg，结果保留整数）
2．“运20”是我国自主研发的大型运输机，它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，若“运20”在高空中飞行时，在恒定的水平推力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，需要燃烧航空煤油4800kg，已知飞机发动机提供的机械功率是3.2×107W，航空煤油的热值为q＝4.0×107J/kg。则在这1h内：
（1）航空煤油完全燃烧放出的热量是多少？
（2）该发动机的热机效率是多大？
3．近年来，我国汽车工业发展迅猛，各种新型汽车不断投放市场。以下是我国某品牌轿车的测试报告：
汽油的热值q＝3.3×107J/L，燃料完全燃烧放出热量的公式Q＝qV，式中V表示燃料的体积。请计算该品牌轿车在本次测试过程中，求：
（1）汽车发动机做了多少机械功；
（2）9L汽油完全燃烧产生的内能；
发动机产生内能转化为牵引轿车前进所需能量的效率。（g取10N/kg）（如除不尽，保留1位小数）
车型
某品牌轿车
测试道路
标准水平国道
测试距离
100km
测试速度
80km/h匀速行驶
整车质量
900kg
消耗汽油
9L
受到阻力
整车重的0.08倍
4．如图所示，是我国自行设计研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机鲲龙﹣600，2018年10月1日，鲲龙﹣﹣600完成了首次水上高速滑行试验，飞机操控稳定，各系统工作正常。若鲲龙﹣﹣600以270km/h的速度匀速直线滑行10min，消耗航空煤油675kg，飞机发动机的功率为2.25×107W，求：（航空煤油的热值为4×107J/kg）
（1）675kg的航空煤油完全燃烧放出的热量；（2）飞机在滑行过程中受到的阻力；（3）发动机的效率。
5．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72km/h的速度在水平路面上匀速直线行驶时，发动机的功率为20kW．若小汽车行驶的路程为108km，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，
求：（1）汽车所受的阻力？（2）消耗汽油的质量？
6．一辆使用汽油为燃料的小汽车，在路面水平的高速公路以90km/h的速度匀速行驶，行驶了60km，消耗汽油5L．已知发动机的效率为30%，求：
（1）该路段上汽油完全燃烧所放出的热量；
（2）该路段上发动机给汽车行驶提供的牵引力。（汽油密度ρ＝0.7×103kg/m3，汽油热值为4×107J/L）
九年级物理
热机效率专题计算
参考答案
一．计算题（共6小题）
1．解：（1）汽车做匀速直线运动，处于平衡状态，即阻力与牵引力是一对平衡力，由平衡条件得：车所受的阻力f＝F＝1.6×103N；
汽车的牵引力所做的功：W＝Fs＝1.6×103N×0.9×103m＝1.44×106J；
（2）汽油燃烧释放的能量：Q＝mq＝0.125kg×4.6×107J/kg＝5.75×106J，
所以发动机的效率：η＝＝×100%≈25%。
2．解：（1）航空煤油完全燃烧放出的热量为：Q放＝qm＝4×l07J/kg×4800kg＝1.92×1011J。
（2）该飞机沿水平方向匀速航行1h，则发动机做的功为：W＝Pt＝3.2×107
W×3600s＝1.152×1011J，
发动机的热效率为：η＝×100%＝×100%＝60%。
3．解：（1）由于汽车做匀速直线运动，在水平方向上受到的牵引力和阻力是一对平衡力，则F＝f＝0.08G＝0.08mg＝0.08×900kg×10N/kg＝720N；
所做的机械功为：W＝Fs＝720N×100×1000m＝7.2×107J；
（2）汽油完全燃烧产生的内能为：Q放＝Vq汽油＝9L×3.3×107J/L＝2.97×108J；
（3）发动机产生内能转化为牵引轿车前进所需能量的效率为：η＝×100%＝×100%≈24.2%。
4．解：（1）航空煤油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝675
kg×4×107J/kg＝2.7×1010J；
（2）滑行10min牵引力做功：W＝Pt＝2.25×107W×600s＝1.35×1010J；
飞机滑行10min通过的路程：s＝vt＝270km/h×h＝45km＝4.5×104m；
飞机受到的牵引力：F＝＝＝3×105N；
因为飞机做匀速直线运动，受力平衡，所以飞机受到的阻力f＝F＝3×105N；
（3）发动机的效率：η＝×100%＝×100%＝50%。
5．解：（1）汽车的速度v＝72km/h＝20m/s，
汽车的牵引力：F＝＝＝1000N，
因为汽车在水平路面上匀速直线行驶，所以汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，
则汽车所受的阻力：f＝F＝1000N；
（2）汽车运动时间：t＝＝＝1.5h＝5400s，
发动机所做的有用功：W有用＝Pt＝20×103W×5400s＝1.08×108J，
汽油完全燃烧释放的热量：Q放＝＝＝4.32×108J，
需要消耗汽油的质量：m＝＝≈9.4kg。
6．解：（1）汽油完全燃烧所放出的热量为：Q放＝Vq＝5L×4×107J/L＝2×108J；
（2）所做有用功：W＝30%Q放＝30%×2×108J＝6×107J，
s＝60km＝6×104m，
牵引力：F＝＝＝1000N。
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日期：2020/8/20
21:18:05；用户：13953002945；邮箱：13953002945；学号：26084562
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热机效率专题计算
一．计算题（共6小题）
1．一辆轿车在平直的高速公路上匀速行驶0.9km，所受阻力为1.6×103N，求在此过程中：
（1）轿车所受牵引力大小以及牵引力所做的功；
（2）若轿车消耗汽油0.125kg，其发动机的效率多大？（q汽油＝4.6×107J/kg，结果保留整数）
2．“运20”是我国自主研发的大型运输机，它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，若“运20”在高空中飞行时，在恒定的水平推力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，需要燃烧航空煤油4800kg，已知飞机发动机提供的机械功率是3.2×107W，航空煤油的热值为q＝4.0×107J/kg。则在这1h内：
（1）航空煤油完全燃烧放出的热量是多少？
（2）该发动机的热机效率是多大？
3．近年来，我国汽车工业发展迅猛，各种新型汽车不断投放市场。以下是我国某品牌轿车的测试报告：
汽油的热值q＝3.3×107J/L，燃料完全燃烧放出热量的公式Q＝qV，式中V表示燃料的体积。请计算该品牌轿车在本次测试过程中，求：
（1）汽车发动机做了多少机械功；
（2）9L汽油完全燃烧产生的内能；
发动机产生内能转化为牵引轿车前进所需能量的效率。（g取10N/kg）（如除不尽，保留1位小数）
车型
某品牌轿车
测试道路
标准水平国道
测试距离
100km
测试速度
80km/h匀速行驶
整车质量
900kg
消耗汽油
9L
受到阻力
整车重的0.08倍
4．如图所示，是我国自行设计研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机鲲龙﹣600，2018年10月1日，鲲龙﹣﹣600完成了首次水上高速滑行试验，飞机操控稳定，各系统工作正常。若鲲龙﹣﹣600以270km/h的速度匀速直线滑行10min，消耗航空煤油675kg，飞机发动机的功率为2.25×107W，求：（航空煤油的热值为4×107J/kg）
（1）675kg的航空煤油完全燃烧放出的热量；（2）飞机在滑行过程中受到的阻力；（3）发动机的效率。
5．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72km/h的速度在水平路面上匀速直线行驶时，发动机的功率为20kW．若小汽车行驶的路程为108km，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，
求：（1）汽车所受的阻力？（2）消耗汽油的质量？
6．一辆使用汽油为燃料的小汽车，在路面水平的高速公路以90km/h的速度匀速行驶，行驶了60km，消耗汽油5L．已知发动机的效率为30%，求：
（1）该路段上汽油完全燃烧所放出的热量；
（2）该路段上发动机给汽车行驶提供的牵引力。（汽油密度ρ＝0.7×103kg/m3，汽油热值为4×107J/L）
九年级物理
热机效率专题计算
参考答案
一．计算题（共6小题）
1．解：（1）汽车做匀速直线运动，处于平衡状态，即阻力与牵引力是一对平衡力，由平衡条件得：车所受的阻力f＝F＝1.6×103N；
汽车的牵引力所做的功：W＝Fs＝1.6×103N×0.9×103m＝1.44×106J；
（2）汽油燃烧释放的能量：Q＝mq＝0.125kg×4.6×107J/kg＝5.75×106J，
所以发动机的效率：η＝＝×100%≈25%。
2．解：（1）航空煤油完全燃烧放出的热量为：Q放＝qm＝4×l07J/kg×4800kg＝1.92×1011J。
（2）该飞机沿水平方向匀速航行1h，则发动机做的功为：W＝Pt＝3.2×107
W×3600s＝1.152×1011J，
发动机的热效率为：η＝×100%＝×100%＝60%。
3．解：（1）由于汽车做匀速直线运动，在水平方向上受到的牵引力和阻力是一对平衡力，则F＝f＝0.08G＝0.08mg＝0.08×900kg×10N/kg＝720N；
所做的机械功为：W＝Fs＝720N×100×1000m＝7.2×107J；
（2）汽油完全燃烧产生的内能为：Q放＝Vq汽油＝9L×3.3×107J/L＝2.97×108J；
（3）发动机产生内能转化为牵引轿车前进所需能量的效率为：η＝×100%＝×100%≈24.2%。
4．解：（1）航空煤油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝675
kg×4×107J/kg＝2.7×1010J；
（2）滑行10min牵引力做功：W＝Pt＝2.25×107W×600s＝1.35×1010J；
飞机滑行10min通过的路程：s＝vt＝270km/h×h＝45km＝4.5×104m；
飞机受到的牵引力：F＝＝＝3×105N；
因为飞机做匀速直线运动，受力平衡，所以飞机受到的阻力f＝F＝3×105N；
（3）发动机的效率：η＝×100%＝×100%＝50%。
5．解：（1）汽车的速度v＝72km/h＝20m/s，
汽车的牵引力：F＝＝＝1000N，
因为汽车在水平路面上匀速直线行驶，所以汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，
则汽车所受的阻力：f＝F＝1000N；
（2）汽车运动时间：t＝＝＝1.5h＝5400s，
发动机所做的有用功：W有用＝Pt＝20×103W×5400s＝1.08×108J，
汽油完全燃烧释放的热量：Q放＝＝＝4.32×108J，
需要消耗汽油的质量：m＝＝≈9.4kg。
6．解：（1）汽油完全燃烧所放出的热量为：Q放＝Vq＝5L×4×107J/L＝2×108J；
（2）所做有用功：W＝30%Q放＝30%×2×108J＝6×107J，
s＝60km＝6×104m，
牵引力：F＝＝＝1000N。
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日期：2020/8/20
21:18:05；用户：13953002945；邮箱：13953002945；学号：26084562
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