8. 一台单缸四冲程柴油机的活塞横截面积为 $120\ \mathrm{cm}^2$，一个冲程内活塞的行程为30 cm，飞轮转速为 $600\ \mathrm{r/min}$，做功冲程中燃气的平均压强为 $5×10^5\ \mathrm{Pa}$。
(1)燃气在一个做功冲程内做的机械功是多少？
(2)这台柴油机的输出功率是多少？

(1)1 800 J (2)9 000 W

【分析】
要解决这道题，需分两步分析：
1. 第(1)问求一个做功冲程的机械功：根据功的公式$W=Fs$，需先由压强公式$p=\frac{F}{S}$求出燃气对活塞的压力$F$，再结合活塞行程$s$计算功，计算时要将单位统一为国际单位制。
2. 第(2)问求柴油机的输出功率：功率公式为$P=\frac{W_{总}}{t}$，需先根据四冲程柴油机的工作特点（飞轮每转2圈完成一个工作循环，对外做功1次），结合飞轮转速算出每分钟做功次数，再求出每分钟做的总功，最后除以时间得到功率。
【解析】
(1) 单位换算：活塞横截面积$S=120\ \mathrm{cm}^2=120×10^{-4}\ \mathrm{m}^2=0.012\ \mathrm{m}^2$，活塞行程$s=30\ \mathrm{cm}=0.3\ \mathrm{m}$。
根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，燃气对活塞的压力：$F=pS=5×10^5\ \mathrm{Pa}×0.012\ \mathrm{m}^2=6000\ \mathrm{N}$。
一个做功冲程内燃气做的机械功：$W=Fs=6000\ \mathrm{N}×0.3\ \mathrm{m}=1800\ \mathrm{J}$。
(2) 飞轮转速为$600\ \mathrm{r/min}$，四冲程柴油机飞轮每转2圈对外做功1次，因此每分钟做功次数：$n=\frac{600}{2}=300$次。
每分钟柴油机做的总功：$W_{总}=nW=300×1800\ \mathrm{J}=540000\ \mathrm{J}$。
时间$t=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s}$，输出功率：$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{540000\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{s}}=9000\ \mathrm{W}$。
【答案】
(1)1800 J (2)9000 W
【知识点】
压强计算、功的计算、功率计算
【点评】
本题结合压强、功、功率知识点，考查四冲程柴油机的工作特点，需注意单位换算和做功次数的推导，是力学综合的典型基础题，侧重公式应用与实际场景结合。
【难度系数】
0.6

一、认识常见的燃料
1. 用以提供热量或动力的可燃性物质称为。在燃烧过程中，燃料的能转化为能。
2. 一定质量的某种燃料燃烧，与其的比叫作这种燃料的热值。热值是燃料的一种特性，与有关，与燃料的质量和燃烧程度无关。
3. 焦炭的热值为 $2.9 × 10^7 \, \mathrm{J/kg}$，其物理意义是。
4. 热值的计算公式为 $q = $。

1. 燃料 化学 内
2. 完全 化学能转化为内能的量(放出的热量) 质量 燃料的种类
3. 1 kg 焦炭完全燃烧放出的热量为 $2.9 × 10^7 \, \mathrm{J}$
4. $\frac{Q}{m}$

【分析】
本题考查燃料及热值的相关基础概念，需结合课本中对燃料的定义、热值的定义、物理意义、特性及计算公式的内容，逐一分析每个空的答案，确保准确对应知识点。
【解析】
1. 根据燃料的定义：用以提供热量或动力的可燃性物质称为燃料；燃料燃烧时发生化学反应，将自身的化学能转化为内能，故依次填对应内容。
2. 热值的定义：一定质量的某种燃料完全燃烧时，放出的热量（化学能转化为内能的量）与其质量的比叫做热值；热值是燃料的特性，仅与燃料的种类有关，与质量、燃烧程度无关，故依次填对应内容。
3. 热值的物理意义：单位质量（1kg）的某种燃料完全燃烧放出的热量，因此焦炭热值的物理意义为1kg焦炭完全燃烧放出的热量为$2.9 × 10^7 \, \mathrm{J}$。
4. 热值的计算公式为$q = \frac{Q}{m}$，其中$Q$为燃料完全燃烧放出的热量，$m$为燃料的质量。
【答案】
1. 燃料；化学；内
2. 完全；放出的热量（或化学能转化为内能的量）；质量；燃料的种类
3. 1 kg 焦炭完全燃烧放出的热量为 $2.9 × 10^7 \, \mathrm{J}$
4. $\frac{Q}{m}$
【知识点】
燃料的定义；热值的概念；热值的计算
【点评】
本题为初中物理热学的基础概念填空题，主要考查对燃料、热值相关核心知识点的记忆，属于热学入门必须掌握的基础内容，难度较低，适合巩固基础。
【难度系数】
0.8

二、了解燃料的利用效率
5. 热机用来做的那部分能量，与燃料之比，叫作热机的效率。热机效率的计算公式为$\eta=$。
6. 锅炉的热量与燃料之比，叫作锅炉的效率。锅炉效率的计算公式为$\eta=$。
7. 尽可能地让燃料，尽可能地减少各种热量，可有效提高燃料的利用效率。

5. 有用功 完全燃烧释放的能量 $\frac{W_{有用}}{Q_{放}}$
6. 有效利用 完全燃烧放出的热量 $\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}$
7. 充分燃烧 散失

【分析】
本题考查热机效率、锅炉效率的定义及提高燃料利用效率的方法，解题时需准确回忆课本中相关概念的表述，明确各物理量的对应关系，结合定义填写空缺内容即可。
【解析】
5. 根据热机效率的定义：热机用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧释放的能量之比，叫作热机的效率，其计算公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{Q_{放}}$；
6. 根据锅炉效率的定义：锅炉有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫作锅炉的效率，计算公式为$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}$；
7. 提高燃料利用效率的核心是减少能量损耗，需尽可能让燃料充分燃烧，同时尽可能减少各种热量散失。
【答案】
5. 有用功；完全燃烧释放的能量；$\frac{W_{有用}}{Q_{放}}$；6. 有效利用；完全燃烧放出的热量；$\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}$；7. 充分燃烧；散失
【知识点】
热机效率；锅炉效率；燃料利用率
【点评】
本题为基础概念识记题，聚焦热机效率、锅炉效率的核心定义及提高燃料利用率的方法，难度较低，主要考查学生对课本基础知识的掌握程度。
【难度系数】
0.8

三、认识燃料的利用对环境的影响
8. 燃料在燃烧时会产生等有害气体，在燃烧不充分时，还会产生和，它们是大气污染的主要来源。大气中的
和溶于水发生化学变化，会产生，危害农作物、森林以及湖泊中的生物。化石燃料过多燃烧排放出大量的，还会导致加剧。

8. 二氧化硫 烟尘 一氧化碳 二氧化硫 氮氧化物 酸雨 二氧化碳 温室效应

【分析】
本题考查燃料燃烧对环境的影响，解题时需回忆燃料燃烧产生的污染物、不完全燃烧的产物，以及酸雨、温室效应的成因。首先，燃料燃烧会释放二氧化硫等有害气体；燃烧不充分时会生成一氧化碳和烟尘，这些是大气污染的主要来源。接着，大气中的二氧化硫、氮氧化物溶于水发生化学变化形成酸雨，危害生态；化石燃料过量燃烧排放大量二氧化碳，会加剧温室效应，据此对应填空即可。
【解析】
根据燃料燃烧的环境影响相关知识：
1. 燃料燃烧时会产生二氧化硫等有害气体；
2. 燃烧不充分时，会产生一氧化碳和烟尘，属于大气污染物；
3. 大气中的二氧化硫、氮氧化物溶于水发生化学变化，形成酸雨；
4. 化石燃料过多燃烧排放大量二氧化碳，会导致温室效应加剧。
【答案】
二氧化硫 烟尘 一氧化碳 二氧化硫 氮氧化物 酸雨 二氧化碳 温室效应
【知识点】
燃料燃烧对环境的影响、酸雨的形成、温室效应
【点评】
本题为基础识记类题目，主要考查燃料利用对环境影响的核心知识点，需准确记忆常见污染物及对应的环境问题，难度较低，适合巩固化学与环境相关的基础知识。
【难度系数】
0.8