2020年人教版九年级全一册培优训练：热机效率的计算练习

1、九年级全一册培优训练：热机效率的计算练习1.发动机是汽车的核心部件，某汽车发动机是以92号汽油为燃料的内燃机，其一个工作循环的四个冲程如 图所示，表中给出了发动机的相关数据(空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比)。单缸四冲程内燃机完成 一个工作循环时,甲乙丙丁(1)图中四个冲程的顺序是(2)一个工作循环燃料完全燃烧放出的热量是多少？Imin内完成的 工作循环数2400 次汽缸内汽油和空气 混合气体的密度1.3kg/m3汽缸的工作容积2.0L汽油的热值4.6xlO7J/kg发动机最大功率82.8kW空燃比12 ： 12.S195型柴油机的部分技术规格如表所示：气缸数气缸直径额定功率转速燃油消耗率冷

2、却方式195mm8800W2000R/min0.27kg/3.6xl06J蒸发水冷其中，“额定功率”是指柴油机正常工作时对外所做机械功的功率：燃油消耗率”是指柴油机正常工作1小时， 每输出3.6xlO6J的能量柴油机所消耗柴油的千克数。已知柴油的热值为3.6xlO7J/kg,水的比热容为4.2x 103J/ (kg*C°)o(1)在热机的能量损失中，带走的能量最多。(2)若柴油机的水箱中贮有10kg冷却水，当水的温度由20C。上升到40co时，这些水所吸收的热量是多少 焦？(3)已知柴油机的效率rpW/QxlOO% (式中W为柴油机在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内 所消耗

3、的柴油完全燃烧所产生的热量)，则该柴油机正常工作时的效率约为多少？3 .好学的小明在学习了热能后，进行了如下的探究和思考。(1)他家的汽车尾部上标有“3.ort的字样，其中T就是“涡轮增压二是利用高温、高压的废气去冲击11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 冲程的进气量并增大进气气压，使汽油燃烧更充分，燃气压强更大，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，这辆汽车的最低油耗可达0.3kg/kWh,已知汽油的热值为4.6xlO,J/kg。【提示：最低油耗是指燃烧 最少的汽油获得最大有用功的能量，0.3kg/kWh表示获得IkW-h能

4、量消耗0.3kg汽油。lkW*h=3.6xlOsJ 求：03kg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？(结果保留整数)(2)近几年全球汽车的保有量在迅速增长，他在网上查知截至2017年底，全球处于使用状态的汽车数量 突破13亿辆.每辆汽车每年平均耗油2t,汽车内燃机效率的平均值取25% .如果能把内燃机效率提高到小 明家汽车发动机的效率，请计算全球每年可以节约多少燃油？4 .今年“十一”期间，爸爸开车带着全家人去旅游。汽车(包括车上的人和物品)质量为L6xl(/kg,汽车以 90km/h的速度在平直公路上匀速行驶230km,所受的平均阻力是汽车总重的0.05倍，汽车

5、发动机的效率 为2油汽油的热值是4.6xlO>J/kg (假设汽油完全燃烧，g=10N/Kg)o(1)如图，汽车在转弯前，要打开转向灯，爸爸需拨动一下方向盘旁的一根杆，这根杆的作用相当于电路 中的；正常情况下，位于同侧的前后两个转向灯会同时闪亮，则位于汽车同侧的前后两个转向灯 的连接方式为 O(2)汽车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶230km时，汽车发动机的牵引力是多少？(3)汽车行驶这段里程消耗汽油多少千克？5 .我国自主研制的某型新一代战斗机，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20000m,最大航行速度达

6、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表：速度 v/ (m/s)100200300400500阻力f/N03x1041.2X1042.7X1044.8x1047.5xl04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43,飞机使用的航空燃油的热值为5x 107J/kg .求：(1)飞机发动机完全燃烧lot燃油获得的能量是多少焦？(2)若燃油完全燃烧放出热量的84%被水吸收，则10t燃油完全燃烧可将多少吨水从20C。加热到70C。？(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？6 .今年汽车

7、逐渐走进普通百姓家庭(1)汽油机等内燃机中，燃料燃烧释放的能量并不会全部用来做有用功，试在下图中的括号、内填出 能量流失的形式。; <2：.(2)已知某台汽油机的效率是20,功率为8.4kW .当该汽车在平直公路上以36km/h的速度匀速行驶。通过46km的路程时，求这辆汽车的发动机消耗汽油多少升？(假设汽油的热值为4.6xl(H/kg, p=0.7xICPkg/m3) o7 .油电混合动力汽车是新型节能汽车。这种汽车在内燃机启动时，可以给车提供动力的同时，也给动力蓄电 池组充电。已知某型号混合动力汽车所用的蓄电池能够储存的最大电能是1.0x106若该车以80km/h的车 速匀速直线行驶

8、了 O5h,此时所受阻力f大小为900N,蓄电池组的电能也增加了最大电能的10%,内燃机 共消耗燃油 2.5kg。(q :4.6xlO7J/kg)则：(1)该汽车此次行驶中，若燃油完全燃烧可放出多少热量？(2)该汽车行驶中牵引力做了多少功？(3)该汽车内燃机的效率是多大？8 .随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们许多的家庭。小明同学家最近也购买了一辆轿车。（1）汽车发动机是汽油机，发动机内有四个汽缸（如图甲），发动机工作时，将内能转化为机械能的冲程 是 （选填图甲中的字母）。（2）假设小明同学家的汽车在实际匀速行驶过程中，汽车受到的平均阻力为600牛，求该汽车发动机每行 驶100千米所

9、做的功？（3）小明很想知道引擎盖的质量，于是他站在一体重计上，此时体重计显示的读数为58千克，接着他用 双手竖直将引擎盖微微抬起，此时体重计的读数为78千克，最后画出了引擎盖的模型，如图乙。引擎盖可 绕O点自由转动，A为引擎盖的重力作用点，并且测得OA=80厘米，AB=40厘米。那么引擎盖的质量为多 少千克？9 .如图是某缸四冲程柴油机的示意图，该柴油机的转速是600r/min （每完成一个工作循环，飞轮转动2r）, 活塞的横截面积是120cm2,做功冲程中，燃气对活塞的平均压强是5xlO$Pa,活塞移动的距离是30cm。试 求：&Mil（工）做功冲程中，燃气对活塞的平均压力；(2)做

10、功冲程中，平均压力做功的功率；(3)设做功冲程中汽油完全燃烧，放出的热量是6x10)则该柴油机的效率是多少？1L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，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。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。汽车发动机数据表1mm内完成工作循环2500 次96汽油汽缸内汽油和空气的混合密度1.5kg/m3排气量2L热值4xl07 (J/kg)发动机最大功率75 (kW)空燃比14 ： 1(1)由图甲可以看出，此时它正处在 冲程，其能量转化情况与(乙/丙)图相同；(2)汽车以100km

11、/h的速度匀速运动时发动机的输出功率最大，求lmin内做的有用功；(3)汽车的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。12.小明买了一款大众轿车，发现尾部标有TSI,二个字母是红色的。大众轿车的TSI技术指机器双增压(涡轮和机械增压)分层喷射技术。属于大功率、低转速大扭矩的发动机。涡轮增压的原理是利用发动机排 出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空 气，使之增压进入汽缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，发动机

12、的输出功率就得到了较大的提 升。T字母是红色的是1.4TSI, “SI”二个字母是红色的是1.8TSI, TSk三个字母是红色的是2.0TSI .这辆汽 车的最低油耗可达0.2kg/ (kWh),已知汽油的热值为4.6xlO，J/kg .(温馨提示：最低油耗是指燃烧最少的 汽油获得最大有用功的能量；0.2kg/ (kWh)表示获得lkWh能量消耗0.2kg汽油)。求：(1) 0.2kg的汽油完全燃烧时放出的热量为多少？(2)该汽车发动机的效率最高可达多少？(结果保留整数)九年级全一册培优训练：热机效率的计算练习答案1.发动机是汽车的核心部件，某汽车发动机是以92号汽油为燃料的内燃机，其一个工作

13、循环的四个冲程如 图所示，表中给出了发动机的相关数据(空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比)。单缸四冲程内燃机完成 一个工作循环时，(1)图中四个冲程的顺序是,(2)一个工作循环燃料完全燃烧放出的热量是多少？Imin内完成的 工作循环数2400 次汽缸内汽油和空气 混合气体的密度1.3kg/m3汽缸的工作容积2.0L汽油的热值4.6xlO7J/kg发动机最大功率82.8kW空燃比12 ： 1答案：(1)乙甲丁丙；(2)一个工作循环燃料完全燃烧放出的热量为9.2xl(W。2.S195型柴油机的部分技术规格如表所示：气缸数气缸直径额定功率转速燃油消耗率冷却方式195mm8800W2000R/min0

14、.27kg/3.6xl06J蒸发水冷其中额定功率”是指柴油机正常工作时对外所做机械功的功率：燃油消耗率0是指柴油机正常工作1小时， 每输出3.6xlO6J的能量柴油机所消耗柴油的千克数。已知柴油的热值为3.6xlO7J/kg,水的比热容为4.2x 103J/ (kg*C°)o(1)在热机的能量损失中，带走的能量最多。(2)若柴油机的水箱中贮有10kg冷却水，当水的温度由20C。上升到40co时，这些水所吸收的热量是多少 焦？(3)已知柴油机的效率rpW/QxlOO% (式中W为柴油机在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内 所消耗的柴油完全燃烧所产生的热量)，则该柴油机正常工作时

15、的效率约为多少？答案：(1)废气；(2)这些水所吸收的热量是84x1例;(3)该柴油机正常工作时的效率约为37%。3 .好学的小明在学习了热能后，进行了如下的探究和思考。(1)他家的汽车尾部上标有“3.ort的字样，其中T就是"涡轮增压二是利用高温、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 冲程的进气量并增大进气气压，使汽油燃烧更充分，燃气压强更大，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，这辆汽车的最低油耗可达0.3kg/kWh,已知汽油的热值为4.6xlO，J/kg。【提示：最低油耗是指燃烧 最少的汽油获得

16、最大有用功的能量，0.3kg/kWh表示获得lkW*h能量消耗0.3kg汽油。lkW*h=3.6xlOeJ 求：Q3kg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？(结果保留整数)(2)近几年全球汽车的保有量在迅速增长，他在网上查知截至2017年底，全球处于使用状态的汽车数量 突破13亿辆.每辆汽车每年平均耗油2t,汽车内燃机效率的平均值取25% .如果能把内燃机效率提高到小 明家汽车发动机的效率，请计算全球每年可以节约多少燃油？答案：(1)吸气；03kg的汽油完全燃烧时放出的热量为1.38xlO7J ；该汽车发动机的效率最高可达26% ；(2)全球每年可以节约1x10用

17、燃油。4 .今年十一”期间，爸爸开车带着全家人去旅游。汽车(包括车上的人和物品)质量为L6xl(/kg,汽车以 90km/h的速度在平直公路上匀速行驶230km,所受的平均阻力是汽车总重的0.05倍，汽车发动机的效率 为25%,汽油的热值是4.6xlO，J/kg (假设汽油完全燃烧，g=10N/Kg)o(1)如图，汽车在转弯前，要打开转向灯，爸爸需拨动一下方向盘旁的一根杆，这根杆的作用相当于电路 中的；正常情况下，位于同侧的前后两个转向灯会同时闪亮，则位于汽车同侧的前后两个转向灯 的连接方式为 O(2)汽车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶230km时，汽车发动机的牵引力是多少？(3)汽

18、车行驶这段里程消耗汽油多少千克？答：(1)开关；并联；(2)汽车发动机的牵引力是800N ； (3)汽车全程消耗汽油16kg。5 .我国自主研制的某型新一代战斗机，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表：速度 v/ (m/s)100200300400500阻力f/N0.3x181.2x182.7x10*4.8x187.5x16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

19、热值为5x 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)若燃油完全燃烧放出热量的84%被水吸收，则10t燃油完全燃烧可将多少吨水从20C。加热到70C。?(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？答案：(1)飞机发动机完全燃烧5t燃油获得的能量是5x10"；(2)则10t燃油完全燃烧可将2x18吨水从200°加热到70C° ；(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2700km。6 .今年汽车逐渐走进普通百姓家庭(1)汽油机等内燃机中，燃料燃烧

20、释放的能量并不会全部用来做有用功，试在下图中的括号、内填出 能量流失的形式。®,(2)已知某台汽油机的效率是256,功率为8.4kW .当该汽车在平直公路上以36km/h的速度匀速行驶。通过46km的路程时，求这辆汽车的发动机消耗汽油多少升？(假设汽油的热值为4.6xlO：J/kg, p,廿0.7x 103kg/m3) o答案：(1)克服机械间的摩擦损失了一部分能量；排放的废气带走大部分能量；(2) 6LO7 .油电混合动力汽车是新型节能汽车。这种汽车在内燃机启动时，可以给车提供动力的同时，也给动力蓄电 池组充电。已知某型号混合动力汽车所用的蓄电池能够储存的最大电能是1.0x10)若

21、该车以80km/h的车 速匀速直线行驶了 0.5h,此时所受阻力f大小为900N,蓄电池组的电能也增加了最大电能的10%,内燃机 共消耗燃油 2.5kgo (q »=4.6xlO7J/kg)则：。)该汽车此次行驶中，若燃油完全燃烧可放出多少热量？(2)该汽车行驶中牵引力做了多少功？(3)该汽车内燃机的效率是多大？答案：(1)该汽车此次行驶中，若燃油完全燃烧可放出1.15x10sJ热量；(2)该汽车行驶中牵引力做功3.6x10?；(3)该汽车内燃机的效率是40%。8 .随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们许多的家庭。小明同学家最近也购买了一辆轿车。(1)汽车发动机是汽油机，发动

22、机内有四个汽缸(如图甲)，发动机工作时，将内能转化为机械能的冲程 是 (选填图甲中的字母)。(2)假设小明同学家的汽车在实际匀速行驶过程中，汽车受到的平均阻力为600牛，求该汽车发动机每行 驶100千米所做的功？(3)小明很想知道引擎盖的质量，于是他站在一体重计上，此时体重计显示的读数为58千克，接着他用 双手竖直将引擎盖微微抬起，此时体重计的读数为78千克，最后画出了引擎盖的模型，如图乙。引擎盖可 绕O点自由转动，A为引擎盖的重力作用点，并且测得OA=80厘米AB=40厘米。那么引擎盖的质量为多 少千克？答案：(1) C； (2)该汽车发动机每行驶100千米所做的功为6x10?"

23、(3)引擎盖的质量为30kg。9 .如图是某缸四冲程柴油机的示意图，该柴油机的转速是600r/min (每完成一个工作循环，飞轮转动2r), 活塞的横截面积是120cm2,做功冲程中，燃气对活塞的平均压强是5xlO$Pa,活塞移动的距离是30cm。试 求：(1)做功冲程中，燃气对活塞的平均压力；(2)做功冲程中，平均压力做功的功率；(3)设做功冲程中汽油完全燃烧，放出的热量是6x1031则该柴油机的效率是多少？答案:(1)做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是6000N ；(2)做功冲程中，平均压力做功的功率9000W ；(3)设做功冲程中汽油完全燃烧，放出的热量是6x10)则该柴油机的效率是30%。11 .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，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。若某台以汽油为燃料的汽车，发动机内有四个汽缸，其 相关