精品练习附答案《142《热机的效率》计算题培优专训》新人教版九年级物理全一册.docx
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精品练习附答案《142《热机的效率》计算题培优专训》新人教版九年级物理全一册
人教版2021-2022学年九年级物理全一册14.2《热机的效率》计算题
培优专训
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培优专题
1．泰州“垃圾分一分，城市美十分”于2021年2月1日正式实行．在一定的条件下，1t某种分类后的垃圾能“榨”出126kg燃料油，该燃料油的热值为4.0×107J/kg。
求：
（1）126kg燃料油完全燃烧能放出多少焦的热量；
（2）合理利用
（1）中的热量可以变废为宝，请完成以下生活应用；
①如这些热量全部被水吸收，可将多少kg的水从20℃升高到70℃；[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
②如这些热量的30%用来驱动汽车匀速行驶，汽车行驶时受到的阻力为4×103N，则汽车能运动多少m。
2．如图所示的小型汽油耕地机的质量为80kg。
静止时与水平地面的接触面积为20cm2。
在水平土地上匀速直线行驶时速度为2m/s，此时汽油机的输出功率为4kW，效率为25%。
求：
（1）耕地机静止时对水平地面的压强；（g=10N/kg）
（2）耕地机以2m/s匀速直线行驶时受到的阻力；
（3）耕地机以2m/s匀速直线行驶了2.3km，消耗汽油的质量。
（q汽油=4.6×107J/kg）
3．如图所示，是一辆汽车通过滑轮组匀速将深井中的物体拉至井口的装置图。
已知井深12m，物体质量为600kg，汽车重G＝7×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力2200N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。
（g＝10N/kg）求：
（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力做了多少功？
（2）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？
（3）汽油的热值为4.6×107J/kg，汽车以3m/s的速度把物体拉到井口时，消耗的汽油为20g，则此汽车发动机的效率为多少？
4．按照规定，我国载货车辆的轮胎对地面的压强应控制在7×105Pa以内。
某型号货车部分参数如表所示。
司机师傅在执行一次运输任务时，开着装沙子的货车在一段平直的公路上匀速行驶8km，行车时间是8min（取g=10N/kg）。
自重
5×104N
车轮个数
10
每个轮胎触地面积
3×10-2m2
车厢容积
10m3
（1）通过计算该货车最多能装的沙子质量是多少？
（2）货车满载在这段公路上行驶时所受阻力为车总重的0.02倍，这段时间内货车牵引力所做的功是多少？
（3）如果货车发动机的机械效率是40%，此时货车在公路上匀速行驶8km时发动机的功率是多大？
（货车发动机做的功只有部分用来使货车向前行驶）
5．随着人们生活水平的提高，小汽车已经成为一种普遍的代步工具，小伟家新买了一辆小汽车。
国庆节他和家人准备前往青青草原吃手抓羊肉，在出发前到加油站加了40L的汽油，假设他们一直以90km/h的速度匀速行驶，汽车受到的平均阻力为1150N，汽油的密度约为0.7×103kg/m3，汽油的热值为4.6×107J/kg。
（1）小汽车匀速行驶时，牵引力的功率是多少？
（2）若这次旅游全程往返400km，所加的汽油也刚好用完（假设汽油能完全燃烧），求这辆小汽车发动机的热机效率（结果保留1位小数）。
6．五一期间，小明爸爸利用家中汽车进行了自驾旅游，汽车以120km/h的速度匀速行驶了2h，从油量指示表上估计出消耗汽油约16L。
汽油密度ρ＝0.75×103kg/m3，汽油热值q＝4.6×107J/kg小明从物理书上了解到汽油机的效率约为30%。
求：
（1）16L汽油完全燃烧放出的热量。
（2）汽车发动机输出的有用功。
（3）汽车匀速行驶过程中所受的阻力。
7．如图所示，726型气垫登陆艇是我国自行研制的新型中型气垫船，该型艇可以登陆珊瑚岛礁作战，基本上解决了南海海域的从舰到岸的近距离两栖登陆作战问题，增强海军的两栖登陆作战能力，已知登陆艇满载时质量为1.8×105kg。
（柴油机的效率为36%，柴油的热值q柴油=4×107J/kg，g取10N/kg）
（1）该艇满载时停在水平地面上，与地面间的总接触面积为80m2，那么它对地面的压强为多少？
（2）该型艇静止在水面上，启动时能把船身抬高2m，则抬高一次需要消耗多少千克柴油？
（3）该型艇最大速度是35m/s，若此时受到的阻力始终为7×104N，则推力的功率为多少？
8．目前，“节能减排”已引起全球的关注，如何减少能耗，提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视，发动机的效率是汽车的经济性能指标之一，厂家提供的某汽车出厂的部分参数如下；
测试数据：
汽车的质量为
，在平直公路上以v0（km/h）的速度匀速行驶时，受到的阻力与自身重力之比为
，该汽车发动机的效率
；
（1）使用燃料：
93#汽油热值为q0（J/kg）、密度为ρ0（kg/m3））请用以上参数推算出在测试条件下，汽车的功率是多少千瓦。
（2）请用以上参数推算出在测试条件下，百公里耗油量至少为多少升。
9．如图是四冲程汽油机的剖面图。
表中所示的是某品牌轿车汽油发动机的部分参数。
其中“额定功率”是发动机工作时的最大机械能功率。
“额定转速”是对应额定功率下发动机曲轴的转速。
“排气量”是发动机气缸的工作容积，是指所有气虹内活塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和。
“压缩比”即气缸总容积（燃烧室容积与排气量之和）与燃烧室容积的比值。
“空燃比”即混合气体中空气和汽油的质量比。
已知此发动机在额定功率时汽油和空气混合物的密度为1.41kg/
、93#汽油的热值为
J/kg。
请你根据提供的数据计算这台发动机以额定功率行驶时：
（设在排气冲程中将所有废气排出气缸）
（1）1min内发动机做的有用功；
（2）一个工作循环吸入汽油和空气混合物的体积；
（3）1min吸入汽油的质量；
（4）热机的效率（保留2位小数）。
额定功率
100kW
额定转速
5000r/min
排气量
1.8L
压缩比
10：
1
空燃比
14：
1
无铅汽油
93#
10．一款新型汽车以某一速度在一段平直的公路上匀速行驶一段距离，消耗了2.1kg汽油，其发动机的效率为30%。
[已知：
汽油的热值为4.6×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg▪℃），环境为1标准大气压]求：
（1）2.1kg汽油完全燃烧放出的热量；
（2）在此过程中该汽车发动机做的有用功；
（3）若发动机此过程中损耗的能量全部被初温为35℃质量为230kg的水吸收，则水升高的温度。
11．如图所示是国产大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600，它装有4台国产WJ6涡轮螺旋桨发动机，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。
飞机的部分参数如下表所示：
WJ6发动机数量
4台
M大起飞质量
53.5t
最大巡航速度
发动机巡航推力
发动机的热效率
40%
发动机的推进效率
……
（1）“鲲龙”AG600在水面降落的过程中，重力势能______，动能______。
（填增大、减小或不变）
（2）若AG600以最大速度满载巡航2h，消耗燃油5000kg，燃油的热值
，求：
①燃油完全燃烧获得的内能？
②发动机推力所做的功？
③此过程中发动机的推进效率？
12．如图所示,我国自主研发的第五代重型隐身战斗机“歼一20”，该机最大起飞质量为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下表。
速度v/（m/s）
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40%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg。
求：
（1）完全燃烧10t航空燃油放出的热量；
（2）当飞机以400m/s的速度匀速巡航时，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600m/s的速度匀速巡航时，飞机的最大航程。
（保留2位有效数字）
13．一台小汽车的发动机是四缸四冲程的汽油机，活塞面积为20cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，第三冲程中气体作用在活塞上的平均压强为200N/cm2，飞轮的转速为2400r/min。
求：
（1）做功冲程中气体对活塞的平均压力；
（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功；
（3）这台发动机的最大输出功率是多大；
（4）若以最大输出功率行驶时的耗油量为4kg/h，该发动机的效率为多大（q汽油=4.5×107J/kg）
14．一辆空车质量为4t的汽车，当车上装有6t的货物，在平直的公路上以10m/s的速度匀速行驶了60km，所受阻力为整车重的0.1倍。
（已知汽油的热值大约为5×107J/kg）。
求：
（1）汽车发动机输出的牵引功率；
（2）若发动机的转化效率为40%，平直公路上匀速行驶了60km，则需要燃烧多少千克汽油；
（3）若汽车保持发动机功率不变，在4min内能以5m/s的速度将货物从坡底运送到130m高的坡顶货场，此时汽车运送货物的摩擦阻力又是多大？
（结果保留一位小数）
15．如图所示，某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50cm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强是9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作（不计摩擦），汽油的热值为4.6×107J/kg，求：
（1）汽油机每完成一次做功冲程，燃气对活塞做的功；
（2）汽油机的平均功率；
（3）若此汽油机的效率为30%，求一分钟耗油量。
16．汽车在行驶中由于路况和车速的不同，发动机（汽车的发动机实际上是一个热机）的实际功率也不同，通常情况下实际功率要小于它的最大功率。
如表是某型号轿车的相关数据：
发动机最大功率
30kW
百公里油耗（100km/h匀速行驶）
6L（某标号汽油）
最大车速
170km/h
（某标号汽油的密度约为
，热值约为
）
若该轿车以
的速度匀速行驶，问：
（1）该轿车行驶1h消耗的汽油是多少千克？
（2）该轿车发动机的效率是30%，发动机的实际功率是多少？
17．发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能与品质。
现代汽车主要分汽油与柴油两类发动机，其中汽油发动机提供动力的是内燃机的汽缸。
某四缸四冲程发动机，其相关数据如下表所示：
1min内完成的工作循环总次数
2000次
92号汽油
汽缸内汽油和空气的混合密度
1.25kg/m3
排气量
2.0L
热值
4.6×107J/kg
发动机最大输出功率
69kW
空燃比
14：
1
（1）汽车的发动机工作时温度很高，由其外层的水套给其降温，水套里有防冻液4升，当防冻液温度从汽车启动时的20℃升高50℃时吸收的热量是多少？
（2）全球汽车保有量在迅速增长，截止2011年，全球汽车处于使用状态数量已破10亿辆。
每辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均取值29%。
如果能把内燃机效率提高1%，全球每年可以节约多少燃油？
（3）汽车排气量是指发动机汽缸的工作容积，汽车排气量越大，功率越大。
空燃比是指汽缸内空气和燃料的质量比。
当汽车以100km/h的速度匀速运动时发动机的输出功率最大，根据表中的数据可求得此时汽车发动机的效率为多少？
18．如图所示，是我国建造的世界首座半潜式圆筒型海洋生活平台“希望7号”出海试航。
若在试航中“希望7号”平台的排水量（排开水的质量）为2.5×104t，以5m/s的速度匀速直线航行5km，航行中所受阻力为重力的0.02倍，取g=10N/kg，燃油的热值q燃油=4×107J/kg。
求：
（1）平台受到的浮力是多大？
（2）平台所受牵引力的功率是多大？
（3）若平台燃油机动力系统效率为25%，则该试航过程至少需要燃烧的燃油质量是多少？
19．小华家使用的是天然气热水器，该热水器的铭牌表明了它的热效率，表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能，有多大比例转化为水的内能。
小华尝试估测该热水器的热效率，以核对铭牌上的数值是否准确，他把家里自动洗衣机的“水量”设置为40L，用热水器输出的热水注入到洗衣机，当注入水的体积达到40L时洗衣机会自动停止注水。
已知当时自来水的温度是14℃，热水器输出热水的温度为40℃，注水前天然气表的示数是2365.89m3，注水后变为2366.05m3。
请你估测该热水器的热效率。
（结果保留整数）已知天然气的热值为3.2×107J/m3、水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）
答案仅供参考
1．
（1）5.04×109J；
（2）①2.4×104kg，②3.78×105m
2．
（1）
Pa；
（2）
；（3）0.4kg
3．
（1）7.92×104J；
（2）12s；（3）36%
4．
（1）1.6×104kg；
（2）3.36×107J；（3）1.75×105W
5．
（1）28750W；
（2）35.7%
6．
（1）5.52×108J；
（2）1.656×108J；（3）690N
7．
（1）2.25×104Pa；
（2）0.25kg；（3）2.45×106W
8．
（1）
；
（2）
9．
（1）6×106J；
（2）2×10-3m3；（3）0.47kg；（4）27.75%
10．
（1）9.66×107J；
（2）2.898×107J；（3）65℃
11．减小减小
50%
12．
（1）5×1011J；
（2）1.92×107W；（3）1.85×106m（1.85×103km）
13．
（1）4000N；
（2）200J；（3）16000W；（4）32%
14．
（1）1×105W；
（2）30；（3）0.9×104N
15．
（1）1350J；
（2）20250W；（3）88g
16．
（1）4.8kg；
（2）
17．
（1）8.4×105J；
（2）6×107t；（3）27%
18．
（1）2.5×108N；
（2）2.5×107W；（3）2.5×103kg
19．85%
学业评价，基础部分
1.如图所示，一包方便面（约100g）的重力约为_________N。
2．一装备总质量为90kg，此装备在地面附近受到的重力是__________（g＝10Ｎ/kg），当装备到达月球后，月球上的重力与质量的比值为地球的1/6，装备在月球上受到的重力与在地球表面上所受重力相比__________，质量与在地球相比__________。
（以上两空选填“变大”、“变小”或“不变”）
3.扔在空中的石块，它受到力的作用（空气阻碍作用不计），这个力的施力物体是。
4.如图所示的游戏情境，小孩将毽子向上踢出，表明力可以改变物体的____________；在____力的作用下，毽子会落向地面。
5.以下关于重力的说法正确的是（ ）
A.天空中飞翔的小鸟不受重力的作用B．重力的方向总是向下C．地球表面附近某一位置的物体所受重力跟它的质量成正比D．中学生所受重力约为50Ｎ
6.重为3N的贡柑，从树上落下的过程中，受到重力的作用.对于贡柑所受重力的大小和方向，以下说法中正确的是（）
A．大于3N，方向竖直向下B．小于3N，方向竖直向下
C．等于3N，方向竖直向上D．等于3N，方向竖直向下
7.下列关于“g=9.8N／kg”所表示的物理意义的叙述中，正确的是（）
A．1kg物体的质量是9.8N
B．1kg物体受到的重力是9.8N
C．重lkg物体的质量是9.8N
D．9.8kg的物体重1N
8.假如没有重力，下列猜想正确的是（ ）
A树叶随风摇摆 B物体不会下落
C杯子中的水会轻易倒出来 D举起很重的物体不容易。
拓展部分
9．图是描述地球上不同位置的人释放手中石块的四个示意图，图中虚线表示石块下落的路径，对石块下落路径的描述最接近实际的示意图是（）
10.请画出中铅球在空中和落到地面时受到重力的示意图。
11.重为20N的木箱静止在斜面上，请在图中作出木箱受到重力的示意图
12．如图所示，将木箱推上斜面。
画出木箱受到的重力和木箱对斜面的压力。
13．地面附近的一切物体都受到重力作用。
请你发挥想象力，想一想假如失去重力，将会发生什么现象？
请举出两个合适的场景：
（1）____________________________________；
（2）_________________________________________。
14．计算题：
⑴一个鸡蛋的质量为50g，它受到的重力是多少？
⑵小明受到的重力为588N，他的质量是多少？
15.一盒小铁丸的重量为２５Ｎ，假如一粒铁丸的质量是0.025kg，那么一盒小铁丸有多少粒？
（g=10N/kg）
第二套测量平均速度
一、单选题
1．如图所示，下列图象中，表示匀速直线运动的是（）
A．
（1）与（3）B．
（2）与（4）C．
（2）与（3）D．
（1）与（4）
2．近来共享电动汽车成为人们低碳出行的交通工具，某共享汽车30min行驶20km，则该车的平均速度为
A．40km/hB．1.5km/minC．15m/sD．40m/s
3．某同学利用毫米刻度尺测量一个物体的长度，三次测量的数据分别为12.45cm、12.46cm、12.45cm，则测量结果应记为（）
A．12.46cmB．12.453cmC．12.5cmD．12.45cm
4．一个人骑自行车前进，开始以2m/s的速度匀速走了40m，然后又以5m/s的速度匀速走了10s，则他在整个路程中的平均速度是
A．3m/s
B．7m/s
C．3.5m/s
D．2.5m/s
5．在平直的公路上，小明坐在车上用电子手表的秒表功能测出了汽车连续通过5根电线杆的时间为10s,相邻电线杆的距离为50米，则汽车的平均速度约为
A．90km/hB．70km/hC．50km/hD．40km/h
6．
、
是同一直线上相距
米的两点，甲从
点、乙从
点同时沿直线相向而行，它们运动的
图象如图所示，详解图象可知（）
A．乙到达
点时，甲离
点
米
B．经过
秒，甲、乙相距
米
C．甲的速度小于乙的速度
D．甲到达
点时，乙离
点
米
7．一辆汽车从甲地开往乙地的过程中，前一半时间内的平均速度是30km/h，后一半时间的平均速度是60km/h.则在全程内这辆汽车的平均速度是:
（）
A．35km/hB．40km/hC．45km/hD．50km/h
8．如图所示是“测量小车沿斜面下滑的平均速度”的实验，若路程s1段的平均速度为v1，路程s2段的平均速度为v2，路程s3段的平均速度为v3，则下列说法正确的是（）
A．小车沿斜面从顶端到底端的运动是匀速直线运动
B．要测得小车通过路程s3的时间t3，可以使小车从B点由静止释放并开始计时，到达C点时停止计时
C．可以用
计算全程的平均速度
D．要测得小车通过路程s2的时间t2，可以将小车从A点由静止释放并开始计时，车头到达B点时停止计时
9．百米运动员起跑后，6s末的速度为9.3m/s，10s末到达终点时的速度为12m/s，他跑全程的平均速度为（）
A．12.2m/sB．11.8m/sC．10m/sD．10.2m/s
10．一位女士由于驾车超速而被警察拦住．警察走过来对她说：
“太太，您刚才的车速是60千米每小时!
”这位女士反驳说：
“不可能的！
我才开了7分钟，还不到一个小时，怎么可能走了60千米呢？
”从以上对话可知，这位女士没有理解下面哪个科学概念
A．速度B．时间C．路程D．质量
二、填空题
11．如图所示，是一个小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片，若频闪照相机每隔0.2s闪拍一次。
详解照片可知：
小球从A点到F点做________（填“匀速”或“变速”）直线运动，小球从A点到F点的平均速度为________m/s。
12．观察甲图可知汽车做____直线运动；观察苹果下落时的频闪照片（乙图），可知苹果做____直线运动．
13．科技小组要完成测水滴速度的实验。
水滴下落过程如图所示，用表测出水滴通过AB和BC所用时间均为0.1s。
水滴由A位置下落到C位置运动的距离是__________cm，则这个过程中水滴下落的平均速度是__________
，该水滴下落过程是__________直线运动（选填“匀速”或“变速”）
14．放学了，某同学在离校回家的路上，运用所学到的物理知识估测出他在前一半路程中的平均速度为2m/s，后一半路程中的平均速度为3m/s。
那么，请你帮他计算一下，该同学在回家的全程中的平均速度应为_____m/s。
15．小明利用如图所示实验装置做测平均速度的实验，若秒表每格为1s（实验中指针没有转过1圈），则该实验中小车通过全程的平均速度大小为_____m/s；实验中小车通过上半程的平均速度_____（选填“大于”、“小于”或“等于”）小车通过下半程的平均速度。
16．小明在测量小球的平均速度时，让小球从斜面A点由静止开始滚到C点，并用照相机每隔0.1s拍摄一次，频闪照片如图所示，则小球的整个运动过程是_________（填“匀速”或“变速”）直线运动；小球在AC段的平均速度为_________m/s。
17．我们常用“频闪照片”来研究物质的运动。
如图，记录了小球每隔0.01s的不同位置，小球由左运动到右的平均速度是______m/s。
18．中考体育测试中，小雨同学“50m跑”的成绩是8s，则他跑50m的平均速度是_______m/s．
19．小明在进行1500m长跑,当他跑到440m的路程时,计时员的停表示数如图所示,此时小明跑了s,平均速度是m/s,如果按此速度跑完全程需用s的时间。
20．一辆汽车在水平的公路上行驶，前半程的以20km/h的速度匀速行驶，后半程以30km/h的速度匀速行驶，则汽车全程的平均速度是_____km/h。
三、实验题
21．（2021·厦门质检）如图所示是“测量小车沿斜面下滑的平均速度”的实验。
路程s（m）
时间t（s）
?
AB段
BC段
AC段
（1）实验中,应使斜面保持____（选填“较大”或“较小”）的坡度,以减小测量____（填物理量名词）的误差。
（2）实验中,对于如何获取下半程sBC的平均速度vBC,下列方法最好的是（C）
A.小车从B点由静止释放,测出B到C所用的时间tBC与路程sBC,计算得到vBC
B.小车从A点由静止释放,经过B点开始计时,到达C点后测得时间tBC,再测量路程sBC,计算得到vBC
C.不测量,利用已有数据求得tBC=tAC-tAB,sBC=sAC-sAB,再计算得到vBC
（3）如表,根据实验探究目的设计实验表格,“?
”一栏里应填写的内容是____。
22．在测量小车平均速度的实验中，采用如图所示实验装置，斜面长
，用来计时的停表每格表示
．小车沿斜面从顶端
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