9.(小制作)如图所示,将一个空易拉罐的底部钻一个小孔,从罐口向罐内喷适量酒精喷雾,然后将一个空纸杯迅速套上。用细线将易拉罐水平悬挂,用打火枪在小孔处点火,纸杯就会“向前”飞去。下列说法正确的是(

A.罐内气体的内能增加
B.酒精燃烧时,将化学能转化为机械能
C.纸杯飞出去时,易拉罐对纸杯做了功
D.能量转化情况与热机的能量转化相同
D
)A.罐内气体的内能增加
B.酒精燃烧时,将化学能转化为机械能
C.纸杯飞出去时,易拉罐对纸杯做了功
D.能量转化情况与热机的能量转化相同
答案
9.D
解析
【分析】本题结合小制作实验考查内能与能量转化的知识,需逐一分析每个选项,明确实验过程中的能量变化、做功对象等,判断各选项的正误。
【解析】A选项:点火后罐内酒精燃烧,燃气膨胀对外做功,罐内气体的内能减少,并非增加,故A错误;
B选项:酒精燃烧时,将化学能转化为内能,燃气推动纸杯时,内能再转化为机械能,不是化学能直接转化为机械能,故B错误;
C选项:纸杯飞出去时,是罐内高温高压的燃气对纸杯做功,并非易拉罐对纸杯做功,故C错误;
D选项:该实验中,燃气的内能转化为纸杯的机械能,与热机做功冲程中内能转化为机械能的能量转化情况相同,故D正确。
【答案】D
【知识点】内能变化、能量转化、热机
【点评】本题通过小制作实验考查内能与能量转化的应用,需理解实验过程的能量流向和做功主体,难度适中,属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
【解析】A选项:点火后罐内酒精燃烧,燃气膨胀对外做功,罐内气体的内能减少,并非增加,故A错误;
B选项:酒精燃烧时,将化学能转化为内能,燃气推动纸杯时,内能再转化为机械能,不是化学能直接转化为机械能,故B错误;
C选项:纸杯飞出去时,是罐内高温高压的燃气对纸杯做功,并非易拉罐对纸杯做功,故C错误;
D选项:该实验中,燃气的内能转化为纸杯的机械能,与热机做功冲程中内能转化为机械能的能量转化情况相同,故D正确。
【答案】D
【知识点】内能变化、能量转化、热机
【点评】本题通过小制作实验考查内能与能量转化的应用,需理解实验过程的能量流向和做功主体,难度适中,属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
10. 下图为四冲程内燃机的工作示意图,下列说法正确的是 (

A.一个工作循环中的工作冲程依次是丁、丙、甲、乙
B.若活塞每秒对外做功40次,则飞轮每分钟转2400转
C.甲冲程能获得动力
D.丁冲程的能量转化是内能转化为机械能
C
)A.一个工作循环中的工作冲程依次是丁、丙、甲、乙
B.若活塞每秒对外做功40次,则飞轮每分钟转2400转
C.甲冲程能获得动力
D.丁冲程的能量转化是内能转化为机械能
答案
10.C
解析
【分析】要解决本题,需先根据气门状态、活塞运动方向及火花塞点火情况判断四冲程内燃机各图对应的冲程,再结合四冲程工作顺序、飞轮转速与做功次数的关系、能量转化规律分析选项。判断冲程的核心方法:进气门开为吸气冲程,排气门开为排气冲程,气门都关时活塞向下是做功冲程、向上是压缩冲程,做功冲程火花塞点火。
【解析】1. 判断各冲程:
乙图:进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动→吸气冲程;
丁图:气门都关闭,活塞向上运动→压缩冲程;
甲图:气门都关闭,活塞向下运动,火花塞点火→做功冲程;
丙图:排气门打开,进气门关闭,活塞向上运动→排气冲程。
2. 分析选项:
A:四冲程工作循环顺序为吸气→压缩→做功→排气,即乙、丁、甲、丙,而非丁、丙、甲、乙,A错误;
B:四冲程中,飞轮每转2圈对外做功1次。若每秒做功40次,则每秒飞轮转80圈,每分钟转80×60=4800转,B错误;
C:甲是做功冲程,将内能转化为机械能,为内燃机提供动力,C正确;
D:丁是压缩冲程,能量转化为机械能转化为内能,D错误。
【答案】C
【知识点】内燃机四冲程、能量转化、飞轮转速与做功关系
【点评】本题考查四冲程内燃机的基础知识点,需准确判断各冲程及相关规律,属于常规题型,需牢记四冲程的判断方法和工作特点。
【难度系数】0.5
【解析】1. 判断各冲程:
乙图:进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动→吸气冲程;
丁图:气门都关闭,活塞向上运动→压缩冲程;
甲图:气门都关闭,活塞向下运动,火花塞点火→做功冲程;
丙图:排气门打开,进气门关闭,活塞向上运动→排气冲程。
2. 分析选项:
A:四冲程工作循环顺序为吸气→压缩→做功→排气,即乙、丁、甲、丙,而非丁、丙、甲、乙,A错误;
B:四冲程中,飞轮每转2圈对外做功1次。若每秒做功40次,则每秒飞轮转80圈,每分钟转80×60=4800转,B错误;
C:甲是做功冲程,将内能转化为机械能,为内燃机提供动力,C正确;
D:丁是压缩冲程,能量转化为机械能转化为内能,D错误。
【答案】C
【知识点】内燃机四冲程、能量转化、飞轮转速与做功关系
【点评】本题考查四冲程内燃机的基础知识点,需准确判断各冲程及相关规律,属于常规题型,需牢记四冲程的判断方法和工作特点。
【难度系数】0.5
11. (科学思维)光发动机可用于卫星的能源补充,如图所示为光发动机的原理示意图。密闭气室中$\ce{N_{2}O_{4}}$气体在光照下会分解,使气室内气压增大,推动活塞右移,无光条件下发生逆反应,控制光照即可实现活塞往复运动。活塞右移过程相当于汽油机的(

A.吸气冲程
B.压缩冲程
C.做功冲程
D.排气冲程
C
)A.吸气冲程
B.压缩冲程
C.做功冲程
D.排气冲程
答案
11.C
①光照下,气室中N₂O₄分解→气室内气压增大→推动活塞右移,内能转化为机械能,活塞被气体推动做功
②活塞左移,气体被压缩,机械能转化为内能
第一步:分析光发动机的工作过程
第二步:分析四冲程汽油机各冲程特点
第三步:确定答案 故选C
— 吸气冲程:无能量转化
— 压缩冲程:压缩气体,机械能转化为内能
— 做功冲程:气体膨胀推动活塞,内能转化为机械能
— 排气冲程:无能量转化
解析
【分析】要解决该问题,需先明确光发动机活塞右移过程的能量转化,再对应汽油机各冲程的特点。首先,光照下N₂O₄分解使气室气压增大,气体膨胀推动活塞右移,此过程是气体的内能转化为活塞的机械能,属于气体对外做功;再回忆汽油机四冲程的能量变化,对比后即可得出结论。
【解析】1. 分析光发动机活塞右移的过程:光照下,密闭气室中$\ce{N_{2}O_{4}}$分解,气室内气压增大,气体膨胀推动活塞右移,该过程中气体的内能转化为活塞的机械能,活塞对外做功。2. 对比汽油机四冲程的特点:①吸气冲程:无能量转化;②压缩冲程:活塞压缩气体,机械能转化为内能;③做功冲程:气体膨胀推动活塞,内能转化为机械能;④排气冲程:无能量转化。3. 活塞右移时气体膨胀做功、内能转化为机械能,与汽油机做功冲程的特点一致,因此选C。
【答案】11.C
解题支架:
①光照下,气室中N₂O₄分解→气室内气压增大→推动活塞右移,内能转化为机械能,活塞被气体推动做功
②活塞左移,气体被压缩,机械能转化为内能
第一步:分析光发动机的工作过程
第二步:分析四冲程汽油机各冲程特点
第三步:确定答案 故选C
— 吸气冲程:无能量转化
— 压缩冲程:压缩气体,机械能转化为内能
— 做功冲程:气体膨胀推动活塞,内能转化为机械能
— 排气冲程:无能量转化
【知识点】内能与机械能转化、汽油机工作冲程
【点评】本题结合光发动机原理考查汽油机冲程的能量转化,需要学生具备知识迁移和对比分析能力,是中等难度的跨情境应用题目。
【难度系数】0.5
【解析】1. 分析光发动机活塞右移的过程:光照下,密闭气室中$\ce{N_{2}O_{4}}$分解,气室内气压增大,气体膨胀推动活塞右移,该过程中气体的内能转化为活塞的机械能,活塞对外做功。2. 对比汽油机四冲程的特点:①吸气冲程:无能量转化;②压缩冲程:活塞压缩气体,机械能转化为内能;③做功冲程:气体膨胀推动活塞,内能转化为机械能;④排气冲程:无能量转化。3. 活塞右移时气体膨胀做功、内能转化为机械能,与汽油机做功冲程的特点一致,因此选C。
【答案】11.C
①光照下,气室中N₂O₄分解→气室内气压增大→推动活塞右移,内能转化为机械能,活塞被气体推动做功
②活塞左移,气体被压缩,机械能转化为内能
第一步:分析光发动机的工作过程
第二步:分析四冲程汽油机各冲程特点
第三步:确定答案 故选C
— 吸气冲程:无能量转化
— 压缩冲程:压缩气体,机械能转化为内能
— 做功冲程:气体膨胀推动活塞,内能转化为机械能
— 排气冲程:无能量转化
【知识点】内能与机械能转化、汽油机工作冲程
【点评】本题结合光发动机原理考查汽油机冲程的能量转化,需要学生具备知识迁移和对比分析能力,是中等难度的跨情境应用题目。
【难度系数】0.5
12.[烟台中考]汽油机是燃油汽车的动力来源之一。如图所示是某台汽油机工作时的能量数据,图中横线处应填写的内容是:①

损失的能量为$1.2×10^5$J
燃料完全燃烧释放的能量为① J
有用的②能为$4.1×10^4$J
$1.61×10^5$
;②机械
。若汽油的热值为$4.6×10^7$ J/kg,则该工作过程中消耗的汽油质量为$0.003\ 5$
kg。损失的能量为$1.2×10^5$J
燃料完全燃烧释放的能量为① J
有用的②能为$4.1×10^4$J
答案
12. $1.61×10^5$;机械;$0.003\ 5$ 【点拨】汽油机工作时,首先把燃料中的化学能转化为内能,然后部分内能转化为机械能;由图知,损失的能量$Q_{损失}=1.2×10^5\ \mathrm{J}$,获得的有用的机械能$W=4.1×10^4\ \mathrm{J}$,则燃料完全燃烧释放的能量$Q_{放}=Q_{损失}+W=1.2×10^5\ \mathrm{J}+4.1×10^4\ \mathrm{J}=1.61×10^5\ \mathrm{J}$;根据$Q_{放}=mq$可得,该工作过程中消耗的汽油质量$m=\frac{Q_{放}}{q_{汽油}}=\frac{1.61×10^5\ \mathrm{J}}{4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}}=0.003\ 5\ \mathrm{kg}$。
解析
【分析】
要解决这道题,首先明确汽油机的能量转化关系:燃料燃烧将化学能转化为内能,工作时部分内能转化为有用的机械能,其余能量以热量等形式损失。因此,燃料完全燃烧释放的总能量等于损失能量与有用能量之和;再根据热值公式可计算消耗的汽油质量。
【解析】
1. 计算①处的能量:燃料完全燃烧释放的总能量 = 损失能量 + 有用能量,即:
$Q_{放}=1.2×10^5\ \mathrm{J} + 4.1×10^4\ \mathrm{J}=1.61×10^5\ \mathrm{J}$,故①处填$1.61×10^5$。
2. 确定②处的能量类型:汽油机工作时,将内能转化为机械能,有用的能量是机械能,故②处填“机械”。
3. 计算消耗的汽油质量:根据热值公式$Q_{放}=mq$,变形得$m=\frac{Q_{放}}{q}$,代入数据:
$m=\frac{1.61×10^5\ \mathrm{J}}{4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}}=0.0035\ \mathrm{kg}$。
【答案】
$1.61×10^5$;机械;$0.0035$
【知识点】
燃料的热值、热机的能量转化、热量计算
【点评】
本题结合汽油机的能量流向,考查热机的能量分配规律和热值的应用,属于基础题型,需要学生理解热机的能量转化逻辑,掌握热值公式的计算方法。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,首先明确汽油机的能量转化关系:燃料燃烧将化学能转化为内能,工作时部分内能转化为有用的机械能,其余能量以热量等形式损失。因此,燃料完全燃烧释放的总能量等于损失能量与有用能量之和;再根据热值公式可计算消耗的汽油质量。
【解析】
1. 计算①处的能量:燃料完全燃烧释放的总能量 = 损失能量 + 有用能量,即:
$Q_{放}=1.2×10^5\ \mathrm{J} + 4.1×10^4\ \mathrm{J}=1.61×10^5\ \mathrm{J}$,故①处填$1.61×10^5$。
2. 确定②处的能量类型:汽油机工作时,将内能转化为机械能,有用的能量是机械能,故②处填“机械”。
3. 计算消耗的汽油质量:根据热值公式$Q_{放}=mq$,变形得$m=\frac{Q_{放}}{q}$,代入数据:
$m=\frac{1.61×10^5\ \mathrm{J}}{4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}}=0.0035\ \mathrm{kg}$。
【答案】
$1.61×10^5$;机械;$0.0035$
【知识点】
燃料的热值、热机的能量转化、热量计算
【点评】
本题结合汽油机的能量流向,考查热机的能量分配规律和热值的应用,属于基础题型,需要学生理解热机的能量转化逻辑,掌握热值公式的计算方法。
【难度系数】
0.6
13. “五一”假期,小鸣一家驱车外出旅游。当汽车以108 km/h的速度在水平高速公路上匀速直线行驶时,汽车受到的阻力是1 100 N。已知汽油发动机的效率为40%,油箱容积为50 L。这时汽车牵引力做功的功率是
33 000
W;该车加满一箱汽油,按照以上速度最多可以匀速直线行驶的路程为600
km。(汽油热值 $ q = 3.3 × 10^7 \, \mathrm{J/L} $)答案
13. 33 000;600 【点拨】汽车的速度$v=108\ \mathrm{km/h}=30\ \mathrm{m/s}$,汽车做匀速直线运动,处于平衡状态,所受的牵引力$F=f=1\ 100\ \mathrm{N}$,则汽车牵引力做功的功率$P=Fv=1\ 100\ \mathrm{N}×30\ \mathrm{m/s}=33\ 000\ \mathrm{W}$。汽油完全燃烧放出的热量$Q_{放}=qV=3.3×10^7\ \mathrm{J/L}×50\ \mathrm{L}=1.65×10^9\ \mathrm{J}$,牵引力所做的有用功$W_{有用}=40\%×Q_{放}=40\%×1.65×10^9\ \mathrm{J}=6.6×10^8\ \mathrm{J}$;由$W=Fs$得,汽车运动的距离$s=\frac{W_{有用}}{F}=\frac{6.6×10^8\ \mathrm{J}}{1\ 100\ \mathrm{N}}=6×10^5\ \mathrm{m}=600\ \mathrm{km}$。
解析
【分析】
要解决这道题,分两步梳理思路:
1. 求牵引力的功率:汽车匀速直线行驶时,牵引力与阻力是平衡力,大小相等,先确定牵引力大小;再将速度单位从km/h转换为m/s,代入功率公式P=Fv计算。
2. 求行驶的最大路程:先计算一箱汽油完全燃烧放出的总热量,再根据发动机效率算出牵引力做的有用功,最后利用功的公式W=Fs变形求路程,注意单位转换。
【解析】
解:
① 速度单位转换:$ v = 108\ \mathrm{km/h} = 108 × \frac{1000\ \mathrm{m}}{3600\ \mathrm{s}} = 30\ \mathrm{m/s} $。
汽车匀速直线行驶,受力平衡,牵引力 $ F = f = 1100\ \mathrm{N} $。
牵引力做功的功率:$ P = Fv = 1100\ \mathrm{N} × 30\ \mathrm{m/s} = 33000\ \mathrm{W} $。
② 一箱汽油完全燃烧放出的热量:$ Q_{\mathrm{放}} = qV = 3.3 × 10^7\ \mathrm{J/L} × 50\ \mathrm{L} = 1.65 × 10^9\ \mathrm{J} $。
发动机效率 $ \eta = 40\% $,则牵引力做的有用功:$ W_{\mathrm{有用}} = \eta Q_{\mathrm{放}} = 40\% × 1.65 × 10^9\ \mathrm{J} = 6.6 × 10^8\ \mathrm{J} $。
由 $ W = Fs $ 得,行驶的路程:$ s = \frac{W_{\mathrm{有用}}}{F} = \frac{6.6 × 10^8\ \mathrm{J}}{1100\ \mathrm{N}} = 6 × 10^5\ \mathrm{m} = 600\ \mathrm{km} $。
【答案】
33000;600
【知识点】
功率计算、热机效率、二力平衡
【点评】
本题是力学与热学的综合应用题,结合二力平衡、功率、热值、效率等知识点,解题关键是熟练运用公式并统一单位,考查学生对基础公式的掌握和综合应用能力,属于初中物理常规中档题。
【难度系数】
0.7
要解决这道题,分两步梳理思路:
1. 求牵引力的功率:汽车匀速直线行驶时,牵引力与阻力是平衡力,大小相等,先确定牵引力大小;再将速度单位从km/h转换为m/s,代入功率公式P=Fv计算。
2. 求行驶的最大路程:先计算一箱汽油完全燃烧放出的总热量,再根据发动机效率算出牵引力做的有用功,最后利用功的公式W=Fs变形求路程,注意单位转换。
【解析】
解:
① 速度单位转换:$ v = 108\ \mathrm{km/h} = 108 × \frac{1000\ \mathrm{m}}{3600\ \mathrm{s}} = 30\ \mathrm{m/s} $。
汽车匀速直线行驶,受力平衡,牵引力 $ F = f = 1100\ \mathrm{N} $。
牵引力做功的功率:$ P = Fv = 1100\ \mathrm{N} × 30\ \mathrm{m/s} = 33000\ \mathrm{W} $。
② 一箱汽油完全燃烧放出的热量:$ Q_{\mathrm{放}} = qV = 3.3 × 10^7\ \mathrm{J/L} × 50\ \mathrm{L} = 1.65 × 10^9\ \mathrm{J} $。
发动机效率 $ \eta = 40\% $,则牵引力做的有用功:$ W_{\mathrm{有用}} = \eta Q_{\mathrm{放}} = 40\% × 1.65 × 10^9\ \mathrm{J} = 6.6 × 10^8\ \mathrm{J} $。
由 $ W = Fs $ 得,行驶的路程:$ s = \frac{W_{\mathrm{有用}}}{F} = \frac{6.6 × 10^8\ \mathrm{J}}{1100\ \mathrm{N}} = 6 × 10^5\ \mathrm{m} = 600\ \mathrm{km} $。
【答案】
33000;600
【知识点】
功率计算、热机效率、二力平衡
【点评】
本题是力学与热学的综合应用题,结合二力平衡、功率、热值、效率等知识点,解题关键是熟练运用公式并统一单位,考查学生对基础公式的掌握和综合应用能力,属于初中物理常规中档题。
【难度系数】
0.7
14. ★★★(模型建构)如图所示,某单缸汽油发动机气缸的活塞横截面积是120 cm²,做功冲程中活塞移动的距离是30 cm,气体的平均压强是$5× 10^5$ Pa,汽油的热值是$4.6× 10^7$ J/kg,每次做功耗油0.2 g,气体一次膨胀对活塞做的功是

1 800
J;若每次做功过程中汽油的90%完全燃烧,每次汽油燃烧放出的热量是$8.28×10^3$
J;此汽油机的机械效率是$19.6\%$
。答案
14. 1 800;$8.28×10^3$;$19.6\%$ 【点拨】气体膨胀对活塞产生的压力$F=pS=5×10^5\ \mathrm{Pa}×120×10^{-4}\ \mathrm{m^2}=6\ 000\ \mathrm{N}$,气体一次膨胀对活塞做功$W=Fl=6\ 000\ \mathrm{N}×30×10^{-2}\ \mathrm{m}=1\ 800\ \mathrm{J}$。完全燃烧汽油的质量$m=0.2×10^{-3}\ \mathrm{kg}×90\%=0.18×10^{-3}\ \mathrm{kg}$,每次汽油燃烧放出的热量$Q=mq=0.18×10^{-3}\ \mathrm{kg}×4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}=8.28×10^3\ \mathrm{J}$。0.2 g汽油完全燃烧放出的热量$Q'=m'q=0.2×10^{-3}\ \mathrm{kg}×4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}=9.2×10^3\ \mathrm{J}$,此汽油机的机械效率$\eta=\frac{W}{Q'}×100\%=\frac{1\ 800\ \mathrm{J}}{9.2×10^3\ \mathrm{J}}×100\%≈19.6\%$。
解析
【分析】
本题需分三步计算:①先根据压强公式求出气体对活塞的压力,再用W=Fl计算气体对活塞做的功;②计算0.2g汽油中90%完全燃烧放出的热量;③根据机械效率定义,用气体做的有用功除以0.2g汽油完全燃烧放出的总热量,得到汽油机的机械效率,计算时需注意单位统一。
【解析】
1. 计算气体一次膨胀对活塞做的功:
统一单位:活塞横截面积$S=120\ \mathrm{cm^2}=120×10^{-4}\ \mathrm{m^2}=0.012\ \mathrm{m^2}$,活塞移动距离$l=30\ \mathrm{cm}=0.3\ \mathrm{m}$。
由压强公式$p=\frac{F}{S}$,得气体对活塞的压力$F=pS=5×10^5\ \mathrm{Pa}×0.012\ \mathrm{m^2}=6000\ \mathrm{N}$。
气体对活塞做的功$W=Fl=6000\ \mathrm{N}×0.3\ \mathrm{m}=1800\ \mathrm{J}$。
2. 计算每次汽油燃烧放出的热量:
每次耗油质量$m=0.2\ \mathrm{g}=0.2×10^{-3}\ \mathrm{kg}$,其中90%完全燃烧,故完全燃烧的汽油质量$m'=0.2×10^{-3}\ \mathrm{kg}×90\%=0.18×10^{-3}\ \mathrm{kg}$。
汽油热值$q=4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}$,则放出的热量$Q=m'q=0.18×10^{-3}\ \mathrm{kg}×4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}=8.28×10^3\ \mathrm{J}$。
3. 计算汽油机的机械效率:
0.2g汽油完全燃烧放出的总热量$Q_总=mq=0.2×10^{-3}\ \mathrm{kg}×4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}=9.2×10^3\ \mathrm{J}$。
机械效率$\eta=\frac{W}{Q_总}×100\%=\frac{1800\ \mathrm{J}}{9.2×10^3\ \mathrm{J}}×100\%≈19.6\%$。
【答案】
1800;$8.28×10^3$;$19.6\%$
【知识点】
功的计算、热量计算、机械效率
【点评】
本题是力学与热学结合的综合题,需掌握压强、功、热值、机械效率的公式,重点注意单位换算和机械效率中“总热量是汽油完全燃烧放出的总能量”这一概念,易错点在于混淆燃烧汽油的质量比例。
【难度系数】
0.5
本题需分三步计算:①先根据压强公式求出气体对活塞的压力,再用W=Fl计算气体对活塞做的功;②计算0.2g汽油中90%完全燃烧放出的热量;③根据机械效率定义,用气体做的有用功除以0.2g汽油完全燃烧放出的总热量,得到汽油机的机械效率,计算时需注意单位统一。
【解析】
1. 计算气体一次膨胀对活塞做的功:
统一单位:活塞横截面积$S=120\ \mathrm{cm^2}=120×10^{-4}\ \mathrm{m^2}=0.012\ \mathrm{m^2}$,活塞移动距离$l=30\ \mathrm{cm}=0.3\ \mathrm{m}$。
由压强公式$p=\frac{F}{S}$,得气体对活塞的压力$F=pS=5×10^5\ \mathrm{Pa}×0.012\ \mathrm{m^2}=6000\ \mathrm{N}$。
气体对活塞做的功$W=Fl=6000\ \mathrm{N}×0.3\ \mathrm{m}=1800\ \mathrm{J}$。
2. 计算每次汽油燃烧放出的热量:
每次耗油质量$m=0.2\ \mathrm{g}=0.2×10^{-3}\ \mathrm{kg}$,其中90%完全燃烧,故完全燃烧的汽油质量$m'=0.2×10^{-3}\ \mathrm{kg}×90\%=0.18×10^{-3}\ \mathrm{kg}$。
汽油热值$q=4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}$,则放出的热量$Q=m'q=0.18×10^{-3}\ \mathrm{kg}×4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}=8.28×10^3\ \mathrm{J}$。
3. 计算汽油机的机械效率:
0.2g汽油完全燃烧放出的总热量$Q_总=mq=0.2×10^{-3}\ \mathrm{kg}×4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}=9.2×10^3\ \mathrm{J}$。
机械效率$\eta=\frac{W}{Q_总}×100\%=\frac{1800\ \mathrm{J}}{9.2×10^3\ \mathrm{J}}×100\%≈19.6\%$。
【答案】
1800;$8.28×10^3$;$19.6\%$
【知识点】
功的计算、热量计算、机械效率
【点评】
本题是力学与热学结合的综合题,需掌握压强、功、热值、机械效率的公式,重点注意单位换算和机械效率中“总热量是汽油完全燃烧放出的总能量”这一概念,易错点在于混淆燃烧汽油的质量比例。
【难度系数】
0.5
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