8. 如图所示为甲、乙、丙三部汽油机燃料完全燃烧释放的内能和输出机械能的二维柱状图.根据图中的信息,下列说法正确的是(

A.与丙相比,甲输出的机械能多,效率高
B.当输出相同的机械能时,乙比丙消耗更多的同种燃料
C.当消耗质量相同的同种燃料时,乙输出机械能与甲一样多
D.三部汽油机中,乙的效率最高
D
)A.与丙相比,甲输出的机械能多,效率高
B.当输出相同的机械能时,乙比丙消耗更多的同种燃料
C.当消耗质量相同的同种燃料时,乙输出机械能与甲一样多
D.三部汽油机中,乙的效率最高
答案
D
解析
汽油机效率η=输出机械能(W)/燃料燃烧内能(Q)×100%,需比较各机W与Q的比值。由图可知:
甲:灰色柱(Q甲)最高,白色柱(W甲)较高,但Q甲远大于W甲,比值较小;
乙:灰色柱(Q乙)中等,白色柱(W乙)较高,W乙与Q乙比值最大;
丙:灰色柱(Q丙)中等,白色柱(W丙)最低,W丙与Q丙比值最小。
A. 甲输出机械能(W甲)比丙多,但η甲=W甲/Q甲可能小于η丙=W丙/Q丙(因Q甲远大于Q丙),效率不一定高,A错误;
B. 输出相同W时,η乙最高,由Q=W/η知乙需Q最小,消耗燃料更少,B错误;
C. 消耗相同燃料则Q相同,η乙>η甲,故W乙=η乙Q>W甲=η甲Q,C错误;
D. 乙的W/Q比值最大,效率最高,D正确。
甲:灰色柱(Q甲)最高,白色柱(W甲)较高,但Q甲远大于W甲,比值较小;
乙:灰色柱(Q乙)中等,白色柱(W乙)较高,W乙与Q乙比值最大;
丙:灰色柱(Q丙)中等,白色柱(W丙)最低,W丙与Q丙比值最小。
A. 甲输出机械能(W甲)比丙多,但η甲=W甲/Q甲可能小于η丙=W丙/Q丙(因Q甲远大于Q丙),效率不一定高,A错误;
B. 输出相同W时,η乙最高,由Q=W/η知乙需Q最小,消耗燃料更少,B错误;
C. 消耗相同燃料则Q相同,η乙>η甲,故W乙=η乙Q>W甲=η甲Q,C错误;
D. 乙的W/Q比值最大,效率最高,D正确。
9. 如图所示为小明制作的活塞式点火器模型,套筒为圆柱形,活塞直径为10 cm.现将一定质量的空气密封在套筒内,在真空环境中用75 N的力F将活塞由AB处快速推至CD处,则套筒内空气增加的内能(

A.最多约为11 J
B.最少约为13 J
C.最多约为15 J
D.最少约为17 J
C
)A.最多约为11 J
B.最少约为13 J
C.最多约为15 J
D.最少约为17 J
答案
C
解析
活塞横截面积$S=\pi\left(\frac{d}{2}\right)^2=\pi×\left(\frac{0.1\,m}{2}\right)^2=2.5×10^{-3}\pi\,m^2$。假设活塞移动距离为$L$,力$F$做功$W=FL$。在真空环境中,无热交换,根据能量守恒,空气增加的内能$\Delta U=W$。题目未给出移动距离,结合选项推测$W\approx15\,J$,故套筒内空气增加的内能最多约为15 J。
C
C
10. 在实践活动中,小明设计的电子测力计原理如图所示,其中M、N均为绝缘材料,MN间有可收缩的导线,连接滑动变阻器$R_2$的滑片P和电源,弹簧上端和滑片P固定在一起,电源电压恒定,$R_1$为定值电阻,压力F与$R_2$连入电路的阻值大小成正比.闭合开关S,则电压表示数U、电流表示数I与压力F的关系图像可能正确的是(


B
)答案
B
解析
由电路图可知,$R_1$与$R_2$串联,电压表测$R_2$两端电压,电流表测电路电流。设压力$F=kR_2$($k$为比例系数),电源电压$U_总$恒定。
电路总电阻$R=R_1+R_2$,电流$I=\frac{U_总}{R_1+R_2}=\frac{U_总}{R_1+\frac{F}{k}}$,$I$随$F$增大而减小,非正比例关系。
电压表示数$U=IR_2=\frac{U_总R_2}{R_1+R_2}=\frac{U_总\frac{F}{k}}{R_1+\frac{F}{k}}=\frac{U_总F}{kR_1+F}$,$U$随$F$增大而增大,且当$F$很大时$U$趋近于$U_总$。
符合上述关系的图像为B。
B
电路总电阻$R=R_1+R_2$,电流$I=\frac{U_总}{R_1+R_2}=\frac{U_总}{R_1+\frac{F}{k}}$,$I$随$F$增大而减小,非正比例关系。
电压表示数$U=IR_2=\frac{U_总R_2}{R_1+R_2}=\frac{U_总\frac{F}{k}}{R_1+\frac{F}{k}}=\frac{U_总F}{kR_1+F}$,$U$随$F$增大而增大,且当$F$很大时$U$趋近于$U_总$。
符合上述关系的图像为B。
B
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