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第二章综合素质评价一、选择题(每题3分，共33分)1．下列设备不属于热机的是( )A．拖拉机B．电动轿车C．火箭D．飞机2．双手相互摩擦时感觉发热，这一过程的能量转化与四冲程汽油机的哪个冲程相同( )A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程3．如图所示，是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作。由此他联想到热机的四个冲程，以下与做功冲程最相似的是( )4．某老师在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出，下列分析正确的是( )A．酒精不完全燃烧时热值改变B．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程C．纸筒飞出时发生的能量转化是内能转化为机械能D．由于纸筒的惯性作用，纸筒飞出后要继续向上运动一段距离5．实验装置如图所示，加热试管使水沸腾。对观察到的现象分析正确的是( )A．试管口冒出的“白气”是水汽化成的水蒸气B．加热使水升温是通过做功的方式改变水的内能的C．小叶轮转动，叶轮的机械能转化为水的内能D．小叶轮转动，水的内能转化为叶轮的机械能6．小汽车已成为大多数家庭出行代步的工具，其发动机大多数为汽油机，下列有关汽油机的说法正确的是( )A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气B．汽油机的效率一般比柴油机的效率高C．汽油机的点火方式是压燃式D．汽油机的压缩冲程是把机械能转化为内能8\n7．如图是汽油机工作时的四个冲程，下列说法正确的是( )A．乙图冲程能获得动力B．甲是压缩冲程是将内能转化为机械能，丁是做功冲程是将机械能转化为内能C．该车内燃机的四个冲程正确的工作顺序是乙→甲→丁→丙D．活塞在汽缸内往复运动一次，该汽油机对外做功一次8．关于“热机”，下列说法中错误的是( )A．通过技术改进，可以使热机的效率达到100%B．减少城市“热岛效应”的措施之一就是倡导“绿色出行”C．用水而不用其他循环物质降低热机的温度，主要是利用水的比热容较大的特性D．严寒的冬天，人们晚上把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时，水凝固而胀坏水箱9．如图所示的实验或机器均改变了物体的内能，其中与另外三个改变内能的方式不同的是( )10．两台汽油机，甲机的效率为35%，乙机的效率为25%，这两个数据表示( )A．甲机做的功比乙机的多B．甲机的功率比乙机的大C．在相同时间内甲机消耗的汽油比乙机多D．在消耗相同的汽油时，甲机做的有用功比乙机多11．利用一燃气热水器对10kg、20℃的水进行加热时，完全燃烧了0.105m3的煤气。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，煤气的热值为4×107J/m3，该热水器烧水的效率是50%。下列说法中( )8\n①煤气完全燃烧放出的热量是4.41×103J②水吸收的热量是2.1×106J③水温升高了50℃④加热过程中水的内能保持不变A．只有①④正确B．只有②③正确C．只有①②正确D．只有②③④正确二、填空题(每空2分，共32分)12．小明在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团硝化棉，用力将活塞迅速下压，棉花被点燃，此过程的能量转化方式与柴油机的__________冲程相同。小明参加了一次长跑，身体消耗的能量约为8.4×106J，这些能量相当于完全燃烧________m3的天然气才能得到，若天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收，则在标准大气压下这些热量可将__________kg温度为20℃的水烧开。(q天燃气＝4×107J/m3)13．在庆祝中国共产党成立100周年阅兵仪式上，我们看到战车上飘扬的红旗是由于红旗____________(填“吸收”或“反射”)红光，车上的战士相对于车是_______(填“静止”或“运动”)的，车的动力是由发动机的_______冲程提供的。14．菲菲家的下水道堵了，爸爸用固体疏通剂进行疏通。具体操作是先将适量的疏通剂倒入下水道，再缓慢加入清水，疏通剂与水发生化学反应生成高温高压气体，通过高温高压气体的膨胀将管道疏通。在疏通剂与水的化学反应过程中，能量的转化情况是________能转化为________能，高压气体疏通管道的过程相当于四冲程汽油机的________冲程。15．小明一家驾车旅行，根据所学知识，完成填空。(1)加油时，闻到汽油味，说明分子在________________________。(2)图示为该车汽油机的________冲程，其能量转化情况是_________________；若该汽油机1s内对外做功25次，那么该汽油机飞轮的转速为________revs/min。(3)若车的总质量为1.5t，匀速直线行驶9km，所受阻力为车重的0.1倍，完全燃烧汽油1L，则1L汽油完全燃烧放出的热量是________J，车所受牵引力是________N，汽油机的效率为________%。(ρ汽油＝0.8×103kg/m3，q汽油＝4.5×107J/kg，g取10N/kg)三、解答题(16题12分，17题13分，18题10分，共35分)16．055型驱逐舰是我国新一代主力驱逐舰，也是我国打造蓝水海军的重要力量。(1)我国055型驱逐舰南昌舰的排水量为1.2×1048\nt，南昌舰满载时，受到的浮力为______N(g取10N/kg)，排开水的体积为_________m3(海水的密度取1×103kg/m3)。在有风的天气，南昌舰以相同的速度逆风行驶比顺风行驶时，舰体外侧面受到的大气压强更________(填“大”或“小”)。(2)南昌舰进行反潜训练时，声呐系统是利用________(填“超声波”或“次声波”)探测敌方潜艇的。南昌舰将产生的尾气和冷空气混合后再排出，目的是为了减弱敌方的________(填“红外”或“紫外”)探测。南昌舰以柴油作为动力燃料，每消耗1t柴油产生的可利用的能量为1.72×1010J，柴油的热值为4.3×107J/kg，则南昌舰热机的效率为________。17．勇敢智慧的中国建设者们一次又一次让世界看到了中国建造。在建造过程中，需要用混凝土搅拌运输车(如图所示)运送混凝土到建设工地。混凝土搅拌运输车的相关参数如下表(g取10N/kg，柴油的热值q＝4.3×107J/kg)。求：(1)车轮与地面的总接触面积为0.8m2，当搅拌车满载并静止在水平地面时，它对地面的压强为多大？(2)搅拌车满载时在平直公路上匀速行驶时受到的阻力为其总重力的0.03倍，当它以最高时速匀速行驶时，此搅拌车发动机的输出功率为多少？(3)搅拌车以最高时速匀速行驶10km共消耗燃油3kg，搅拌车发动机的效率为多少？(计算结果精确到0.1%)混凝土搅拌运输车相关参数满载时总质量14t最高时速90km/h燃油类型柴油18．中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂，火箭燃料的发展及一些燃料的热值如表所示。第1代第2代第3代第4代燃料氧气和汽油混合偏二甲肼煤油液态氢氧化剂四氧化二氮液态氧液态氧8\n燃料热值燃料热值汽油4.6×107J/kg煤油4.6×107J/kg柴油4.3×107J/kg氢1.4×108J/kg(1)使用氢作为燃料的主要优点是：________和____________。(2)某火箭发射时携带了3×104kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为20℃的水加热至沸腾？[c水＝4.2×103J/(kg·℃)，当地大气压为1标准大气压](3)氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了2kg燃料，求该发动机的效率。8\n答案1．B2．B 点拨：双手相互摩擦时感觉发热，是克服摩擦做功，机械能转化为内能；汽油机的工作过程中，将机械能转化为内能的是压缩冲程。故选B。3．C 点拨：鼻孔吸气相当于四冲程热机的吸气冲程；气沉丹田压缩体内空气，相当于四冲程热机的压缩冲程；排山倒海向外推相当于四冲程热机的做功冲程；打完收工相当于四冲程热机的排气冲程。故选C。4．C5．D6．D 点拨：汽油机的吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物，故A错误；柴油机的点火方式是压燃式，一般是柴油机的效率高，故B错误；汽油机的点火方式是用火花塞点火，故C错误；汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩空气和汽油的混合物，混合物内能增大，温度升高，这是把机械能转化为内能，故D正确。故选D。7．C8．A 点拨：由于总存在能量的散失和损耗，所以热机的效率不可能达到100%。9．A 点拨：探究萘的熔化规律，利用酒精灯加热，是通过热传递改变内能的；用力将活塞迅速压下，压缩空气做功，是将机械能转化为内能；内燃机压缩冲程，是活塞压缩工作物质做功，改变物质内能的；水蒸气冲开木塞，对木塞做功，是通过做功将内能转化为机械能的。10．D11．B 点拨：0.105m3的煤气完全燃烧放出的热量Q放＝Vq＝0.105m3×4×107J/m3＝4.2×106J，故①错误；因为热水器烧水的效率为50%，所以水吸收的热量为Q吸＝Q放×50%＝4.2×106J×50%＝2.1×106J，故②正确；由Q吸＝cmΔt得，水温升高了Δt＝＝＝50℃，故③正确；加热过程中水要吸收热量，内能增大，故④错误。综上所述，②③正确，故选B。二、12．压缩；0.21；12.5 点拨：用力将活塞迅速下压，筒内棉花被点燃，此过程的能量转化是机械能转化为内能，因此与内燃机的压缩冲程相同；根据热值公式Q＝mq(qV)可以计算出小明身体消耗的热量相当于完全燃烧0.21m3的天然气才能得到；再根据吸热公式Q吸＝cmΔt和η＝8\n×100%，可以计算出水的质量为12.5kg。13．反射；静止；做功14．化学；内；做功15．(1)永不停息地做无规则运动 (2)压缩；机械能转化为内能；3000(3)3.6×107；1.5×103；37.5 点拨：(1)给汽车加油时，会闻到汽油味，从物理学角度来看，属于扩散现象，这个现象表明汽油分子在做无则规运动。(2)进气门、排气门关闭，活塞上移，是压缩冲程，机械能转化为内能；飞轮每转2圈汽油机对外做一次功，若该汽油机1s内对外做功25次，1s内飞轮转50圈，那么该汽油机飞轮的转速为3000revs/min。(3)1L汽油质量为m＝ρ汽油V＝0.8×103kg/m3×10－3m3＝0.8kg，1L汽油完全燃烧放出的热量是Q＝mq汽油＝0.8kg×4.5×107J/kg＝3.6×107J；车重力G＝m1g＝1500kg×10N/kg＝1.5×104N，因为匀速直线行驶，牵引力等于阻力为F＝f＝0.1G＝0.1×1.5×104N＝1.5×103N，机械功为W＝Fs＝1.5×103N×9000m＝1.35×107J，汽油机的效率为η＝×100%＝×100%＝37.5%。16．(1)1.2×108；1.2×104；小 (2)超声波；红外；40%点拨：(1)根据阿基米德原理有F浮＝G排＝m排g＝1.2×104×103kg×10N/kg＝1.2×107kg×10N/kg＝1.2×108N；排开水的体积为V＝＝＝1.2×104m3；流体在流速越大的位置，压强越小。逆风行驶时，船的外侧空气相对船的速度更大一些，故压强更小一些。(2)超声波的指向性强，用来制作声呐。物体的温度越高，向外辐射的红外线越强，降低温度，可以降低红外辐射。1t柴油完全燃烧放出的能量为Q＝qm＝1×103kg×4.3×107J/kg＝4.3×1010J，热机的效率为η＝×100%＝×100%＝40%。17．解：(1)当搅拌车满载时总质量为14t，静止在水平地面时对地面的压力等于重力，即8\nF＝G＝mg＝14×103kg×10N/kg＝1.4×105N，则它对地面的压强为p＝＝＝1.75×105Pa。(2)搅拌车满载时在平直公路上匀速行驶，牵引力大小等于阻力，即F牵＝f＝0.03G＝0.03×1.4×105N＝4.2×103N，当它以最高时速匀速行驶时v＝90km/h＝25m/s，此搅拌车发动机的输出功率为P＝F牵v＝4.2×103N×25m/s＝1.05×105W；(3)搅拌车以最高时速匀速行驶10km时，用时为t＝＝＝h＝400s，搅拌车发动机做功为W＝Pt＝1.05×105W×400s＝4.2×107J，消耗燃油产生的热量为Q放＝m油q＝3kg×4.3×107J/kg＝1.29×108J，则搅拌车发动机的效率为η＝×100%＝×100%≈32.6%。18．解：(1)热值大；无污染(2)3×104kg液态氢完全燃烧释放的热量Q＝mq＝3×104kg×1.4×108J/kg＝4.2×1012J，一标准大气压下水的沸点为100℃，水的质量为m′＝＝＝1.25×107kg；(3)氢能源车所做的功为W＝Pt＝70000W×0.5×3600s＝1.26×108J，2kg燃料完全燃烧释放的热量Q′＝m″q＝2kg×1.4×108J/kg＝2.8×108J，该发动机的效率为η＝×100%＝×100%＝45%。8
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