题目内容

8．随着人们生活水平的不断提高，各种小汽车已经走进我们的家庭．小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象与物理知识有关，请你用学过的物理知识解答下面的问题：

（1）普通的小汽车用的是汽油机，图甲所示的是做功冲程，为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这是通过热传递的方式减少汽缸内能，用水来冷却汽缸是因为水的比热容较大．
（2）小明同学阅读了汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图乙所示的图表，请根据给出的信息，计算完全燃烧0.2kg的汽油能够获得9.2×106J的能量，这些能量能产生2.76×1064 J的有用功．（汽油的热值为4.6×107J/kg）
（3）汽车行驶时发动机产生的牵引力为F，则燃烧m质量的汽油，能使汽车前进的距离s=$\frac{ηqm}{F}$（用前面给出物理量的符号表示距离，汽油的热值在本小题中用q表示，效率用η表示）
（4）为了安全，汽车采用四轮鼓式制动，有效地减少了制动距离．通过测量获得汽车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如下表所示：
实验次数1234
速度/（m?s-1）2468
制动距离/m0.502.004.508
请在图丙中描点作出s-v2图象，写出s和v的定量关系式s=$\frac{{v}^{2}}{8}$，当轿车速度为16m/s时对应的制动距离是32m．

分析 （1）内燃机的一个工作循环有四个冲程，即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；压缩冲程即进气门和排气门都关闭，活塞由下向上运动，压缩空气做功，使气缸内气体内能增加温度升高；对于做功冲程，即气缸内的混合物被引燃，导致气缸内产生高温高压燃气，这些燃气推动活塞做功，使活塞由上向下运动；改变内能有两种方式：即做功和热传递；在自然界中水的比热容最大，这也是我们选用水作为作取暖或冷却物体的物质的根本原因；
（2）根据热值和汽油的质量，用公式Q=qm求出汽油完全燃烧放出的热量；由能流图得出转化为有用功的能量占总能量的比值，得出内燃机的效率；根据W=Q放×30%求出有用功；
（3）根据得出的内燃机的效率，根据W=Fs=ηQ放求运行距离；
（4）根据表中数据，先画点，再连线，通过读图再来确定当轿车速度为16m/s时对应的制动距离大约是多少．

解答 解：
（1）内燃机的一个工作循环有四个冲程，即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，在做功冲程中，活塞由上向下气缸内的高压高温物质，即对活塞做功，使得内能转化为机械能；
同时为了避免汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，即通过水吸收热量而使得气缸温度降低，这是通过热传递的方式改变内能的；在这里我们之所以选择用水作为冷却剂，源于水的比热容最大，即相同质量的水和其他的液体相比较时，若都是升高1℃时，水能吸收的热量最多，故用水冷却效果最好；
（2）汽油的热值为4.6×107J/kg，完全燃烧0.2kg的汽油产生的热量：
Q放=mq=0.2kg×4.6×107J/kg=9.2×106J；
由图可知，有用功的能量：100%-33%-30%-7%=30%，
所以机械效率为η=30%；
因此产生的有用功：W=Q放×30%=9.2×106J×30%=2.76×106J；
（3）由题知：汽车做功W=Fs=ηQ放=ηmq，所以s=$\frac{ηqm}{F}$；
（4）根据表中的数据，在坐标图中先画点，再描线，注意横坐标准速度的平方，纵坐标为距离．如图所示：

根据表中数据和图象反映的规律可知，s=$\frac{{v}^{2}}{8}$；当轿车速度为16m/s时对应的制动距离约是32m．
故答案为：（1）做功；热传递；比热容；（2）9.2×106； 2.76×106；（3）$\frac{ηqm}{F}$；（4）$\frac{{v}^{2}}{8}$；32．

点评 本题以太阳能汽车为背景中，考查了多个物理知识点，包括能量的转化、效率的公式、功率的公式等，同时还考查了我们对图象的处理能力，综合性很强，有一定的难度，值得我们关注．本题以汽车为切入点综合考查力学、热学相关知识，灵活运用所学知识、正确选用所学公式是解题的关键，属于难题．

练习册系列答案
相关题目
16．某个小灯泡L标有“6V  0.3A”字样，该小灯泡正常发光时，灯丝的电阻多大？若用干电池做电源，应该用几节干电池，如何连接？
19．长沙洋湖湿地公园是长沙城区最大的湿地公园，也是国家4A景区．它不仅风景优美还能对周边的环境温度起到一定的调节作用，这是因为水的（　　）
A．密度大B．比热容大C．流动性大D．热值大
16．用塑料梳子在干燥的头发上梳几下，梳子上会带电，经检验梳子带的是负电荷．下列说法中正确的是（　　）
A．梳子得到了一些电子
B．摩擦创造了电荷
C．带电的梳子会吸起碎纸片是因为碎纸片带正电
D．带电的梳子会吸起碎纸片是因为碎纸片带负电
3．在探究“电阻的大小与什么因素有关”的实验时，如图是某实验小组进行探究的实验装置，演示板上固定了四条合金电阻线，a、b、c的长度均是lm，d的长度是0.5m；a、b、d的横截面积相同，c的横截面积比a、b的小；a、c是镍铬合金线，b、d是锰铜合金线．
（1）依次把M、N跟b和d的两端连接，闭合开关，记下电流表示数，通过比较电流大小的不同来分析比较b、d两根合金线电阻的大小，可探究电阻跟导体长度的关系，其结论是：在导体横截面积和材料相同的情况下，导体越长，电阻越大．
（2）类似步骤（1），依次把M、N跟a、b的两端连接，可探究电阻跟材料的关系．
13．要测量1枚1元硬币的厚度且使测量结果误差较小，下列说法中你认为最好的选择是（　　）
A．刻度尺仔细测量硬币的厚度，求平均值
B．刻度尺多次测量硬币的厚度，求平均值
C．用刻度尺分别测出10个1元硬币的厚度，求平均值
D．用刻度尺测出10个1元硬币叠加起来的总厚度，再除以10，求得一个1元硬币的厚度
20．小红在实验室里测量一块形状不规则、体积较大的矿石的密度．

（1）在调节天平的平衡螺母时，发现指针偏向分度盘的右侧，此时应将横梁右端的平衡螺母向左调节（选填“左”或“右”），直到指针指向分度盘的中央．
（2）用调节好的天平测量矿石的质量的过程中，当天平横梁平衡时，右盘中砝码和游码的位置如图1所示，矿石的质量是175.6g．
（3）因矿石体积较大，放不进量筒，因此他利用一只烧杯，按图2所示方法进行测量，矿石的体积是70cm3，
（4）矿石的密度是2.5×103kg/m3，从图A到图B的操作引起的密度测量值比真实值偏小（选填“偏大”、“偏小”、“不变”）．
（5）本实验中测矿石体积的方法在初中物理中经常见到，它属于B．
A．类比法      B．等效替代法     C．控制变量法     D．归纳法．
17．截止2015年7月，威海市共开展人工降雨作业12次，发射火箭弹536枚，较好地完成了降雨作业任务，增大了全市的降雨量，增加了水库蓄水量，降低了森林火险等级，为粮食减灾丰产作出了积极贡献．人工降雨的原理是用飞机在空中喷洒干冰（固态二氧化碳），干冰在空气中迅速升华吸热，使空气温度急剧下降，空气中的水蒸气遇冷凝华成小冰粒，冰粒逐渐变大而下落，下落过程中遇到暖气流就熔化成水滴，水滴降落就形成了雨．（均填物态变化的名称）
18．若用二胡、钢琴、扬琴演奏同一支曲子，人们一听就能区分出来，这是因为它们的（　　）
A．音调不同B．音色不同
C．响度不同D．乐音的三要素都不同

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网