第十四章內能的利用--熱機與熱機效率計算重點題型梳理專題練

2025-2026學年上學期初中物理人教版（2024）九年級上冊

內燃機工作循環(huán)的計算（共7小題）

1.汽油機飛輪轉速是3600r/min,在1s內汽油機內能轉化為機械能的次數及完成的沖程個數

為（）

A.15次，60個B.18次，120個

C.30次，120個D.900次，30個

2.若汽油機1s內對外做功15次，則其曲軸的轉速為r/mino為了降低汽油機汽缸

的溫度，汽缸外有一個水箱體，使汽缸被水包圍著，這是通過的方式減少汽缸的內能。

3.小汽車已進入平常百姓家（如圖），若汽車在水平路面上快速行駛，由于汽車上下表面空

氣流動速度不同，汽車對地面的壓力和靜止時相比會（選填“變大”“變小”或“不變”）；汽

車上的散熱器用水作為冷卻劑，是因為水的大。若一臺單缸四沖程汽油機Is內對外做

功25次，則該汽油機￡輪內轉速為r/mino

4.如圖所示，小明在吹氣球時，被吹大了的氣球沒能用手握住，呼嘯著飛了出去。若他及時

撿拾起氣球，將會感覺到它噴氣的嘴部溫度和原來相比（選填“變高”、“變低”或“沒有變

化”），這是因為當球內氣體噴出來時，發(fā)生的能量轉化情況是能轉化為能。汽

油機在工作時，沖程與這一情景過程中能量的轉化是一致的。汽油機工作時對外的輸出

功率為25kW,飛輪轉速為5000轉/min,則每個工作循環(huán)汽油機對外做功J。

5.一臺單缸四沖程柴油機活塞的橫截面積為500cm2,活塞的行程是150mm，做收沖程的平

均壓強是4xi（）5pa,求：

（1）一個做功沖程中氣體做的功。

（2）若柴油機每分鐘完成600個工作循環(huán)，則柴油機的功率多大？

6.某單缸四沖程汽油機的汽缸活塞橫截面積為5xicr3m2,?個沖程活塞在汽缸中移動的距

離是50mm,滿負荷工作時做功沖程燃氣的平均壓強為8xl（）5pa,當汽油機滿負荷工作時（不計摩

擦），求:

（I）做功沖程中燃氣對活塞的平均壓力;

（2）一個做功沖程中燃氣對活塞做的功。

7.某臺單缸四沖程內燃機的活塞面積是120cm2,一個沖程是0.3m,做功沖程中燃氣對活塞

的平均壓強是5xl（）5pa,曲軸的轉速是3（）（）r/min.求：

（1）內燃機每分鐘做的功？

（2）其功率是多少？

二.做功次數的計算（共5小題）

8.一臺單缸四沖程汽油機，飛輪轉速1200r/min,則它的氣缸內燃氣每秒鐘對外做功（）

A.20次B.10次C.600次D.1200次

9.x小昕看到爸爸啟動摩托車時，轉速表如圖所示，如果該車使用的是單缸四沖程汽油機,

請根據圖中信息計算此時發(fā)動機4秒內對外做功的次數為（）

A.25B.32C.50D.100

10.熱機是把內能轉化為機械能的裝置，如圖所示是汽油機的構造示意圖，此時為沖

程，若此單缸汽油機工作時飛輪的轉速為3600r/min,則在Is內對外做功次。

11.某汽油機飛輪轉速是18（）0r/min,則每分鐘對外做功次，做功沖程的下一個沖

程是：汽缸外用水箱來降低汽缸體溫度，因為水具有較大的0

12.小明在學習筆記中記錄了如下錯題，請你幫助他找出錯誤之處、分析錯因并寫出正確解

答過程。

錯題記錄錯題改正

習題：錯誤之處：

某單缸四沖程內燃機每秒對外做功錯因分析：

20次，則其飛輪轉速為________r/mino正確解答：

解：

汽油機工作1個循環(huán)，完成4個沖程，

活塞往復2次，飛輪轉2圈，做2次功。

汽油機1s內對外做功20次,即1s的時

間內飛輪轉20圈，即Imin轉1200圈，

所以其飛輪的轉速為l200r/mino

三.沖程個數的計算（共5小題）

13.某單缸四沖程汽油機的汽缸活塞面積為30cm2,一個沖程活塞在汽缸中移動的距離是

50mm,滿負荷工作時做功沖程燃氣的平均壓強為9.0xl0'Pa,飛輪1min轉動1800周，當汽油機

滿負荷工作時（不計摩擦），下列說法中正確的是（）

A.汽油機每秒內完成30個沖程B,汽油機的功率為2025W

C.做功沖程中燃氣對活塞的平均壓力為3600ND.一個做功沖程中燃氣對活塞做的功為

1.35X105J

14.某汽油機飛輪轉速是2400r/min,則它1s內汽油機內能轉化為機械能的次數及完成的沖程

個數為（）

A.30次，60個B.20次，80個

C.30次，120個D.15次，60個

15.在沿海地區(qū)炎熱晴朗天氣里易形成海陸風，如圖中所示是風力發(fā)電機獨特的尾翼結構，

能使其旋翼自動迎風，僅在海陸風因素的影響下，夜晚風力發(fā)電機出現的情形是圖（選

填“乙”或“丙”）；汽油機中，若飛輪轉速是3000r/min,則汽油機Imin內完成個沖程，

對外做功次。

16.隨著生活水平的提高，汽車已進入尋常百姓家庭，它給我們的生活提供了便利，促進了

社會的發(fā)展。汽車應用了許多物理知識，請你解答：?臺四沖程汽油機工作時曲軸轉速是1200r/min,

此汽油機每秒鐘完成一個做功沖程。

17.若汽油機飛輪的轉速是24（）0r/min,每秒鐘完成了個沖程，每秒鐘對外做

次功，若每次做功500J,則此內燃機的功率為Wo

四.固體和液體的熱值計算（共7小題）

22.新能源汽車具有節(jié)能減排、保護環(huán)境等優(yōu)點。某新能源汽車廠家采用電能、氫燃料等非

常規(guī)能源作為動力來源。測試員在測試一款新車時開車在一水平地面上勻速行駛了5km,消耗

0.15kg的氫燃料，汽車的牽引力為1260N。（q〃=1.4xl08/〃g）求：

（1）汽車發(fā)動機牽引力做的功；

（2）0.15kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量是多少？若這些熱量全部用來加熱水，可以將多少

千克的水溫度從20℃加熱到70ro

23.某小組同學在實驗室中做“水的沸騰”實驗，他們在燒杯中裝了質量為1kg,初溫為76c

的水，用酒精燈給燒杯中的水加熱，并每隔2min記錄一次溫度計的示數，直到水沸騰一段時間后

停止讀數，記錄的數據如表所示。［c水=4.2xlO*J/（kg*℃）,q酒精=3xl（）7j/kg］求：

時間/min02468101214

溫度/℃7680848892969696

（1）將這些水從76c加熱到剛好沸騰時，水吸收的熱量。

（2）若酒精完全燃燒放出的熱量全部被水吸收，則把這些水從76c加熱到剛好沸騰時，需要

完全燃燒的酒精的質量。

24.為保障今年夏糧豐收增產，我市部分縣區(qū)利用植保無人機對小麥開展“一噴三防”噴灑作

業(yè)。如圖所示。某品牌植保無人機，加滿農藥和汽油后總質量為20kg,底部支架與水平地面的接

觸面積為50cm2。在某次噴灑作業(yè)中，該無人機以5m/s的水平速度勻速噴灑3min,消耗汽油71g。

已知汽油的熱值為4.6xl07j&g,g取iON/kg.求無人機：

（1）起飛前對水平地面的壓強；

（2）3min內飛行的水平路程：

（3）3min內消耗的汽油完全燃燒放出的熱量。

五.氣體的熱值計算（共7小題）

25.我國北方地區(qū)冬季用燃煤取暖所造成的大氣污染，已越來越引起人們的關注。現在大多

數家庭已經改用天然氣取暖，以降低對大氣的污染。小明家的住房面積約"On?,若將住房的門

窗關閉好，用天然氣燃燒取暖，并使室溫升高10℃,已知天然氣的熱值為4.4xl07j/kg。空氣的密

度約為1.3kg/n?,空氣的比熱容為l.Oxdj/（kg?C）,所需的天然氣約為（）

A.0.01kgB.0.1kgC.1kgD.10kg

26.“低碳環(huán)?！笔钱斀袷澜绛h(huán)境主題，天然氣是一種低污染燃料，在我縣己普遍使用。天然

氣熱值為4xl（）7j/m3,若完全燃燒0.42m3的天然氣所釋放的熱量完全被水吸收，能使

的水溫度升高20℃。［C水=4.2xl（）3j/（kg.C）］

27.如圖是杜甫絕句《遲日江山麗》中詩句“沙暖睡鴛鴦”的畫面。太陽升起時，沙地比水更

暖和，因為沙的比熱容比水。在1標準大氣壓下，質量為10kg的水溫度從30℃升高40℃.

吸收熱量Jo如果這些熱量由燃燒天然氣來荻得，需要完全燃燒n。天然氣

（不計熱量損失）。［已知水的比熱容c=4.2xl（）3j/（kg?C）,天然氣的熱值q=4.0xl（）7j/m3］

28.一壺水在爐火上加熱，水溫升高，其內能（選填“增大”、“不變”或“減小”）。這

是通過方式改變其內能的.在一個標準大氣壓下,把質量為100kg,溫度為20eC

的水燒開，若天然氣燃燒放出的熱量全部被水吸收，則需要完全燃燒n?的天然氣?！疽?/p>

知q天燃氣=3.0xl（）7j/m3,水的比熱容為c水=4.2xl（）3j/（k*C）］

29.如圖所示為我國研制的四座氫燃料內燃機飛機驗證機，該飛機使用氫為燃料，高壓儲氫

罐可儲氫5kg,最大起飛質量可達1.5xl（）3kg。已知該飛機靜止在水平地面上時，輪胎與地面的總

接觸面積為0.2n?；該飛機在空中以180km/h的速度勻速直線巡航時，前置螺旋槳為飛機提供的牽

引力為ZIxiNN。己知氫的熱值為1.4xl08j/kg。求;（g取10N/kg）

（1）發(fā)動機未工作前，飛機靜止在水平地面上，達到最大起飛質量時對地面的壓強為多少？

（2）高壓儲氫罐內5kg的氫完全燃燒放出的熱量為多少？

（3）飛機以180km/h的速度勻速直線巡航0.2h,前置螺旋槳為飛機提供的牽引力做的功為多

30.為了減少環(huán)境污染，共建綠水青山的美好生態(tài)，我縣部分農村地區(qū)已經用上了天然氣燒

水煮飯,設天然氣熱值為4.2xl（）7j/kg。［c水=4.2x103J/（kg?℃）］

（1）求完全燃燒0.2kg天然氣放出的熱審:？

（2）若這些熱量被50kg、30。的水吸收，能使水的溫度升高到多少？

31.李華家新裝的燃氣熱水器銘牌上標注能效等級為2級。國家規(guī)定能效等級為2級的熱水

相，其熱效率值不低于88%。李華想通過洗澡來估測一下這款燃氣熱水器的能效等級是否達標，

于是他將燃氣熱水器的溫度設定在40C（即水從熱水器流出的溫度），某次洗澡用了水90kg,用

了天然氣。2m3。已知進入熱水器的冷水溫度為5C,求：[水的比熱容c=4.2xl（）3j/（kg.c）,天

然氣的熱值q=7.0xl（）7j/m3]

（1）0.20?天然氣完全燃燒放出的熱量；

（2）水吸收的熱量;

（3）通過計算判定該款熱水器能效等級是否達標。

六.熱機的效率公式與計算（共10小題）

32.如圖所示為某柴油水泵機組（水泵機組動力由單缸四沖程柴油機提供），正常工作1小

時可?以將54m3的水抽到20m高處，該水泵機組的效率為40%,下列說法正確的是（）（p水

=1.0xl（）?kg/m3,q柴油=4.6x107J/kg,g取1ON/kg）

A.水泵機組對水做的功為1.2xl（）7j

B.水泵機組對水做功的功率為3000W

C.水泵機組消耗柴油的質量為0.46kg

D.單缸四沖程柴油機的壓縮沖程將內能轉化為機械能

33.甲、乙兩臺汽油機使用相同的汽油，若在同一時間內，甲、乙兩汽油機做的有用功之比

為3：2,甲的效率是25%,乙的效率是20%,則在同樣的時間內，甲、乙兩汽油機消耗汽油的質

量之比為（）

A.2：5B.5：2C.5：6D.6：5

34.如圖為某汽油機工作時的能量流向圖，汽油的熱值q取4.5x|（）7j/kg。以下說法正確的是

（）

輸

出

有

用

功

A.汽油未完全燃燒時的熱值比完全燃燒時的小

B.完全燃燒10kg汽油可放出4.5x|（）8J的熱量

C.在做功沖程，該汽油機氣缸中的氣體內能增大

D.該汽油機工作效率可達65%

35.截止2023年，全球處于使用狀態(tài)的汽車數最已突破15億輛。設汽車的燃油為汽油，每

輛汽車每年耗油約2.H,若不計熱量損失，這些燃料完全燃燒放出的熱量為J；汽車

剎車時，輪胎溫度急劇升高，通過的方式改變物體的內能；設內燃機的效率平均值取30%,

開車時正確使用剎車能把內燃機的效率提高1%,汽油的熱值4.6xl（）7j/kg。則每輛車每年節(jié)約燃油

kg燃油o

36.《哪吒之魔童鬧海》全球熱映。電影中哪吒和敖丙能夠聯手沖破天元鼎，用水火之力生

成蒸汽沖破巨鼎的封印過程中的能量轉化與汽油機中沖程相同。某國產摩托車的發(fā)動機

是一臺單缸四沖程汽油機，其效率為30%,該車在某段平直公路上勻速行駛lOmin,燃燒汽油0.5kg,

則該汽油機的功率是W；若該汽油機匕輪轉速為2400r/min,則汽油機每杪對外做

功次。（汽油的熱值為4.6xdj/kg）

37.詩句“鋤禾日當午，汗滴禾下土。誰知盤中餐，粒粒皆辛苦''描述了農民辛勤勞作的情景，

勉勵我們日常生活中要節(jié)約糧食。隨著科技的發(fā)展，利用無人機技術監(jiān)測農作物生長、噴灑農藥，

大大減輕了農民的工作負擔，提高了農業(yè)生產的效率。機械迷小華對無人機進行了項目化研究。

（1）噴灑農藥功能

如圖所示，噴灑作業(yè)時，以無人機為參照物，田里的小麥是（選填“運動”或“靜止”）

的；沿水平直線勻速噴灑農藥的過程中，無人機的動能（選填“增大”“減小”或“不變。

（2）對地面的壓強

噴灑完農藥后，無人機靜止在水平地面時對地面的壓強為2.5xlO4Pa,與地面的總接觸面積為

80cm2,則無人機的質量是多少？（g取10N/kg）

（3）汽油機的效率

在某次噴灑農藥作業(yè)時，無人機以2m/s的速度和9kW的恒定功率沿水平方向勻速直線飛行，，

為了覆蓋一片面積為lOOOnf的小麥田，無人機消耗汽油o.lkg,則無人機的汽油機的效率是多少？

（假設無人機的噴灑寬度為5m,q汽油=4.5x1（fj/kg）

38.“六代機”，即第六代噴氣式戰(zhàn)斗機，是軍事航空領域中新一代戰(zhàn)機的概念，代表了未來

空戰(zhàn)技術和戰(zhàn)術的發(fā)展方向。強說該飛機最大飛行距離達到8000km,該飛機的發(fā)動機0.5h內能以

恒定的牽引力飛行2000km,輸出功率達4xl（）5w,消耗了40kg的航空燃油，已知燃油的熱值q囑

^=4.5xlO7J/kg<,求：

（1）40kg航空燃油完全燃燒放出的熱量；

（2）飛機發(fā)動機的效率。

39.如圖所示的霧炮車，既可噴灑藥液消毒，也可噴灑水霧對街道進行除塵，在一次作業(yè)中，

霧炮車沿水平地面lOmin內勻速行駛3km到達作業(yè)區(qū)域，消耗燃油0.5kg,行駛過程中受到的牽

引力恒為2000N,若燃油的熱值為3x|（）7j/kg,求霧炮車在該過程中：

（1）行駛的速度；

（2）牽引力做的功;

（3）0.5kg的燃油完全燃燒放出的熱量；

（4）發(fā)動機的熱機效率。

40.今年春節(jié)期間沈PF遭遇暴雪，對交通造成了一定的影響。如圖是一臺柴油除雪車清除路

面積雪時的場景。已知該除雪車的額定功率是1.2xl（）5w,總質量是6x103kg,除雪車車輪與水平

地面的總接觸面積為0.311也（g取10N/kg,柴油的熱值取4xl（fj/kg）求：

（1）除雪車對水平地面的壓強。

（2）當除雪車以額定功率進行除雪作業(yè)時，在平直的路面以上1.5m/s的速度勻速前進了

1500m,則除雪車所受阻力。

（3）若除雪車的效率為30%,上述除雪過程需要消耗柴油的質量。

41.如圖所示是我國自行設計研制的AG600水陸兩棲飛機，最大起飛質量為53.53最大航程

為4500km,飛機發(fā)動機的頷定功率為2.25xl()7w,航空燃油的熱值為4xl()7'kg,g取10N/kg。試

問：

(1)飛機以最大起飛質量漂浮在水面上時，所受的浮力是多少？

(2)起飛之后，若該飛機在額定功率下以300km/h的速度勻速直線航行l(wèi)Omin,貝！行駛的路

程是多少？

(3)題(2)過程中，若飛機發(fā)動機的效率為50%,不計能量損失，則飛機消耗的航空燃油

的質量為多少？

答案

一.內燃機工作循環(huán)的計算（共7小題）

1.C

解：

汽油機的轉速是360017min,即60r/s,因一個工作循環(huán)，曲軸轉兩圈,對外做功一次,所以，

該汽油機每秒可以做功30次，完成120個沖程。

故選：Co

2.1800；熱傳遞。

解：

（1）四沖程內燃機的曲軸轉2圈，完成4個沖程，并對外做功1次；

汽油機每秒內對外做功15次，曲軸轉30圈，則每分鐘對外做功900次，曲軸轉1800圈，因

此曲軸的轉速為!8（X）r/min：

（2）汽油機工作時，氣缸溫度升高，汽缸把熱量傳遞給水箱中的水，來達到降溫的效果，所

以這是通過熱傳遞的方式減少汽缸內能的。

故答案為：1800；熱傳遞。

3.變?。槐葻崛?3000a

解：

（I）汽車在水平路面上快速行駛時，相同時間內，空氣經過汽車上方的路程比下方路程長，

汽車上方的空氣流速大、壓強小，其下方的空氣流速小、壓強大，汽車在向上壓強差的作用下產

生向上的升力，所以汽車對路面的壓力變小，小于汽車的重力，此時車對地面的壓力比靜止時相

比會變?。?/p>

（2）汽車散熱器用水作為冷卻劑，是利用了水的比熱容較大的性質；

（3）單缸四沖程汽油機1s內對外做功25次，表示每秒飛輪轉動50圈，則該汽油機則其飛

輪轉速為3000r/mino

故答案為：變小；比熱容；3000。

4.變低；內；機械；做功；600o

解：（1）氣球內的氣體向外噴出，氣體對外做功，內能減小，球內氣體的溫度降低，內能轉

化為機械能。

（2）汽油機的做功沖程中，火花塞放電，點燃混合氣體，高溫高壓的燃氣推動活塞做功，也

是內能轉化成機械能。

(3)Imin對外做功:W=Pt=25x103Wx60s=1.5x106J,

四沖程汽油機的飛輪轉速為5000i/min,即該飛輪每分鐘轉5000r。

因為一個工作循環(huán)，飛輪轉2圈，做功1次，

所以Imin完成2500個工作循環(huán),對外做功2500次，

則每個工作循環(huán)汽油機對外做功：

Wi=—^QW=XL5X106J=600JO

故答案為:變低；內；機械；做功；600。

5.(1)做功沖程中氣體做的功為3X1()3J；

(2)柴油機的功率為3xl()4w。

解：(1)活塞的橫截面積S=500cm2=5xl()-2m2,

由p二(可得，燃氣對活塞的平均壓力：

F=pS=4xlO5Pax5x10_2m2=2xl04N：

活塞的行程si=150mm=0.15m,

則做功沖程中氣體做的功：

Wi=Fsi=2xl04Nx0.15m=3xl03Jo

(2)因為一個工作循環(huán)做功一次，

所以，每分鐘完成600個工作循環(huán)，對外做功次數N=600,

該柴油機每分鐘做的功：

W=NWi=600x3xI03J=I.8X106J,

t=lmin=60s,

則柴油機的功率：

p4="駛=3x“W。

答：(1)做功沖程中氣體做的功為3X1()3J；

(2)柴油機的功率為3xl()4w。

6.(I)做功沖程中燃氣對活塞的平均壓力為4000N；

(2)一個做功沖程中燃氣對活塞做的功為200J.

解：(I)由2=(得做功沖程中燃氣對活塞的平均壓力為：F=pS=8x105Pax5x10'3m2=40(X)N；

(2)一個做功沖程中燃氣對活塞做的功為：W=Fs=4000Nx50x10'3m=200Jo

答：(1)做功沖程中燃氣對活塞的平均壓力為4000N：

(2)一個做功沖程中燃氣對活塞做的功為200J。

7.解：（1）燃氣對活塞的平均壓力：r=pS=5xlOSPax120x10'4m2=6000N；

一個做功沖程中燃氣對活塞做的功：W=Fs=6OOON＞：O.3m=1800J；

曲軸每轉兩圈對外做功一次，所以Imin轉動300周，要做功150次，所以內燃機每分鐘做的

功:

W電=15()x1800J=2.7＞：105J；

（2）內燃機的功率：P=）=27禁,J=4500W。

答：（1）內燃機每分鐘做的功是2.7X1（）5J；

（2）其功率是4500W,

二.做功次數的計算（共5小題）

8.B

解：飛輪轉速1200r/min,則氣缸內燃氣每秒鐘飛輪轉的圈數為

1200r1200r

福=4=20r

一個工作循環(huán)，飛輪轉2圈，對外做功1次，故它的氣缸內燃氣每秒鐘完成10個工作循環(huán),

對外做功10次。

故選:Bo

9.A

解：在四沖程汽油機中，完成一個工作循環(huán)，飛輪轉2圈，對外做功1次。已知轉速表顯示

0.75x1OOOr/min=750r/60s=12,5r/s,則4秒內飛輪轉動的圈數為12.5乂4=50圈。因為每2圈對外

做功1次，所以4秒內對外做功的次數為50:2=25次。故答案為25次。故A符合題意，BCD不

符合題意。

故選：Ao

10.壓縮;30

解：圖示中，兩個氣門關閉，活塞向上運動，是壓縮沖程。

飛輪的轉速

3600r.

v=~6or=6Or/s,

飛輪每轉動兩圈，完全四個沖程，對外做功一次，所以1s內對外做功30次。

故答案為：壓縮；30o

11.某汽油機飛輪轉速是1800r/min,則每分鐘對外做功900次，做功沖程的下一個沖

程是排氣沖程;汽缸外用水箱來降低汽缸體溫度，因為水具有較大的比熱容

【答案】900；排氣沖程；比熱容。

解；飛輪轉速為1800r/min,四沖程汽油機的一個工作循環(huán)包括四個沖程，飛輪轉詼周，對外

做功一次，所以該汽油機每分鐘對外做功900次，汽油機的四個沖程分別是吸氣、壓縮、做功和

排氣沖程，做功沖程的下一個沖程排氣沖程；

汽缸外用水箱來降低汽缸體的溫度，是因為水具有較大的比熱容，在質量和升高的溫度都相

同時，水吸收的熱量多，冷卻效果好。

故答案為：900;排氣沖程；比熱容。

12.2400；汽油機工作1個循環(huán)做2次功；汽油機1個工作循環(huán)中只有做功沖程對外做功；

1個工作循環(huán)中包括4個沖程，飛輪轉2圈并對外做功I次，某單缸四沖程內燃機每秒對外做功

20次，則汽油機在1s內完成/20個循環(huán)，所以1s內轉動的圈數為20x2=40r,則Imin轉動的圈

數為40r/sx60s=2400r,故該內燃機工作時飛輪的轉速為2400r/min。

解：小明在學習筆記中錯誤之處為：汽油機工作1個循環(huán)做2次功；

錯因分析：汽油機I個工作循環(huán)中只有做功沖程對外做功，所以汽油機工作1個循環(huán)做1次

功；

正確解答：1個工作循環(huán)中包括4個沖程，飛輪轉2圈并對外做功1次，某單缸四沖程內燃機

每秒對外做功20次，則汽油機在1s內完成了20個循環(huán)，所以1s內轉動的圈數為20x2=40r,則

Imin轉動的圈數為40r/sx60s=2400r,故該內燃機工作時飛輪的轉速為2400r/min。

故答案為：2400；汽油機工作1個循環(huán)做2次功：汽油機1個工作循環(huán)中只有做發(fā)沖程對外

做功；1個工作循環(huán)中包括4個沖程，飛輪轉2圈并對外做功1次，某單缸四沖程內燃機每秒對外

做功20次，則汽油機在1s內完成了20個循環(huán)，所以Is內轉動的圈數為20x2=40r,則Imin轉

動的圈數為4（h7sx60s=2400r,故該內燃機工作時也輪的轉速為2400r/min。

三.沖程個數的計算（共5小題）

13.B

解：A、當飛輪Imin轉動1800周,即每秒鐘轉動30周,完成60個沖程,故A錯誤：

BCD.汽油機的汽缸活塞面枳為S=30cnr=3x）03ni2,

燃氣對活塞的平均壓力為F=pS=9.0xl05pax3xl03門2=27（）ON,

一個沖程活塞在汽缸中移動的距離為s=50mm=0.05m,

一個做功沖程中燃氣對活塞做的功W=Fs=2700Nx0.05m=I35J,

飛輪每轉兩圈對外做功一次，所以飛輪轉動1800周，要對外做功900次，燃氣對活塞做的總

功為

W=900xW=900x135J=121500J,

汽油機的功率為

p=2=1落黑=12凜口=2025W,故B正確，CD錯誤。

故選：B.

14.B

解：

汽油機的轉速是2400r/min,即40r/s,因一個工作循環(huán)，曲軸轉兩圈,對外做功一次,所以，

該汽油機每秒可以做功20次，完成80個沖程。

故選：Bo

15.丙；6000；1500〃

解：水的比熱容比泥土、沙石的大，白天太陽照射時，水面溫度上升得慢，陸地溫度上升得

快，熱空氣上升，冷空氣補充，風從海面吹向陸地，形成海風，晚上，氣溫下降，水面溫度下降

得慢，溫度高一些，熱空氣上升，風從陸地吹向海面，形成陸風，所以夜晚風力發(fā)電機旋翼朝向

陸地，故選丙圖；

飛輪轉速是3000r/min,即汽油機的飛輪Imin轉3()0Cr,由于汽油機一個工作循環(huán)完成4個沖

程,飛輪和曲軸轉2圈，對外做功1次，所以，該汽油機Imin內完成6000個沖程,對外做功1500

次。

故答案為：丙；6000；I500o

16.10o

解：一臺四沖程汽油機工作時曲軸轉速是1200r/min,則該汽油機每秒的轉速為20r/s,曲軸每

轉兩圈對外做一次功，則每秒飛輪轉20r,完成10個工作循環(huán)，對外做10次功，即完戌10個做

功沖程。

故答案為：10。

17..=[=20喧00J=I/io*故答案為：80；20；lx?。

vJLO

解：熱機一個工作循環(huán)包含4個沖程，飛輪轉2圈，對外做功1次，

2400r

飛輪的轉速是2400r/min,則每秒轉-----=40圈，完成80個沖程；

60s

對外做功20次；

內燃機的功率：P=^=20^0°7=1X104IV?故答案為：8()；20；1x10、

LJL3

四.固體和液體的熱值計算(共7小題)

18.A

A.對比甲、丙兩個實掩可知，實驗所用燃料相同，兩種液體a、b加熱相同的時間吸收的熱

量相同，由圖丁可知，0?U時間段內，液體b的溫度變化為Atb=To,液體a的溫度變化為Ata=

2To,a升高的溫度是b升高溫度的2倍，根據c=布條可知，￡?_即液體

"mAtf)THXTQZ

b的比熱容是液體a的兩倍，故A正確；

B.對比甲、乙兩個實驗可知，實驗所用液體種類、質量、初溫都相同，燃料不相同，燃料完

全燃燒提供的熱量都被液體a吸收，燃料1時液體a升高的溫度為Ata=2To,燃料2時液體a升高

QiQpnxZTo

的溫度為AG1.5T0,兩種燃料的熱值之比”=^=sm幺57。=［，故B錯誤；

qzM'M

C.0?U時間段，甲、乙、丙裝置中燃料的種類不同，加熱液體的種類和質量相同，相同時間

液體升高的溫度不同，則0?口時間內甲丙燒杯中液體吸收熱量相等并且都大于乙燒杯中液體吸收

熱量，Q甲：QH1：1，故C錯誤；

D.0~t2時間段，乙中液體a吸收的熱量Qz.=Camxl.5To,0~H時間段,丙中液體b吸收的

熱量Qpsj=CbmTo?

0?t2時間段乙中液體a與O~ti時間段丙中液體b吸收的熱量之比"="叱"。=

Q丙cbmT0

1.5CQ3.,_

----=二，故D錯誤。

Cb4

故選：Ao

19.50

解：

完全燃燒0.84kg的秸稈放出的熱量為Q成=qm^=1.0x107J/kgx0.84kg=8.4x106/

根據吸熱公式可知水的質量是加水=；^翁=聿1=----------384X1061------------------=

小c?To)久￡一亡0)4.2x107/(/cg-℃)x(70℃-30℃)

50kg。

故答案為：50o

20.比熱容；14。

解：(1)湖水對周邊氣溫有一定的調節(jié)作用，是因為水的比熱容較大，同等條件下，吸收或

放出的熱最比其他物質多；

(2)水吸收的熱量：Q-=c湖水m湖水At=4.2xl()3j/(kg?℃)x5kgx20℃=4.2xlO5J：

根據題意，酒精完全燃燒放出的熱量Q放=Q^=4.2X1()5J；

由、放=01(］可知，酒精的質量：

Q放4.2X105/....

m(nM=------=-}=0.014kg=14go

q酒精3.0x10J/kg

故答案為：比熱容；14。

21.(I)若船吃水深度為Im,則船底受到水的壓強是lxlO4Pa；

(2)第50s至100s,牽引力在這段時間內做的功為2X|()6J；

(3)第50s至100s,若船接收的太陽能全部改由燃燒柴油提供,則需要消耗柴油的質量是0.2kg。

解：(1)若船吃水深度為1m,船底受到水的壓強為：

P=P水gh=1.()x103kg/m3x1ON/kgxlm=lxlO4Pa；

(2)由圖內可知，第50s至100s船行駛的速度為0.5m/s,船行駛的距離為：

s=vt=0.5m/sx50s=25m；

由圖乙可知，第50s至100s內船受到的牽引力為F=8X1()4N,則牽引力在這段時間內做的功

為：

W=Fs=8xlO4Nx25m=2xlO6J；

(3)第50s至100s,船接收的太陽能為：

W'=Pt=1.6x1()5wx50s=8X106J,

若船接收的太陽能全部改由燃燒柴油提供，即Q族=W-8X|()6J,則需要消耗柴油的質量為:

yQ成m8xl()6/

m=----==0.2kg

4.0X107///C^o

q柴油

答：(1)若船吃水深度為1m,則船底受到水的壓強是lxlO4Pa：

(2)笫50s至100s,牽引力在這段時間內做的功為2X1()6J；

(3)第50s至100s,若船接收的太陽能全部改由燃燒柴油提供，則需要消耗柴油的質量是0.2kg。

22.(1)汽車發(fā)動機牽引力做的功是6.3x106J；

(2)0.15kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量是2.1xl()7j,若這些熱量全部用來加熱水，可以將

100kg的水溫度從20℃加熱到70℃o

解：(1)汽車發(fā)動機牽引力做的功：

W=Fs=l260Nx5x103m=6.3xl06J；

(2)0.15kg的氫燃料完全燃燒放出的熱晶：

87

Qtt=mqa=0.15kgx|.4xl0J/kg=2.lxlOJ,

若這些熱量全部用來加熱水，水吸收的熱量Q般=Q^=2.1xl()7j,

由Q^=cmAt得水的質量：

々二一2.1X107/---------------

=lQQkg<,

小c/4.2x103//(^℃)x(70℃-20℃)

答：(1)汽車發(fā)動機牽引力做的功是6.3X1()6J；

(2)0.15kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量是2.1xl()7j,若這些熱量全部用來加熱水，可以將

100kg的水溫度從20℃加熱到70℃o

4

23.(1)這些水從76c加熱到剛好沸騰時所吸收的熱量為8.4x10Jo

(2)需要完全燃燒的酒精質量為2.8g。

解：(I)從表格數據可知，從第lOmin開始水的溫度就保持96℃不再改變，所以水的沸點為

96℃O

這些水從76℃加熱到剛好沸騰時所吸收的熱量為：

Q吸=(^m水(l-to)=4.2X103J/(kg-℃)xlkgx(96eC-76℃)=8.4xlO4J,

(2)酒精燃燒放出的熱量全部被水吸收，所以Q欣=QM=8.4X1()4J；

由Q=qm得，需要完全燃燒的酒精質量：

Q放=8.4xl()4/

m==2.8xlO'3kg=2.8go

不一3xld}/kg

答：(1)這些水從76c加熱到剛好沸騰時所吸收的然量為8.4X104JO

(2)需要完全燃燒的酒精質量為2.8g。

24.(1)起K前對水平地面的壓強是4xlO4Pa；

(2)3min內飛行的水平路程是900m；

(3)3min內消耗的汽油完全燃燒放出的熱量是3.266xl()6j。

解：(1)飛機對地面的壓力：F=G=mg=20kgx1ON/kg=2(X)N,

2004

對水平地面的壓強：p=f=^,=4xlOPa；

S50x10—2

(2)3min內飛行的水平路程：s=vt=5m/sx3x60s=9(X)m：

(3)消耗的汽油的質量為:m=71g=0.071kg；

3min內消耗的汽油完全燃燒放出的熱量：

76

Qtt=qm=4,6xl0J/kgx0.07lkg=3.266xl0Jo

答：(1)起飛前對水平地面的壓強是4x|()4pa；

(2)3min內飛行的水平路程是900m；

(3)3min內消耗的汽油完全燃燒放出的熱量是3.266xl()6j。

五.氣體的熱值計算(共7小題)

25.B

解：由題知，住房面積S=110m2,住房高度h一般為3m,p空氣=1.3kg/n?,

住房內的空氣質量：

m空氣=p空氣Sh=IJkg/m'xl10n/x3m=429kg,

室溫升高10℃時空氣所吸收的熱量：

Q吸=c空氣m空氣△t=1.0xlo3J/(kg?℃)x429kgx10℃=4.29x106J

6

若將住房的門窗關閉好，不計熱損失，Qtt=Qls=4.29xlOJ,

由Q族=mq得需要天然氣的質量：

Q放4.29X1067八“re

m天然氣=—=------=0.0975kg-0.1kg

q4AxlQ7J/kgo

故選:Bo

26.200

解：天然氣完全燃燒放出的熱量：

Q=Vq=0.42m3x4x197J/m3=1.68x107J；

由題知，水吸收的熱量：Q?=Qtt=1.68xl07J,

由Q.ft=cmAt可得水的質量：

鳥=—粵汕—=200kg

m=

V4.2xl0-7/(^℃)x20℃

故答案為：200。

27.小；1.68X106；0.042

解：(1)太陽升起時，質量和初溫相同的沙地和水吸收相同的熱量時，沙子的比熱容比水小,

根據公式a可知，沙子升高的溫度比水大、末溫高，沙地比水更暖和。

V/fI

(2)水吸收的熱量:

Q吸—c^.mAt=4.2x103J/(kg?℃)x10kgx40℃=1.68x106/?

由題意可得，Qtt=Q?=1.68X106J,

由Q放=Vq可得需要完全燃燒天然氣的體積:

Q放=1.68x11)6/

=0.0427n3。

Q^^-4.0xl077/m3

故答案為：?。?.68xl()6；O.042O

28.增大；熱傳遞；1.12。

解：

(1)一壺水在爐火上加熱，水吸收熱量、溫度升高，內能增大，是通過熱傳遞改變水的內能

的；

(2)在一個標準大氣壓下，水的沸點為100C,即水的末溫為100C,

水吸收的熱量：

Q吸=c^m(tto)=4.2X103J/(kg-℃)xlOOkgx(1OO℃2O℃)=3.36xlO7J,

由題知，Qfik=Q?ji=3.36xlO7J,

由Q放=丫口得需要完全燃燒天然氣的體積：

V二Q放=3.36XJ山

=1.12m3o

q天然氣3.0xl077/m3

故答案為：增大；熱傳遞；1.12。

29.（1）發(fā)動機未工作前，飛機靜止在水平地面上，達到最大起飛質量時對地面的壓強為

7.5x104Pa：

（2）高壓儲氫罐內5kg的氫完全燃燒放出的熱量為？x|（）8j；

（3）飛機以180km/h的速度勻速直線巡航0.2h,前置螺旋槳為飛機提供的牽引力做的功為

7.5X107JO

解：（I）飛機靜止在水平地面上時的壓力：

F=G=mg=1.5xl03kgx）0N/kg=1.5xl04N,

飛機靜止時對水平地面的壓強：

4

F1.5X10/V.1o4n

=~~5—=7,5x104Ptz；

1p=-SQ~0.2m2

（2）氫完全燃燒放出的熱量：

Q放=m'q4=5kgx1.4xlO^J/kg=7xIO8/；

（3）由u=訶得，飛機勻速巡航的路程：

s=vt=180km/hx0.2h=36km=36000m,

牽引力做的功：

W=F,rs=2.1x103?/x36000m=7.56x107/o

答：（1）發(fā)動機未工作前，飛機靜止在水平地面上，達到最大起飛質量時對地面的壓強為

7.5xlO4Pa：

（2）高壓儲氫罐內5kg的氫完全燃燒放出的熱量為？x108j；

（3）飛機以180km/h的速度勻速直線巡航0.2h,前置螺旋槳為飛機提供的牽引力做的功為

7.5X107JO

30.（1）完全燃燒02kg天然氣放出的熱量為8.4x106J；

（2）（2）若這些熱量被50kg、30℃的水吸收，能使水的溫度升高到70℃。

解：

（1）完全燃燒0.2kg天然氣放出的熱量:

Qw=m天然氣q=0-2kgx42xl07j/kg=8.4xl()6j；

(2)由題知，水吸收的熱量：Q吸=()放=8.4乂10嘰

由Q吸=cmAt得，水升高的溫度：

A,Q吸8,4X106/

△t=~~-5-40C,

c產水4.2X103//(^℃)X50^

水的末溫：t=to+&=30℃+40℃=70℃。

答：(1)完全燃燒0.2kg天然氣放出的熱量為8.4X1()6J：

(2)(2)若這些熱量被50kg、30℃的水吸收，能使水的溫度升高到70℃。

31.過計算判定該款熱水器能效等級是否達標。

【答案】(1)消耗的天然氣完全燃燒放出的熱量為L4xl()7j；

(2)水吸收的熱量為1.323X105該款熱水器能效等級達標。

7337

解：(1)這些天然氣完全燃燒放出的熱量：Qtt=qV=7.0xl0J/mx0.2m=L4X10J；

(2)水吸收的熱量：Q.=cm水At=4.2xl()3j/(kg?℃)x90kgx(40℃-5℃)=I.323XI07J：

熱水器的熱效率：n=x10()%=1323xlQ7^x100%=94.5%>88%,因此該款熱水器能效

Q放1.4x107

等級達標。

答：(1)消耗的天然氣完全燃燒放出的熱量為1.4XI071；

(2)水吸收的熱量為1.323xl()7j；該款熱水器能效筆級達標。

六.熱機的效率公式與計算(共10小題)

32.B

解：A、lh所抽送的水的體積為：V=54m3,

這些水的重力大?。篏=mg=p水Vg=1.0xl()3kg/m3x54m3xl0N/kg=5.4xl05N,

這些水被提升的高度為h=20m,所做的功為：

W=Gh=5,4xl05Nx20m=1.08x107J,故A錯誤;

B、水泵機組對水做功的功率為：

nW1.08X1077”八2,+nT血

P=~=3600s=3Q00W>故1rB正確；

c、根據n=瞪;可得，柴油完全燃燒所放出的熱量：

cW1.08X107/crIA7T

=271QL

Q^=V=-40%--X

則消耗柴油的質量為；mj/或=2.7xp/皿59電故C錯誤；