2020人教版九年级上学期物理同步单元专题大培优：热机效率计算专题练习.docx

1、九年级上学期同步单元专题大培优：热机效率计算专题练习1.小武家新买了天然气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率为80%，准备测试使用。他把家里自动洗衣机的“水量”设置为50L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的体积达到50L时洗衣机会自动停止注水。已知当时的自来水的温度是15，热水器输出热水的温度为31，注水前天然气表的累计示数是2365.89m3，天然气的热值为3.2107J/m3。水的比热容：4.2103J/（kg），水的密度：1103kg/m3（1）天然气热水器工作时发生的能量转化： 能转化为 能（2）请你计算注水后天然气表的累计示数变为多少？（小数点后保留两位）（3）小武现使用

2、该热水器洗澡，设定热水管出水温度为45，洗澡时感觉水温太高，需要从另一根冷水管中放出部分冷水进入出水管，然后与热水混合。若该热水器出水温度低于40热水器会停止出水。现控制出水管出水量一定，则调节冷水管出水质量和热水管出水质量之比不能高于多少？（不计热损失）2.某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他们绘制了加热过程中水温随时间变化的图线。如图所示，若在6min内完全燃烧了0.2kg的煤，水的比热容为4.2103J/(kg)，煤的热值约为3107J/kg。求在6min内：（1）煤完全燃烧产生的热量；（2）水所吸收的热量；（3）煤炉烧水时的热效率。3.（2020包河区一模）随着人们生

3、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=4.6107J/kg，小汽车发动机的效率为25%.求小汽车在这段路程中：（1）汽车所受的阻力？（2）消耗汽油的质量？4.随着人们生活水平的不断提高，小汽车越来越多地走进了普通百姓家中一辆使用汽油为燃料的小汽车，在路面水平的高速公路上以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时，汽车受到的阻力是整车重的007倍，该车按照以上速度行驶时油耗是8L/100km，已知汽车整车质量为1080kg。求：（1）

4、这时汽车发动机的输出功率是多少？（2）该车按照以上速度在高速公路上匀速直线行驶时，则发动机的热机效率是多少？（3）提高热机效率不仅节能减排，还可以减少用车成本。设家用小汽车一年行驶20000km，汽油价格每升7元。如果能把该车内燃机的效率提高2%，这辆小汽车一年可以节省多少汽油费？5.（2020凤翔县模拟）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和品质。若某台以93号汽油为燃料的汽车，其发动机的相关数据如下表所示。表中空燃比指汽缸内空气和燃油的质量比。（1）汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常工作四个冲程的顺序 （对甲、乙、丙、丁重新排序），其中内能转化为机械能的冲程是

5、图 。（2）汽车以120km/h的速度匀速运动时发动机的输出功率最大，此时汽车1min内做的有用功是多少？（3）汽车完成一个工作循环时，气缸内汽油和空气混合气体的质量是 kg，气缸内汽油的质量是 kg，燃料完全燃烧放出的热量是多少？（4）当汽车以120km/h的速度匀速行驶时，发动机的效率是多大？6.现代生活中最重要的交通运输工具-汽车，与我们的生活走得越来越近了。（1）汽油机的效率很低，主要原因之一是_带走了大量的能量。（2）某汽车的最低油耗可达0.2kg/(kwh)，已知汽油的热值为4.6107J/kg提示：最低能耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量；0.2kg/(kwh)表示获得kw

6、h能量消耗0.2kg汽油，1kwh=3.6106J 。0.2kg的汽油完全燃烧时放出的热量为多少？该汽车发动机的效率最高可达多少？（计算结果保留整数）近几年全球汽车保有量在迅速增长，小明在网上查知截止2011年底，全球处于使用状态的汽车数量已突破10亿辆。每辆汽车每年平均耗油1.8t，汽车内燃机效率的平均值取30%。如果能把内燃机效率提高1%，请计算每辆汽车每年可以节约多少千克燃油。（计算结果保留整数）7.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：

7、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)8.一种正在研制中的太阳能动力车如图，它上面的太阳能接收板的有效面积为S

8、=8m2，天气晴朗、接收板正对着太阳时，每1m2面积上每1s内接收到的太阳能是1.0103J正常运行时：这种车将太阳能转化成机械能的效率可达12%求：（1）2h内太阳能动力车接收到的太阳能是多少J？（2）正常运行时该车的功率可达多少kW？（3）若该车（含载重）的总质量为160kg，沿水平路面行驶时受到的阻力为总重力的1/10，则它在水平路面上匀速行驶的速度可达多少m/s？（运算中取g=10N/kg）92019年5月18日，中国科学家首次在南海试采可燃冰取得圆满成功，实现了我国天然气水合物开发的历史性突破。可燃冰清洁无污染、储量巨大，是一种非常理想的新型能源。可燃冰的热值很大，是天然气热值的10

9、倍以上，若按15倍计算。c水4.2l03J/（kg）；天然气的热值q=7l07J / m3 求：（1）体积为0.01m3的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少?（2）若这些热量的90被质量为100kg的水吸收，则水升高的温度是多少?10.小明家有一般玻璃钢海钓船，底部平直，其参数如表所示（柴油热值q=4.3107Jkg，g=10N/kg）。（1）不出海时，空船放置在水平沙滩上，船底与沙滩的接触面积为2m2，求船对沙滩的压强。（2）小明一家人某次出海钓鱼，人员和钓鱼装备共300kg，船匀速直线行驶4.3km，船受到的阻力为总重力的0.5倍，发动机的实际输出功率为12kW、消耗柴油1kg（假设柴油完全燃

10、烧）。求：船行驶的速度和发动机的效率。11.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，

11、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力为5103N.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？答案：（1）B；（2）当发动机满负荷工作时（不计摩擦），输出功率是15000W；（3）发动机的效率是24%。九年级上学期同步单元专题大培优：热机效率计算专题练习答案1.小武家新买了天然气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率为80%，准备测试使用。他把家里自动洗衣机的“水量”设置为50L，用热水器输出的热水注入洗衣机

12、，当注入水的体积达到50L时洗衣机会自动停止注水。已知当时的自来水的温度是15，热水器输出热水的温度为31，注水前天然气表的累计示数是2365.89m3，天然气的热值为3.2107J/m3。水的比热容：4.2103J/（kg），水的密度：1103kg/m3（1）天然气热水器工作时发生的能量转化： 能转化为 能（2）请你计算注水后天然气表的累计示数变为多少？（小数点后保留两位）（3）小武现使用该热水器洗澡，设定热水管出水温度为45，洗澡时感觉水温太高，需要从另一根冷水管中放出部分冷水进入出水管，然后与热水混合。若该热水器出水温度低于40热水器会停止出水。现控制出水管出水量一定，则调节冷水管出水质

13、量和热水管出水质量之比不能高于多少？（不计热损失）答案：（1）化学，内（2）2366.02m3（3）1：52.某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他们绘制了加热过程中水温随时间变化的图线。如图所示，若在6min内完全燃烧了0.2kg的煤，水的比热容为4.2103J/(kg)，煤的热值约为3107J/kg。求在6min内：煤完全燃烧产生的热量；水所吸收的热量；煤炉烧水时的热效率。答案：（1）6106J（2）2.52106J（3）42%3.（2020包河区一模）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

14、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=4.6107J/kg，小汽车发动机的效率为25%.求小汽车在这段路程中：（1）汽车所受的阻力？（2）消耗汽油的质量？答案：（1）1000N （2）9.4Kg4.随着人们生活水平的不断提高，小汽车越来越多地走进了普通百姓家中一辆使用汽油为燃料的小汽车，在路面水平的高速公路上以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时，汽车受到的阻力是整车重的007倍，该车按照以上速度行驶时油耗是8L/100km，已知汽车整车质量为1080kg。求：（1）这时汽车发动机的输出功率是多少？（2）该车按照以上速度在高速公路上匀速直

15、线行驶时，则发动机的热机效率是多少？（3）提高热机效率不仅节能减排，还可以减少用车成本。设家用小汽车一年行驶20000km，汽油价格每升7元。如果能把该车内燃机的效率提高2%，这辆小汽车一年可以节省多少汽油费？答案：（1）22.68KW（2）30（3）700元5.（2020凤翔县模拟）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和品质。若某台以93号汽油为燃料的汽车，其发动机的相关数据如下表所示。表中空燃比指汽缸内空气和燃油的质量比。（1）汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常工作四个冲程的顺序 （对甲、乙、丙、丁重新排序），其中内能转化为机械能的冲程是图 。（2）汽车以12

16、0km/h的速度匀速运动时发动机的输出功率最大，此时汽车1min内做的有用功是多少？（3）汽车完成一个工作循环时，气缸内汽油和空气混合气体的质量是 kg，气缸内汽油的质量是 kg，燃料完全燃烧放出的热量是多少？（4）当汽车以120km/h的速度匀速行驶时，发动机的效率是多大？答案：（1）乙甲丁丙；丁；（2）4.968105J；（3）2.3410-3；1.810-4kg； 8.28103J；（4）25%。6.现代生活中最重要的交通运输工具-汽车，与我们的生活走得越来越近了。（1）汽油机的效率很低，主要原因之一是_带走了大量的能量。（2）某汽车的最低油耗可达0.2kg/(kwh)，已知汽油的热值为

17、4.6107J/kg提示：最低能耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量；0.2kg/(kwh)表示获得kwh能量消耗0.2kg汽油，1kwh=3.6106J 。0.2kg的汽油完全燃烧时放出的热量为多少？该汽车发动机的效率最高可达多少？（计算结果保留整数）近几年全球汽车保有量在迅速增长，小明在网上查知截止2011年底，全球处于使用状态的汽车数量已突破10亿辆。每辆汽车每年平均耗油1.8t，汽车内燃机效率的平均值取30%。如果能把内燃机效率提高1%，请计算每辆汽车每年可以节约多少千克燃油。（计算结果保留整数）答案：（1）废气 （2）9.2106J 39 5.8107t7.表一是某同学家的太阳能

18、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11：00

19、14：30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)答案：（1）太阳能电池 （2）增大受力面积，减小压强（3）4008.一种正在研制中的太阳能动力车如图，它上面的太阳能接收板的有效面积为S=8m2，天气晴朗、接收板正对着太阳时，每1m2面积上每1s内接收到的太阳能是1.0103J正常运行时：这种车将太阳能转化成机械能的效率可达12%求：（1）2h内太阳能动力车接收到的太阳能是多少J？（2）正常运行时该车的功率可达多少kW？（3）若该车（含载重）的总质量为160kg，沿水平路面行驶时受到的阻力为总重力的1/10，则它在水平路面上匀速行驶的速度可达多少m

20、/s？（运算中取g=10N/kg）答案：（1）5.76107J （2）0.96KW （3）6m/s92019年5月18日，中国科学家首次在南海试采可燃冰取得圆满成功，实现了我国天然气水合物开发的历史性突破。可燃冰清洁无污染、储量巨大，是一种非常理想的新型能源。可燃冰的热值很大，是天然气热值的10倍以上，若按15倍计算。c水4.2l03J/（kg）；天然气的热值q=7l07J / m3 求：（1）体积为0.01m3的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少?（2）若这些热量的90被质量为100kg的水吸收，则水升高的温度是多少?答案：（1）1.05l07J （2）22.510.小明家有一般玻璃钢海钓船，底

21、部平直，其参数如表所示（柴油热值q=4.3107Jkg，g=10N/kg）。（1）不出海时，空船放置在水平沙滩上，船底与沙滩的接触面积为2m2，求船对沙滩的压强。（2）小明一家人某次出海钓鱼，人员和钓鱼装备共300kg，船匀速直线行驶4.3km，船受到的阻力为总重力的0.5倍，发动机的实际输出功率为12kW、消耗柴油1kg（假设柴油完全燃烧）。求：船行驶的速度和发动机的效率。答案：（1）1.5103Pa；（2）4m/s，30%10.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

22、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力为5103N.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？答案：（1）B；（2）当发动机满负荷工作时（不计摩擦），输出功率是15000W；（3）发动机的效率是24%。