热机的计算
一、填空题（共9小题）（除非特别说明，请填准确值） 1．有一台四缸发动机，其主要技术指标有：排量2.0L 、输出功率
120kW
、转速
6000r/min．其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到
下止点所扫过的容积，又称单缸排量．它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（即
冲程长）．转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数．则：
①该发动机在1s 内做功 J ，1s 内共有 个做功冲程，单缸排量V= L ；
②在每个做功冲程里，发动机做功W= J ．
2．随着人们生活水平的提高．轿车已逐步进入我国普通百姓家中．已知某国产骄车每行驶100km 消耗8L 汽油（1L=10-3m 3），汽油的密度为0.71×103kg/m3、热值为4.6×l07J/kg．则
（1）10kg 汽油完全燃烧时所产生的热量是 J ．
（2）该汽车行驶100km 消耗的汽油的质量是 kg ．
（3）当该汽车以50kW 的功率在平直公路上以72km/h的速度匀速行驶时，它所受到的阻力等于 N ．
3．现代生活中最重要的交通运输工具--汽车，与我们的生活走得越来越近了．某单缸汽油发动机气缸的活塞面积是120cm 2，做功冲程中活塞移动的距离是30cm ，气体的平均压强是5×105Pa ．汽油的热值是
4.6×107J/kg，每次做功耗油0.2g ，气体一次膨胀对活塞做的功是
J ；若每次做功过程中汽油的90%完全燃烧，每次汽油燃烧放出的热量是 J ；排气过程中，废气温度 ，内能 ．
4．汽车应用了许多物理知识：
（1）小轿车前方的挡风玻璃是倾斜的，目的是 ．
（2）汽车中一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速为3600转/分，该汽油机活塞1s 对外做功 次．
（3）有的轿车尾部安装一个“气流偏导器”，它是依据 的原理，当轿车高速行驶时，能产生较大的抓地力．
（4）为了安全，在同样的道路上，不同车型的限制车速是不同的，大卡车的最大行驶速度应比小轿车 （选填“大”或“小”）．
5．利用图示装置可以将机械能转化为内能．当挂在滑轮上的两个重物落下时，装满水
的容器中的叶片便转动起来，使水的温度升高．假设两边滑轮所挂重物的质量均为m 1，
重物下落的高度为h ，容器内水的质量为m 2，水升高的温度为△t ，水的比热容为c ，
这台机器的效率为 ．（用物理量符号表示）
6．现代生活中最重要的交通运输工具--汽车，与我们的生活走得越来越近了．
（1）某单缸汽油发动机气缸的活塞面积是120cm 2，做功冲程中活塞移动的距离是30cm ，气体的平均压强是5×105Pa ．汽油的热值是4.6×107J/kg，每次做功耗油0.2g ，气体一次膨胀对活塞做的功是 J ；若每次做功过程中汽油的90%完全燃烧，每次汽油燃烧放出的热量是 J ；排气过程中，废气温度 ，内能
二、解答题（共10小题）（选答题，不自动判卷）
1
10
，则它在水平路面上匀速行驶的速度可达多少m/s？（运算中取g=10N/kg）
解：
14．（2011•河西区一模）如图所示是四冲程汽油机的剖面图．发动机的每一个工作循
环曲轴转动2周．表中所示的是某品牌轿车汽油发动机的部分参数．
28. （09·广西百色市）氢能被视为未来的理想清洁能源。随着科技的不断进步，现在从植物中提取氢的效率越来越高，可以从34kg 干燥的植物中提取lkg 的氢。
(1)目前的节能小轿车每百公里耗油量可以降到
5L ，则这种节能小轿车每百公里消耗的汽油是多少kg?
(2)如果汽车发动机使用氢能源来工作，效率可以达到60%。若一辆氢能源小轿车在从桂林
行驶到百色大约700km 的路程上获得的平均牵引力为8.4×l0N ，则它从桂林行驶到百色需要消耗的氢大约是多少kg?
(ρ
27. （09·大连）如图是某四冲程汽油机做功冲程的示意图，活塞的横
截面积是35cm . 做功冲程中，燃气对活塞的平均压强是1.0×10Pa ，活
塞移动的距离是60mm, 所用时间是0.015s 。试求：（1）做功冲程中，燃
气对活塞的平均压力是多少？（2）做功冲程中，平均压力做功的功率
是多少？（3）设做功冲程汽油完全燃烧，放出的热量是840J, 则该汽油
机的效率是多少？
（10·沈阳）22．（8分）随着国民经济的发展，汽车已走进家庭。一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km ，消耗汽油10L 。若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为4.6×107 J/kg，密度为0.7×103kg/m3，求：
(1)这些汽油完全燃烧放出的热量；
(2)这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。 26汽油2=0.71×l0kg/m；q 氢=1.4×l0J/kg；lL= ldm) 3 383
（11·桂林）29．从2006年开始，我国就参与了国际科研合作项目《国际热核聚变实验堆联合实施协定》，研究可控核聚变技术。该技术可用氢的同位素氘和氚聚合发生核聚变释放能量，并不会产生放射性污染，如图甲所示。
而氘可以从海水中提取，从1L 的海水中提取的氘参与核聚变反应放出的能量相当于300L 优质汽油完全燃烧放出的热量。若这些核能用来发电的效率可以达到50%，所产生的电能可供如图乙所示的电力机车牵引功率为4800kW 的“和谐号”电力动车组以252km/h的运营速度匀速行驶多少km ？（计算结果保留一位小数）（汽油密度：0.71×103kg/m3；汽油热值：4.6×107J/kg）
（11·杭州）36．人类的祖先钻木取火，为人类文明揭开了新的一页。钻木取火的一种方法如图所示，将削尖的木棒伸到木板的洞里，用力压住木棒来回拉动钻弓。木棒在木板的洞里转动时，板与棒互相摩擦，机械能转化为内能，而热集中在洞内，不易散发，提高了木棒尖端的温度，当达到约260℃时木棒便开始燃烧。因木头是热的不良导体，故受热厚度很薄，木棒受热部分的质量只有0．25g 。已知：来回拉一次钻弓需1.0s ，弓长为s =0.25m，人拉弓的力为16N ，木头比热C =2× 103J ／（kg·℃），室温为20℃。问：
（1）人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为多少？
（2）人克服摩擦力做功使机械能转化为内能，若其中有25％被木棒尖端吸收，则1s 内可使木棒尖端温度提高多少℃？
（3）请你估算用多长时间才能使木棒燃烧起来？
热机的计算
一、填空题（共9小题）（除非特别说明，请填准确值） 1．有一台四缸发动机，其主要技术指标有：排量2.0L 、输出功率
120kW
、转速
6000r/min．其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到
下止点所扫过的容积，又称单缸排量．它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（即
冲程长）．转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数．则：
①该发动机在1s 内做功 J ，1s 内共有 个做功冲程，单缸排量V= L ；
②在每个做功冲程里，发动机做功W= J ．
2．随着人们生活水平的提高．轿车已逐步进入我国普通百姓家中．已知某国产骄车每行驶100km 消耗8L 汽油（1L=10-3m 3），汽油的密度为0.71×103kg/m3、热值为4.6×l07J/kg．则
（1）10kg 汽油完全燃烧时所产生的热量是 J ．
（2）该汽车行驶100km 消耗的汽油的质量是 kg ．
（3）当该汽车以50kW 的功率在平直公路上以72km/h的速度匀速行驶时，它所受到的阻力等于 N ．
3．现代生活中最重要的交通运输工具--汽车，与我们的生活走得越来越近了．某单缸汽油发动机气缸的活塞面积是120cm 2，做功冲程中活塞移动的距离是30cm ，气体的平均压强是5×105Pa ．汽油的热值是
4.6×107J/kg，每次做功耗油0.2g ，气体一次膨胀对活塞做的功是
J ；若每次做功过程中汽油的90%完全燃烧，每次汽油燃烧放出的热量是 J ；排气过程中，废气温度 ，内能 ．
4．汽车应用了许多物理知识：
（1）小轿车前方的挡风玻璃是倾斜的，目的是 ．
（2）汽车中一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速为3600转/分，该汽油机活塞1s 对外做功 次．
（3）有的轿车尾部安装一个“气流偏导器”，它是依据 的原理，当轿车高速行驶时，能产生较大的抓地力．
（4）为了安全，在同样的道路上，不同车型的限制车速是不同的，大卡车的最大行驶速度应比小轿车 （选填“大”或“小”）．
5．利用图示装置可以将机械能转化为内能．当挂在滑轮上的两个重物落下时，装满水
的容器中的叶片便转动起来，使水的温度升高．假设两边滑轮所挂重物的质量均为m 1，
重物下落的高度为h ，容器内水的质量为m 2，水升高的温度为△t ，水的比热容为c ，
这台机器的效率为 ．（用物理量符号表示）
6．现代生活中最重要的交通运输工具--汽车，与我们的生活走得越来越近了．
（1）某单缸汽油发动机气缸的活塞面积是120cm 2，做功冲程中活塞移动的距离是30cm ，气体的平均压强是5×105Pa ．汽油的热值是4.6×107J/kg，每次做功耗油0.2g ，气体一次膨胀对活塞做的功是 J ；若每次做功过程中汽油的90%完全燃烧，每次汽油燃烧放出的热量是 J ；排气过程中，废气温度 ，内能
二、解答题（共10小题）（选答题，不自动判卷）
1
10
，则它在水平路面上匀速行驶的速度可达多少m/s？（运算中取g=10N/kg）
解：
14．（2011•河西区一模）如图所示是四冲程汽油机的剖面图．发动机的每一个工作循
环曲轴转动2周．表中所示的是某品牌轿车汽油发动机的部分参数．
28. （09·广西百色市）氢能被视为未来的理想清洁能源。随着科技的不断进步，现在从植物中提取氢的效率越来越高，可以从34kg 干燥的植物中提取lkg 的氢。
(1)目前的节能小轿车每百公里耗油量可以降到
5L ，则这种节能小轿车每百公里消耗的汽油是多少kg?
(2)如果汽车发动机使用氢能源来工作，效率可以达到60%。若一辆氢能源小轿车在从桂林
行驶到百色大约700km 的路程上获得的平均牵引力为8.4×l0N ，则它从桂林行驶到百色需要消耗的氢大约是多少kg?
(ρ
27. （09·大连）如图是某四冲程汽油机做功冲程的示意图，活塞的横
截面积是35cm . 做功冲程中，燃气对活塞的平均压强是1.0×10Pa ，活
塞移动的距离是60mm, 所用时间是0.015s 。试求：（1）做功冲程中，燃
气对活塞的平均压力是多少？（2）做功冲程中，平均压力做功的功率
是多少？（3）设做功冲程汽油完全燃烧，放出的热量是840J, 则该汽油
机的效率是多少？
（10·沈阳）22．（8分）随着国民经济的发展，汽车已走进家庭。一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km ，消耗汽油10L 。若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为4.6×107 J/kg，密度为0.7×103kg/m3，求：
(1)这些汽油完全燃烧放出的热量；
(2)这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。 26汽油2=0.71×l0kg/m；q 氢=1.4×l0J/kg；lL= ldm) 3 383
（11·桂林）29．从2006年开始，我国就参与了国际科研合作项目《国际热核聚变实验堆联合实施协定》，研究可控核聚变技术。该技术可用氢的同位素氘和氚聚合发生核聚变释放能量，并不会产生放射性污染，如图甲所示。
而氘可以从海水中提取，从1L 的海水中提取的氘参与核聚变反应放出的能量相当于300L 优质汽油完全燃烧放出的热量。若这些核能用来发电的效率可以达到50%，所产生的电能可供如图乙所示的电力机车牵引功率为4800kW 的“和谐号”电力动车组以252km/h的运营速度匀速行驶多少km ？（计算结果保留一位小数）（汽油密度：0.71×103kg/m3；汽油热值：4.6×107J/kg）
（11·杭州）36．人类的祖先钻木取火，为人类文明揭开了新的一页。钻木取火的一种方法如图所示，将削尖的木棒伸到木板的洞里，用力压住木棒来回拉动钻弓。木棒在木板的洞里转动时，板与棒互相摩擦，机械能转化为内能，而热集中在洞内，不易散发，提高了木棒尖端的温度，当达到约260℃时木棒便开始燃烧。因木头是热的不良导体，故受热厚度很薄，木棒受热部分的质量只有0．25g 。已知：来回拉一次钻弓需1.0s ，弓长为s =0.25m，人拉弓的力为16N ，木头比热C =2× 103J ／（kg·℃），室温为20℃。问：
（1）人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为多少？
（2）人克服摩擦力做功使机械能转化为内能，若其中有25％被木棒尖端吸收，则1s 内可使木棒尖端温度提高多少℃？
（3）请你估算用多长时间才能使木棒燃烧起来？