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2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) 个工作循环燃料完全燃烧放出的热量是多少？lmin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4.6x10 刀/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/mi n0.27kg/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：燃油消耗率方是指柴油机正常工作1小时， 每输岀3.6x0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40C°时，这些水所吸收的热量是多少 焦？ 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“3.0F的字样，其中T就是"涡轮增压：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増大进气气压，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/kW-h,已知汽油的热值为4.6xl07J/kgo【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/kW-h表示获得lkW

4、h能量消耗0.3kg汽油。lkWh二3.6"0引 求：®O.3kg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2匸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1.6xl(fkg,汽车以 90km/h的速度在平直公路上匀速行驶230km,所受的平均

5、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4.6x10,J/kg (假设汽油完全燃烧，g二10N/Kg)。(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(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

6、20000m,最大航行速度达2.5倍声速(合3060km/h),最大 载油量为lot,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/N0.3xl041.2X1042.7X1044.8X1047.5x10“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4濒，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

7、的最大航程约是多少？6. 今年汽车逐渐走进普通百姓家庭(1) 汽油机等内燃机中，燃料燃烧释放的能量并不会全部用来做有用功，试在下图中的括号(0、内填出 能量流失的形式。; <2:.(2) 已知某台汽油机的效率是2% 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4.6xlO7J/kg, p应二0.7x 103kg/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，也给动力番电 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.

8、0xl0sJ,若该车以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10W,内燃机 共消耗燃油 2.5kgo (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

9、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 双手竖直将引華盖微微抬起，此时体重计的读数为78千克，最后画岀了引擎盖的模型，如图乙。引擎盖可 绕O点自由转动，A为引華盖的重力作用点，并且测得OA二80厘米AB二40厘米。那么引華盖的质量为多 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5xl05Pa,活塞移动的距离是30cm。试 求：(1)

10、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6x10)则该柴油机的效率是多少？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 相关数据如下表所示。汽车发动机数据表甲乙两lmin内完成工作循环2500 次9扌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)发动机杲大功率75 (kW)空燃比14 : 1(1) 由图甲可以看出，此时它正处在冲程

11、，其能量转化情况与(乙/丙)图相同；(2) 汽车以100km/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, -sr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

12、的空 气，使之増压进入汽缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，发动机的输出功率就得到了较大的提 升。丁字母是红色的是1.4TSI, "SI"二个字母是红色的是1.8TSI, TSI“”三个字母是红色的是2.0TSI -这辆汽 车的杲低油耗可达0.2kg/ (kW-h),已知汽油的热值为4.6X10W .(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

13、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) 个工作循环燃料完全燃烧放出的热量是多少？lmin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4.6x10 刀/kg发动机杲大功率82.8kW空燃比12 : 1答案：(1)乙甲丁丙；(2)个工作循环燃料完全燃烧放出的热量为92"0讥 2.S195型柴油机的

14、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/mi n0.27kg/3.6xl06J蒸发水冷其中厂额定功率方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40C°时，这些水所吸收的热量是多少 焦？ 已知柴油机的效率rpW/Q

15、xlOO% (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的效率约为多少？答案：(1)废气；(2)这些水所吸收的热量是8.4x1旳;(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“3.0F的字样，其中T就是"涡轮增压：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

16、的，这辆汽车的最低油耗可达0.3kg/kW-h,已知汽油的热值为4.6xl07J/kgo【提示：最低油耗是指燃烧 最少的汽油获得最大有用功的能最0.3kg/kW*h表示获得lkWh能量消耗0.3kg汽油。2kWh二310引 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；0.3

17、kg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"10先燃油。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l-6xl0=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4.6xlOJ/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

18、的前后两个转向灯的连接方式为O 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？答：(1)开关；并联；汽车发动机的牵引力是800N ；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/N0.3X1041.2X1O42.7

19、xl(r4.8X1047.5xl(?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5x107J/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5xlOllJ ；(2)则10t燃油完全燃烧可将2x10s吨水从200°加热到70C° ； 若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/

20、s的速度巡航时，飞机的最大航程约是2700kmo6.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。点內败机屮”敘社释汝 的能壬難马唧巴去了？用彖做冇用功的施加()(),;,(2)已知某台汽油机的效率是2% 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4.6xlO7J/kg, p应二0.7x 10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)

21、。 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？ 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为引犁盖的重力作用点，并且测得OA二80厘米AB二40厘米。那么引擎盖的质量为多 少千克？kg/m答案：(1) C； (2)该汽车发动机每行驶100千米所做的功为6xlO7J ； (3)引擎盖的质量为30kgo) o答案：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

22、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番电池能够储存的最大电能是1.0xl0sJ,若该车以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杲大电能的10%,内燃机 共消耗燃油 2.5kgo (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？答案：(1)该汽车此次行驶中，若燃油完全燃烧可放出1.15x1热量；(

23、2) 该汽车行驶中牵引力做功36x10?；(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。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120cm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； 汽车以100km/h的速度匀速运动时发动机的输岀功率最大，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。答案：(1)做功；乙；(2) 4.5X106 ； (3) 22.5%。12小明买了一款大众轿车，发现尾部标有tsi, -sr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