题目

汽车已经走进我们的家庭．小林的爸爸最近也购买了一辆轿车．下表中列出该轿车的一些性能参数． 单车质量 /kg 1600 发动机排量 /L 2.0 燃料 92# 汽油 水箱容量 /L 5.0 （ 1 ）当该轿车汽油机的转速为 3600r/min 时，则在 1min 内汽油机对外做功的次数是 _____ 次，压缩冲程中将 _____ 能转化为 _____ 能． （ 2 ） “轿车不但要吃油，有时也要喝水”，用水冷却发动机是因为水的 _____ 大，在发动机开始工作后一段时间内，水箱中水的内能会 _____ （填 “增加”或“减少”），这是通过 _____ 方式来改变内能的． （ 3 ）轿车在上坡时，将档位换成低速档，以减小行驶的速度，这样做的目的是 _____ ． A ．安全 B ．省油 C ．减小摩擦 D ．增大爬坡的牵引力 （ 4 ）小林通过测量获得轿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），数据如表所示： 速度 /(km · h -1 ) 40 60 80 100 120 制动距离 /m 8 18 50 72 根据表中数据所反映的内在规律，当轿车速度为 80km/h 时对应的制动距离是 _____ m ． （ 5 ）小林通过上网查到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示．小林又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为 100km/h ，发动机转速为 2000r/min ，平均油耗为 9L/100km ，由图中数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，每小时对外所做的有用功为 _____ J ，汽油机的效率是 _____ % ．（保留一位小数）（已知汽油的热值为 4.6 × 10 7 J/kg ，密度为 0.8 × 10 3 kg/m 3 ） 答案： 1800 机械 内 比热容 增加 热传递 D 32 1.08×10 8 32.6% 【详解】 (1) 飞轮转速是 3600r/min ，因一个工作循环飞轮转 2 圈，做功一次，所以每秒可以做功 1800 次； 在压缩冲程中，消耗机械能，产生内能，将机械能转化为内能； (2) 汽车发动机工作过程中，不可避免地产生很多热量，在质量和升高的温度相同时，水的比热容最大，吸收的热量最多，冷却效果最好； 发动机工作过程中会产生热量，热量传递到水，使水的内能增加．这是通过热传递的方式改变内能的； (3) 由 P = = Fv 可知，汽车的最大功率一定时，减小行驶速度时，可以获得更大的牵引力，故 D 符合题意， ABC 不符合题意； (4) 通过对数据的分析可知速度越大制动距离越大，即制动距离一定与速度有关，但明显不是正比关系，故可以想到可能与速度的平方成正比，通过计算可知制动距离与速度的平方成正比：由 ， 解得 s =32m ； (5) 由发动机输出特性曲线可知：发动机转速为 2000r/min 时，其输出功率约为 30kW ，每小时对外所做的有用功： W = Pt =30×10 3 W×3600s=1.08×10 8 J ； 行驶 100km 消耗的汽油是 9L=9dm 3 =9×10 -3 m 3 ，则完全燃烧释放的热量： Q = mq = ρVq =0.8×10 3 kg/m 3 ×9×10 -3 m 3 ×4.6×10 7 J/kg=3.312×10 8 J ， 发动机的效率： η = ≈32.6% ．

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