题目内容
8．汽车已进入百姓家庭，汽车发动机性能的好坏倍受人们关注．在汽车发动机的设计过程中，既要考虑能量的有效利用，又要考虑发动机的冷却问题．[汽油热值为4.6×107 J/kg，汽油密度为0.7×103 kg/m3，水的比热容为4.2×103 J/（kg•℃）]（1）为了防止发动机过热，汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度.5kg水在冷却系统中温度升高50℃，所吸收的热量是多少？
（2）5L汽油在汽车发动机汽缸内燃烧15min，可以释放出多少能量（假设汽油完全燃烧）？若发动机输出的功率为3×104 W，则此汽车发动机的效率是多少？（汽车发动机效率的计算结果精确到1%）
分析 （1）知道水的质量、水温度的升高值和水的比热容，利用吸热公式求水吸收的热量；
（2）知道汽油的体积，利用密度公式求汽油的质量，再利用燃料完全燃烧放热公式求汽油燃烧可以释放的能量（总能量）；
知道发动机的输出功率和工作时间，利用W=Pt可求有用功，再利用效率公式求发动机的效率．
解答 解：（1）Q吸=cm△t=4.2×103 J/（kg•℃）×5 kg×50℃=1.05×106J；
（2）V=5L=5×10-3m3，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，汽油的质量m汽油=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×5×10-3m3=3.5kg，
Q放=m汽油q=3.5kg×4.6×107J/kg=1.61×108J，
t=15min=900s，
由P=$\frac{W}{t}$可得，有用功W=Pt=3×104W×900s=2.7×107J，
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$=$\frac{2.7×1{0}^{7}J}{1.61×1{0}^{8}J}$≈17%．
答：（1）水吸收的热量是1.05×106J；
（2）5L汽油在汽车发动机汽缸内燃烧15min，可以释放出1.61×108J能量，此汽车发动机的效率是17%．
点评 本题考查了学生对密度公式、吸热公式、功率公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，知识点多、综合性强，要求灵活运用公式，属于难题！
练习册系列答案
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18．
如图所示是探究杠杆平衡条件的实验装置．两端螺母的作用是调节杠杆平衡，若杠杆在使用前发现左端低、右端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向右 调节，也可将杠杆左端的平衡螺母向右调节．此后在整个实验过程中不需要（选填“需要”、“不需要”）再旋动两侧的平衡螺母．
（2）实验得到的两组数据如下表所示：
这两组数据中，第1次实验的数据肯定有错误．经检查，发现是测量动力臂时读数错了；测量值偏大（选填“偏大”或“偏小”）．
如图所示是探究杠杆平衡条件的实验装置．两端螺母的作用是调节杠杆平衡，若杠杆在使用前发现左端低、右端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向右 调节，也可将杠杆左端的平衡螺母向右调节．此后在整个实验过程中不需要（选填“需要”、“不需要”）再旋动两侧的平衡螺母．（2）实验得到的两组数据如下表所示：
| 实验序号 | 动力F1/N | 动力臂L1/m | 阻力F2/N | 阻力臂L2/m |
| 1 | 2 | 0.2 | 1 | 0.1 |
| 2 | 1 | 0.08 | 2 | 0.04 |
16．探究杠杆的平衡条件
（1）如图甲所示，若杠杆在使用前左端低，右端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右侧的螺母向右（填“左”或“右”）调节至平衡．杠杆平衡后，在整个实验过程中，不可以（填“可以”或“不可以”）再旋动两侧的螺母．
（2）下来实验步骤中
A．调节杠杆两侧的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡．
B．计算每次实验中F1•L1和F2•L2的大小，根据计算结果得出杠杆的平衡条件．
C．改变钩码的个数和位置，重复实验．
D．记下动力F1•动力臂•阻力F2和阻力臂L2的大小，将数据填入表格中．
E．将钩码挂在杠杆的支点两边，先改变动力或动力臂的大小，然后调节阻力或阻力臂的大小，使杠杆在水平位置重新平衡．正确的顺序是AEDCB．
（3）每个钩码重1N，杠杆上每格长度是4cm．下表是某同学记录的实验数据．
分析上述数据，可得出的杠杆的平衡条件是：F1l1=F2l2
（4）上图中，杠杆在水平位置平衡，如果这时在两侧钩码下各增加一个相同的钩码，杠杆的左端将下沉．
（5）实验结束后，小明提出了新的探究问题：若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”
于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符．其原因可能是杠杆自重的影响．
（1）如图甲所示，若杠杆在使用前左端低，右端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右侧的螺母向右（填“左”或“右”）调节至平衡．杠杆平衡后，在整个实验过程中，不可以（填“可以”或“不可以”）再旋动两侧的螺母．
（2）下来实验步骤中
A．调节杠杆两侧的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡．
B．计算每次实验中F1•L1和F2•L2的大小，根据计算结果得出杠杆的平衡条件．
C．改变钩码的个数和位置，重复实验．
D．记下动力F1•动力臂•阻力F2和阻力臂L2的大小，将数据填入表格中．
E．将钩码挂在杠杆的支点两边，先改变动力或动力臂的大小，然后调节阻力或阻力臂的大小，使杠杆在水平位置重新平衡．正确的顺序是AEDCB．
（3）每个钩码重1N，杠杆上每格长度是4cm．下表是某同学记录的实验数据．
| 次数 | F1/N | L1/cm | F2/N | L2/cm |
| 1 | 1 | 8 | 2 | 4 |
| 2 | 2 | 8 | 1 | 16 |
| 3 | 2 | 12 | 3 | 8 |
（4）上图中，杠杆在水平位置平衡，如果这时在两侧钩码下各增加一个相同的钩码，杠杆的左端将下沉．
（5）实验结束后，小明提出了新的探究问题：若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”
于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符．其原因可能是杠杆自重的影响．
3．如图所示的工具中属于费力杠杆的是（ ）
| A． |  开瓶器 | B． |  钓鱼竿 | C． |  核桃钳 | D． |  羊角锤 |
13．在探究“电流与电阻的关系”的实验过程中，小明选择了5Ω、10Ω、20Ω三个不同电阻进行实验，电路图如图甲所示，电源电压保持6V不变．
（1）请用笔画线代替导线将图乙中未完成的电路完成，且使变阻器滑片向右移动时电流表示数变大．（导线不能交叉）
（2）实验中小明先把5Ω的电阻接入电路，闭合开关，把电流表的示数填在表一中，然后把5Ω的电阻换成10Ω、20Ω的电阻，将相应的电流表示数也填在表一中．
表一
表二
小明的错误做法是没有保持定值电阻两端的电压不变．
（3）改正错误后，小明记录实验数据如表二，分析表中数据可得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比．
（4）结合表二中的数据可知，小明选用的滑动变阻器的最大阻值至少是40Ω．
（5）实验中小明却发现不用电流表，借助一个已知电阻R0和一个单刀双掷开关也能得出正确结论，他设计电路如图丙所示，请你将小明的实验过程补充完整．闭合开关S后：
①将单刀双掷开关拨到1处，将滑片滑到某一位置，读出电压表的示数为U1；
②将单刀双掷开关拨到2处，保持滑片位置不动，读出电压表示数为U2，则通过电阻R的电流I=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{R}_{0}}$．更换电阻R后，应将单刀双掷开关拨到1处，移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为U1，再重复上述的操作．
（1）请用笔画线代替导线将图乙中未完成的电路完成，且使变阻器滑片向右移动时电流表示数变大．（导线不能交叉）
（2）实验中小明先把5Ω的电阻接入电路，闭合开关，把电流表的示数填在表一中，然后把5Ω的电阻换成10Ω、20Ω的电阻，将相应的电流表示数也填在表一中．
表一
| 电阻R/Ω | 5 | 10 | 20 |
| 电流I/A | 0.4 | 0.3 | 0.2 |
| 电阻R/Ω | 5 | 10 | 20 |
| 电流I/A | 0.4 | 0.2 | 0.1 |
（3）改正错误后，小明记录实验数据如表二，分析表中数据可得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比．
（4）结合表二中的数据可知，小明选用的滑动变阻器的最大阻值至少是40Ω．
（5）实验中小明却发现不用电流表，借助一个已知电阻R0和一个单刀双掷开关也能得出正确结论，他设计电路如图丙所示，请你将小明的实验过程补充完整．闭合开关S后：
①将单刀双掷开关拨到1处，将滑片滑到某一位置，读出电压表的示数为U1；
②将单刀双掷开关拨到2处，保持滑片位置不动，读出电压表示数为U2，则通过电阻R的电流I=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{R}_{0}}$．更换电阻R后，应将单刀双掷开关拨到1处，移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为U1，再重复上述的操作．
如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，OA=0.3米，OB=0.2米．A点处挂一个质量为10千克的物体G，B点处加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则物体G的重力大小为98牛，力F大小为147牛．