《2025年新课程实践与探究丛书九年级物理全一册人教版》

变式训练 1(2023·随州)汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是( )
A. 图甲是压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,气体的温度升高
B. 由图乙可知该汽油机的效率是 $ 30\% $
C. 汽车尾气中的“汽油味”越浓,表明燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料热值
D. 为了节能,冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举措大大提高了燃料的热值

答案： A

例 2(2024·山西)暑假期间,小明一家从平遥古城自驾前往五台山,进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约 $ 360 km $,驾车前往大约需要 $ 4 h $。(汽油的热值 $ q $ 取 $ 4.5×10^{7} J/kg $,汽油的密度 $ \rho $ 取 $ 0.8×10^{3} kg/m^{3} $)
(1)求汽车的平均速度。
(2)汽车全程消耗汽油 $ 25 L $,求汽油完全燃烧放出的热量 $ Q $。
(3)若汽车发动机全程的平均功率为 $ 25 kW $,求汽车发动机的效率。
思路点拨(1)根据路程和时间直接计算速度；(2)题中给的热值是单位质量的产热,所以要先根据体积算质量,再计算放出的热量；(3)根据 $ W = Pt $ 计算出机械功,再结合热机的效率进行计算。
规律总结 本题考查了速度、密度、功、热机效率的计算,应熟练掌握相关公式的应用。

答案：
(1)汽车的平均速度为:$v=\frac{s}{t}=\frac{360\ km}{4\ h}=90\ km/h$。
(2)消耗汽油的质量为:$m=\rho V=25× 10^{-3}\ m^3× 0.8× 10^3\ kg/m^3=20\ kg$;燃烧释放的热量为:$Q=qm=4.5× 10^7\ J/kg× 20\ kg=9× 10^8\ J$。
(3)汽车发动机做的机械功为:$W=Pt=25× 10^3\ W× 4× 3600\ s=3.6× 10^8\ J$;发动机的机械效率为:$\eta=\frac{W}{Q}× 100\%=\frac{3.6× 10^8\ J}{9× 10^8\ J}=40\%$。

变式训练 2(2024·广安)如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程的示意图,若该汽油机的效率为 $ 30\% $,飞轮每分钟转动 $ 1800 $ 转( $ q_{汽油} = 4.6×10^{7} J/kg $),则下列说法正确的是( )


A.图中所示冲程是做功冲程
B.若该汽油机完全燃烧 $ 5 kg $ 汽油,则汽油机做的有用功为 $ 6.9×10^{7} J $
C.该汽油机在 $ 1 s $ 内做功 $ 30 $ 次
D.汽油机消耗的燃料越少,其效率一定越高

答案： B