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热机效率的计算典型考点 押题练
2025年中考物理三轮复习备考
一、计算题
1．为提升学生出行安全和便利性，我州公交集团推出“家校公交专线”。一辆柴油公交车的质量为10t，静止在水平地面时与地面的总接触面积为。公交车以150kW的恒定输出功率行驶了20min，消耗柴油10kg。（柴油的热值取）求：
(1)公交车静止在水平地面时，对地面的压强；
(2)消耗的柴油完全燃烧放出的热量；
(3)公交车柴油机的效率。
2．除雪车是冬季必不可少的应急车辆，如图所示为一辆冬季除雪卡车，卡车的总质量为3t，卡车共有6个车轮，车轮与地面的总接触面积为，它以的速度在水平路面上匀速行驶，消耗汽油。受到的阻力为卡车总重的。（g取，汽油的热值）求：
(1)除雪卡车静止时，车轮对地面的压强是多少？
(2)卡车行驶过程中牵引力所做的功为多少？
(3)该卡车发动机的效率为多少？
3．氢能作为清洁能源载体，在环保方面的表现突出，省会郑州的氢能公交发展计划于2025年推广至200辆。如图所示为郑州公交总公司的一辆氢能公交，其重力为1.5×105N，轮胎与地面的总接触面积为0.1m2，已知某线路始发站与终点站间的路程总长2.1×104m，整个行驶过程中牵引力恒为1×103N，消耗了0.25kg的氢气，求：
(1)公交车静止时对水平地面的压强；
(2)此次行驶过程牵引力所做的功；
(3)公交车发动机的效率。
4．以固体酒精块为燃料的火锅，凭借其安全便捷的特性，已成为餐桌上常见的加热器具。用火锅将2kg食材从40℃加热到100℃共消耗38g酒精块。已知酒精块的热值为3.0×107J/kg，食材的比热容为3.42×103J/(kg·℃)，求：
(1)食材吸收的热量；
(2)火锅的热效率。
5．某国产自主品牌小汽车，以的速度行驶的过程中，消耗汽油，已知该车的效率为40%。汽油的热值约为，汽油密度约为。求：
(1)汽车行驶的时间；
(2)消耗汽油完全燃烧释放的热量；
(3)汽车的牵引力。
6．2025年1月18日，海南（陵水）低空经济常态化运营首航启动仪式在海南省陵水黎族自治县举行，海南恒美亿航智能应急科技有限公司的EH216-S无人驾驶载人航空器亮相，该航空器核载两人，续航超300km，最高时速可达200km/h，主要应用于旅游观光领域。随着全新的AI时代的到来，自动驾驶甚至是无人驾驶将加速到来。人们不再为堵车而烦恼，飞行汽车带你飞越拥堵。近日，在以“智能为先，探索无限”为主题的汽车科技日中，如图所示的首款飞行汽车来了，其具体参数见下表。（g取10 N/kg）
品牌 XXX牌
参数 车身材料 空载质量 最大载重 载客人数 电池容量 最高续航 飞行高度 最大时速
碳纤维 560kg 200 kg 2人 80kW·h 35min 1000 m 100 km/h
(1)利用充电桩给电动飞行汽车的电池充电时，电池相当于 （选填“电源”或“用电器”）；该款飞行汽车空载悬停在空中，这时飞行汽车获得的升力大小为多少 ？
(2)某次飞行测试中，飞行汽车搭载着200 kg的货物，从水平地面竖直向上飞行，达到该款飞行汽车的最大飞行高度时，用时2min，则该飞行汽车克服重力做功的平均功率是多少？（结果保留一位小数）
(3)如果该次飞行测试中刚好使用了4.5%的电量，则该飞行汽车的电动机效率是多少？（除电动机工作外，不考虑飞行汽车上其他用电器的用电损耗，结果精确到0.1%）
(4)如果该次飞行测试中使用传统的燃料汽油来获得动力所需的电量（假设油电转化效率为100%），需要完全燃烧多少千克汽油？（汽油的热值为，结果保留两位小数）
7．我国自主研制的新型战斗机，具备电磁隐身，超音速巡航、超机动性、超视距攻击等优异性能。近期飞机装备了最新的WS－15涡扇航空发动机，使得其机械性能“如虎添翼”大幅提升，最大飞行高度超20000m，最大航行速度高达2.2马赫（约2700km/h）。若在执行某次巡航任务中，该飞机以1800km/h的速度沿直线匀速飞行1h，消耗6t航空燃油，已知航空燃油的热值为，求：
速度v（m/s） 100 200 300 400 500
阻力f/N
(1)6t航空燃油完全燃烧释放的热量。
(2)此次巡航时飞机的输出功率。
(3)WS－15涡扇发动机此次巡航的热机效率。
8．随着人们生活水平的提高，小汽车已普遍进入我们的家庭。国庆长假期间，小明和爸爸驾车出去旅游，汽车在一段平直且限速的高速公路上匀速行驶，消耗汽油2L，发动机实际输出功率为50.4kW，汽油机效率为35%，请你帮小明解决下列问题：（假如汽油完全燃烧，；）
(1)发动机是汽车的“心脏”。它工作时的 冲程将汽油燃烧的内能转化为机械能。
(2)2L汽油完全燃烧能放出的热量；
(3)汽车在这段路面行驶过程中，受到的阻力；
(4)通过计算说明小明的爸爸是否在超速驾驶。
9．如图是一款水陆两栖车，重1338千克，长4.57米。它能够直接从陆地开到水中，并在15秒内由车变成船。动力来自一台最大功率220kW的发动机。在陆地行驶时速度最高达120km/h，在水上速度可达到72km/h。假设在某次工作中该车和乘坐人员的总质量为1600kg，轮胎与地面的总接触面积大约为0.1m2，在此次工作中，求：
(1)该车漂浮在水面上静止时受到的浮力是多少？
(2)该车静止在水平地面上时，对地面的压强约为多大？
(3)该车在水上以最大功率行驶10km，发动机做的功是多少？
(4)若该车在水平公路上行驶时的阻力恒为车重的0.1倍，此时百公里油耗为16L，求此次在水平公路上行驶的效率。（汽油的热值为4.6×107J/kg，汽油的密度为0.7×103kg/m3）
10．如图所示是人们搬家时常用的中型面包车，该车自重约为4t，最大载货量为1t。若满载时该汽车发动机以恒定功率60kW在平直的公路上匀速行驶30min，消耗了10L的汽油，已知汽车在匀速直线行驶时受到的阻力为车总重的0.4倍。（已知，，）求：
(1)汽油机工作时，燃料在汽缸内燃烧时将 能转化成 能。
(2)汽车在匀速直线行驶的过程中所受牵引力的大小。
(3)30min内该汽车消耗的汽油完全燃烧释放出的热量。
(4)该汽车在行驶过程中的热机效率。（百分号前保留一位小数）
11．我国第一辆以氢能源为燃料的汽车，在2024年4月实现了从北京到上海1500公里长距离运输的首次测试。如图所示，汽车空载质量为3.5t，轮胎与地面的总接触面积为0.7m2;假设汽车在一段平直公路上以恒定功率75kW匀速行驶3min，速度为108km/h，消耗氢燃料0.2kg，已知氢的热值为1.4×103J/kg，求：
(1)选用氢为燃料是因为氢的 汽车的动力装置是内燃机，其中将内能转化为机械能的是 冲程；
(2)求汽车空载，静止时对水平地面的压强；
(3)求汽车匀速行驶时所受的阻力；
(4)求汽车发动机的效率.（结果保留百分号前两位小数。）
12．如图所示的是某新型太阳能汽车，该汽车的动力完全由安装在车顶的电池板收集的太阳能提供。接收太阳能的电池板有效面积为。某次试车过程中，该车在水平路面上以的速度做匀速直线运动。已知汽车（包括司乘人员）的总质量为，汽车行驶过程中所受阻力大小为车重的。
(1)求汽车的重力；
(2)求汽车在测试中匀速行驶时的功率；
(3)若试车时太阳光照射到电池板单位面积上的功率为，则此过程中该太阳能汽车的能量转化效率为多少？（假设试车过程中太阳的光照情况不变）
13．小岚准备开一家火锅店，于是对火锅店采用什么样的加热方式进行了调查。目前火锅加热方式有电磁炉和燃气炉两种。每度电的电费为0.8元，每立方米燃气的费用为4元。电磁炉将电能转化为汤料内能的效率为80%。若被加热汤料的比热容取，燃气的热值取，汤料沸点为100℃。试计算并回答：
(1)用1500W的电磁炉给3kg的汤料加热12min，消耗的电能是多少
(2)若用燃气炉加热3kg汤料，使汤料升高相同的温度，消耗0.054m3燃气，燃气炉的效率是多少
(3)以上面数据为基础，给小岚一个建议。应该用电磁炉还是燃气炉？并简述理由。
14．一款小型电火锅如图甲所示，通过档位开关实现高、中、低三档控温功能；图乙是它的简化电路图，R1、R2、R3均为加热电阻（阻值保持不变）。已知R1的阻值为176Ω，电火锅的部分参数如下表所示。求：
额定电压 220V
低温档功率
中温档功率 440W
高温档功率 1100W
(1)R2和R3的阻值分别是多少？
(2)电火锅在低温档工作时的功率是多少？
(3)某次使用时，在标准大气压下，用高温档将1.1kg水从10℃加热到沸腾，用时7min，求：此次高温档加热水的效率？[]
参考答案
1．(1)2×106Pa
(2)4.5×108J
(3)40%
【详解】（1）公交车静止在水平地面时，对地面的压力
公交车静止在水平地面时，对地面的压强
（2）消耗的柴油完全燃烧放出的热量
（3）公交车行驶20min做的有用功
公交车柴油机的效率
2．(1)
(2)
(3)25%
【详解】（1）除雪卡车静止时，车轮对地面的压强
（2）卡车在水平面上匀速行驶，牵引力与阻力是一对平衡力，卡车受到的牵引力
卡车行驶过程中牵引力所做的功
（3）汽油完全燃烧放出的热量
该卡车发动机的效率
3．(1)1.5×106Pa
(2)2.1×107J
(3)60%
【详解】（1）公交车静止时对水平地面的压强
（2）此次行驶过程牵引力所做的功
（3）氢气燃烧释放的热量
公交车发动机的效率
4．(1)
(2)
【详解】（1）食材吸收的热量Q吸=c食材m食材(t-t0)=3.42×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-40℃)=4.104×105J
（2）酒精完全燃烧释放的热量
火锅的热效率
5．(1)0.8h
(2)
(3)1350N
【详解】（1）汽车行驶的时间
（2）汽油体积
消耗汽油的质量
汽油完全燃烧释放的热量
（3）汽车行驶距离
牵引力做有用功
汽车的牵引力
6．(1) 用电器 5600N
(2)6.3×104W
(3)58.6%
(4)0.28kg
【详解】（1）[1]利用充电桩给电池充电时，电池消耗电能，将电能转化为化学能储存起来，所以此时电池相当于用电器。
[2]飞行汽车空载时受到的重力大小
悬停时，处于平衡状态，所以受到的升力等于重力，飞行汽车获得的升力为5600N。
（2）该过程中飞行汽车克服所受的总重力做的功W=G′h=m′gh=（560kg+200kg）×10N/kg×1000m=7.6×106J
则该飞行汽车克服重力做功的平均功率是
（3）消耗的电能
所以飞行汽车的电动机效率
（4）由汽油完全燃烧来提供，即Q放=W=1.296×107J
则需要消耗汽油的质量为
7．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）6t航空燃油完全燃烧释放的热量为
（2）此次巡航时，飞机的速度为v=1800km/h=500m/s
由表可知，此时阻力为，飞机做匀速直线运动，牵引力和阻力是一对平衡力，牵引力为
飞机的输出功率为
（3）飞机飞行的距离为
WS－15涡扇发动机此次巡航的热机效率为
8．(1)做功
(2)7.2×107J
(3)1.68×103N
(4)没有超速驾驶
【详解】（1）汽车的发动机在做功冲程中，缸内的燃气推动活塞做功，将汽油燃烧的内能转化为机械能。
（2）2L汽油完全燃烧能放出的热量为
（3）汽车对外做的有用功为
汽车在这段路面做匀速直线运动过程中，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，大小为
（4）汽车的速度为
小于限速120km/h，没有超速驾驶。
9．(1)1.6×104N
(2)1.6×105Pa
(3)1.1×108J
(4)31%
【详解】（1）某次工作中该车和乘坐人员的总质量为1600kg，该车和乘坐人员的总重力G=mg=1600kg×10N/kg=1.6×104N
根据物体的浮沉条件可知，漂浮时受到的浮力大小等于自身的重力大小，该车漂浮在水面上静止时受到的浮力F浮=G=1.6×104N
（2）该车静止在水平地面上时，车受力平衡，车对地面的压力大小等于车和乘坐人员的总重力大小，车对地面的压力大小F=G=1.6×104N
轮胎与地面的总接触面积大约为0.1m2，对地面的压强
（3）水上行驶时速度v=72km/h=20m/s
行驶的路程s=10km=1×104m
根据可得，行驶10km需要的时间
则发动机做的功W=Pt=220×103W×500s=1.1×108J
（4）该车做匀速直线运动时，受力平衡，牵引力的大小等于阻力的大小，则车的牵引力 F牵=f=0.1G=0.1×1.6×104N=1.6×103N
水陆两栖车行驶百公里，牵引力做的功W牵=F牵s'=1.6×103N×1×105m=1.6×108J
百公里油耗为16L，即行驶百公里消耗汽油的体积为16dm3，汽油完全燃烧放出的热量Q放=m汽油q=ρ汽油Vq=0.7×103kg/m3×16×10-3m3×4.6×107J/kg=5.152×108J
发动机的效率
10．(1) 化学 内
(2)
(3)
(4)
【详解】（1）[1][2]汽油机工作时，燃料在汽缸内燃烧，发生化学变化，将化学能转化为内能。
（2）汽车满载时的总重力为
汽车行驶时受到的阻力大小为
则汽车匀速直线行驶过程中所受牵引力大小为
（3）消耗汽油的质量为
汽油完全燃烧释放出的热量为
（4）该过程中发动机做的功为
该汽车在行驶过程中热机效率
11．(1) 热值大 做功
(2)5×104Pa
(3)2500N
(4)48.2%
【详解】（1）[1]选用氢为燃料是因为氢的热值大，由知道，在相同质量的情况下，热值越大的物质完全燃烧放出的热量更多。
[2]四冲程内燃机在做功冲程中将内能转化为机械能。
（2）汽车空载，静止时对水平地面的压力等于自身的重力，即
汽车空载，静止时对水平地面的压强为
（3）汽车的行驶速度
汽车匀速行驶时所受的阻力与其所受的牵引力为一对平衡力，大小相等，则阻力的大小为
（4）消耗氢燃料0.2kg放出的热量为
牵引力做功为
则汽车发动机的效率为
12．(1)4800N
(2)960W
(3)20%
【详解】（1）汽车的重力
（2）汽车匀速直线行驶时，牵引力等于阻力，牵引力
汽车的功率
（3）试车过程，所做的有用功
此过程吸收的太阳能
该太阳能汽车的能量转化效率
13．(1)
(2)40%
(3)应该使用燃气炉；因为更省钱
【详解】（1）由可知，消耗的电能
（2）由可知，汤料吸收的热量
燃气完全燃烧放出的热量
燃气炉的效率
（3）使汤料升高相同的温度，消耗的电能
电费元元
使用燃气炉费用元元
所以，应使用燃气炉，因为更省钱。
14．(1)，
(2)
(3)
【详解】（1）当开关S接“高”时，电路中只有R3接入电路，此时为高温档。根据得R3的阻值
当开关S接“中”时，R2与R3 串联接入电路，此时为中温档。根据得，中温档总电阻
R2的电阻为
（2）当开关S接“低”时，R1与R3串联接入电路，此时为低温档。低温档总电阻
则低温档功率
（3）加热效率
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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