2020人教版九年级上学期同步单元专题大培优：热机效率计算分类训练.docx

1、九年级上学期同步单元专题大培优：热机效率计算分类训练燃料加热水的效率：1.随着“西气东送”，天然气进入市民家庭，小明家已经开始使用天然气了。小明想：将一壶水烧开究竟需要多少天然气？通过实践收集到如下数据：水壶里倒入2000cm3，20的水，大火加热直至沸腾（一标准气压。又从热值表中查得天然气热值为8107J/m3求：（1）烧开这壶水，水需要吸收的热量；（2）如果小明家天然气灶具的效率是40%，烧开这壶水，需要燃烧天然气的体积。2.新农村建设中正大力推广使用瓶装液化气。如果每瓶中装入15kg液化气，液化气的热值取4.2107J/kg，则（1）每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是多少？（2）若用这些

2、液化气完全燃烧给水加热，放出的热量有30%被水吸收，则在标准大气压下可把多少千克的水从10加热至沸腾？c水=4.2103J/kg3.我国南海海底蕴藏着一种神秘的冰晶体-可燃冰，它具有热值大、储量多、能直接点燃等特点。1m3“可燃冰”在常温常压下可释放出164m3的天然气，“可燃冰”完全燃烧后只剩下二氧化碳和水，几乎不会造成任何污染。（1）若有100cm3的“可燃冰”产生的天然气完全燃烧能放出多少热量？（2）100cm3的“可燃冰”产生的天然气完全燃烧放出的热量70%被水吸收，可使2kg的水从25升高到多少？（保留一位小数）q天然气=4107J/m3，c水=4.2103J/（kg）4.认识自然，

3、亲近自然，学校组织学生到桐洲岛进行社会实践活动，小明携带一个质量为1kg的合金锅、一台如图所示的便携式丁烷气炉（内置一瓶新的燃气，参数如表格所示），爱探究的小明通过手机上网查到便携式燃气炉的热效率为30%，丁烷气体的燃烧效率为90%，野炊地水的沸点为100，测出当地水的温度为20，水的比热容为4.2103J/（kg），锅的比热容为0.8103J/（kg）（1）完全燃烧0.5kg的丁烷气体可以放出多少焦耳的热量？（2）需多少焦耳的热量，才能使10kg的水温度升高50？（3）如果燃气炉以最大火力工作，一瓶燃气最多能持续燃2h，这样能够把质量为多少千克的水烧开？（最后结果保留1位小数）热机效率：5.

4、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已知水=1.0103kg/m3；c水=4.2103J/（kg）；q汽油=3.2107J/L下表为此小汽车的相关数据：总质量：1500kg经济耗油量：（90 km/h）8 L/100 km车轮与地面的总接触面积：8.010-2m2水箱容量：4L额定功率：90kW（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

5、需要吸收的热量为4.2105J；（2）汽车消耗4L汽油；此时汽车的功率为20kW。6.汽油发动机工作时，汽油必须和吸进的空气成适当的比例，才能形成可以有效燃烧的混合气体，这就是空燃比（可燃混合气体中空气质量与燃油质量之比）。空燃比是发动机运转时的一个重要参数，它对尾气排放、发动机的动力性和经济性都有很大的影响。根据发动机的类型等因素，每种发动机的空燃比一般不同。某气缸总排量为2.0L的4缸发动机所需的空燃比14：1（气缸排量指气缸工作容积之和），混合燃气的密度为1.35kg/m3，当发动机曲轴每分钟转速为2400转时，输出功率为65kW。（1）每分钟汽油机做的有用功；（2）1min内，汽油完全

6、燃烧放出的热量（汽油的热值为4.6107J/kg）；（3）汽油机的效率（结果精确到0.1%）。7.我国第二艘航空母舰下水仪式在中国船舶重工集团公司大连船厂举行。该航母满载时的排水量达6.4万吨，可搭载40架舰载机，每架舰载机的质量约为20吨。航母的动力源是蒸汽轮机，投入使用后的最大功率可以达到30MW（海水密度为1.0103kg/m3，g取10N/kg）（1）为了使舰载机更易于起飞，航母要以一定的速度 （选填“逆风”或“顺风”）航行。（2）该航母满载时，受到的浮力是多大？在某次训练中，40架舰载机全部起飞后，该航母浸在海水中的体积变化了多少m3？（3）若航母以54km/h的速度匀速直线航行时，

7、蒸汽轮机的功率为21MW，航母所受的阻力为多少N？蒸汽轮机的效率为35%，航行30min，需要消耗燃油多少kg？（燃油的热值为4.0107J/kg）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，（1）大多数家用汽车的发动机均为汽油机，它把汽油燃烧释放的内能部分转化成机械能，再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶。请你将下图中汽油机工作时的能流图补充完整。（2）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；试验数据：汽车在平直公路上以80km/h的速度匀速行驶时，耗油量大约为10L/100km，发动机输出功率为46kW

8、；则该汽车行驶100km，发动机对汽车做的功是 J。使用燃料：93#汽油热值为4.6107J/kg，密度约为0.75g/cm3。请用以上参数推算出在测试条件下，该汽车发动机的效率约为 。（3）武汉汽车保有量在迅速增长，消耗燃油量也就迅速增长。每辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均值取30%，如果能把内燃机效率提高2%，武汉城区汽车数量按160万辆来计算，每年可以节约多少t燃油。9.小华家的汽车尾部上标有“1.5T”的字样，其中“T”就是“满轮增压”的标识，是利用高温、高压的废气去冲击废气涡轮高速旋转，来带动同轴的进气涡轮也高速旋转，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压，使汽油燃烧更充

9、分，同时也减少了废气中的有害物质，达到提高发动机效率和减少废气污染的目的，汽车在高速公路上以100km/h行驶时为发动机满负荷工作运行的最佳状态，曲轴转速1800/min，油耗6.8L/100km。（1）如图，图所示小轿车的仪表盘上，有一个显示汽车车门关闭状况的指示灯，只要四个车门中有一个没关闭（此时装在车门上的开关处于断开），指示灯就发光提醒，下面四个电路中，能体现该装置工作原理的是 。（2）如图，图所示是四缸四冲程汽油机的工作瞬间，此汽油机一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷最佳状态工作时做功冲程中燃气对活塞的平均压强为5105Pa活塞的横截面积为100cm2，当发动机满负荷工

10、作时（不计摩擦），输出功率是多少？（3）发动机的效率是多少？10.某新型汽车在平面路面上以75km/h的速度匀速行驶1h的过程中，消耗了5kg汽油，汽油燃烧释放能量除一部分推动活塞做功外，另有约40%随废气通过电热转换装置，如图所示（汽油热值近似取q=5107J/kg，设汽油在气缸内完全燃烧）（1）图示时刻，四冲程汽油机处于 冲程；若该汽油机每分钟完成7200个冲程，则它每秒钟完成 个工作循环；（2）在上述过程中汽油机燃烧释放的能量为 ，若其中的30%用来驱动汽车行驶，则汽车所受的阻力f为 ；（3）研发人员声称该热电转换装置的效率可达15%，据此计算，上述过程中随废气排放的能量通过转换装置可获

11、得电能，这些电能可供车内总功率为1000W的用电器持续工作 s。太阳能热水器的效率：11.某科研小组研制了一辆太阳能汽车。其车顶的太阳能电池板可将太阳能转化为电能，并储存在蓄电池中为车辆提供动力，已知：太阳能电池板平均每小时接收3.9106J的太阳能，每天平均有效接收太阳能的时间为5小时；当该车以10m/s速度匀速行驶时，太阳能电池板每天所储存的电能可维持该车行驶4min，其中储存电能的80%用来克服汽车阻力所做的功，汽车所受阻力为1.3103N求：（1）该太阳能电池板每天接收的太阳能；（2）该汽车以10m/s匀速行驶4min过程中克服阻力所做的功；（3）太阳能转化为电能并储存的效率。12.为

12、牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，美丽乡村建设中大量使用了直接利用太阳能的热水器、太阳能路灯等节能环保设备。如图，某太阳能热水器接收太阳能的面积为3m2，每平方米面积上1h得到太阳辐射的能量平均为2.5106J，该热水器仅能把接受太阳能的42%转化为水的内能。已知液化气的热值为4.2107J/kg，水的比热容为4.2103J/（kg）。求：（1）若光照6h可以使热水器内初温为15，质量为100kg的水温度升高到多少？（2）可以节约多少千克的液化气？13.表一是某同学家的太阳能热水器铭牌上的部分数据，表二是装满水时太阳能热水器的水温变化情况。表一采光面积容量水箱尺寸效率支架材料2.5

13、m2 150L550mm1500mm50%锌彩板表二时刻9：009：3010：0010：3011：0011：30温度/44454749525412：0012：3013：0013：3014：0014：3015：0055575860616263（1）目前直接利用太阳能的方式有两种，一种是用集热器把水等物质加热，另一种是_ _。（2）太阳能热水器的支架与楼顶接触处均垫有一块面积较大的相同的砖块，这样做的好处是_ _。表二中数据显示在不同时段水的温度升高不同，原因可能是_ _。（3）在11：0014：30这段时间内，楼顶每平方米的面积上太阳辐射的功率约为多少瓦？C水4.2103J/(kg)九年级上学期

14、同步单元专题大培优：热机效率计算分类训练答案燃料加热水的效率：1.随着“西气东送”，天然气进入市民家庭，小明家已经开始使用天然气了。小明想：将一壶水烧开究竟需要多少天然气？通过实践收集到如下数据：水壶里倒入2000cm3，20的水，大火加热直至沸腾（一标准气压。又从热值表中查得天然气热值为8107J/m3求：（1）烧开这壶水，水需要吸收的热量；（2）如果小明家天然气灶具的效率是40%，烧开这壶水，需要燃烧天然气的体积。答案：（1）烧开这壶水，水需要吸收了6.72105J的热量；（2）如果小明家天然气炉具的效率是60%，烧开这壶水，需要燃烧0.021m3的天然气。2.新农村建设中正大力推广使用瓶

15、装液化气。如果每瓶中装入15kg液化气，液化气的热值取4.2107J/kg，则（1）每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是多少？（2）若用这些液化气完全燃烧给水加热，放出的热量有30%被水吸收，则在标准大气压下可把多少千克的水从10加热至沸腾？c水=4.2103J/kg答案：（1）每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是6.3108J；（2）在标准大气压下可把500kg的水从10加热至沸腾。3.我国南海海底蕴藏着一种神秘的冰晶体-可燃冰，它具有热值大、储量多、能直接点燃等特点。1m3“可燃冰”在常温常压下可释放出164m3的天然气，“可燃冰”完全燃烧后只剩下二氧化碳和水，几乎不会造成任何污染。（1）若有

16、100cm3的“可燃冰”产生的天然气完全燃烧能放出多少热量？（2）100cm3的“可燃冰”产生的天然气完全燃烧放出的热量70%被水吸收，可使2kg的水从25升高到多少？（保留一位小数）q天然气=4107J/m3，c水=4.2103J/（kg）答：（1）若有100cm3的“可燃冰”产生的天然气完全燃烧能放出6.56105J热量。（2）可使2kg的水从25升高到79.7。4.认识自然，亲近自然，学校组织学生到桐洲岛进行社会实践活动，小明携带一个质量为1kg的合金锅、一台如图所示的便携式丁烷气炉（内置一瓶新的燃气，参数如表格所示），爱探究的小明通过手机上网查到便携式燃气炉的热效率为30%，丁烷气体的

17、燃烧效率为90%，野炊地水的沸点为100，测出当地水的温度为20，水的比热容为4.2103J/（kg），锅的比热容为0.8103J/（kg）（1）完全燃烧0.5kg的丁烷气体可以放出多少焦耳的热量？（2）需多少焦耳的热量，才能使10kg的水温度升高50？（3）如果燃气炉以最大火力工作，一瓶燃气最多能持续燃2h，这样能够把质量为多少千克的水烧开？（最后结果保留1位小数）答案：（1）完全燃烧0.5kg的丁烷气体可以放出4.5107J的热量；（2）需2.1106J的热量，才能使10kg的水温度升高50；（3）如果燃气炉以最大火力工作，一瓶燃气最多能持续燃烧2h，这样能够把质量为21.5kg的水烧开。

18、热机效率：5.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已知水=1.0103kg/m3；c水=4.2103J/（kg）；q汽油=3.2107J/L下表为此小汽车的相关数据：总质量：1500kg经济耗油量：（90 km/h）8 L/100 km车轮与地面的总接触面积：8.010-2m2水箱容量：4L额定功率：90kW（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。

19、答案：（1）水需要吸收的热量为4.2105J；（2）汽车消耗4L汽油；此时汽车的功率为20kW。6.汽油发动机工作时，汽油必须和吸进的空气成适当的比例，才能形成可以有效燃烧的混合气体，这就是空燃比（可燃混合气体中空气质量与燃油质量之比）。空燃比是发动机运转时的一个重要参数，它对尾气排放、发动机的动力性和经济性都有很大的影响。根据发动机的类型等因素，每种发动机的空燃比一般不同。某气缸总排量为2.0L的4缸发动机所需的空燃比14：1（气缸排量指气缸工作容积之和），混合燃气的密度为1.35kg/m3，当发动机曲轴每分钟转速为2400转时，输出功率为65kW。（1）每分钟汽油机做的有用功；（2）1mi

20、n内，汽油完全燃烧放出的热量（汽油的热值为4.6107J/kg）；（3）汽油机的效率（结果精确到0.1%）。答案：（1）每分钟汽油机做的有用功为3.9106J；（2）1min内，汽油完全燃烧放出的热量9.936106J；（3）汽油机的效率为39.3%。7.我国第二艘航空母舰下水仪式在中国船舶重工集团公司大连船厂举行。该航母满载时的排水量达6.4万吨，可搭载40架舰载机，每架舰载机的质量约为20吨。航母的动力源是蒸汽轮机，投入使用后的最大功率可以达到30MW（海水密度为1.0103kg/m3，g取10N/kg）（1）为了使舰载机更易于起飞，航母要以一定的速度 （选填“逆风”或“顺风”）航行。（2

21、）该航母满载时，受到的浮力是多大？在某次训练中，40架舰载机全部起飞后，该航母浸在海水中的体积变化了多少m3？（3）若航母以54km/h的速度匀速直线航行时，蒸汽轮机的功率为21MW，航母所受的阻力为多少N？蒸汽轮机的效率为35%，航行30min，需要消耗燃油多少kg？（燃油的热值为4.0107J/kg）答案：（1）逆风；（2）该航母满载时，受到的浮力是6.4108N；在某次训练中，40架舰载机全部起飞后，该航母浸在海水中的体积变化了800m3；（3）航母所受的阻力为1.4106N；蒸汽轮机的效率为35%，航行30min，需要消耗燃油2700kg。8.目前，“节能减排”已引起全球的关注。如何减

22、少能耗，提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视，（1）大多数家用汽车的发动机均为汽油机，它把汽油燃烧释放的内能部分转化成机械能，再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶。请你将下图中汽油机工作时的能流图补充完整。（2）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；试验数据：汽车在平直公路上以80km/h的速度匀速行驶时，耗油量大约为10L/100km，发动机输出功率为46kW；则该汽车行驶100km，发动机对汽车做的功是 J。使用燃料：93#汽油热值为4.6107J/kg，密度约为0.75g/cm3。请用以上参数推算出在测试条件下，该汽车发动机的效率约为 。（3）武

23、汉汽车保有量在迅速增长，消耗燃油量也就迅速增长。每辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均值取30%，如果能把内燃机效率提高2%，武汉城区汽车数量按160万辆来计算，每年可以节约多少t燃油。答案：（1）机械摩擦耗能；废气带走热量；（2）2.07108；60%；1.8105。9.小华家的汽车尾部上标有“1.5T”的字样，其中“T”就是“满轮增压”的标识，是利用高温、高压的废气去冲击废气涡轮高速旋转，来带动同轴的进气涡轮也高速旋转，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压，使汽油燃烧更充分，同时也减少了废气中的有害物质，达到提高发动机效率和减少废气污染的目的，汽车在高速公路上以100km/h行驶

24、时为发动机满负荷工作运行的最佳状态，曲轴转速1800/min，油耗6.8L/100km。（1）如图，图所示小轿车的仪表盘上，有一个显示汽车车门关闭状况的指示灯，只要四个车门中有一个没关闭（此时装在车门上的开关处于断开），指示灯就发光提醒，下面四个电路中，能体现该装置工作原理的是 。（2）如图，图所示是四缸四冲程汽油机的工作瞬间，此汽油机一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷最佳状态工作时做功冲程中燃气对活塞的平均压强为5105Pa活塞的横截面积为100cm2，当发动机满负荷工作时（不计摩擦），输出功率是多少？（3）发动机的效率是多少？10.某新型汽车在平面路面上以75km/h的速度匀

25、速行驶1h的过程中，消耗了5kg汽油，汽油燃烧释放能量除一部分推动活塞做功外，另有约40%随废气通过电热转换装置，如图所示（汽油热值近似取q=5107J/kg，设汽油在气缸内完全燃烧）（1）图示时刻，四冲程汽油机处于 冲程；若该汽油机每分钟完成7200个冲程，则它每秒钟完成 个工作循环；（2）在上述过程中汽油机燃烧释放的能量为 ，若其中的30%用来驱动汽车行驶，则汽车所受的阻力f为 ；（3）研发人员声称该热电转换装置的效率可达15%，据此计算，上述过程中随废气排放的能量通过转换装置可获得电能，这些电能可供车内总功率为1000W的用电器持续工作 s。太阳能热水器的效率：11.某科研小组研制了一辆

26、太阳能汽车。其车顶的太阳能电池板可将太阳能转化为电能，并储存在蓄电池中为车辆提供动力，已知：太阳能电池板平均每小时接收3.9106J的太阳能，每天平均有效接收太阳能的时间为5小时；当该车以10m/s速度匀速行驶时，太阳能电池板每天所储存的电能可维持该车行驶4min，其中储存电能的80%用来克服汽车阻力所做的功，汽车所受阻力为1.3103N求：（1）该太阳能电池板每天接收的太阳能；（2）该汽车以10m/s匀速行驶4min过程中克服阻力所做的功；（3）太阳能转化为电能并储存的效率。12.为牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，美丽乡村建设中大量使用了直接利用太阳能的热水器、太阳能路灯等节能

27、环保设备。如图，某太阳能热水器接收太阳能的面积为3m2，每平方米面积上1h得到太阳辐射的能量平均为2.5106J，该热水器仅能把接受太阳能的42%转化为水的内能。已知液化气的热值为4.2107J/kg，水的比热容为4.2103J/（kg）。求：（1）若光照6h可以使热水器内初温为15，质量为100kg的水温度升高到多少？（2）可以节约多少千克的液化气？13.表一是某同学家的太阳能热水器铭牌上的部分数据，表二是装满水时太阳能热水器的水温变化情况。表一采光面积容量水箱尺寸效率支架材料2.5m2 150L550mm1500mm50%锌彩板表二时刻9：009：3010：0010：3011：0011：30温度/44454749525412：0012：3013：0013：3014：0014：3015：0055575860616263（1）目前直接利用太阳能的方式有两种，一种是用集热器把水等物质加热，另一种是_ _。（2）太阳能热水器的支架与楼顶接触处均垫有一块面积较大的相同的砖块，这样做的好处是_ _。表二中数据显示在不同时段水的温度升高不同，原因可能是_ _。（3）在11：0014：30这段时间内，楼顶每平方米的面积上太阳辐射的功率约为多少瓦？C水4.2103J/(kg)