《2025年天府前沿课时同步培优训练九年级物理全一册教科版》

11.(新编)某型号的汽车在车型测试中,在一段平直的公路上以$36km/h的速度匀速行驶了6km$,消耗汽油$1.5L$。已知汽油的密度为$\rho _{油}= 0.7× 10^{3}kg/m^{3}$,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$40\%$,通过计算可知,下列结果正确的是( )
①消耗的燃油完全燃烧放出的热量是$4.725× 10^{7}J$；②汽车发动机做的有用功是$1.89× 10^{7}J$；③该汽车的输出功率为$700W$；④该汽车以此速度行驶的过程中,受到的阻力是$315N$。

A.只有①和②
B.只有②和③
C.只有①和④
D.只有②和④

答案： A

12.(新编)汽油机的效率是$30\%$,柴油机的效率是$45\%$,如果它们的功率相同,那么在相等的时间内完全燃烧的汽油和柴油产生的热量之比是( )

A.$3:2$
B.$1:1$
C.$2:3$
D.$2:5$

答案： A

13.(鄂尔多斯中考)国产055新型导弹驱逐舰的服役,使中国海军的装备又一次得到提升。该型号驱逐舰满载时质量为$1.25× 10^{4}t$,在海面上以恒定功率做直线运动,其牵引力$F随时间t$的变化关系如图甲所示,其运动速度$v随时间t$的变化关系如图乙所示。在$0\sim 34s内完全燃烧12.5L$柴油的过程中,发动机的效率$\eta =$____。($\rho _{柴油}= 0.85× 10^{3}kg/m^{3}$,$q_{柴油}= 4.0× 10^{7}J/kg$,$1L = 1dm^{3}$)

答案： 解：
1. 计算柴油体积：$V = 12.5L = 12.5dm^3 = 12.5×10^{-3}m^3$
2. 计算柴油质量：$m = \rho V = 0.85×10^3kg/m^3×12.5×10^{-3}m^3 = 10.625kg$
3. 计算柴油完全燃烧放出的热量：$Q_{放} = mq = 10.625kg×4.0×10^7J/kg = 4.25×10^8J$
4. 由图甲、乙知，34s后驱逐舰匀速运动，此时$F = 1×10^6N$，$v = 5m/s$，则发动机功率：$P = Fv = 1×10^6N×5m/s = 5×10^6W$
5. 0~34s内发动机做的有用功：$W = Pt = 5×10^6W×34s = 1.7×10^8J$
6. 发动机效率：$\eta = \frac{W}{Q_{放}}×100\% = \frac{1.7×10^8J}{4.25×10^8J}×100\% = 40\%$
40%

14.(遂宁中考)如图是新农村建设中广泛使用的一种小型农用柴油机,铭牌上的部分信息如下表所示,其中活塞行程是指一个冲程活塞移动的距离。该柴油机为单缸四冲程内燃机,压缩冲程中汽缸内气体内能增加是通过____的方式实现的；正常工作$1min$,柴油机输出的有用功为____J,消耗柴油____kg,做功冲程中燃气对活塞的平均压力为____N。($q_{柴油}= 4.0× 10^{7}J/kg$)

|型号|HR05b|
|活塞行程|100mm|
|转速|2400r/min|
|输出功率|8kW|
|效率|40%|

答案： 解：
1. 压缩冲程中汽缸内气体内能增加是通过做功的方式实现的。
2. 正常工作1min，柴油机输出的有用功：$W = Pt = 8000W × 60s = 4.8 × 10^{5}J$。
3. 由$\eta=\frac{W}{Q_{放}}$得，柴油完全燃烧放出的热量：$Q_{放}=\frac{W}{\eta}=\frac{4.8× 10^{5}J}{40\%}=1.2× 10^{6}J$，消耗柴油的质量：$m = \frac{Q_{放}}{q_{柴油}}=\frac{1.2× 10^{6}J}{4.0× 10^{7}J/kg}=0.03kg$。
4. 转速$2400r/min = 40r/s$，单缸四冲程内燃机1s对外做功20次，1min对外做功$20× 60 = 1200$次，每次做功$W_{1}=\frac{W}{n}=\frac{4.8× 10^{5}J}{1200}=400J$，活塞行程$s = 100mm = 0.1m$，由$W = Fs$得，燃气对活塞的平均压力：$F=\frac{W_{1}}{s}=\frac{400J}{0.1m}=4000N$。
答案依次为：做功；$4.8× 10^{5}$；0.03；4000。