全國(guó)物理競(jìng)賽試題匯編-機(jī)械能和內(nèi)能

競(jìng)賽試題匯編—機(jī)械能與內(nèi)能一、選擇題（91年第一屆）1.冬天用手去摸鐵棍和木棍。覺(jué)得鐵棍比木棍涼．這是因?yàn)?（ ）。A．鐵棍比木棍的溫度低。 B ．鐵棍比木棍的熱能少?！瓹．鐵棍比木棍的導(dǎo)熱能力強(qiáng)。 D.鐵棍比木棍比熱容大（91年第一屆）6．當(dāng)手扶拖拉機(jī)上的柴油機(jī)出現(xiàn)故障而使轉(zhuǎn)速急劇增加時(shí)，正常的操作已經(jīng)不能使它停轉(zhuǎn) (這種故障叫做“飛車”)。下列應(yīng)急措施中，可行的是 ( )A．用手捂住進(jìn)氣口 B ．立即找一個(gè)隔熱的東西，捂住排氣口。C．腳踏剎車板，同時(shí)手拉制動(dòng)器。（93第三屆）2．人們常說(shuō)井水冬暖夏涼，這是因?yàn)?[ ]A．井內(nèi)冬夏溫度變化小，地面冬夏溫度變化大，所謂“冬暖夏涼”是井水溫度與地面溫度比較而言的B．井水受地?zé)岬淖饔枚休^多的熱能C．井水遠(yuǎn)離地面，不受空氣流動(dòng)的影響，因而具有較多的熱能D．井水暴露在空氣中，夏天氣溫高，蒸發(fā)得快，吸收了較多的熱量，因而溫度較低（94第四屆）3．有四種器材：(1)自行車座；(2)機(jī)械手表；(3)衣服夾子；(4)發(fā)令手搶。其中利用彈簧形變的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能工作的有[]A．(1)和(2)。B．(2)和(3)。C．(1)和(4)。D．(2)和(4)。（94第四屆）6．我國(guó)農(nóng)村使用的一種鋼架水泥殼拋物面太陽(yáng)灶，用30分鐘剛好可將4㎏與氣溫（26.5℃）相同的水燒開。若不計(jì)熱損失，此時(shí)這個(gè)太陽(yáng)灶的功率為[]A．163瓦B．686瓦C．933瓦D．41160瓦（94第四屆復(fù)）9．用一重錘從相同的高度落下敲擊質(zhì)量和溫度分別相同的鋼塊和鉛塊，重錘打在鋼塊上時(shí)，重錘會(huì)跳起，打在鉛塊上時(shí)，重錘沒(méi)有彈起，這時(shí)：[]A．鋼塊的溫度比鉛塊高B．鉛塊的溫度比鋼塊高C．鋼塊與鉛塊的溫度一樣高D．無(wú)法判斷誰(shuí)的溫度高（97第七屆）3．下列哪種器材在工作中利用了由彈簧形變的勢(shì)能轉(zhuǎn)化成的動(dòng)能？[]A．自行車座B．機(jī)械手表C．彈簧秤D．衣服夾（98第八屆）8．騎自行車上坡前往往要加緊蹬幾下，這樣做是為了：[]A．增大車的慣性B．增大車的沖力C．增大車的動(dòng)能D．增大車的勢(shì)能。（03第十三屆B）5．“蹦極”是一種富有刺激性的勇敢者的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。如圖1所示，一端系住人的腰部、另一端系于跳臺(tái)的是一根彈性橡皮繩。當(dāng)人下落至圖中Q點(diǎn)時(shí)，橡皮繩剛好被拉直。那么，在人越過(guò)Q點(diǎn)繼續(xù)向下的過(guò)程中，人的動(dòng)能變化情況是()A．不變B．變大C．變小D．先變大后變?。?5第十五屆）2．有一種叫做“壓電陶瓷”的電子元件，當(dāng)對(duì)它擠壓或拉伸時(shí)，它的兩端就會(huì)形成一定的電壓， 這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。 一種燃?xì)獯蚧饳C(jī)， 就是應(yīng)用了該元件的壓電效應(yīng)制成的。只要用大拇指壓一下打火機(jī)上的按鈕， 壓電陶瓷片就會(huì)產(chǎn)生 10kV～20kV的高壓，-1-/11形成火花放電，從而點(diǎn)燃可燃?xì)怏w。在上述過(guò)程中，壓電陶瓷片完成的能量轉(zhuǎn)化是 [ ]A．化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 B ．內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能 C ．光能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D ．機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能（05第十五屆）4．我國(guó)北方地區(qū)冬季用燃煤取暖所造成的大氣污染，己越來(lái)越引起人們的關(guān)注?，F(xiàn)在有些家庭已經(jīng)改用燃油取暖，以降低對(duì)大氣的污染。小明家的住房面積約 110m2，若將住房的門窗關(guān)閉好，用燃燒柴油來(lái)取暖，并使室溫升高 10℃，已知柴油的熱值為 4．3731．O×l03J／(kg.℃)，所需的×10J／kg，空氣的密度約為1．3kg／m，空氣的比熱容為柴油約為[]A．0．01kgB．0．1kgC．1kgD．10kg(10第二十屆)6．小新同學(xué)家中的墻壁上豎直懸掛著一指針式電子鐘，當(dāng)其因電池電能不足而停止時(shí)。指針最可能停在如圖4所示的哪個(gè)位置附近（）二、填空題（92年第二屆）3．炒菜時(shí)利用的熱傳遞方式主要是________。（97第七屆復(fù)016．用太陽(yáng)能熱水器給40千克的水加熱，水溫由18℃升高到36℃，水吸收的熱量是________焦耳。若用燃燒值為3.0×107焦耳/千克的煤給水加熱，其效率為20％，則需要燃燒約________千克煤。（03第十三屆）4．(6分)右圖為農(nóng)用揚(yáng)場(chǎng)機(jī)的示意圖。谷物脫粒后，谷粒、糠皮及少量碎石的混合物在快速轉(zhuǎn)動(dòng)的輪W和皮帶B的帶動(dòng)下被拋出，谷粒、糠皮、碎石落地的遠(yuǎn)近不同，從而形成1、2、3三堆，達(dá)到分離的目的。其中1是，2是。從能量的角度看，它們?cè)谶\(yùn)動(dòng)過(guò)程中能夠分離，是因?yàn)椋?4第十四屆）4．（5分）2003年10月16日6時(shí)54分，“神舟”五號(hào)飛船成功完成了我國(guó)第一次載人航天飛行，返回艙在內(nèi)蒙古主著陸場(chǎng)地安全著陸。1）火箭發(fā)射時(shí)發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化主要是__________能轉(zhuǎn)化為_______能。2）在飛船關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后繞地球飛行時(shí)，如果在艙內(nèi)進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，與在地面相比，其中最難完成的是________（填字母）：A．用溫度計(jì)測(cè)溫度；B．用顯微鏡觀察洋蔥表皮；C．用漏斗、濾紙過(guò)濾，除去水中的泥沙。3）如果將農(nóng)作物種子攜帶到太空，然后再帶回來(lái)進(jìn)行種植實(shí)驗(yàn)。這樣做的目的是__________________________________________________________。（07第十七屆）5．油庫(kù)里的儲(chǔ)油罐如圖 6所示，它渾身銀白，直徑較大，高度較矮 (相對(duì)-2-/11于直徑而言)，像個(gè)短胖子。請(qǐng)回答：在儲(chǔ)油罐的這些設(shè)計(jì)中，“渾身呈銀白色”是為了________；“直徑較大，高度較矮”是為了________在儲(chǔ)油罐旁還安裝有自動(dòng)噴頭，每到夏天，特別是白天的中午，常用噴頭向儲(chǔ)油罐噴水，這主要是利用水的 _________較大的特性，以及水蒸發(fā)時(shí)要吸熱的特性來(lái)給儲(chǔ)油罐 ________，以防止油的自燃。三、實(shí)驗(yàn)題2000第十屆）4.（7分）揚(yáng)場(chǎng)機(jī)能把谷粒、谷糠和小石塊分開。這三種東西中哪一種的落地點(diǎn)距揚(yáng)場(chǎng)機(jī)最近？哪一種最遠(yuǎn)？同樣大小的谷粒和小石塊，為什么落地點(diǎn)的遠(yuǎn)近不同？。（０３第十三屆Ｂ）1．(6分)剛倒在杯子里的開水很燙，人們習(xí)慣上是先吹幾下再喝；冬天寫作業(yè)手冷，同學(xué)們習(xí)慣上是不時(shí)地向手上哈哈氣再寫。分別說(shuō)明這兩種做法的道理 ?（０３第十三屆Ｂ） 3．(6分)隨著人類能量消耗的迅速增加，如何有效地提高能量利用率是人類所面臨的一項(xiàng)重要任務(wù)。圖8是上?！懊髦榫€"某輕軌車站的設(shè)計(jì)方案，與站臺(tái)連接的軌道為一個(gè)小的坡度，請(qǐng)你從節(jié)能的角度，分析這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)。（04第十四屆）1、（4分）某城市鐵路車站的設(shè)計(jì)方案如圖 4所示，進(jìn)站和出站的軌道都與站臺(tái)構(gòu)成一個(gè)緩坡。從能量利用的角度看，這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是什么？05第十五屆）３．（4分）小明用打氣筒給自行車輪胎打氣后，發(fā)現(xiàn)氣筒壁的溫度明顯高于打氣前的溫度。對(duì)于這個(gè)現(xiàn)象，你做怎樣的解釋？05第十五屆）４．（5分）如圖6甲、乙分別是兩種小型飲水鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖，從節(jié)能角度看，你認(rèn)為那一種更合理？請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。（０８第十八屆）2．據(jù)報(bào)道：-3-/112005年4月20日上午8時(shí)38分，由重慶飛往上海的 CA454l航班在重慶江北機(jī)場(chǎng)起飛后撞上一群鴿子，飛機(jī)多處破損，左發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作， 直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá) 295萬(wàn)元人民幣。所幸機(jī)長(zhǎng)沉著冷靜依靠右發(fā)動(dòng)機(jī)單機(jī)工作，在空中盤旋 59min后成功迫降，機(jī)上所有人員安然無(wú)恙。小小的鴿子怎能把結(jié)實(shí)的飛機(jī)撞壞呢 ?請(qǐng)你應(yīng)用學(xué)過(guò)的知識(shí)解釋鴿子撞壞飛機(jī)的原因。四、計(jì)算題（94第四屆復(fù))七、（7分）有一種型號(hào)的單缸四沖程柴油機(jī)，其部分技術(shù)規(guī)格如下：試計(jì)算這種柴油機(jī)的功率。（95第五屆復(fù)）七、（30分）下表列出的是北京煤氣用具廠生產(chǎn)的JS系列家用燃?xì)鉄崴鞯膮?shù)，其中各物理量的單位用的是國(guó)際通用的符號(hào)，說(shuō)明如下：Pa一帕斯卡mmHO2—毫米水柱J—焦耳h—小時(shí)3—立方米—升，即分米3M lkgf—千克力，即質(zhì)量為 1千克的物體所受的重力min—分（時(shí)間單位）單位前面的字母 M表示系數(shù)106，字母H表示系數(shù)1021．分別計(jì)算燃燒 1米3液化石油氣、人工煤氣和天然氣所產(chǎn)生的熱量（單位：焦耳）。2．王秋生同學(xué)說(shuō)，熱水產(chǎn)率一欄中， 5、3、2后面的符號(hào)印得不清楚，好像是數(shù)字“ l”，但在“／min”的前面又丟掉了什么，請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算判斷這個(gè)欄目中三個(gè)參數(shù)的正確數(shù)值和單位。3．“熱效率”一欄給的是參考值；“熱水產(chǎn)率”一欄給的是廠家對(duì)樣品的實(shí)測(cè)值。分別計(jì)算溫升25℃和55℃時(shí)的熱效率，并解釋這兩種情況下熱效率不同的原因。-4-/11（96第六屆）七、（7分）經(jīng)驗(yàn)表明，自制家用太陽(yáng)能熱水器的效率在夏天可達(dá) 50％；從太陽(yáng)能手冊(cè)中查到，在地球表面，晴天時(shí)垂直于陽(yáng)光的表面接收到的熱輻射為 1.26×103焦／米2·秒。如果曬水箱內(nèi)的水大約有 40千克，曬水箱接收陽(yáng)光垂直照射的面積始終是 1.5米2，請(qǐng)計(jì)算，要使水溫上升 30℃需要多長(zhǎng)時(shí)間。（97第七屆）六、（9分）國(guó)產(chǎn)165型單缸四沖程汽油機(jī)的汽缸直徑為 65毫米，活塞沖程長(zhǎng) 55毫米，滿負(fù)荷工作時(shí)做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)為 9.58×105帕，飛輪的轉(zhuǎn)速是 1500轉(zhuǎn)/分。1）求這種汽油機(jī)滿負(fù)荷工作時(shí)做功的功率（不計(jì)摩擦損失）；2）如果滿負(fù)荷工作時(shí)每分鐘消耗15克汽油，這種汽油機(jī)把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是多少？（汽油的燃燒值為 4.6×107焦/千克）（99第九屆）五、（8分）有一堆從河中撈出的溫砂子，測(cè)得其比熱容為 1.2×103焦/（千克·℃）。已知干砂子的比熱容為0.9×103焦/（千克·℃），則按質(zhì)量說(shuō)，這堆砂子含水的百分比是多少？（01第十一屆）五、（8分）水在熱電廠的鍋爐中變?yōu)樗羝?，通過(guò)渦輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，用過(guò)的水蒸汽在液化器中凝結(jié)成水，再到鍋爐，循環(huán)使用。液化器中的冷卻水則流到冷卻塔中降溫，如圖。水的比熱為 4.2×103焦/（千克·℃），求：夏天，來(lái)自冷卻塔的水溫為 16，而回到冷卻塔的水溫為 30。若冷卻塔和液化器間水的流量為 15米3/秒，試求水蒸汽的能量轉(zhuǎn)化為電能的效率。如果發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率是 56萬(wàn)千瓦，發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的-5-/11效率為80%，不計(jì)水蒸汽通過(guò)渦輪機(jī)過(guò)程中由于熱傳遞贊成的能量損失及渦輪機(jī)的摩擦，試求水蒸汽的能量轉(zhuǎn)化為電能的效率。（02第十二屆）六、（10分）學(xué)校淋浴用的簡(jiǎn)易太陽(yáng)曬水箱內(nèi)裝水 60kg，水箱玻璃蓋的面積為 0.84m2。從手冊(cè)中查得，地球上與太陽(yáng)光線垂直的表面接收的太陽(yáng)輻射能為7.56×104J/(min?m2)；這類水箱吸收太陽(yáng)能的效率約為 50％；散熱損失約為 20％。假設(shè)使用中能夠及時(shí)調(diào)整水箱朝向， 使陽(yáng)光總能垂直射入玻璃蓋， 計(jì)算4小時(shí)后箱中的水升高的溫度。水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃）。（02第十二屆復(fù)）二、（12分）洗浴用的電熱水器的電功率是1.2kW，熱水器內(nèi)筒的直徑是30cm，高是50cm。如果加熱過(guò)程中的熱量散失率為10％，則把水從20℃加熱到70℃需要多長(zhǎng)時(shí)間？（04第十四屆）七、（16分）下表列出的是某廠生產(chǎn)的家用燃?xì)鉄崴鞯膮?shù)。表中“額定熱負(fù)荷”指的是滿負(fù)荷使用時(shí)，1h內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生的熱量。產(chǎn)品名稱燃?xì)饪焖贌崴鳟a(chǎn)品型號(hào)JSY5-CJSR5-CJST5-C適用燃?xì)庖夯蜌馊斯っ簹馓烊粴忸~定燃?xì)鈮毫?800－3000Pa800-1000Pa2000-2500Pa280－300mmH2O80-100mmH2O200-250mmH2O額定熱負(fù)荷37MJ/h額定燃?xì)夂牧?.368×102m3/h1.964×102m3/h1.04×102m3/h熱效率＞80％適用水壓0.04－1.0MPa（0.4－10kgf/cm2）熱溫升25℃5l/min水溫升40℃3l/min產(chǎn)率溫升55℃2l/min接燃?xì)馊肟贕1/2″口冷水入口G1/2″尺寸熱水入口G1/2″外形尺寸406mm（高）×293mm（寬）×230mm（厚）重量6.2kg（1）分別計(jì)算燃燒31m液化石油氣、人工煤氣和天然氣所產(chǎn)生的熱量。（2）根據(jù)表中數(shù)值和你已有的知識(shí)，討論“額定燃?xì)鈮毫Α币恍兄?，“mmH2O”的含義。（3）王保成同學(xué)說(shuō)，“熱水產(chǎn)率”一欄中，5、3、2后面的好像是數(shù)字“1”但是在“/min”的前面又好像丟掉了什么。請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算判斷這個(gè)欄目中三個(gè)參數(shù)的正確數(shù)值和單位。4）“熱效率”一欄給的是參考值，“熱水產(chǎn)率”一欄給的是廠家對(duì)樣品的實(shí)測(cè)值。分別計(jì)算溫升25℃和55℃時(shí)的熱效率，并解釋這兩個(gè)情況下熱效率不同的原因。04第十四屆復(fù)）三、（18分）有人在夏季用簡(jiǎn)易曬水箱給水加熱用來(lái)淋浴，這不僅節(jié)省能源，而且很方便，李明和張華想利用這樣的裝置估測(cè)太陽(yáng)光對(duì)地球表面輻射的強(qiáng)度大小。-6-/11也就是說(shuō)，太陽(yáng)光垂直照射地球表面時(shí)，地球表面單位時(shí)間內(nèi)單位面積上所獲得的能量是多少。實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示，曬水箱內(nèi)部是被涂黑的，箱體外加了保溫層，上面開口并蓋有透明玻璃板。在估測(cè)之前要首先弄清，透過(guò)玻璃板的太陽(yáng)光能量究竟占太陽(yáng)輻射到玻璃板上的能量的百分之幾？李明和張華哥那一塊實(shí)驗(yàn)用的玻璃板，把陽(yáng)光反射到墻上的同一個(gè)地方，他們發(fā)現(xiàn)，兩塊反射光斑重疊處的強(qiáng)度，和太陽(yáng)光直接射到地上的強(qiáng)度差不多。1）透過(guò)玻璃板的太陽(yáng)光能量占太陽(yáng)輻射到玻璃板上的能量的百分之幾？你在得出這個(gè)結(jié)論時(shí)做了什么假設(shè)？假設(shè)的根據(jù)是什么？2）請(qǐng)你幫助他們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并寫出實(shí)驗(yàn)步驟。3）請(qǐng)你對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的可行性作出評(píng)價(jià)。（05第十五屆復(fù)）三、（16分）下表是某鍋爐廠生產(chǎn)的CWNG系列三種鍋爐的主要技術(shù)參數(shù)表。CWNG系列三種鍋爐主要技術(shù)參數(shù)型號(hào)CWNGCWNGCWNG0.7-80/60-AII1.05-80/60-AII1.4-80/60-AII功率/MW（）1.051.4容水量/t33.54耗煤量/(kgh1)145()290外型尺寸/m32.7×1.5×23.0×1.5×2.93.0×1.9×2.9煙囪尺寸/mmФ300×15000Ф350×15000Ф400×15000熱效率/%757575出水溫度/℃808080回水溫度606060總重量/t57.59運(yùn)行壓力常壓常壓常壓供暖面積/m26000（）12000循環(huán)水量/(m3h1)()4560已知水的比熱容為 4.2103J/kg·℃，假設(shè)三種鍋爐的燃煤效率相同，且煤均可達(dá)到完全燃燒。請(qǐng)根據(jù)上表回答以下問(wèn)題：1.根據(jù)表格中的已知數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)诒砀裰械乃膫€(gè)（）內(nèi)填上合適的數(shù)據(jù)。2.按表格中的出水溫度和回水溫度，計(jì)算CWNG1.05-80/60-AII型鍋爐每小時(shí)給住宅內(nèi)釋放的熱量是多少。根據(jù)表格中已知數(shù)據(jù)計(jì)算燃煤的熱值為多少。（05第十五屆復(fù)） 六、（20分）在當(dāng)今世界，研制各種機(jī)器都必需考慮節(jié)約能源和治理廢-7-/11氣污染這一重要課題。在內(nèi)燃機(jī)中，廢氣帶走了很多能量，如果能將這些能量再利用起來(lái)，會(huì)使內(nèi)燃機(jī)的效率提高許多。某工廠科研人員研制生產(chǎn)的四沖程汽車專用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，就采用了很多新技術(shù)。其中最重要的一項(xiàng)叫“增壓”技術(shù)，它是利用“廢氣渦輪增壓器”使排氣沖程中排出的高溫、高壓的廢氣去沖擊“廢氣渦輪”高速旋轉(zhuǎn)，它同時(shí)又帶動(dòng)同軸的進(jìn)氣系統(tǒng)中的“進(jìn)氣渦輪”也高速旋轉(zhuǎn)，從而增加吸氣沖程的進(jìn)氣量并增大進(jìn)氣氣壓，使做功沖程中柴油燃燒的更充分，燃?xì)鈮簭?qiáng)更大，同時(shí)也減少了廢氣中的有害物質(zhì)，達(dá)到提高柴油發(fā)動(dòng)機(jī)效率和減少?gòu)U氣污染的目的。這種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)有6個(gè)氣缸，氣缸直徑為110mm，活塞行程為135mm，當(dāng)轉(zhuǎn)速為2300r/min時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率為220kW，最低油耗可達(dá)240g/(kW·h)，柴油的熱值為4.3107J/kg。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：1.該柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的效率最高可達(dá)多少？2.在做功沖程中氣缸內(nèi)的平均壓強(qiáng)是多少？3.如果將我國(guó)這種機(jī)型的汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)都安裝“增壓器”后，能使它們的平均效率由原來(lái)約31%提高到近35%，安裝前按每年消耗3億噸柴油估算，這項(xiàng)技術(shù)每年能為我國(guó)節(jié)約多少噸柴油？4.如果目前我國(guó)柴油的平均價(jià)格為3750元/噸，根據(jù)上面的估算結(jié)果，計(jì)算使用“增壓”技術(shù)后僅節(jié)約柴油一項(xiàng)可使我國(guó)每年節(jié)約多少資金。由此你有哪些認(rèn)識(shí)？（０７第十七屆復(fù)） 二．(10分)李老師的家離學(xué)校大約 10km，為了便于上下班， 他購(gòu)買了一部輕便摩托車來(lái)代步，使用的燃料為 93#汽油。根據(jù)表 2提供的數(shù)據(jù)，請(qǐng)回答：1．如果李老師上班時(shí)騎車的平均速度為 36km/h，試根據(jù)表2中所提供的有關(guān)信息，為李老師計(jì)算一下，他騎車從家到學(xué)校至少需花多少油費(fèi) ?2．小洪同學(xué)學(xué)過(guò)物理以后，給李老師建議：在上述條件不變的情況下，采用加快車速縮短時(shí)間的辦法，就一定可以省油費(fèi)。請(qǐng)你根據(jù)自己掌握的知識(shí)，分析說(shuō)明這種方法是否可行。輕便摩托車93#汽油燃料汽油密度0.733×10kg／m油箱容量7L熱值4.5×107J／kg功率6kW價(jià)格4.90元／L（０８第十八屆復(fù)） 六、（12分）曉欣同學(xué)看到一些小汽車的尾部都標(biāo)有 “0.8”、“1.6”、“1.8”或“2.0”等字樣，他上網(wǎng)查詢得知這是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)“排氣量”的數(shù)值。所謂排氣量就是發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的工作容積，是指所有氣缸內(nèi)活塞從下止點(diǎn)到達(dá)上止點(diǎn)所掃過(guò)的容積之和。一般情況下發(fā)動(dòng)機(jī)的“排氣量”越大，功率越大。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)每一個(gè)工作循環(huán)要經(jīng)歷四個(gè)沖程，帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng) 2周。現(xiàn)有一輛小轎車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣量為 1.8L，最大功率為 74kW，當(dāng)該發(fā)動(dòng)機(jī)以最大功率工作時(shí)，曲軸的轉(zhuǎn)速為 5200r/min。汽油機(jī)工作時(shí)的最佳空燃比（即空氣和燃油的質(zhì)量比）為 14:1，壓縮比是 10（即氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值），若發(fā)動(dòng)機(jī)在最大功率時(shí)汽油和空氣的混合密度為 1.35kg/m3,汽油的熱值為 4.6×107J/kg、密度為 0.71103kg/m3。請(qǐng)計(jì)算：這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在最大功率時(shí)的熱機(jī)效率。發(fā)動(dòng)機(jī)在最大功率時(shí)，汽車的最高時(shí)速為175km/h，計(jì)算在此情況下汽車每百公里油耗為多少升。(09第十九屆)七、（14分）在一些農(nóng)村地區(qū)建造的沼氣池，通過(guò)將農(nóng)村大量的秸桿、人畜糞便發(fā)酵來(lái)獲取沼氣，利用沼氣來(lái)燒火做飯，點(diǎn)燈照明。沼氣池的應(yīng)用，不僅使上述資源得以更好的利用，同時(shí)也給生活帶來(lái)了諸多便利，使環(huán)境得以改善。這是一個(gè)一舉多得的惠民工程。圖9所示為一農(nóng)戶的水壓式沼氣池的剖面簡(jiǎn)圖。-8-/11說(shuō)明：1．沼氣池2．水壓池3．進(jìn)料口4．密封蓋5.輸氣管6．貯氣室7．沼氣壓力顯示器8．總閥門9.U形管壓強(qiáng)計(jì)（里面裝有染成紅色的水）10．出料口蓋板（不密封水壓池．水壓池仍與外面大氣相通）11．閥門己知該農(nóng)戶家燃?xì)庠畹南嚓P(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)如下：使用燃料液化石油氣天然氣人工煤氣人工沼氣灶前壓強(qiáng)（kP2.82.01.01.5a)額定熱流量普通爐左：3.6左：3.6右：4.0組合爐右：3.6（kW)單爐4.03取g＝10N/kg ，水的比熱容 c水＝4.2×10J/(kg·℃)1．根據(jù)圖 9所示，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，該農(nóng)戶此時(shí)能否使用這個(gè)沼氣池中的沼氣來(lái)正常燒火做飯？2．有一天，該農(nóng)戶發(fā)現(xiàn)，沼氣壓強(qiáng)小于燃?xì)庠畹囊?。為了能盡快利用沼氣生火做飯，從物理學(xué)的角度看，可采取哪些措施？3．若該農(nóng)戶所用的燃?xì)庠钍瞧胀t，通常情況下，普通爐中的右爐單獨(dú)正常工作時(shí)，將一壺質(zhì)量為2.5kg、溫度為20℃的水燒開，耗時(shí)約10min。試估算右爐燒水的效率。4．請(qǐng)你就如何提高燃?xì)庠畹男蕟?wèn)題談?wù)勀愕脑O(shè)想。10第二十屆復(fù)）六、（18分）小亮家有一輛家用轎車，爸爸在給他說(shuō)車的性能時(shí)，總是說(shuō)“2．0的排量”，卻很少說(shuō)“功率”，為此小亮特地從網(wǎng)上查到了排量的定義：活塞從上止點(diǎn)移動(dòng)到下止點(diǎn)所通過(guò)的空間容積稱為汽缸排量。如果發(fā)動(dòng)機(jī)有若干個(gè)氣缸，所有氣缸工作容積之和稱為發(fā)動(dòng)機(jī)排量。從說(shuō)明書上查到：小亮家的汽車采用的是LFX直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)，排量為2．0L；從網(wǎng)上查找到了其輸出特性曲線（如圖8所示）；小亮又向爸爸詢問(wèn)了一些實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)：由于汽車行駛的路況很好，所以平均車速為90km／h，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r／min，平均行駛百公里油耗為9L；從物理書上查得汽油的熱值為7334．6×10J／kg，密度為0．71×10kg／m1．由這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出特性曲線可以看出，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1000--5000r／min范圍內(nèi)，它的輸出功率與轉(zhuǎn)速大致有什么關(guān)系？2．試通過(guò)公式推導(dǎo)出在其他參數(shù)相同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率與