專題02機械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化模型-2022中考物理常考計算題（能量的轉(zhuǎn)化效率問題專題）之經(jīng)典模型培優(yōu)練習(xí)（原卷版）

專題02機械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化模型解析版1．如圖為汽油機做功沖程的示意圖．若某型號單缸四沖程汽油機的活塞沖程長度為L=0.12m，某種工作狀態(tài)下做功沖程燃氣的平均壓力為F=3×103N，活塞以1400次/分鐘作往復(fù)運動，汽油機往復(fù)運動兩次，對外做功一次．求：

（1）汽油機在此工作狀態(tài)下，對外做的一次功的大??；

（2）汽油機在此工作狀態(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，那么汽油機把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的效率．（q汽油=4.6×107J/kg、不計摩擦，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)域研究的熱點和汽車工業(yè)增長的新動力，如下圖是一款質(zhì)量為2t的智能汽車正在進行無人駕駛測試，汽車通過滑輪組勻速將物體提升，在汽車對繩子施加的拉力F作用下，質(zhì)量為1200kg的物體以1m/s的速度勻速上升了3m，在這個過程中，拉力F做功的功率為15kW。不計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)假如在此過程中給好燃燒汽油4g，則該汽車將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的效率是多少。（效率用百分數(shù)表示，小數(shù)點后面保留一小數(shù)）3．一臺單缸四沖程柴油機的飛輪轉(zhuǎn)速為360r/min，在做功沖程中活塞受到燃氣的平均壓強為1.5×106Pa，活塞的橫截面積是S=1.2×102m2，行程是L=0.3m。(1)該柴油機在一次做功沖程中能做多少功？(2)該柴油機的功率為多大？(3)若該柴油機將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為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)動機提供的牽引力為6000N。已知天然氣的熱值是4×107J/m3，試求：(1)汽車發(fā)動機做的功是多少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)動機工作時將天然氣完全燃燒獲得的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的效率是多大?5．我國研制的大客機C919搭載某渦輪噴氣發(fā)動機，它的熱效率和推進效率比一般客機高，所謂熱效率是指發(fā)動機獲得的機械能與燃料完全燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能之比，而推進效率則是指發(fā)動機對飛機的推力所做的功與發(fā)動機獲得的機械能之比。速度v/m/s100200300400500阻力f/N0.9×1043.6×1048.1×1041.44×1052.25×105(1)飛機飛行時所受阻力f與運行速度v的關(guān)系如表，則它們之間的數(shù)量關(guān)系；(2)若飛機以200m/s的水平速度勻速巡航0.5h過程中，消耗燃油1080kg，則此過程，飛機克服阻力所做的功為多少J；若發(fā)動機的熱效率為40%，則發(fā)動機的推進效率為多少？（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)值取）求：（1）機器人空載時對水平地面的壓強是多少？（2）某次送餐過程中，機器人以的速度勻速直線移動，若它在運動過程中所受阻力為，則在內(nèi)驅(qū)動力對機器人所做的功是多少？（3）如果做這些功用燃燒汽油來供給，完全燃燒放出內(nèi)能轉(zhuǎn)化機械能的效率為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，引進了新能源混合動力公交車，該車采用液化天然氣和電混合使用作為驅(qū)動車輛的動力，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的牽引力；（2）公交車以10m/s的速度通過1200m長的橋梁需要的時間及牽引力做的功？（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．我國自主研制的新一代戰(zhàn)斗機，它最大起飛質(zhì)量為37t，最大飛行高度達20000m，最大航行速度達2.5倍聲速（合3060km/h），飛機航行時所受阻力的大小與速度的關(guān)系見下表：速度v/（m/s）100200300400500阻力f/（×104N）0.31.22.74.87.5該飛機發(fā)動機的熱效率和推進效率都較高，所謂熱效率是指發(fā)動機獲得的機械能W機械與燃料完全燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能Q放之比，而推進效率是指發(fā)動機傳遞給飛機的推進功（推力所做的功W推力）與其獲得的機械能之比，飛機使用的航空燃油的熱值為5×107J/kg。若該機以巡航速度500m/s勻速水平飛行15min的過程中消耗燃油2.5t。求：（1）飛機發(fā)動機推力的功率；（2）如該發(fā)動機此時的熱效率為50%，則此過程中發(fā)動機的推進效率為多大？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)動機的效率越來越受到人們的重視，大多數(shù)家用汽車的發(fā)動機均為汽油機，它把汽油燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能部分轉(zhuǎn)化成機械能，再通過傳動機構(gòu)將動力傳給車輪使汽車行駛。發(fā)動機的效率是汽車的經(jīng)濟性能指標(biāo)之一，廠家提供的汽車部分參數(shù)如下。測試數(shù)據(jù)：汽車質(zhì)量1.5t，四個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，百公里耗油量為10L，發(fā)動機輸出功率為28kW，使用的92號汽油的熱值為4.5107J/kg，密度為0.7103kg/m3。（g取10N/kg）求：（1）汽車靜止時對水平地面的壓強是多少?（2）在測試條件下，該汽車發(fā)動機的效率是多少?10．如圖所示是國產(chǎn)大型水陸兩棲飛機“鯤龍”AG600，它裝有4臺國產(chǎn)WJ6渦輪螺旋槳發(fā)動機，既能在陸地上起降，又能在水面上起降，是一艘會飛的船。飛機發(fā)動機的熱效率和推進效率是反映飛機性能的重要指標(biāo)。發(fā)動機的熱效率是指發(fā)動機獲得的機械能與燃料完全燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能之比，推進效率是指發(fā)動機傳遞給飛機的推進功（推力所做的功）與獲得的機械能之比。飛機的部分參數(shù)如下表所示：WJ6發(fā)動機數(shù)量4臺M大起飛質(zhì)量53.5t最大巡航速度發(fā)動機巡航推力發(fā)動機的熱效率40%發(fā)動機的推進效率……（1）“鯤龍”AG600在水面降落的過程中，重力勢能______，動能______。（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)動機推力所做的功。()③此過程中發(fā)動機的推進效率。()11．南極冰面上，科考隊用拖拉機借助鋼索水平牽引裝有貨物的輕質(zhì)木箱來運輸貨物。該拖拉機發(fā)動機的熱效率和推進效率都較高，所謂熱效率是指發(fā)動機獲得的機械能W機械與燃料完全燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能Q放之比，而推進效率是指發(fā)動機傳遞給拖拉機的牽引功（牽引力所做的功W牽引）與其獲得的機械能之比。某次運輸過程中該拖拉機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）求該過程中：（1）木箱受到地面的滑動摩擦力多大？（2）牽引力做功多少焦耳？（3）若該發(fā)動機的熱效率為40%，則此過程中發(fā)動機的推進效率？12．國產(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