初中物理竞赛辅导资料-分类详细解析附答案-专题14--内能的利用_热机

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1、最近十年初中应用物理知识竞赛题分类解析专题14--内能的利用热机一．选择题1．在四冲程汽油机的工作过程中，机械能转化为内能的冲程是（）A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程答案：C解析：机械能转化为内能的冲程是做功冲程，选项C正确。2.受高空落物伤人的启示，美军正在研制一种名为“上帝之杖”的太空武器．“上帝之杖”实质就是高密度、耐高温的金属棒，它要依托太空平台的搭载，借助小型火箭助推和高空下落产生的巨大动能，对地球战略目标实施打击，破坏力巨大．它攻击目标的巨大能量主要来源于（）A．小型火箭助推动能B．与大气摩擦产生的能

2、量C．“上帝之杖”本身的内能D．下落过程重力势能转化的动能答案：D解：“上帝之杖”在高空下落过程中，质量不变，而感到越来越小，因此其重力势能越来越小，但它的速度越来越快，因此动能越来越大，在下落过程重力势能转化为动能，它获得的动能越大，破坏力就越强．正确选项是D．3.甲柴油机的效率比乙柴油的效率低，这表明（）A.甲的功率比乙小B.甲做的功比乙小C.甲消耗的柴油多D.甲柴油机内能转化成机械能的百分比小解析：甲的热机效率低，根据热机效率的定义可知，是用来做有用功的那部分能量，即转化成机械能的那部分能量，占燃料完全燃烧所放出的能量(即

3、内能)的百分比小，所以D项对。二．综合运用题1.阅读下面的短文，回答问题。空气能热水器空气能热水器(如图24甲)是吸收空气的热能来制造热水的装置。其耗能约为电热水器的四分之一。空气能属于可再生的新能源，拥有先天的节能环保的优势。图24乙是空气能热水器的工作原理示意图，它主要由储水箱、毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器等部件组成。制冷剂在毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器之间循环过程与我们所熟悉的电冰箱的制冷循环过程相同，其工作过程如下：A．液态制冷剂经过一段很细的毛细管缓慢地进入蒸发器，在蒸发器迅速汽化，并从空气中吸收热能。B．制冷剂汽

4、化生成的蒸气被压缩机压缩后变成高温高压的蒸气进入冷凝器。C．在冷凝器中，高温高压的蒸气将热能传递给冷水并发生液化。制冷剂依此不断循环流动，使水的温度不断上升。空气能热水器有一个很重要的指标是能效比，它是指水箱中的水吸收的热能(Q)与压缩机等电器消耗的电能（W）的比值。能效比越高，说明热水器的制热效果越好。请回答下列问题：（1）制冷剂在中汽化，在中液化。（2）制冷剂在工作循环过程中，将中的热能不断地“搬运”至中。（3）某品牌空气能热水器正常工作时的参数如下：从表格中的数据可知，该空气能热水器正常工作1h可产生的热水的体积为L。[水

5、的比热容为4.2×103J/(kg・℃)；水的密度为1.0×103kg/m3]答案：（1）蒸发器；压缩机；（2）空气；水；（3）68解析：根据能效比3.4可知，空气能热水器正常工作1h水箱中的水吸收的热能(Q)=3.4×Pt=3.4×0.84×103×3600J=102.8×103J。由Q=cm△t解得空气能热水器正常工作1h可产生的热水的质量m=68kg由ρ=m/V解得空气能热水器正常工作1h可产生的热水的体积为V=68L。2.(2010全国初中应用物理知识竞赛复赛题)小亮家有一辆家用轿车，爸爸在给他说车的性能时，总是说“2．

6、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空间容积称为汽缸排量。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。从说明书上查到：小亮家的汽车采用的是LFX直列四缸发动机，排量为2.0L；从网上查找到了其输出特性曲线（如图8所示）；小亮又向爸爸询问了一些实测数据：由于汽车行驶的路况很好，所以平均车速为90km／h，此时发动机转速为2000r/min，平均行驶百公里油耗为9L；从物理书上查得汽油的热值为4．6×107J/kg，密度为0．71×103kg/m3（1）．

7、由这台发动机输出特性曲线可以看出，在发动机转速为1000~5000r/min范围内，它的输出功率与转速大致有什么关系？（2）．试通过公式推导出在其他参数相同时，发动机的输出功率与其排量的关系。（3）．这辆汽车以90km／h行驶时，发动机的效率约为多少？每个做功冲程汽缸内的平均压强是约为多少？解析：（1）.由这台发动机输出特性曲线可以看出在发动机转速为1000~5000r/min范围内，它的输出功率与转速大致成正比。（2）.设做功冲程燃气对活塞的平均压强为p0，发动机排量为V排，做功冲程燃气对一个活塞的平均压力F=p0S，每个做功

8、冲程燃气对一个活塞做的功W0=FL=p0SL=p0V排/4发动机转速为n时燃气对活塞做功的功率P=W/t=2n·p0V排/4=np0V排/2所以，在发动机转速为n，做功冲程气缸平均压强p0大致相同时，燃气对活塞做功的功率P与发动机排量V排成正比。（3）.由这台发