1.“疫情就是命令，防控就是责任”，按照中央军委命令，空军2月2日凌晨出动8架大型运输机，分别从沈阳、兰州、广州、南京起飞，向武汉紧急空运795名军队支援湖北医疗队队员和58吨物资，上午9时30分全部抵达武汉天河机场，如图所示，如果某运输机从广州白云国际机场起飞，在空中飞行时获得4×105N的水平推力，以600km/h的速度沿水平方向匀速航行900km到达武汉天河机场，需要完全燃烧热值为4×107J/kg的航空燃油1.4×104kg，则：
（1）运输机在空中飞行的时间为多少小时？ （2）航空煤油完全燃烧放出的热量为多少焦耳？ （3）飞机发动机的效率为多大？（小数点后保留一位）
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，
（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？
1min内完成的 工作循环数 汽缸的工作容积 汽缸内汽油和空气 混合气体的密度 汽油的热值 2400次 1.3kg/m3 2.0L 4.6×107J/kg 1 / 14
发动机最大功率
82.8kW 空燃比 12：1 3.小明家的汽车尾部上标有“1.5T”的字样，其中“T”就是“满轮增压”的标识，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，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压，使汽油燃烧更充分，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，汽车在高速公路上以100km/h行驶时为发动机满负荷工作运行的最佳状态，曲轴转速1800/min，油耗6.8L/100km。
（1）如图，图所示小轿车的仪表盘上，有一个显示汽车车门关闭状况的指示灯，只要四个车门中有一个没关闭（此时装在车门上的开关处于断开），指示灯就发光提醒，下面四个电路中，能体现该装置工作原理的是 。
（2）如图，图所示是四缸四冲程汽油机的工作瞬间，此汽油机一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷最佳状态工作时做功冲程中燃气对活塞的平均压力为5×103N.当发动机满负荷工作时（不计摩擦），输出功率是多少？
（3）发动机的效率是多少？
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4.大哥驾驶是的一款油电混合动力汽车。这种车在启动或低速行驶时，内燃机并不工作，动力电池通过驱动电机向车轮输送能量；当高速行驶或动力电池能量消耗过大时，内燃机才开始工作，既可以向车轮提供动力，也可以同时带动电机发电，给动力电池充电。某次行驶过程中该混合动力汽车在平直公路上匀速行驶了16km，行驶过程中受到的阻力为1000N，假设汽油完全燃烧所释放能量的40%转换为牵引力做的功和给动力电池充电，其中动力电池储存的能量增加了7×106J。请根据以上信息解答下列问题。 （1）题中划线部分内容中涉及的两个能量转化过程是 能→电能→ 能。 （2）这次行驶过程汽车的牵引力做的功是多少？
（3）这次行驶过程消耗多少kg汽油？（汽油的热值q=4.6×107J/kg）
5.今年“十一”期间，爸爸开着XX牌国产小汽车带着全家人去旅游，该车铭牌显示其最低耗能可达0.32kg/（kW•h），已知汽油的热值为4.5×107J/kg。[提示：最低能耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量；0.32kg/（kW•h）表示获得1kW•h能量消耗0.32kg汽油，1kW•h=3.6×106J]。
（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同时闪亮，但也会偶尔出现只亮其中一盏灯的情况，则位于汽车同侧的前后两个转向灯的连接方式为 。
（2）0.32kg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？
（3）仅此2019年3月，武汉市汽车的保有量为320万辆，每辆汽车全年平均耗油1.92t，内燃机的效率平均值取31%，若能把内燃机的效率提高1%，则一辆汽车全年可以节约多少千克燃油？
6.如图所示，是新开发的一款无人驾驶汽车，汽车自动驾驶时用激光测距器来了解周围的交通状况，使用北斗卫星导航系统进行定位和导航，该款车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶一段距离时，消耗汽油2kg，汽油机的效率为30%，在这段行驶过程中，（已知：汽油的热值为4.5×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg•℃））。求：
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（1）在匀速行驶过程中，汽车的牵引力为1000N，则消耗2kg汽油，汽车可以行驶的路程是多少？ （2）假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出热量的42%，若这些废气带走的能量全部被质量200kg的水吸收，水升高的温度是多少（水未沸腾）？
（3）如果汽油机的效率提高到40%，其他条件都不变，那么汽车在这段路程消耗的汽油是多少？
7.成都有六环了!成都市政府批复了市民政局《关于环路命名事宜的请示》。经研究，市政府原则同意将第二绕城高速命名为六环路的命名方案，为成都六环路（编号G4202），全长216公里，设计时速100公里，连接青白江区、金堂县、龙泉驿区、双流区、新津县、崇州市、温江区、郫都区、新都区、彭州市、简阳市等12个区（市）县。假如小彤的爸爸驾驶一辆车在成都六环线上以72km/h的速度匀速行驶一周，已知此时发动机的输出功率为46kW，仪表盘上显示2400r/min.求： （1）汽车发动机1min做功 次？
（2）汽车的发动机这个过程中一次做功冲程所做的功为多少J？
（3）如果刚上公路时小彤爸爸的汽车里还有10L汽油小彤的爸爸驾车以72km/h绕成都六环一周，至少需要加油多少L的汽油？（已知汽油的热值q=4.6×107J/kg，汽油密度ρ=0.8×103kg/m3，开行过程中轿车发动机的效率为60%。）
8.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。一台汽油机，活塞面积是60cm2，活塞行程是30cm，做功冲程燃气产生的平均压强为8×105Pa，若飞轮的转速是2000转/分钟，效率为40%，（汽油的热值为4.6×107J/kg）求：
（1）做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是多少？ （2）做功冲程中，平均压力做多少功？
（3）汽油机在1小时内对外做功要消耗多少汽油？（保留一位小数）
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9.某品牌小汽车的“经济耗油量（90km/h）8L/100km”是指：这辆汽车以90km/h的速度行驶100km，消耗汽油8L．[已知ρ水=1.0×103kg/m3；c水=4.2×103J/（kg•℃）；q汽油=3.2×107J/L]下表为此小汽车的相关数据： 总质量：1500kg 车轮与地面的总接触面积：8.0×10-2m2 额定功率：90kW 经济耗油量：（90 km/h）8 L/100 km 水箱容量：4L （1）汽车上的散热器用水作为冷却剂，当水箱装满水，水温升高25℃时，需要吸收的热量为多少？ （2）该汽车在经济耗油量下沿直线匀速行驶50km，汽车的效率为31.25%．求汽车消耗多少升汽油和此时汽车的实际功率。
10.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4.6×107J/kg）； （3）汽油机的效率（结果精确到0.1%）。
11.新能源公交车已经投入运营，因此天然气被称为绿色能源。其它性能指标的比较根据下表提供的信息，通过计算说明：
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天然气发动机 汽油发动机 热机效率 η2=40% η1=25% 热值 q2=2.3×10J/m q1=4.6×10J/kg 773价格 4.5元/m 9.0元/kg 3①天然气车燃烧1m3天然气所做的有用功是多少？ ②做同样多的有用功，汽油车需要燃烧多少千克汽油？
③若某公交汽车每天消耗100m3的天然气，与用汽油相比，它每天节约的运行成本是多少？
12.如图是单缸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）
①1min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； ③1min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 额定转速 排气量 100kW 5000r/min 1.8L 6 / 14
压缩比 空燃比 无铅汽油
10：1 14：1 93# 九年级上学期寒假复习培训：第十四章《内能的利用》热机效率计算专题训练答案
1.“疫情就是命令，防控就是责任”，按照中央军委命令，空军2月2日凌晨出动8架大型运输机，分别从沈阳、兰州、广州、南京起飞，向武汉紧急空运795名军队支援湖北医疗队队员和58吨物资，上午9时30分全部抵达武汉天河机场，如图所示，如果某运输机从广州白云国际机场起飞，在空中飞行时获得4×105N的水平推力，以600km/h的速度沿水平方向匀速航行900km到达武汉天河机场，需要完全燃烧热值为4×107J/kg的航空燃油1.4×104kg，则：
（1）运输机在空中飞行的时间为多少小时？ （2）航空煤油完全燃烧放出的热量为多少焦耳？ （3）飞机发动机的效率为多大？（小数点后保留一位） 答案：（1）飞机在空中飞行的时间是1.5h； （2）航空煤油完全燃烧放出的热量为5.6×1011J； （3）发动机的热机效率为64.3%。
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，
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（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？
1min内完成的 工作循环数 汽缸的工作容积 发动机最大功率 汽缸内汽油和空气 混合气体的密度 汽油的热值 空燃比 2400次 1.3kg/m3 2.0L 82.8kW 4.6×107J/kg 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9.2×103J。
3.小明家的汽车尾部上标有“1.5T”的字样，其中“T”就是“满轮增压”的标识，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，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压，使汽油燃烧更充分，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，汽车在高速公路上以100km/h行驶时为发动机满负荷工作运行的最佳状态，曲轴转速1800/min，油耗6.8L/100km。
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（1）如图，图所示小轿车的仪表盘上，有一个显示汽车车门关闭状况的指示灯，只要四个车门中有一个没关闭（此时装在车门上的开关处于断开），指示灯就发光提醒，下面四个电路中，能体现该装置工作原理的是 。
（2）如图，图所示是四缸四冲程汽油机的工作瞬间，此汽油机一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷最佳状态工作时做功冲程中燃气对活塞的平均压力为5×103N.当发动机满负荷工作时（不计摩擦），输出功率是多少？
（3）发动机的效率是多少？
答案：（1）B；（2）当发动机满负荷工作时（不计摩擦），输出功率是15000W；（3）发动机的效率是24%。
4.大哥驾驶是的一款油电混合动力汽车。这种车在启动或低速行驶时，内燃机并不工作，动力电池通过驱动电机向车轮输送能量；当高速行驶或动力电池能量消耗过大时，内燃机才开始工作，既可以向车轮提供动力，也可以同时带动电机发电，给动力电池充电。某次行驶过程中该混合动力汽车在平直公路上匀速行驶了16km，行驶过程中受到的阻力为1000N，假设汽油完全燃烧所释放能量的40%转换为牵引力做的功和给动力电池充电，其中动力电池储存的能量增加了7×106J。请根据以上信息解答下列问题。 （1）题中划线部分内容中涉及的两个能量转化过程是 能→电能→ 能。 （2）这次行驶过程汽车的牵引力做的功是多少？
（3）这次行驶过程消耗多少kg汽油？（汽油的热值q=4.6×107J/kg） 答案：（1）机械；化学；
（2）这次行驶过程汽车的牵引力做的功是1.6×107J。
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（3）这次行驶过程消耗1.25kg汽油。
5.今年“十一”期间，爸爸开着XX牌国产小汽车带着全家人去旅游，该车铭牌显示其最低耗能可达0.32kg/（kW•h），已知汽油的热值为4.5×107J/kg。[提示：最低能耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量；0.32kg/（kW•h）表示获得1kW•h能量消耗0.32kg汽油，1kW•h=3.6×106J]。
（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同时闪亮，但也会偶尔出现只亮其中一盏灯的情况，则位于汽车同侧的前后两个转向灯的连接方式为 。
（2）0.32kg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？
（3）仅此2019年3月，武汉市汽车的保有量为320万辆，每辆汽车全年平均耗油1.92t，内燃机的效率平均值取31%，若能把内燃机的效率提高1%，则一辆汽车全年可以节约多少千克燃油？
答案：（1）开关；并联；（2）0.32kg的汽油完全燃烧时放出的热量为1.44×107J；该汽车发动机的效率最高可达25%；（3）一辆汽车全年可以节约60千克燃油。
6.如图所示，是新开发的一款无人驾驶汽车，汽车自动驾驶时用激光测距器来了解周围的交通状况，使用北斗卫星导航系统进行定位和导航，该款车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶一段距离时，消耗汽油2kg，汽油机的效率为30%，在这段行驶过程中，（已知：汽油的热值为4.5×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg•℃））。求：
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（1）在匀速行驶过程中，汽车的牵引力为1000N，则消耗2kg汽油，汽车可以行驶的路程是多少？ （2）假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出热量的42%，若这些废气带走的能量全部被质量200kg的水吸收，水升高的温度是多少（水未沸腾）？
（3）如果汽油机的效率提高到40%，其他条件都不变，那么汽车在这段路程消耗的汽油是多少？ 答案：（1）消耗2kg汽油，汽车可以行驶的路程是2.7×104m；（2）水升高的温度为45℃； （3）如果汽油机的效率提高到40%，其他条件都不变，那么汽车在这段路程消耗的汽油为1.5kg。
7.成都有六环了!成都市政府批复了市民政局《关于环路命名事宜的请示》。经研究，市政府原则同意将第二绕城高速命名为六环路的命名方案，为成都六环路（编号G4202），全长216公里，设计时速100公里，连接青白江区、金堂县、龙泉驿区、双流区、新津县、崇州市、温江区、郫都区、新都区、彭州市、简阳市等12个区（市）县。假如小彤的爸爸驾驶一辆车在成都六环线上以72km/h的速度匀速行驶一周，已知此时发动机的输出功率为46kW，仪表盘上显示2400r/min.求： （1）汽车发动机1min做功 次？
（2）汽车的发动机这个过程中一次做功冲程所做的功为多少J？
（3）如果刚上公路时小彤爸爸的汽车里还有10L汽油小彤的爸爸驾车以72km/h绕成都六环一周，至少需要加油多少L的汽油？（已知汽油的热值q=4.6×107J/kg，汽油密度ρ=0.8×103kg/m3，开行过程中轿车发动机的效率为60%。） 答案：（1）1200；
（2）汽车的发动机这个过程中一次做功冲程所做的功为2300J； （3）至少需要加油12.5L的汽油。
8.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。一台汽油机，活塞面积是60cm2，活塞行程是30cm，做功冲程燃气产生的平均压强为8×105Pa，若飞轮的转速是2000转/分钟，效率为40%，（汽油的热值为4.6×107J/kg）求：
（1）做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是多少？ （2）做功冲程中，平均压力做多少功？
（3）汽油机在1小时内对外做功要消耗多少汽油？（保留一位小数） 答案：（1）做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是4800N；
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（2）做功冲程中，平均压力做了1440J的功； （3）汽油机在1小时内要消耗4.7kg的汽油。
9.某品牌小汽车的“经济耗油量（90km/h）8L/100km”是指：这辆汽车以90km/h的速度行驶100km，消耗汽油8L．[已知ρ水=1.0×103kg/m3；c水=4.2×103J/（kg•℃）；q汽油=3.2×107J/L]下表为此小汽车的相关数据： 总质量：1500kg 车轮与地面的总接触面积：8.0×10-2m2 额定功率：90kW 经济耗油量：（90 km/h）8 L/100 km 水箱容量：4L （1）汽车上的散热器用水作为冷却剂，当水箱装满水，水温升高25℃时，需要吸收的热量为多少？ （2）该汽车在经济耗油量下沿直线匀速行驶50km，汽车的效率为31.25%．求汽车消耗多少升汽油和此时汽车的实际功率。
答案：（1）水需要吸收的热量为4.2×105J； （2）汽车消耗4L汽油；此时汽车的功率为20kW。
10.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4.6×107J/kg）； （3）汽油机的效率（结果精确到0.1%）。 答案：（1）每分钟汽油机做的有用功为3.9×106J； （2）1min内，汽油完全燃烧放出的热量9.936×106J； （3）汽油机的效率为39.3%。
12 / 14
11.新能源公交车已经投入运营，因此天然气被称为绿色能源。其它性能指标的比较根据下表提供的信息，通过计算说明：
天然气发动机 汽油发动机 热机效率 η2=40% η1=25% 热值 q2=2.3×10J/m q1=4.6×10J/kg 773价格 4.5元/m 9.0元/kg 3①天然气车燃烧1m3天然气所做的有用功是多少？ ②做同样多的有用功，汽油车需要燃烧多少千克汽油？
③若某公交汽车每天消耗100m3的天然气，与用汽油相比，它每天节约的运行成本是多少？ 答案：
①天然气车燃烧1m3天然气所做的有用功是9.2×106J； ②做同样多的有用功，汽油车需要燃烧0.8千克汽油；
③若某公交汽车每天消耗100m3的天然气，与用汽油相比，它每天节约的运行成本是270元。
12.如图是单缸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）
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①1min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； ③1min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 额定转速 排气量 压缩比 空燃比 无铅汽油 答案：①1min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； ③1min吸入汽油的质量0.45kg； ④热机的效率为29%。
100kW 5000r/min 1.8L 10：1 14：1 93# 14 / 14
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