人教版九年级上学期期中考试复习专题九
热现象较难计算题
1．如图甲所示，A、B是两个底部装有完全相同的加热器的容器，加热器产生的热量90%可以被容器中的液体吸收，已知加热器每秒钟放出热量1000J。现将甲、乙两种液体分别倒入A、B杯中，其中甲液体的比热容3×103J/（kg ℃）；让两个加热器同时开始工作，60s后停止加热，然后立即将质量为5.4千克的合金球迅速放入乙液体中（从球放入到达到热平衡不计热损失），它们的温度随时间变化图象如乙所示。
（1）加热60s时，乙液体吸收的热量为多少；
（2）甲液体的质量多少；
（3）合金球的比热容为多少？
2．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#
3．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。
4．为预防病毒交叉感染，小赫妈妈利用家里煤气灶烧水并对小赫每天带去学校的钢制饭盒进行消毒处理，把质量为0.5kg的饭盒浸入1.5kg的水中加热至水沸腾（在一个标准大气压下），小赫记录了某一天室温为25℃；烧水前后家用煤气表的示数，分别如图甲、乙所示。[c水=4.2×103J/(kg ℃)；c钢=0.46×103J/(kg ℃)；煤气的热值为q=4.2×107J/]
求：(1)加热至水沸腾过程中饭盒吸收的热量；
(2)由煤气表可知，小华家烧水所需煤气完全燃烧放出的热量；
(3)试计算用此煤气灶烧水并对饭盒进行消毒处理的热效率。（保留一位小数）
5．太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息：
光照时间（h） 装水量（kg） 吸热板面积（m2） 水升高的温度（℃） 水的比热容J/（kg·℃） 太阳辐射功率J/（m2·h）
8 100 2.5 30 4.2×103 1.26×106
其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能。求：
（1）水在8h内吸收的热。
（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m3的天然气。（天然气的热值为8.4×107J/m3，天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收。）
（3）该太阳能热水器的能量转化效率。
6．随着节能意识的兴起，某同学家里安装了太阳能热水器，该热水器的铭牌如图12所示。若该太阳能热水器安装在平均日照辐射强度为4.2×106J/（m2·h）的阳台处，阳台上平均每天的日照时间约为10h，则：
（1）该热水器的采光板，每天吸收的热量为多少J
（2）若每天热水器内注满20℃的冷水，第一天晚上储水桶中的热水温度为60℃，则该热水器的热效率为多少？
（3）若晚上洗澡前，储水桶内储存有部分60℃的热水，打开冷水进水阀45s，20℃的冷水加入桶内，水温稳定在50℃，若要将水温调至40℃，还需要打开冷水阀多少秒 （冷热水混合过程中，无热损失，且冷水阀的水流恒定）
产品型号：阳台节能热水器OP-B 额定压力：0.6Mpa 板芯材料：铜铝复合 采光面积：2m2 水箱容量：100L
7．右表是某品牌轿车的一些技术参数，其中排气量是指发动机气缸的工作容积．空燃比是指吸气冲程末，吸入气缸内的空气和汽油的质量之比．当该发动机以最大功率工作时，气缸内汽油和空气的混合气密度为1.5kg/m3.1min内高温高压的燃气推动活塞做功3000次．请你计算发动机在最大功率工作时：
车型 某品牌轿车
排气量 1.5L
最大功率 69kW
空然比 14：1
汽油热值 4.6×107J/kg
（1）每次吸入混合气的质量；
（2）1min内做的有用功；
（3）1min内汽油燃烧放出的热量．
（4）求出该发动机的效率．
（解答要求：要写出依据的主要公式或变形公式，要有数据代入和运算结果）
8．小明搬了新家，用上了管道天然气，厨房里安装了一台燃气灶，效率为60%，前两个月用了42m3的天然气。[水的比热容c=4.2×103J/(kg ℃)，天然气的热值取q=4×107J/m3]。
(1)完全燃烧这些天然气放出了多少热量？
(2)如果这些热量全部用来对小轿车做功，以1050N的动力进行牵引，可使轿车行驶多远？
(3)如果这42m3的天然气全部用于燃气灶烧水，能使多少质量的水温度升高20℃？
9．随着人们生活水平的提高，轿车已逐步进入普通家庭．若某轿车以20kW的功率在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶1000s，消耗汽油2L．[已知ρ油＝0.7×103kg/m3、q油＝4.6×107J/kg，c水=]．求：
（1）轿车做的功；
（2）汽油机的效率；（保留一位小数）
（3）如果汽油完全燃烧产生的热量中有4.2%被水箱中的质量为7kg初温为20℃的水吸收，能使水的温度大约升高多少℃（1个标准大气压）？
10．冬天即将来临，学校积极创造条件为学生供应开水．在这个过程中，若用锅炉将300kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了11.2kg的煤[ｃ水=4.2103J/（kg.℃），煤的热值为3107J/kg]，则:
（1）锅炉内300kg的水吸收的热量是多少
（2）此锅炉的效率是多少
（3）某同学从开水房打了3kg的100℃的开水，为了便于使用，他将这100℃的开水和质量为5kg的20℃的冷水混合，若不计混合过程的热损失，则混合后温水的温度为多少
11．“米线”是一种特色小吃.端上餐桌的有：一碗热汤，上面浮着一层油；一碟切成薄片的鲜肉；一碗已煮熟的米线.食客先把肉片放进汤内，稍候再加入米线.
现有以下资料：汤的初温97，比热容4.2；肉片的质量为0.2kg，初温为22，比热容为3.5.基于健康的缘故，肉片必须在大于80的汤中至少保持2min，在这2min时间内，由于向外界散热，整体温度将下降约 2问：
（1）碗中油层的作用是什么？
（2）为实现上述的温度要求，碗中汤的质量多少应满足什么条件？
12．如表是同悦小轿车的一些技术参数。其中排气量是指发动机气缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大。空燃比是指气缸内空气和燃油的质量比。汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J，当该发动机以最大功率工作时，气缸内汽油和气的混合密度为1.35kg/m3，1min内高温高压的燃气推动活塞做功3000次。请你计算发动机在最大功率工作时
车型 同悦
排气量 1.6L
最大功率 90kW
空燃比 14∶1
汽油的热值 4.6×107J/kg
(1)1min内做的有用功。
(2)做功一次消耗汽油的质量。
(3)发动机的效率。
13．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，是指所有气缸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1.35kg/m3、93＃汽油的热值为4.6×107J/kg，1L＝10-3m3。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位有效数字）。
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#
14．某款摩托车，发动机的输出功率为8kW，若摩托车以36km/h的速度在水平路面上匀速直线行驶2h，消耗了3.6kg燃油（热值q=4.0×107J/kg），求：
（1）摩托车行驶的路程；
（2）摩托车发动机的效率；
（3）匀速直线行驶过程中车所受的阻力。
15．某款国产插电混动汽车，汽油发动机既可向车轮提供动力，又可向蓄电池充电，同时蓄电池又将部分能量通过驱动电机向车轮输送。整车质量（含驾驶员）为1.8t，搭载电池电量为18.75kW h，纯电行驶时效率约为80%，利用汽油发动机行驶时热机平均效率约为30%，在平直的公路上以72km/h的速度匀速行驶，受到的阻力为总重的k＝0.03倍。汽油热值约为q＝4.5×107J/kg，g＝10N/kg，求此时：
（1）汽车需要的牵引力；
（2）以纯电行驶时，假如电池从满电到耗尽电量，可以行驶的最大路程；
（3）车辆行驶（2）中相同路程，如果以汽油发动机行驶时，需要燃烧的汽油质量。
16．如图所示的汽车总质量为1150kg，以72km/h的速度在水平路面匀速行驶100km，若汽车所受阻力为汽车重力的0.1倍，每个轮胎与路面的接触面积0.05m2求：
（1）汽车对路面压强为多少？（g取10N/kg）
（2）汽车行驶过程中克服阻力做了多少功？其功率为多少？
（3）若该汽车热机的效率为25%，如果不考虑热机其他的能量损失，汽油热值为4.6×107J/kg，则该汽车行驶10km过程中需要汽油质量为多少千克？
17．下表是某品牌小轿车的一些技术参数．其中排气量是指发动机气缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大；空燃比是指气缸内空气和燃油的质量比．当该发动机以最大功率工作时，气缸内汽油和空气的混合密度为1.35kg/m3，1min内高温高压的燃气推动活塞做功2600次．请你计算发动机在最大功率时．
（1）1min内做的有用功；
（2）发动机的效率．（结果精确到1%）
18．下表是某品牌小轿车的一些技术参数，其中排气量是指发动机汽缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大；空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比；汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J。当该发动机以最大功率工作时，汽缸内汽油和空气的混合密度为1.5kg/m3，1min内高温高压的燃气推动活塞做功2000次。请你计算发动机在最大功率工作时：
（1）1min内做的有用功。
（2）做功一次消耗汽油的质量。
（3）发动机的效率。
车型 某品牌轿车
排气量 1.8L
最大功率 75kW
空燃比 14∶1
汽油的热值 4.6×107J/kg
19．如表是某品牌轿车的一些技术参数，其中排气量是指发动机气缸的工作容积。空燃比是指吸气冲程末，吸入气缸内的空气和汽油的质量之比。当该发动机以最大功率工作时，气缸内汽油和空气的混合气密度为1.5kg/m3.1min内高温高压的燃气推动活塞做功3000次。请你计算发动机在最大功率工作时：
（1）每次吸入混合气的质量；
（2）1min内做的有用功；
（3）1min内汽油燃烧放出的热量。
（4）求出该发动机的效率。
（解答要求：要写出依据的主要公式或变形公式，要有数据代入和运算结果）
车型 某品牌轿车
排气量 1.5L
最大功率 69kW
空然比 14：1
汽油热值 4.6×107J/kg
20．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，汽油完全燃烧放出的热量（汽油的热值为）。
(3)汽油机的效率（结果精确到0.1%）。
21．发动机是汽车的核心部件,发动机的质量决定了整个车的性能和品质。现代汽车的发动机主要分汽油机和柴油机两类,其中汽油发动机提供动力的是内燃机的汽缸。若某台以汽油为燃料的汽车，发动机内有四个汽缸,其相关数据如下表所示。
1min内完成工作循环 N次 92#汽油 气缸内汽油和空气的混合密度 ρ0 kg/m3
排气量 V0L 热值 q0 J/kg
发动机最大功率 P0kW 空燃比 14∶1
(1)汽车以100km/h的速度匀速运动时发动机的输出功率最大，则1min内有用功为多少J。
(2)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油的质量比。当汽车以100km/h的速度匀速运动时，根据表中数据求汽车发动机的效率是多少？
22．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气缸．某台以汽油为燃料的汽车，发动机内有四个气缸，其相关数据如下表所示：
1min内完成的 工作循环 2600次 93'汽油 气缸内汽油和空气的混合密度 1.35Kg/m3
排气量 1.8L 热值 4.6×107(J/Kg)
发动机最大功率 75KW 空燃比 14:1
（1）汽车以100Km/h的速度匀速运动时发动机的输出功率最大，则1min内有用功 J．
（2）汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个气缸正常工作四个冲程的顺序是 （对甲、乙、丙、丁重新排序），图所示的 冲程内燃机给汽车提供动力．
（3）汽车的排气量是指发动机气缸的工作容积，汽车排气量越大，功率越大．空燃比指汽缸内空气和燃油的质量比．当汽车以100Km/h的速度匀速行驶时，根据表中数据求汽车发动机的效率．
（计算结果保留一位小数）
23．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，输出功率为65kW：
(1)每分钟汽油机做的有用功；
(2)1min内，汽油完全燃烧放出的热量（汽油的热值为4.6×107J/kg）；
(3)汽油机的效率（结果精确到0.1%）
24．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？
25．如图甲所示，1标准大气压下，普通煤炉把壶内20度，5kg水烧开需完全燃 烧一定质量的煤，此过程中，烧水效率为28%，为提高煤炉效率，创意小组设计 了双加热煤炉，如图乙所示，在消耗等量煤烧开壶内初温相同，等量水的过程 中，还可额外把炉壁间10kg水从20度加热至40度，以上过程中：Q煤=3×107J/kg,c水=4.2×107J/(kg0C)
（1）壶内20度，5kg水烧开需要吸收多少热量？
（2）让上述水烧开，普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大？
（3）双加热煤炉的烧水效率有多大？
26．一辆空车质量为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）
27．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？
28．国产某品牌SUV汽车，质量为1.8t，轮胎的着地面积是0.06m2，在水平公路上，以72km/h的速度匀速行驶100km，发动机的功率恒定为30kW。（g取10N/kg，q=4.5×107J/kg）求:
（1）该车静止在水平地面上时对地面的压强；
（2）该车匀速行驶时的牵引力和行驶100km牵引力做的功；
（3）若汽油完全燃烧释放的内能全部转化为车的机械能，该车行驶100km需要汽油多少千克。（结果保留一位小数）
29．某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达2000m，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为10t，飞机飞行时所受阻力的大小与速度的关系见表：
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）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少焦？
（2）当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？
（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少？
30．如图甲，是被大家认可的我国自主品牌混合动力畅销车型“比亚迪秦”。在某次性能测试中，汽车启动时内燃机工作，由内燃机提供能量驱动汽车以v1=50km/h的速度匀速行驶，同时给初始能量为E0=5.6×107J的蓄电池组充电，充电电压U1=400V，充电电流I1=50A；汽车行驶t1=2h、内燃机消耗燃料m=20kg后蓄电池组充电完成，改由电动机提供能量驱动汽车在水平路面上以v2=90km/h的速度匀速行驶，此时蓄电池组加在电动机两端的电压U2=320V，电动机的效率η=80%；已知汽车蓄电池组所储存能量降为E0时即自动切换为内燃机工作。若汽车运动过程中车速v与所受阻力f的关系如图乙所示，所用燃料的热值q=4.5×107J/kg，且燃料完全燃烧。不计汽车电路连接导线的电阻，忽略传动装置消耗的能量。求：
（1）内燃机工作时的效率η1（结果保留一位小数）；
（2）汽车蓄电池组储存能量的最大值Em；
（3）充电一次采用纯电动模式以v2=90km/h的速度匀速行驶的最大里程sm。
31．已知某型号的载重汽年在一段平直的高速公路上匀速行驶9.6×103m，所用时间是8min，消耗煤油2.4kg（假设煤油完金燃烧），汽车发动机在这段时间内的功率为6×104W。若煤油的热值为3×107J/kg，求:
（1）汽车行驶速度是多少m/s？
（2）汽车行驶过程的牵引力是多大？
（3）汽车发动机的效率是多少？
32．一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）
33．如图所示，一客车在盘山公路（斜面）上匀速行驶，客车质量为7000kg，向上行驶过程中牵引力保持20000N不变。耗时15min行驶了5.4km的路程，到了高为0.5km的山顶上（g取10N/kg）。求：
(1)客车有八个轮子，每个轮子与地面的接触面积为250cm2，客车在山脚的水平公路上对地面的压强；
(2)汽车发动机的牵引力从山脚到山顶做的功；
(3)盘山公路的“机械”效率（百分号前保留整数）；
(4)已知该客车发动机的机械效率为30%，客车从山脚到山顶消耗了多少kg的汽油。（汽油热值取q=4.0×107J/kg）
34．某一型号的房车在一段平直公路上匀速行驶了56km，用时0.5h，该房车的总质量为3.6×103kg，受到的阻力为车重的0.1倍，g取10N/kg。求：
(1)该房车的行驶速度。
(2)该房车牵引力所做的功。
(3)已知这一过程消耗燃油1.5×10﹣2m3，则热机在这一过程中消耗的总能量是多少？（假设燃油完全燃烧，燃油密度ρ＝0.8×103kg/m3，燃油热值q为4.5×107J/kg）
(4)若将该房车改装成纯电动汽车，则可使二氧化碳排放量降为零。已知改装后的房车每行驶一百公里能耗为200kW·h，则该房车的效率是多大？（1kW·h＝3.6×106J）
35．小华家用的天然气热水器铭牌如下表所示，该热水器的铭牌标明了它的热效率，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内能。已知当时自来水的温度是15℃，热水器输出热水的温度为40℃，天然气的热值为3.2×107J/m3。
(1)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洗衣机，当注入水的体积达到40L时洗衣机便会自动停止注水。注水前天然气表的示数是2365.89m3，注水后变为2366.05m3。估算该热水器的热效率？（结果保留至1%)
(2)已知当时自来水的温度是15℃，热水器输出热水设定的温度为40℃不变。小华在洗澡时将水温调至最高并按额定流量放出热水，洗澡前天然气表的示数是2366.05m3，洗澡后天然气表的示数是2366.55m3。按照铭牌上的等级效率计算他洗一次澡用了多长时间？（此过程中家里没有其他设备使用天然气)
净重 14.3kg
控制方式 微电脑
额定流呈 16L/min
等级效率 84%
气源 天然气
36．某型号汽车在车型测试中，在一段平直公路上以80km/h的速度匀速行驶了6km，消耗汽油1.5L，已知汽油的密度为0.7×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg。假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为40％，求该型号汽车在以此速度行驶过程中
(1)汽油完全燃烧放出多少热量？
(2)汽车受到的阻力是多大？
37．爸爸开车带着李兵从内乡去郑州看望姥姥，汽车（包括车上的人和物品）质量为1.6×103kg，车轮与地面的总接触面积为0.08m2，当汽车以90km/h的速度在平直路面上匀速行驶时，汽车发动机牵引力为1000N，效率为30%，汽油的热值为4.6×107J/kg（假设汽油完全燃烧，g取10N/kg）。求：
(1)汽车静止时对路面的压强是多少？
(2)汽车以90km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率是多少？
(3)若汽车按照这种方式行驶，这次旅行全程往返800km，李兵应该提醒爸爸至少要加汽油多少kg？
38．某市部分公交车用天然液化气为燃料，其主要成分就是甲烷，热值为3.6×107J/m3。如果一辆公交车满载乘客时总质量是6t，那么10m3甲烷气体完全燃烧产生的能量可供公交车满载时以36km/h的速度匀速行驶100min。匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.05倍，求：
(1)这段时间内公交车牵引力做功的功率；
(2)若10m3的甲烷气体完全燃烧所产生的热量被水完全吸收，可将多少千克在一标准大气压下的水从20℃加热到刚好沸腾；[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(3)这段时间内公交车发动机的效率是多大
39．如图甲所示为大家常见的普通煤炉，通过燃烧煤将壶中的水进行加热。为提高煤炉效率，某大学创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在炉壁的夹层中也加入水，在给壶中水加热的同时，也给炉壁夹层中的水加热。现在1标准大气压下，壶中装有质量为4.5kg温度为20℃的水，已知q煤＝3×107J/kg，c水＝4.2×103J/(kg ℃)，求：
(1)如果烧开壶中的水，需要吸收多少热量？
(2)已知甲图煤炉烧水效率为28%，若用甲图煤炉烧开壶中的水，需要完全燃烧煤的质量是多少？
(3)在乙图煤炉加热过程中，在消耗等量煤的情况下，除烧开壶中的水外，还可把炉壁夹层中10kg的水从20℃加热至40℃，则改进后乙图煤炉的烧水效率是多大？
40．如图甲所示轿车的质量是1.26t，四个轮胎与地面的接触面积是0.12m2，该轿车在平直的公路上匀速行驶1h消耗汽油8L，已知汽油完全燃烧放出的热量有30%转化为机械能，（汽油的热值4.6×107J/kg，汽油的密度0.7×103kg/m3，g取10N/kg）求：
（1）1h轿车发动机所做的功．
（2）该轿车静止时对水平路面的压强．
（3）若轿车在水平路面上匀速行驶时所受的阻力f与速度v的关系如图乙所示，则该轿车以90km/h的速度匀速行驶时的功率多大．
41．混合动力汽车具有节能、低排放等优点，成为汽车研究与开发领域的重点．某新型混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电．在某次测试中，消耗了燃料，汽车以的速度匀速行驶了，同时蓄电池的电能增加了（蓄电池存储电能的能力为）．
求：（1）若所用燃料的热值为，假设测试过程中燃料完全燃烧，则放出的总热量是多少？
（2）汽车行驶的距离s是多少米？
（3）该汽车的车速v与所受阻力f的关系如图所示，根据车速可以分析得到汽车的牵引力F，算出汽车牵引力做的功W，再结合蓄电池的电能增加，请计算内燃机的效率是多少？
42．芜湖奇瑞汽车有限公司是一家大型的汽车生产基地．该厂某型号汽车在车型测试中，在一段平直公路上匀速行驶了36 km，用时0.5小时，车的总质量为3×103 kg，受到的阻力为车重的0.1倍，其中g=10 N/kg．求：
（1）该汽车牵引力所做的功；
（2）已知这一过程消耗燃油1.5×10-2 m3，求热机在这一过程中消耗的总能量（假设燃油完全燃烧，燃油密度为0.8×103 kg/ m3，燃油热值q为4.5×107 J/kg）；
（3）该汽车发动机的效率；
（4）若该汽车在平直的公路上匀速行驶的路程为s，发动机牵引力为F，其发动机效率η，汽油的热值为q，请推导该汽车在这段路程内消耗汽油质量的表达式．
43．据统计，全国发生的车祸中有半数以上是由于超速、超载引起的。我市加大了道路交通安全监控管理力度，将“区间测速”作为判断是否超速的依据之一。所谓的“区间测速”，就是在两监测点安装监控和测速探头，测出同一辆车通过两个监测点的时间，再根据两点间的距离算出该车在这一区间路段的平均车速，如果这个平均车速超过了该路段的最高限速，即被判为超速。若监测点A、B相距18km，全程限速40km/h，由“电子眼”抓拍到装有沙子的某型号货车通过两个监测点的速度分别为30km/h和45km/h，通过A、B两个监测点的时间为20min。问：
（1）按“区间测速”标准判断该货车在AB段是否超速？
（2）按照规定，载货车辆车轮对地面的压强超过7×105Pa即被判为超载。该型号货车部分参数如下表甲所示。利用表中参数计算，该货车在不超载的情况下，在水平路面上运动时最多能装沙子的体积为多少？（ρ沙=2.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（3）该货车在某段平直公路上运动60s的速度-时间图象如下图乙所示。这段时间内发动机完全燃烧柴油0.2kg，已知发动机的效率η=40%。柴油的热值q=4.5×107J/kg，则货车在这段时间内运动受到的阻力为多大
44．一辆汽车以90kW的恒定功率启动并做直线运动，且整个运动过程中受到的阻力不变，速度v与时间t的关系如图所示．求：（汽油的热值q汽油=4.6×107J/kg）
（1）汽车的速度为20m/s时，牵引力为多大？
（2）在0～5s时间内，汽车发动机做了多少功？
（3）汽车匀速行驶时，发动机的热效率为30%，则燃烧1kg汽油，汽车行驶的路程是多少？
45．我国自主研制的某型新一代战斗机，具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为3.7×104kg，最大飞行高度达2×104m，最大航行速度达2.5倍声速，最大载油量为104kg．飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表（其中一格数据漏填）：
速度v/（m/s） 100 200 300 400 500
阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 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30%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg
（1）飞机发动机完全燃烧104kg燃油放出的热量为多少焦？
（2）当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？
（3）某次执行任务时，驾驶员发现飞机的油量还有5.4×103kg，若以600m/s的速度巡航，则飞机的最多还能飞行多少千米？
参考答案：
1．（1）5.4×104J；（2）0.2kg；（3） 0.2×103J/（kg ℃）
【详解】解：（1）已知加热器每秒钟放出热量1000J，则加热60s时，加热器放出热量
Q放＝1000J/s×60s＝6×104J
根据题意可知，乙液体吸收的热量
Q乙吸＝Q放×90%＝6×104J×90%＝5.4×104J
（2）由乙图可知，加热20s时，甲液体的温度从10℃升高到40℃，由题意可知，甲液体在20s内吸收的热量
Q甲吸＝Q放′×90%＝1000J/s×20s×90%＝1.8×104J
根据Q吸＝cm（t﹣t0）可得，甲液体的比热容
（3）由乙图可知，加热60s时，乙液体的温度从10℃升高到60℃，则加热60s乙液体升高的温度
△t乙升＝60℃﹣10℃＝50℃
加热60s乙液体吸收的热量
Q乙吸＝c乙m乙△t乙升①
合金球放入乙液体后，乙液体的温度从60℃降低到40℃，则乙液体放热时降低的温度
△t乙降＝60℃﹣40℃＝20℃
合金球放入乙液体后，乙液体放出的热量
Q乙放＝c乙m乙△t乙降②
根据①②可得，乙吸收和放出的热量之比等于升高和降低的温度之比，则两过程中乙液体放出的热量与其吸收的热量的比值
所以
Q乙放＝Q乙吸＝0.4×5.4×104J＝2.16×104J
从球放入到达到热平衡不计热损失，则
Q球吸＝Q乙放＝2.16×104J
由图甲乙可知，合金球放入乙液体后，合金球的温度从20℃升高到40℃，则合金球升高的温度
△t球升＝40℃﹣20℃＝20℃
由Q吸＝cm△t可得，合金球的比热容
答：（1）加热60s时，乙液体吸收的热量5.4×104J；
（2）甲液体的质量是0.2kg；
（3）合金球的比热容为0.2×103J/（kg ℃）。
【分析】本题考查了吸热和放热的公式、热平衡方程，关键是从题中获取有用的信息，难度较大。
2．（1）6×106J；（2）2×10-3m3；（3）0.47kg；（4）27.75%
【详解】解：（1）1min内发动机做的有用功
W有用=Pt=100×103W×60s=6×106J
（2）设发动机气缸的总容积为V，由压缩比可得
(1-)V=1.8L
因在排气冲程中将所有废气排出气缸，则一个工作循环吸入混合物的总体积
V=1.8L×=2L=2×10-3m3
（3）一个工作循环吸入混合物的质量
m混=ρ混V=1.41kg/m3×2×10-3m3=2.82×10-3kg
一个工作循环吸入汽油的质量
m油=m混=×2.82×10-3kg=1.88×10-4kg
汽油机的额定转速为5000r/min，1min完成的工作循环
×5000=2500个
1min吸入汽油的质量
m总=2500×1.88×10-4kg=0.47kg
（4）热机的效率
η=×100%=×100%≈27.75%
答：（1）1min内发动机做的有用功6×106J；
（2）一个工作循环吸入汽油和空气混合物的体积2×10-3m3；
（3）1min吸入汽油的质量0.47kg；
（4）热机的效率为27.75%。
3．(1)1350J；(2)20250W；(3)88g
【详解】解：(1)由题可知
p=9.0×105Pa，S=30cm2=3×10-2m2
燃气对活塞的平均压力为
F=pS=9.0×105Pa×3×10-3m2=2.7×103N
活塞在气缸中移动的距离
s=50cm=0.5m
一个做功冲程中燃气对活塞做的功
W=Fs=2.7×103N×0.5m=1350J
(2)飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮转动1800周，要对外做功900次，燃气对活塞做的总功为
W总=W×900=1350J×900=1.215×106J
而
t=1min=60s
汽油机的功率为
(3)由可得，消耗汽油完全燃烧释放的热量
由Q放=mq可得，一分钟消耗汽油的质量
答：(1)汽油机每完成一次做功冲程，燃气对活塞做的功为1350J；
(2)汽油机的平均功率为20250W；
(3)若此汽油机的效率为30%，一分钟耗油量为88g。
【分析】
4．(1)1.725×104J；(2)6.3×105J；(3)77.8%
【详解】解：(1)一个标准大气压下，水沸腾时的温度为100℃，则饭盒、水的末温为100℃，加热至水沸腾过程中饭盒吸收的热量
(2)由图知，消耗煤气的体积
这些煤气完全燃烧放出的热量
(3)加热至水沸腾过程中水吸收的热量
水、饭盒吸收的总热量
用此煤气灶烧水并对饭盒进行消毒处理的热效率
答：(1)加热至水沸腾过程中饭盒吸收的热量为1.725×104J；
(2)由煤气表可知，小华家烧水所需煤气完全燃烧放出的热量为6.3×105J；
(3)试计算用此煤气灶烧水并对饭盒进行消毒处理的热效率为77.8%。
5．（1）1.26×107J；（2）0.15m3；（3）50%
【详解】解：（1）水吸收的热量（有用能量）
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×30℃=1.26×107J
（2）由题可知天然气完全燃烧放出的热量
Q放=Q吸=1.26×107J
需要天然气的体积
（3）8h太阳能热水器吸收的太阳能（总能量）
Q总=1.26×106J/(m2·h)×2.5m2×8h=2.52×107J
该太阳能热水器的能量转化效率
答：（1）水在8h内吸收的热量为1.26×107J；
（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧0.15m3的天然气；
（3）该太阳能热水器的能量转化效率为50%。
6．(1)(2)(3)
【详解】（1）每天吸收的热量为
Q吸=4.2×106J/（m2·h）×10h×2m2=8.4×107J
（2）水箱注满水时，水的质量为
20℃的冷水升高到60℃吸收热量为
则该热水器的热效率为
（3）设储水桶内原有60℃的热水质量为m1，每秒钟放入20℃冷水质量为m2，则打开冷水进水阀45s后有
再打开n秒水温降至40℃，则有
带入数据可解得
n=90
答：（1）采光板每天吸收热量为8.4×107J。
（2）热水器的热效率为20%。
（3）需要打开冷水阀90s。
7．（1）2.25×10﹣3kg（2）为4.14×106J（3）2.07×107J（4）20%
【详解】（1）由排气量可知，每次吸入混合气的体积：
V混＝1.5L＝1.5dm3＝1.5×10﹣3m3，
由ρ＝可得，每次吸入混合气的质量：
m混＝ρ混V混＝1.5kg/m3×1.5×10﹣3m3＝2.25×10﹣3kg；
（2）由P＝可得，1min内做的有用功：
W＝Pt＝69×103W×60s＝4.14×106J；
（3）因空燃比是指吸气冲程中吸入气缸内的空气和汽油的质量之比，
所以，每次做功冲程中吸入汽油的质量：
m油＝=＝1.5×10﹣4kg，
1min内吸入汽油的质量：
m＝1.5×10﹣4kg×3000＝0.45kg，
1min内汽油燃烧放出的热量：
Q放＝m油q＝0.45kg×4.6×107J/kg＝2.07×107J；
（4）该发动机的效率：
η＝×100%＝×100%＝20%．
8．(1)1.68×109J；(2)1.6×106m；(3)1.2×104kg
【详解】解：(1)42m3天然气完全燃烧放出的热量为
Q放＝Vq＝42m3×4.0×107J/m3＝1.68×109J
(2)由题意知，牵引力做的功为
W＝Q放＝1.68×109J
由W＝Fs得，轿车行驶的距离为
(3)由题意知，水吸收的热量为
Q吸＝Q放×60%＝1.68×109J×60%＝1.008×109J
由Q吸＝cmΔt可得，加热水的质量为
答：(1)完全燃烧这些天然气放出了1.68×109J的热量；
(2)如果这些热量全部用来对小轿车做功，以1050N的动力进行牵引，可使轿车行驶1.6×106m；
(3)如果这42m3的天然气全部用于燃气灶烧水，能使1.2×104kg的水温度升高20℃。
9．(1)；(2)；(3)
【详解】(1)由题意可知，轿车做的功为
(2)消耗汽油的质量为
消耗汽油2L放出的热量为
汽油机的效率为
(3)设能使水的温度大约升高，由题意可知
可求得
由于这是在1个标准大气压下，水的最高温度为100℃，所以能使水的温度大约升高
答：(1)轿车做的功为；(2)汽油机的效率为；(3)如果汽油完全燃烧产生的热量中有4.2%被水箱中的质量为7kg初温为20℃的水吸收，能使水的温度大约升高．
10．(1) 1.008×108J；(2) 30%;(3) 50℃
【详解】(1)锅炉内300kg的水吸收的热量：
Q吸=cm(t t0)=4.2×103J/(kg ℃)×300kg×(100℃ 20℃)=1.008×108J，
(2)11.2kg煤完全燃烧放出的热量：
Q放=m煤q=11.2kg×3×107J/kg=3.36×108J；
此锅炉的效率：
η==×100%=30%；
(3)设冷水温度从t01升高到t，吸收的热量为Q1；热水温度从t02降低到t，放出的热量为Q2；
由于不计热损失，所以Q1= Q2，
即：
cm1（t-t01）=cm2（t02-t）
即：
4.2×103J/（kg ℃）×5kg×（t-20℃）=4.2×103J/（kg ℃）×3kg×（100℃-t）
解得：
t=50℃．
答：(1)锅炉内200kg的水吸收的热量是1.008×108J；
(2)此锅炉的效率是30%;
(3) 混合后温水的温度为50℃．
11．(1)碗中油层的作用是使水的蒸发面积减小，则减小了水的蒸发而带走热量，使汤的温度不易降低． (2)为实现上述的温度要求，碗中汤的质量至少为0.67kg．
【详解】(1)碗中油由于其密度比水小且不易蒸发，漂浮在水的表面上，使水的蒸发面积减小，则减小了水的蒸发而带走热量，使汤的温度不易降低．
(2)∵肉片必须至少在大于80℃的汤中保持2min，在这2min时间里，由于向外界散热整体温度将下降约2℃，
∴肉和汤混合后的温度至少为：
t=80℃+2℃=82℃，
把肉放进汤里,肉的温度升高,吸收热量，汤的温度降低,放出热量：
t0汤=97℃，c汤=4.2×103J/(kg ℃)，m肉=0.2kg，t0肉=22℃，c肉=3.5×103J/(kg ℃)，
根据热平衡方程Q吸=Q放得：
c肉m肉(t t0肉)=c汤m汤(t0汤 t)，
即：
3.5×103J/(kg ℃)×0.2kg×(82℃ 22℃)=4.2×103J/(kg ℃)×m汤×(97℃ 82℃)
解得：
m汤≈0.67kg．
答：(1)碗中油层的作用是使水的蒸发面积减小，则减小了水的蒸发而带走热量，使汤的温度不易降低．
(2)为实现上述的温度要求，碗中汤的质量至少为0.67kg．
12．(1)5.4×106J；(2)1.44×10-4kg；(3)27%
【详解】解：(1)1min内做的有用功
W=Pt=9×104W×60s=5.4×106J
(2)燃气的质量
m=ρV=1.35kg/m3×1.6×10-3m3=2.16×10-3kg
因为空燃比是14∶1，所以燃油的质量是整个质量的，做一次功消耗的汽油质量为
2.16×10-3kg×115=1.44×10-4kg
(3)1min内汽油燃烧释放的热量
Q=mq=1.44×10-4kg×4.6×107J/kg×3000=1.9872×107J
发动机的效率
答：(1)1min内做的有用功为5.4×106J；
(2)做功一次消耗汽油的质量是1.44×10-4kg；
(3)发动机的效率是27%。
13．（1）；（2）；（3）0.45kg；（4）29%
【详解】（1）根据有用功公式
（2）一个工作循环吸入的混合物的体积由题意可知
则
（3）一个工作循环吸入的混合物的质量
一个工作循环吸入的汽油的质量
汽油机的额定转速为5000r/min，1min完成
个工作循环，1min吸入的汽油的质量
（4）热机的效率
答：（1）1min内发动机做的有用功为。
（2）一个工作循环吸入汽油和空气混合物的体积是。
（3）1min吸入汽油的质量为。
（4）热机的效率为29%。
14．（1）72km；（2）40%；（3）800N
【详解】解：（1）摩托车行驶的路程
（2）3.6kg燃油完全燃烧放出的热量
2h内摩托车发动机做功
摩托车发动机的效率
（3）摩托车行驶速度
摩托车在水平路面上匀速直线行驶，其所受的阻力与牵引力是一对平衡力，则有
答：（1）摩托车行驶的路程为72km。
（2）摩托车发动机的效率为40%。
（3）匀速直线行驶过程中车所受的阻力为800N。
15．（1）540N；（2）100km；（3）4kg。
【详解】解：（1）汽车匀速行驶时，根据二力平衡，牵引力等于阻力，则牵引力为
（2）电池从满电量到耗尽电量消耗的能量为
做的有用功为
行驶的路程为
（3）汽车行驶100km，如果以汽油发动机行驶需要消耗的能量
需要燃烧的汽油质量
答：（1）汽车需要的牵引力是540N；
（2）汽车以纯电行驶从满电到耗尽电量可以行驶的最大路程是100km；
（3）汽车以汽油发动机行驶（2）中相同路程时，需要燃烧的汽油质量是4kg。
16．（1）5.75×104Pa；（2）1.15×108J，2.3×104W；（3）1kg
【详解】解（1）汽车质量 ，重力
汽车对路面的压力
受力面积
汽车对地面的压强
（2）汽车受到的阻力
汽车行驶过程中克服阻力做的功
汽车行驶的速度 ，汽车行驶的时间
汽车行驶过程中克服阻力做功的功率
（3）汽车行驶10km过程中克服阻力做的功
不考虑热机其他的能量损失，由得，需要完全燃烧汽油产生的热量
由 可得，需要汽油的质量
答：（1）汽车对路面压强为5.75×104Pa。
（2）汽车行驶过程中克服阻力做了1.15×108J的功，其功率为2.3×104W。
（3）该汽车行驶10km过程中需要的汽油质量为1kg。
17．4.5×106J,23%.
【详解】(1)1min内做的有用功：W＝Pt＝7.5×104W×60s＝4.5×106J.(2)做一次功燃气的质量：m＝ρv＝1.35kg/m3×1.8×10 3m3＝2.43×10 3kg，因为空燃比是14:1,所以做一次功消耗的汽油质量：2.43×10 3kg×＝1.62×10 4kg，1min内汽油燃烧释放的热量：Q＝mq＝1.62×10 4kg×4.6×107J/kg×2600＝1.93752×107J，发动机的效率：η＝ ＝23%
【分析】（1）根据公式W＝Pt进行计算即可，注意单位换算．（2）根据m＝ρv算出燃气的质量，然后根据空燃比算出汽油的质量；发动机的效率是有用功跟汽油燃烧释放热量的比值．
18．（1) 4.5×106J；（2) 1.8×10-4kg；（3)27.2%
【分析】(1)根据公式进行计算，要注意把功率单位换算成W，把时间单位换算成s。
(2)根据算出燃气的质量，然后根据空燃比算出汽油的质量。
(3)发动机的效率是有用功跟汽油燃烧释放热量的比值。
【详解】(1)1min内做的有用功
1min内做的有用功4.5×106J。
(2)燃气的质量
因为空燃比是14：1，所以燃油的质量是整个质量的，做一次功消耗的汽油质量
做功一次消耗汽油的质量1.8×10-4kg。
(3)1min内汽油燃烧释放的热量
发动机的效率
发动机的效率27.2%。
答：(1)1min内做的有用功为4.5×106J。
(2)汽缸内做功一次消耗汽油的质量是1.8×10-4kg。
(3)发动机的效率是27.2%。
19．（1）2.25×10﹣3kg（2）4.14×106J（3）2.07×107J（4）20%
【详解】（1）由排气量可知，每次吸入混合气的体积：
，
由 可得，每次吸入混合气的质量：
；
（2）由 可得，1min内做的有用功：
；
（3）因空燃比是指吸气冲程中吸入气缸内的空气和汽油的质量之比，所以，每次做功冲程中吸入汽油的质量：
，
1min内吸入汽油的质量：
，
1min内汽油燃烧放出的热量：
；
（4）该发动机的效率：
。
答：（1）每次吸入混合气的质量为2.25×10﹣3kg；
（2）1min内做的有用功为4.14×106J；
（3）1min内汽油燃烧放出的热量为2.07×107J；
（4）该发动机的效率为20%。
20．(1)；(2)；(3)
【详解】(1)每分钟汽油机做的功为
(2)按做功一次计算，2L混合燃气的总质量为
所需汽油质量为
1min内曲轴转2400转，则做功1200次，消耗的汽油质量为
完全燃烧放出的热量为
(3) 汽油机的效率为
21．(1)60000P0；(2)
【详解】(1)汽车以100km/h速度匀速运动时，1min中内做的有用功
W=P0t=P0×103W×60s=60000P0
(2)做一次功燃气的质量
m燃气=ρ0V0
因为空燃比是14∶1，所以做一次功消耗的汽油质量
m=ρ0V0
1min内汽油燃烧释放的热量
Q=mq0=ρ0V0q0
发动机的效率
答：(1)1min内有用功为60P0；
(2)汽车发动机的效率是。
22．（1）.4.5×106 J (2)乙甲丁丙 丁 （3）23.2%
【详解】（1）根据列表找到最大功率75KW，时间单位换算成秒，则有
（2）四个冲程先后顺序为进气，压缩，做功，排气．甲电火花没点火，进气和排气阀门关闭，为压缩冲程．乙进气门开，排气门关闭，为进气冲程，丙排气阀门开进气阀门关是排气冲程．丁两个阀门关闭，电火花打火为做功冲程．
（3）当汽车以100Km/h的速度匀速行驶时，根据表中数据发动机最大功率为75KW，此时，
汽油空气总体积，，
总质量，
根据空燃比14:1，则有燃料质量，
一分钟释放能量，
一分钟的有用功，汽车发动机的效率
23．(1)(2)(3)
【详解】(1) 汽油机做的有用功
(2) 四缸汽油发动机曲轴每转2转各个气缸均做功1次、故1min内气缸做功的次数
1min内汽油机燃烧汽油的质量为
汽油完全燃烧放出的热量
(3) 汽油机的效率
答：(1)每分钟汽油机做的有用功。
(2)1min内，汽油完全燃烧放出的热量。
(3)汽油机的效率。
24．（1）8.4×105J；（2）6×107t；（3）27%
【详解】解：（1）防冻液的质量
m=ρV=1×103kg/m3×4×10-3m3=4kg
防冻液温度从汽车启动时的20℃升高50℃时吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×50℃=8.4×105J
（2）内燃机效率提高1%，所以
η2=η1+1%=29%+1%=30%
因为W有用=ηqm，因为内燃机效率提高后有用功是相同的，所以每辆汽车
η1qm1=η2qm2
m2=
每辆汽车每年节约燃油
所以全球可以节约的燃油
Δm总=nΔm=1.0×109×0.06t=6×107t
（3）汽车以100km/h速度匀速运动时，1min中内做的有用功
W=Pt=69000W×60s=4.14×106J
做一次功燃气的质量
m燃气=ρ气V=1.25kg/m3×2.0×10-3m3=2.5×10-3kg
因为空燃比是14∶1，所以做一次功消耗的汽油质量
m汽油=2.5×10-3kg×=×10-3kg
1min内汽油燃烧释放的热量
Q=m汽油q=×10-3kg×4.6×107J/kg×2000≈1.53×107J
此时汽车发动机的效率
答：（1）当防冻液温度从汽车启动时的 20℃升高 50℃时吸收的热量是8.4×105J；
（2）如果能把内燃机效率提高 1%，全球每年可以节约6×107t燃油；
（3）此时汽车发动机的效率为27%。
25． 0.2kg 42%
【详解】解:（1）
（2） ，则可得：
（3）壶内水和壁炉内水吸收的总热量：
则：
【分析】通过水增加的内能来计算煤炭放出的内能，进而计算煤炭的质量，计算煤炭放出的热量和水吸收的热量之间的比值．
26．（1）1×105W；（2）30；（3）0.9×104N
【详解】解：（1）整车质量
m=4t+6t=10t=1×104kg
汽车受到的阻力为整车重的0.1倍，则
f=0.1G=0.1mg=0.1×1×104kg×10N/kg=1×104N
因汽车在平直的公路上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，受到的牵引力
F=f=1×104N
由可得汽车匀速行驶的功率
P=Fv=1×104N×10m/s=1×105W
（2）汽车匀速行驶60km时牵引力做的功
W=Fs=1×104N×6×104m=6×108J
由可得，汽油完全燃烧释放的热量
由Q放=mq可得，所需汽油的质量
（3）将货物从坡底运送到100m高的坡顶所做的有用功是
W有=G物h=m物gh =6×103kg×10N/kg×130m=7.8×106J
总功是
W总=Pt=1×105W×4×60s=2.4×107J
克服汽车的重力所做的功
此时汽车运送货物的摩擦阻力做的额外功
W总- W有-W车=2.4×107J-7.8×106J-5.2×106J=1.1×107J
由可得汽车运送货物的摩擦阻力
答：（1）汽车发动机输出的牵引功率是1×105W；
（2）需要燃烧30千克汽油；
（3）此时汽车运送货物的摩擦阻力是0.9×104N。
27．（1）4.8kg；（2）
【详解】解：（1）由表格数据知，该轿车行驶1h，耗油6L，那么消耗汽油的质量
m=ρV=0.8×103kg/m3×6×10-3m3=4.8kg
（2）完全燃烧这些汽油放出的热量
Q放=mq=4.8kg×4.5×107J/kg=2.16×108J
消耗这些汽油所做的有用功实际为
W=ηQ放=30%×2.16×108J=6.48×107J
发电机的实际功率
答：（1）该轿车行驶1h消耗的汽油是4.8kg；
（2）发动机的实际功率是1.8×104W。
28．（1）；（2），；（3）
【详解】解：（1）该车静止在水平地面上时对地面的压强
（2）该车匀速行驶时的牵引力
行驶100km牵引力做的功
（3）该车行驶100km需要汽油
答：（1）该车静止在水平地面上时对地面的压强为；
（2）该车匀速行驶时的牵引力为，行驶100km牵引力做的功为；
（3）若汽油完全燃烧释放的内能全部转化为车的机械能，该车行驶100km需要汽油。
29．(1)5×1011；(2)1.92×104kW；(3)2.7×103km
【详解】解：(1)燃烧10 t燃油获得的能量
Q=mq=1.0×104kg×5×107J/kg=5×1011J
(2)由表格知，飞机的速度为400m/s时，所受的阻力为4.8×104N，而此时飞机的动力等于阻力，所以发动机的输出功率
(3)燃烧10 t燃油转化为机械能的能量
Q1=ηQ=40%×5×1011J＝2×1011J
当飞机的速度为500m/s时，所受的阻力为7.5×104N，此时飞机的动力等于阻力，由W=Fs得，飞机最大航程
答：(1)飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是5×1011J；
(2)当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是1.92×104kW；
(3)飞机以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是2.7×103km。
30．(1)20.4%；(2)2×108J；(3)240km
【详解】解：(1)内燃机燃烧完全放出的热量
Q放=qm=4.5×107J/kg×20kg=9×108J
由题图乙可知v1=50 km/h时，汽车受到的阻力
f1=400N
t1时间内克服摩擦力做功
W1＝f1s1＝f1v1t1＝400N×m/s×2×3600s＝4×107J
t1时间蓄电池组充完电消耗的能量
W2=U1I1t1=400V×50A×2×3600s=1.44×108J
则内燃机工作时的效率
η1=×100%=×100%≈20.4%
(2)蓄电池组充电的能量
W2=1.44×108J
时，充电完成，则电池组储存能量的最大值
Em=E0+W2=5.6×107J+1.44×108J=2×108J
(3)由题图乙可知，汽车以90km/h的速度行驶时受到的阻力
f2=480N
由题意可知
W2×80%=f2sm
则
sm===2.4×105m=240km
答：(1)内燃机工作时的效率η1为20.4%；
(2)汽车蓄电池组储存能量的最大值Em为2×108J；
(3)充电一次采用纯电动模式以v2=90km/h的速度匀速行驶的最大里程sm为240km。
31．（1）20m/s；（2）3×103N；（3）40%
【详解】解：（1）汽车的行驶速度为
（2）牵引力做功
W=Pt=6×104W×480s=2.88×107J
汽车行驶过程的牵引力是
（3）燃油完全燃烧放出的热量为
Q放=mq=2.4kg×3×107J/kg =7.2×107J
汽车发动机的效率为
答：（1）汽车行驶速度是20m/s；
（2）汽车行驶过程的牵引力是3×103N；
（3）汽车发动机的效率是40%。
32．（1）4000N；（2）200J；（3）16000W；（4）32%
【详解】解：（1）做功冲程中气体对活塞的平均压力为
（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功为
（3）若飞轮转速是
2400r/min=40r/s
表示每缸每秒飞轮转动40圈，活塞往复40次，对外做功20次，所以发动机的最大输出功率为
（4）行驶时的耗油量为4kg/h，即一小时耗油4kg，4kg汽油完全燃烧放出的热量为
一个小时发动机做的功为
该发动机的效率为
答：（1）做功冲程中气体对活塞的平均压力为4000N；
（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功为200J；
（3）这台发动机的最大输出功率是16000W；
（4）该发动机的效率为32%。
33．(1)3.5×105Pa；(2)1.08×108J；(3)32%；(4)9kg
【详解】解：(1)客车在山脚的水平公路上对地面的压力
轮子与地面的接触总面积
客车在山脚的水平公路上对地面的压强
(2)已知行驶路程s=5.4km=5400m，牵引力从山脚到山顶做的功
(3)有用功
盘山公路的“机械”效率
(4)由可得，汽油完全燃烧放出的热量
由Q放=mq可得，汽油的质量
答：(1)客车在山脚的水平公路上对地面的压强为3.5×105Pa；(2)汽车发动机的牵引力从山脚到山顶做的功为1.08×108J；(3)盘山公路的“机械”效率为32%；(4)客车从山脚到山顶消耗了9kg的汽油。
34．(1)112km/h；(2)2.016×108J；(3)5.4×108J；(4)50%
【详解】解：(1)该房车的行驶速度
v＝ ＝112km/h
(2)因为房车在一段平直公路上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，房车的牵引力
F＝f＝0.1G＝0.1mg＝0.1×3.6×103kg×10N/kg＝3.6×103N
该房车牵引力所做的功
W＝Fs＝3.6×103N×56×103m＝2.016×108J
(3)消耗燃油的质量
m燃油＝ρV燃油＝0.8×103kg/m3×1.5×10﹣2m3＝12kg
热机在这一过程中消耗的总能量
Q放＝qm燃油＝4.5×107J/kg×12kg＝5.4×108J
(4)该房车行驶56km牵引力所做的功W＝2.016×108J，该房车行驶100km时牵引力所做的功
W′＝×100km＝ ×100km＝3.6×108J
该房车改为纯电动车消耗电能
W电＝200kW·h＝200×3.6×106J＝7.2×108J
该房车的效率
η＝ ×100%＝50%
答：(1)该房车的行驶速度为112km/h；
(2)该房车牵引力所做的功为2.016×108J；
(3)热机在这一过程中消耗的总能量是5.4×108J；
(4)该房车的效率是50%。
35．(1) 82%；(2) 8min
【分析】(1)知道水的体积，利用求水的质量，再利用求水吸收的热量；求出使用了天然气的体积，利用求天然气完全燃烧所消耗的化学能；该热水器的热效率等于水吸收的热量跟天然气完全燃烧所消耗的化学能之比；
(2)根据洗澡前天然气表的示数是2366.05m3，洗澡后天然气表的示数是2366.55m3，可以求出消耗的天然气的体积，根据可以求出放出的热量，再根据可求吸收的热量，再由可求质量，由密度公式可得体积，由16L/min流出可求洗一次澡用了多长时间；
【详解】(1)水的体积
由得水的质量
水吸收的热量
使用了天然气的体积
天然气完全燃烧所消耗的化学能
该热水器的热效率
该热水器的热效率82%。
(2)由题意可得，洗一次澡消耗的天然气的体积
这些天然气完全燃烧放出的热量
水吸收的热量
根据可得水的质量
由可得，水的体积
他洗一次澡用了的时间
他洗一次澡用了的时间8min。
答：(1)该热水器的热效率82%。
(2) 按照铭牌上的等级效率计算他洗一次澡用了8min。
36．(1)；(2)
【详解】解：(1)汽油的质量为
则完全燃烧汽油放出的热量为
(2)由效率公式可得，牵引力做功为
由可得，汽车牵引力为
因为汽车做匀速直线运动，所以摩擦力等于牵引力也为
答：(1)汽油完全燃烧放出热量为；
(2)汽车受到的阻力是。
37．(1)2×105Pa；(2) 2.5×104W；(3)58kg
【详解】(1)汽车静止时，对路面的压力等于其总重力，所以对路面的压强
(2)汽车匀速行驶时
v=90km/h=25m/s
牵引力的功率
P=Fv=1000N×25m/s=2.5×104W
(3)汽车的牵引力做的功
W=Fs=1 000N×800×103m=8×108J
因为W= Q×30%=mq×30%
所以至少加汽油质量
答：(1)汽车静止时对路面的压强2×105Pa；
(2)汽车牵引力的功率为2.5×104W；
(3)需要至少加58kg汽油。
38．(1)3×104W；(2)857.1kg；(3)50%
【详解】(1)公交车满载时的重力
G总=m总g=6×103kg×10N/kg=6×104N
公交车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，公交车受到的牵引力
F=f=0.05G总=0.05×6×104N=3000N
公交车匀速行驶的速度
v=36km/h=10m/s
这段时间内公交车牵引力所做功的功率
3000N×10m/s=3×104W
(2)10m3的甲烷气体完全燃烧所产生的能量
Q放=Vq=10m3×3.6×107J/m3=3.6×108J
水吸收的热量
Q吸=Q放=3.6×108J
加热水的质量
=≈857.1kg
(3)这段时间内公交车牵引力所做的功
W=Pt′=3×104W×100×60s=1.8×108J
这段时间内公交车发动机的效率
答：(1)这段时间内公交车牵引力所做功的功率为3×104W；
(2)若10m3的甲烷气体完全燃烧所产生的能量被水完全吸收，能将857.1kg的水从0℃加热到刚沸腾；
(3)这段时间内公交车发动机的效率是50%。
39．(1)1.512×106J；(2)0.18kg；(3)43.56%。
【分析】(1)知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式求水吸收的热量；
(2)知道普通煤炉的烧水效率，利用可得煤完全燃烧放出的热量；已知煤的热值，利用可得普通煤炉完全燃烧煤的质量；
(3)由题知，双加热煤炉还可额外把炉壁间10kg水从20℃加热至40℃，根据吸热公式求出炉壁间水吸收的热量；由题意可知，壶内水吸收热量不变，则可求出双加热煤炉中水吸收的总热量（有用能量）；由题意可知，双加热煤炉中煤完全燃烧放出的热量不变，再利用效率公式求出改进后乙图煤炉的烧水效率。
【详解】(1)1标准大气压下水的沸点为100℃，把壶内20℃，4.5kg水烧开，水吸收的热量：
；
(2)普通煤炉的烧水效率为28%，由可得煤完全燃烧放出的热量：
Q放＝＝＝5.4×106J，
由可得需要完全燃烧煤的质量：
m煤＝＝＝0.18kg；
(3)改进后乙图双加热煤炉还可额外把炉壁间10kg水从20℃加热至40℃，则炉壁间水吸收的热量：
，
而壶内水的初温、末温以及质量均不变，则壶内水吸收热量不变，则双加热煤炉中水吸收的总热量：
，
由题意可知，双加热煤炉与普通煤炉消耗煤的质量相等，则这些煤完全燃烧放出的热量不变，则双加热煤炉的烧水效率：
η′＝＝×100%≈43.56%。
答：(1)如果烧开壶中的水，需要吸收1.512×106J热量；(2)需要完全燃烧煤的质量是0.18kg；(3)改进后乙图煤炉的烧水效率是43.56%。
40．（1）7.728×107 J（2）1.05×105Pa（3）6.25×104W
【详解】(1)消耗汽油的体积：V=8L=0.008m3，
消耗汽油的质量：m′=ρV=0.7×103kg/m3×0.008m3=5.6kg，
汽油完全燃烧放出的热量：Q放=mq=5.6kg×4.6×107J/kg=2.576×108J，
这段时间内该发动机所做的功：W=ηQ放=30%×2.576×108J=7.728×107J，
(2)该轿车静止时，对水平路面的压力：F压=G=mg=1.26×103kg×10N/kg=1.26×104N，
对路面的压强： ；
(3)汽车行驶的速度：v=90km/h=25m/s，由图象可知，汽车受到的阻力f=2500N，因汽车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，所以，牵引力F=f=2500N，
汽车的功率：P=Fv=2500N×25m/s=6.25×104W.
答：(1) 这段时间内该发动机所做的功为7.728×107J；
(2) 该轿车静止在水平路面上时，对路面的压强为1.05×105Pa；
(3)该车以90km/h的速度匀速行驶时汽车的功率为6.25×104W．
41．（1）3.6×108J；（2）25km；（3）1×108J；42%
【详解】(1)燃料完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=8kg×4.5×107J/kg=3.6×108J；
(2)汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h,由v=可得汽车行驶的路程：
s=vt=50km/h×0.5h=25km；
(3)由题知,蓄电池存储电能的能力为5.12×108J，此过程中蓄电池的电能增加了10%，
则内燃机工作时转化为的电能：
W1=10%×5.12×108J=5.12×107J；
由图象可知,汽车以50km/h的速度匀速行驶阻力f=4000N,由2小题可知s=2.5×104m；
则克服阻力做的功：W2=fs=4000N×2.5×104m=1×108J；
所以内能转化为的有用能量为：W有用=W1+W2=5.12×107J+1×108J=1.512×108J；
则内燃机的效率：
η=×100%=×100%=42%.
42．（1）1.08×108 J （2）5.4×108 J （3）20% （4）因为，，效率为：所以，，综上可得，汽车消耗汽油质量的表达式为：．
【详解】(1)汽车的重力为：
，
因为车匀速行驶，所以车受到牵引力，即阻力：
；
则牵引力做功：
；
(2)由得，消耗燃油的质量为：
，
燃油完全燃烧放出的热量：
；
(3)汽车的牵引力所做的功就是有用功，燃油完全燃烧放出的热量就是总功；则发动机的效率：
；
(4)因为，，效率为：
所以，
，
综上可得，汽车消耗汽油质量的表达式为：．
答：(1)该汽车牵引力所做的功为1.08×108 J；
(2)热机在这一过程中消耗的总能量为5.4×108 J；
(3)该汽车发动机的效率为20%；
(4) 因为，，效率为：所以，，综上可得，汽车消耗汽油质量的表达式为：．
43．（1）超速；（2）8m3；（3）6×10 N
【详解】解：（1）在AB段行驶平均速度
所以按区间测速，其为超速。
（2）在不超载的情况下，货车对水平地面的最大压力为
F=pS= 7×105Pa×0.3m2=2.1×105N
根据力的作用是相互的，最大支持力
F’=F=2.1×105N
所载沙子的最大重力
G= F’- G车=2.1×105N -5×104N =1.6×105N
沙子的体积
（3）完全燃烧0.2kg柴油产生的热量
Q=m油q=0.2kg ×4.5×107J/kg=9×106J
牵引力做的有用功
W有=Qη=9×106J×40%=3.6×106J
由图知货车匀速直线运动60s的速度为10m/s，则路程
s=vt=10m/s×60s=600m
货车在这段时间内运动受到的阻力
答：（1）按“区间测速”标准判断该货车在AB段超速；
（2）货车在不超载的情况下最多能装沙子的体积为8m3；
（3）货车在这段时间内运动受到的阻力为6×103N。
44．（1）汽车的速度为20m/s时，牵引力为4500N；
（2）在0～5s时间内，汽车发动机做了4.5×105J的功；
（3）汽车匀速行驶时，发动机的热效率为30%，则燃烧1kg汽油，汽车行驶的路程是4.6km
【详解】试题分析：（1）分析题意可得汽车的功率一定，利用P=Fv求此时的牵引力；
（2）利用W=Pt求在0～5s时间内汽车发动机做的功；
（3）利用Q放=qm求燃烧1kg汽油放出的热量（总能量），汽车做的有用功W=ηQ放；
利用P=Fv求当行驶速度v′=30m/s时汽车的牵引力，再利用W=Fs求汽车行驶的路程．
解：
（1）由题知，汽车的功率一定，P=90kW=90×103W，
由P===Fv得牵引力：
F===4500N；
（2）由P=可得，在0～5s时间内汽车发动机做的功：
W=Pt=90×103W×5s=4.5×105J；
（3）燃烧1kg汽油放出的热量：
Q放=qm=4.6×107J/kg×1kg=4.6×107J，
由η=得汽车做的功：
W=ηQ放=30%×4.6×107J=1.38×107J，
由图可知，汽车匀速运动的速度为v′=30m/s，
由P=Fv可得，当行驶速度v′=30m/s时汽车的牵引力：
F牵===3000N，
由W=Fs得汽车行驶的路程：
s===4600m=4.6km．
答（1）汽车的速度为20m/s时，牵引力为4500N；
（2）在0～5s时间内，汽车发动机做了4.5×105J的功；
（3）汽车匀速行驶时，发动机的热效率为30%，则燃烧1kg汽油，汽车行驶的路程是4.6km．
45．（1）5×1011J；
（2）1.92×104kW；
（3）750km．
【详解】解：（1）燃油完全燃烧放出的热量：
Q=mq=1×104kg×5×107J/kg=5×1011J；
（2）由表中数据可知，所受阻力与速度的倍数的平方成正比，即=（）2，
则飞机以400m/s的速度巡航时，所受阻力为f4=（）2f1=（）2×0.3×104N=4.8×104N；
则飞机发动机的输出功率P===Fv=fv=4.8×104N×400m/s=1.92×107W=1.92×104kW，
（3）飞机的油量还有5.4×103kg，则Q′=m′q=5.4×103kg×5×107J/kg=2.7×1011J；
由η=得：有用功W=30%×Q′=30%×2.7×1011J=8.1×1010J，
速度600m/s时的阻力为f6=（）2f1=（）2×0.3×104N=10.8×104N；
则由W=Fs=fs，可得s===7.5×105m=750km．
答：（1）飞机发动机完全燃烧104kg燃油放出的热量为5×1011J；
（2）当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是1.92×104kW；
（3）若以600m/s的速度巡航，则飞机的最多还能飞行750km．
【分析】本题考查热量和功率的计算，新一代战斗机是一项高科技的研究成果，它包含了众多与物理学相关的知识，我们应该学会通过分析材料找出里面所包含的物理信息，并解答相关的疑问．
