1. 混合动力汽车的燃油经济性能高,而且行驶性能优越。混合动力汽车启动时,内燃机并不工作,蓄电池通过某种方式向车轮输送能量;当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,也可以同时给蓄电池充电;当车辆需要全力加速时,内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量,简单地说,就是与同样大小的汽车相比,燃油费用更低。小明家新进购置了一台某品牌的混合动力汽车,如图甲所示,小明结合课堂上学到的物理知识对该汽车进行了细致的研究。

(1) 通常所说的混合动力汽车,一般是指油电混合动力汽车(HybridElectricVchi—clo,HEV),即采用传统的内燃机(柴油机或汽油机)和电动机作为动力源。图乙为四冲程内燃机的各冲程的示意图,一个工作循环合理的顺序应为(填字母);
(2) 汽车发动机的冷却系统中含有冷却液,冷却液的主要成分是水,这是利用水的较大的特点;
(3) 车上装有一个用来提醒司机是否关好车门的指示灯,四个车门中只要有一个门没关好(相当于一个开关断开),该指示灯就会发光。如图丙所示的模拟电路图符合要求的是;(选填字母) A. B. C. D.
(4) 汽车中有如图丁所示的电路,其中上端带金属细杆的金属滑块M与两侧金属弹簧相连接并接入电路中,金属滑块M与弹簧套在光滑绝缘的水平细杆上,当汽车静止时,滑块M上的金属细杆与一端的触头(图中箭头)都不接触,当汽车向前启动时,灯亮(选填“”或“”);

(5) 在某次高速行驶的过程中只启动内燃机,在水平道路上匀速行驶170km,共消耗汽油10L。水平道路的平均阻力为1000N,若该汽车内燃机的效率为53%,则此过程中汽油完全燃烧放出J的热量,最终使蓄电池增加的电能为J。(忽略蓄电池和电动机的热损失。
【考点】
燃料的热值; 热机的四个冲程; 惯性及其现象; 串、并联电路的设计;
【答案】

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1. 阅读短文,回答问题。

涡轮增压发动机

涡轮增压是一种利用内燃机运作产生的废气驱动空气压缩机的技术,涡轮增压器利用发动机排出废气的惯性来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮压送由管道送来的空气,使之增压进入汽缸。汽车发动机的工作,多是靠燃料在发动机汽缸内燃烧做功,从而对外输出功率,涡轮增压的主要原理是采用专门的压气机先将气体进行压缩,再让气体进入汽缸,这样提高了进入汽缸气体的密度。空气的密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,这样就可以增加发动机的输出功率了。

(1) 涡轮增压器利用的是废气的能;
(2) 一台发动机在t时间内烧掉的燃料质量为m,发动机输出功率为P,燃料的热值为q,则该发动机这段时间损失的能量为(用已知物理量的符号表示)
(3) 现在使用涡轮增压发动机的汽车越来越多,以下说法正确的是(  ) A. 使用涡轮增压发动机,燃料燃烧更充分:可以增大热值 B. 燃料燃烧更充分,可以提高热机效率 C. 吸入相同体积空气时,使用涡轮增压的汽车与普通汽车相比,牵引力所做的功不变 D. 涡轮增压发动机的热机效率可达100%
(4) 压缩冲程汽缸内气体的压强为p,内能为E,温度为t,活塞距离汽缸顶端(火花塞一端)距离为L,则下列图像中正确的是(  ) A. B. C. D.
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2. 阅读短文,回答问题。

载人飞艇

2024年3月30日,我国自主研制的“祥云”AS700载人飞艇成功完成首飞。如图甲,某飞艇升空靠浮力来实现,水平飞行靠发动机燃烧燃油提供动力.发动机输出的能量用于做推动功和辅助功:推动功指克服空气阻力推动飞艇水平飞行做的功;辅助功指发动机驱动飞艇上发电机工作所做的功,辅助功的功率恒定.当飞艇低速(v≤12m/s)水平直线飞行时,其受到的空气阻力F与速度v的关系如图乙所示。飞艇部分参数如表。

发动机最大输出功率

5×105W

辅助功的功率

5×104W

发动机内的燃油热值

5×107J/kg

发动机的效率

40%

(1) 发动机内的燃油燃烧得越充分,燃油的热值(选填“变大”“变小”或“不变”)。图丙为四冲程汽油机的冲程的示意图,若该四冲程汽油机每秒钟做功20次,则汽油机的飞轮转速为r/min。
(2) 下列关于飞艇的说法中,正确的是                  A. 飞艇匀速下降过程中,重力不做功 B. 飞艇匀速上升过程中,浮力不做功 C. 飞艇上升遇冷空气降温,内能增大 D. 飞艇匀速下降过程中,机械能减小
(3) 如图丁是飞艇上的平衡警示局部电路图,其中S为重力开关,金属片M可绕O点自由转动,当飞艇水平时,M在a、b中间。当飞艇严重左倾时红灯亮;当飞艇严重右倾时绿灯亮。请根据要求补全电路图
(4) 飞艇先后以4m/s和10m/s的速度水平匀速直线飞行相同的时间,推动功分别为W1和W2 , 则W1∶W2=
(5) 飞艇以5m/s的速度水平匀速直线飞行时,若发动机内消耗了6.25kg燃油,则完全燃烧6.25kg燃油放出的热量为J,该过程中飞艇的飞行距离为km。
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3. 请阅读《北京冬奥火炬的科技“外衣”》并回答题。

北京冬奥火炬的科技“外衣”

2022年2月4日,第24届冬奥会在北京隆重开幕,奥运火炬再次在“鸟巢”点燃,北京成为世界上首个“双奥之城”。如图所示,是北京冬奥会火炬“飞扬”,它银红相间的颜色、旋转上升的外形象征着“冰火相约,激情飞扬,照亮冰雪,温暖世界”。

火炬“飞扬”不仅造型优美叙选,它的“外衣”还蕴含着新科技。它是中国研发团队利用碳纤维与高性能树脂研制出的一种新材料—碳纤维复合材料制造的,这堪称世界首创。由于碳纤维质量约为同体积钢质量的四分之一,但强度却是钢的7至9倍,这使得火炬不仅手感轻,而且还很坚固。

另外,为了使火炬“飞扬”不仅环保,还能在极寒天气中使用,“飞扬”采用氢作燃料,但氢的燃烧温度能达到800℃,一般的复合材料都经不住500℃的考验。于是中国研发团队利用一种耐高温树脂材料—聚硅氮烷树脂,经过测试与工艺调整,这种新材料可以经受1200℃的高温。它作为第三代树脂材料,兼具了有机物超强附着力与无机物耐高温的特点,同时集耐腐蚀、耐磨损、防污防水等优势于一身,达到了奥运火炬的设计要求。

请根据上述材料,回答下列问题:

(1) 火炬“飞扬”的燃料是氢,当氢燃烧时,能转化为内能;已知氢的热值为 , 若完全燃烧20g的氢,所放出的热量为J。
(2) 第三代树脂材料—聚硅氮烷树脂具备哪些优势,达到了奥运火炬的设计要求。(请至少写出两条)
(3) 请运用所学过的热学知识解释为什么冬奥会火炬“飞扬”采用热值很大的氢作为燃料
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