專題02機(jī)械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化模型-2022中考物理?？加?jì)算題（能量的轉(zhuǎn)化效率問(wèn)題專題）之經(jīng)典模型培優(yōu)練習(xí)（原卷版）

專題02機(jī)械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化模型解析版1．如圖為汽油機(jī)做功沖程的示意圖．若某型號(hào)單缸四沖程汽油機(jī)的活塞沖程長(zhǎng)度為L(zhǎng)=0.12m，某種工作狀態(tài)下做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋毫镕=3×103N，活塞以1400次/分鐘作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，汽油機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩次，對(duì)外做功一次．求：

（1）汽油機(jī)在此工作狀態(tài)下，對(duì)外做的一次功的大小；

（2）汽油機(jī)在此工作狀態(tài)下，1min內(nèi)做功的功率；

（3）如果此工作狀態(tài)下每分鐘消耗20g汽油，那么汽油機(jī)把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率．（q汽油=4.6×107J/kg、不計(jì)摩擦，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）2．智能汽車己經(jīng)成為世界車輛工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和汽車工業(yè)增長(zhǎng)的新動(dòng)力，如下圖是一款質(zhì)量為2t的智能汽車正在進(jìn)行無(wú)人駕駛測(cè)試，汽車通過(guò)滑輪組勻速將物體提升，在汽車對(duì)繩子施加的拉力F作用下，質(zhì)量為1200kg的物體以1m/s的速度勻速上升了3m，在這個(gè)過(guò)程中，拉力F做功的功率為15kW。不計(jì)繩重和輪與軸的摩擦。（q汽油=4.6×107J/kg；g=10N/kg）求：(1)拉力F的大?。?2)拉力F所做的總功；(3)假如在此過(guò)程中給好燃燒汽油4g，則該汽車將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是多少。（效率用百分?jǐn)?shù)表示，小數(shù)點(diǎn)后面保留一小數(shù)）3．一臺(tái)單缸四沖程柴油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速為360r/min，在做功沖程中活塞受到燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)為1.5×106Pa，活塞的橫截面積是S=1.2×102m2，行程是L=0.3m。(1)該柴油機(jī)在一次做功沖程中能做多少功？(2)該柴油機(jī)的功率為多大？(3)若該柴油機(jī)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為30%，已知柴油的燃燒值是4.3×107J/kg，則該柴油機(jī)每工作10min須燃燒柴油多少kg？（結(jié)果保留兩位小數(shù)）4．某公交汽車以天然氣為燃料，該車在平直公路上以15m/s的速度勻速行駛10min，消耗的天然氣為4.5m3，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)提供的牽引力為6000N。已知天然氣的熱值是4×107J/m3，試求：(1)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)做的功是多少J?(2)所消耗的天然氣完全燃燒所放出的熱量是多少J?(3)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)將天然氣完全燃燒獲得的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是多大?5．我國(guó)研制的大客機(jī)C919搭載某渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，它的熱效率和推進(jìn)效率比一般客機(jī)高，所謂熱效率是指發(fā)動(dòng)機(jī)獲得的機(jī)械能與燃料完全燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能之比，而推進(jìn)效率則是指發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)飛機(jī)的推力所做的功與發(fā)動(dòng)機(jī)獲得的機(jī)械能之比。速度v/m/s100200300400500阻力f/N0.9×1043.6×1048.1×1041.44×1052.25×105(1)飛機(jī)飛行時(shí)所受阻力f與運(yùn)行速度v的關(guān)系如表，則它們之間的數(shù)量關(guān)系；(2)若飛機(jī)以200m/s的水平速度勻速巡航0.5h過(guò)程中，消耗燃油1080kg，則此過(guò)程，飛機(jī)克服阻力所做的功為多少J；若發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率為40%，則發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)效率為多少？（燃油熱值q=5.0×107J/kg）6．如圖是一款新型智能送餐機(jī)器人，空載質(zhì)量，輪子與地面接觸總面積。（g取，汽油的執(zhí)值?。┣螅海?）機(jī)器人空載時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是多少？（2）某次送餐過(guò)程中，機(jī)器人以的速度勻速直線移動(dòng)，若它在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力為，則在內(nèi)驅(qū)動(dòng)力對(duì)機(jī)器人所做的功是多少？（3）如果做這些功用燃燒汽油來(lái)供給，完全燃燒放出內(nèi)能轉(zhuǎn)化機(jī)械能的效率為30%，則做這些功需要消耗多少汽油？7．我市創(chuàng)建環(huán)保模范城市，引進(jìn)了新能源混合動(dòng)力公交車，該車采用液化天然氣和電混合使用作為驅(qū)動(dòng)車輛的動(dòng)力，既節(jié)約資源又減少排放，已知一輛公交車的總質(zhì)量為5×103kg，車行駛時(shí)所受力阻力是車總重的0.5倍（g取10N/kg）。求：（1）公交車在平直公路上勻速行駛時(shí)的牽引力；（2）公交車以10m/s的速度通過(guò)1200m長(zhǎng)的橋梁需要的時(shí)間及牽引力做的功？（3）液化天然氣的熱值為4.8×107J/kg，完全燃燒放出的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為40%，則做這些功需要消耗的液化天然氣的質(zhì)量。8．我國(guó)自主研制的新一代戰(zhàn)斗機(jī)，它最大起飛質(zhì)量為37t，最大飛行高度達(dá)20000m，最大航行速度達(dá)2.5倍聲速（合3060km/h），飛機(jī)航行時(shí)所受阻力的大小與速度的關(guān)系見(jiàn)下表：速度v/（m/s）100200300400500阻力f/（×104N）0.31.22.74.87.5該飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率和推進(jìn)效率都較高，所謂熱效率是指發(fā)動(dòng)機(jī)獲得的機(jī)械能W機(jī)械與燃料完全燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能Q放之比，而推進(jìn)效率是指發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞給飛機(jī)的推進(jìn)功（推力所做的功W推力）與其獲得的機(jī)械能之比，飛機(jī)使用的航空燃油的熱值為5×107J/kg。若該機(jī)以巡航速度500m/s勻速水平飛行15min的過(guò)程中消耗燃油2.5t。求：（1）飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)推力的功率；（2）如該發(fā)動(dòng)機(jī)此時(shí)的熱效率為50%，則此過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)效率為多大？9．目前“節(jié)能減排”已引起全球的關(guān)注。如何減少能耗，提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率越來(lái)越受到人們的重視，大多數(shù)家用汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)均為汽油機(jī)，它把汽油燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能部分轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，再通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將動(dòng)力傳給車輪使汽車行駛。發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是汽車的經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)之一，廠家提供的汽車部分參數(shù)如下。測(cè)試數(shù)據(jù)：汽車質(zhì)量1.5t，四個(gè)輪胎與地面接觸的總面積為0.1m2，在平直公路上以100km/h的速度勻速行駛時(shí)，百公里耗油量為10L，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率為28kW，使用的92號(hào)汽油的熱值為4.5107J/kg，密度為0.7103kg/m3。（g取10N/kg）求：（1）汽車靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是多少?（2）在測(cè)試條件下，該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是多少?10．如圖所示是國(guó)產(chǎn)大型水陸兩棲飛機(jī)“鯤龍”AG600，它裝有4臺(tái)國(guó)產(chǎn)WJ6渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)，既能在陸地上起降，又能在水面上起降，是一艘會(huì)飛的船。飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率和推進(jìn)效率是反映飛機(jī)性能的重要指標(biāo)。發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率是指發(fā)動(dòng)機(jī)獲得的機(jī)械能與燃料完全燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能之比，推進(jìn)效率是指發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞給飛機(jī)的推進(jìn)功（推力所做的功）與獲得的機(jī)械能之比。飛機(jī)的部分參數(shù)如下表所示：WJ6發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量4臺(tái)M大起飛質(zhì)量53.5t最大巡航速度發(fā)動(dòng)機(jī)巡航推力發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率40%發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)效率……（1）“鯤龍”AG600在水面降落的過(guò)程中，重力勢(shì)能______，動(dòng)能______。（2）若AG600以最大速度滿載巡航2h，消耗燃油5000kg，燃油的熱值，求：①燃油完全燃燒獲得的內(nèi)能。()②發(fā)動(dòng)機(jī)推力所做的功。()③此過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)效率。()11．南極冰面上，科考隊(duì)用拖拉機(jī)借助鋼索水平牽引裝有貨物的輕質(zhì)木箱來(lái)運(yùn)輸貨物。該拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率和推進(jìn)效率都較高，所謂熱效率是指發(fā)動(dòng)機(jī)獲得的機(jī)械能W機(jī)械與燃料完全燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能Q放之比，而推進(jìn)效率是指發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞給拖拉機(jī)的牽引功（牽引力所做的功W牽引）與其獲得的機(jī)械能之比。某次運(yùn)輸過(guò)程中該拖拉機(jī)牽引裝有貨物的木箱在水平冰面上以10m/s的速度勻速直線行駛10km，消耗柴油1kg，牽引木箱做功的功率為9kW．（q柴油=4.5×107J/kg）求該過(guò)程中：（1）木箱受到地面的滑動(dòng)摩擦力多大？（2）牽引力做功多少焦耳？（3）若該發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率為40%，則此過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)效率？12．國(guó)產(chǎn)某品牌SUV汽車，質(zhì)量為1.8t，輪胎的著地面積是0.06m2，在水平公路上，以72km