2020人教版九年级全一册同步专题训练：热机效率计算专题训练

九年级全一册同步专题训练：热机效率计算专题训练
1.汽油发动机每一个工作循环活塞经历四个冲程，带动曲轴转动两圈。

一台汽油机，活塞面积是60cm2，活塞行程是30cm，做功冲程燃气产生的平均压强为8×105Pa，若飞轮的转速是2000转/分钟，效率为40%，（汽油的热值为4.6×107J/kg）求：
（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小时内对外做功要消耗多少汽油？（保留一位小数）
2.某品牌小汽车的“经济耗油量（90km/h）8L/100km”是指：这辆汽车以90km/h的速度行驶100km，消耗汽
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（2）该汽车在经济耗油量下沿直线匀速行驶50km，汽车的效率为31.25%．求汽车消耗多少升汽油和此时汽车的实际功率。

3.一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）
4.“疫情就是命令，防控就是责任”，按照中央军委命令，空军2月2日凌晨出动8架大型运输机，分别从沈阳、兰州、广州、南京起飞。

向武汉紧急空运795名军队支援湖北医疗队队员和58吨物资，上午9时30分全部抵达武汉天河机场，如图所示。

如果某运输机从广州白云国际机场起飞，在空中飞行时获得4×105N 的水平推力，以600km/h的速度沿水平方向匀速航行900km到达武汉天河机场，需要完全燃烧热值为4×107J/kg的航空燃油14000kg。

则：
（1）运输机在空中飞行的时间是多久？
（2）飞机发动机的效率为多大？
5.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：
（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；
（3）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）
6.某载重汽车自重12t，汽车以10m/s的速度在平直公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为210kW，发动机的效率为30%．通过查询相关资料知道，1g铀235全部裂变释放的能量相当于2800kg的煤完全燃烧放出的热量。

已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤的热值为3×107J/kg，求：
（1）1g铀235全部裂变释放的能量。

（2）这些能量最多可以将多少kg的水从0℃加热至沸腾（1标准大气压下）。

（3）这些能量提供给该汽车，汽车在当前道路上行驶的路程。

7.一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）
8.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。

9.2019年10月20日，国产大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600成功实现水上起降，如图所示。

AG600装有4台国产WJ6涡轮螺旋桨发动机，是国家为满足森林灭火和水上救援的迫切需要，研制的大型特种用途民用飞机，既能在陆地上起降，又能在水面上起降，是一艘会飞的船。

飞机发动机的热效率和推进效率是反映飞机性能的重要指标。

发动机的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，推进效率是指发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与获得的机械能之比。

飞机的部分参数如表所示：
（1）“鲲龙”AG600在水面降落的过程中，重力势能，动能。

（2）AG600以最大速度满载巡航2h，消耗燃油5000kg，燃油完全燃烧获得的内能是多少？此过程中发动
机的推进效率为多大？（燃油的热值为q=4.6×107J/kg）
10.如图所示，是最新一款无人驾驶汽车图片。

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1.5×10-3m3，假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，则这段运动过程中；
（1）汽油完全燃烧放出多少热？（2）该汽车发动机做的有用功是多少？该汽车发动机的输出功率为多少？（3）该汽车在以此速度行驶的过程中，受到的阻力是多大？（汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值取4.5×107J/kg）
11.天然气是一种清洁燃料。

苏州很多出租车己使用天然气来代替燃油，某出租车在一段时间内消耗了500g 天然气。

求：
（1）这些天然气完全燃烧，可放出多少热量？
（2）若这些热量30%用来做有用功，可使牵引力为5×103N的出租车匀速行驶多少距离？
（天然气的热值为4.4×107J/kg）
12.汽车在一段平直公路上匀速行驶5km，消耗汽油1kg。

已知汽车行驶时受到的牵引力为2300N，
汽油的热值为4.6×107J/kg。

求：
（1）消耗的汽油完全燃烧放出的热量；
（2）汽车发动机的效率。

13.某汽车在一平直公路上匀速行驶一段路程后，消耗了1kg汽油，此过程中汽车牵引力做功1.15×107J．已知q汽油=4.6×107J/kg，求此过程中：
（1）汽油完全燃烧放出的热量；
（2）汽油机的效率。

14.某氢能源公交车以10m/s的速度在平直公路上匀速行驶，发动机的功率为200kW，每行驶700m消耗氢燃料200g，（氢燃料的热值为1.4×108J/kg）计算在这个过程中：
（1）200g的氢燃料完全燃烧放出的热量；
（2）这台公交车发动机的牵引力；
（3）这台公交车发动机的效率。

15.全球汽车保有量在迅速增长，全球处于使用状态的汽车数量己突破10亿（109）辆，如果每辆汽车每天耗油量为5kg，汽油的热值为4.6×107J/kg：求：
（1）每辆汽车每天消耗汽油所产生的热量是多少？（假设汽油完全燃烧）
（2）如果汽车匀速行驶通过的路程是46km，受到的阻力为2000N，求汽车的效率是多少？
16.氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源。

为保护环境，我国多个城市采用如图所示的氢燃料新能源公交车代替传统燃油公交车。

该氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶300s消耗了0.5kg的氢燃料。

（q氢=1.4×108J/kg）求：
（1）完全燃烧0.5kg的氢燃料放出的热量；
（2）公交车行驶300s所做的功；
（3）公交车的热机效率。

17.上汽大通FCV80是国内第一款运用全新准入标准的燃料电池轻客车型，它是用氢气代替石油作为燃料，用燃料电池代替发动机，氢气在燃料电池中与氧气发生反应产生电能据悉，其功率可达75kW，续航里程可达500km。

已知车载储氢罐的氢存储量为6.2kg氢气的热值为1.4×108J/kg。

（1）一罐氢气完全燃烧放出的热量是多少？
（2）若该车以最大功率匀速行驶时，速度可达108km/h，此时该车所受的阻力是多大？
（3）在某次测试中发现，该车以最大功率行驶时，每消耗一罐氢气能行驶1.5h，则该车燃料的效率是多少？（保留一位小数）
18.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水在冷却系统中升高50℃，所吸收的热量是多少？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]
（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8.6×104W，则此汽车发动机的效率是多少？（柴油的热植为4.3×107J/kg）
19.发动机的效率是汽车经济性能的重要指标。

若某品牌汽车在平直公路上以25m/s的速度匀速行驶105m，汽车克服阻力做功的功率为2×104W，耗油量为8kg。

（汽油的热值为q=4.0×107J/kg）求：
（1）这些汽油完全燃烧后释放的热量；
（2）汽车克服阻力做的功；
（3）该汽车发动机的效率。

九年级全一册同步专题训练：热机效率计算专题训练答案
1.汽油发动机每一个工作循环活塞经历四个冲程，带动曲轴转动两圈。

一台汽油机，活塞面积是60cm2，活塞行程是30cm，做功冲程燃气产生的平均压强为8×105Pa，若飞轮的转速是2000转/分钟，效率为40%，（汽油的热值为4.6×107J/kg）求：
（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小时内对外做功要消耗多少汽油？（保留一位小数）
答案：（1）做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是4800N；
（2）做功冲程中，平均压力做了1440J的功；
（3）汽油机在1小时内要消耗4.7kg的汽油。

2.某品牌小汽车的“经济耗油量（90km/h）8L/100km”是指：这辆汽车以90km/h的速度行驶100km，消耗汽油8L．[已知ρ水=1.0×103kg/m3；c水=4.2×103J/（kg•℃）；q汽油=
3.2×107J/L]下表为此小汽车的相关数据：
（1）汽车上的散热器用水作为冷却剂，当水箱装满水，水温升高25℃时，需要吸收的热量为多少？（2）该汽车在经济耗油量下沿直线匀速行驶50km，汽车的效率为31.25%．求汽车消耗多少升汽油和此时汽车的实际功率。

答案：（1）水需要吸收的热量为4.2×105J；
（2）汽车消耗4L汽油；此时汽车的功率为20kW。

3.一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）
答案：（1）轿车所受牵引力大小为1.6×103N，牵引力所做的功为1.44×106J；
（2）若轿车发动机的效率为25%。

4.“疫情就是命令，防控就是责任”，按照中央军委命令，空军2月2日凌晨出动8架大型运输机，分别从沈
阳、兰州、广州、南京起飞。

向武汉紧急空运795名军队支援湖北医疗队队员和58吨物资，上午9时30分全部抵达武汉天河机场，如图所示。

如果某运输机从广州白云国际机场起飞，在空中飞行时获得4×105N 的水平推力，以600km/h的速度沿水平方向匀速航行900km到达武汉天河机场，需要完全燃烧热值为4×107J/kg的航空燃油14000kg。

则：
（1）运输机在空中飞行的时间是多久？
（2）飞机发动机的效率为多大？
答：（1）飞机在空中飞行的时间是1.5h；
（2）发动机的热机效率为64.3%。

5.
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：
（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；
（3）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）答案：（1）汽车发动机做了7.2×107J机械功；
（2）9L汽油完全燃烧产生的内能为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24.2%。

6.某载重汽车自重12t，汽车以10m/s的速度在平直公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为210kW，发动机的效率为30%．通过查询相关资料知道，1g铀235全部裂变释放的能量相当于2800kg的煤完全燃烧放出的热量。

已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤的热值为3×107J/kg，求：
（1）1g铀235全部裂变释放的能量。

（2）这些能量最多可以将多少kg的水从0℃加热至沸腾（1标准大气压下）。

（3）这些能量提供给该汽车，汽车在当前道路上行驶的路程。

答案：（1）1g铀235全部裂变释放的能量是8.4×1010J；
（2）这些能量最多可以将2×105kg的水从0℃加热至沸腾（1标准大气压下）；
（3）这些能量提供给该汽车，汽车在当前道路上行驶的路程是1.2×103km。

7.一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）
答案：（1）该路段上汽油完全燃烧所放出的热量为2×108J；
（2）该路段上发动机给汽车行驶提供的牵引力为1000N。

8.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。

答案：（1）675kg的航空煤油完全燃烧放出的热量为2.7×1010J；
（2）飞机在滑行过程中受到的阻力为3×105N；
（3）发动机的效率为50%。

9.2019年10月20日，国产大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600成功实现水上起降，如图所示。

AG600装有4台国产WJ6涡轮螺旋桨发动机，是国家为满足森林灭火和水上救援的迫切需要，研制的大型特种用途民用飞机，既能在陆地上起降，又能在水面上起降，是一艘会飞的船。

飞机发动机的热效率和推进效率是反映飞机性能的重要指标。

发动机的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，推进效率是指发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与获得的机械能之比。

飞机的部分参数如表所示：
（1）“鲲龙”在水面降落的过程中，重力势能，动能。

（2）AG600以最大速度满载巡航2h，消耗燃油5000kg，燃油完全燃烧获得的内能是多少？此过程中发动机的推进效率为多大？（燃油的热值为q=4.6×107J/kg）
答案：（1）减小；减小；（2）燃油完全燃烧获得的内能是2.3×1011J；发动机的推进效率为50%。

10.如图所示，是最新一款无人驾驶汽车图片。

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1.5×10-3m3，假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，则这段运动过程中；
（1）汽油完全燃烧放出多少热？（2）该汽车发动机做的有用功是多少？该汽车发动机的输出功率为多少？（3）该汽车在以此速度行驶的过程中，受到的阻力是多大？（汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值取4.5×107J/kg）
答案：（1）汽油完全燃烧放出的热是5.4×107J；
（2）该汽车发动机做的有用功是1.62×107J；该汽车发动机的输出功率为4.05×104W；
（3）该汽车在以此速度行驶的过程中，受到的阻力是2025N。

11.天然气是一种清洁燃料。

苏州很多出租车己使用天然气来代替燃油，某出租车在一段时间内消耗了500g 天然气。

求：
（1）这些天然气完全燃烧，可放出多少热量？
（2）若这些热量30%用来做有用功，可使牵引力为5×103N的出租车匀速行驶多少距离？
（天然气的热值为4.4×107J/kg）
答案：（1）这些天然气完全燃烧，可放出的热量为2.2×107J；
（2）若这些热量30%用来做有用功，可使牵引力为5×103N的出租车匀速运动1320m。

12.汽车在一段平直公路上匀速行驶5km，消耗汽油1kg。

已知汽车行驶时受到的牵引力为2300N，
汽油的热值为4.6×107J/kg。

求：
（1）消耗的汽油完全燃烧放出的热量；
（2）汽车发动机的效率。

答案：（1）消耗的汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J；
（2）汽车发动机的效率为25%。

13.某汽车在一平直公路上匀速行驶一段路程后，消耗了1kg汽油，此过程中汽车牵引力做功1.15×107J．已知q汽油=4.6×107J/kg，求此过程中：
（1）汽油完全燃烧放出的热量；
（2）汽油机的效率。

答案：（1）汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J；
（2）汽油机的效率为25%。

14.某氢能源公交车以10m/s的速度在平直公路上匀速行驶，发动机的功率为200kW，每行驶700m消耗氢燃料200g，（氢燃料的热值为1.4×108J/kg）计算在这个过程中：
（1）200g的氢燃料完全燃烧放出的热量；
（2）这台公交车发动机的牵引力；
（3）这台公交车发动机的效率。

答案：（1）200g的氢燃料完全燃烧放出的热量为2.8×107J；
（2）这台公交车发动机的牵引力为2×104N；
（3）这台公交车发动机的效率为50%。

15.全球汽车保有量在迅速增长，全球处于使用状态的汽车数量己突破10亿（109）辆，如果每辆汽车每天耗油量为5kg，汽油的热值为4.6×107J/kg：求：
（1）每辆汽车每天消耗汽油所产生的热量是多少？（假设汽油完全燃烧）
（2）如果汽车匀速行驶通过的路程是46km，受到的阻力为2000N，求汽车的效率是多少？
答：（1）每辆汽车每天消耗的汽油完全燃烧放出的热量为2.3×108J；
（2）汽车的效率为40%。

16.氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源。

为保护环境，我国多个城市采用如图所示的氢燃料新能源公交车代替传统燃油公交车。

该氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶300s消耗了0.5kg的氢燃料。

（q氢=1.4×108J/kg）求：
（1）完全燃烧0.5kg的氢燃料放出的热量；
（2）公交车行驶300s所做的功；
（3）公交车的热机效率。

答：（1）完全燃烧0.5kg的氢燃料放出的热量为7×107J；
（2）公交车行驶300s所做的功为4.2×107J；
（3）公交车的热机效率为60%。

17.上汽大通FCV80是国内第一款运用全新准入标准的燃料电池轻客车型，它是用氢气代替石油作为燃料，用燃料电池代替发动机，氢气在燃料电池中与氧气发生反应产生电能据悉，其功率可达75kW，续航里程可达500km。

已知车载储氢罐的氢存储量为6.2kg氢气的热值为1.4×108J/kg。

（1）一罐氢气完全燃烧放出的热量是多少？
（2）若该车以最大功率匀速行驶时，速度可达108km/h，此时该车所受的阻力是多大？
（3）在某次测试中发现，该车以最大功率行驶时，每消耗一罐氢气能行驶1.5h，则该车燃料的效率是多少？（保留一位小数）
答：（1）一罐氢气完全燃烧放出的热量是8.68×108J；
（2）若该车以最大功率匀速行驶时，速度可达108km/h，此时该车所受的阻力是2500N；
（3）在某次测试中发现，该车以最大功率行驶时，每消耗一罐氢气能行驶1.5h，则该车燃料的效率是46.7%。

18.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水在冷却系统中升高50℃，所吸收的热量是多少？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]
（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8.6×104W，则此汽车发动机的效率是多少？（柴油的热植为4.3×107J/kg）
答：（1）所吸收的热量是1.05×106J；（2）柴此汽车发动机的效率是40%。

19.发动机的效率是汽车经济性能的重要指标。

若某品牌汽车在平直公路上以25m/s的速度匀速行驶105m，汽车克服阻力做功的功率为2×104W，耗油量为8kg。

（汽油的热值为q=4.0×107J/kg）求：
（1）这些汽油完全燃烧后释放的热量；
（2）汽车克服阻力做的功；
（3）该汽车发动机的效率。

答：（1）这些汽油完全燃烧后释放的热量为3.2×108J；
（2）汽车克服阻力做的功为8×107J；
（3）该汽车发动机的效率为25%。