人教版九年级全一册 第十四章 内能的利用 单元练习
一、单选题
1.四冲程柴油机工作过程中,以下说法错误的是( )
A.压缩冲程和做功冲程发生了能量的转化 B.做功冲程使汽车获得动力
C.排气冲程排出了汽车的尾气 D.吸气冲程吸入气缸的是柴油
2.西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭,于2019年4月20日将第44颗北斗导航卫星成功送上太空 下列说法中正确的是( )
A.火箭升空过程中,将机械能转化为内能
B.燃料燃烧时将内能转化为化学能
C.火箭使用液氢燃料,主要是因为液氢的比热容较大
D.火箭使用液氢燃料,主要是因为液氢的热值较大
3.下列关于热值和热机效率的说法,正确的是( )
A.使燃料燃烧更充分,可以增大热值
B.使燃料燃烧更充分,可以提高热机效率
C.柴油机的热机效率通常为100%
D.燃料燃烧释放的热量越大,热值越大
4.用酒精灯给试管内的水加热一段时间,塞在试管口的木塞被冲出,如图所示,下列说法正确的是( )
A.酒精燃烧后灯中剩余酒精的密度变小
B.水蒸气对木塞做功,与汽油机做功冲程的原理相似
C.水蒸气对木塞做功的过程中,能量的总量减少
D.试管中的水温度升高后,分子无规则运动较缓慢
5.2022年北京冬奥会和冬残奥会即将开幕,在比赛期间所有冬奥场馆将全部使用“绿电”,(“绿电”是指在发电过程中,二氧化碳排放量为零或趋近于零,比火力发电等其他方式对环境的影响大幅度减小)。这将是奥运史上首次实现全部场馆绿色电能供应,预计消耗“绿电”约,可以节约标准煤,减排二氧化碳。若所节约的标准煤完全燃烧,则放出的热量约为(媒约为)。( )
A. B. C. D.
6.下列关于能量转化和守恒的说法中,正确的是( )
A.水力发电过程中,内能转化为电能 B.手机充电过程中,电能转化为机械能
C.柴油机做功冲程中,内能转化为机械能 D.热机的工作过程不遵循能量守恒定律
7.小明用酒精灯将质量为100g、初温为20℃的水加热到90℃(未沸腾),共燃烧了7g酒精[c水=4.2103J/(kg℃,酒精的热值为q=3107J/kg]。则( )
A.水吸收的热量是2.94×107J,效率为14%
B.水吸收的热量是2.94×104J,效率为14%
C.水吸收的热量是2.94×107J,效率为1.4%
D.水吸收的热量是2.94×104J,效率为1.4%
8.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
9.如图所示,汽油机处于工作过程中的两个冲程。下列叙述中正确的是( )
A.甲为做功冲程,内能转化为机械能
B.乙为做功冲程,机械能转化为内能
C.甲为压缩冲程,机械能转化为内能
D.乙为压缩冲程,内能转化为机械能
10.2021年10月16日,航天员翟志刚、王亚平、叶光富搭乘神州十三号载人飞船,开始了为期6个月的“太空出差”,六个月后将顺利返航。下列说法正确的是( )
A.火箭加速升空时,动能转化为重力势能
B.火箭选作燃料的物质主要是利用该燃料的比热容大的特点
C.火箭的发射过程中,燃料若不完全燃烧,热值会减小
D.返回舱进入大气层后与大气摩擦,机械能转化为内能
11.热学知识在日常生活中有广泛的应用,下列说法正确的是( )
A.四月的荷泽牡丹飘香,说明分子间有空隙
B.摩擦生热是通过热传递改变了物体的内能
C.热机通过压缩冲程将机械能转化为内能
D.暖气片内用水作为导热介质是因为水的沸点较高
12.下列过程中,能量转化情况相同的是( )
①钻木取火 ②水蒸气顶开活塞 ③热机压缩冲程 ④煤气炉灶烧水
A.①③ B.②③ C.②④ D.③④
13.如图所示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图,正确的排列顺序为( )
A.DBCA B.DACB C.CBDA D.CADB
14.2021年10月16日,中国在酒泉卫星发射中心升空的神舟十三号载人飞船将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入太空,发射取得圆满成功,下列说法正确的是( )
A.火箭点火加速升空时,将机械能转化为内能
B.火箭选用液态氢作燃料是因为氢的热值大
C.燃料的质量越大,热值越大
D.火箭发动机的效率可以达到100%
15.如图所示,甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法,忽略绳重及一切摩擦,用图甲绕法匀速提升重为900N的物体时,机械效率为90%。下列判断正确的是( )
A.拉力F1的大小为450 N
B.用图乙绕法匀速提升400N的重物时,机械效率为80%
C.分别用两种绕法匀速提升相同重物时,图乙绕法的机械效率更大
D.分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度,F1、F2做功不相等
二、填空题
16.2020年5月5日,我国“长征五号B”大型运载火箭首飞成功,火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的______较大;火箭向下喷射燃气获得推力加速上升,是内能转化为______能。
17.中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射,是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。如图所示是某火箭发射时的场景,目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。火箭燃料的发展如表1所示,表2是一些燃料的热值。
表1
第1代 第2代 第3代 第4代
燃 料 氧气和汽油混合 偏二甲胼 煤 油 液态氢
氧化剂 四氧化二氮 液态氧 液态氧
表2
燃料 热值 燃料 热值
汽油 煤油
柴油 氢
(1)使用氢作为燃料的主要优点是:______和______;
(2)某火箭发射时携带了液态氢燃料,这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为的水加热至沸腾______?[,当地大气压为1标准大气压]
(3)氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧。某次测试中,一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶0.5h,消耗了2kg燃料,求该发动机的效率______。
18.汽油机工作时是___________能与___________能相互转化的过程,若一台四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min,则该汽油机每秒钟做功________次。
19.完全燃烧140g焦炭所放出的热量有60%被初始温度是10、质量为10kg的水吸收,则水吸收的热量为______J,水温将升高到______℃。([,],在1个标准大气压下)
20.某学校用焦炭作为燃料烧开水,供全校师生饮用。现完全燃烧了4.2kg的焦炭,放出的热量是 _____J;假设这些热量只有25%能被水吸收,则能将 _____kg的水从25℃加热到100℃。[水的比热容为,焦炭的热值为3×107J/kg]
三、综合题
21.近两三年政府推出了“汽车下乡”、 “小排气量购置税减半”、“以旧换新”等政策,极大的促进了汽车行业的发展,随着人民生活水平的不断提高,汽车已经走进我们的家庭,轿车已经成为普通家庭的一部分。李明的爸爸最近也购买了一辆轿车,李明利用所学的物理知识对汽车进行了一系列探索与研究活动:
实验次数 1 2 3 4 5
速度/(km h﹣1) 40 60 80 100 120
制动距离/m 8 18 32 50
(1)汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热,主要是利用了水的 ___________的特点。
(2)李明同学阅读了汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成如图甲所示的图表,请根据给出的信息,计算完全燃烧0.2kg的汽油能够获得 ___________J的能量?这些能量能产生 ___________J有用功?(汽油的热值为4.6×107J/kg)
(3)若轿车以80kW的恒定功率启动做直线运动,运动过程中受到的阻力不变,运动的速度v与时间t的关系如图乙所示,则在0~5s时间内,轿车发动机对外做功 ___________J。
(4)通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离(即从操纵制动刹车到车停下来的距离),数据如表所示:根据表中数据所反映的规律可知,当轿车速度为120km/h时对应的制动距离是 ___________km。
22.阅读短文,回答问题
第五代战斗机“歼﹣20”
“歼﹣20”作为中国第五代战斗机,融合了全球优秀战斗机的特点,具备了很强的隐形性能、机动性能等;“歼﹣20”表面平滑,机翼的外形做成流线型,它拥有良好的大仰角升力特性,较大的瞬时攻角与滚转率,并采用先进的光传操纵系统,以光信号的形式传输信号,可随时保证飞机与地面的联系;“歼20”配备了大功率雷达,为解决放热问题,采用了新一代液体冷却系统;该飞机最大起飞质量为37t,最大飞行高度达20km,最大航行速度达25倍声速(合3060km/h),最大油量为10t,飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见表:(已知飞机发动机的效率是40%,航空燃油的热值为5×107J/kg,g取10N/kg)
速度v/(m/s) 100 200 300 400 500
阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 7.5×104
(1)“歼﹣20”飞机表面能______(选填“反射”或“吸收”)对方雷达发射的电磁波,从面实现电磁隐身,飞机在水平匀速飞行过程中机械能______;(选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)下列说法中不正确的是______;
A.飞机的机翼做成流线型是为了减小空气的阻力
B.为解决雷达的散热问题,采用比热容大的液体作为冷却剂
C.飞机与地面的联系采用光信号的形式传输信号
D.当飞机在做较大幅度的瞬时滚转时,受到平衡力的作用
(3)当飞机以400m/s的速度巡航时飞机发动机的输出功率为______kW;若飞机油箱中加满燃油,并且以500m/s的速度巡航时,飞机的最大航程约为______km;
(4)翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值,若该飞机的翼载为500kg/m2,则机翼面积为______m2飞机的推重比是指飞机以最大行速度巡航时的引力与最大起飞重力的比值,则该“歼﹣20”飞机的推重比约为______;
(5)飞机利用测距传感器来判断离地高度,若某测距传感器的阻值R1与离地高度大小的关系如图乙所示,如图丙所示的检测电路采用了“稳流电源”(电源输出的电流恒定),要使高度表(实质是电流表或电压表)的示数能随飞行高度的增大而增大,则此高度表应安装在______(选填“1”、“2”或“3”)位置,该高度表示数刻度______。(选填“匀线“不均匀”)
23.如图所示,这是一台压路机,其发动机为柴油机,质量为20t,车轮与水平地面总接触面积为0.5m2。某次压路作业中,它以2m/s的速度水平匀速前进1000m,此时压路机的发动机输出功率为120kW。求:(g取10N/kg)
(1)汽油机和柴油机在构造上的主要区别是:汽油机汽缸顶部有火花塞,而柴油机汽缸顶部是 ______,柴油机工作的四个冲程中,除做功冲程外,其他三个冲程的完成都是依靠飞轮的 ________;
(2)压路机静止在水平地面时,对地面的压强是多少?( )
(3)压路机前进过程中受到的阻力是多少?( )
(4)若完成此次作业至少消耗了3.75kg柴油,则发动机的效率是多少?(q油=4×107J/kg)( )
24.塔里木油田是我国累计产气最多的特大型整装优质气田区,该油田向我国东部地区输送天然气超过800亿立方米,惠泽我国14个省市自治区的80多个大中型城市3亿居民。[q天然气=8.4×107J/m3, ]
(1)燃烧天然气的过程中,天然气的热值______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)100m3的天然气完全燃烧能放出多少焦的热量______?
(3)若这些热量的60%被水吸收,则可以使多少千克的水从20oC升高80oC______?
25.阅读短文,回答问题。
火星探测
大约每隔26个月就会发生一次“火星冲日”,届时太阳、地球、火星位于一条直线上,在这一时间点实施火星探测,探测器飞行的路线最短,最省燃料。而距离当前时间最接近的“火星冲日”探测窗口便是2020年,因此中国首次火星探测任务计划将于今年择机实施。
此次任务将实现一次发射任务完成火星环绕、着陆和巡视探测“三步走”。如果成功,这将是全世界第一次在一次任务当中完成三个目标。这个工程的实现是个很大的创新。
据悉,火星探测器将由“长征五号”运载火箭发射至地火转移轨道,与运载火箭分离后,在地面测控的支持下经过轨道机动和中途修正,在近火星点实施制动,实现火星捕获,进入环火星椭圆轨道,运行到合适的窗口后探测器实施降轨控制,释放火星着陆巡视器。
着陆巡视器进入火星大气,通过气动外形、降落伞和反推发动机等多级减速,软着陆于火星表面。火星车与着陆平台分离后,将在火星表面进行巡视探测,这个时侯环绕器将为火星中继通信并展开环绕火星探测。
这次火星探测没有重复其他国家火星探测的老路,起点设置很高,体现了我国航天技术发展的水平和航天工程师的自信。
(1)选择“火星冲日”实施火星探测,是因为 ______。
(2)火箭的燃料使用液态氢,主要是因为它的 ______大。
(3)“长征五号”运载火箭在点火升空的过程中,燃料燃烧将化学能能转化为内能,再通过火箭发动机做功将内能转化为 ______。
(4)原定于2020年7~8月“探火“的欧空局与俄罗斯合作的ExoMars火星漫游车已宣布推迟发射,则根据你的认知,火星漫游车最早发射时间可以定为 ______年。
(5)火星自转周期约为24小时37分,与地球非常接近。但火星比地球体积小,距离太阳远,大气稀薄,火星又被称为沙漠行星,地表沙丘、砾石遍布,没有稳定的液态水,在这样的环境下,火星的昼夜温差应该较大还是较小?请你提出猜想,并对其中一个因素做合理分析。______
26.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)
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】
A.压缩冲程:活塞的机械能转化为燃料混合物的内能;做功冲程:燃料燃烧,化学能转化为内能,产生高温高压气体,推动活塞做功,内能在转化为机械能。故A正确,不符合题意;
B.做功冲程中,燃气推动活塞,内燃机对外做功,使汽车获得动力。故B正确,不符合题意;
C.排气冲程中,做功完毕的燃气被排出内燃机,汽车排出尾气。故C正确,不符合题意;
D.柴油机吸气冲程吸入气缸的只有空气,在压缩冲程末喷油嘴向气缸内喷入柴油。故D错误,符合题意。
故选D。
2.D
【详解】
A.火箭升空过程中,燃料燃烧消耗内能转化为火箭的机械能,故A错误;
B.燃料燃烧时将化学能转化为内能,故B错误;
CD.火箭使用液氢燃料,主要是因为液氢的热值较大,与其它燃料相比,完全燃烧相同质量的氢时可以释放出更多的热量,故C错误、D正确。
故选D。
3.B
【详解】
A.热值是燃料的特性,与燃烧情况无关,故A错误;
B.使燃料燃烧更充分,可以增大有效利用的能量,提高热机的效率,故B正确;
C.任何机器的做功时都不可避免的做额外功,效率不可能达到100%,故C错误;
D.热值是燃料的特性,与放出热量的多少无关,故D错误。
故选B。
4.B
【详解】
A.酒精燃烧后灯中剩余酒精的密度不变,密度与质量、体积无关,故A错误;
B.水蒸气对木塞做功,水蒸气的内能转化为机械能,与汽油机做功冲程的原理相似,将内能转化为机械能,故B正确;
C.水蒸气对木塞做功的过程中,能量守恒,能量的总量不会减少,故C错误;
D.试管中的水温度升高后,分子无规则运动越剧烈,故D错误。
故选B。
5.A
【详解】
若所节约的标准煤完全燃烧,则放出的热量
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.C
【详解】
A.水力发电过程中,是将水的机械能转化为电能,故A错误;
B.手机充电过程中,电能转化为化学能储存在手机电池中,故B错误;
C.柴油机做功冲程中,高温高压的燃气的内能转化为机械能,故C正确;
D.热机的工作过程跟所有能量转化转移过程一样,都遵循能量守恒定律,故D错误。
故选C。
7.B
【详解】
A C.水吸收的热量是
故A错误;C错误;
B D.燃料完全燃烧释放的热量为
效率为
故B正确;D错误。
故选B。
8.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。
9.A
【详解】
图甲中,进气门和排气门关闭,火花塞产生电火花,活塞向下运动,为做功冲程,内能转化机械能;图乙中,进气门和排气门关闭,活塞向上运动,为压缩冲程,机械能转化为内能,故A正确,BCD不正确。
故选A。
10.D
【详解】
A.火箭加速升空时,燃料燃烧的化学能转化为动能和重力势能,故A错误;
B.火箭选作燃料的物质主要是利用该燃料的热值大的特点,故B错误;
C.热值是物质的一种物理属性,与燃料是否充分燃烧无关。燃烧是否充分影响的是燃料燃烧时放出热量的多少,故C错误;
D.返回舱进入大气层后与大气摩擦生热,此时机械能转化为内能,故D正确。
故选D。
11.C
【详解】
A.四月的荷泽牡丹飘香,说明分子在不停地坐无规则运动,故A错误;
B.摩擦生热,克服摩擦力做功产生热量,是通过做功改变了物体的内能,故B错误;
C.热机通过压缩冲程对热机内气体做功,将机械能转化为内能,故C正确;
D.暖气片内用水作为导热介质是因为水的比热容较大,当质量与降低相同温度时,水比其他液体放出的热量多,故D错误。
故选C。
12.A
【详解】
①钻木取火将机械能转化为内能;②水蒸气顶开活塞是将水蒸气的内能转化为机械能;③热机压缩冲程是将机械能转化为内能;④煤气炉灶烧水是将化学能转化为内能,故①③能量转化相同,都是将机械能转化为内能,故A正确。
故选A。
13.B
【详解】
A图中的气门都关闭,活塞向上运行,气缸容积减小,是压缩冲程;
B图中的排气门打开,活塞向上运动,气缸容积减小,是排气冲程;
C图中的气门都关闭,活塞向下运行,气缸容积增大,是做功冲程;
D图中的进气门打开,活塞向下运行,气缸容积增大,是吸气冲程;
所以正确排列顺序是DACB,故B正确。
故选B。
14.B
【详解】
A.火箭点火加速升空时,燃料燃烧产生大量高温高压的气体,推动火箭向上运动,是内能转化为机械能,故A错误;
B.氢在常见燃料中热值较大,等质量的氢完全燃烧所放出的热比其它燃料要多得多,所以火箭选用液态氢作燃料是因为氢的热值大,故B正确;
C.燃料的热值只与燃料的种类有关,与质量、是否完全燃烧等无关,故C错误;
D.火箭发动机属于内燃机,使用过程中一定存在燃料无法完全燃烧、废气带走一部分热量等能量损失,效率不可能达到100%。故D错误。
故选B。
15.B
【详解】
A.图甲中n=2,因为机械效率
所以拉力为
故A错误
B.图甲中,忽略绳重及一切摩擦时
则动滑轮的重力:
G动=2F1﹣G物=2×500N﹣900N=100N
在图乙中,忽略绳重及一切摩擦,克服动滑轮重做的功为额外功,则滑轮组的机械效率为
故B正确;
C.分别用两种绕法匀速提升相同重物时,由
可知,两图中的机械效率相等,故C错误;
D.分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度时,由W有=Gh可知,两图中的有用功相等,由W额外=G动h可知,两图中的额外功相等,因为W总=W有+W额外,所以F1、F2做的总功相等,故D错误。
故选B。
16. 热值 机械能
【详解】
[1]火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的热值较大,燃烧同样质量的液氢和其他燃料,液氢放出的热量更多。
[2] 火箭向下喷射燃气获得推力加速上升,是燃气对火箭做功,使火箭机械能增加,是内能转化为机械能能。
17. 热值大 无污染 45%
【详解】
(1)[1][2] 氢作为燃料的主要优点热值大、无污染。质量相同的燃料,热值大的燃烧后释放出更多的热量。氢燃烧后的产物是水,对环境无污染。
(2)[3]氢燃烧后释放的热量
水吸收的热量
由可知,水的质量
(3)[4]2kg氢完全燃烧释放的热量
汽车发动机做的功
发动机的效率
18. 内 机械 10
【详解】
[1][2]热机工作中有吸气、排气冲程无能量转换,压缩冲程将机械能转化为内能,做功冲程将内能转化为机械能。
[3]热机的一个工作循环有4个冲程,飞轮转动2圈,对外做功1次。若一台四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min,则该汽油机每秒钟做功的次数为
19. 70
【详解】
[1]水吸收的热量
[2]水升高的温度
水温将升高到
20.
【详解】
[1]完全燃烧4.2kg的焦炭,放出的热量为
[2]水吸收的热量为
水的质量为
21. 比热容大 9.2×106 2.944×106 4×105 0.072
【详解】
(1)[1]汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热,是因为水的比热容大,根据,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多。
(2)[2]汽油的热值为4.6×107J/kg,完全燃烧0.2kg的汽油产生的热量
Q放=mq=0.2kg×4.6×107J/kg=9.2×106J
[3]由图可知
η=100%﹣33%﹣30%﹣5%=32%
因此产生的有用功
W=Q放×32%=9.2×106J×32%=2.944×106J
(3)[4]因轿车以80kW的恒定功率启动做直线运动,所以轿车发动机做功
W=Pt=8×104W×5s=4×105J
(4)[5] 实验次数2与1比较可知,速度为第1次的
倍
而制动距离为第一次的
倍
实验次数3与1比较可知,速度为第1次的
倍
而制动距离为第一次的
倍
……
故可得出:制动距离与速度的平方成正比,因此速度为120km/h的制动距离为
22. 吸收 不变 D 1.92×105 2.67×103 74 5.9:1 3 均匀
【详解】
(1)[1]具有隐形功能的战机可以有效避开雷达的探测,主要是它表面有一种特殊材料,能够增强对电磁波的吸收,减弱电磁波反射回雷达。
[2]匀速飞行的飞机其速度不变,质量不变,动能不变,同时其高度不变,故其重力势能不变,机械能不变。
(2)[3]A.飞机的机翼做成流线型可以减小空气的阻力,故A正确;
B.相同质量的两种物体,升高相同温度,比热容较大的物体吸收热量多,为解决雷达的散热问题,采用比热容较大的液体作为冷却剂,故B正确;
C.“歼﹣20”采用先进的光传操纵系统,将获取的信息,通过光信号向地面传递,故C正确;
D.当飞机在做较大幅度的瞬时滚转时,处于非平衡状态,故受到非平衡力的作用,故D错误。
故选D。
(3)[4]当飞机以400m/s的速度巡航时,飞机发动机的牵引力等于飞机受到的阻力,为
F=f=4.8×104N
根据功率的计算公式可得,输出功率为
[5]若在飞机油箱中加满燃油,由热量的计算公式可得,航空燃油完全燃烧产生的热量为
Q放=qm=5×107J/kg×10×103kg=5×1011J
有用功为
W有=Q放η=5×1011J×40%=2×1011J
以500m/s的速度巡航时,飞机的牵引力为
F′=f′=7.5×104N
由
W=Fs
可得,飞机的最大航程约为
(4)[6]根据翼载的定义可得机翼面积
[7]从飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系可知
飞机最大航行速度为
3060km/h=850m/s
可知此时的飞机牵引力
该飞机最大起飞质量为37t,根据重力的计算公式可得,该飞机最大起飞重力为
G=mg=37×103kg×10N/kg=3.7×104N
飞机的推重比是指飞机以最大航行速度匀速飞行时的牵引力与最大起飞重力的比值,则该“歼﹣20”飞机的推重比约为
(5)[8]由题意知,检测电路电源输出的电流恒定,高度表示数能随飞行高度的增大而增大,所以高度计应是电压表,由图丙说明R1高度h成一次函数关系,所以电压表应与R1并联,则此高度表应安装在3位置。
[9]由
U=IR1
可知,电压表(高度表)示数刻度均匀。
23. 喷油嘴 惯性 4×105Pa 6×104N 40%
【详解】
解:(1)[1]由汽油机和柴油机的结构可知,汽油机气缸温度相对低,需点火才能燃烧,所以顶部有火花塞,柴油机的压缩比大,汽缸温度高,吸入的空气,燃料需要通过顶部有喷油嘴喷入。
[2]柴油机工作的四个冲程中,只有做功冲程独立完成,为汽车提供动力,其它冲程要靠飞轮的惯性来完成。
(2)[3]压路机静止时对水平地面的压力
对水平地面的压强
(3)[4]由可得,压路机的牵引力
因压路机匀速前进时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以,压路机前进过程中受到的阻力
(4)[5]这次压路作业,压路机牵引力做的功:
3.75kg柴油完全燃烧释放的热量:
发动机的效率:
答:(1)汽油机和柴油机在构造上的主要区别是:汽油机汽缸顶部有火花塞,而柴油机汽缸顶部是喷油嘴,柴油机工作的四个冲程中,除做功冲程外,其他三个冲程的完成都是依靠飞轮的惯性;
(2)压路机静止时,对水平地面的压强是4×105Pa;
(3)压路机前进过程中受到的阻力是6×104N;
(4)发动机的效率是40%。
24. 不变 8.4×109J 1.5×104kg
【详解】
(1)[1]热值是燃料本身的一种特性,热值大小只与燃料的种类有关,与燃料的质量、放出热量多少以及是否完全燃烧无关,所以燃烧天然气的过程中,天然气的热值不变。
(2)[2]100m3的天然气完全燃烧放出的热量
(3)[3]由 可知,水吸收的热量
由 可知,水的质量
25. 探测器飞行的路线最短,最省燃料 热值 机械 2022 见解析
【详解】
(1)[1]由题意可知,选择“火星冲日”实施火星探测,是因为探测器飞行的路线最短,最省燃料。
(2)[2]火箭的燃料使用液态氢,主要是因为它的热值大,相同的质量燃料燃烧释放的热量较多。
(3)[3]“长征五号”运载火箭在点火升空的过程中,是将燃料内部储存的化学能通过燃烧,以内能的方式释放出来,再将内能转化为火箭的机械能,从而推动火箭升空。
(4)[4]由题意可知,大约每隔26个月就会发生一次“火星冲日”,而距离当前时间最接近的“火星冲日”探测窗口便是2020年,所以火星漫游车最早发射时间可以定为2022年。
(5)[5]根据上述环境判断,火星的昼夜温差应该较大。因为火星被称为沙漠星球,沙子的特点是比热容小,根据Q=cm△t可得
当质量一定、吸收和放出的热量相同的情况下,比热容越小,温度变化越大,所以火星昼夜温差应该较大。
26. 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
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页