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专项七 计算题重难点30热学计算【知识梳理】一、热学综合计算题，主要有：1比热容与热值综合。
2热传递的效率。
3热功转化效率。
二、热学综合主要涉及的公式1. 燃料燃烧产生的热量：（1） q 值以“J/g 〞为单位：Q=mq 。
（2） Q 值以“J/m 3〞为单位：Q=Vq 。
2. 物体吸收或放出热量（1） 吸热：Q=cmt 末温-t 初温。
（2） 放热：Q=cmt 初温-t 末温。
（3） 统一公式：Q=cm △t 。
〔4〕热传递效率公式：η=×100%。
〔5〕热平衡方程式：Q 吸=Q 放〔条件：在热传递过程中无热量损失〕。
通常应用它的展开公式：c 1m 1t 1末温-t 1初温=c 2m 2t 2初温-t 2末温。
3热功转化效率：η=×100%。
【易混淆点】1“升高〞、“升高了〞指的是温度变化量△t 。
“升高到〞指末温。
2将η=×100%和η=×100%的变形公式写错。
3“在一个标准大气压下〞隐藏了条件“沸水的温度为100℃〞。
【典例分析】【例1】2021德州25国家提倡节能减排，各地“煤改气〞正在积极进行，某同学计算他家天然气烧水的热效率，将2g的水倒入烧水壶中，并测出水温为2021在一个标准大气压下，把水刚加热到100℃时，测出消耗天然气，水的比热容c 3J/〔g•℃〕，天然气热值约为q＝×107J/m3。
求：〔1〕将这些水烧开，水＝×10需吸收多少热量；〔2〕在这种情况下，燃烧的天然气放出了多少热量；〔3〕他家天然气灶的效率。
【思路小结】1在运用公式η=×100%时，一般用公式计算Q=cmt末温-t初温计算Q吸，根据q 的单位灵和选用Q=mq或Q=Vq求Q放。
2在运用公式η=×100%时，求Q与上面的方法一样，求W时，一般有W=FS=fS=3放可燃冰在常温常压下可释放160m3的天然气。
根据以上信息可知，可燃冰是〔选填“可再生〞或“不可再生〞〕能源。
热学计算题解题技巧(一)热学计算题解题技巧指南热学计算题类型热学计算题通常可以分为以下几种类型：1.温度变化题：通过给定物体的温度变化以及物质热容、质量等信息，计算物体放热或吸热的总热量。
2.相变题：在物体的相变过程中，计算物体放热或吸热的总热量。
3.热平衡题：多个物体之间的热平衡计算，其中需要掌握热传导和热辐射的知识。
常用公式在热学计算中，需要掌握以下公式：1.热量公式：Q=mcΔT，其中m为物体质量，c为物质热容，ΔT为温度变化。
2.热平衡公式：∑Q=0，即物体间热量的总和为零。
3.相变公式：Q=mL，其中m为物体质量，L为物质的相变潜热。
解题技巧要顺利解决热学计算题，需要掌握以下技巧：1.先列出已知量和未知量，明确题目所求。
2.判断题目类型，选择相应的公式。
3.计算前要注意单位的转换，确保使用的单位一致。
4.如果涉及多个物体，在热平衡计算中需要注意热传导和热辐射的影响。
5.在相变题中要注意物体相变后剩余部分的温度变化问题。
例题解析1.一块质量为0.3kg的铁块的温度从10∘C升高到50∘C，求铁块放出的热量。
解：利用热量公式Q=mcΔT，有：Q=0.3×450×40=5400J所以铁块放出的热量为5400J。
2.一千克水从0∘C熔化成水蒸气，所需的热量为2.26×106J，求水蒸气的温度。
解：由相变公式Q=mL，可知水蒸气中热量仅用于相变，没有温度变化。
所以热量公式不适用。
设水蒸气的温度为T，则有：Q=m×L2.26×106=1×L解得物质相变潜热L=2.26×106J/kg。
由此可知水蒸气的温度为100∘C（水与水蒸气的相变温度为100∘C）。
结论熟练掌握热学计算题的技巧和相关公式，可以帮助我们更好地解决热学计算题，掌握科学的热学知识，提升自己的物理素养。
总结热学计算题解题需要理解基本的热学概念和物理原理，并能熟练掌握相关的公式和技巧，通过例题练习，可逐步提高解题能力，建议学生加强练习，以提升热学计算题的解题能力。
2023-2024学年九年级物理全一册学优生期中期末复习难点题型专项突破（人教版）专题02 热学计算1．（2023•邵阳模拟）将质量是0.5kg的水加热，使它的温度从20℃升高到60℃，需要吸收的热量是[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]（）A．4.2×104J B．1.26×104J C．8.4×104J D．8.4×107J2．（2022•常州期末）甲、乙两个物体的比热容之比为2：1．若使它们升高相同的温度，吸收的热量之比为3：1，则甲、乙两个物体的质量之比为（）A．1：2B．2：1C．3：2D．4：13．（2023•长沙模拟）水稻是喜温植物，春季育秧时，农民通常在傍晚向秧田灌水，早晨再将水放出，以防霜冻，这是因为水的较大，当气温降低时，水能放出较多的热量，如果某秧田中水的温度降低了2℃，放出了3.36×107J的热量，则该秧田内的水的质量为kg．[已知c＝4.2×103J/（kg•℃）]。
4．（2022•郑州模拟）将一瓶质量为0.5kg、温度为25℃的纯净水放入冰箱，一段时间后纯净水的温度降低到5℃，则这瓶纯净水的内能减少了J，这是通过的方式改变了水的内能。
水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）。
5．（2022•潍坊模拟）一定气压下，某种晶体熔化成同温度液体时所吸收的热量与其质量之比叫该晶体的熔化热，用字母λ表示。
在标准大气压下，用一个热效率为40%的酒精炉为热源，将50g初温为0℃的冰全部熔化为0℃的水，共燃烧了14g酒精，酒精的热值为3×107J/kg。
求：（1）冰熔化过程中吸收的热量；（2）在标准大气压下，冰的熔化热λ冰。
6．（2023•陕西中考）在标准大气压下，使用煤气灶将2kg的水从20℃加热到100℃，水吸收的热量是J，若不计热量损失，此过程需要完全燃烧kg的煤气，这是通过的方式增加了水的内能。
专题08 热学计算【考点分析】章节考点考试题型难易度内能比热容计算选择题、填空题、计算题 ★★★ 热值计算 选择题、填空题、计算题 ★★ 热效率选择题、填空题、计算题★★【知识点总结+例题讲解】一、比热容计算：1.公式：tm Q c ∆⋅=放吸/2.变形：Q 吸=cm △t【例题1】质量为2kg 的水温度升高5℃。
求：水吸收的热量Q 吸。
[c 水＝4.2×103J/（kg •℃）]【变式1】完成以下计算：（1）水的比热容是4.2×103J/（kg •℃），将2kg 水从20℃加热到100℃，求水吸收的热量； （2）将2kg 汤从20℃加热到100℃，需要吸收6.4×105J 的热量，求汤的比热容。
【例题2】质量相同的A 、B 两金属块，把它们都加热到100℃，然后分别投入装有质量相同、初温都为0℃的C 、D 两杯水中，测量的结果：金属块A 使C 杯的水温升高了10℃，金属块B 使D 杯的水温升高了20℃．设两金属块比热容为c A 和c B ，则c A 与c B 的比值为（ ） A ．4：9 B ．9：4C ．19：9D ．9：19【变式2】将一杯热水倒入容器内的冷水中，冷水温度升高10℃，又向容器内倒入同样一杯热水，冷水温度又升高6℃，若再向容器内倒入同样一杯热水，则冷水温度将再升高（不计热损失）（ ） A ．0℃ B ．6℃C ．6℃以上D ．4℃二、热值计算：1.公式：mQ q 放=（或VQ q 放=一般用于气体、液体燃料）其中：m 为燃料的质量，V 为燃料的体积，q 为燃料的热值 2.公式变形：（1）qm Q =放 （已知热值及燃料质量，求燃烧放出的热） （2）qQ m 放=（已知燃烧放出的热及热值，求燃料的质量）【例题3】已知天然气的热值为4.0×107J/m 3，完全燃烧2.1m 3的天然气可以获得J 的热量，不计热量损失，这些热量可以使500kg 的水，温度升高℃。
热学专题复习二1、（10分)如图所示，水平地面上固定两个完全相同导热性能良好的足够长的气缸,两气缸内各有一个用轻杆相连接的活塞，活塞和气缸封闭着一定质量的理想气体,活塞到气缸底部的距离均为d,活塞p，现锁定两个活塞，使右侧气缸与一个恒温热源接触，与气缸之间无摩擦，轻杆无压力,大气压强为使右侧气体的热力学温度升高为原来的2倍，求：(i）若右侧气缸的温度升高后，右侧气缸内的气体压强变为多大。
（ii）若保证右侧气缸与上述恒温热源的接触，解除两侧活塞的锁定,求稳定后活塞向左移动的距离。
2、(9分）如图所示的玻璃管ABCDE，CD部分水平,其余部分竖直（B端弯曲部分长度可忽略）,玻璃管截面半径相比其长度可忽略，CD内有一段水银柱，初始时数据如图，环境温度是300K，大气压是75cmHg。
现保持CD水平，将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中，当水平段水银柱刚好全部进入DE竖直管内时，保持玻璃管静止不动。
问：（i）玻璃管A端插入大水银槽中的深度是多少？（即水银面到管口A的竖直距离）？（ii）当管内气体温度缓慢降低到多少K时，DE中的水银柱刚好回到CD水平管中?3、（9分）如图所示除气缸右壁外其余部分均绝热，轻活塞K与气缸壁接触光滑,K把密闭气缸分隔成体积相等的两部分，分别装有质量、温度均相同的同种气体a和b，原来a、b两部分气体的压强为p0、温度为27 ℃、体积均为V.现使气体a温度保持27℃不变，气体b温度降到-48℃，两部分气体始终可视为理想气体,待活塞重新稳定后，求：最终气体a的压强p、体积V a.4. （10分）如下图所示，一个上下都与大气相通的直圆筒，内部横截面的面积S=0.01m2，中间用两个活塞A与B封住一定质量的理想气体，A、B都可沿圆筒无摩擦地上、下滑动,但不漏气，A的质量可不计、B的质量为M，并与一劲度系数k=5×103N/m的较长的弹簧相连.已知大气压强p0=1×105Pa，平衡时两活塞间的距离l0=0.6m.现用力压A，使之缓慢向下移动一定距离后保持平衡。
高一物理学习中的热学计算题与解答技巧热学是物理学中的重要分支，通过研究热量、温度、热传导等热现象来探究物质的性质和能量转换规律。
高一学生在学习热学时，难免会遇到各种计算题，而理解和掌握解答技巧对于正确解题至关重要。
本文将介绍高一物理学习中的热学计算题与解答技巧，帮助同学们更好地应对这一部分的学习内容。
一、热学计算题的分类及解答技巧热学计算题主要可分为温度计算、热容计算和热传导计算三类。
下面将分别介绍每一类计算题的解答技巧。
1. 温度计算题温度计算题主要涉及温度单位换算和温度变化计算。
在解答此类题目时，需要注意以下几点：首先，掌握温度单位之间的换算关系。
常见的温度单位有摄氏度（℃）、华氏度（℉）和开尔文（K）。
摄氏度和华氏度之间的换算关系为：℃ = （℉- 32）/ 1.8，华氏度和开尔文之间的换算关系为：K = （℉ + 459.67）/ 1.8。
其次，对于温度变化计算，应注意正负号的运用。
当温度升高时，变化量为正数；当温度降低时，变化量为负数。
最后，注意单位的匹配。
在计算中要保持单位的一致性，尤其是在使用公式计算时，要将所给数据的单位换算为统一的单位。
2. 热容计算题热容计算题主要涉及物体温度变化后的热能变化计算。
在解答此类题目时，需要注意以下几点：首先，要掌握热容的定义和计算公式。
热容指的是物体单位质量（或单位摩尔）温度升高1°C所吸收的热量。
热容的计算公式为：Q = mcΔT，其中Q表示热量变化量，m表示物体的质量，c表示物体的比热容，ΔT表示温度变化量。
其次，注意单位的转换。
在计算中要保持单位的一致性，尤其是在使用公式计算时，要将所给数据的单位转换为统一的单位。
最后，理解热容的概念。
不同物质之间的热容是不同的，需要根据具体情况选择相应的热容数值。
3. 热传导计算题热传导计算题主要涉及物体的热传导现象和导热性能的计算。
在解答此类题目时，需要注意以下几点：首先，理解热传导的基本原理。
热学计算题解题技巧
解题技巧可以帮助我们更快、更准确地解决热学计算题。
下面是一些常用的解题技巧：
1. 弄清题目要求：仔细阅读题目，理解题目所给条件和要求，明确需要计算的物理量是什么。
2. 确定所用公式：根据题目所涉及的物理量，确定所需要的热学公式。
热学的常用公式包括热传导公式、热辐射公式、热容公式等。
3. 单位转换：确保所用的物理量和公式的单位一致。
如果单位不一致，需要进行适当的单位转换。
4. 确定已知量和未知量：将已知量和未知量在图纸上标出，有助于清晰地理解问题和解题思路。
5. 解题步骤：根据所使用的公式，按照适当的步骤进行计算。
注意计算中的数值精度和有效数字的处理。
6. 检查答案：计算完成后，应该对答案进行检查，确保计算的正确性。
可以通过估算和比较结果与实际情况进行验证。
7. 注意特殊情况：有些热学计算问题可能存在特殊情况，比如边界条件的改变、材料的不均匀性等，需要特别注意这些因素对计算结果的影响。
通过掌握这些解题技巧，可以更好地应对热学计算题，并提高解题的效率和准确性。
热机的效率专题1．汽车给我们的生活提供了便利，某汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶30km消耗了汽油2kg （q汽油=4.6×107J/kg）．查阅资料可知：汽油机效率最高约为40%；某型号电动机的额定电压为220V，额定电流为10A，正常工作1min所做有用功是1.056×105J．下列说法中正确的是（）A．2kg汽油完全燃烧，放出的热量为2.3×107JB．该汽车以72km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率为12kW，此时汽车受到的阻力为6NC．这台电动机的效率为80%D．在工作中，电动机效率高，但汽油机比电动机更环保节能2．在交通运输中，常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能，“客运效率”表示每消耗单位能量对应的载客数和运送路程的乘积，即客运效率=人数×路程/消耗能量．一个人骑电动自行车，在1.5小时内行驶了30km．其电动自行车铭牌如下：车型：20吋（车轮直径：508mm）电池规格：36V 12Ah（蓄电池）整车质量：40kg 规定转速：210r/min外形尺寸：L1800mm×W650mm×H1100mm 充电时间：2～8h电机：后轮驱动、真流永磁式额定工作电压/电流：36V/5A一辆载有4人的普通轿车，车的油耗为10升/100km，（汽油的燃烧值为4.6×107J/Kg，汽油的密度为0.72×103kg/m3，汽车发动机的效率约为30%），则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比约为（）A．250：1 B．75：1 C．8：1 D．25：13．两台汽油机甲的功率是乙的1.5倍，甲的效率是20%，乙的效率是25%，那么甲与乙每小时消耗的油量之比为（）A．15：8 B．6：5 C．5：6 D．8：54．随着我国人民生活水平的不断提高，汽车作为一种普通的交通工具已走进千家万户．（1）汽车发动机一般是柴油机或汽油机，它把燃料燃烧放出的_________能转化为机械能，完全燃烧1kg的汽油能够获得_________J的能量；（汽油的热值为4.6×107J/kg）（2）汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热，主要是利用了水的_________较大的特点．（3）小明同学阅读了某牌号汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图所示的图表，请根据给出的信息，计算该内燃机的效率为_________%．汽车行驶时发动机产生的牵引力是F，则燃烧m质量的汽油，能使汽车前进的距离s=_________．（用前面给出物理量的符号表示距离，汽油的热值在本小题中用q表示）5．小刚家最近新买了一台“哈飞赛马”小汽车，此车发动机为汽油机，其百公里（1公里=1000m）油耗为9L （1L=10﹣3m3），车轮与地面的总接触面积为0.08m2．寒假，小刚一家人乘车外出游玩，车及车上人的总重为1.8×104N，当车在水平公路上以80km/h匀速行驶时，所受到的阻力是车重的0.05倍．（汽油的热值为：3.6×1010J/m3）（1）汽车对公路的压强？（2）当汽车以80km/h匀速行驶时，汽油机所做有用功的功率？（3）当汽车以80km/h匀速行驶时，汽油机的效率？（4）汽车的普及给人们带来了便利，同时也带来了不利的影响，比如，城市交通环境拥挤、汽车尾气排放日渐增多等等，这些都严重地影响了人们的生活质量．为了缓解改善这些不利的影响，请你提出两条合理的建议．6．如图是一款家庭小轿车，它的发动机是汽油机，为了避免发动机过热影响对外做功，有水箱通过水的循环吸热为发动机降温．此轿车以90km/h的速度匀速行驶100km的油耗为7L（1L=1dm3），同时水箱内10kg 水由20℃升高到90℃，轿车行驶中发动机提供的平均前进动力为901.6N，已知ρ汽油=0.7kg/dm3，热值q汽油=4.6×107J/kg．根据以上信息，请解答以下问题：（1）百公里的油耗所能释放的最大能量是多少？（2）由于水箱中的吸热所损失的能量达到多少J？（3）发动机把内能转化为机械能的效率为多大？7．如图所示是道路维修时常用的路面钻机（俗称“啄木鸟”），该机械利用压缩气体推动活塞将钻头打入路面．气体推动活塞时是将_________能转化为_________能；钻头制成锥形是为了_________；“啄木鸟”中用到了柴油机，若其机械效率是40%，则完全燃烧50kg柴油对外做的有用功是_________J（柴油的热值是4.3×107J/kg）．8．2013年11月27日，ACN新闻报道，日本早稻田大学的内藤健教授发现了一种全新的压缩燃烧原理，可使汽油发动机的效率达60%，所谓发动机效率是指发动机牵引汽车前进所需能量与汽油完全燃烧产生内能的比值．当前汽油发动机的最高效率是30%．假期小明全家驾车去某地旅游，在高速公路上匀速行驶225km，所用时间是2.5h，消耗汽油20L（汽油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内产生牵引力的功率为20kW．求：（1）该汽车行驶过程的牵引力是多大？（2）该汽车发动机的效率是多少？（已知ρ汽油=0.8×103kg/m3，q汽油=4.5×107J/kg）（3）假如小明家的汽车采用了全新的压缩燃烧原理，效率达60%，则20L汽油可以让该车以同样的功率和速度行驶多长的距离？9．有一混合动力汽车，由汽车发动机（汽油机）和电动机为驱动系统提供动力，汽油发动机每一个工作循环活塞经历四个冲程，带动曲轴转动两圈，该汽油发动机的最大功率是69kW，以最大功率工作时曲轴转速为5000r/min．活塞从气缸一端运动到另一端所扫过的容积为气缸排气量，气缸容积与燃烧室容积之比为压缩比，如图为气缸容积和燃烧室容积的示意图，该车排气量是1.8L，压缩比为10：1，动力蓄电池额定电压为200V，容量（蓄电池放电电流和放电时间乘积）为150A•h，已知该车的动能E与其速度v的关系如下表所示．v/ms﹣1 1 2 4 10 20E/J 6.0×102 2.4×1039.6×1036×104 2.4×105（1）该汽车的动力蓄电池最多可储存多少焦的电能？（2）a．当这辆汽车在平直公路上以108km/h的速度匀速行驶时，动力完全由汽油发动机提供，若汽车汽油发动机的输出功率为54kW，则此时汽车所受的阻力是多大？b．当驾驶员看到前方限速标志时，立即减速并启动充电装置给动力蓄电池充电，汽车速度由108km/h 减小到72km/h，若在此过程中动力蓄电池获得的电能为汽车所减少动能的50%，则动力蓄电池获得的电能为多少焦？（3）若该汽车汽油发动机以最大功率工作时，吸气冲程末气缸内每升混合气体中汽油质量是7.2×10﹣4kg，此时这台汽油发动机的效率是多少？（q汽油=4.6×107J/kg）10．今年“五一”期间，爸爸开车带着鲁鲁去旅游．汽车（包括车上的人和物品）质量为1.6×103kg，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4.6×107J/kg（假设汽油完全燃烧）．（1）汽车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，汽车发动机的牵引力是多少？（2）汽车行驶230km牵引力做了多少功？（3）汽车全程消耗汽油多少千克？11．如图1所示是小浩家所买的某型国产小轿车四缸汽油机的示意图，通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作．（1）如图2所示，汽油机活塞的横截面积为S0（m2），活塞的冲程长度（即活塞移动的距离）为L（m），若飞轮的转速为n（r/min），在做功冲程中燃气对活塞产生的平均压强为p0（Pa）．求：①燃气每次做功为多少？②这台汽油机的功率是多少？（2）当小浩家轿车行驶的路况好，平均车速为100km/h时，平均油耗为9L/100km．若已知该车在此状态的输出功率为P1（kW），所燃汽油的热值为q0（J/kg）、密度为ρ0（kg/m3），请推算这辆轿车在这种状态下行驶时，发动机的效率为多少？12．如图甲所示，是一台汽车起重机，其动力为一台大功率柴油发动机，乙图是其工作时的情景图．起重钩的升降使用的是滑轮组，如图丙所示．起重机工作时，滑轮组上钢丝绳的收放是通过发动机带动卷扬机转动来完成的．在某次作业中，起重机将质量为9t的货物从地面匀速吊起6m的高度，所用时间15s，钢丝绳的拉力F为3.6×104N．，则这次起吊过程：（1）货物上升速度多大？起重机对货物做多少功？（g取10N/kg）（2）卷扬机对钢丝绳做功的功率为多大？（3）若这一过程柴油发动机消耗了0.1kg的柴油，求此过程整个汽车起重机的工作效率．（柴油热值取q=3.0×107J/kg进行计算）13在新农村建设中很多楼房顶部装有如图所示的太阳能、电能两用热水器，该热水器利用太阳辐射的能量加热时，能把太阳辐射能的70%转化为水的内能；用电热丝加热时，能把电能的90%转化为水的内能，该热水器也可利用太阳辐射的能量和电热丝同时加热．它的铭牌如表格所示．小明家热水器的支架与楼顶水平台面总接触面积为0.1m2．他家所在的地区（晴天）每天接受太阳辐射的时间为8h，太阳光照射地面时的辐射功率为900J/（s．m2），即每平方米的面积上每秒得到的太阳辐射能平均为900J．已知g=10N/kg，C水=4.2×103J、（kg．℃）．ρ水=1.0×103kg/m3．当热水器内蓄满水时，求：x x牌热水器型号HM-20 集热管数28支额定频率50HZ水箱容积150L 集热管管长180cm 额定电压220V防水等级A 系统承压3.0MPa 额定功率4000W自身质量50kg 采光面积2.0m2（1）热水器对水平台面的压力和压强；（2）热水器每天接受的太阳辐射能使水升高的温度；（3）热水器将水从20℃加热到52.4℃所需的最短时间．热机的效率1．汽车给我们的生活提供了便利，某汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶30km消耗了汽油2kg（q 7J/kg）．查阅资料可知：汽油机效率最高约为40%；某型号电动机的额定电压为220V，额定电流汽油=4.6×10为10A，正常工作1min所做有用功是1.056×105J．下列说法中正确的是（C）A．2kg汽油完全燃烧，放出的热量为2.3×107JB．该汽车以72km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率为12kW，此时汽车受到的阻力为6NC．这台电动机的效率为80%D．在工作中，电动机效率高，但汽油机比电动机更环保节能2．在交通运输中，常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能，“客运效率”表示每消耗单位能量对应的载客数和运送路程的乘积，即客运效率=人数×路程/消耗能量．一个人骑电动自行车，在1.5小时内行驶了30km．其电动自行车铭牌如下：车型：20吋（车轮直径：508mm）电池规格：36V 12Ah（蓄电池）整车质量：40kg 规定转速：210r/min外形尺寸：L1800mm×W650mm×H1100mm 充电时间：2～8h电机：后轮驱动、真流永磁式额定工作电压/电流：36V/5A一辆载有4人的普通轿车，车的油耗为10升/100km，（汽油的燃烧值为4.6×107J/Kg，汽油的密度为0.72×103kg/m3，汽车发动机的效率约为30%），则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比约为（D）A．250：1 B．75：1 C．8：1 D．25：13．008•崇文区二模）两台汽油机甲的功率是乙的1.5倍，甲的效率是20%，乙的效率是25%，那么甲与乙每小时消耗的油量之比为（A）A．15：8 B．6：5 C．5：6 D．8：54．随着我国人民生活水平的不断提高，汽车作为一种普通的交通工具已走进千家万户．（1）汽车发动机一般是柴油机或汽油机，它把燃料燃烧放出的内能转化为机械能，完全燃烧1kg的汽油能够获得 4.6×107J的能量；（汽油的热值为4.6×107J/kg）（2）汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热，主要是利用了水的比热容较大的特点．（3）小明同学阅读了某牌号汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图所示的图表，请根据给出的信息，计算该内燃机的效率为30%．汽车行驶时发动机产生的牵引力是F，则燃烧m质量的汽油，能使汽车前进的距离s=．（用前面给出物理量的符号表示距离，汽油的热值在本小题中用q表示）5．小刚家最近新买了一台“哈飞赛马”小汽车，此车发动机为汽油机，其百公里（1公里=1000m）油耗为9L （1L=10﹣3m3），车轮与地面的总接触面积为0.08m2．寒假，小刚一家人乘车外出游玩，车及车上人的总重为1.8×104N，当车在水平公路上以80km/h匀速行驶时，所受到的阻力是车重的0.05倍．（汽油的热值为：3.6×1010J/m3）（1）汽车对公路的压强？（2）当汽车以80km/h匀速行驶时，汽油机所做有用功的功率？（3）当汽车以80km/h匀速行驶时，汽油机的效率？（4）汽车的普及给人们带来了便利，同时也带来了不利的影响，比如，城市交通环境拥挤、汽车尾气排放日渐增多等等，这些都严重地影响了人们的生活质量．为了缓解改善这些不利的影响，请你提出两条合理的建议．解：（1）∵水平面上物体的压力和自身的重力相等，∴汽车对公路的压强：p====2.24×105Pa；（2）汽车匀速行驶的速度：v=80km/h=m/s，F=f=0.05G=0.05×1.8×104N=900N，汽油机所做有用功的功率：P=Fv=900N×m/s=2×104W；（3）汽车行驶100公里，汽油燃烧放出的热量：Q=Vq=9×10﹣3m3×3.6×1010J/m3=3.24×108J，汽油机所做的有用功：W有=Fs=900N×100×103m=9×107J，汽油机的效率：η=×100%=×100%≈27.8%；（4）改善交通环境方面：增修或拓宽道路；对特别拥堵的交通路段，采取限行，比如同一天只允许单号或双号车行驶；鼓励人们外出尽可能乘坐公交车．减小空气污染方面：植树造林增加绿地；提高汽车尾气的净化技术；汽车采用清洁能源技术．6．如图是一款家庭小轿车，它的发动机是汽油机，为了避免发动机过热影响对外做功，有水箱通过水的循环吸热为发动机降温．此轿车以90km/h的速度匀速行驶100km的油耗为7L（1L=1dm3），同时水箱内10kg水由20℃升高到90℃，轿车行驶中发动机提供的平均前进动力为901.6N，Array已知ρ汽油=0.7kg/dm3，热值q汽油=4.6×107J/kg．根据以上信息，请解答以下问题：（1）百公里的油耗所能释放的最大能量是多少？（2）由于水箱中的吸热所损失的能量达到多少J？（3）发动机把内能转化为机械能的效率为多大？解：（1）∵ρ=，∴百公里的油耗的质量：m=ρV=0.7kg/dm3×7dm3=4.9kg，这些汽油完全燃烧放出的热量：Q放=mq=4.9kg×4.6×107J/kg=2.254×108J，（2）水箱内水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（90℃﹣20℃）=2.94×106J；即：由于水箱中的吸热所损失的能量达到2.94×106J；（3）百公里牵引力做的功：W=Fs=901.6N×100×103m=9.016×107J，发动机把内能转化为机械能的效率η=×100%=×100%=40%．7．如图所示是道路维修时常用的路面钻机（俗称“啄木鸟”），该机械利用压缩气体推动活塞将钻头打入路面．气体推动活塞时是将气体的内能转化为活塞的动能；钻头制成锥形是为了增大压强；“啄木鸟”中用到了柴油机，若其机械效率是40%，则完全燃烧50kg柴油对外做的有用功是8.6×108J（柴油的热值是4.3×107J/kg）．8．2013年11月27日，ACN新闻报道，日本早稻田大学的内藤健教授发现了一种全新的压缩燃烧原理，可使汽油发动机的效率达60%，所谓发动机效率是指发动机牵引汽车前进所需能量与汽油完全燃烧产生内能的比值．当前汽油发动机的最高效率是30%．假期小明全家驾车去某地旅游，在高速公路上匀速行驶225km，所用时间是2.5h，消耗汽油20L（汽油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内产生牵引力的功率为20kW．求：（1）该汽车行驶过程的牵引力是多大？（2）该汽车发动机的效率是多少？（已知ρ汽油=0.8×103kg/m3，q汽油=4.5×107J/kg）（3）假如小明家的汽车采用了全新的压缩燃烧原理，效率达60%，则20L汽油可以让该车以同样的功率和速度行驶多长的距离？（1）汽车速度v===25m/s，∵P===Fv ∴汽车牵引力F===800N；（2）∵ρ=汽油质量m=ρV=0.8×103kg/m3×20×10﹣3m3=16kg，汽油完全燃烧放出的热量Q总=mq=16kg×4.5×107J/kg=7.2×108J，∵P=牵引力做功W有用1=Pt=20000W×2.5×3600s=1.8×108J，汽车发动机的效率η1=×100%=×100%=25%；（3）∵η=∴效率达60%后牵引力做的功W有用2=Q总η2=7.2×108J×60%=4.32×108J，∵P=∴行驶的时间t===2.16×104s，∵v=∴行驶路程s=vt=25m/s×2.16×104s=5.4×105m．9．有一混合动力汽车，由汽车发动机（汽油机）和电动机为驱动系统提供动力，汽油发动机每一个工作循环活塞经历四个冲程，带动曲轴转动两圈，该汽油发动机的最大功率是69kW，以最大功率工作时曲轴转速为5000r/min．活塞从气缸一端运动到另一端所扫过的容积为气缸排气量，气缸容积与燃烧室容积之比为压缩比，如图为气缸容积和燃烧室容积的示意图，该车排气量是1.8L，压缩比为10：1，动力蓄电池额定电压为200V，容量（蓄电池放电电流和放电时间乘积）为150A•h，已知该车的动能E与其速度v的关系如下表所示．v/ms﹣1 1 2 4 10 20E/J 6.0×102 2.4×1039.6×1036×104 2.4×105（1）该汽车的动力蓄电池最多可储存多少焦的电能？（2）a．当这辆汽车在平直公路上以108km/h的速度匀速行驶时，动力完全由汽油发动机提供，若汽车汽油发动机的输出功率为54kW，则此时汽车所受的阻力是多大？b．当驾驶员看到前方限速标志时，立即减速并启动充电装置给动力蓄电池充电，汽车速度由108km/h 减小到72km/h，若在此过程中动力蓄电池获得的电能为汽车所减少动能的50%，则动力蓄电池获得的电能为多少焦？（3）若该汽车汽油发动机以最大功率工作时，吸气冲程末气缸内每升混合气体中汽油质量是7.2×10﹣4kg，此时这台汽油发动机的效率是多少？（q汽油=4.6×107J/kg）解：（1）蓄电池储存的电能：W=UQ=200V×150A×3600s=1.08×108J；（2）a：汽车以ν1=108km/h=30m/s匀速行驶时，汽车受到的阻力等于牵引力，有P===Fv=F f vF f===1.8×103N；b：根据表中数据，当速度为1m/s时，E=6.0×102，由E=m v2，可得m===1.2×103kg，v0=108km/h=30m/s，v末=72km/h=20m/s，设这一过程中汽油发动机做的总功为W，由动能定理有：W=F f•s=m﹣m=×1.2×103kg×[（30m/s）2﹣（20m/s）2]=3×105J，蓄电池获得的电能E电=W×50%=1.5×105J；（3）在1min内转动5000r，吸入汽油和空气的混合气2500次，这台发动机在最大功率时1min内发动机做的有用功：W有=69×103W×60s=4.14×106J，∵压缩比是10（即气缸总容积与燃烧室容积的比值），∴原吸入气体是排出气体的，∴汽油占其中的，发动机消耗汽油的质量：m=7.2×10﹣4kg××1.8=1.44×10﹣4kg1min内汽油完全燃烧放出的热量：Q=2500×1.44×10﹣4kg×4.6×107J/kg=1.656×107J，这台发动机在最大功率时的热机效率η=×100%=×100%=25%．10．今年“五一”期间，爸爸开车带着鲁鲁去旅游．汽车（包括车上的人和物品）质量为1.6×103kg，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4.6×107J/kg（假设汽油完全燃烧）．（1）汽车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，汽车发动机的牵引力是多少？（2）汽车行驶230km牵引力做了多少功？（3）汽车全程消耗汽油多少千克？解：（1）汽车总重力：G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N，汽车行驶时受到的阻力：f=0.05G=0.05×1.6×104N=800N，∵汽车在平直公路上匀速行驶，∴汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，F=f=800N；（2）汽车匀速行驶的距离s=230km=2.3×105m，牵引力做功：W=Fs=800N×2.3×105m=1.84×108J；（3）∵η=，∴Q放===7.36×108J，∵Q放=mq，∴汽车全程消耗汽油的质量：m===16kg11．（2014•宝坻区二模）如图1所示是小浩家所买的某型国产小轿车四缸汽油机的示意图，通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作．（1）如图2所示，汽油机活塞的横截面积为S0（m2），活塞的冲程长度（即活塞移动的距离）为L（m），若飞轮的转速为n（r/min），在做功冲程中燃气对活塞产生的平均压强为p0（Pa）．求：①燃气每次做功为多少？②这台汽油机的功率是多少？（2）当小浩家轿车行驶的路况好，平均车速为100km/h时，平均油耗为9L/100km．若已知该车在此状态的输出功率为P1（kW），所燃汽油的热值为q0（J/kg）、密度为ρ0（kg/m3），请推算这辆轿车在这种状态下行驶时，发动机的效率为多少？（1）①∵p=，∴燃气对活塞的压力：F=pS，∴燃气每次做功为W0=FL=p0 S0L（J）；②∵飞轮每分钟转n转，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，∴每分钟做功的次数为2n，∴每分钟做功为W总=2nW=2npSL；∵P=，∴功率P===（W）．（2）依题意，取轿车运动lOOkm来研究，则运动此段距离所用时间由v=可得，t===1h=3600s，W有用=Pt=P1×103×3600s=3.6×106P1，W总=mq=q0×ρ0×9×10﹣3发动机的效率η==．12．如图甲所示，是一台汽车起重机，其动力为一台大功率柴油发动机，乙图是其工作时的情景图．起重钩的升降使用的是滑轮组，如图丙所示．起重机工作时，滑轮组上钢丝绳的收放是通过发动机带动卷扬机转动来完成的．在某次作业中，起重机将质量为9t的货物从地面匀速吊起6m的高度，所用时间15s，钢丝绳的拉力F为3.6×104N．，则这次起吊过程：（1）货物上升速度多大？起重机对货物做多少功？（g取10N/kg）（2）卷扬机对钢丝绳做功的功率为多大？（3）若这一过程柴油发动机消耗了0.1kg的柴油，求此过程整个汽车起重机的工作效率．（柴油热值取q=3.0×107J/kg进行计算）（1）上升速度v===0.4m/s，已知m=9t=9000kg，则G=mg=9000kg×10N/kg=9×104N，起重机对货物做的功W有用=Gh=9×104N×6m=5.4×105J；（2）由图知，n=3，则s=nh=3×6m=18m，钢丝绳的拉力F做的功：W总=Fs=3.6×104N×18m=6.48×105J；拉力做功的功率：P===4.32×104W；（3）柴油放出的热量Q放=mq=0.1kg×3.0×107J/kg=3.0×106J，效率η=×100%=×100%=18%巩固练习。
