【題目】有一混合動力汽車,由汽車發(fā)動機(汽油機)和電動機為驅(qū)動系統(tǒng)提供動力,汽油發(fā)動機每一個工作循環(huán)活塞經(jīng)歷四個沖程,帶動曲軸轉(zhuǎn)動兩圈,該汽油發(fā)動機的最大功率是69kW,以最大功率工作時曲軸轉(zhuǎn)速為5000r/min.活塞從氣缸一端運動到另一端所掃過的容積為氣缸排氣量,氣缸容積與燃燒室容積之比為壓縮比,如圖為氣缸容積和燃燒室容積的示意圖,該車排氣量是1.8L,壓縮比為10:1,動力蓄電池額定電壓為200V,容量(蓄電池放電電流和放電時間乘積)為150Ah,已知該車的動能E與其速度v的關(guān)系如下表所示.

v/ms1

1

2

4

10

20

E/J

6.0×102

2.4×103

9.6×103

6×104

2.4×105


(1)該汽車的動力蓄電池最多可儲存多少焦的電能?
(2)a.當(dāng)這輛汽車在平直公路上以108km/h的速度勻速行駛時,動力完全由汽油發(fā)動機提供,若汽車汽油發(fā)動機的輸出功率為54kW,則此時汽車所受的阻力是多大? b.當(dāng)駕駛員看到前方限速標(biāo)志時,立即減速并啟動充電裝置給動力蓄電池充電,汽車速度由108km/h減小到72km/h,若在此過程中動力蓄電池獲得的電能為汽車所減少動能的50%,則動力蓄電池獲得的電能為多少焦?
(3)若該汽車汽油發(fā)動機以最大功率工作時,吸氣沖程末氣缸內(nèi)每升混合氣體中汽油質(zhì)量是7.2×105kg,此時這臺汽油發(fā)動機的效率是多少?(q汽油=4.6×107J/kg)

【答案】
(1)解:蓄電池儲存的電能:

W=UIt=200V×150A×3600s=1.08×108J


(2)解:a:汽車以ν1=108km/h=30m/s勻速行駛時,汽車受到的阻力等于牽引力,有

P= = =Fv=Ffv

Ff= = =1.8×103N;

b:根據(jù)表中數(shù)據(jù),當(dāng)速度為1m/s時,E=6.0×102J,

由此可得E=v2×6.0×102J,

v0=108km/h=30m/s,v=72km/h=20m/s,

由20m/s時的能量確定從30m/s降到20m/s時減小的能量

△E=(30m/s)2×6.0×102J﹣(20m/s)2×6.0×102J=3×105J,

蓄電池獲得的電能 E=W×50%=1.5×105J


(3)解:這臺發(fā)動機在最大功率時1min內(nèi)發(fā)動機做的有用功:W=69×103W×60s=4.14×106J,

排氣量為1.8L的汽車,汽缸容積為V=1.8L× =2L,

發(fā)動機消耗汽油的質(zhì)量:m=7.2×105kg×2=1.44×104kg,

1min內(nèi)汽油完全燃燒放出的熱量:Q=2500×1.44×104kg×4.6×107J/kg=1.656×107J,

這臺發(fā)動機在最大功率時的熱機效率

η= ×100%= ×100%=25%


【解析】(1)已知電壓200V,容量150Ah,根據(jù)W=UIt可求出蓄電池儲存的電能;(2)a,當(dāng)汽車勻速行駛時,有P=Fv=Fv,根據(jù)輸出功率求出阻力的大。産,通過表格確定E與v的平方成正比,然后由20m/s時的能量確定從30m/s降到20m/s時減小的能量,根據(jù)發(fā)電機獲得能量的50%轉(zhuǎn)化為蓄電池的電能.根據(jù)該關(guān)系求出蓄電池獲得的電能.(3)已知功率和時間的大小,根據(jù)公式W=Pt可求這臺發(fā)動機在最大功率時1min內(nèi)做的有用功;在1min內(nèi)轉(zhuǎn)動5000r,吸入汽油和空氣的混合氣2500次; 排氣量是發(fā)動機消耗汽油的體積,氣缸容積與燃燒室容積之比為壓縮比,
知道吸入混合氣的質(zhì)量;知道汽油的熱值,1min內(nèi)汽油完全燃燒放出的熱量;再利用效率公式求這臺發(fā)動機在最大功率時的熱機效率;
【考點精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解功率的計算與測量的相關(guān)知識,掌握功率的計算: P = W/tW 表示功,單位是焦(J). t表示時間 ,單位是秒(s) P表示功率,單位是瓦特(W)1 W= 1 J/s,以及對熱機的概念和效率的理解,了解熱機:將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能的機器,統(tǒng)稱為熱機.熱機的效率:用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比,叫熱機的效率.熱機的效率是熱機性能的一個重要指標(biāo).

練習(xí)冊系列答案
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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一輛汽車沿直線行駛,緊急剎車時,輪胎在水泥地面上留下了黑色的剎車痕,下列關(guān)于剎車痕的說法正確的是(
A.前輪剎車痕的顏色較深
B.后輪剎車痕的顏色較深
C.前輪和后輪剎車痕的顏色一樣深
D.以上三種情況都有可能

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】閱讀短文,回答問題:
電飯鍋中的磁鋼限溫器
電飯鍋是生活中常見的用電器,它是利用感溫磁鋼(軟磁體)的磁性隨溫度的變化而變化的特性來設(shè)計的,這樣可以限制煮飯過程中的最高溫度.
感溫磁鋼的磁性隨著本身溫度作非線性變化,其特性曲線如圖甲所示.
磁鋼限溫器結(jié)構(gòu)如圖乙所示,它主要由感溫磁鋼、永磁體和彈簧構(gòu)成.感溫磁鋼及其外套、內(nèi)鍋由彈簧支撐.感溫磁鋼與受熱面固定在一起,受熱面直接把熱量傳遞給鍋底.
煮飯時用手按下按鈕開關(guān),通過杠桿AOC使永磁體和感溫磁鋼吸合,在吸力作用下永磁體不會落下,金屬觸點閉合,電路接通,加熱元件開始發(fā)熱.當(dāng)飯煮熟后,溫度繼續(xù)上升,當(dāng)升高到某一溫度時,永磁體落下,通過杠桿CBO使觸點分開,加熱元件停止發(fā)熱,同時按鈕開關(guān)跳起.

(1)與銅導(dǎo)線相比,制作電飯鍋加熱元件的材料應(yīng)具備的特性是;
A.電阻較大,熔點較低
B.電阻較大,熔點較高
C.電阻較小,熔點較低
D.電阻較小,熔點較高
(2)在磁鋼限溫器工作過程中,感溫磁鋼的磁性急劇減弱是在
A.按下按鈕開關(guān)時
B.加熱升溫過程中
C.按鈕開關(guān)跳起時
D.降溫過程中
(3)煮飯時用手按按鈕開關(guān),杠桿AOC屬于杠桿;飯煮熟后,永磁體落下,通過杠桿CBO使觸點分開,杠桿CBO屬于杠桿;
(4)永磁體落下時,感溫磁鋼的溫度為℃;永磁體下落過程中,感溫磁鋼對永磁體(選填“有”或“沒有”)磁力的作用.
(5)未按下按鈕開關(guān)時,彈簧(選填“有”或“沒有”)彈性勢能,彈簧片(選填“有”或“沒有”)彈性勢能.

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】實驗測得1kg某物質(zhì)溫度隨時間變化的圖象如圖所示。已知該物質(zhì)在固態(tài)下的比熱容為2.1×103J/(kg·℃),設(shè)物質(zhì)從熱源吸熱的功率恒定不變,在最初2min內(nèi),物質(zhì)溫度升高了40℃,則吸收的熱量為 J,吸熱功率為 W。仔細觀察發(fā)現(xiàn)固態(tài)升溫快,變成液態(tài)后升溫變慢,原因是。

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】

1)石頭的體積;

2)石頭的密度;

3)若石頭吸水,所測石頭的密度是偏大還是偏小,為什么?

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】請按要求作圖:
(1)如圖甲所示,根據(jù)小磁針靜止時的指向,標(biāo)出磁體的N、S極和A點的磁場方向(用箭頭表示).
(2)如圖乙所示,重為4N的均勻球體保持靜止,畫出該球所受力的示意圖.

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】為了探究聲音的響度與什么因素有關(guān),有人設(shè)計了以下五個實驗.

(1)把響著鈴聲的鬧鐘放在密封的鐘形罩內(nèi),將鐘形罩內(nèi)的空氣抽出一些后,鈴聲明顯減弱.

(2)使正在發(fā)聲的音叉接觸水面,水面濺起水花.

(3)吹笛子時,手按住不同的孔會發(fā)出不同的聲音.

(4)讓同一球從不同高度落到同一桌面上聽到不同的響聲.

(5)在吊著的大鐘上固定一支細小的筆,把鐘敲響后,用紙在筆尖上迅速拖過,可以在紙上畫出一條來回彎曲的波折線.你認為,能探究聲音的響度與什么因素有關(guān)的實驗是哪一個或哪幾個?其他實驗和現(xiàn)象分別說明了什么問題?

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】如圖1所示是“探究電流與電壓、電阻關(guān)系”的實驗電路,其中R是定值電阻.
(1)電路中有一根導(dǎo)線的連接不適宜,需要改接.請在這般導(dǎo)線上打“×”,并畫出改接的導(dǎo)線.
(2)閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片P移到最端(左/右).
(3)閉合開關(guān),三次調(diào)節(jié)變阻器,得到表中的數(shù)據(jù).

實驗序號

1

2

3

電壓/V

2.0

2.4

2.8

電流/A

0.40

0.48

0.56

由這些數(shù)據(jù):
①可看出電流與的關(guān)系;
②可概括出結(jié)論:
(4)在探究電流與另一個物理量的關(guān)系時,需要多次更換 . 并且每次更換后都要調(diào)節(jié)變阻器,使電壓表的示數(shù)(增大/減小/不變).
(5)小明根據(jù)自己的想法設(shè)計了另一種實驗電路(如圖2所示).其中,MN是一根金屬電阻絲,Q是一個金屬夾.主要實驗步驟是:先將Q移到最左端,再調(diào)節(jié)滑動變阻器,確保電流不超過電流表所選用的量程;然后從左向右且有間隔地改變金屬夾的位置,得到表中的數(shù)據(jù);最后分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論.

實驗序號

1

2

3

電壓/V

0.5

1.2

1.5

電流/A

0.50

0.40

0.30

但是,由小明的實驗:
①雖然可看出“電阻越大電流越小”,但無法得到“電流與電阻成反比”的關(guān)系;
②可得“電壓越大電流越小”,但這個結(jié)論明顯是錯誤的.請分析小明的實驗,具體指出存在問題:

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】家庭衛(wèi)生間通常裝有照明燈和排氣扇,使用時,有時需要各自獨立工作,有時需要同時工作,下列電路圖中符合上述要求的是( )
A.
B.
C.
D.

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