【题目】随着人们生活水平的不断提高,各种小汽车已经走进我们的家庭.小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象与物理知识有关,请你用学过的物理知识解答下面的问题:
(1)普通的小汽车用的是汽油机,图甲所示的是________ 冲程,这个冲程中燃料通过燃烧将________能转化为燃气的________能.为了不让汽油机在工作时温度升得太高,在设计制造时,汽缸外有一个水套,让汽缸被水包围着,这是通过________ 的方式减少汽缸内能,用水来冷却汽缸是因为水的________较大.
(2)太阳能汽车利用太阳能来驱动,真正实现了零排放,有效地减少了对环境的污染.某太阳能汽车如图乙,质量为450kg,顶部安装了太阳能电池板.若汽车上的太阳能电池板的有效面积为6m2,它正对太阳时太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×103J/(m2·s),电池的输出功率为2.1kW,则将太阳能转化为电能的效率为________(小数点后保留一位),如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为80%,当汽车在水平面上匀速行驶时,受到的牵引力为80N,则汽车的行驶速度为________m/s.
(3)太阳能汽车采用四轮鼓式制动,有效地减少了制动距离.太阳能汽车在制动过程中动能在不断的________(选填“增大”“减少”或“不变”).通过测量获得汽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),数据如下表所示:
请在图中描点作出s-v2图象;
(________________)
当轿车速度为8m/s时对应的制动距离是________m.
【答案】做功 化学 内 热传递 比热容 29.2% 21 减少 见解析 8
【解析】
(1)内燃机的一个工作循环有四个冲程,即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程;压缩冲程即进气门和排气门都关闭,活塞由下向上运动,压缩空气做功,使气缸内气体内能增加温度升高;对于做功冲程,即气缸内的混合物被引燃,导致气缸内产生高温高压燃气,这些燃气推动活塞做功,使活塞由上向下运动;改变内能有两种方式:即做功和热传递;在自然界中水的比热容最大,这也是我们选用水作为作取暖或冷却物体的物质的根本原因;(2)太阳能转化为电能的效率就是得到的电能占从太阳获得总辐射能量的百分比.根据电能转化为机械能的效率可计算出其机械功率,再根据公式P=Fv可得出汽车运行的速度;
(3)影响动能大小的因素是质量和速度,质量一定时,速度越小,动能越小;根据表中数据,先画点,再连线,通过读图再来确定当轿车速度为4.5m/s时对应的制动距离大约是多少.
(1)内燃机的一个工作循环有四个冲程,即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,在做功冲程中,活塞由上向下气缸内的高压高温物质,即对活塞做功,使得内能转化为机械能;
同时为了避免汽油机在工作时温度升得太高,在设计制造时,汽缸外有一个水套,让汽缸被水包围着,即通过水吸收热量而使得气缸温度降低,这是通过热传递的方式改变内能的;在这里我们之所以选择用水作为冷却剂,源于水的比热容最大,即相同质量的水和其他的液体相比较时,若都是升高1℃时,水能吸收的热量最多,故用水冷却效果最好;
(2)电池的输出功率:=2100W;太阳光照射的辐射功率为;
=1.2×103W/m2×6m2=7.2×103W;太阳能转化为电能的效率:η=
×100%=
×100%≈29.2%;因为电能最终转化为机械能的效率为80%,所以
×η′=2100W×80%=1680W;由公式P=Fv得:v=
=21m/s;
(3)太阳能汽车在制动过程中质量不变,速度变小,动能变小;根据表中的数据,在坐标图中先画点,再描线,注意横坐标准速度的平方,纵坐标为距离。如图所示:
根据表中数据和图象反映的规律可知s=;当轿车速度为8m/s时对应的制动距离约是8m.
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【题目】在探究液体内部压强特点时,小阳用包有橡皮膜的金属盒(作为探头)与U型管(作为压强计)相连通进行实验。
(1)使用前应检查装置是否漏气,当用手指按压(不论是重压还是轻压)橡皮膜时,发现U型管两边的液面的高度差几乎不变,则说明该装置______(选填“漏气”、“不漏气”);
(2)装置调整好后,若将探头先后放在同一容器的A、B两处,实验现象分别如图甲、乙所示,则可以判断出A、B两处的压强______
(选填“大于”、“等于”或“小于”)。由此可以得到的结论是:液体内部的压强与______有关。
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【题目】如图所示,在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中。
实验甲:如图甲所示,让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A、B两处由静止开始向下运动,然后与水平面上的纸盒相碰,纸盒在水平面上移动一段距离后静止。
实验乙:如图乙所示,让质量不同的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处由静止开始向下运动,然后与水平面上的纸盒相碰,纸盒在水平面上移动一段距离后静止。
(1)实验中通过观察纸盒移动的距离判断______(选填“小球”或“纸盒”)的动能大小。如果水平面光滑,则______(选填“能”或“不能”)完成本实验;
(2)图甲是为了探究:在______相同时,动能与______大小的关系;
(3)图丙所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高行驶速度,质量越大的车,限速越______(选填“高”或“低”),主要是受到实验______(选填“甲”或“乙”)结论的启示。
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【题目】如图所示,用装有细砂的透明容器、小桌模型和质量不同的铁块做“探究重力势能大小与哪些因素有关”的实验。将小桌水平放在细砂上,通过比较桌腿陷入细砂的深度来间接判断物体重力势能大小。
(1)如图甲所示实验是研究重力势能大小与物体_________的关系。
(2)下表是某同学进行如图乙所示实验时记录的实验数据。分析比较实验数据及观察到的现象,可分析得出的初步结论是:在_________相同的情况下,铁块的质量越大,具有的重力势能越_________(选填“大”或“小”)。
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【题目】如图所示,对于图片中所描述的物理过程,下列分析中正确的是( )
A.图甲,厚玻璃内的空气被压缩时,空气的内能减少
B.图乙,瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气的内能增大
C.图丙,试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气的内能减少
D.图丁,汽缸内的气体推动活塞向下运动时,气体的内能增大
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【题目】可燃冰是一种新型能源,它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质,主要成分是甲烷,其开采是世界难题,据中央电视台2017年5月18日报道,我国可燃冰已试采成功,技术处于世界领先,用燃气锅炉烧水时,把质量为500kg,初温为20℃的水加热到100℃,共燃烧了12m3天然气,已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg℃),天然气的热值q=4.2×107J/m3,可燃冰的热值为同体积天然气的160倍,求:
(1)水吸收的热量;
(2)燃气锅炉烧水时的效率;
(3)若换用可燃冰,应使用多少m3可燃冰.
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【题目】小明为了测量樱桃酒的密度,实验过程如下:
(1)将空烧杯放在天平上,测出其质量为48g;
(2)在烧杯中倒入适量的水,将水面的位置标记在烧杯壁上。将盛有水的烧杯放在天平上,测出其质量为128g,则烧杯中水的体积为_____cm3。
(3)将水倒出,在烧杯中倒入樱桃酒至标记处,将此烧杯放在天平上,天平平衡时,右盘中砝码质量和游码的位置如图所示,则烧杯和樱桃酒的总质量为_____g;
(4)计算得出樱桃酒的密度为_____kg/m3。
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【题目】如图所示,电源电压为12V,并且保持不变,滑动变阻器R1的最大阻值为18Ω,R2为12Ω,小灯泡L上标有“6V 3W”字样.
(1)当S闭合,S1、S2都断开时,要使灯泡正常工作,滑动变阻器接入电路中的阻值为多大?
(2)闭合S、S1、S2,调节滑动变阻器,此时电流表示数为2.5A,求通电10min电流通过滑动变阻器做的功是多少?
(3)开关应怎样闭合或断开才能使电路总电功率最小?最小电功率为多少?
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【题目】发电机输出电压为230V,用每米电阻为0.0025Ω的导线给200m远处的工地送电,正常用电时线路中的电流为5A,则工地上得到的电压是____V。若工地上的用电器发生短路,这时输电线上的电流为_____A。(用两根导线送电)
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