精英家教网 > 初中物理 > 题目详情
13.如图1为四缸发动机工作原理:内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上,并使各汽缸的做功过程错开,在飞轮转动的每半周里,都有一个汽缸在做功,其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作.
(1)发动机在做功冲程里,高温、高压的燃气推动活塞向下运动,同时将内能转化为机械能.
(2)有一台四缸发动机,其主要技术指标如下表所示.其中排量等于四个汽缸工作容积的总和,汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积,又称单缸排量,它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(即冲程长).转速表示每分钟,曲轴或飞轮所转的周数.
排量2.0L
输出功率120kW
转速6000r/min
①该发动机在1s内做功1.2×105J,单缸排量V=0.5L.
②在每个做功冲程里,发动机做功W=600J.
(3)在做功冲程里,燃气对活塞所做的功可表示为W=pV,式中p表示燃气对活塞的压强,则p=1.2×106Pa(1L=10-3m3
(4)如图2为发动机在做功冲程中的示意图.下面给出了公式W=pV的证明,请将推导过程补充完整(要求各表达式均用S、l或p表示):设活塞的面积为S,冲程长为l,燃气对活塞的压强为P,则燃气对活塞的压力F=pS,燃气对活塞所做的功W=psl,又根据数学知识可知发动机的单缸排节V=Sl,故W=pV.

分析 (1)在内燃机的做功冲程中,是燃气的内能转化为活塞的机械能;
(2)发动机做的功W=Pt,将功率值代入即可求解;
四缸发动机的容量是2.0L,所以每个汽缸的容量是0.5L;
解决此题要知道发动机飞轮每转动两周里做功一次,所以结合表格数据可知,该发动机每分钟可以做功3000次;
(3)结合公式W=pV变形可得P=$\frac{W}{V}$,将功和单缸排量值代入即可得出答案;
(4)推导公式时需要结合压强公式、功的公式及几何知识进行分析解答.

解答 解:
(1)在做功冲程中,燃气内能对外做功,将内能转化为机械能;
(2)已知输出功率是120kW,所以每秒做功W=1.2×105W×1s=1.2×105J;
由表格信息可知,
①因为转速为6000r/min,四冲程内燃机每个工作循环曲轴转两周、做功一次,
所以1s内做功50次,
因为四缸总排量为2.0L,
单缸排量:v=$\frac{1}{4}$×2.0L=0.5L,
所以发动机在1s内做功1.2×105J,
②因为发动机有四个缸同时工作,
所以每个缸1s内做功:
W=$\frac{1}{4}$×1.2×105J=3×104J,
因为1s内做功50次,
所以每个做功冲程做功:
W′=$\frac{1}{50}$×3×104J=600J.
(3)因为W′=pV,V=0.5L=0.5×10-3m3
所以燃气对活塞的压强:
p=$\frac{W′}{V}$=$\frac{600J}{0.5×1{0}^{-3}{m}^{3}}$=1.2×106Pa;
(4)由压强公式p=$\frac{F}{S}$可知,F=PS,
活塞做功W=Fl=pSl,而V=Sl,
所以W=pV.
故答案为:(1)内;机械;(2)①1.2×105;0.5;②600;(3)1.2×106;(4)pS;psl;Sl.

点评 此类综合性的题目,要结合内燃机的四个冲程特点,压强公式及其做功公式,联系几何知识共同解答.

练习册系列答案
相关习题

科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题

3.在用光具座研究凸透镜成像的实验中:
(1)测量凸透镜的焦距如图8所示,则该凸透镜的焦距为9.5cm
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上.点燃蜡烛后,调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上.
(3)物体经凸透镜所成的像有多种不同的情况,其中不能在光屏上呈现的是B
A.倒立的像       B.正立的像        C.放大的像         D.缩小的像
(4)光烛焰距凸透镜30cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰的倒立、缩小的实像,照相机就是利用这一成像规律工作的.(填光学仪器)

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题

4.测定小灯泡电阻的实验器材如图甲所示电源电压为6V

(1)正确连接电路闭合开关后,发现灯不亮,但是电压表有读数,电流表有读数,灯泡不亮,原因可能是灯泡两端电压太小;发现灯不亮,但是电压表有读数电流表无读数原因是灯泡断路.
(2)排除故障后,某次测量时两表示数如图乙所示,则小灯泡两端的电压为2.2V,电流为0.34A,此时小灯泡电阻为6.47Ω,小灯泡电功率为0.75W.(结果保留两位小数)
(3)若改变小灯泡两端的电压再做几次实验,测得小灯泡的电阻值各不相同是因为灯泡灯丝的电阻受温度影响.
(4)实验时发现无论如何调节滑动变阻器都无法使灯泡电压达到1V,原因可能是滑动变阻器最大阻值太小.
(5)完成上述实验后,小明还想测量一段电炉丝的电阻Rx,可是在连接电路时,发现电流表和滑动变阻器都已损坏且电源电压未知.于是小明就利用一阻值已知的定值电阻R0、电压表及一个开关S,重新设计并连接电路完成了实验.(原件位置不准改动)
①请你在图3方框内画出小明设计的实验电路图.
②电阻表达式:Rx=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{U}_{1}}{R}_{0}$.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:作图题

1.如图所示,画出力的示意图.
(1)在图1中画出足球所受重力G的示意图

(2)一个重为9N的物体A,静止放在如图2所示的斜面上,请作出物体A所受重力的示意图.
(3)图3所示,放在水平桌面上的茶壶处于静止状态,请画出茶壶受力示意图.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:填空题

8.已知R1:R2=2:5,将它们串联在电路中,消耗的电功率之比P1:P2=2:5;将它们并联在电路中消耗的电功率之比P1′:P2′=5:2.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:选择题

18.家庭电路中正在使用的两白炽灯,若甲灯比乙灯亮,则(  )
A.甲灯灯丝电阻一定比乙灯的大B.甲灯两端的电压一定比乙灯的大
C.甲灯的实际功率一定比乙灯的大D.无法判断

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题

5.如图所示,四块相同的砖叠放在水平地面上,对地面压强为p,若将上面两块拿走,剩下两块对地面压强是$\frac{1}{2}$p;若将右边两块拿走,剩下两块对地面压强是p;若将右边两块再叠放在左边两块上,四块砖对地面压强是2p.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:填空题

2.一杯水变凉了,它的内能减小,比热容不变,密度增大(选填“增大”、“减小”或“不变”)

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题

3.如图甲所示为“测量小灯泡功率”的实验电路,电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为9Ω,滑动变阻器上标有“20Ω  1A”字样.

(1)实验电路还有部分导线未连接上,请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整.
(2)闭合开关前,应将滑片P置于B端(选填“A”、“B”).
(3)当电压表示数等于额定电压时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电流为0.3A,小灯泡的额定功率为0.75W.
(4)不能利用图甲电路“探究电流与电压的关系”的原因为:灯丝的电阻随温度的变化而变化.

查看答案和解析>>

同步练习册答案