1. 人们发现内能可以做功,并制造了各种利用内能做功的机械一热机.

(1) 如题图甲所示是四缸四冲程内燃机轿车,该车获得动力的原理如图乙所示,与其对应的冲程是冲程,其能量转化是能转化为能.
(2) 下列图像中,能大致反映内燃机做一次功气缸内气体的温度随时间变化的是

(3) 某质量为 2t汽车匀速行驶时,受到的阻力为总重力的0.2倍,其发动机的能量流向如图丙所示,请根据给出的信息计算;完全燃烧 2kg 的汽油能够获得J的能量,这些能量能让该汽车前进m.(汽油的热值为 4.6×107/kg, g取 10N/kg)
(4) 为节约能源,下列措施中能提高热机效率的是____。 A. 尽量燃烧一些热值大的燃料 B. 尽量使燃料充分燃烧
【考点】
燃料的热值; 热机; 功的计算及应用;
【答案】

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1. 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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2. 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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3. 阅读《可燃冰》回答题。

可 燃 冰

     天然气水合物即“可燃冰”。 可燃冰是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中,由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰而且遇火即可燃烧 (如图所示),所以被称作“可燃冰”。可燃冰燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水,污染比煤、石油、天然气小很多,但能量高出十倍。可燃冰储量巨大,所含有机碳资源总量相当于全球已知煤、石油和天然气总量的两倍,被国际公认为石油、天然气的接替能源。

我国管辖海域和陆区蕴藏有丰富的可燃冰资源。通过勘查,2016年,在我国海域已圈定了6个可燃冰成矿远景区,因可燃冰绝大部分埋藏于海底,所以开采难度十分巨大。

       2017年5月,我国南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功,采气点位于水深1266m海底以下200m的海床中。从5月10日正式出气试点火成功,连续开采八天,平均日产天然气超过1.6×104m3以上,最高日产天然气达到了3.5×104m3 , 这种连续稳定的出气,达到了我国原来预定的目标。这次,我国科学家利用降压法,将海底原本稳定的压力降低,从而打破了天然气水合物储层的成藏条件,之后再将分散在类似海绵空隙中一样的可燃冰聚集,利用我国自主研发的一套水、沙、气分离核心技术最终将天然气取出。这是在国际上从理论到技术方法的一个创新,标志着中国在这一领域的综合实力达到世界顶尖水平。

请根据上述材料,回答下列问题:

(1)可燃冰燃烧过程中将能转化成能。

(2)我国科学家利用法,将海底原本稳定的压力降低,从而打破了天然气水合物储层的成藏条件。

(3)在2017年5月,我国试开采可燃冰的过程中,最高日产天然气完全燃烧大约可放出的热量(请选填序号)。天然气的热值取3.6×107 J/m3

A.3.6×107 J               B.5.8×1011 J               C.1.3×1012 J

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