9年級-02-內(nèi)能的利用（解析版）-全國初中物理競賽試題編選

試卷第=page2121頁，共=sectionpages2121頁試卷第=page2020頁，共=sectionpages2121頁《內(nèi)能的利用》全國初中物理競賽試題精編一、單選題1．如圖所示，用甲、乙兩種燃料分別對質(zhì)量和初溫相同的水進(jìn)行加熱，兩圖裝置均相同。燃料的質(zhì)量用m表示，燃料充分燃盡時水升高的溫度用Δt表示（水未沸騰）（）A．若m相同，Δt越小，燃料的熱值越大 B．若Δt相同，m越大，燃料的熱值越大C．若的值越大，燃料的熱值越大 D．若的值越大，燃料的熱值越大【答案】D【詳解】我們假定為兩套裝置的加熱水的效率是相同的。燃料的熱值大小不能直接測量，需要通過水吸收熱量的多少來體現(xiàn)燃料燃燒放出熱量的多少，而水吸收熱量的多少跟水的質(zhì)量和升高的溫度有關(guān)，因此為了比較熱值大小可以利用Q吸=Q放η，而Q吸=c水m水ΔtQ放=mq即c水m水Δt=mqη解得通過這個式子可以做以下推導(dǎo)：A．若m相同，Δt越小，則燃料的熱值越小，故A錯誤，不符合題意；B．若Δt相同，m越大，則燃料的熱值越小，故B錯誤，不符合題意；C．若的值越大，即的值越小，則燃料的熱值越小，故C錯誤，不符合題意；D．若的值越大，則燃料的熱值越大，故D正確，符合題意。故選D。2．關(guān)于汽油機(jī)和柴油機(jī)描述正確的是（）A．汽油機(jī)頂部有噴油嘴，柴油機(jī)頂部有火花塞B．柴油機(jī)在吸氣沖程中，柴油和空氣的混合物進(jìn)入汽缸C．做功沖程中，燃料釋放的能量100%轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D．排氣沖程中，廢氣帶走了燃料釋放的大部分能量【答案】D【詳解】A．汽油機(jī)頂部有火花塞，柴油機(jī)頂部有噴油嘴，故A錯誤；B．柴油機(jī)在吸氣沖程中，將空氣吸入汽缸（沒有吸入柴油），故B錯誤；C．在做功沖程中，燃料燃燒釋放的內(nèi)能大部分需要克服摩擦、發(fā)生熱傳遞而散失，只有一少部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故C錯誤；D．在排氣沖程中，排出的廢氣溫度仍很高，廢氣帶走了燃料釋放的大部分能量，故D正確。故選D。3．如圖所示，用甲、乙兩種燃料分別對質(zhì)量和初溫相同的水進(jìn)行加熱，兩圖裝置均相同。燃料的質(zhì)量用m表示，燃料充分燃盡時水升高的溫度用Δt表示（水未沸騰）（）

A．若m相同，Δt越小，燃料的熱值越大B．若Δt相同，m越大，燃料的熱值越大C．若m與Δt的比值越大，燃料的熱值越大D．若m與Δt的比值越小，燃料的熱值越大【答案】D【詳解】燃料的熱值大小不能直接測量，需要通過水吸收熱量的多少來體現(xiàn)燃料燃燒放出熱量的多少，而水吸收熱量的多少跟水的質(zhì)量和升高的溫度有關(guān)，不考慮熱量損失，液體吸收的熱量Q吸=Q放，根據(jù)題意可知，液體吸收的熱量Q吸=c水m水Δt，燃料完全燃燒放出的熱量Q放=mq，則c水m水Δt=mq解得

①A．若m相同，Δt越小，由①可知，燃料的熱值越小，故A不符合題意；B．若Δt相同，m越大，由①可知，燃料的熱值越小，故B不符合題意；C．若m與Δt的比值越大，即Δt與m的比值越小，由①可知，燃料的熱值越小，故C不符合題意；D．若m與Δt的比值越小，即Δt與m的比值越大，由①可知，燃料的熱值越大，故D符合題意。故選D。4．小明同學(xué)為了比較質(zhì)量均為200g的水和燃油的吸熱能力，利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中兩個酒精燈完全一樣，加熱10min后每個酒精燈消耗酒精5g（q酒精=3×107J/kg），水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），用測得的數(shù)據(jù)繪制了溫度隨時間變化圖像（如圖乙）。若單位時間內(nèi)水和煤油吸收的熱量相等，則下列說法正確的是（）

A．煤油的末溫比水的高，所以吸熱能力更強(qiáng)B．10min酒精完全燃燒放出的熱量為1.5×104JC．20min內(nèi)煤油吸收的熱量為1.26×104JD．他使用的酒精燈的加熱效率為8.4%【答案】D【詳解】A．煤油和水的初始溫度相同，吸收相同的熱量（即加熱相同的時間），煤油的末溫比水的高，所以水的吸熱能力更強(qiáng)，故A錯誤；B．10min酒精完全燃燒放出的熱量為Q放=q酒精m=3×107J/kg×5×10-3kg=1.5×105J故B錯誤；C．水加熱20分鐘升高98℃﹣68℃=30℃20min內(nèi)水吸收的熱量Q吸=c水m水Δt水=4.2×103J/（kg?℃）×0.2kg×30℃=2.52×104J單位時間內(nèi)水和煤油吸收的熱量相等，故20min內(nèi)煤油吸收的熱量為2.52×104J，故C錯誤；D．加熱10min后每個酒精燈消耗酒精6g，加熱20min后每個酒精燈消耗酒精10g，則酒精放出的熱量Q放=m酒精q酒精=10×10﹣3kg×3×107J/kg=3×105J他使用的酒精燈的加熱效率為故D正確。故選D。5．小李同學(xué)想比較甲物質(zhì)與水的吸熱本領(lǐng)，在老師指導(dǎo)下，用同一套實(shí)驗(yàn)裝置分別加熱200g的甲物質(zhì)和水，如圖甲所示。測得的數(shù)據(jù)繪制了如圖乙所示的溫度隨時間變化圖像，已知酒精的熱值q酒精=3×107J/kg，加熱時酒精燈平均每分鐘消耗0.28g酒精，相同時間內(nèi)甲吸收的熱量與水吸收的熱量相等，c水=4.2×103J/（kg?℃），則下列說法中正確的是（）A．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)“自上而下”安裝器材B．甲與水的比熱容之比為C．前10min，甲吸收的熱量為2.52×104JD．酒精燈的加熱效率為35%【答案】C【詳解】A．實(shí)驗(yàn)前需要根據(jù)酒精燈外焰高度來固定石棉網(wǎng)高度，所以應(yīng)“自下而上”安裝器材，故A錯誤；B．由圖乙可知，甲和水均升高60℃時，水的加熱時間是甲的二倍，即水吸收的熱量是甲的二倍，二者質(zhì)量相同，由可知，水的比熱容是甲的二倍，甲與水的比熱容之比為，故B錯誤；C．前10min，甲升高了60℃，甲吸收的熱量為故C正確；D．前10min，酒精燈燃燒放出的熱量為酒精燈的加熱效率為故D錯誤。故選C。二、多選題6．某四沖程汽油機(jī)的效率是25%，如圖為該汽油機(jī)工作的四個沖程示意圖。汽油的熱值為。下列說法正確的是（）A．該車內(nèi)燃機(jī)的四個沖程正確的工作順序是乙→甲→丁→丙B．汽油機(jī)吸氣沖程吸入汽缸的物質(zhì)是空氣C．該內(nèi)燃機(jī)的各項(xiàng)能量損失中排出的廢氣帶走的能量最多D．該汽油機(jī)工作時吸入100g汽油可輸出的有用功【答案】ACD【詳解】A．甲圖中兩氣門關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動，所以為壓縮沖程，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是第二沖程；乙圖中的進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動，所以為吸氣沖程，是第一沖程；丙圖中排氣門打開，進(jìn)氣門關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動，所以為排氣沖程，是第四沖程；丁圖中兩個氣門都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動，所以為做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，是第三沖程；內(nèi)燃機(jī)的四個沖程正確的工作順序是乙→甲→丁→丙，故A正確；B．汽油機(jī)吸氣沖程吸入汽缸的物質(zhì)是汽油和空氣的混合物，故B錯誤；C．廢氣的溫度很高，具有很大的內(nèi)能，所以該內(nèi)燃機(jī)的各項(xiàng)能量損失中排出的廢氣帶走的能量最多，故C正確；D．100g汽油完全燃燒放出的熱量為汽油機(jī)的效率是25%，則所做的有用功為故D正確。故選ACD。7．小帆用如圖所示的同一個實(shí)驗(yàn)裝置分別加熱100g的甲、乙兩種液體（其中一種是水），用測得的數(shù)據(jù)繪制了溫度隨時間變化圖象如圖，乙從20℃加熱至沸騰剛好消耗了4g酒精（q=3×107J/kg）。若單位時間內(nèi)甲吸收的熱量與乙吸收的熱量相等，c水=4.2×103J/(kg·℃)，則下列說法中正確的是（）A．c乙=2.4×103J/(kg·℃)B．乙的吸熱能力小于甲的吸熱能力C．0~8min乙吸收的熱量為3.36×105JD．該酒精燈的加熱效率為35%【答案】BD【詳解】AB．根據(jù)圖乙可知，質(zhì)量相同的甲和乙升高相同的溫度，甲的加熱時間是乙的加熱時間的倍，則甲吸收的熱量是乙吸收熱量的倍，則甲的吸熱能力大于乙的吸熱能力，因水的比熱容較大，吸熱能力強(qiáng)，所以甲為水；根據(jù)可知，甲的比熱容是乙的比熱容的倍，乙的比熱容故A錯誤，B正確；C．用相同的酒精燈加熱，在相同的時間內(nèi)，水吸收的熱量等于乙吸收的熱量，0~8min乙吸收的熱量等于甲吸收的熱量Q乙=Q水=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×(100℃-20℃)=3.36×104J故C錯誤；D．酒精完全燃燒放出的熱量為Q放=qm酒精=3×107J/kg×0.004kg=1.2×105J乙從加熱到沸騰吸收的熱量為酒精燈的加熱效率為故D正確。故選BD。8．關(guān)于如圖所示的實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是（）A．膠塞沖出時看到“白氣”說明物體對外做功內(nèi)能增加B．“白氣”是水蒸氣液化生成，說明物體對外做功內(nèi)能減小C．膠塞沖出時看到“白氣”這個過程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D．酒精燈燃燒的過程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能【答案】BC【詳解】AB．膠塞沖出時看到的“白氣”是水蒸氣遇冷后發(fā)生的液化現(xiàn)象，此階段是放出熱量，故此階段內(nèi)能減小。膠塞被氣體沖出后運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生了變化，此階段白氣對膠塞做功，因此說明物體對外做功內(nèi)能減小，故B正確，A錯誤；C．水蒸氣體積膨脹做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能，塞子被沖出去，這個過程中水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能，此時水蒸氣內(nèi)能減少，溫度降低液化成小水滴，故C正確；D．酒精具有化學(xué)能，酒精燃燒時可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，因此酒精燃燒的過程，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D錯誤。故選BC。9．小帆在老師指導(dǎo)下，用如圖所示的同一個實(shí)驗(yàn)裝置分別加熱100g的甲、乙兩種液體（其中一種是水），用測得的數(shù)據(jù)繪制了溫度隨時間變化圖像如圖，乙從20℃加熱至沸騰剛好消耗了4g酒精（q酒精＝3×107J/kg）。若單位時間內(nèi)甲吸收的熱量與乙吸收的熱量相等，c水＝4.2×103J/（kg?℃），則下列說法中正確的是（）A．c乙＝2.4×103J/（kg?℃）B．乙的吸熱能力小于甲的吸熱能力C．0~8min乙吸收的熱量為3.36×104JD．該酒精燈的加熱效率為35%【答案】BCD【詳解】AB．根據(jù)圖乙可知，質(zhì)量相同的甲和乙升高相同的溫度，甲的加熱時間是乙的加熱時間的2倍，則甲吸收的熱量是乙吸收熱量的2倍，則甲的吸熱能力大于乙的吸熱能力，因水的比熱容較大，吸熱能力強(qiáng)，所以甲為水；根據(jù)可知，甲的比熱容是乙的比熱容的2倍，乙的比熱容為故A錯誤，B正確；CD．用相同的酒精燈加熱，在相同的時間內(nèi)，水吸收的熱量等于乙吸收的熱量，0~8min乙吸收的熱量等于甲吸收的熱量酒精完全燃燒放出的熱量為乙從加熱到沸騰吸收的熱量為酒精燈的加熱效率為故CD正確。故選BCD。三、填空題10．如圖所示為四缸發(fā)動機(jī)工作原理圖，內(nèi)燃機(jī)通過連桿把四個汽缸的活塞連在根曲軸上，并使各汽缸的做功過程錯開，在飛輪轉(zhuǎn)動的每半周里，都有一個汽缸在做功，其他三個汽缸分別在做吸氣、壓縮和排氣工作。四缸發(fā)動機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)如表所示，其中排量等于四個汽缸工作容積的總和，汽缸工作容積是指活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過的容積，又稱單缸排量，它取決于活塞的面積與活塞上下運(yùn)動的距離。當(dāng)發(fā)動機(jī)以最大功率工作時，曲軸轉(zhuǎn)速為6000r/min。當(dāng)發(fā)動機(jī)以最大功率工作時，則在每一個做功沖程里，燃?xì)鈱钊龅墓1是J；做功沖程中燃?xì)鈱钊钠骄鶋簭?qiáng)Pa。排量1.6L最大功率66kW轉(zhuǎn)速6000r/min

【答案】330【詳解】[1]曲軸轉(zhuǎn)速為6000r/min=100r/s，該內(nèi)燃機(jī)在飛輪轉(zhuǎn)動的每半周里，都有一個氣缸在做功，則曲軸每轉(zhuǎn)一周，做功兩次，即每秒對外做功200次，則做一次功所需時間為0.005s，在一個做功沖程里，燃?xì)鈱钊龅墓2]因?yàn)樗母卓偱帕繛?.6L，單缸排量設(shè)氣缸的底面積為S，長度為s，活塞對氣體的壓力位F，則活塞一個沖程做的功燃?xì)鈱钊膲簭?qiáng)11．一臺四沖程汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速為3000r/min，則4s內(nèi)活塞往復(fù)次，對外做功次，完成個沖程。【答案】200100400【詳解】[1][2][3]若飛輪轉(zhuǎn)速是3000r/min=50r/s表示每秒飛輪轉(zhuǎn)動50圈，故4s轉(zhuǎn)動200圈，飛輪每轉(zhuǎn)動1圈，活塞往復(fù)1次，故4s內(nèi)活塞往復(fù)200次；且飛輪每轉(zhuǎn)動1圈，就完成2個沖程，故共沖程數(shù)為200×2=400每四個沖程做功1次，故做功的次數(shù)是12．如圖，汽車內(nèi)燃機(jī)一個工作循環(huán)包括四個沖程，正常工作的四個沖程的順序是（對甲、乙、丙、丁重新排序），沖程中內(nèi)燃機(jī)給汽車提供動力，此沖程中能量的轉(zhuǎn)化是。飛輪的轉(zhuǎn)速為3600r/min，則每秒鐘汽油機(jī)對外做功次，活塞往復(fù)運(yùn)動次。如果這輛汽車每年耗油1.8t，汽車內(nèi)燃機(jī)的效率平均取值29%，如果能把內(nèi)燃機(jī)效率提高1%，我國汽車現(xiàn)在的保有量按3億輛計(jì)算，我國每年可以節(jié)約t燃油?！敬鸢浮恳壹锥”?乙、甲、丁、丙丁內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能30601.8×107【詳解】[1][2][3]甲中的兩個氣閥都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動，所以為壓縮沖程，是第二個沖程；乙中的進(jìn)氣閥打開，活塞向下運(yùn)動，所以為吸氣沖程，是第一個沖程；丙中的排氣閥打開，活塞向上運(yùn)動，所以為排氣沖程，是第四個沖程；丁中的兩個氣閥都關(guān)閉，火花塞點(diǎn)火，活塞下運(yùn)動，所以為做功沖程，是第三個沖程；故先后順序?yàn)椋阂壹锥”?；其中做功沖程，即丁沖程，該沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，給汽車提供動力。[4][5]四沖程汽油機(jī)每個循環(huán)飛輪轉(zhuǎn)2圈，活塞往復(fù)運(yùn)動2次，對外做功1次；已知飛輪的轉(zhuǎn)速為3600r/min，所以此汽油機(jī)飛輪每秒鐘轉(zhuǎn)60圈，可完成30個工作循環(huán)，對外做30次功，活塞往復(fù)運(yùn)動60次。[6]內(nèi)燃機(jī)效率提高后為內(nèi)燃機(jī)有用功為因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)效率提高前后有用功是相同的，則有每輛汽車故則每輛汽車每年節(jié)約燃油為所以我國每年可以節(jié)約的燃油為四、實(shí)驗(yàn)題13．老師用如圖（a）所示實(shí)驗(yàn)裝置，加熱試管使水沸騰，發(fā)現(xiàn)試管上方的小風(fēng)車開始不停地轉(zhuǎn)動。由此引出以下問題，請利用所學(xué)的知識回答。（1）圖（a）實(shí)驗(yàn)中能量轉(zhuǎn)化方式與圖（b）中汽油機(jī)的哪個沖程相同？（選填序號）。（2）圖（b）中四個沖程的工作順序是，其中不需要靠飛輪的慣性來完成的沖程有：。（均選填序號）（3）圖（c）是柴油機(jī)的能流圖，帶“？”的是帶走的能量，這臺柴油機(jī)的效率η＝。（4）若某單缸四沖程汽油機(jī)的功率為36kW，做功沖程每次對外做800J，則在1s內(nèi)該汽油機(jī)能完成個做功沖程，此汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為r/min?！敬鸢浮勘∫冶妆麖U氣30%455400【詳解】(1)[1]試管口冒出的溫度較高的氣體推動風(fēng)車轉(zhuǎn)動，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，這與熱機(jī)做功沖程的能量轉(zhuǎn)化情況相同。丙沖程是做功沖程。(2)[2]四個工作沖程的順序?yàn)椋何鼩?、壓縮、做功、排氣。吸氣沖程的特點(diǎn)是：進(jìn)氣門打開，為?。慌艢鉀_程的特點(diǎn)是：排氣門打開，為甲；做功沖程的特點(diǎn)是：兩個氣門都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動，為丙；壓縮沖程的特點(diǎn)為：兩個氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動。故四個沖程的工作順序是丁乙丙甲。[3]除了做功沖程能夠提供動力外，其余三個沖程都需要飛輪的慣性來完成。(3)[4]柴油機(jī)損失的能量主要是廢氣帶走的能量。[5]其效率為(4)[6]1s時間內(nèi)汽油機(jī)做的功為1s時間內(nèi)需要完成的做功沖程數(shù)是[7]1s時間內(nèi)完成45個做功沖程，即完成了45個工作循環(huán)，一個工作循環(huán)飛輪轉(zhuǎn)2轉(zhuǎn)，則1分鐘內(nèi)飛輪轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)為14．某實(shí)驗(yàn)小組用圖所示的裝置粗略測量蠟的熱值q，圖中A桶內(nèi)裝有水，B為下部開了許多通氣孔的罩子(1)要完成本實(shí)驗(yàn)，還需要的測量工具是天平、砝碼和；(2)罩子B的主要作用是；(3)實(shí)驗(yàn)收集的數(shù)據(jù)為：A桶中水的質(zhì)量為m水，水的初溫為t1，末溫為t2，蠟燭燃燒前的質(zhì)量為m1，燃燒后的質(zhì)量為m2。則蠟的熱值q=（水的比熱容為c水）；(4)實(shí)驗(yàn)測出的熱值會比真實(shí)值偏小，造成這一偏差的原因可能是（至少有一個選項(xiàng)正確，將正確選項(xiàng)的字母填在橫線上）。A．蠟燭沒有完全燃燒B．桶A中水的質(zhì)量太多C．桶A吸收了部分熱量D．蠟燭燃燒放出的熱量一部分散失到空氣中【答案】溫度計(jì)防止熱散失ACD【詳解】(1)[1]測量蠟的熱值時，根據(jù)的原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而蠟的質(zhì)量用天平進(jìn)行測量，燃燒焟放出的熱量Q放在忽略熱散失的情況下，等于A桶中內(nèi)水吸收的熱量，而Q吸=c水m(t-t0)，所以還需要溫度計(jì)來測量溫度。(2)[2]罩子B的作用是防止蠟燃燒放出的熱量散失到空氣中。(3)[3]由題意知，水吸收的熱量Q吸=c水m水(t2-t1)而Q吸=Q放，那么蠟的熱值(4)[4]據(jù)，實(shí)驗(yàn)中造成測量的熱值比實(shí)際值偏小的原因有：蠟燭沒有完全燃燒，造成放出的熱量偏少，則熱值偏??；桶A中吸收了部分熱量造成水吸收的熱量比實(shí)際放出的熱量少，則熱值偏??；蠟燭燃燒放出的熱量一部分散失到空氣中，造成測量的熱量偏少，則熱值偏小。故ACD選項(xiàng)都有可能。五、計(jì)算題15．周末，小明對太陽能熱水器的加熱性能進(jìn)行研究，他用“溫度傳感器”測得裝滿水的水箱中水的溫度為20℃，太陽照射一段時間t后“溫度傳感器”顯示水箱中的水溫為40℃，已知水箱容積是100L。求：（1）該過程中水吸收的熱量；[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]（2）若用液化氣灶加熱使水吸收同樣的熱量，需要燃燒多少kg液化氣？（液化氣灶的熱效率為40%，液化氣的熱值為q＝5×107J/kg）（3）該地太陽輻射到地面單位面積上的功率為P＝2.1×103W/m2，該太陽能熱水器的集熱面積為S＝2.5m2，熱轉(zhuǎn)化效率η＝40%（即將太陽能的40%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能）。求太陽光照射的時間t。【答案】（1）8.4×106J；（2）0.42kg；（3）4000s【詳解】解：(1)水的質(zhì)量為水吸收的熱量為(2)液化氣放出的熱量為燃燒的液化氣的質(zhì)量為(3)接收到的太陽能為集熱器接收太陽能的功率為需要的接收能量的時間為答：(1)水吸收的熱量為8.4×106J；(2)需要燃燒0.42kg液化氣；(3)太陽需要照射4000s。16．質(zhì)量為3t的小型載重汽車，額定功率為100kW，車上裝有6t的砂石，已知汽車在平直公路上勻速行駛時所受阻力是汽車總重的0.1倍，汽車先在平直公路上勻速行駛一段時間后到達(dá)山坡底，消耗了2kg的汽油（這段時間內(nèi)汽車的效率是40%），然后又以額定功率行駛2min的時間，將砂石從坡底運(yùn)送到50m高的坡頂施工現(xiàn)場（g=10N/kg），求：（1）2kg的汽油完全燃燒放出多少J的熱量？（汽油的熱值取4.5×107J/kg）（2）汽車在平直公路上勻速行駛的路程是多少km？（3）汽車從坡底向坡頂運(yùn)送砂石的機(jī)械效率是多少？【答案】（1）；（2）4km；（3）25%【詳解】解：（1）2kg的汽油完全燃燒放出的熱量為（2）汽車牽引力做的功為汽車受到的總重力為勻速行駛時，汽車的牽引力和阻力是一對平衡力，汽車的牽引力為由得，汽車在平直公路上勻速行駛的路程是（3）汽車在斜坡上做的有用功為汽車在斜坡上做的總功為汽車從坡底向坡頂運(yùn)送砂石的機(jī)械效率是答：（1）2kg的汽油完全燃燒放出的熱量是；（2）汽車在平直公路上勻速行駛的路程是4km；（3）汽車從坡底向坡頂運(yùn)送砂石的機(jī)械效率是25%。17．如圖甲是一艘完全依靠太陽能驅(qū)動的船，排水量60t，船的表面安裝有太陽能電池板，太陽能電池板的輸出功率為1.6×105W，若接收的太陽能只用來驅(qū)動船前進(jìn)。在一次航行中，從某一時刻開始，太陽能船受到水平方向的牽引力F隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示，船的運(yùn)動速度v隨時間t的變化關(guān)系如圖丙所示。求：(1)船滿載時受到的浮力；(2)第50s到第100s內(nèi)牽引力所做的功；(3)第50s到第100s的運(yùn)動過程中，太陽能船的效率；(4)已知太陽輻射的總功率P=4×1026W，太陽到地球的距離r=1.5×1011m，太陽光傳播到達(dá)地面的過程中由于云層的反射和大氣的吸收作用，大約有60%的能量損耗，太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化效率為15%，滿足太陽能電池板的輸出功率為1.6×105W，需要太陽能電池板的最小面積。（球表面積公式為S=4πr2，π取3.14）【答案】(1)6×105N；(2)2×106J；(3)25%；(4)1884m2【詳解】(1)根據(jù)二力平衡知識，船滿載時受到的浮力等于排開水的重力(2)第50s到第100s內(nèi)，船行駛的距離為牽引力所做的功(3)第50s到第100s，太陽能電池板的輸出功為太陽能船的效率為(4)當(dāng)太陽垂直電池板照射時所需面積最小設(shè)為，若無能量損失，太陽能電池接收太陽能功率為，則有太陽能實(shí)際接收功率為由于輸出功率為聯(lián)立上式可解的六、綜合題18．我國自主研制的某型新一代戰(zhàn)斗機(jī)具備超音速巡航等優(yōu)異性能，該飛機(jī)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），最大載油量為10t，飛機(jī)航行時所受阻力的大小與速度的關(guān)系見表：速度v/（m/s）100200300400500阻力f/N0.3×1041.2×1042.7×1047.5×104已知：飛機(jī)發(fā)動機(jī)燃油完全燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是30%，飛機(jī)使用的航空汽油的熱值為5×107J/kg。作戰(zhàn)半徑：是指戰(zhàn)機(jī)攜帶正常作戰(zhàn)載荷，在不進(jìn)行空中加油，自機(jī)場起飛，沿指定航線飛行，執(zhí)行完任務(wù)后，返回原機(jī)場所能達(dá)到的最遠(yuǎn)單程距離；（1）若不計(jì)飛機(jī)燃油質(zhì)量的變化，該戰(zhàn)斗機(jī)在水平跑道上加速滑行時，飛機(jī)對跑道的壓力（選填“大于”、“等于”或“小于”）飛機(jī)的重力，當(dāng)飛機(jī)騰空加速上升，其機(jī)械能的增加量（選填“大于”、“不變”或“小于”）動能的增加量，此時飛機(jī)受到的力是（選填“平衡力”或“非平衡力”）；（2）該戰(zhàn)斗機(jī)以400m/s的速度巡航時，所受到的阻力為。（3）某次執(zhí)行任務(wù)緊急任務(wù)起飛時，飛機(jī)的油量還有5×103千克燃油，飛機(jī)發(fā)動機(jī)燃油完全燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能為J。如果以500m/s的速度巡航，此次該戰(zhàn)斗機(jī)的最大作戰(zhàn)半徑是千米?！敬鸢浮啃∮诖笥诜瞧胶饬?.8×104N7.5×1010500【詳解】(1)[1]飛機(jī)在跑道上加速滑行時，受到一個向上的升力，所以，飛機(jī)對跑道的壓力小于自身的重力。[2]飛機(jī)騰空加速上升時，動能增加，重力勢能也在增加。所以機(jī)械能的增加量（動能與重力勢能增加的總量）大于動能的增加量。[3]此時飛機(jī)加速，運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化，受到的力不是平衡力。(2)[4]觀察表中數(shù)據(jù)，可以總結(jié)出：速度變?yōu)樵瓉淼膎倍，阻力變?yōu)樵瓉淼膎2倍。400m/s是100m/s的4倍，此時受到的阻力是0.3×104N的42倍，即為4.8×104N。(3)[5]燃油完全燃燒放出的熱量為轉(zhuǎn)化的機(jī)械能（牽引力對飛機(jī)做的功）為[6]飛機(jī)在空中以500m/s的速度勻速巡航，受到平衡力，此時牽引力與阻力相等，為7.5×104N巡航半徑為19．發(fā)動機(jī)是汽車的動力源。汽油機(jī)以汽油為燃料，使活塞在汽缸中往復(fù)運(yùn)動，一個工作循環(huán)經(jīng)歷進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣四個沖程，汽油機(jī)的性能和汽缸排量有關(guān)。汽缸排量指活塞一個沖程中活塞在汽缸內(nèi)通過的容積，它取決于活塞的面積和活塞上下運(yùn)動的距離（沖程長度）。如果發(fā)動機(jī)有若干個汽缸，所有汽缸“工作容積”之和稱為發(fā)動機(jī)排量，實(shí)際汽車往往采用多缸發(fā)動機(jī)。如圖所示發(fā)動機(jī)有4個汽缸（圖中標(biāo)注1、2、3、4），通過連桿把4個汽缸的活塞連在一根曲軸上。各個汽缸的做功過程錯開，在飛輪轉(zhuǎn)動的每半周里，都有一個汽缸在做功，其他三個汽缸分別在吸氣、壓縮和排氣沖程。（1）四缸發(fā)動機(jī)中1、3、4號汽缸分別在排氣、壓縮、做功沖程中，2號汽缸所處的沖程是A．吸氣

B．壓縮

C．做功

D．排氣（2）了解到當(dāng)轎車行駛路況好時，這輛轎車平均車速為100km/h，當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r/min，它的輸出功率P=30kW，平均油耗為10L/100km。參考以上的數(shù)據(jù)，分析這輛車在這種狀態(tài)下行駛時，發(fā)動機(jī)的效率為多少？（已知汽油的熱值為4.6×107J/kg，密度為0.7×103kg/m3）？()（3）小華通過理論推導(dǎo)發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)的輸出功率與其排量有一定的關(guān)系，并可據(jù)此計(jì)算出汽缸在做功沖程中的平均壓強(qiáng)。小華從說明書上查到家中的轎車采用LFX直列四缸發(fā)動機(jī)，排量為2.0L，請你計(jì)算當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為4000r/min且它的輸出功率P=60kW時做功沖程中汽缸內(nèi)的平均壓強(qiáng)。()【答案】A【詳解】解：（1）各個汽缸的做功過程錯開，在飛輪轉(zhuǎn)動的每半周里，都有一根汽缸在做功，其他三個汽缸分別在吸氣、壓縮、排氣沖程，四缸發(fā)動機(jī)中1、3、4號汽缸分別在排氣、壓縮、做功沖程中，2號汽缸所處的沖程是吸氣沖程，故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。（2）當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r/min時，它的輸出功率P=30kW，假設(shè)轎車行駛了100km，則轎車做的有用功行駛100km消耗汽油的質(zhì)量則這些汽油完全燃燒放出的熱量:發(fā)動機(jī)的效率:(3)四缸發(fā)動機(jī)是每轉(zhuǎn)0.5圈對外做功1次，轉(zhuǎn)速是4000r/min，每秒鐘的做功沖程數(shù)設(shè)做功沖程中的平均壓強(qiáng)為p，則有用功率:P=4nFL=4npSL=4npV變形上式得答：（2）這輛車在這種狀態(tài)下行駛時，發(fā)動機(jī)的效率為33.5%；（3）當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為4000r/min且它的輸出功率P=60kW時做功沖程中汽缸內(nèi)的平均壓強(qiáng)為。20．閱讀下面短文并回答問題混合動力汽車圖甲是我國自主研制生產(chǎn)的一種環(huán)?；旌蟿恿?shí)驗(yàn)汽車。該混合動力汽車啟動時，內(nèi)燃機(jī)不工作，車內(nèi)蓄電池輸出能量；當(dāng)高速行駛或蓄電池儲存電能過低時，內(nèi)燃機(jī)啟動，既可以向車輪輸出能量，同時又可以向蓄電池充電；當(dāng)車輛需要全力加速時，內(nèi)燃機(jī)、蓄電池可以同時向車輪輸出能量。為了保護(hù)蓄電池，當(dāng)電池使用到剩下最大容量的20%停止供電。測試人員駕駛該車在平直公路上以50km/h的速度勻速行駛1h，觀察儀表盤，發(fā)現(xiàn)這段時間內(nèi)燃機(jī)消耗燃油10kg，蓄電池儲存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%。該車行駛時所受阻力f和車速v的關(guān)系如圖乙所示，汽車的某些參數(shù)如下表所示。（燃油熱值q=4.0×107J/kg）電機(jī)輸出最大功率/kW90電池輸出電壓/V300最大容量/J1.2×108整車質(zhì)量/t1（1）該混合動力汽車的內(nèi)燃機(jī)是一臺單缸四沖程汽油機(jī)，如圖所示是汽油機(jī)的沖程，若飛輪轉(zhuǎn)速是1800r/min，則每秒對外做功次；車輛在轉(zhuǎn)彎時，左前轉(zhuǎn)向燈L1和左后轉(zhuǎn)向燈L2同時發(fā)光，同時熄滅，則它們的連接方式是，依據(jù)是；（2）下列說法正確的是