初中物理热机的效率试题

采购员小明骑着摩托车外出采购食品。小明质量为 $70\mathit{kg}$，摩托车质量为 $150\mathit{kg}$。 $(g=10N/\mathit{kg})$

（1）小明买食品时，将摩托车停在超市门前的水平地面上，摩托车与地面接触面积为 $150c{m}^2$，求摩托车对地面的压强。

（2）采购食品后，小明将 $80\mathit{kg}$的食品装上车，在限速为 $80\mathit{km}/h$的水平路面上以 $72\mathit{km}/h$的速度匀速行驶 $50s$，行驶时受到的阻力为总重力的0.1倍，若消耗的汽油完全燃烧放出 $1\times {10}^{6}J$的热量，求摩托车发动机的实际输出功率和效率。

关于以下实例的分析，正确的是 $($　　 $)$

A．大型飞机很多零件采用密度小的合金材料制成，是为了增加自身质量

B．火车轨道铺在枕木上，是为了减小压强

C．汽车轮胎上刻有凹凸不平的花纹，是为了减小摩擦

D．汽油机工作时，输出功率越大效率越高

某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶 $6.9\mathit{km}$，用时 $5\mathit{min}45s$，消耗燃油 $1.5\mathit{kg}$，已知汽车的牵引力是 $2000N$，燃油的热值为 $4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是 $($　　 $)$

①汽车行驶速度是 $20\mathit{km}/h$②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是 $6.9\times {10}^{7}J$

③汽车牵引力做功的功率是 $30\mathit{kW}$④汽车发动机的效率是 $20\%$

A．只有①和②B．只有②和③C．只有①和④D．只有②和④

关于四冲程汽油机，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．排气冲程时，进气门和排气门都打开

B．汽油机是将内能转化为机械能的装置

C．随着科学的发展，汽油机的效率可以达到 $100\%$

D．吸气冲程中，从进气门进入气缸的是空气

图中是一辆满载防疫物资的货车，货车满载时，车轮与水平地面接触的总面积为 $1m^2$，对地面的压强为 $5\times {10}^5\mathit{Pa}$．货车到送货地点要经过一座路面平直的桥梁，这座桥限重 $55t$。 $(g$取 $10N/\mathit{kg}$，柴油的热值 $q=4.3\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$

（1）请通过计算货车满载时车和货物的总质量，判断货车是否允许通过这座桥。

（2）货车以 $20m/s$的速度在平直公路行驶，发动机的输出功率为 $200\mathit{kW}$，求货车受到的阻力。

（3）若货车发动机的效率为 $40\%$，以 $20m/s$的速度在该平直公路上行驶 $17.2\mathit{km}$，消耗柴油的质量是多少？

如图所示为一台压路机，质量为 $20t$，车轮与水平地面总接触面积为 $0.5m^2$．某次压路作业中，它以 $2m/s$的速度水平匀速前进 $1000m$，此时压路机的发动机输出功率为 $120\mathit{kW}$． $(g$取 $10N/\mathit{kg})$求：

（1）压路机静止在水平地面时，对地面的压强是多少？

（2）压路机前进过程中受到的阻力是多少？

（3）若发动机的效率为 $40\%$，完成此次作业至少需要消耗多少 $\mathit{kg}$柴油？ $(q_{\mathit{柴油}}$取 $4\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$

以汽油为燃料的某品牌卡丁车额定功率为 $23\mathit{kW}$，其满载时的质量为 $640\mathit{kg}$，轮胎与沙滩接触的总面积为 $0.32m^2$．它在水平沙滩上匀速直线运动 $5\mathit{min}$，行驶了 $3\mathit{km}$。求：

（1）当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时，它对沙滩的压强为多大？

（2）此次行驶中，卡丁车运动的速度和受到的水平阻力各是多少？

（3）若卡丁车的汽油机效率为 $25\%$，此次行驶中，卡丁车需要燃烧汽油的质量是多少千克？ $(g$取 $10N/\mathit{kg}$， $q_{\mathit{汽油}}=4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$

图中是一辆满载防疫物资的货车，货车满载时，车轮与水平地面接触的总面积为 $1m^2$，对地面的压强为 $5\times {10}^5\mathit{Pa}$．货车到送货地点要经过一座路面平直的桥梁，这座桥限重 $55t$。 $(g$取 $10N/\mathit{kg}$，柴油的热值 $q=4.3\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$

（1）请通过计算货车满载时车和货物的总质量，判断货车是否允许通过这座桥。

（2）货车以 $20m/s$的速度在平直公路行驶，发动机的输出功率为 $200\mathit{kW}$，求货车受到的阻力。

（3）若货车发动机的效率为 $40\%$，以 $20m/s$的速度在该平直公路上行驶 $17.2\mathit{km}$，消耗柴油的质量是多少？

随着人们的生活水平的提高，汽车走进千家万户。关于小汽车涉及的知识说法正确的是 $($　　 $)$

A．用甘油做发动机的冷却剂

B．发动机做功冲程将内能转化为机械能

C．精心保养可使发电机的效率达到 $100\%$

D．排出的尾气对环境没有任何污染

为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施不能提高热机效率的是 $($　　 $)$

A．让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全

B．在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损失

C．尽量减少热机内部各部件间的摩擦

D．尽量增加热机的工作时间

歼 $-31$是我国自主研制的战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性等优异性能，该飞机最大起飞质量为 $28t$，最大飞行高度达 $20000m$，最大航行速度达2100 $\mathit{km}/h$，最大载油量为 $10t$，飞行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：

速度 $v(m/s)$	100	200	300	400	500
阻力 $f/N$	$0.3\times {10}^4$	$1.2\times {10}^4$	$2.7\times {10}^4$	$4.8\times {10}^4$	$7.5\times {10}^4$

已知飞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 $5\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$， $g$取10 $N/\mathit{kg}$，求：

（1）飞机的最大起飞重力为多少牛顿？

（2）当飞机以400 $m/s$的速度匀速巡航时，飞机发动机的输出功率是多少瓦？

（3）飞机发动机完全燃烧7.5 $t$燃油放出的热量为多少焦耳？

（4）若飞机以500 $m/s$的速度巡航时，发动机完全燃烧7.5 $t$燃油，飞机飞行距离为多少？

下列数据最接近实际情况的是 $($　　 $)$

A．一只成年母鸡质量约为 $300g$

B．一台家用空调正常工作时功率约为 $50W$

C．四冲程汽油机的效率约为 $70\%$

D．电磁波在真空中的传播速度约为 $3.0\times {10}^{8}m/s$

一辆厢式小货车某次运货，满载后总质量是 $5.0\times {10}^3\mathit{kg}$，在平直的公路上匀速行驶 $100\mathit{km}$，耗油 $10\mathit{kg}$，货车受到的阻力是总重力的0.05倍，发动机的牵引功率是 $50\mathit{kW}$（油的热值是 $5.0\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$， $g=10N/\mathit{kg})$，求：

（1）货车受到的牵引力；

（2）货车匀速行驶的速度；

（3）货车发动机的效率。

下列关于热机、热值的说法正确的是 $($　　 $)$

A．汽油机、柴油机都有火花塞和喷油嘴这两个关键部件

B．某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫这种燃料的热值，单位是 $\mathit{kg}/J$

C．柴油机工作的效率是 $35\%$，说明它工作时柴油燃烧释放的能量 $65\%$转化为有用功

D．四冲程内燃机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的

氢燃料是一种绿色能源，氢燃料电池工作原理如图所示。工作时，向氢电极供应氢气，同时向氧电极供应氧气，在氢电极上由于催化剂的作用氢气变为氢离子向氧电极移动，最后在氧电极上聚集，电子则留在氢电极上，如果将两电极用灯泡连接，则会在灯泡上形成　　（选填“向左”或“向右” $)$的电流。如果已知某氢燃料电池车输出功率为40千瓦，以 $80\mathit{km}/h$的速度行驶 $100\mathit{km}$，则需要消耗氢气　　 $\mathit{kg}$（已知燃料电池车能量转化效率为 $60\%$，每千克氢气能释放的能量为 $1.5\times {10}^{8}J)$，这些氢气的总能量大约相当于　　 $\mathit{kg}$汽油完全燃烧放出的热量（结果保留一位小数，已知汽油的热值为 $4.5\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$。