人教版（2024）九年级全册（2024）第3节 热机的效率综合训练题

这是一份人教版（2024）九年级全册（2024）第3节 热机的效率综合训练题，共11页。试卷主要包含了计算题等内容，欢迎下载使用。
一、计算题
1．一辆燃油汽车沿平直公路匀速行驶了 15km， 所用时间为600s， 消耗汽油1kg， 汽车在行驶过程中所受阻力恒为1000N(汽油的热值取q汽油=5.0×107J/kg)。求：
（1）牵引力所做功的大小；
（2）1kg汽油完全燃烧放出的热量：
（3）汽车发动机的效率。
2．随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家，一辆使用汽油为燃料的小汽车，小汽车总量为 4.0x103kg.若该小汽车在平直公路上匀速行驶了 l38km，该过程中汽车受到的阻力为汽车总重力的0.05，消耗了 20kg的汽油， 求： (g取10 N/kg， 汽油的热值 q=4.6×107J/kg)
（1） 汽车受到的牵引力：
（2）牵引力所做的功：
（3）小汽车的热机效率，
3．小明家新买来一台天然气热水器。小明学习了热效率的知识后，尝试估测该热水器的热效率，他把“进水量”设置为40kg，“出水温度”设置为40℃后，开始加热。当水温达到40℃时，自动停止加热。已知当时自来水的温度是20℃，加热前天然气表的示数为129.96m3，停止加热后变为130.06m3，天然气的热值q天然气＝4.2×107J/m3，求：
（1）天然气放出的热量；
（2）水箱中水吸收的热量；
（3）该热水器的热效率。
4．现用一煤气炉对10kg、20℃的水进行加热，用了0.1m3的煤气就将水的温度升高到了70℃，已知煤气的热值是3.5×107J/m3，水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），求：
（1）0.1m3煤气完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）该煤气炉的效率。
5．某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，要燃烧6kg的无烟煤，水的比热容为4.2×103J/kg⋅℃，无烟煤的热值是3×107J/kg，试求：
（1）锅炉内的水吸收的热量是多少？
（2）6kg的无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
（3）此锅炉的效率是多少？
6．小亮看到如图所示的阳光健身海报，决定每天放学回家由乘电梯改为爬楼梯。查阅资料知道，人运动所需的能量可来源于体内脂肪“燃烧”释放的化学能，1g脂肪完全“燃烧”释放的能量为3.8×104J（即可看作脂肪的热值q=3.8×104J/g）。若小亮的质量为60kg，家住11楼，每层楼高为3m。（g取10N/kg）
（1）求小亮所受的重力
（2）小亮每次乘电梯从1楼到11楼回家，若电梯匀速运行，求电梯对他做的功。
（3）若小亮每次爬楼梯回家消耗脂肪的质量为5g，求脂肪完全“燃烧”放出的能量。
7．高能聚合油是一种安全、清洁、可再生的新型环保燃料，某次用高能聚合油灶具将 10kg 的水从 25℃加热到 100℃，[水的比热容是 42×103J/（kg·℃），高能聚合油的热值约为 42×107J/kg]求：
（1）这些水吸收的热量；
（2）若该高能聚合油灶具烧水的热效率为 75%，则加热这些水燃烧了多少千克高能聚合油？
8．使用厨房中的电热水器将质量为 5kg 的水从 20℃加热到 50℃，该热水器消耗了7.2×105J 的电能。已知c水= 4.2ⅹ103J/(kg·℃)，天然气的热值q=4.2ⅹ107J/m3，求：
（1）水吸收的热量；
（2）该热水器的热效率；
（3）这些电能相当于完全燃烧多少m3天然气燃烧放出的热量。（结果保留小数点后两位）
9．新型混合动力汽车具有节能、低排放等优点。当混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中，由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，同时蓄电池的电能增加了5.12×107J．求：
（1）汽车牵引力做的功；
（2）若所用燃料的热值为4.5×107J/kg，测试过程中消耗8kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少；
（3）内燃机的效率。
10．随着我国经济的发展，人们的生活水平不断提高。汽车在我国越来越普及。问：
（1）某汽车静止时对水平地面的压强为3×105Pa，轮胎与地面总接触面积为400cm2，该汽车所受的重力是多大？
（2）该汽车以100km/h的速度匀速在平直公路上行驶46km所需的时间是多少？
（3）若上述过程中，汽车消耗汽油4kg，发动机产生的牵引力为车重的110，该汽车发动机的效率是多大？（q汽油=4.6×107J/kg）
11．如图所示的是建设公路时的载重汽车为了防止汽车行驶时发动机温度过高载重汽车安装了一个水箱与发动机相接触。下表是该汽车的参数。已知汽车在平直公路上匀速行驶时所受阻力是汽车总重的0.02倍，某次汽车满载以10m/s的速度在平直路上匀速行驶108km消耗柴油30kg；装满的水箱中水温升高了80℃。（c水＝4.2×103J（kg•℃），q柴油＝4.0×107J/kg，g取10N/kg）
请你根据以上信息解决下列问题：
（1）水箱中水吸收的热量是多少？
（2）载重汽车在平直路面上满载匀速行驶时牵引力的功率是多少？
（3）载重汽车在此行驶过程中的热机效率是多少？
12．某太阳能热水器内装有100kg、初温为25℃的水，经过一天的太阳照射，水温升高到75℃，求：
（1）热水器中的水吸收的热量？[水的比热容是c= 4.2×103 J/（kg·℃）]
（2）若使用效率为50%的燃气炉来加热这些水，使水升高相同的温度，需要完全燃烧多少m3天然气？（天然气的热值为q＝8.4×107 J/m3）
（3）若使用“220 V ，2000 W”的电热水器来加热这些水，使水升高相同的温度，电热水器正常工作至少需要多长时间？
13．现今社会，天然气灶使用方便、经济环保。如图所示，在一个标准大气压下，某天然气灶将一壶质量为3kg、温度为20℃的水加热至沸腾，大约需要8min，已知水的比热容为4.2×103J/(kg⋅°C)，天然气的热值为3.5×107J/m3求：
（1）水吸收的热量；
（2）若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，烧开这壶水需要多少天然气?
14．为了保障学生人身安全，已有大批校车投入使用。如图为某中学专用校车，其空车质量为4000kg，静止时轮胎与地面接触的总面积为 0.2m2 。这辆校车在某段平直公路上匀速行驶4km，用时5min，消耗柴油1L，所受到的阻力为 1.8×103N （柴油热值 3×107J/kg ，柴油的密度为 0.8×103kg/m3 ，g取10N/kg）求：
（1）这辆校车空车静止在水平路面上时，对路面的压强是多少？
（2）这段路程内发动机做功的功率是多少？
（3）校车所使用的柴油机的效率是多少？
15．小明用酒精灯给质量为 0.2kg 的水加热，他绘制出水的温度随加热时间变化的图像如图所示。已知酒精的热值q酒=3.0×107J/kg，加热时酒精灯平均每 1min 消耗2.8×10-3kg 的酒精。随后小明用该酒精灯以完全相同的加热方式给质量为 0.4kg 的沙子加热，测得沙子在 1min 内温度升高了35℃。已知水的比热容 c水=4.2×103J/ （kg·℃），求：
（1）加热2min 水吸收的热量 Q；
（2） 该酒精灯对水的加热效率η；
（3） 沙子的比热容c沙。
16．小明家煮饭、烧水使用的是管道天然气，用天然气炉燃烧0.03m3的天然气刚好能把2kg的水从初温25℃加热到100℃。（q天然气=4.5×107J/m3，c水=4.2×103J/(kg℃)）
(1)水吸收的热量是多少J？
(2)天然气放出的热量是多少？
(3)此过程中天然气炉的热效率是多少？（四舍五入法，百分号前保留整数）
答案解析部分
1．【答案】（1）一辆燃油汽车沿平直公路匀速 行驶，所以阻力等于牵引力等于1000N，根据W=Fs可知W=1000N×15000m=1.5×107J；
（2）汽油的热值取q汽油=5.0×107J/kg ，根据Q=mq计算 1kg汽油完全燃烧放出的热量 Q= 5.0×107J；
（3）解：根据效率公式η=WQ=1.5×107J5.0×107J=30%
【解析】【分析】（1）一辆燃油汽车沿平直公路匀速 行驶，所以汽车受到平衡力，阻力等于牵引力，根据W=Fs计算 牵引力所做功 ；
（2）汽油的热值取q汽油=5.0×107J/kg ，消耗汽油质量为1kg，根据热值公式Q=mq计算 1kg汽油完全燃烧放出的热量 ；
（3）根据效率公式η=WQ计算 汽车发动机的效率。
2．【答案】（1）解：汽车重力 G 总=m 总g=4.0×103kg×10N/kg=4.0×104N
f=0.05G 总=0.05×4.0×104N=2.0×103N
汽车在做匀速直线运动，F 牵=f=2.0×103N
答：汽车受到的牵引力为 2.0×103N
（2）解：s=138km=1.38×105m 牵引力做的功 W= F 牵s=2.0×103N×1.38×105m =2.76×108J
答：牵引力所做的功 2.76×108J；
（3）解：Q 放＝mq＝20 kg×4.6×107 J/kg＝9.2×108 J
W=2.76×108 J
η＝ ×100%＝ ×100%＝30%
答：小汽车的热机效率为 30%。
【解析】【分析】1）据题可知，汽车做匀速直线运动，所以牵引力等于阻力，阻力 f=0.05G 总 ，汽车的重力为 G 总=m 总g ，其中 m 总 =4.0×103kg ，据此计算
2） 汽车在平直公路上匀速行驶了 138km ，由1）知牵引力F，根据W F 牵s计算 牵引力所做的功
3） 汽油的热值 q=4.6×107J/kg ，消耗汽油的质量为20kg，根据Q=mq计算汽油完全燃烧释放的能量，由2）知牵引力的功， η =W/Q计算热机效率
3．【答案】（1）使用天然气的体积：V＝130.06m3﹣129.96m3＝0.1m3，
天然气完全燃烧释放的热量：Q放＝Vq天然气＝0.1m3×4.2×107J/m3＝4.2×106J
（2）水吸收的热量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（40℃﹣20℃）＝3.36×106J
（3）该热水器的热效率：η=Q吸Q放×100%=3.36×106J4.2×106J×100%＝80%
【解析】【分析】1） 使用天然气的体积：V＝130.06m3﹣129.96m3＝0.1m3， 根据天然气完全燃烧释放热量公式：Q放=vq天然气计算
2）根据热量公式 Q吸＝c水m水（t﹣t0） 计算水吸收的热量；
3）根据效率公式计算 该热水器的热效率 η=Q吸Q放×100%
4．【答案】（1）解：0.1m3煤气完全燃烧放出的热量为Q放=Vq=0.1m3×3.5×107J/m3=3.5×106J。
（2）解：水吸收的热量为Q吸=c水m水Δt水=4.2×103J/kg·℃×10kg×70℃−20℃=2.1×106J。
（3）解：该煤气炉的效率为η=Q吸Q放×100%=2.1×106J3.5×106J×100%=60%。
【解析】【分析】（1）根据Q=Vq计算0.1m3煤气完全燃烧放出的热量；
（2）根据热量的计算公式计算水吸收的热量Q吸=c水m水Δt水。
（3）结合效率公式计算η=Q吸Q放×100%该煤气炉的效率。
（1）0.1m3煤气完全燃烧放出的热量为Q放=Vq=0.1m3×3.5×107J/m3=3.5×106J
（2）水吸收的热量为Q吸=c水m水Δt水=4.2×103J/kg·℃×10kg×70℃−20℃=2.1×106J
（3）该煤气炉的效率为η=Q吸Q放×100%=2.1×106J3.5×106J×100%=60%
5．【答案】（1）解：根据吸热公式Q吸=c水m水(t−t0)，其中c水=4.2×103J/(kg·℃)，m水=200kg，t=100℃，t0=25℃，则：Q吸=4.2×103J/(kg·℃)×200kg×(100℃−25℃)=6.3×107J
（2）解：根据燃料燃烧放热公式Q放=m煤q煤，其中m煤=6kg，q煤=3×107J/kg，则：Q放=6kg×3×107J/kg=1.8×108J​​​​​​​
（3）解：效率公式为η=Q吸Q放×100%，代入数据得：η=6.3×107J1.8×108J×100%=35%
【解析】【分析】(1)直接应用水的吸热公式，代入水的比热容、质量、初温、未温，计算水吸收的热量(有用能量)
(2)直接应用燃料燃烧放热公式，代入无烟煤的质量和热值，计算煤完全燃烧放出的总热量(总能量)。
(3)通过热效率公式，将水吸收的热量(有用功)与煤燃烧的总热量(总能量)相比，求出锅炉的效率，体现“有用能量与总能量的比值”这一效率核心逻辑。
分析总结：本题考查水的吸热、燃料放热及热效率的综合应用，核心是明确能量转化关系(无烟煤的化学能一水的内能)，通过三个公式的串联推导，体现了热学知识在实际锅炉加热场景中的应用逻辑，重点在于掌握各公式的适用条件及效率的物理意义。​​​​
（1）根据Q=cmΔt计算锅炉内的水吸收的热量是
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/kg·℃×200kg×100−25℃=6.3×107J
（2）根据Q放=mq计算6kg的无烟煤完全燃烧放出的热量是
Q放=m煤q=6kg×3×107J/kg=1.8×108J
（3）根据η=Q吸Q放×100%计算此锅炉的效率是
η=Q吸Q放×100%=6.3×107J1.8×108J×100%=35%
6．【答案】（1）解：小亮所受的重力 G=m人g=60kg×10N/kg=600N
（2）解：小亮随电梯做匀速直线运动，小亮所受的支持力与重力大小相等，即F=G=600N
小亮在支持力方向上移动的距离 s=(11−1)×3m=30m
电梯对小亮所做的功W=Fs=600N×30m=1.8×104J
（3）解：脂肪完全“燃烧”放出的能量：Q=qm脂肪=3.8×104J/g×5g=1.9×105J
【解析】【分析】（1） 小亮的质量为60kg， 根据重力公式G=mg计算他的重力；
（2）小亮随电梯做匀速直线运动，根据二力平衡可知，F=G，分析小亮在支持力方向上移动的距离，根据W=Fs计算电梯对小亮所做的功。
（3）根据热值公式计算脂肪完全“燃烧”放出的能量。
7．【答案】（1）解：水吸收的热量：Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅C)×10kg×(100°C−25°C)=3.15×106J
答： 这些水吸收的热量为 3.15×106J；
（2）解： 由 η=Q吸Q放 可知，
高能聚合油完全燃烧放出的热量： Q放=Q吸η=3.15×106J75\%=4.2×106J，
由 Q放=mq 可知， 完全燃烧高能聚合油的质量： m'=Q吸q=4.2×106J4.2×107J/kg=0.1kg 。
答： 若该高能藂合油灶具㛶水的热效率为 75%， 则燃恠了 0.1 kg 高能藂合油。.
【解析】【分析】（1）根据题可知 将 10kg 的水从 25℃加热到 100℃ ，水的比热容已知，根据热量的计算公式Q=cmΔt计算水吸收的热量。
（2）根据效率公式η=Q吸Q放计算高能聚合油完全燃烧放出的热量；结合热值公式Q放=mq计算完全燃烧高能聚合油的质量。
8．【答案】（1）解：水吸收的热量：Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg⋅°C)×5kg×(50°C−20°C)=6.3×105J；
答：水吸收的热量6.3×105J
（2）解：η=Q吸W电×100%=6.3×105J7.2×105J×100%=87.5%。
答：该热水器的热效率87.5%
（3）解： 不计热损失Q放=W=7.2×106J，
V=Q放q=7.2×105J4.2×107J/m3≈0.02m3。
答：这些电能相当于完全燃烧多少0.02m3天然气燃烧放出的热量。
【解析】【分析】（1）根据Q=cmΔt计算水吸收的热量；
（2）由（1）计算可知水吸收的热量Q，有题目可知消耗的电能，根据效率公式η=Q吸W电×100%计算 该热水器的热效率 ；
（3） 不计热损失Q放=W=7.2×106J，结合热值公式Q=Vq计算完全燃烧多少m3天然气燃烧放出的热量。
9．【答案】（1）解：由v＝ st 可得，汽车行驶的路程：
s＝vt＝50km/h×0.5h＝25km＝2.5×104m，
由图象可知，汽车速度为50 km/h时，所受阻力为4 000 N。
由于汽车匀速行驶，牵引力等于阻力。
汽车牵引力做的功：W牵＝Fs＝4 000 N×2.5×104m＝1×108J
答：汽车牵引力做的功为1×108J
（2）解：燃料完全燃烧释放的总热量：
Q＝mq＝8kg×4.5×107J/kg＝3.6×108J
答：放出的总热量是3.6×108J
（3）解：内燃机的效率：
η＝ W牵+W电Q ×100%＝ 1×108J+5.12×107J3.6×108J ×100%＝42%
答：内燃机的效率为42%
【解析】【分析】（1）求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；
（2）结合燃油的质量，利用热值公式求解燃料燃烧释放的热量；
（3）燃油释放的热量为总功，牵引力做的功为有用功，有用功除以总功即为机械效率。
10．【答案】（1）解：水平面的物体压力等于物体的重力，所以汽车的重力为
G=F=pS=3×105Pa×400×10−4m2=1.2×104N
答：该汽车所受的重力是1.2×104N；
（2）解：该汽车以100km/h的速度匀速在平直公路上行驶46km所需的时间为v=st=46km100km/h=0.46h
答：该汽车以100km/h的速度匀速在平直公路上行驶46km所需的时间是0.46h；
（3）解：汽车消耗汽油4kg放出的热量为Q=mq汽油=4kg×4.6×107J/kg=1.84×108J
发动机产生的牵引力为F牵引=110G=110×1.2×104N=1.2×103N
发动机产生的牵引力所做的功为W=F牵引s=1.2×103N×46×103m=5.52×107J
该汽车发动机的效率是η=WQ×100%=5.52×107J1.84×108J×100%=30%
答：该汽车发动机的效率是30%。
【解析】【分析】（1）根据p=FS可知汽车空载静止时对水平地面的压力，根据G=F得出汽车的重力。
（2）根据速度公式v=st算出汽车以100km/h的速度匀速在平直公路上行驶46km所需的时间。
（3）根据发动机产生的牵引力为车重的110算出发动机产生的牵引力，由W=F牵s算出牵引力做功，由Q放=q汽油m算出4kg汽油完全燃烧放出的热量，最后由η=WQ×100%算出该汽车发动机的效率。
11．【答案】（1）解：水的体积为V＝50L＝50×10﹣3m3＝5×10﹣2m3
水的质量为 m=ρv ＝1.0×103kg/m3×50×10﹣3m3＝50kg
装满的水箱中水温升高了80℃则水箱中水吸收的热量为 Q=cmΔt ＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×80℃＝1.68×106J
答：水箱中水吸收的热量是1.68×107J；
（2）汽车满载时的总重G车＝m车g＝20×103kg×10N/kg＝2×105N
汽车受到的阻力f＝0.02G车＝0.02×2×105N＝4000N
因为汽车在平直路上匀速行驶，所以汽车牵引力F＝f＝4000N
牵引力的功率 P=Wt=Fst=Fv=4000N×10m/s＝4×104W
答：载重汽车在平直路面上满载匀速行驶时牵引力的功率是4×104W；
（3）牵引力做的功W＝Fs＝4000N×108×103m＝4.32×108J
柴油完全燃烧放出的热量 Q放＝m柴油q柴油＝30kg×4×107J/kg＝1.2×109J
载重汽车在此行驶过程中的热机效率 η=WQ放=4.32×108J1.2×109J×100%=36%
答：载重汽车在此行驶过程中的热机效率是36%。
【解析】【分析】（1）利用m=ρv 求得水的质量，进一步利用Q=cmΔt 求得装满的水箱中水温升高了80℃则水箱中水吸收的热量。
（2）利用G=mg求汽车满载总重，进一步求汽车受到的阻力，结合汽车的运动状态可知汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，再利用P=Fv求牵引力的功率。
（3）利用W=Fs求牵引力做的功，利用Q=mq求得柴油完全燃烧放出的热量，进一步利用η=WQ放求得载重汽车在此行驶过程中的热机效率。
12．【答案】（1）解：热水器中的水吸收的热量Q=cm(t−t0)=4.2×103J/kg⋅℃×100kg×(75℃−25℃)=2.1×107J
答：热水器中的水吸收的热量4.2×107 J；
（2）解：天然气燃烧需要放出的热量Q放=Qη=2.1×107J50%=4.2×107J
需要完全燃烧天然气的体积V=Q放q=4.2×107J8.4×107J/m3=0.5m3
答：需要完全燃烧天然气0.5 m3；
（3）解：若不考虑热量的损失，电热水器放出的热量W=Q=2.1×107J
电热水器正常工作的时间t=WP=2.1×107J2000W=10500s=175min
答：电热水器正常工作至少需要175min。
【解析】【分析】（1）利用Q吸=cmΔt可以计算出水吸收的热量。
（2）利用Q放=Qη可以计算出天然气应该放出的热量，再利用Q放=qV计算出天然气的体积。
（3）若不考虑热量损失，电热水器放出的热量等于水吸收的热量，利用W=Pt可以计算出电热水器正常工作的时间。
13．【答案】（1）解：标准大气压下，水的沸点是100℃，则水升高的温度为：
Δt=t末−t初=100°C−20°C=80°C
水吸收的热量为：
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg⋅°C)×3kg×80°C=1.008×106J
答：水吸收的热量为1.008×106J；
（2）解：天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，则天然气燃烧放出的热量为：
Q放=Q吸η=1.008×106J60%=1.68×106J
放出这些热量需要的天然气的体积为：
V=Q放q=1.68×106J3.5×107J/m3=0.048m3
答：若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，烧开这壶水需要0.048m3的天然气。
【解析】【分析】（1）根据水的初温和末温求出水的温度变化，已知水的比热容和质量，根据Q吸=cmΔt求出
水吸收的热量；
（2）根据水吸收的热量和水的吸热效率求出天然气完全燃烧放出的热量，根据V=Q放q求出
放出这些热量需要的天然气的体积。
（1）标准大气压下，水的沸点是100℃，则水升高的温度
Δt=t末−t初=100°C−20°C=80°C
水吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg⋅°C)×3kg×80°C=1.008×106J
（2）天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，则天然气燃烧放出的热量
Q放=Q吸η=1.008×106J60%=1.68×106J
放出这些热量需要的天然气的体积为
V=Q放q=1.68×106J3.5×107J/m3=0.048m3
14．【答案】（1）解：这辆校车空车静止在水平路面上时，对路面的压力 F=G=mg=4000kg×10N/kg=4×104N
这辆校车空车静止在水平路面上时，对路面的压强 p=FS=4×104N0.2m2=2×105Pa
答：校车空车静止在水平路面上时，对路面的压强是 2×105Pa
（2）解：汽车沿直线匀速行驶，牵引力和阻力是平衡力，牵引力 F=f=1.8×103N
发动机做功 W机＝Fs＝1.8×103N×4×103m＝7.2×106J
发动机做功的功率 P=Wt=7.2×106J5×60s=2.4×104W
答：发动机做功的功率是 2.4×104W ；
（3）解：由 ρ=mV 得消耗柴油的质量 m=ρV=0.8×103kg/m3×10−3m3=0.8kg
这些柴油完全燃烧放出的热量为 Q=mq=0.8kg×3×107J/kg=2.4×107J
校车所使用的柴油机的效率 η=W机Q=7.2×106J2.4×107J=30%
答：校车所使用的柴油机的效率是30%。
【解析】【分析】（1）结合物体的质量，利用公式G=mg求解物体的重力；处在水平面上的物体，物体对桌面的压力等于重力，结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强，其中F是压力，S是受力面积；
（2）求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率；
（3）发动机做功为有用功，释放的热量为总功，利用发动机做功除以燃料燃烧释放的热量即为热机效率。
15．【答案】解：（1）加热2min水升高的温度为：
Δt=50−20°C=30°C
水吸收的热量为：
Q吸=c吸m吸Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×30℃=2.52×104J
（2）加热2min消耗酒精的质量为：
m酒=2.8×10−3kg×2=5.6×10−3kg
加热2min酒精释放总热量为：
Q放=m酒q酒=5.6×10−3×3.0×107J=1.68×105J
酒精灯的加热效率为：
η=Q吸Q放×100%=2.52×1041.68×105×100%=15%
（3）加热1min酒精释放总热量为：
Q'放=12Q放=12×1.68×105J=8.4×104J
加热1min沙子吸收的热量为：
Q'吸=Q'放⋅η=8.4×104J×15%=1.26×104J
沙子的比热容为：
c沙=Q'吸m沙⋅Δt沙=1.26×1040.4×35J/(kg⋅°C)=0.9×103J/(kg⋅°C)
答：（1）水吸收的热量为2.52×104J；
（2）对水加热的效率为15%；
（3）沙子的比热容为0.9×103J/(kg⋅°C)。
【解析】【分析】（1）根据Q吸=c吸m吸Δt求出加热2min 水吸收的热量 ；
（2）先根据Q放=m酒q酒求出加热2min酒精灯放出的总热量，
再根据η=Q吸Q放×100%求出酒精灯的加热效率；
（3）先根据Q'放=12Q放求出加热1min酒精释放总热量，
再根据Q'吸=Q'放⋅η求出加热1min沙子吸收的热量，
再根据c沙=Q'吸m沙⋅Δt沙求出沙子的比热容。
16．【答案】解：（1）水吸收的热量
Q吸=c水m(t1−t0)=4.2×103J/(kg⋅°C)×2kg×(100°C−25°C)=6.3×105J；
答：水吸收的热量为6.3×105J。
(2)天然气放出的热量Q放= q天然气V天然气=4.5×107J/m3×0.03m3=1.35×106J；
答：天然气放出的热量为1.35×106J。
(3)天然气炉的热效率η=Q吸Q放×100%=6.3×105J1.36×106J=47%。
答：天然气炉的热效率约为47%。
【解析】【分析】 （1）由公式Q吸=c水m（t-t0）可以求出水吸收的热量；
（2）由公式Q放=Vq可以求出天然气完全燃烧释放的热量；
（3）由效率公式求出天然气炉的热效率。自重/t
10
满载时的总质量/t
20
水箱容积/L
50