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1、一解答题（共16小题）1如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时，消耗汽油1.5L假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，求：（1）该汽车发动机做的有用功是多少？（2）该汽车的输出功率为多少？（已知：汽油的密度为0.8103kg/m3，汽油的热值为4.5107J/kg）2有一功率为40KW，热机效率为20%的汽车正在一平直的公路上行驶，此时油箱中仅剩下5kg的汽油，如果不考虑热机其他的能量损失，汽车以20m/s的速度向前匀速沿直线行驶，问还可前进多
2、远？（汽油的热值为4.6107J/kg）3汽车尾气的排放成为雾霾天气形成的重要原因目前一些城市部分出租车已经完成“油改气”的过程，这样不仅可以减少空气污染，还可以降低运营成本天然气发动机和汽油发动机性能的指标如表格 热机效率热值价格天然气发动机2 =45%q2 =2.3107J/m34.5元/m3汽油发动机1 =30%q1 =4.6107J/kg8.0元/kg根据表格提供的信息，通过计算说明：（1）天然汽车燃烧1m3天然气所用的有用功是多少？做同样多的有用功，汽油车需要燃烧多少千克汽油？（2）若某出租车汽车每天消耗60m3的天然气，与用汽油相比，它每天节约的运营成本是多少？4小亮家有一辆轿车，
3、爸爸在给他讲车的性能时，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“工作容积”称为气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小亮从说明书上查到家中的轿车采用的是LFX直列四缸发动机，排量为2OL；从网上查找到了了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示（已知所使用汽油的热值为4.6107J/kg，密度为0.72103kg/m3）（1）根据如图分析，在发动机转速为10005000r/min范围内，它的输出功率与转速大致成正_比（2）小亮又向爸爸询问了一些实测数据：一般路况下，平均车速为100km/h时，
4、发动机转速为2000r/min，平均油耗为10L/lOOkm参考图中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，发动机的效率约为_.（3）当发动机转速为3000r/min时，则发动机每个工作循环所需要的时间为0.04_s；设做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0，发动机排量为V排，每个活塞的受力面积为S，活塞移动距离为L，则发动机转速为n时该轿车的输出功率P与发动机排量为V排的关系式为_A：Anp0V排/2Bnp0V排 C.2np0V排 D.4np0V排5某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0l05Pa，求：（
5、1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功（3）若燃气对活塞的平均压强为p，设活塞的面积为S，冲程长为L，如图所示，而V=SL，请推导出一个做功冲程中燃气对活塞做的功W=pV6汽车给我们的生活提供了便利，某汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶30Km消耗了汽油1.5kg（1）请计算1.5kg汽油完全燃烧放出的热量（q汽油=4.6107J/kg）（2）已知车以72km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率为12kW，求汽车受到的阻力（3）汽车发动机的效率为多少？7科技人员设计了一种可移动式太阳能水上漂浮房，它具有冬暖夏凉的优点，不仅为人们到海滨旅游提供了方便，而且
6、节约了能源，减轻了对环境的污染某可移动太阳能水上漂浮房的屋顶安装了太阳能电池板，接收太阳能的功率为9.0103W，能为该房供应热水和在水上移动提供能量（1）漂浮房冬暖夏凉是利用了水的比热容_比较大的特点；（2）太阳能电池板将太阳能转化为电_能若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮房前进所需的能量，漂浮房在平静的水面以2.5m/s的速度做匀速直线运动，受到水平方向的牵引力为800N，则经过4s后牵引力做功大小为8000_J8用燃气灶烧水燃烧0.5kg的煤气，使5kg的水从20升高到70已知水的比热容为4.2103J/（kg）煤气的热值为1.8107J/kg求：（1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热
7、量（2）水吸收的热量（3）燃气灶烧水的效率9热水器的原理图给空气能热水器供电，压缩机工作，压缩从蒸发器流出的制热气体，气体温度升高到120以上，高温气体流入冷凝器，加热冷凝器内的冷水，冷水温度升高到60，流入保温桶，同时流入冷凝器内的高温气体，放出热量液化，再进入蒸发器吸收空气中的热量而汽化根据以上内容完成以下题目：（1）冷水流过空气能热水器的冷凝器，水温度升高，这是利用热传递_方式增加水的内能从蒸发器流出的制热气体，流经压缩机，气体温度升高，机械_能转化为内能（2）若用1000W的空气能热水器将20kg，18的水加热到68，需工作20分钟，蒸发器从空气中吸收的热量是多少（电流经压缩机做的功W
8、，蒸发器从空气吸收的热量Q1，冷水从冷凝器吸收的热量Q2，存在这样的规律：Q2=W+Q1，热量损失不计）？（3）从空气吸收的热量由完全燃烧焦炭放出热量的80%来提供，相当于燃烧多少焦炭？（焦炭的热值为3107J/kg）10每年午秋两季，部分农村地区大量燃烧秸秆，既对生态环境造成极大危害，也是产生PM2.5的罪魁祸首其实秸秆是一种很好的清洁可再生能源，是最具开发利用潜力的能源之一秸秆发电，就是以农作物秸秆为主要燃料的一种发电方式据专家研究表明，每两吨秸秆完全燃烧释放的热量相当于一吨标准煤完全燃烧释放的热量且其平均含硫量只有0.38%，而煤的平均含硫量约达1%淮南潘集地区近年来新建一座大型秸秆发电
9、厂，每年可回收小麦、玉米、棉花及水稻等农作物秸秆80万吨，已知煤的平均热值q煤=3.0107J/kg，而且每0.25kg煤可发1度电，煤发电效率与秸秆发电效率相当请按上述材料和有关数据，完成下列计算和问答秸秆的平均热值约多少？80万吨秸秆作燃料可发多少度电？秸秆发电有哪些好处（讲两点即可）11在当今世界，研制各种机器都必须考虑节约能源和治理废弃污染这一重要课题在内燃机额中，废气会带走很多能量，如果将这些能量再利用起来，会使内燃机的效率提高很多某工厂科研人员研制的四种冲程汽车专用柴油发动机，就采用一项“增压”技术它是利用“废气增压器”使排气冲程中排出的高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转，
10、它同时又带动同轴进气系统中的“进气涡轮”也高速旋转，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压，使做功冲程中柴油燃烧地更加充分，燃气压强更大，同时也减少废气中的有害物质达到提高采油机的效率和减少废气污染的目的这种发动机有6个汽缸，每个气缸面积为9.510-6m2，活塞行程135mm，转速为2400r/min时，气缸内燃气的平均压强为1.49108Pa，最低油耗可达240g/（kWh），柴油的热值为4.3107J/kg请求解下列问题：（1）燃气对气缸的压力是多少？（2）柴油发动机的平均功率？（3）柴油发动机的效率最高可达到多少？12桂林于2013年底开通高铁高铁动车运行低能耗，人均百公里能耗仅为3.
11、6度电，相当于飞机的10%小明对动车组和飞机这两种交通方式进行比较，了解到的相关参数见表请解答以下问题：（1）飞机人均百公里要消耗多少kg的航空煤油？（航空煤油热值取4.32107J/kg）（2）小明查阅资料了解到：列车运行的阻力，包括车轮与轨道摩擦的机械阻力和车辆受到的空气阻力动车以200km/h水平匀速行驶时，空气阻力占总阻力的70%，牵引功率约为1200kW；速度达到500km/h以上后，空气阻力占总阻力的90%；空气阻力和列车运行速度的平方成正比关系，速度提高2倍，空气阻力将增至4倍近期，我国正在研制的CIT500型动车的试验速度达到了600km/h，请根据材料估算，要以600km/h
12、水平匀速行驶，动车组的牵引功率要达到多大？桂林-北京交通方式动车组飞机型号CRH380BL空客A320动力交流电动机喷气式发动机能源电航空煤油行驶里程2110km1800km运行时间10h32min3h13随着人们生活水平的提高轿车已逐步进入我国普通百姓家中已知某骄车每行驶100km消耗10L汽油，汽油的密度为0.71103kg/m3、热值为4.6l07J/kg则（1）该汽车行驶100km消耗多少kg汽油？（2）当该汽车以20kW的功率在平直公路上以72km/h的速度匀速行驶时，它所受到的阻力是多大？（3）该汽车发动机的效率是多大？14实验测得1kg某物质温度随时间变化的图象u如图示，已知物质
13、在固态下的比热容为2.1103J/（kg）假设这种物质从热源吸热的功率恒定不变，根据图象解答下列问题：（1）在最初的2min内，物质温度升高了40，则吸收的热量为多少？（2）在最初的2min内，这种物质吸收的热量相当于完全燃烧多少g的酒精放出的热量？（酒精的热值为3107J/kg）（3）根据试题中的信息可知，这种物质在液态下的比热容是多大？（写出必要的分析和推理过程）15北方的汽车司机常用水和酒精的混合液来冷却发动机，这样的好处是防止夜晚水凝固若测得混合液体的密度为0.96103（kg/m3），求此液体的比热（已知：酒精=0.8103kg/m3，C酒精=2.4103J/（kg），水与酒精混合总体积等于它们的体积之和）16冬天小名每天早晨都要喝牛奶，由于天冷，牛奶的温度较低，他每天都要采取“热水浴”的方式把牛奶瓶放入热水中温热如图所示，这是某天小名用热水温热牛奶的图象，已知牛奶的质量为0.4kg，热水的质量是100g（不计奶瓶的质量和热量的散失）（1）由图象可知，温度较低的牛奶要经过15_min后才与热水的温度相同（2）根据图象提供的数据信息，可知牛奶的比热容是2.9103J/（kg）_
