《2025年思路教练同步课时作业九年级物理上册人教版》

7. 一台四冲程汽油机,运行时每分钟完成$4000$个冲程,每个做功冲程消耗$5g$汽油,各种能量损耗大致为气缸散热损失占$30\%$,废气带走的能量占$32\%$,摩擦等能量损耗占$8\%$,则这台汽油机正常运行时每分钟对外做功1000次,效率为30%,每分钟输出有用功6.9×10⁷J。(汽油的热值为$4.6×10^{7}J/kg$)

答案： 1000 30% 6.9×10⁷［因汽油机完成1个工作循环,有4个冲程,飞轮转2转,对外做功1次,所以汽油机运行时每分钟完成4000个冲程,每分钟对外做功1000次。汽油机正常运行时的效率η=1-30%-32%-8%=30%。汽油机每个做功冲程消耗5g汽油,则每分钟消耗汽油的质量为m=5g×1000=5000g=5kg。5kg汽油完全燃烧释放的热量Q放=mq=5kg×4.6×10⁷J/kg=2.3×10⁸J,每分钟输出的有用功W有用=Q放×η=2.3×10⁸J×30%=6.9×10⁷J。］

8. (河北邢台校级期中)汽车的内燃机工作时,若该车以$80km/h的车速匀速直线行驶了1h$,行驶过程中所受阻力大小为$900N$,内燃机消耗燃油$5kg$。求：(燃油的热值$q= 4.6×10^{7}J/kg$)
(1)$5kg$燃油完全燃烧放出的热量；
(2)该过程中汽车牵引力做的功；
(3)该汽车内燃机的效率。(精确至$1\%$)

答案： 解:
(1)5kg燃油完全燃烧放出的热量Q放=m燃油q=5kg×4.6×10⁷J/kg=2.3×10⁸J；
(2)该车以80km/h的车速匀速直线行驶了1h的路程s=vt=80km/h×1h=80km=8×10⁴m,汽车匀速行驶时,牵引力等于阻力,即F牵=f=900N,该过程中汽车牵引力做的功W=F牵s=900N×8×10⁴m=7.2×10⁷J；
(3)该汽车内燃机的效率η=W/Q放=7.2×10⁷J/2.3×10⁸J≈0.31≈31%。

9. 如图所示,中国人民解放军力量日益壮大,在某次阅兵式上众多新式战车精彩亮相。某辆轮式伞兵突击战车以$72km/h$的速度在水平地面匀速直线行驶时,发动机的功率为$6×10^{4}W$。求：($q_{汽油}= 4×10^{7}J/kg$)

(1)战车此次行驶时,受到的阻力；
(2)战车此次共行驶$20min$,若汽油机的效率为$30\%$,消耗汽油的质量。

答案： 解:
(1)因战车匀速行驶时处于平衡状态,受到的阻力和牵引力是一对平衡力，
则战车此次行驶时,受到的阻力f=F=P/v=6×10⁴W/(72000m/3600s)=3000N。
(2)结合η=W有用/Q放×100%,根据Q放=mq可得消耗汽油的质量m=Q放/q汽油=W有用/(ηq汽油)=Pt/(ηq汽油)=6×10⁴W×60s×20min/(30%×4×10⁷J/kg)=6kg。
答:
(1)战车此次行驶时,受到的阻力为3000N；
(2)消耗汽油的质量为6kg。

10. 某汽车在水平地面上以$25m/s的速度匀速行驶600s$,汽车发动机的牵引力所做的功为$3×10^{7}J$。若该汽车发动机的效率为$30\%$,假设汽油在发动机气缸内完全燃烧(汽油热值$q= 5×10^{7}J/kg$),针对这一过程,求：

(1)该汽车使用四冲程汽油机,图中汽油机处于做功冲程,如果该汽油机飞轮的转速是$3600r/min$,则汽油机$1s$对外做功____30次；
(2)汽车行驶的路程；
(3)汽车受到的阻力；
(4)消耗汽油的质量。

答案： 解:
(1)图中汽油机进、排气门全关,活塞向下运动,火花塞喷火花,说明此过程为做功冲程；如果该汽油机飞轮的转速是3600r/min,则汽油机1s对外做功30次；
(2)汽车行驶的路程s=vt=25m/s×600s=1.5×10⁴m；
(3)汽车受到的阻力f=F=W/s=3×10⁷J/1.5×10⁴m=2×10³N；
(4)消耗汽油的质量m=Q放/q=W/ηq=3×10⁷J/(30%×5×10⁷J/kg)=2kg。