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第二章 改变世界的热机
JK版 九年级上
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见习题
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见习题
1.热机工作时将蒸汽或燃气的内能转化为( )
A.化学能
B.电能
C.机械能
D.核能
C
2.【中考·天水节选】世界上很多发明都是受到生活现象的启发而萌生的。比如蒸汽机和汽油机都是热机,它们工作时,能的转化过程是___________________,喜欢探究的小明同学做了如图甲、乙所示的实验,其中______(填“甲”或“乙”)图可以反映
汽油机的工作原理。
内能转化为机械能
乙
3.【2021·抚州期末】关于热机,下列说法正确的是( )
A.随着科学技术的发展,热机的效率可达到100%
B.柴油机上安装一个笨重的飞轮,是为了提高它的效率
C.汽油机在工作过程中,进气门和排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
D.柴油机的效率比汽油机的高,这是因为柴油的热值比汽油的大
C
4.【2020·衡阳】如图所示为内燃机四冲程工作示意图,下列说法正确的是( )
A.一个工作循环的正确
顺序是:甲乙丙丁
B.乙图冲程能获得动力
C.丁图冲程有明显机械能转化为内能的过程
D.丙图冲程存在化学能转化为内能的过程
C
5.【中考·辽阳】如图是汽油机两个冲程的示意图,其中____图中的冲程为汽车提供了动力。汽油机在吸气冲程吸入汽缸的是____________(填“空气”或“汽油和空气”),汽车发动机用水来冷却是利用了水的________大的特点。
乙
汽油和空气
比热容
6.【2020·十堰】某款汽车质量为1 600 kg,车轮与地面总接触面积为0.05 m2。某次在水平高速公路上以72 km/h速度匀速行驶了23 min, 所受阻力为汽车重力的0.2倍。燃油的热值为4.6×107 J/kg,g取10 N/kg。求:
(1)汽车所受重力。
解:(1)汽车所受重力
G车=m车g=1 600 kg×10 N/kg=1.6×104kg。
(2)牵引力做功的功率。
汽车做匀速直线运动,则其所受牵引力和阻力大小相等:
F=f=0.2G车=0.2×1.6×104N=3.2×103 N;
汽车的车速:v=72 km/h=20 m/s ;
汽车所受牵引力做功的功率
P=Fv=3.2×103 N×20 m/s=6.4×104 W。
(3)若燃油完全燃烧,内燃机的效率是40%,至少消耗多少千克燃油?
汽车行驶23 min,牵引力所做的功:
W=Pt=6.4×104 W× 23×60 s=8.832×107 J ;
燃油完全燃烧释放的热量:
Q= =2.208×108 J;
消耗燃油的质量:m= =4.8 kg 。
7.【中考·威海】我国自主研制的某型新一代战斗机,它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能,该飞机最大起飞质量为37 t,最大飞行高度达20 000 m,最大航行速度达2.5倍声速(合3 060 km/h),最大载油量为10 t,飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表:
速度
v/(m·s-1)
100
200
300
400
500
阻力f/N
0.3×104
1.2×104
2.7×104
4.8×104
7.5×104
已知飞机发动机燃油完全燃烧释放的能量转化为机械能的效率是40%,飞机使用的航空燃油的热值为5×107 J/kg。求:
(1)飞机发动机完全燃烧10 t燃油获得的能量是多少焦?
解:(1)最大载油量m=10 t=104 kg,燃油完全燃烧放出的热量:Q=mq=104 kg×5×107 J/kg=5×1011 J。
(2)当飞机以400 m/s的速度巡航时,飞机发动机的输出功率是多少千瓦?
由表中数据可知,飞机以400 m/s的速度巡航时,所受阻力为4.8×104 N,则飞机发动机的输出功率:P= =Fv=fv=4.8×104 N×400 m/s=1.92×107 W=1.92×104 kW。
(3)若在飞机油箱中加满燃油,并且以500 m/s的速度巡航时,飞机的最大航程约是多少千米?
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%,有用功W′=40%×Q=40%×5×1011 J=2×1011 J。根据表格查出速度为500 m/s时的阻力为7.5×104 N,则s= ≈2.7×106 m=2.7×103 km。