2022-2023学年度广东省佛山市南海区平洲第二中学九年级上学期第一次月考物理试题
展开广东省佛山市南海区平洲二中九年级(上)第一次月考物理试卷
一、选择题(共7小题,每题3分,共21分)
1. 下列四组物体中,在通常情况下都容易导电的是( )
A. 石墨棒、人体、金属 B. 陶瓷、汽油、盐溶液
C. 橡胶、玻璃、毛皮 D. 纯净水、铁丝、湿木头
【答案】A
【解析】
【详解】常见的导体包括:人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。题中所列物质,只有石墨棒、人体、金属、盐溶液、铁丝、湿木头是导体,其他都是绝缘体。故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
2. 下列关于温度、热量和内能说法正确的是( )
A. 物体从外界吸收了热量,温度一定升高
B. 热量总是从高温物体传给低温物体
C. 物体的温度越高,具有的热量越多
D. 物体的内能增加,一定是从外界吸收了热量
【答案】B
【解析】
【详解】A.物体吸收热量,温度可能升高,可能不变,如晶体在熔化的过程中,吸收热量,但温度不变,故A错误;
B.热量总是从高温物体传给低温物体,故B正确;
C.热量是一个过程量,描述它的术语是“吸收”或“放出”,不能说具有热量,故C错误;
D.物体的内能增加,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,故D错误。
故选B。
3. 常用的小灯泡的结构如图所示,下面小灯泡与干电池的连接方式中能让小灯泡发光的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.灯丝的一端和电源的正极相连,没有构成通路,灯泡不发光,故A不符合题意;
B.灯丝的一端与电源的正负极相连,灯泡没有接入电路,电路是短路,灯泡不发光,故B不符合题意;
C.灯丝的一端和电源的正极相连,灯丝的另一端和电源的负极相连,电路构成通路,灯泡发光。符合题意;
D.灯丝的一端与电源的正负极相连,灯泡没有接入电路,电路是短路。灯泡不发光。不符合题意;故D不符合题意。
故选C。
4. 如图所示,取两个相同的验电器A和B,使A带正电,B不带电,用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来.下列说法正确的是
A. A中正电荷通过金属棒流向B,A金属箔的张角减小
B. B中负电荷通过金属棒流向A,B金属箔的张角增大
C. A中正电荷通过金属棒流向B,同时B中负电荷通过金属棒流向A
D. 金属棒中瞬间电流的方向从B流向A,B金属箔的张角增大
【答案】B
【解析】
【详解】A带正电,B不带电,用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来,B上的部分负电荷会转移到A上,因此验电器B的金属箔由于带正电会张开;电流的方向与负电荷定向移动的方向相反,因此电流方向是由A到B.
故选B.
【点睛】(1)物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,而金属导体中是自由电子在定向移动.
(2)验电器使用时是让金属杆上的金属箔带上同种电荷,然后同种电荷会相互排斥从而验证物体是否带电的.
5. 甲、乙两汽车,甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高,这表明( )
A. 甲的功率比乙大
B. 消耗相同的汽油,乙做的功多
C. 甲消耗的汽油比乙少
D. 做相同的功,甲耗油比乙少
【答案】D
【解析】
【详解】A.功率是指做功快慢的物理量,热机效率是能量的利用率,与功率大小无关,故A不符合题意;
B.已知甲汽油机的效率高于乙汽油机的效率,因此消耗相同的汽油,甲做的功多,故B不符合题意;
C.机器做功多少未知,因此不能确定甲消耗的汽油比乙少,故不符合题意;
D.已知甲汽油机的效率高于乙汽油机的效率,因此做相同的功,甲消耗的汽油比乙少,故D符合题意。
故选D。
6. 下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况.关于对图中①②③④的补充正确的是( )
A. ①做功冲程②内能转化为机械能③压缩冲程④机械能转化为内能
B. ①压缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能
C. ①压缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能
D. ①做功冲程②机械能转化为内能③压缩冲程④内能转化为机械能
【答案】C
【解析】
【详解】汽油机的四个冲程分别是吸气冲程,压缩冲程,做功冲程和排气冲程,所以①压缩冲程,把机械能转化为内能,也就是压缩对气体做功使其内能增大温度升高 ③是做功冲程,把内能转化为机械能.对照答案C对.
7. 高层建筑的墙体中有三根绞在一起的电线,可以用如图乙所示的“测量仪”把它们区分开.小华将A、B连在一起时,小明将“测量仪”连接在X、Z两端,灯泡发光;小华将B、C连在一起时,小明将“测量仪”连在X、Y两端,灯泡发光.则( )
A. A和Y是同一根电线,B和Z是同一根电线
B. B和Z是同一根电线,C和Y是同一根电线
C. A和Y是同一根电线,B和X是同一根电线
D. B和X是同一根电线,C和Y是同一根电线
【答案】D
【解析】
【分析】根据“小华将A、B连在一起时,小明将“测量仪”连接在X、Z两端,灯泡发光;小华将B、C连在一起时,小明将“测量仪”连在X、Y两端,灯泡发光”利用排除法可作出选择.
【详解】将A、B连在一起时,小华将“测量仪”连接在X、Z两端,灯泡发光,如图1所示;
图1中上面只剩下C端,下面只剩下的是Y端,则说明C和Y是同一根电线;
将B、C连在一起时,小华将“测量仪”连在X、Y两端,灯泡发光,如图2所示;
图1中上面只剩下A端,下面只剩下的是Z端,则说明A和Z是同一根电线;
综上分析,C和Y是同一根电线,A和Z是同一根电线,则剩下B和X是同一根电线,故D正确,ABC错误.
故选D.
二、填空题(共7小题,每空1分,共21分)
8. 带电体具有______轻小物体的性质,我们就说物体带了电荷;如图所示,用餐巾纸摩擦一根可以绕铁支架自由转动的吸管,使它带上电,现用一带电的物体靠近吸管带电的一端,发现它们互相排斥,说明它们带______(填“同种”或“异种”)电荷;吸管上的电荷没有通过铁支架转移,说明吸管是______(填“导体”或“绝缘体”)。
【答案】 ①. 吸引 ②. 同种 ③. 绝缘体
【解析】
【详解】[1]摩擦过的物体有了吸引轻小物体的性质,我们就说物体带了电,或者说带了电荷。
[2]同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,用一带电的物体靠近吸管带电的一端,发现它们互相排斥,说明它们带同种电荷。
[3]不容易导电物体叫绝缘体,吸管上的电荷没有通过铁支架转移,说明吸管不容易导电,它是绝缘体。
9. 贵港又称荷城。夏日夜晚,人们漫步荷塘边,沁人心脾的荷香便扑鼻而来,这是属于______现象。这个现象表明物质的______在不停地做无规则运动。初春培育秧苗时,为了不使秧苗受冻,早晨给水田多排水,傍晚多灌水,这是利用水具有较大的______这一特性。
【答案】 ①. 扩散 ②. 分子 ③. 比热容
【解析】
【详解】[1][2]荷香扑鼻而来,这是荷花的芳香分子扩散到空气中的原因,这是扩散现象,说明分子不停地做无规则运动。
[3]水田中放很多的水,可以利用水的比热容较大,在晚上放出相同的热量时,温度不至于降的更低,可以保护秧苗不至于冻坏。这是利用水具有较大的比热容这一特性。
10. 今天天气很热,这里的“热”是指___________;物体吸热,温度升高,这里的“热”是指____________;摩擦生热,这里的“热”是指__________.(均填“温度”、“内能”或“热量”)
【答案】 ①. 温度 ②. 热量 ③. 内能
【解析】
【详解】生活中常说的天气热指的是环境温度较高的意思;物体间存在温度差时发生热传递,该过程中说某物体吸收或放出的“热”指的就是热量,并且它是一个的过程量;摩擦生热是将机械能转换为内能的过程,此处的“热”指代内能.
11. 转速为6000r/min的单缸四冲程内燃机,10秒钟经过______个冲程,做功______次,转______圈。
【答案】 ①. 2000 ②. 500 ③. 1000
【解析】
【分析】
【详解】[1][2][3]已知转速为6000 r/min=100r/s,即飞轮每秒转100圈,所以内燃机每秒钟完成50个工作循环,经过200个冲程,做功50次;则10秒钟经过2000个冲程,做功500次,转1000圈。
12. 如图所示的甲、乙、丙三个电路中,器材均完好,且连接紧密.处于通路状态的是_____图,处于断路状态的是_____图,处于短路状态的是_____图.
【答案】 ①. 丙 ②. 甲 ③. 乙
【解析】
【分析】在电路中,电源提供电能;电路中要形成电流,电路中要有电源且电路必须闭合;用电器两端用导线连接起来,用电器被短路,不经过用电器把电源两极连接起来,电源被短路;分析电路图,然后答题.
【详解】甲图的开关是断开的,因此电路为断路状态;乙图开关闭合后将电源的两极连在一起,因此该电路为电源短路;丙图电路处处连通,并且灯泡可以正常发光,因此该电路为通路.
13. 如题图甲所示是用水来冷却热牛奶的示意图。这是用______的方法改变物体内能的,图乙是记录牛奶、水的温度随时间变化的图像,图中曲线1表示的是______的温度随时间变化的情况,若在这个过程中水吸收的热量是5.04×104J,水的质量为______kg()。
【答案】 ①. 热传递 ②. 热牛奶 ③. 1.5
【解析】
【分析】
【详解】[1][2][3]用水来冷却热牛奶,水温度低,牛奶温度高,两者之间有温度差可以进行热传递,所以是通过热传递的方法改变内能的;用水来冷却牛奶,热牛奶的温度是逐渐降低的,所以热牛奶温度随时间变化的曲线应是1;A点温度为18℃,它是牛奶和水混合后的共同温度;由可知水的质量为
14. 如题图所示,这是人们利用充电桩给电动汽车充电时的情景,此时电动汽车上的锂离子电池相当于电路中的___________(选填“用电器”或“电源”);充电过程中,将___________能转化为___________能。
【答案】 ①. 用电器 ②. 电 ③. 化学
【解析】
【详解】[1]电动车在充电过程中,消耗电能,获得化学能并储存起来,所以此时锂电池相当于用电器。
[2][3]充电过程中,消耗电能,是将电能转化为化学能储存起来。
三、作图题(15题2分,16题3,17题2分,共7分)
15. 观察图所示的手电筒结构图。按下按键时小灯泡发光,根据电路接通情况,在方框中画出手电筒的电路图。
【答案】
【解析】
【详解】由实物图可知,电流从正极出发,经过小灯泡、开关后回到电源负极,故电路图如下图所示:
16. 酒精的热值q为3.0×107J/kg。请在图中坐标画出酒精的热值q与其质量m的关系图像。
【答案】
【解析】
【详解】热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量无关,因此燃料的质量增加时,不改变燃料的热值,则酒精的热值q与其质量m的关系图像,如下图所示:
17. 如图甲是某汽油机的吸气冲程时的气门开闭情况和活塞的运动方向,仿照甲图在乙图中画出压缩冲程时的气门开闭和活塞和连杆的大致位置。
【答案】
【解析】
【详解】在内燃机的压缩冲程中,两个气门都关闭,活塞向上运动;如下图所示:
四、实验探究题(共5小题,每空1分,共19分)
18. 物理老师展示了一个有趣的“静电章鱼”实验,用干毛巾分别摩擦丝状塑料绳和塑料管,将绳放在管上方,塑料绳就会像“章鱼”一样散开并悬在空中,如图所示。这是因为经摩擦后绳和管带上______(选填同种或异种)电荷相互______(选填吸引或排斥)引起的。
【答案】 ①. 同种 ②. 排斥
【解析】
【分析】
【详解】[1][2]当用干毛巾分别摩擦丝状塑料绳和塑料管,因为摩擦起电,就会使塑料绳及塑料管上都带了同种电荷,因为同种电荷相互排斥,所以塑料绳就会像“章鱼”一样散开,因为塑料绳和塑料管相互排斥,所以塑料绳会悬浮在空中。
19. 如图所示,把一个带电的物体靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒时,它们互相排斥,这个带电物体所带的是______(选填“正”或“负”)电荷。这是因为这个带电体在摩擦的过程中______(选填“得到”或“失去”)电子。
【答案】 ①. 负 ②. 得到
【解析】
【详解】[1]同种电荷相排斥,毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,把一个带电的物体靠近它时,相互排斥,说明这个带电物体也带负电。
[2]物体在摩擦过程中得到电子带负电。
20. 如图所示,在“做功改变内能”的实验中,老师向装有少量水的瓶子内不断打气,使得瓶内的气压增大.当瓶塞跳起来时,可以看到瓶内出现白雾,这是因为水蒸气对瓶塞做功,内能______(填“增加”或“减少”),温度______(填“升高”或“降低”),水蒸气液化而成小液滴.
【答案】 ①. 减少 ②. 降低
【解析】
【详解】在做“做功改变内能”的实验过程中,不断的向瓶内打气,使得瓶内的气压增大,内能增加,温度升高;当瓶塞跳起来时,水蒸气对瓶塞做功,水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能,水蒸气内能减少,温度降低.水蒸气发生液化形成小水珠,瓶口出现“白雾”.
21. 如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量也相同。
(1)①比较不同燃料热值,应选择______两图进行实验;
②比较不同物质的比热容,应选择______两图进行实验,该实验通过______反映物体吸热的多少;
(2)比较不同物质的比热容,选用如图合适装置加热相同一段时间后,液体a升温多,由此可知:
①液体a的比热容______(选填“大于”或“小于”)液体b的比热容;
②质量相同的液体a与b,升高相同的温度时,液体a吸收的热量______(选填“大于”或“小于”)液体b吸收的热量;
(3)若甲图烧杯中为50mL的水,10g酒精完全燃烧温度计示数升高了20℃,则:
①若酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收,酒精的热值为______J/kg;[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
②算出的热值比标准值______(选填“偏大”、“偏小”或“一样”)。
【答案】 ①. 甲、乙 ②. 甲、丙 ③. 加热时间的长短 ④. 小于 ⑤. 小于 ⑥. 4.2×105 ⑦. 偏小
【解析】
【详解】(1)①[1]比较不同燃料的热值,应选择不同的燃料加热相同的物质,即用甲、乙两图进行实验。
②[2][3]比较不同物质的比热容,应使用相同的热源,控制不同液体在相同时间内吸收的热量相同,通过温度的变化来判断不同液体的吸热能力,应选择甲、丙两图进行实验,根据转换法,实验通过加热时间的长短反映物体吸热的多少。
(2)①[4]加热相同时间,a升温高,根据比较吸热能力的方法,液体a的比热容小于液体b的比热容。
②[5]用相同的加热器,加热相同一段时间,液体a升温多,由此可知,质量相同的液体a、b吸收相同的热量,液体a升高的温度多,说明液体a的比热容小,所以当质量相同的液体a与b,升高相同的温度时,加热液体a吸收的热量少。
(3)①[6]50mL水的质量为
m=ρ水V=1×103kg/m3×50×10-6m3=0.05kg
水吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×0.05kg×20℃=4.2×103J
根据题意可知,Q吸=Q放,由Q放=qm可知,酒精的热值为
②[7]酒精完全放出的热量并没有全部被水吸收,所以算出的热值比标准值偏小。
22. 如图所示,A、B、C、D为四冲程汽油机工作过程中四个冲程的原理图,E和F是演示实验装置图。
(1)B图是______冲程,与它原理相同的是______(选填字母E,F)图所示的演示实验;
(2)某单缸四冲程汽油机飞轮的转速为2400r/min,该汽油机每分钟对外做功______次;
(3)上述汽油机在做功冲程中能量是由______能转化为______能;
(4)2019年武汉市汽车保有量为300万辆,每辆汽车每年平均耗汽油1.86t,若将汽车内燃机的效率由30%提高到31%,则武汉市每年可以节约汽油______t。
【答案】 ①. 压缩 ②. E ③. 1200 ④. 内 ⑤. 机械 ⑥. 1.8×105
【解析】
【详解】(1)[1][2]A图中,进气门开启,活塞下行,气体流入汽缸,是吸气冲程;B图中,两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程,此冲程将机械能转化为内能;C图中,两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程,此冲程将内能转化为机械能;D图中,排气门开启,活塞上行,气体流出汽缸,是排气冲程;E图是用力将活塞压下,活塞对空气做功,空气的内能增大,温度升高,达到了棉花的着火点,棉花就会燃烧,是通过对物体做功来增大物体内能的,即是将机械能转化为内能的过程;F图对试管中的水加热,加快水的蒸发,使试管中水的内能增大,体积膨胀,对外做功,使塞子飞出去,内能转化为塞子的机械能;综上所述,B图是压缩冲程,与它原理相同的是E图所示的演示实验。
(2)[4]由题意可知,单缸四冲程汽油机的飞轮转速是2400r/min,即每分钟转2400圈,完成1200个工作循环,完成4800个冲程,做功1200次。
(3)[5][6]上述汽油机在做功冲程中燃气燃烧释放热量,推动活塞向外运动,能量是由内能能转化为机械能。
(4)[7]每辆汽车做有用功所需燃油
效率提高后所需燃油量
每辆车每年节约燃油
300万辆车每年节约燃油
五、计算题(共2小题,23题6分,24题7分,共13分)
23. 小星家的太阳能热水器,水箱容积是200L。小星进行了一次观察活动:某天早上,他用温度计测得自来水的温度为20 °C,然后给热水器水箱送满水,中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45 °C。请你求解下列问题:
(1)水箱中水的质量;
(2)水吸收的热量();
(3)如果水吸收的这些热量,由燃烧煤气来提供,而煤气灶的效率为40%,求至少需要燃烧多少煤气?(煤气的热值为q=4.2×107J/kg)
【答案】(1)200kg;(2)2.1×107J;(3)1.25kg
【解析】
【详解】解:(1)水的体积
V=200L=200×10-3m3=0.2 m3
水的质量
m=ρV=1×103kg/m3×0.2m3=200kg
(2)水吸收的热量
(3)根据得
又由于可得煤气质量
答:(1)水箱中水的质量为200kg;
(2)水吸收的热量为2.1×107J;
(3)至少需要燃烧1.25kg煤气。
24. 2020年1月27日,为抗击新型冠状病毒肺炎疫情,安徽医科大学各附属医院紧急派出22名医护人员,他们与其他省属医院的白衣战士一起,组成安徽省第一批支援武汉的医疗队伍,出征武汉。假设客车(包括车上的人和物资)总质量为5×103kg,在某段平直的高速公路上客车以90km/h的速度匀速行驶了200km,平均每百公里油耗为20L,所受的平均阻力是客车总重的0.04倍,汽油的热值是4.6×107J/kg(假设汽油完全燃烧,汽油的密度为0.75×103kg/m3,g取10N/kg),求:
(1)客车匀速行驶的牵引力是多少?
(2)客车行驶200km牵引力做了多少功?
(3)客车发动机的效率是多少?
【答案】(1)2000N;(2)4×108J;(3)29%
【解析】
【详解】解:(1)由题知客车所受的阻力为
由二力平衡的条件可知客车的牵引力为
(2)客车牵引力做的功为
(3)已知平均每百公里油耗为20L,则200km耗油的体积为
由得,耗油的质量为
消耗的汽油完全燃烧放出的热量为
则客车发动机的效率为
答:(1)客车匀速行驶的牵引力是2000N;
(2)客车行驶200km牵引力做了4×108J的功;
(3)客车发动机的效率是29%。
六、综合题(共3小题,25题6分、26题6分,27题7分,共21分)
25. 如图所示是学习“内能”时所做的一些小实验:
(1)如图甲所示的气体扩散实验,其中装红棕色二氧化氮气体的应是______瓶(选填“A”或“B”)(已知二氧化氮的密度比空气的大);
(2)如图乙所示,红墨水在热水中比在冷水中扩散得快,说明分子做无规则运动剧烈程度与______关;
(3)如图丙所示,接触面磨平的两块铅柱,用力压紧可以使它们结合在一起,而且在铅柱下面悬吊一定的重物,它们也不会分开。这说明分子间存在______;
(4)如图丁所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部,放入一小团干燥的硝化棉,用力将活塞迅速下压,玻璃筒内的空气温度______(选填“升高”成“降低”),空气的内能______(选填“增加”或“减少”),空气的内能是通过______方式改变的;筒内的硝化棉由于温度升高达到着火点而燃烧,硝化棉内能是通过______方式改变的。
【答案】 ①. B ②. 温度 ③. 引力 ④. 升高 ⑤. 增加 ⑥. 做功 ⑦. 热传递
【解析】
【详解】(1)[1]二氧化氮的密度大于空气的密度,如果把二氧化氮气体放到上方的话,由于自身密度大的缘故,二氧化氮会在重力作用下沉到下方的空气瓶子中去,就不能说明分子在不停地做无规则运动,因此要把密度小的空气瓶子放到上方,即装红棕色二氧化氮气体的应是B瓶。
(2)[2]在冷水杯和热水杯中滴入两滴墨水,会看到热水中的墨水扩散的快,这表明分子的无规则运动与温度有关,温度越高,分子的无规则运动越剧烈,扩散越快。
(3)[3]分子之间既有引力又有斥力,图中两个压紧的铅块能吊起钩码,是由于分子间存在引力。
(4)[4][5][6]改变物体内能的方法是做功和热传递。迅速向下压活塞,活塞会压缩空气做功,机械能转化为内能,使空气的内能增加,温度升高,这是通过做功的方法增大空气内能的。
[7]当温度达到棉花的燃点时,棉花就会燃烧,硝化棉内能是通过热传递方式改变的。
26. 形成雾霾天气的主要污染物是PM2.5,PM2.5是大气中直径小于等于2.5μm、即等于______m的颗粒悬浮物,它们被人吸入后会进入血液对人体形成危害某校科技小组研制的PM2.5净化器原理图,其原理如图所示。闭合开关S1、S2后,风扇旋转吸入空气,气流外侧A处的颗粒物也被吸入净化器。颗粒物接近带有负电荷的光洁金属网B时受到强烈的吸引力,这是因为带电体具有______的性质,颗粒物与光洁金属网B接触后也带上______电,受到光洁金属网B对它的斥力,这又是因为______。离开金属网B后,颗粒物被带有正电荷的棉芯C牢牢吸引,这是利用______的原理,最终达成对空气的净化作用。室外空气中的PM2.5主要来自矿物燃料燃烧的排放,室内空气中的PM2.5主要来自吸烟产生的烟雾。PM2.5在空中的运动______(属于/不属于)分子的热运动。
【答案】 ①. 2.5×10﹣6 ②. 吸引轻小物体 ③. 负 ④. 同种电荷相互排斥 ⑤. 异种电荷相互吸引 ⑥. 不属于
【解析】
【详解】[1] 根据1μm=10﹣6m,故
2.5μm=2.5×10﹣6m
[2]带电体有吸引轻小物体的性质。颗粒物接近带有负电荷的光洁金属网B时受到强烈的吸引力,这是因为带有负电荷的光洁金属网B具有吸引轻小物体的性质。
[3]光洁金属网B带有负电荷是因为有多余的电子,不带电的颗粒与带负电的金属网接触后,部分电子转移到颗粒上,故颗粒带上负电。
[4][5]同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。洁金属网B和颗粒带同种电荷,故受到光洁金属网B对它的斥力。离开金属网B后,颗粒物被带有正电荷的棉芯C牢牢吸引,这是利用异种电荷相互吸引的原理,最终达成对空气的净化作用。
[6]PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,它们在空中做无规则运动,是机械运动,不属于分子的热运动。
27. 发动机是汽车的核心部件,发动机的质量决定了整车的性能和品质,现代汽车主要分汽油和柴油两类发动机,其中汽油发动机提供动力的是内燃机的汽缸,若某台以汽油为燃料的汽车,发动机内有四个汽缸,其相关数据如表所示。
汽车发动机数据表:
1min内工作循环
2600次
93#汽油
汽缸内汽油和空气的混合密度
1.35kg/m3
排气量
1.8L
汽油热值
4.5×107(J/kg)
发动机最大功率
75(kW)
空燃比
17:1
(1)汽车以100km/h速度匀速运动时,发动机的输出功率最大,则1min内有用功______J;
(2)汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程,一个汽缸正常工作四个冲程的顺序是______(对甲、乙、丙、丁重新排序),______图所示的冲程内燃机给汽车提供动力;
(3)汽车排气量是指发动机气缸的工作容积,汽车排气量越大,功率越大,空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比。根据表中数据可知气缸内混合气体中汽油的质量为______kg。1分钟内总共需要消耗的汽油质量为______kg;
(4)当汽车以100km/h速度匀速运动时,根据表中数据可求得汽车发动机的效率为______。
【答案】 ①. 4.5×106 ②. 乙、甲、丁、丙 ③. 丁 ④. 1.35×10﹣4 ⑤. 0.351 ⑥. 28.5%
【解析】
【详解】(1)[1]由表格数据可知发动机输出最大功率
则1min内做的有用功为
(2)[2]图甲中进气门和排气门关闭,活塞向上运动,说明是压缩冲程;图乙中进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,说明是进气冲程;图丙中进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,说明是排气冲程;图丁中进气门和排气门关闭,活塞向下运动,说明是做功冲程;由上述可知一个汽缸正常工作四个冲程的顺序是乙、甲、丁、丙。
[3]做功冲程内燃机给汽车提供动力,即丁图所示的冲程内燃机给汽车提供动力;
(3)[4]根据可得,做一次功燃气的质量为
因为空燃比是17:1,所以气缸内混合气体中汽油的质量
[5]由表格数据可知1min完成的工作循环是2600次,即1min对外做2600次功,因此1分钟内总共需要消耗的汽油质量为
(4)[6]1min内汽油完全燃烧释放的热量
发动机的效率
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