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初中物理竞赛辅导资料-分类详细解析附答案-专题14--内能的利用_热机.pdf

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初中物理竞赛辅导资料-分类详细解析附答案-专题14--内能的利用_热机.pdf
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最近十年初中应用物理知识竞赛题分类解析专题14--内能的利用 热机 一.选择题 1.在四冲程汽油机的工作过程中,机械能转化为内能的冲程是 ( ) A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 答案:C解析:机械能转化为内能的冲程是做功冲程,选项C正确。 2. 受高空落物伤人的启示,美军正在研制一种名为“上帝之杖”的太空武器.“上帝之杖”实质就是高密度、耐高温的金属棒,它要依托太空平台的搭载,借助小型火箭助推和高空下落产生的巨大动能,对地球战略目标实施打击,破坏力巨大.它攻击目标的巨大能量主要来源于( ) A.小型火箭助推动能 B.与大气摩擦产生的能量 C.“上帝之杖”本身的内能 D.下落过程重力势能转化的动能 答案:D解:“上帝之杖”在高空下落过程中,质量不变,而感到越来越小,因此其重力势能越来越小,但它的速度越来越快,因此动能越来越大,在下落过程重力势能转化为动能,它获得的动能越大,破坏力就越强.正确选项是D. 3.甲柴油机的效率比乙柴油的效率低,这表明( ) A.甲的功率比乙小 B.甲做的功比乙小 C.甲消耗的柴油多 D.甲柴油机内能转化成机械能的百分比小 解析:甲的热机效率低,根据热机效率的定义可知,是用来做有用功的那部分能量,即转化成机械能的那部分能量,占燃料完全燃烧所放出的能量(即内能)的百分比小,所以D项对。 二.综合运用题 1.阅读下面的短文,回答问题。 空气能热水器 空气能热水器(如图24甲)是吸收空气的热能来制造热水的装置。其耗能约为电热水器的四分之一。空气能属于可再生的新能源,拥有先天的节能环保的优势。 图 24 乙是空气能热水器的工作原理示意图,它主要由储水箱、毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器等部件组成。制冷剂在毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器之间循环过程与我们所熟悉的电冰箱的制冷循环过程相同,其工作过程如下: A.液态制冷剂经过一段很细的毛细管缓慢地进入蒸发器,在蒸发器迅速汽化,并从空气中吸收热能。 B.制冷剂汽化生成的蒸气被压缩机压缩后变成高温高压的蒸气进入冷凝器。 C.在冷凝器中,高温高压的蒸气将热能传递给冷水并发生液化。 制冷剂依此不断循环流动,使水的温度不断上升。 空气能热水器有一个很重要的指标是能效比,它是指水箱中的水吸收的热能(Q)与压缩机等电器消耗的电能(W)的比值。能效比越高,说明热水器的制热效果越好。 请回答下列问题: (1)制冷剂在 中汽化,在 中液化。 (2)制冷剂在工作循环过程中,将 中的热能不断地“搬运”至 中。 (3)某品牌空气能热水器正常工作时的参数如下: 从表格中的数据可知,该空气能热水器正常工作1h可产生的热水的体积为 L。[水的比热容为4.2×103J/(kg・℃);水的密度为1.0×103kg/m3] 答案:(1)蒸发器;压缩机;(2)空气;水;(3)68 解析:根据能效比3.4可知,空气能热水器正常工作1h水箱中的水吸收的热能(Q)=3.4×Pt=3.4×0.84×103×3600J=102.8×103J。 由Q=cm△t解得空气能热水器正常工作1h可产生的热水的质量m=68kg 由ρ=m/V解得空气能热水器正常工作1h可产生的热水的体积为V=68L。 2.(2010 全国初中应用物理知识竞赛复赛题)小亮家有一辆家用轿车,爸爸在给他说车的性能时,总是说“2.0的排量”,却很少说“功率”,为此小亮特地从网上查到了排量的定义:活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为汽缸排量。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。从说明书上查到:小亮家的汽车采用的是 LFX 直列四缸发动机,排量为 2.0L;从网上查找到了其输出特性曲线(如图8所示);小亮又向爸爸询问了一些实测数据:由于汽车行驶的路况很好,所以平均车速为90km/h,此时发动机转速为 2000r/min,平均行驶百公里油耗为 9L;从物理书上查得汽油的热值为4.6×107J/kg,密度为0.71×103kg/m3(1).由这台发动机输出特性曲线可以看出,在发动机转速为1000~5000 r/min范围内,它的输出功率与转速大致有什么关系? (2).试通过公式推导出在其他参数相同时,发动机的输出功率与其排量的关系。 (3).这辆汽车以 90km/h 行驶时,发动机的效率约为多少?每个做功冲程汽缸内的平均压强是约为多少? 解析:(1).由这台发动机输出特性曲线可以看出在发动机转速为1000~5000r/min范围内,它的输出功率与转速大致成正比。 (2).设做功冲程燃气对活塞的平均压强为p0,发动机排量为V 排, 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W0=FL= p0SL=
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