重点突破
类型1 热机及其应用
1.如图所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花,快速压下活塞,可观察到棉花着火燃烧。此过程中棉花是通过 做功 改变内能的,某台汽油机飞轮的转速为2400 r/min,在1 min内,汽油机完成 1200 个工作循环。
2.科学家发明了一款单缸六冲程内燃机,它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同,在第四冲程结束后,立刻向汽缸内喷水,水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压的水蒸气,推动活塞再次做功,水蒸气的温度 降低 ( 选填“升高”“降低”或“不变” ),其内能 减小 ( 选填“增大”“减小”或“不变” ),这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能,提高了热机的效率。为进入下一个工作循环,这款内燃机的第六冲程应是 排气 冲程。
3.如图是四冲程汽油机工作的示意图,其中表示机械能转化为内能的冲程的是( A )
4.汽油机如图所示的冲程中汽缸内气体的( B )
A.内能增加B.温度降低
C.密度增大D.分子热运动加快
类型2 热机的效率
5.我国自主研制的“红旗HQ3”无人驾驶汽车在某段平直公路上进行测试,汽车以18 m/s的速度匀速行驶了5 min,消耗燃油0.3 kg,汽车发动机的牵引力是1000 N。已知燃油的热值为4.5×107 J/kg。消耗的燃油完全燃烧产生的热量是 1.35×107 J,发动机的效率是 40% 。
6.一台单缸四冲程汽油机在一个工作循环中的平均功率是9.2 kW,该汽油机每分钟需燃烧汽油50 g,则该汽油机的效率是 24% ( 汽油的热值是4.6×107 J/kg )。
7.“涡轮增压”是目前在各种汽油机和柴油机中采用的一项节能、提高热机功率的技术。它是利用热机排出的废气带动涡轮旋转,先将新鲜空气压缩后再送入内燃机的进气口。这样做的好处是 减小 ( 选填“增大”或“减小” )排出废气所带走的能量, 提高 ( 选填“提高”或“降低” )内燃机的效率。
8.蒸汽机是将燃料的化学能经锅炉、蒸汽轮机最终转化为机械能的机器。若锅炉、蒸汽轮机的效率分别为20%和60%,则蒸汽机的效率为 12% 。
9.热机的效率是热机性能的一个重要指标,下列关于热机效率的叙述中正确的是( B )
A.在设计和制造上,要不断改进和革新,以减少各种能量损失,就有可能使热机的效率达到100%
B.两辆型号相同的小汽车,以相同的速度行驶相同的路程,耗油量小的那辆车效率高
C.使用热值大的燃料可以提高热机的效率
D.发动机的功率越大,热机的效率越高
10.关于热机效率,下列说法中正确的是( C )
A.热机效率越高,即热机做的有用功越多
B.热机单位时间内耗费的燃料少,效率一定高
C.要提高热机效率,就要尽量减少各种能量损失,并且要保证良好的润滑
D.热机效率是定值,与外界条件无关
11.全球汽车保有量在迅速增长,全球处于使用状态的汽车数量已突破10亿辆,如果每辆汽车每天耗油量为5 kg,汽油的热值为4.6×107 J/kg。求:
( 1 )假设汽油完全燃烧,每辆汽车每天消耗汽油所产生的热量是多少?
( 2 )如果汽车匀速行驶通过的路程是46 km,受到的阻力为2000 N,求汽车的效率是多少?
( 3 )如果汽车牵引力所做的功保持不变,将汽车内燃机的效率提高10%,求汽车每天消耗汽油是多少?
类型3 能量的转化和守恒
12.指出下列过程中,能量是如何转化的。
( 1 )蓄电池充电: 电能 → 化学能 ;
( 2 )流星划过夜空: 机械能 → 内能 ;
( 3 )飞流直下三千尺: 重力势能 → 动能 ;
( 4 )汽车匀速爬坡: 内能 → 重力势能 。
13.当今社会人类制造了很多垃圾,合理地处理垃圾非常重要。垃圾填埋气发电厂将垃圾填埋后,采用科学方法使其发酵,并把产生的填埋气收集起来用于发电,这个过程将垃圾的 化学 能转化成电能,既能缓解用电问题,又能解决环境污染。
14.英国的科学家研发出一种“激光橡皮”,专门用来去除白纸上的黑色碳粉字迹。激光照射下,纸张上的黑色碳粉直接升华为高温碳蒸气,同时字迹消失,这是 光 能转化为 内 能的过程。为防止高温对纸张的破坏,激光照射时间需严格控制。
15.修建水电站时,要选择合适的地方筑坝蓄水,水从高处向下泄落,冲击水轮机的叶轮,带动发电机发电。在这个过程中,能量的转化顺序为( B )
A.势能→电能→动能B.势能→动能→电能
C.电能→动能→势能D.动能→势能→电能
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