內(nèi)能與熱機(jī)-強(qiáng)化訓(xùn)練（解析版）-2022年中考物理一輪復(fù)習(xí)講義+強(qiáng)化訓(xùn)練

備戰(zhàn)2022年中考物理一輪復(fù)習(xí)專題講義+強(qiáng)化訓(xùn)練（全國(guó)通用）

第16講內(nèi)能與熱機(jī)

考點(diǎn)一分子熱運(yùn)動(dòng)、內(nèi)能、比熱容、熱值等基礎(chǔ)概念理解...........................1

考點(diǎn)二比熱容的探究實(shí)驗(yàn).........................................................7

考點(diǎn)三熱機(jī)及熱機(jī)效率的計(jì)算....................................................11

考點(diǎn)一分子熱運(yùn)動(dòng)、內(nèi)能、比熱容、熱值等基礎(chǔ)概念理解

1.下列事實(shí)能夠說(shuō)明“分子在不停地運(yùn)動(dòng)”的是（）

A.天空中烏云翻滾B.春天里柳絮飛揚(yáng)

C.海面上浪花飛濺D.公園里花香四溢

【解答】解：ABC、烏云翻滾，柳絮飛揚(yáng)、浪花飛濺都是宏觀物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，故ABC

錯(cuò)誤；

D、花香四溢是花粉分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，擴(kuò)散到空氣中，進(jìn)入人們的鼻孔，人便

聞到了香味，故D正確。

故選：D。

2.關(guān)于分子動(dòng)理論及有關(guān)現(xiàn)象，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.雪花飛舞，說(shuō)明分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)

B.用手捏海綿，海綿的體積縮小了，說(shuō)明分子間有空隙

C.鐵塊很難被壓縮，說(shuō)明分子之間同時(shí)存在著引力和斥力

D.紅墨水同時(shí)滴入冷水和熱水中，紅墨水在熱水中擴(kuò)散得快

【解答】解：A、雪花是固體小顆粒，雪花飛舞，是物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，不是分子運(yùn)動(dòng)，故

A錯(cuò)誤;

B、用手捏海綿，海綿的體積縮小了，說(shuō)明力可以改變物體的形狀，故B錯(cuò)誤；

C、鐵塊很難被壓縮，說(shuō)明分子之間存在相互作用的斥力，故C錯(cuò)誤；

D、紅墨水同時(shí)滴入冷水和熱水中，由于溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越快，所以紅墨水在熱水中

擴(kuò)散得快，故D正確。

故選：D。

3.氣壓和溫度相同時(shí)，氫氣的密度比氧氣的密度小。在裝有氧氣的瓶子上面倒扣一個(gè)裝有氫

氣的瓶子，并放置于0℃的環(huán)境中，如圖所示，快速抽掉玻璃板后放置足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，

氣體分子的分布為（）

故選：D。

4.關(guān)于機(jī)械能和內(nèi)能，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.具有能量的物體一定在對(duì)另一個(gè)物體做功

B.機(jī)械能和內(nèi)能之間可以相互轉(zhuǎn)化

C.物體的速度越大具有的內(nèi)能越多

D.具有機(jī)械能的物體不一定具有內(nèi)能

【解答】解：A、能量的多少可以用功的多少來(lái)衡量，正在做功的物體一定具有能量，但

是有能量的物體不一定正在做功，故A錯(cuò)誤；

B、機(jī)械能和內(nèi)能之間可以相互轉(zhuǎn)化，故B正確；

C、內(nèi)能是指物體內(nèi)部所有分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，故C錯(cuò)誤;

D、任何物體都具有內(nèi)能，故D錯(cuò)誤。

故選:Bo

5.關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說(shuō)法正確的是（）

A.溫度為0℃的物體的內(nèi)能為零

B.溫度高的物體比溫度低的物體內(nèi)能大

C.溫度相同的兩塊鐵，它們具有的內(nèi)能也相同

D.溫度相同但質(zhì)量不同的兩杯水具有的內(nèi)能不相同

【解答】解：A、溫度為的物體分子不停地做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，分子動(dòng)能不為零，分子

勢(shì)能不為零，所以溫度為0℃的物體的內(nèi)能不為零，A說(shuō)法錯(cuò)誤；

B、物體的內(nèi)能除與溫度有關(guān)外，還與物體的種類、物體的質(zhì)量、物體的體積有關(guān)，溫度

高的物體的內(nèi)能可能比溫度低的物體內(nèi)能大，也可能與溫度低的物體內(nèi)能相等，也可能低

于溫度低的物體的內(nèi)能，B說(shuō)法錯(cuò)誤；

C、因?yàn)椴恢纼蓧K鐵的質(zhì)量，所以我們不能確定溫度相同的兩塊鐵哪個(gè)內(nèi)能大，哪個(gè)內(nèi)

能小，C說(shuō)法錯(cuò)誤；

D、雖然兩杯水的溫度，種類相同，但兩杯水的質(zhì)量和體積不相同，所以它們具有的內(nèi)能

也不相同，D說(shuō)法正確。

故選：D。

6.關(guān)于一定質(zhì)量的氣體的內(nèi)能，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.溫度升高，它的內(nèi)能一定增加

B.它的內(nèi)能增加，一定是吸收了熱量

C.它的內(nèi)能越大，含有的熱量越多

D.溫度為0℃時(shí)，它可能沒(méi)有內(nèi)能

【解答】解：A、物體的升高，其分子運(yùn)動(dòng)加劇，內(nèi)能增加，故A正確；

B、改變物體內(nèi)能的方式有兩種：做功和熱傳遞；物體內(nèi)能增加可能是吸收了熱量，也可

能是外界對(duì)物體做功，故B錯(cuò)誤；

C、溫度越高的物體，分子運(yùn)動(dòng)越劇烈，熱量是熱傳遞過(guò)程中傳遞的內(nèi)能多少，不是含有

的，故C錯(cuò)誤；

D、一切物體的分子都在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，即一切物體都有內(nèi)能，故D錯(cuò)誤。

故選：Ao

7.關(guān)于溫度、熱量和內(nèi)能，下列說(shuō)法正確的是（）

A.僅在兩物體之間發(fā)生熱傳遞時(shí)，高溫物體內(nèi)能一定減少，低溫物體內(nèi)能一定增加

B.我們不敢大口喝熱氣騰騰的湯，是因?yàn)闇囟仍礁?，湯含有的熱量較多

c.0℃的冰熔化成0℃的水，溫度不變，內(nèi)能不變

D.對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能一定增加

【解答】解：

A、兩物體之間僅發(fā)生熱傳遞時(shí)，熱量從高溫物體傳向低溫物體，所以高溫物體內(nèi)能減少，

低溫物體內(nèi)能增加，故A正確；

B、我們不敢大口地喝熱氣騰騰的湯，是因?yàn)闊釡臏囟雀?；熱量是一個(gè)過(guò)程量，不能說(shuō)

物體含有多少熱量，故B錯(cuò)誤；

C、一塊0℃的冰熔化成0℃的水后，吸收熱量，溫度不變，內(nèi)能增加，故C錯(cuò)誤；

D、對(duì)物體做功，可能表現(xiàn)為內(nèi)能的改變，也可能表現(xiàn)為位置的改變，如把物體舉高做功，

物體的內(nèi)能不變，重力勢(shì)能增加，故D錯(cuò)誤。

故選：Ao

8.下列關(guān)于熱量的說(shuō)法正確的是（）

A.發(fā)生熱傳遞時(shí)，熱量總是從內(nèi)能大的物體向內(nèi)能小的物體傳遞

B.發(fā)生熱傳遞時(shí)，熱量總是從溫度高的物體向溫度低的物體傳遞

C.物體內(nèi)能增加，一定吸收熱量

D.物體溫度越高，它的熱量就越多

【解答】解：AB、發(fā)生熱傳遞時(shí)，熱量總是從溫度高的物體向溫度低的物體傳遞。故A

錯(cuò)誤，B正確；

C、物體內(nèi)能增加，不一定是吸收了熱量，可能是外界對(duì)物體做了功。故C錯(cuò)誤；

D、熱量是一個(gè)過(guò)程量，是指熱傳遞過(guò)程中傳遞能量的多少，描述它的術(shù)語(yǔ)是“吸收”或

“放出”，不能用“含有”“具有”等詞描述，故D錯(cuò)誤。

故選：Bo

9.下列實(shí)例中，屬于熱傳遞改變物體內(nèi)能的是（）

A.柴火燒水B.壓縮空氣發(fā)熱

C.冬天搓手取暖D.鉆木取火

【解答】解：

A、柴火燒水時(shí)，水吸收熱量，能量發(fā)生了轉(zhuǎn)移，屬于熱傳遞改變物體的內(nèi)能，故A符合

題意。

B、壓縮空氣發(fā)熱，對(duì)空氣做功，使其內(nèi)能增大、溫度升高，屬于做功改變物體的內(nèi)能，

故B不合題意。

C、冬天搓手取暖，克服摩擦做功，使物體的內(nèi)能增加，屬于做功改變物體的內(nèi)能，故C

不合題意。

D、鉆木取火，克服摩擦做功，使物體的內(nèi)能增加，屬于做功改變物體的內(nèi)能，故D不合

題意。

故選：Ao

10.將裝有酒精的金屬管固定在桌子上，并用塞子塞緊?？焖賮?lái)回拉動(dòng)繞在管上的繩子，過(guò)

一會(huì)兒塞子跳起來(lái)，如圖所示，下列說(shuō)法不正確的是（）

A.拉動(dòng)繩子過(guò)程，金屬管溫度升高，內(nèi)能增加

B.拉動(dòng)繩子過(guò)程，機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能

C.塞子跳起時(shí)，管內(nèi)氣體溫度升高，內(nèi)能增加

D.塞子跳起時(shí)，發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化與汽油機(jī)的做功沖程相同

【解答】解：AB、拉動(dòng)繩子過(guò)程，繩子克服摩擦力對(duì)金屬管做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，

使金屬管溫度升高，內(nèi)能增加，故AB正確；

CD、塞子跳起時(shí)，管內(nèi)氣體對(duì)塞子做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，管內(nèi)氣體內(nèi)能減小，溫度

降低，塞子跳起時(shí)，發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化與汽油機(jī)的做功沖程相同，故C錯(cuò)誤、D正確。

故選：Co

11.在受太陽(yáng)照射的條件相同時(shí)，將內(nèi)陸地區(qū)與沿海地區(qū)相比較（）

A.內(nèi)陸地區(qū)的夏季比較涼爽

B.內(nèi)陸地區(qū)的冬季比較溫暖

C.內(nèi)陸地區(qū)一天氣溫變化較大

D.內(nèi)陸地區(qū)一天氣溫變化較小

【解答】解：內(nèi)陸地區(qū)多泥土沙石，沿海地區(qū)水多，因?yàn)樗谋葻崛荼壬笆葻崛荽?，?/p>

同質(zhì)量的水和沙石吸收相同的熱量后，沙石升高的溫度大；相同質(zhì)量的水和沙石放出相同

的熱量后，沙石降低的溫度大，因此，在受太陽(yáng)照射條件相同時(shí)，內(nèi)陸地區(qū)的夏季比沿海

地區(qū)炎熱，冬季比沿海地區(qū)寒冷，在一天之內(nèi)氣溫變化也較大，故ABD錯(cuò)誤，C正確。

故選：Co

12.下列過(guò)程中物理量發(fā)生改變的是（）

A.一杯牛奶喝掉一半后的密度

B.一根導(dǎo)線剪掉一半后的電阻

C.一桶汽油燃燒掉一半后的熱值

D.一瓶水喝掉一半后的比熱容

【解答】解：A、物體的密度隨溫度、壓力的變化而改變，但不隨物體自身的質(zhì)量或體積

的變化而變化，則剩下牛奶的密度不變，故A不符合題意；

B、導(dǎo)體的電阻與其長(zhǎng)度、橫截面、材料等有關(guān)，若一根導(dǎo)線剪掉一半，則剩下導(dǎo)線的電

阻發(fā)生改變，故B符合題意；

C、熱值是指單位質(zhì)量（或體積）的燃料完全燃燒時(shí)所放出的熱量，一桶汽油燃燒掉一半,

剩下汽油的熱值不變，故C不符合題意；

D、比熱容是物質(zhì)的一種特性，反映了物質(zhì)吸熱和放熱能力的大小，與物質(zhì)種類和狀態(tài)有

關(guān)，與質(zhì)量無(wú)關(guān)，一瓶水喝掉一半后剩下水的比熱容不變，故D不符合題意。

故選：Bo

13.有人設(shè)想的“永動(dòng)機(jī)”如圖所示。下列對(duì)該裝置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)后的分析正確的是（）

篝

A.裝置所具有的機(jī)械能始終不變

B.如果沒(méi)有能量補(bǔ)充，裝置最終會(huì)停下來(lái)

C.根據(jù)能量守恒定律，裝置可以一直轉(zhuǎn)動(dòng)下去

D.裝置中小球的動(dòng)能和重力勢(shì)能不會(huì)相互轉(zhuǎn)化

【解答】解：

A、裝置在工作的過(guò)程中，由于存在摩擦，克服摩擦做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以機(jī)械

能會(huì)變小，故A錯(cuò)誤；

BC、如果沒(méi)有能量補(bǔ)充，機(jī)械能會(huì)逐漸變小，裝置最終會(huì)停下來(lái)，故B正確，C錯(cuò)誤；

D、裝置在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，小球的高度會(huì)發(fā)生變化，重力勢(shì)能發(fā)生改變，速度發(fā)生變化，

動(dòng)能發(fā)生改變，有重力勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化，故D錯(cuò)誤。

故選：Bo

考點(diǎn)二比熱容的探究實(shí)驗(yàn)

14.小明在做“探究物質(zhì)吸熱多少跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，使用相同的電加熱器給液體

甲和乙加熱。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表:

液體次數(shù)質(zhì)量m/kg升高的溫度At/℃加熱的時(shí)間t/min

甲10.152

20.1104

30.2108

乙40.154

(1)用完全相同的加熱器，目的是加熱相同的時(shí)間，使甲、乙兩種液體吸收的熱量

(2)①由1、2可得：質(zhì)量相同的同種物質(zhì)，升高的溫度越高，吸收的熱量就越多。

②由2、3可得：同種物質(zhì)升高相同的溫度，物質(zhì)的質(zhì)量越大，吸收的熱量就越多。

由1、4可得：物質(zhì)吸收的熱量多少與物質(zhì)的種類有關(guān)。甲、乙兩種物質(zhì)中，乙的

吸熱能力更強(qiáng)。

3

(3)如果甲的比熱容是1.4X1()3J/(kg?℃),則乙的比熱容是0.7X1QJ/(kg?℃)o

甲乙

【解答】解：(1)根據(jù)轉(zhuǎn)換法，用完全相同的加熱器，目的是加熱相同的時(shí)間，使甲、乙

兩種液體吸收的熱量相同；

(2)①由表中第1、2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，同種液體、質(zhì)量相同，液體升高的溫度越高，加

熱時(shí)間越長(zhǎng)，液體吸收的熱量越多；

②由表中第2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，同種物質(zhì)升高相同的溫度，物質(zhì)的質(zhì)量越大，吸收的

熱量就越多；

由表中第1、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，質(zhì)量相同的不同液體，液體升高相同的溫度，甲加熱時(shí)

間短，乙加熱時(shí)間長(zhǎng)，說(shuō)明甲吸收的熱量小于乙吸收的熱量，由此可得：物質(zhì)吸收熱量多

少與物質(zhì)的種類有關(guān)，且乙的吸熱能力強(qiáng)；

(3)由Q吸=cm△t可知，在質(zhì)量和吸收熱量一定時(shí)，升高的溫度與比熱容成反比；

由2、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，甲、乙的加熱時(shí)間相等，即Q甲吸=QZM，At甲=10℃,Atz,

=5℃,

乙的比熱容：c乙==^甲=-§￡_XL4Xl()3j/(kg?℃)=0.7X103J/(kg?℃)。

△t甲10TC

故答案為：(1)相同；(2)①多；②大；種類；乙；(3)0.7X103O

15.小明用相同的酒精燈分別給水和煤油加熱(如圖甲)，以探究水和煤油的吸熱能力。

(1)本實(shí)驗(yàn)需要用到天平這一測(cè)量工具，目的是控制水和煤油的質(zhì)量相同。

(2)加熱lOmin,水吸收的熱量等于(選填“大于”、“小于”或“等于”)煤油吸

收的熱量。

(3)實(shí)驗(yàn)中，是通過(guò)比較加熱時(shí)間來(lái)間接反映水和煤油吸收熱量的多少。

(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)小明作出了水和煤油的溫度隨加熱時(shí)間變化的圖像(如圖乙)；分析圖

象可知，水和煤油吸收相同熱量時(shí)，溫度升高較多的是煤油；若使兩者升高相同的

溫度，則水吸收的熱量較多;若在這兩種液體中選擇一種作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑,

水冷卻效果更好。若水的比熱容為4.2X1()3J/(kg-C),由圖像可知，煤油的比熱容是

2.1X1Q3J/(kg.℃)o

【解答】解：(1)根據(jù)比較不同物質(zhì)吸熱能力的兩種方法，要控制水和煤油的質(zhì)量相同，

故實(shí)驗(yàn)需要用測(cè)量質(zhì)量的工具——天平；

(2)(3)實(shí)驗(yàn)中，我們使用相同的酒精燈，相同時(shí)間放出的熱量相同，所以通過(guò)加熱時(shí)

間的長(zhǎng)短來(lái)比較兩種液體吸收熱量的多少；加熱lOmin,水吸收的熱量等于煤油吸收的熱

量；

(4)分析圖象可知，水和煤油加熱相同時(shí)間，水和煤油吸收相同熱量時(shí)，煤油溫度升高

較多，若使兩者升高相同的溫度，若升高98℃-68℃=30℃,水加熱20分鐘，煤油加熱

10分鐘，水用的時(shí)間是煤油的2倍，即水吸收的熱量是煤油的2倍，則水吸收的熱量較

多，根據(jù)比較吸熱能力的方法，水的比熱容大，根據(jù)Q=cmAt,質(zhì)量相同的這兩種液體

升高相同的溫度，水吸熱多，故選擇一種作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑，水冷卻效果更好；

根據(jù)Q=cmAt,在質(zhì)量、升溫相同的情況下，Q與比熱容成正比，故煤油的比熱容是：c

=JLX4,2X103J/(kg?℃]=2.1X103J/(kg?℃)o

2

故答案為：(1)控制水和煤油的質(zhì)量相同；(2)等于；(3)加熱時(shí)間；(4)煤油；水；水;

2.1X1O3=

16.如圖甲所示是某實(shí)驗(yàn)小組用初溫相同、質(zhì)量相等的水和煤油做“比較不同物質(zhì)吸熱的情

況”的實(shí)驗(yàn)裝置。

(1)圖甲實(shí)驗(yàn)裝置中除了圖示的器材外，還需要的測(cè)量工具有天平和秒表；加熱過(guò)

程中，水和煤油吸熱的多少是通過(guò)加熱時(shí)間來(lái)確定的。

(2)另一實(shí)驗(yàn)小組對(duì)圖甲實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改進(jìn)，將分別裝有質(zhì)量相等的水和煤油的試管

放在同一個(gè)盛水的燒杯內(nèi)加熱，如圖乙所示，而不是用兩個(gè)酒精燈分別加熱，這樣做的好

處是：確保水和煤油在相同的時(shí)間內(nèi)吸收相同的熱量。

(3)在如圖丙中，最能反映該實(shí)驗(yàn)的真實(shí)情況的是C。

(4)小明在探究“物質(zhì)的放熱能力與哪些因素有關(guān)”時(shí)，分別用質(zhì)量均0.5kg的水和另

一種液體進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，并用圖象對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，如圖丁所示，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，水

和另一種液體在相同時(shí)間內(nèi)放出的熱量相等，分析圖象可以得出：另一種液體的比熱容為

2.1X1()3J/(kg?℃)，這種液體在0-15min內(nèi)放出的熱量為4.2X10^。

(5)有一次小明在白天進(jìn)入森林游玩時(shí)迷了路，經(jīng)過(guò)思考，他順風(fēng)(順風(fēng)/逆風(fēng))走

了下去，終于走出了森林。

A-

-時(shí)間/min

丙

【解答】解：(1)根據(jù)吸熱公式Q=cm^t可知，實(shí)驗(yàn)除了需要稱質(zhì)量的天平，還需要秒

表記錄時(shí)間，并用溫度計(jì)測(cè)量溫度的變化；

加熱過(guò)程中通過(guò)加熱時(shí)間來(lái)控制水和煤油吸熱的多少；

(2)分別裝有質(zhì)量相等的水和煤油的試管放在同一個(gè)盛水的燒杯內(nèi)加熱，這樣可確保水

和煤油在相同的時(shí)間內(nèi)吸收相同的熱量；

(3)根據(jù)公式Q=cnl△t得，△t=W_,水和煤油質(zhì)量和吸收的熱量相同，水的比熱容為

cm

煤油的2倍，溫度變化為煤油的一半，由圖知，C符合題意。

(4)時(shí)間相等時(shí)，兩種液體放出的熱量相等，由圖示可以看出，乙液體的溫度降低的快,

甲液體溫度降低慢；

利用熱量的計(jì)算公式Q放=cm△t可知，在質(zhì)量相等、初溫相同、放熱也相同的情況下，

誰(shuí)的溫度降低得快，它的比熱容?。?/p>

所以，甲液體的比熱容大，所以若A、B兩種液體中，一種液體是水，則這種液體一定是

甲液體，

由圖可知：液體的初溫是60℃,放熱15分鐘后甲液體的末溫是40℃,

則水放出的熱量等于液體吸收的熱量：

c水m水(t水-to)=4.2X103J/(kg?℃)XmX(60℃-40℃)=c乙111(60℃-20℃)=

3

4.2X10J/(kg.℃)XmX(60℃-40℃)o

解得c乙=2.1X103j/(kg?℃)o

讀圖可得，乙在15min內(nèi)由60℃降低到20℃,降低的溫度是60℃-20℃=40℃,

所以乙放出的熱量Q/=cmZ\t=2.LX]03j/(kg?℃)X0.5kgX40℃=4.2X104J；

(5)白天在陽(yáng)光的照射下，森林升溫慢氣壓高，空氣由森林向氣壓低的外邊吹，要走出

森林要順風(fēng)而行。

故答案為：(1)秒表；加熱時(shí)間；(2)確保水和煤油在相同的時(shí)間內(nèi)吸收相同的熱量；(3)

C；(4)2.1X103J/(kg?℃)；4.2X104J；(5)順風(fēng)。

考點(diǎn)三熱機(jī)及熱機(jī)效率的計(jì)算

17.汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，吸入汽缸的汽油和空氣的比例，決定了汽車的動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性

能。某汽車四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸總排量為2L(發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)工作循環(huán)吸入或排出的流

體體積稱為汽缸排量)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，吸入汽缸的是由汽油和空氣所形成的混合物，混

合物的密度p=1.44kg/m3,汽油和空氣的質(zhì)量比為1：15,汽油的熱值q=4.5Xl()7j/kg。

如果發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸在Imin轉(zhuǎn)動(dòng)3X1()3轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為40%,那么，在這種情況下：

(1)汽車在Imin做的有用功是多少？

(2)汽車在平直的公路上勻速行駛時(shí)受到的阻力為f=3Xl()3N,汽車行駛的速度是多少？

【解答】解：

(1)根據(jù)p=^可得，一次吸入混合物的質(zhì)量：

V

mi=pV=1.44kg/m3X2X10-3m3=2.88X10-3kg,

因?yàn)榍S每轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，完成一個(gè)工作循環(huán)，吸氣一次，也做一次功，

所以，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸在Imin轉(zhuǎn)動(dòng)3X1()3轉(zhuǎn)，吸氣和做功都為1500次，

汽油和空氣的質(zhì)量比為1：15,可見(jiàn)汽油占混合物總質(zhì)量的'一=工；

15+116

則發(fā)動(dòng)機(jī)在Imin內(nèi)吸入汽油的總質(zhì)量：

m=miX1500XJ^=2.88X10-3kgX1500XJ_=0.27kg；

1616

這些汽油完全燃燒放出的熱量：

Q=mq=0.27kgX4.5X107J/kg=1.215X107J,

根據(jù)i]=上巴可得汽車在Imin做的有用功：

Q

W=Q放T]=1.215X107JX40%=4.86X106J；

(2)汽車在Imin做的有用功的功率為：

86X106J^4

p=I=4.81X10WO

t60s

因?yàn)槠噭蛩傩旭偅?/p>

所以汽車受到的阻力與牽引力是一對(duì)平衡力，大小相等，即F=f=3Xl()3N,

根據(jù)P=Fv可得，汽車行駛的速度：

4

V=P=8,lXJ0W=27m/So

F3X10,

答：(1)汽車在Imin做的有用功是4.86Xl()6j；

(2)汽車在平直公路上勻速行駛時(shí)受到的阻力為f=3X103N,汽車行駛的速度是27m/s。

18.我國(guó)的055型萬(wàn)噸級(jí)驅(qū)逐艦，滿載排水量達(dá)12000噸，它的動(dòng)力裝置由4臺(tái)效率為36%

的燃?xì)廨啓C(jī)組成，總功率達(dá)io8w。該艦以36km/h的速度勻速航行時(shí)，燃?xì)廨啓C(jī)的功率是

733

2X10W?(g取10N/kg,pw*=10kg/m,柴油的熱值為4XGj/kg)求：

(1)055艦滿載時(shí)，艦底受到水的浮力是多少？

(2)該艦以36km/h的速度勻速航行l(wèi)h,消耗多少柴油？

■J

【解答】解：(1)由題意可知：055型萬(wàn)噸級(jí)驅(qū)逐艦，滿載排水量達(dá)12000t=1.2X107kg,

根據(jù)阿基米德原理可知F浮uGH^mgulZXKfkgXlON/kgnZXdN；

(2)由題意可知，燃?xì)廨啓C(jī)的輸出功率P=2X1()7W,時(shí)間t=lh=3600s,

則該艦以36km/h的速度勻速航行l(wèi)h做的功：W=Pt=2X107WX3600s=7.2X1010J,

由公式i]=」Lx100%得：Q放=工=7?2乂1clic'j=2.0X1OUJ,

Q放n36%

由公式Q放=mq得消耗柴油的質(zhì)量：m=%l=2._1=5.0義103kg=5t?

q4xio7j/kg

答：(1)艦底受到水的浮力是L2X1()8N；

(2)消耗柴油5to

19.為助力鄉(xiāng)村振興，南通市不少村鎮(zhèn)利用水鄉(xiāng)特色，將生態(tài)農(nóng)業(yè)和旅游觀光相結(jié)合，打造

美麗鄉(xiāng)村。如圖是某村使用的觀光艇，其部分技術(shù)參數(shù)如表：(g=10N/kg,q柴油=4.3義

107J/kg,p柴油=0.8X103kg/m3)

空船質(zhì)量800kg

發(fā)動(dòng)機(jī)輸出最大功率4.3X104W

最大載人數(shù)量8人

最大航速10m/s

(1)若每位游客的平均質(zhì)量為60kg,求觀光艇滿載時(shí)，受到的浮力；

(2)若觀光艇以最大速度勻速航行時(shí)，求觀光艇受到水的平均阻力；

(3)某次以最大航速游玩30min,消耗柴油5義10求發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。

【解答】解：(1)觀光艇滿載時(shí)觀光艇和8人的總質(zhì)量為:

m=800kg+60kgX8=l280kg,

滿載時(shí)人、觀光艇和8人的總重力為：

G=mg=1280kgX1ON/kg=1.28XlO,N,

,/觀光艇漂浮，觀光艇受到的浮力和總重力為平衡力，

.??觀光艇滿載乘客時(shí)所受浮力為：

F?=G=1.28X104N；

(2)：P=N=Z￡=FV,

tt

..?觀光艇受到的牽引力為：

F=P=4.3Xloh=4,3X103N)

v10m/s

:觀光艇勻速行駛，

???觀光艇受到的牽引力和水的阻力為平衡力，

.,.觀光艇受到水的平均阻力為：

f=F=4.3X103N；

(3)t=30min=1800s,

30分鐘發(fā)動(dòng)機(jī)輸出有用功為：

W=Pt=4.3X104WX1800s=7.74X107J,