苏科版九年级上册 12.4 机械能与内能的相互转化
一、单选题
1.如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程,下列关于冲程及其能量转化判断正确的是
A.做功冲程,将机械能转化为内能
B.做功冲程,将内能转化为机械能
C.压缩冲程,将机械能转化为内能
D.压缩冲程,将内能转化为机械能
2.如图是某内燃机工作时的能量流向图,该内燃机的热机效率是( )
A.25% B.35% C.40% D.75%
3.利用一燃气热水器对、20℃的水进行加热时,完全燃烧了的煤气。已知水的比热容为4.2,煤气的热值为,该热水器烧水的效率是50%。下列说法中( )
①煤气完全燃烧放出的热量是
②水吸收的热量是
③水温升高了50℃
④加热过程中水的内能保持不变
A.只有①④正确 B.只有②③正确
C.只有①②正确 D.只有②③④正确
4.如图所示,小刚对子弹击穿木板靶心前后,子弹能量变化的问题进行了思考,有以下四点看法,你认为他的看法中,正确的是( )
①动能减少,是因为有部分动能转化成内能
②动能减少,是因为有部分动能转化成势能
③动能减少,是因为子弹克服摩擦做了功
④动能减少,是因为子弹的机械能不变
A.①③ B.②⑧ C.①② D.②④
5.下列说法正确的是( )
A.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
B.雪花纷飞,说明分子不停地做无规则运动
C.同一物体,温度降低得越多,放出的热量越多
D.汽油机的压缩冲程,汽缸内的混合物内能增加,温度升高
6.如图所示的轮船,动力是由柴油机提供的,下列说法正确的是( )
A.以轮船为参照物货物是运动的
B.轮船受到的浮力和货物对轮船的压力是一对平衡力
C.柴油机效率高,是因为柴油的热值大
D.柴油机是利用内能做功的机器
7.如图所示,在试管里注入少量的水,用软木塞塞紧管口,用酒精灯加热。一会儿试管里的水沸腾了,水蒸气把软木塞向上冲起。下面解释正确的是( )
A.这个过程与内燃机的做功冲程类似
B.试管内水的内能增加是通过做功方式改变
C.酒精燃烧时是内能转化为化学能
D.管内水蒸气的内能减少,温度降低,在试管口变成白色的热空气
8.下列说法中正确的是( )
A.热传递过程中,温度高的物体,由于具有较大的内能,所以会把内能传给低温物体
B.夏天室内常洒一些水,是利用水蒸发吸热达到降温的目的
C.物体吸收热量,内能增加,温度一定升高
D.运载火箭的燃料采用液氢,是因为液氢的比热容大
9.如图甲是热机的能量流向图。图乙显示的是甲、乙两热机的参数。甲、乙相比,甲的( )
A.有用机械能较大 B.损失能量较小
C.燃料的化学能较大 D.热机效率较低
10.冬天天气变冷,火锅以“麻、辣、鲜、香”且“方便、快捷”的大众化特色被消费者接受和喜爱。下列关于火锅的说法正确的是( )
A.火锅里的汤汁温度高时比温度低时含有的热量多
B.用气体燃料燃烧加热食物时,燃料的热值是不变的
C.用气体燃料燃烧加热食物时,燃料的内能转化为化学能
D.往火锅里加的食物温度升高是通过做功改变食物的内能
11.煲汤沸腾时,锅盖不断被水蒸气顶起而发生“跳动”,此过程中涉及到的有关物理现象,表述正确的是( )
A.煲汤过程中,主要是通过热传递的方式改变内能的
B.锅盖“跳动”过程的能量转化与内燃机的压缩冲程类似
C.温度越高,水分子运动越缓慢
D.液体很难被压缩,说明液体分子间只有斥力
12.如图是四冲程发动机的工作循环示意图,其中将气体内能转化为机械能的是( )
A.图甲 B.图乙 C.图丙 D.图丁
13.关于热机的效率,下列说法正确的是( )
A.在做功同样多的情况下,热机的效率越高消耗的燃料越多
B.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
C.热机的效率越高说明做功越快
D.热机损失的能量中,废气带走的能量较少,主要是由于机械摩擦损失的
14.下列说法正确的是( )
A.冠状病毒的传播是扩散现象
B.即使煤炭没有完全燃烧,其热值也不会改变
C.一个物体的内能增加了,一定是它吸收了热量
D.因为沙石的比热容比水小,所以吸收相同的热量,沙石比水升温快
15.2021年10月16日0时23分,搭载神舟十三号载入飞船的长征二号F遥十三运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,顺利将翟志刚、王亚平、叶光富三名宇航员送入空间站。下列说法正确的是( )
A.火箭发射时,尾部产生大量白气,这是水汽化产生的水蒸气
B.火箭使用液氢做燃料,是因为液氢热值大
C.火箭加速升空时,动能增加,重力势能不变
D.火箭升空过程中,与空气摩擦,通过热传递使内能增加
二、填空题
16.如图所示,用酒精灯对试管里的水进行加热,水沸腾后,水蒸气推动软木塞使其迅速冲出管口,在软木塞被推出的过程中,能量转化情况与四冲程汽油机的______冲程相同,管口出现了白雾,这是______(填物态变化名称)现象。
17.汽车在行驶过程中会消耗汽油,则剩下汽油的热值_______(选填“变大”“变小”或“不变”);常用水给汽车发动机降温,这是因为水的_______较大
18.如图所示是汽油机的______冲程,此时活塞的运动方向向______,若飞轮转速为1200r/min,则该汽油机每秒做功______次。
19.在体育考试中,小超投出的实心球在空中的运动轨连如图所示。球从最高点到落地点的过程中,重力势能______,忽略空气阻力,球的机械能______(均选填“增加”、“不变”“减小”)。在最高点时球的动能______(选填“大于”或“等于”)零。
20.如图为汽油机的______冲程,为提高汽油机效率应______(填“换热值更大燃料”或“使燃料充分燃烧”),若飞轮转速为1200r/min,则汽油机每秒能完成______个工作循环。
三、综合题
21.我国地热资源十分丰富,已经发现的温泉水温度大多在 60℃以上,开采使用温泉水,改善了人们的生活。
(1)我国北方供热的“暖气”用水作介质,这主要是因为水的______大。
(2)100kg 温泉水从 60℃降温到 25℃放出的热量是______J 如果用热效率为 84%的燃气炉烧水,这些热量需要燃烧______m3天燃气。【c水=4.2×103J/(kg·℃),q天然= 3.5×107J/m3】。
22.在抗击新冠肺炎疫情期间,中医为诊疗发挥了积极作用,成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。如图甲所示是一种智能电热中药壶,内部简化电路如图乙所示。它有“高温”和“低温”两个挡位,其中R0为热敏电阻,当壶内温度达到一定时,电磁铁将衔铁吸下,下表是它的部分参数。
(1)开关S0和S都闭合,随着壶内温度的升高,热敏电阻R0的阻值变小,电磁铁磁性将______,达到一定温度时,电磁铁将衔铁吸下,此时中药壶处______挡。
(2)若仅将电热中药壶接入家庭电路,壶内装满有2.5kg、20℃的水,通电10min后水温为80℃,求水吸收的热量是多少______?这些热量与完全燃烧多少千克焦炭放出的热量相当 [水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃),焦炭的热值q=3×107J/kg]______ ?
(3)在上述加热过程中观察到电能表的转盘转了240转,电能表转盘上标有1200r/kW·h字样,则电热中药壶的加热效率是多少______?
型号 ※※※
额定电压 220 V
高温挡功率 1500 W
低温挡功率 200 W
23.阅读下列短文,回答问题:
混合动力汽车
为保护环境和应对将来石油资源枯竭,全球许多车企正在研发制造油电混合动力汽车。混合动力汽车一般在起步和低速行驶时采用纯电动模式:在急加速、爬陡坡等需要较大动力的情况下,采用电动机和汽油机共同协调工作;在下坡、减速滑行时开启充电系统。在某次进行充电测试过程中,混合动力汽车满电行驶100km的油耗为3.8L,而同等级的汽油汽车在相同情况下行驶100km的油耗为8.0L,混合动力汽车具有较好的燃油经济性和较低的排放等优势。[汽油的热值为4.6×107J/kg,汽油密度约为0.7×103kg/m3,水的比热容c水=4.2×103J/(kg oC)]
(1)混合动力汽车在汽油机提供动力时,将内能转化为______能;当下坡减速滑行过程中,发电机开始工作,将机械能转化为______能;
(2)假设某款纯电动汽车在平直公路上匀速行驶时,每百公里耗电1.08×108J,若电能转化为机械能效率为85%,则汽车匀速行驶时受到阻力为______N。若质量和外形完全相同的燃油汽车,它的能量转化率为30%,以相同速度在同一路面上匀速行驶,每行驶百公里需要消耗的燃油为______kg。(结果保留1位小数)
24.阅读短文,回答问题。
嫦娥五号
2020年11月24日,“嫦娥五号”搭载采样剖面测温仪、岩芯钻探机和机器取样器等多种有用载荷在海南文昌发射中心成功发射。为了实现“选址正确,落点准确”,嫦娥五号采用了已经在嫦娥三号和四号上应用的“粗精接力避障”的方式,即制导导航与控制(GNC)系统,在该系统的指挥下,着陆器和上升器组合体(总质量约720kg)先是大推力反向制动快速减速,然后快速调整姿态并对预定落区地形进行拍照识别,避开大的障碍,实现“粗避障”,然后组合体在飞到距离月面100米时悬停,并再次对选定区域进行精确拍照,实现“精避障”,之后再斜向下飘向选定的着陆点,在移动到着陆点正上方之后开始竖直下降,到距离月面较近时关闭发动机,然后利用着陆腿的缓冲实现软着陆,最终平稳着陆于月球正面风暴洋的吕姆克山脉以北地区。
成功着陆后,着陆器在地面控制下,进行了太阳翼和定向天线展开等状态检查与设置工作,正式开始持续约2天的月面工作,并取回约1.8kg月壤,这在全世界是第一次。(月球表面的重力常数为地球的,地球表面重力常数g取10N/kg)
(1)发射“嫦娥五号”的长征五号运载火箭三级发动机采用液态氢为燃料,主要是因为液态氢 _____大;
(2)太阳翼上面的太阳能电池板可以将光能直接转化为 _____能;
(3)距离月面较近时关闭发动机后到接触月面前,关于组合体,下列说法正确的是 _____;
A.动能减小,重力势能减小
B.动能减小,机械能减小
C.动能增大,机械能增大
D.动能增大,机械能不变
(4)组合体从月面上方悬停至着陆,其重力做功为 _____J;
(5)探测车在采集月球表面月壤样本时,机械臂简化图如图乙所示,该均匀杠杆可绕O点转动,其自身质量为0.9kg,OB:OA=4:1,当采集1.8kg月壤将其匀速提升50cm的高度,作用在A点的动力需要做 _____J的功(不计摩擦)。
25.阅读短文,回答问题。
六冲程发动机
普通的四冲程发动机把 75%的能量以热能的形式散发掉了,六冲程发动机则利用了部分散发的热能去制造蒸汽以回收部分本来会损失的能量。在普通四冲程发动机的“进气-压缩-做功-排气”四个冲程之后。第五个冲程开始的时候,把水喷进炽热的气缸里面,水马上就变成了温度高达816度的蒸汽,体积急剧膨胀1600倍,同时气缸内压强急剧增大,推动活塞再次向下运动,为汽车提供动力。到了第6个冲程,发动机把水蒸气排放到一个冷却器,水蒸气在那里重新变成水,根据计算,六冲程发动机能比传统的四冲程发动机效率提高30%。如果是柴油机的话,还可以再提高5%。实际上,向内燃机气缸喷水(与燃油一起喷入),就可以提高输出功率和热效率,这种尝试几十年前就有人研究过但主要就是因为气缸腐蚀问题而放弃的。
“额定功率”是发动机工作时的最大输出功率。“额定转速” 是对应额定功率下发动机曲轴的转速。“排气量” 是发动机气缸的工作容积, 是指所有气缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和。六缸六冲程发动机,即通过连杆把六个气缸的活塞连在一起,使各气缸的六个冲程依次错开,则在曲轴转动的每半周里,都有2个气缸在做功。假定每个循环的两次做功冲程中,气体对活塞做功相同,设每次做功冲程中气缸内的气体对活塞的平均压强为p,排气量为V,发动机额定转速为n (单位: r/s),燃气对活塞所做的功可表示为W=pV。
(1)六冲程发动机的第五冲程相当于四冲程内燃机的做功冲程,此冲程的能化把______能转化为机械能;
(2)六冲程发动机的一个完整工作循环中, 有______个做功冲程;
(3) 六冲程发动机通过下列______方式提高热机效率;
A.减少内能的散失 B.提高燃料的热值
C.让燃料充分燃烧 D.减少机械的摩擦
(4) 根据文章中提供的信息,请写出六缸工六冲程发动机额定功率的表达式______(用文章中的字母表示);
(5)我国第一款自主品牌的高瑞豪华轿车“红旗HQ3"在某段平直公路上进行测试,总重为2.3×104N, 汽车所受阻力是总重的0.1倍,普通汽车四冲程汽油发动机的效率为20%,若采用六冲程汽油发动机,该汽车的耗油量______升。(结果保留一位小数,耗油量指每 100km汽车耗油多少升,汽油的热值为4.6×107J/kg,汽油的密度为0.7×103kg/m3)
26.阅读短文,回答文后的问题。
汽车发动机
发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料,使活塞在气缸中往复运动,一个工作循环经历进气、压缩、做功和排气四个冲程,汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在气缸内通过的容积,它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(冲程长度)。如果发动机有若干个气缸,所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量,实际汽车往往采用多缸发动机。如图所示发动机有4个汽缸(图中标注1、2、3、4),通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开,在飞轮转动的每半周里,都有一个汽缸在做功,其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。
(1)汽油机的吸气冲程吸入的是______,汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为______能;
(2)已知汽油的热值为4×107J/kg,如果该发动机消耗2kg的汽油,且这些汽油充分燃烧,应放出的热量为______J;
(3)四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中,4号汽缸所处的冲程是______;
A.吸气
B.压缩
C.做功
D.排气
(4)设该发动机做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0,发动机排量为V排,则发动机转速为2400r/min时该轿车的输出功率P与发动机排量V排的关系式为P=______。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【详解】
如图所示,两个气门关闭,活塞向下运动,为做功冲程,燃料在缸内燃烧,将燃料的内能转化成机械能,ACD错误,B正确。故选B。
2.B
【详解】
因热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比,所以,由内燃机的能量流向图可得,内燃机的热机效率为
η=1﹣25%﹣40%=35%
故A、C、D错误,不符合题意;B正确,符合题意
故选B。
3.B
【详解】
①由知道,煤气完全燃烧放出的热量是
故①错误;
②由于该热水器烧水的效率是50%,所以,水吸收的热量是
故②错误;
③由知道,水温升高了
故③正确;
④加热过程中水的温度升高内能增大,故④错误。
故选B。
4.A
【详解】
子弹击穿木板的过程中,子弹与木板存在摩擦,克服摩擦做功会使内能增大,所以是动能转化成内能,导致动能减少,重力势能不变,所以机械能减小了,所以正确的是①③。
故选A。
5.D
【详解】
A.热传递是有方向的,热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递,故A错误;
B.雪花是宏观物体,雪花纷飞是宏观物体做的机械运动,不能说明分子的热运动,故B错误;
C.同一物体,物体质量一定,温度降低得多,不一定是放出热量,还有可能是物体对外做功,使物体温度降低,但是物体内能减小是一定的,故C错误;
D.汽油机的压缩冲程,曲轴由于惯性,使活塞向上运动,压缩气缸内燃气,汽缸内的混合物内能增加,温度升高,故D正确。
故选D。
6.D
【详解】
A.以轮船为参照物,货物和轮船之间的位置没有发生变化,货物是静止的,故A错误;
B.轮船受到的浮力等于轮船和货物的总重力,货物对轮船的压力等于货物的重力,轮船受到的浮力和货物对轮船的压力这两个力大小不相等,所以不是一对平衡力,故B错误;
C.柴油机的效率高,是因为柴油机在压缩冲程中,压缩的程度比较大,燃料燃烧较充分,转化成的有用功更多,而不是因为柴油的热值大,故C错误;
D.柴油机工作时通过燃料的燃烧得到内能,再通过高温燃气对活塞做功,把内能转化为机械能,是利用内能做功的机器,故D正确。
故选D。
7.A
【详解】
B.用酒精灯加热,是通过热传递的方式使得水的内能增加,产生大量水蒸气,故B错误;
C.酒精灯燃烧时,把化学能转化为内能,故C错误;
D.水蒸气对木塞做功,水蒸气的内能转化为木塞的机械能木塞冲出;此时水蒸气的内能减少,温度降低,液化为小水滴,即我们看到的白雾,故D错误;
A .在汽油机的做功冲程中,燃气膨胀做功,将内能转化为机械能,所以汽油机的做功冲程是此原理的应用,故A正确。
故选A。
8.B
【详解】
A.热传递实质是内能从高温物体转移到低温物体或者从物体的高温部分传递到低温部分;内能的大小与质量、温度、状态等因素有关,内能大,温度不一定高,故A错误;
B.夏天室内常洒一些水,水蒸发时会吸收热量,能降低室温,故B正确;
C.物体吸收热量,内能增加,温度不一定升高,例如晶体熔化时,吸收热量,温度不变,故C错误;
D.运载火箭的燃料采用液氢,是因为液氢的热值大,密度小,而和它的比热容无关,故D错误。
故选B。
9.B
【详解】
A.如图所示,甲的有用机械能为2000J,乙的有用机械能为4000J,所以甲的有用机械能小,故A不符合题意;
B.如图所示,甲损失能量为500J,乙损失能量为5000J,所以甲损失能量小,故B符合题意;
C.如图所示,甲燃料的化学能为
乙燃料的化学能为
所以甲燃料的化学能较小,故C不符合题意;
D.根据题意,甲热机效率为
乙热机效率为
所以甲的热机效率较高。故D不符合题意。
故选B。
10.B
【详解】
A.热量是发生热传递时物体吸收或放出的能量,不是物体含有热量,故A错误;
B.热值是燃料的一种物理属性,与燃料的质量、燃烧程度、燃料的状态等均无关,所以热值是不变的,故B正确;
C.用气体燃料燃烧加热食物时,化学能转化为内能,故C错误;
D.往火锅里加的食物吸收热量,温度升高,是通过热传递改变食物的内能,故D错误。
故选B。
11.A
【详解】
A.煲汤过程中,汤吸收热量,内能增大,主要是通过热传递的方式改变内能的,故A正确;
B.锅盖“跳动”过程,水蒸气对锅盖做功,水蒸气将内能转化为锅盖的机械能,能量转化与内燃机的做功冲程类似,故B错误;
C.温度越高,水分子运动越快,故C错误;
D.液体很难被压缩,说明液体分子间存在斥力,分子间的引力和斥力同时存在,故D错误。
故选A。
12.C
【详解】
A.图甲两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程,即机械能转化为内能,故A不符合题意;
B.图乙排气门开启,气体流出汽缸,是排气冲程,故B不符合题意;
C.图丙两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程,即内能转化为机械能,故C符合题意;
D.图丁进气门开启,气体流入汽缸,是吸气冲程,故D不符合题意。
故选C。
13.B
【详解】
A.热机的效率越高,做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大,即在做功相同的情况下,消耗的燃料较少,或消耗相同的燃料,做功较多,故A错误。
B.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高,多用在重型机器上,故B正确;
C.热机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值,热机的效率越高说明有用功占的比值越大,功率表示做功的快慢,功率越高说明做功越快,效率和功率是两个不同的物理量,二者之间没有必然联系,故C错误;
D.根据内燃机的能量流向,热机损失的能量中,废气带走的能量较多,故D错误。
故选B。
14.B
【详解】
A.新冠病毒属于微生物,它通过飞沫传播是微生物所做的机械运动,不是扩散现象,故A错误;
B.热值是燃料的一种特性,其大小只与燃料的种类有关,与燃料是否燃烧无关,故B正确;
C.一个物体的内能增加可能是吸收了热量,也可能是外界对此物体做功,故C错误;
D.因为沙石的比热容比水小,所以相同质量的沙石和水吸收相同的热量,沙石比水升温快,故D错误。
故选B。
15.B
【详解】
A.火箭发射时,尾部产生大量白气,这是水汽化产生的水蒸气遇冷形成的小水滴,是液化现象,故A错误;
B.火箭使用液氢做燃料,是因为液氢热值大,燃烧同样质量的液氢和其他燃料,液氢放出的热量更多,故B正确;
C.火箭加速升空时,速度增大,动能增加,高度增加,重力势能增加,故C错误;
D.火箭升空过程中,与空气摩擦做功,是通过做功的方式使内能增加,故D错误。
故选B。
16. 做功 液化
【详解】
[1]当瓶内水蒸气把瓶塞冲出时,瓶内水蒸气对瓶塞做功,使得其内能减小,温度降低,即该过程是将内能转化为机械能的过程,此过程与汽油机的做功冲程相同,在做功冲程中是燃气的内能转化为活塞的机械能。
[2]管口处水蒸气放出热量发生液化现象,出现白雾。
17. 不变 比热容
【详解】
[1]热值是燃料完全燃烧释放的热量与质量的比值,与质量的大小无关,只与燃料的种类有关,故剩下汽油的热值不变。
[2]常用水给汽车发动机降温,这是因为水的比热容大,与其他的物质相比,相同质量的物质每升高1℃时,水吸收的热量最多,吸热能力最强。
18. 做功 下 10
【详解】
[1][2]由图可知,该冲程过程中,进气门、排气门均关闭,火花塞点火,活塞向下运动,因此正处在做功冲程。
[3]飞轮转速为1200r/min,则1s内飞轮转20圈,因为汽油机一个工作循环中,飞轮转2圈,对外做功一次。因此汽油机每秒钟做功10次。
19. 减小 不变 大于
【详解】
[1][2]球从最高点到落地点的过程中,质量不变,高度减小,则重力势能减小;由于忽略空气阻力,则在下降过程中,重力势能转化为动能,又由于机械能等于动能与势能之和,则机械能不变。
[3]球在最高点时有水平速度,则动能大于零。
20. 压缩 使燃料充分燃烧 10
【详解】
[1]根据图示可知,两个气门都关闭,活塞向上运动,气缸容积减小,因此是压缩冲程。
[2]热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值,与燃烧燃料的多少、燃料的热值或比热容等因素无关,使燃料燃烧更充分,可以有效提高燃料的利用率,减小热量的损失,可以提高热机效率。
[3]飞轮的转速为1200r/min,即20r/s,每秒钟转20圈,由于飞轮转2r,完成1个工作循环,故飞轮转20r,完成10个工作循环。
21. 比热容 1.47×107 0.5
【详解】
(1)[1]“暖气”用水作介质,是因为水的比热容大,质量相同、且降低相同的温度时,水释放的热量多,取暖效果好。
(2)[2][3]水放出的热量
由题知完全燃烧天然气放出的热量
则需要燃烧天然气的体积
22. 增强 低温 6.3×105J 2.1×10-2kg 87.5%
【详解】
(1)[1][2]热敏电阻R0的阻值变小,控制电路的电源电压不变,总电阻变小,电流变大,磁性增强;达到一定温度时,电磁铁将衔铁吸下,两电阻串联,当衔铁弹上去时,只有R1接入,根据可知,两个电阻串联时,总电阻最大,电功率最小,为低温挡。
(2)[3][4]水吸收的热量是
这些热量与完全燃烧焦炭的质量为
(3)[5]加热过程中消耗的电能
加热效率
23. 机械 电 918 6.7
【详解】
(1)[1]混合动力汽车在汽油机提供动力时,内能对外做功,将内能转化为机械能;
[2]当下坡减速滑行过程中,发电机开始工作,将机械能转化为电能。
(2)[3]由公式W=Fs得该电动汽车匀速行驶时受到的牵引力为
电动汽车在平直公路上匀速行驶,阻力和牵引力是一对平衡力,大小相等,所以
f=F=918N
[4]由公式 得汽油释放的总能量
因为Q=mq,所以需要汽油的质量
24. 热值 电 AB 1.2×105 1.875
【详解】
(1)[1]热值是燃料一种特性,热值越大的燃料,在完全燃烧相同质量的燃料时,放出的热量越多,火箭采用液态氢为燃料,就是因为液态氢的热值大。
(2)[2]太阳翼上面的太阳能电池板接收光能,可以将光能直接转化为电能。
(3)[3]距离月面较近时关闭发动机后到接触月面前,组合体的质量不变,运动速度减小,高度减小,则动能减小,重力势能减小,机械能减小,故AB正确,CD错误。
故选AB。
(4)[4]组合体在月球上受到的重力
组合体从月面上方悬停至着陆,其重力所做的功
(5)[5]月壤在月球上的重力
月壤上升的高度
克服月壤重力所做的功
杠杆自身的重力
均匀杠杆的重心在杠杆的中间位置,所以杠杆重心上升的高度
克服杠杆的重力所做的功
作用在A点的动力所做的功
25. 内 2 A 4npV 14.3
【详解】
(1)[1]第五冲程也是蒸汽对活塞做功,将内能转化为机械能。
(2)[2]由题意知,六冲程发动机的第三冲程和第五冲程都对外做功,提供动力,所以有两个做功冲程。
(3)[3]六冲程发动机的第五冲程通过将水喷入炽热气缸内,变成蒸汽对外做功,是通过减少内能散失了提高热机效率。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(4)[4]六冲程发动机的一个工作循环,飞轮转动3圈,做功2次,而六冲程发动机的转速是nr/s,那么每秒每个气缸做功的次数为次,燃气对活塞每次做功为
W=pV
所以,每个气缸每秒做的功
W1=W1=pV
那么每秒六个缸所做的功
W总=6××pV=4npV
即发动机的额定功率
P=4npV
(5)[5]汽车行驶100km,汽车牵引车所做的功
W功=Fs=fs=0.1×2.3×104N×100×103m=2.3×108J
六冲程发动机的效率
η=20%+30%=50%
那么行驶100km,燃烧汽油放出的热量
Q放=
燃烧汽油的质量
行驶100km,消耗汽油的体积,即耗油量
26. 空气和汽油的混合物 机械 8×107 A 20p0V排
【详解】
(1)[1]汽油机气缸顶端是火花塞,没有喷油嘴,因此汽油机的吸气冲程中吸入气缸的是空气和汽油的混合物。
[2]汽油机工作时将内能转化为机械能。
(2)[3]完全燃烧2kg的汽油放出的热量为
Q放=mq=2kg×4×107J/kg=8×107J
(3)[4]四汽缸发动机,各个汽缸的做功过程错开,在飞轮转动的每半周里,都有一个汽缸在做功,其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程,由图看出,4号气缸中活塞自上而下运动,据此可知四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中,4号汽缸所处的是吸气冲程,故选A。
(4)[5]在发动机中,飞轮转2周完成一个工作循环,所以发动机转速为2400r/min时,完成1200个工作循环,每个工作循环所需要的时间为
做功冲程燃气对活塞的平均压强为p0,发动机排量为V排,则一个活塞的排气量为,做功冲程燃气对一个活塞的平均压力F=p0S,每个做功冲程燃气对一个活塞做的功
发动机转速为2400r/min时,燃气对活塞做功的功率
由于发动机有4个汽缸,所以燃气对活塞做功的总功率
P总=4P=4×5p0V排=20p0V排
答案第1页,共2页
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