共 一.解答题(共 18 小题) 1.(2015•内江)如图所示,是最新一款无人驾驶汽车原型图.汽车自动驾驶时使用雷达传感器,以及激光测距器来了解周围的交通状况.该款车以 72km/h 的速度在一段平直的公路上匀速行驶了 8km 时,消耗汽油 1.5L.假设燃油完全燃烧,汽油机的效率为 30%,那么,在这段运动过程中,求: (1)该汽车发动机做的有用功是多少? (2)该汽车的输出功率为多少? (已知:汽油的密度为 0.8×10 3 kg/m 3 ,汽油的热值为 4.5×10 7 J/kg) 2.(2015•南开区三模)有一功率为 40KW,热机效率为 20%的汽车正在一平直的公路上行驶,此时油箱中仅剩下 5kg 的汽油,如果不考虑热机其他的能量损失,汽车以 20m/s 的速度向前匀速沿直线行驶,问还可前进多远?(汽油的热值为 4.6×10 7 J/kg) 6.(2014 秋•利州区校级期中)一台汽油机工作时,排出的废气带走的能量占总能量的 35%,气缸向周围散热损失的能量占总能量的 30%,克服机械运行的摩擦损失的能量占总能量的5%,其他能量损耗不计.求: (1)这台汽油机的效率是多少? (2)如果每分钟需做有用功 3×10 3 J,这台汽油机每分钟至少需要消耗汽油多少千克?[汽油的热值是 4.6×10 7 J/kg?. 7.(2014 秋•阿拉尔校级月考)一台柴油机的热机效率为 25%,用这台柴油机工作时,完全燃烧 2Kg 的柴油可做多少有用功?(柴油的热值为 3.3×10 7 J/Kg) 8.(2014 秋•灵台县校级月考)某台柴油机工作过程中消耗了 2kg 柴油,这些柴油完全燃烧能放出多少焦耳的热量.但是这台柴油机对外只做了功 2.31×10 7 J,则这台柴油机的效率是多少.(q 柴油 =3.3×10 7 J/kg) 9. (2014 秋•邹城市校级月考)汽油机的效率是 28%,当这台汽油机消耗了热值为 4.6×10 7 J/kg的汽油 5kg 时,它能做的有用功为多少焦耳? 10.(2014 秋•金牛区校级月考)国产 165 型单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积是 30cm 2 ,活塞冲程长 50mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为 8.0×10 5 Pa,飞轮的转速是1500r/min. (1)图 1 为汽油机机的能流图,则汽油机的效率可表示为 (用字母). (2)图 2 汽油机中的四个冲程,请你用字母按正确的顺序排列 . (3)求这种汽油机满负荷工作时做功的功率(不计摩擦损失). (4)如果满负荷工作时每分钟消耗 10g 的汽油,这种汽油机把内能转化为机械能的效率是多少?(汽油的热值是 4.5×10 7 J/Kg) 12.(2014 春•南岗区校级月考)某型号汽车在车型测试中,在一段平直的公路上匀速行驶了 6km,消耗汽油 2kg,汽油的热值 q 汽油 =4.5×10 7 J/kg.假设燃油完全燃烧,汽油机的效率为 40%,则该型号汽车在此过程中,受到的阻力是多大? 13. (2013 秋•鹤岗期中)一辆额定功率为 30kW 的小汽车在水平路面上匀速直线行驶 10min,消耗汽油 1.3kg,小汽车发动机的效率为多少?(q 汽油 =4.6×10 7 J/kg) 14.(2013 秋•宁县校级期中)某型号汽车牵引力是 5×10 3 N,在水平公路上行驶 10km 的路程耗油 4kg,则这辆车热机的效率是多少?[q 汽油 =4.6×10 7 J/kg?. 15.用锅炉烧水时,将 50kg 的水由 20℃加热到 100℃,需要完全燃烧 2kg 的烟煤,已知该锅炉烧水的效率为 28%,求烟煤的热值. 17.(2014•永州一模)用煤气灶烧水,燃烧 0.5kg 的煤气,使 50kg 的水从 20℃升高到 70℃,煤气的热值为 4.2×10 7 J/kg,求: (1)0.5kg 煤气完全燃烧放出的热量. (2)水吸收的热量. (3)燃气灶烧水的效率. 18.(2013 秋•漳县校级期中)用燃气灶烧水,使 100kg 的水从 20℃升高到 70℃. 求:(1)水吸收的热量 (2)若燃气灶的效率为 40%,则需要燃烧多少煤气?[C 水 =4.2×10 3 J/(kg.℃)q 煤气=4.2×10 7 J/kg?. 2015 年 年 09 月 月 14 日 日 15620582429 的初中物理组卷 参考答案与试题解析 共 一.解答题(共 18 小题) 1.(2015•内江)如图所示,是最新一款无人驾驶汽车原型图.汽车自动驾驶时使用雷达传感器,以及激光测距器来了解周围的交通状况.该款车以 72km/h 的速度在一段平直的公路上匀速行驶了 8km 时,消耗汽油 1.5L.假设燃油完全燃烧,汽油机的效率为 30%,那么,在这段运动过程中,求: (1)该汽车发动机做的有用功是多少? (2)该汽车的输出功率为多少? (已知:汽油的密度为 0.8×10 3 kg/m 3 ,汽油的热值为 4.5×10 7 J/kg) 考点:热机的效率;功率的计算. 专题:计算题;比热容、热机、热值;功、功率、机械效率. 分析:(1)根据 ρ= 求出消耗汽油的质量,利用 Q 放 =mq 求汽油完全燃烧放出的热量,再利用效率公式 η= 的变形公式 W=ηQ 放 可求出牵引力做的功. (2)知道前进的距离,利用 求出汽车运动的时间,利用 P= 即可求出功率. 解答:解: (1)由 ρ= 得消耗汽油的质量为: m=ρV=0.8×10 3 kg/m 3 ×1.5×10\ufe63 3 m 3 =1.2kg, 汽油完全燃烧放出的热量: Q 放 =mq=1.2 kg×4.5×10 7 J/kg=5.4×10 7 J; 由 η= 得,汽油机的有用功: W=ηQ 放 =30%×5.4×10 7 J=1.62×10 7 J; (2)由 v= 得汽车运动的时间: t= = = h=400s; 汽车的输出功率: P= = =4.05×10 4 W. 答:(1)该汽车发动机做的有用功是 1.62×10 7 J; (2)该汽车的输出功率为 4.05×10 4 W. 点评:本题考查了学生功、功率的公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用,明确哪些是有用能量、哪些是总能量是本题的关键,要求灵活运用所学公式. 2.(2015•南开区三模)有一功率为 40KW,热机效率为 20%的汽车正在一平直的公路上行驶,此时油箱中仅剩下 5kg 的汽油,如果不考虑热机其他的能量损失,汽车以 20m/s 的速度向前匀速沿直线行驶,问还可前进多远?(汽油的热值为 4.6×10 7 J/kg) 考点:热机的效率. 专题:比热容、热机、热值. 分析:已知汽油的质量和热值,可利用公式 Q=mq 求出热量;已知热机的效率,可利用公式W=Qη 求出功;已知功率,可利用公式 t= 求出时间;已知速度,可利用公式 s=vt求时间. 解答:解: P=40kW=40000W, Q=mq=4.6×10 7 J/kg×5kg=2.3×10 8 J, W=Qη=2.3×10 8 J×20%=4.6×10 7 J, t= = =1150s, s=vt=20m/s×1150s=23000m=23km. 答:还可前进 23km. 点评:本题是一道电学与力学的综合应用题,综合应用了热量和速度的计算公式,与生活相连,使学生觉得学了物理有用,且加强了学生的节能环保的意识,注意计算时的单位变换要正确. 3.(2014•新泰市校级模拟)一辆汽车,发动机的输出功率是 29.4kw,热机的效率为 20%,它带有 16kg 的汽油,如果车速为 60km/h,它能行驶多远? 考点:热机的效率;功率计算公式的应用. 专题:比热容、热机、热值. 分析:(1)知道汽油的质量,利用燃料完全燃烧放热公式 Q 放 =mq 求汽油完全燃烧放出的热量,知道汽油机的效率,利用效率公式求有用功(机械能); (2)知道汽车的功率,利用 P= 求做功时间(行驶时间),再利用速度公式求行驶的路程. 解答:解: 汽油完全燃烧放出的热量: Q 放 =mq=4.6×10 7 J/kg×16kg=7.36×10 8 J, η ∵ = , ∴W 有用 =20%×Q 放 =20%×7.36×10 8 J=1.472×10 8 J; ∵P= ,P=29.4kW=2.94×10 4 W, t= = ≈5007s=1.4h, v=60km/h ∵v= , ∴s=vt=60km/h×1.4h=84km. 答:这些油能供汽车行驶 84km. 点评:本题为力学和热学综合题,考查了学生对燃料完全燃烧放热公式、效率公式、功率公式、速度公式的掌握和运用,知识点多,综合性强,要求灵活运用公式求解. 4.(2014 秋•台安县期中)一辆汽车牵引力是 4000N,行驶 10km,消耗 3kg 的汽油,这辆车的效率是多少?(汽油的热值是 4.6×10 7 J/kg) 考点:热机的效率. 专题:计算题;比热容、热机、热值. 分析:(1)已知牵引力和行驶的距离,根据公式 W=FS 可求牵引力做的功. (2)已知消耗汽油和汽油的热值可求燃烧汽油释放的能量. (3)二者之比就是汽车发动机的效率. 解答:解:∵S=10km=10 4 m, ∴W=FS=4000N×10 4 m=4×10 7 J. Q 放 =qm=4.6×10 7 J/kg×3kg=1.38×10 8 J. ∴效率 η= ×100%= ×100%≈29%. 答:这辆车的效率是 29%. 点评:本题考查功、效率的计算,考查面比较广,关键是物理量的单位和单位的换算. 5.(2014 秋•合川区校级期中)一台单缸四冲程柴油机的活塞横截面积为 120cm 2 ,一个冲程活塞的形成为 30cm,做功冲程中燃气的平均压强为 5×10 5 Pa,及其飞轮转速为 600r/min,求: (1)这台柴油机的输出功率是多少? (2)若 1 小时要消耗 2kg 柴油,求柴油机的效率为多少?(柴油机的热值为 3.3×10 7 J/kg) 考点:热机的效率;有关热机的计算. 专题:比热容、热机、热值. 分析:(1)知道燃气的平均压强和活塞的面积,可利用公式 F=pS 计算出平均压力的大小;利用公式 W=Fs 计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功; 飞轮(曲轴)每转两圈对外做功一次,计算出飞轮转动 600 周对外做功的次数,从而可以计算出燃气对活塞做的总功,最后应用功率公式计算出柴油机的功率; (2)首先求出柴油机 1 小时做的功 W 总 ,再求出完全燃烧 2kg 柴油放出的热量 Q,用 η= ×100%计算柴油机的效率. 解答:解:(1)由 p= ,燃气对活塞的压力: F=pS=5×10 5 Pa×120×10\ufe63 4 m 2 =6000N, 燃气每次做功 W=FL=6000N×0.3m=1800J, 1min 内做功的次数 N= = =300 次, 燃气 1min 内做的功: W′=NW=300×1800J=5.4×10 5 J, 这台汽油机的功率 P= = =9000W; (2)柴油机每小时做功 W 总 =60W′=60×5.4×10 5 J=3.24×10 7 J, 柴油完全燃烧产生的热量:Q=qm=3.3×10 7 J/kg×2kg=6.6×10 7 J; 柴油机的效率:η= ×100%= ×100%≈49.1%. 答:(1)柴油机的输出功率是 9000W; (2)若 1 小时要消耗 2kg 柴油,柴油机的效率为 49.1%. 点评:本题考查热机中压力、功、功率、效率的计算,综合性较强,要能熟练运用公式,在计算功率和效率时要注意对应关系,特别要注意每分钟做功的次数,这是最容易出错的地方. 6.(2014 秋•利州区校级期中)一台汽油机工作时,排出的废气带走的能量占总能量的 35%,气缸向周围散热损失的能量占总能量的 30%,克服机械运行的摩擦损失的能量占总能量的5%,其他能量损耗不计.求: (1)这台汽油机的效率是多少? (2)如果每分钟需做有用功 3×10 3 J,这台汽油机每分钟至少需要消耗汽油多少千克?[汽油的热值是 4.6×10 7 J/kg?. 考点:热机的效率;热量的计算. 专题:比热容、热机、热值. 分析:(1)产生的总能量是 100%,减去所有消耗的(废气带走的能量占总能量的 35%、气缸向周围散热损失的能量占总能量的 30%、克服机械运行的摩擦损失的能量占总能量的 5%),就是做有用功的了,也就是所求的机械效率. (2)根据公式 η= 计算出燃料燃烧放出的总能量,再根据公式 m= 求出消耗的汽油质量. 解答:解:(1)汽油机的效率:η=100%\ufe6335%\ufe6330%\ufe635%=30% (2)汽油机每分钟需做有用功 W 有 =3×10 3 J, 燃料完全燃烧放出的总能量: Q 放 = = ═1×10 4 J 汽油机每分钟至少需要消耗汽油: m= = =0.22×10\ufe63 3 kg. 答:(1)汽油机的效率为 30%. (2)这台汽油机每分钟至少需要消耗汽油 0.22×10\ufe63 3 kg. 点评:此题主要考查的是有关热机效率和燃料热值的计算,也是一道生活中的物理题,有其实用价值,对公式的把握和运用是基础,只要读好题,总体来说本题难度不大,体现了物理来源于生活,服务于社会的新课程理念. 7.(2014 秋•阿拉尔校级月考)一台柴油机的热机效率为 25%,用这台柴油机工作时,完全燃烧 2Kg 的柴油可做多少有用功?(柴油的热值为 3.3×10 7 J/Kg) 考点:热机的效率;有用功和额外功;热量的计算;燃料的热值. 专题:计算题. 分析:热机效率等于有用功与燃料完全燃烧放出的能量之比; 先求出 2kg 柴油完全燃烧放出的热量 Q,再根据热机效率的表达式求出有用功. 解答:解:柴油完全燃烧放出的热量 Q=mq=2kg×3.3×10 7 J/Kg=6.6×10 7 J; 由 η= 得:W 有 =ηQ=0.25×6.6×10 7 J=1.65×10 7 J. 答:这台柴油机工作时,完全燃烧 2Kg 的柴油可做有用功为 1.65×10 7 J. 点评:考查功的计算,本题中还有燃料热值的应用,热值是指 1kg 燃料完全燃烧放出的热量. 8.(2014 秋•灵台县校级月考)某台柴油机工作过程中消耗了 2kg 柴油,这些柴油完全燃烧能放出多少焦耳的热量.但是这台柴油机对外只做了功 2.31×10 7 J,则这台柴油机的效率是多少.(q 柴油 =3.3×10 7 J/kg) 考点:热机的效率. 专题:计算题;比热容、热机、热值. 分析:①已知柴油的质量和热值,利用公式 Q=qm 可以得到柴油完全燃烧放出的热量; ②已知柴油机做的有用功和柴油放出的热量,利用 η= ×100%得到柴油机的效率. 解答:解:(1)因为 m=2kg,q 柴油 =3.3×10 7 J/kg,所以完全燃烧放出的热量为: Q=mq=2kg×3.3×10 7 J/kg=6.6×10 7 J; (2)因为 Q=6.6×10 7 J,W=2.31×10 7 J, 所以柴油机的机械效率为: η= ×100%= ×100%=35%. 答:这些柴油完全燃烧能放出 6.6×10 7 J 的热量,这台柴油机的效率是 35%. 点评:本题综合考查了热量的计算以及热机的效率,也是一道生活中的物理题,有其实用价值.对公式的把握和运用是基础,只要读好题,总体来说本题难度不大. 9. (2014 秋•邹城市校级月考)汽油机的效率是 28%,当这台汽油机消耗了热值为 4.6×10 7 J/kg的汽油 5kg 时,它能做的有用功为多少焦耳? 考点:热机的效率. 专题:比热容、热机、热值. 分析:利用热量公式 Q=mq 求解放出的热量;有用功 W=Qη. 解答:解:5kg 汽油完全燃烧放出的热量:Q=mq=4.6×10 7 J/kg×5kg=2.3×10 8 J; 则能做的有用功:W=Qη=2.3×10 8 J×28%=6.44×10 7 J; 答:汽油机能做的有用功为 6.44×10 7 . 点评:此题主要考查的是学生对热值和热机效率计算公式的理解和掌握,基础性题目. 10.(2014 秋•金牛区校级月考)国产 165 型单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积是 30cm 2 ,活塞冲程长 50mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为 8.0×10 5 Pa,飞轮的转速是1500r/min. (1)图 1 为汽油机机的能流图,则汽油机的效率可表示为 ×100% (用字母). (2)图 2 汽油机中的四个冲程,请你用字母按正确的顺序排列 DACB . (3)求这种...