人教版九年级全一册第十四章内能的利用 单元练习(有解析)

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名称 人教版九年级全一册第十四章内能的利用 单元练习(有解析)
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科目 物理
更新时间 2022-04-18 13:28:27

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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.关于四冲程汽油机的工作过程,下列说法正确的是(  )
A.吸气冲程:只吸入空气 B.压缩冲程:缸内温度降低
C.做功冲程:气体推动活塞做功 D.排气冲程:内能转化为机械能
2.下列说法正确的是(  )
A.热值大的燃料完全燃烧,放出的热量一定多
B.物体的温度不变,它的内能一定不变
C.物体的内能增加,可能是从外界吸收了热量
D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
3.某汽油机的四个冲程如图所示,在该汽油机的一个工作循环中,压缩冲程结束后,下个冲程是( )
A.① B.② C.③ D.④
4.如图所示,蒸汽机的出现标志着( )
A.力学、光学的发展
B.光学、热学的发展
C.热学、电学的发展
D.力学、热学的发展
5.在如图所示的“汽油机模型”实验中,将少量的汽油喷入筒内,用软木塞塞住筒口,摇动起电机,观察到放电针放电,汽油燃烧,软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的(  )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
6.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是(  )
A.温度相同的物体内能一定相等
B.汽油机的做功冲程中燃气的内能减小
C.我们不敢大口喝热气腾腾的汤,是因为汤含有的热量较多
D.摩擦生热过程将机械能转化为内能,这些内能又可以自发的转化为机械能
7.下列关于热现象的说法中正确的是(  )
A.火箭使用液态氢作燃料,是因为液态氢含有的热量多
B.集中供暖采用热水循环,是利用了水的比热容较大的性质
C.在汽油机的压缩冲程中,内能转化为机械能
D.0℃的水变成0℃的冰,温度不变,内能不变
8.如图所示为生活中常用的热水瓶,注入一定量的热水后,立即盖上软木塞,软木塞常会跳起来。下图汽油机的四个冲程与这一现象的能量转化相同的是(  )
A. B. C. D.
9.中国的航空母舰辽宁舰成功装备部队,实现了中国航母梦。下列对辽宁舰及舰载飞机的有关说法不正确的是(  )
A.辽宁舰的航行速度比舰载飞机飞行速度慢得多,所以辽宁舰的惯性比飞机小得多
B.航母在大海中航行时,装载的舰载机越多,航母受到的浮力越大
C.舰载机水平飞行时,机翼上下表面空气压强不相等
D.舰载飞机快速升空时,动能和势能均变大,是由于发动机推力对飞机做了功
10.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
11.如图用蒸锅在天然气灶上烧水蒸包子的过程中,下列说法正确的是(  )
A.包子的温度越高所含热量越大
B.水的温度越高,水分子运动越剧烈
C.天然气燃烧越充分,热值越大
D.用手拿包子的时候温度从包子传到手
12.2021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%
13.如图所示,给试管里的水加热,水沸腾后,水蒸气推动橡皮塞冲出试管口,这个过程与选项四冲程汽油机工作示意图中,哪一个冲程的能量转化过程是相同的(  )
A. B. C. D.
14.能源科技的发展促进了人类文明的进步,下列有关能源的说法正确的是(  )
A.核电站中的反应堆是利用核裂变发电的
B.太阳能、风能、天然气都是可再生能源
C.电能是广泛使用的一次能源
D.因为能量转化服从能量守恒定律,所以能源是取之不尽、用之不竭的
15.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
二、填空题
16.普通汽车的动力机械是内燃机。做功冲程里,内能转化为 __________能,压缩冲程里,________能转化为______能;内燃机的效率较低,它在工作过程中,总能量的大半以 _______能的形式散失掉。
17.生活中,我们每天都在产生大量垃圾,合理分类和利用垃圾是我们面临的一个大课题。某垃圾处理厂处理垃圾时提炼出了200kg然料油供内燃机工作,若燃料油的热值为4.2×107J/kg,则这些燃料油完全燃烧后释放的内能为_______,并且内燃机做了2.1×109J的有用功,则该内燃机的效率为______。
18.如图所示,2021年10月16日0时23分搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭,在酒泉卫星发射中心按预定时间精准点火发射。运载火箭点火升空时,其能量转化和热机的______冲程相同,运载火箭选用液态氢做燃料,主要是因为液态氢具有较大的______(选填“密度”、“热值”或“比热容”)。
19.如图所示,汽油机工作时,将内能转化为机械能的是___________冲程(选填“甲”或“乙”),若某型号汽车行驶一段路程消耗了汽油1kg,这些汽油完全燃烧放出的热量为___________J;在这段路程中,已知汽车牵引力做的功为1.84×107J,则汽油机的效率为___________。(汽油的热值为4.6×107J/kg)
20.汽油机是热机的一种,如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图,由图可以看出,此冲程的能量转化情况与 _________(选填“乙”或“丙”)图相同,如果此汽油机每秒内对外做功10次,飞轮的转速为 _____r/min
三、综合题
21.汽油机是热机的一种,请回答以下问题。
(1)图1中甲、乙是汽油机的其中两个冲程,则甲是________冲程,乙是________冲程(以上两空均选填“吸气”、“压缩”、“做功”或“排气”);
(2)做功冲程是把________能转化成________能,从而获得动力;
(3)图2是汽油机的能量流向图,其效率为________×100%(用图中的符号表示);
(4)某汽车在水平路面上行驶,共消耗了0.5kg汽油。[汽油热值q=4.6×107J/kg,水的比热容]
①假如汽油完全燃烧,求释放的热量________;
②若其释放热量的20%被初温为20℃质量为100kg的水完全吸收,求水升高的温度是多少________?(结果保留整数)
22.如下图所示汽油机等内燃机中,燃料燃烧释放的能量并不会全部用来做有用功。
(1)如图箭头中?表示能量有部分损失。请写出一种造成能量损失的原因。
(2)汽车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶0.5h耗油4.5kg,发动机输出功率为40kW;燃油的热值为4×107J/kg,试计算这辆汽车行驶过程中燃油完全燃烧放出的热量。
(3)根据第(2)问中的相关数据计算发动机的热机效率。
23.热机发明后,一直在持续的改进和发展中。
材料一、1769年,法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车如图甲所示,传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧如图乙所示,热转化效率为5%~8%之间;
材料二、862年,法国人德罗夏提出内燃机(内燃指燃料在气缸内燃烧)的四冲程循环理论:①气缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入气缸;②通过气缸的向内运动对进入气缸里的燃料进行压缩:③高压燃烧气体产生巨大爆发力;④将已经燃烧的废气从气缸中排出;
材料三、1876年,德国人奥托制造出了四冲程煤气内燃机。目前,柴油机的热转化效率已高达40%;
(1)德罗夏提出的四冲程循环理论,“产生巨大爆发力”可由图中汽油机的______(选填“A”“B”“C”“D”)冲程实现;
(2)传统蒸汽机存在不足之处,德罗夏提出内燃的方式正是为了改进这一不足,这一不足之处是______;
(3)老师在利用如图所示的装置演示“做功可以改变内能”的实验时,迅速向下压活塞,硝化棉就燃烧起来,这种点火方式,与______(选填“汽油机”“柴油机”)的点火方式更相似;
(4)若让一台正在正常开动的柴油机停止转动,一般应对它进行的操作是______。
A.断开它的电路,停止给它供电
B.关停它的油路,停止给它供油
C.以上两种方法都可以
D.以上两种方法都不行
24.阅读短文,回答问题:
2021年6月17日9时22分,中国在酒泉卫星发射中心用“长征二号”F遥十二火箭将“神舟十二号”载人飞船成功发射升空(如图甲)。“长征二号”F遥十二火箭通过燃烧固态氢燃料,喷出高压燃气从而使火箭获得推力。“神舟十二号”载人飞船在火箭的顶部,火箭由于高速行驶与大气发生剧烈的摩擦而产生高温,所以“神舟十二号”外部用整流罩包住,以防因温度过高而损坏,当离开大气,整流罩与“神舟十二号”分离(如图乙),最后整流罩坠落在陕西省境内。
(1)火箭利用固态氢作为燃料,主要是利用了它的_______大(选填“比热容”“密度”或“热值”)的特性;
(2)火箭升空获得的机械能来自燃料燃烧所产生的_______能;
(3)整流罩与“神舟十二号”分离至坠落地面的过程中,它的机械能_______(选填“增大”“减小”或“不变”);
(4)高压燃气把火箭推向太空的过程中,其内能会_______(选填“增大”“减小”或“不变”),其原理与热机的_______冲程相同。
25.2020年1月,陕西迎来了新年的第一场雪。大雪后,芳芳同学看见铲雪车在公路上进行铲雪作业,如图所示。他用手机上网查阅到该型号铲雪车的额定功率是100kW,质量是4t:(g取10N/kg,q柴油=4.0×107J/kg,ρ柴油=0.8×103kg/m3)
(1)汽车的轮胎做的宽大是为了________;
(2)已知铲雪车以额定功率保持20km/h的速度在一段长5km的平直路面上铲雪,求这一过程中铲雪车所做的功和受到的阻力_______、_________;
(3)该过程中铲雪车共消耗了10L柴油,则铲雪车的效率是多少______?(结果保留到1%)
26.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,进行充电在某次测试过程中,混合动力汽车满电行驶的油耗为,而同等级的汽油汽车在相同情况下行驶的油耗为,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,汽油密度约为,水的比热容]
(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)某司机驾驶汽车在一段平直的公路上以的速度匀速行驶,突然看到前方处出现障碍物,司机经过的反应时间后踩下刹车,后续3s内,汽车减速行驶30m而停止。则该汽车从司机踩下刹车到车停止的过程中平均速度为___________;若醉酒司机看到障碍物后0.7s才踩下刹车,则在同样情况下,从醉酒司机看到障碍物起到刹车使汽车停止的全过程中,该汽车___________(选填“会”或“不会”)与障碍物发生碰撞。
(3)在本次行驶100km的测试过程中,混合动力汽车与普通汽油汽车相比,所节省的汽油为___________kg。假如节省的汽油完全燃烧放出的热量全部被水吸收,在标准大气压下,可以使___________kg、初温为30的水升温至沸腾。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】
A.吸气冲程:吸入空气和汽油的混合物,故A错误;
B.压缩冲程:活塞压缩混合气做功,缸内气体内能增大,温度升高,故B错误;
C.做功冲程:燃烧后的高温高压气体推动活塞做功,内能转化为机械能,故C正确;
D.排气冲程:排气门打开,进气门开闭,由飞轮的惯性带曲轴转动,带活塞上移,排出废气,不涉及内能与机械能间的转化,故D错误。
故选C。
2.C
【详解】
A.燃料燃烧放出热量的多少,与燃料的热值、质量和燃烧程度有关,故A错误;
B.晶体熔化时,物体不断吸热,其内能增大,但是温度保持熔点不变,故B错误;
C.物体的内能增加,可能是从外界吸收了热量,也可能外界对物体做了功,故C正确;
D.热量是从高温物体向低温物体传递的,或者从物体的高温部分传向低温部分,内能大的物体温度不一定高,故D错误。
故选C。
3.C
【详解】
A.汽油机的一个工作循环中,压缩冲程结束后,下个冲程是做功冲程,有图①可知,活塞向上运动,排气门打开,所以图①是排气冲程,故A不符合题意;
B.汽油机的一个工作循环中,压缩冲程结束后,下个冲程是做功冲程,有图②可知,活塞向下运动,进气门打开,所以图②是吸气冲程,故B不符合题意;
C.汽油机的一个工作循环中,压缩冲程结束后,下个冲程是做功冲程,有图③可知,活塞向下运动,两门关闭,所以图③是做功冲程,故C符合题意;
D.汽油机的一个工作循环中,压缩冲程结束后,下个冲程是做功冲程,有图④可知,活塞向上运动,两门关闭,所以图④是压缩冲程,故D不符合题意。
故选C。
4.D
【详解】
17~18世纪,牛顿力学的建立和热力学的发展,导致了蒸汽机的发明,解决了机械动力问题使人类进入蒸汽动力时代,进入了第一次工业革命,所以D选项符合题意;
5.C
【详解】
将少量的汽油喷入筒内,用软木塞塞住筒口,摇动起电机使放电针放电,电火花将汽油点燃,汽油燃烧产生高温高压燃气对软木塞做功,将燃气的内能转化为软木塞的机械能,所以软木塞被冲出。四冲程汽油机的做功冲程也是将燃气的内能转化为活塞的机械能,故这一过程是模拟四冲程汽油机的做功冲程。
故选C。
6.B
【详解】
A.晶体熔化和水沸腾的过程中,吸收热量,内能增大,但温度却保持不变,所以温度相同的物体内能不一定相等,故A错误;
B.做功冲程将燃气的内能转化为活塞的机械能,内能减小,故B正确;
C.我们不敢大口喝热气腾腾的汤,是因为汤的温度较高,热量是过程量,不能说含有热量,故C错误;
D.能量的转移和转化都具有方向性,摩擦生热过程将机械能转化为内能,这些内能不能自发的转化为机械能,故D错误。
故选B。
7.B
【详解】
A.火箭使用液态氢作燃料,是因为液态氢的热值大,故A错误;
B.集中供暖采用热水循环,是利用了水的比热容较大的性质,升高或降低相同的温度,吸热或放热多, 故B正确;
C.在汽油机的压缩冲程中,机械能转化为内能,故C错误;
D.0℃的水变成0℃的冰,温度不变,要放热,所以内能减少, 故D错误。
故选B。
8.A
【详解】
瓶塞跳起来,机械能增大,这是由于暖瓶内气体膨胀做功造成的,水蒸气的内能转化成瓶塞的机械能。
A.进气门和排气门都关闭,活塞向下运动,属于做功冲程,将内能转化为机械能,故A符合题意;
B.进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,属于压缩冲程,将机械能转化为内能,故B不符合题意;
C.进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,属于吸气冲程,没有能量的转化,故C不符合题意;
D.进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,属于排气冲程,没有能量的转化,故D不符合题意。
故选A。
9.A
【详解】
A.惯性与物体质量有关,与速度无关。所以辽宁舰比舰载机的惯性大得多。故A不正确,符合题意;
B.航母在大海中航行时处于漂浮,漂浮时F浮=G物,航母在大海中航行时,装载的舰载机越多,受到的重力越大,航母受到的浮力越大。故B正确,不符合题意;
C.舰载机飞行时,机翼上表面附近空气流速度大于下表面附近气流速度,故上面的压强小,下面的压强大,故使得机翼受到一个向上的升力。故C正确,不符合题意;
D.舰载飞机快速升空时,动能和势能均变大,是由于发动机推力对飞机做了功,化学能转化为机械能。故D正确,不符合题意。
故选A。
10.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。
11.B
【详解】
A.在质量不变时,包子的温度越高,内能越大,但不能说所含的热量越多,因为热量是一个过程量,不是一个状态量,热量描述了物体发生热传递时,传递能量的多少,不能说物体含有多少热量,即不能用“含有”、“具有”来表述,故A错误;
B.分子的热运动与温度有关,且温度越高,无规则运动越剧烈,故B正确;
C.1kg的某种燃料完全燃烧所释放出的热量是燃料的热值,热值由燃料本身决定,与质量和燃烧程度无关,故C错误;
D.热传递是把内能从温度高的物体传给温度低的物体,所以,用手拿包子的时,传递的是内能,而不是温度,故D错误。
故选B。
12.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。
13.C
【详解】
水蒸气推动橡皮塞冲出试管口,这个过程是把水的内能转化为橡皮塞的机械能,与汽油机中的做功冲程能量转化过程相同。A为压缩冲程,B为排气冲程,C为做功冲程,D为吸气冲程。
故选C。
14.A
【详解】
A.核电站中的反应堆是通过利用可控的核裂变来提供能量进行发电,故A正确;
B.天然气会随着使用逐渐枯竭,属于不可再生能源,故B错误;
C.电能是由其他能源转化而来,属于二次能源,故C错误;
D.能量虽然守恒,但是可利用的能源是有限的, 不是取之不尽、用之不竭,故D错误。
故选A。
15.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。
16. 机械 机械 内 内
【详解】
[1][2][3]内燃机共4个冲程,在做功冲程里,气体推动活塞对外做功,内能转化为机械能,压缩冲程里,活塞压缩气体,机械能转化为内能。
[4]内燃机的效率较低,转化为机械能的能量比较少,很大一部分以内能形式散失,无法利用。
17. 25%
【详解】
[1][2]这些燃料油完全燃烧后释放的内能为
该内燃机的效率为
18. 做功 热值
【详解】
[1]运载火箭点火升空时,燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能,其能量转化和热机的做功冲程相同。
[2]运载火箭采用液态氢作为燃料,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料,液态氢可以释放出更多的热量。
19. 甲 4.6×107 40%
【详解】
[1]汽油机的做功冲程中,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的燃气,高温高压气体推动活塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功,将内能转化为机械能。
[2]汽油完全燃烧放出的热量为
Q放=mq=1kg×4.6×107J/kg=4.6×107J
[3]汽油机的效率为
20. 乙 1200
【详解】
[1]图甲所示冲程中,进气门和排气门关闭,活塞向下运动,火花塞产生电火花,故此冲程为汽油机的做功冲程,在此过程中,燃气的内能转化为活塞的机械能;图乙中,高温水蒸气将塞子冲出时,将内能转化为机械能;图丙中,活塞压缩筒内气体,机械能转化为内能,使气体内能增加,温度升高 对比三图所示情景的能量转化情况可知,甲冲程的能量转化情况与乙图所示情景的能量转化相同。
[2]汽油机的一个工作循环中,经历四个冲程,飞轮转动两周,对外做功一次,因为该汽油机每秒内对外做功10次,所以飞轮每秒转动20周,则飞轮的转速为
v=20r/s=1200r/min
21. 排气 压缩 内 机械
【详解】
(1)[1][2]图1甲中进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,故甲是排气冲程;乙中,两气门关闭,活塞向上运动,乙是压缩冲程。
(2)[3][4]利用内能可以做功,人们制造了各种利用内能做功的机械即热机。做功冲程是把内能转化成机械能,从而获得动力。
(3)[5]用来做有用功的那部分能量,与燃料完全燃烧放出的能量之比,叫做热机的效率。图2是汽油机的能量流向图,故其效率为
(4)①[6]假如汽油完全燃烧,释放的热量
Q=mq=0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J
②[7]水吸收的热量为
初温为20℃质量为100kg的水升高的温度是
22.(1)废气排出带走能量(或部分燃料没有完全燃烧);(2)1.8×108J;(3)40%
【详解】
解:(1)汽油机等内燃机中的燃料燃烧释放的能量并不会全部用来做有用功,有相当一部分在工作过程中损耗掉了:如废气排出带走能量(或部分燃料没有完全燃烧)。
(2)燃油完全燃烧放出的热量
Q=mq=4.5kg×4×107J/kg=1.8×108J
(3)发动机输出功率为40kW,故发动机的输出的有用功
W=Pt=40×103W×0.5×3600s=7.2×107J
发动机的热机效率
%
答:(1)废气排出带走能量(或部分燃料没有完全燃烧);
(2)这辆汽车行驶过程中燃油完全燃烧放出的热量为1.8×108J;
(3)发动机的热机效率为40%。
23. C 燃料在气缸外部燃烧,热量损失多,效率低 柴油机 B
【详解】
(1)[1] “巨大爆发力”是由高压燃烧气体产生的,和汽油机的做功冲程一样,图C中两个气门关闭,火花塞喷火,产生高温高压的燃气推动活塞向下运动,对外做功。
(2)[2]蒸汽机的效率只有5%~8%,因为燃料在气缸外部燃烧,热量损失比较多,导致效率偏低,这就是蒸汽机相对内燃机的不足之处。
(3)[3]柴油机气缸顶端只有喷油嘴,没有火花塞,点火方式是压燃式,所以这种点火方式和柴油机的点火方式相似。
4)[4] 让一台正在正常开动的柴油机停止转动,一般应关停它的油路,停止给它供油,柴油机的点火方式是压燃式,没有火花塞,所以断电不能让柴油机停止转动。
24. 热值 内 减小 减小 做功
【详解】
(1)[1]固态氢的热值大,完全燃烧相同质量的固态氢和其他物质,固态氢放出的热量多,故火箭利用固态氢作为燃料,主要是利用了它的热值大的特性。
(2)[2]火箭升空获得的机械能来自燃料燃烧所产生的内能。
(3)[3]整流罩与“神舟十二号”分离至坠落地面的过程中,会与空气摩擦,将部分机械能转化为内能,故机械能减小。
(4)[4][5]高压燃气把火箭推向太空的过程中,内能转化为机械能,因此内能会减小,其原理与热机的做功冲程相同。
25. 减小压强 9×107J 18000N 28%
【详解】
(1)[1]汽车轮胎做的宽大是为了在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。
(2)[2]根据v=可得, 铲雪车前进5km所用的时间
t===0.25h=900s
根据P=可得,铲雪车做的功
W=Pt=1×105W×900s=9×107J
铲雪车所做的功是9×107J。
[3]铲雪车的推力
F== =18000N
因为匀速直线运动,即受到的阻力
f=F=18000N
铲雪车受到的阻力为18000N。
(3)[4]消耗柴油的体积
V=10L=1×10 2m3
根据ρ=可得,消耗柴油的质量
m=ρV=0.8×103kg/m3×1×10 2m3=8kg
柴油完全燃烧放出的热量
Q放=mq=8kg×4.0×107J/kg=3.2×108J
则效率
η==28%
铲雪车的效率是28%。
答:(1) 汽车的轮胎做的宽大是为了减小压强;
(2)这一过程中铲雪车所做的功9×107J,受到的阻力的大小为18000N;
(3)该铲雪车的效率是28%。
26. 机械 电 会
【详解】
(1)[1]混合动力汽车在汽油机提供动力时,发动机的活塞对外做功,将高温高压燃气的内能转化为机械能。
[2]当下坡减速滑行过程中,汽车不再需要动力,发电机开始工作,将汽车的机械能转化为电能。
(2)[3]刹车过程中通过的总路程为
该汽车从司机踩下刹车到车停止的过程中平均速度
[4]汽车的速度为
72km/h=20m/s
若醉酒司机看到障碍物后0.7s才踩下刹车,此过程中汽车通过的距离为
汽车减速行驶30m而停止,则汽车通过的总路程为
所以汽车会与障碍物碰撞。
(3)[5]根据 可知,节省的汽油的质量为
[6]汽油完全燃烧放出的热量
由题知
因为 即
解得
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