歷屆全國初中應(yīng)用物理知識競賽試題分類匯編—機械能與內(nèi)能(共20頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上歷屆全國初中應(yīng)用物理知識競賽試題分類匯編機械能與內(nèi)能一、選擇題（91年第一屆）1.冬天用手去摸鐵棍和木棍。覺得鐵棍比木棍涼這是因為 （ ）。A鐵棍比木棍的溫度低。 B鐵棍比木棍的熱能少。C鐵棍比木棍的導(dǎo)熱能力強。D. 鐵棍比木棍比熱容大答案：C（91年第一屆）6當手扶拖拉機上的柴油機出現(xiàn)故障而使轉(zhuǎn)速急劇增加時，正常的操作已經(jīng)不能使它停轉(zhuǎn)(這種故障叫做“飛車”)。下列應(yīng)急措施中，可行的是 ( )A用手捂住進氣口 B立即找一個隔熱的東西，捂住排氣口。C腳踏剎車板，同時手拉制動器。答案：A（93第三屆）2人們常說井水冬暖夏涼，這是因為 A井內(nèi)冬夏溫度變化小，地面冬夏溫度變化

2、大，所謂“冬暖夏涼”是井水溫度與地面溫度比較而言的B井水受地?zé)岬淖饔枚休^多的熱能C井水遠離地面，不受空氣流動的影響，因而具有較多的熱能D井水暴露在空氣中，夏天氣溫高，蒸發(fā)得快，吸收了較多的熱量，因而溫度較低答案：A（94第四屆）3有四種器材：(1)自行車座；(2)機械手表；(3)衣服夾子；(4)發(fā)令手搶。其中利用彈簧形變的勢能轉(zhuǎn)化為動能工作的有 A(1)和(2)。B(2)和(3)。C(1)和(4)。D(2)和(4)。答案：D（94第四屆）6我國農(nóng)村使用的一種鋼架水泥殼拋物面太陽灶，用30分鐘剛好可將4與氣溫（26.5）相同的水燒開。若不計熱損失，此時這個太陽灶的功率為 A163瓦B686瓦C

3、933瓦D41160瓦答案：B（94第四屆復(fù)）9用一重錘從相同的高度落下敲擊質(zhì)量和溫度分別相同的鋼塊和鉛塊，重錘打在鋼塊上時，重錘會跳起，打在鉛塊上時，重錘沒有彈起，這時： A鋼塊的溫度比鉛塊高 B鉛塊的溫度比鋼塊高C鋼塊與鉛塊的溫度一樣高 D無法判斷誰的溫度高答案：B（97第七屆）3下列哪種器材在工作中利用了由彈簧形變的勢能轉(zhuǎn)化成的動能？ A自行車座 B機械手表 C彈簧秤 D衣服夾答案：B（98第八屆）8騎自行車上坡前往往要加緊蹬幾下，這樣做是為了： A增大車的慣性 B增大車的沖力 C增大車的動能 D增大車的勢能。答案：C（03第十三屆B）5“蹦極”是一種富有刺激性的勇敢者的運動項目。如圖1

4、所示，一端系住人的腰部、另一端系于跳臺的是一根彈性橡皮繩。當人下落至圖中Q點時，橡皮繩剛好被拉直。那么，在人越過Q點繼續(xù)向下的過程中，人的動能變化情況是( )A不變 B變大 C變小 D先變大后變小答案：D（05第十五屆）2有一種叫做“壓電陶瓷”的電子元件，當對它擠壓或拉伸時，它的兩端就會形成一定的電壓，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。一種燃氣打火機，就是應(yīng)用了該元件的壓電效應(yīng)制成的。只要用大拇指壓一下打火機上的按鈕，壓電陶瓷片就會產(chǎn)生10kV20kV的高壓，形成火花放電，從而點燃可燃氣體。在上述過程中，壓電陶瓷片完成的能量轉(zhuǎn)化是 A化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 B內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能 C光能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D機械能轉(zhuǎn)化為電能

5、答案：D（05第十五屆）4我國北方地區(qū)冬季用燃煤取暖所造成的大氣污染，己越來越引起人們的關(guān)注?，F(xiàn)在有些家庭已經(jīng)改用燃油取暖，以降低對大氣的污染。小明家的住房面積約110m2，若將住房的門窗關(guān)閉好，用燃燒柴油來取暖，并使室溫升高10，已知柴油的熱值為43×107Jkg，空氣的密度約為13kgm3，空氣的比熱容為1O×l03 J(kg.)，所需的柴油約為 A001kg B01kg C1kg D10kg答案：B(10第二十屆) 6小新同學(xué)家中的墻壁上豎直懸掛著一指針式電子鐘，當其因電池電能不足而停止時。指針最可能停在如圖4所示的哪個位置附近 （ ）答案：A二、填空題（92年第二屆

6、）3炒菜時利用的熱傳遞方式主要是_。答案：傳導(dǎo)（97第七屆復(fù)016用太陽能熱水器給40千克的水加熱，水溫由18升高到36，水吸收的熱量是_焦耳。若用燃燒值為3.0×107焦耳/千克的煤給水加熱，其效率為20，則需要燃燒約_千克煤。答案：3.024×106，0.5（03第十三屆）4(6分)右圖為農(nóng)用揚場機的示意圖。谷物脫粒后，谷粒、糠皮及少量碎石的混合物在快速轉(zhuǎn)動的輪W和皮帶B的帶動下被拋出，谷粒、糠皮、碎石落地的遠近不同，從而形成1、2、3三堆，達到分離的目的。其中1是     ，2是    &

7、#160;          。從能量的角度看，它們在運動過程中能夠分離，是因為               答案：糠皮、谷粒。它們以同樣的速度被拋出,碎石的質(zhì)量最大,動能最大,所以克服空氣阻力運動的距離最大,糠的質(zhì)量最小,運動的距離最小。（04第十四屆）4（5分）2003年10月16日6時54分，“神舟”五號飛船成功完成了我國第一次載人航天飛行，返回艙在內(nèi)

8、蒙古主著陸場地安全著陸。（1）火箭發(fā)射時發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化主要是_能轉(zhuǎn)化為_能。（2）在飛船關(guān)閉發(fā)動機后繞地球飛行時，如果在艙內(nèi)進行下列實驗，與在地面相比，其中最難完成的是_（填字母）：A用溫度計測溫度；B用顯微鏡觀察洋蔥表皮；C用漏斗、濾紙過濾，除去水中的泥沙。（3）如果將農(nóng)作物種子攜帶到太空，然后再帶回來進行種植實驗。這樣做的目的是_。答案：（1）化學(xué)，機械（或動能和勢能），（2）C，（3）在失重狀態(tài)下看種子的基因是否發(fā)生變化（07第十七屆）5油庫里的儲油罐如圖6所示，它渾身銀白，直徑較大，高度較矮(相對于直徑而言)，像個短胖子。請回答： (1)在儲油罐的這些設(shè)計中，“渾身呈銀白色”是為了_；

9、“直徑較大，高度較矮”是為了_ (2)在儲油罐旁還安裝有自動噴頭，每到夏天，特別是白天的中午，常用噴頭向儲油罐噴水，這主要是利用水的_較大的特性，以及水蒸發(fā)時要吸熱的特性來給儲油罐_，以防止油的自燃。答案：(1)盡可能地反射陽光 穩(wěn)固油罐，增大容積 (2)比熱容 降溫三、實驗題（2000第十屆）4.（7分）揚場機能把谷粒、谷糠和小石塊分開。這三種東西中哪一種的落地點距揚場機最近？哪一種最遠？同樣大小的谷粒和小石塊，為什么落地點的遠近不同？答案：谷糠的落地點距揚場機最近。小石塊最遠。同樣大小的谷粒和小石塊，雖然飛出時的速度相同，但是由于質(zhì)量不同，所以動能不同，小石塊的質(zhì)量較大，動能也比較大，所以

10、能夠克服空氣的阻力飛到更遠的地方。（第十三屆）1(6分)剛倒在杯子里的開水很燙，人們習(xí)慣上是先吹幾下再喝；冬天寫作業(yè)手冷，同學(xué)們習(xí)慣上是不時地向手上哈哈氣再寫。分別說明這兩種做法的道理?答案：吹氣使水面上空氣流動，加快蒸發(fā)，而蒸發(fā)吸熱使水溫降低；向手上哈氣，溫度較高的水蒸氣遇冷手液化，而液化放熱使手暖和些。答案：（第十三屆）3(6分)隨著人類能量消耗的迅速增加，如何有效地提高能量利用率是人類所面臨的一項重要任務(wù)。圖8是上?！懊髦榫€"某輕軌車站的設(shè)計方案，與站臺連接的軌道為一個小的坡度，請你從節(jié)能的角度，分析這種設(shè)計的優(yōu)點。答案：車子進站走上坡，可關(guān)閉發(fā)動機，利用慣性上滑，節(jié)能；車子出

11、站走下坡，可利用重力勢能轉(zhuǎn)化為動能下滑，節(jié)能。（04第十四屆）1、（4分）某城市鐵路車站的設(shè)計方案如圖4所示，進站和出站的軌道都與站臺構(gòu)成一個緩坡。從能量利用的角度看，這種設(shè)計的優(yōu)點是什么？答案：車進站時的部分動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，減少因剎車損耗的機械能；車出站時儲存的重力勢能又轉(zhuǎn)化為動能，起到節(jié)能作用。（05第十五屆）（4分）小明用打氣筒給自行車輪胎打氣后，發(fā)現(xiàn)氣筒壁的溫度明顯高于打氣前的溫度。對于這個現(xiàn)象，你做怎樣的解釋？答案：壓縮氣體做功和克服磨擦做功使筒壁的內(nèi)能增大。（05第十五屆）（5分）如圖6甲、乙分別是兩種小型飲水鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖，從節(jié)能角度看，你認為那一種更合理？請簡要說明理由。

12、答案：乙的較合理。燃燒室全部浸在水中，有利于熱的充分傳遞；有鼓風(fēng)機輸送空氣，有利于燃料充分燃燒；鍋爐壁有絕熱材料，可防止熱的散失。（第十八屆）2據(jù)報道：2005年4月20日上午8時38分，由重慶飛往上海的CA454l航班在重慶江北機場起飛后撞上一群鴿子，飛機多處破損，左發(fā)動機停止工作，直接經(jīng)濟損失達295萬元人民幣。所幸機長沉著冷靜依靠右發(fā)動機單機工作，在空中盤旋59 min后成功迫降，機上所有人員安然無恙。小小的鴿子怎能把結(jié)實的飛機撞壞呢?請你應(yīng)用學(xué)過的知識解釋鴿子撞壞飛機的原因。答案：（）物體動能的大小是由速度和質(zhì)量決定的，所以在質(zhì)量一定時，速度越大動能越大。 （）雖然鴿子飛行速度不大，但

13、飛機起飛后的速度很大所以飛機與鴿子之間的相對速度很大。 （）鴿子相對于飛機所具有的動能很大，它對飛機的破壞力也就很大。說明：要點（）、（）各分，要點（）2 分共 4 分四、計算題（94第四屆復(fù)) 七、（7分）有一種型號的單缸四沖程柴油機，其部分技術(shù)規(guī)格如下：試計算這種柴油機的功率。答案：作用在活塞表面上的壓力：做功沖程每次的功：W=F·L=35325×0.4=14130（焦耳）柴油機每分鐘轉(zhuǎn)360轉(zhuǎn)，即每秒轉(zhuǎn)6轉(zhuǎn)，對外做功3次。答：這臺柴油機的功率約為58馬力。（95第五屆復(fù)）七、（30分）下表列出的是北京煤氣用具廠生產(chǎn)的JS系列家用燃氣熱水器的參數(shù)，其中各物理量的單位用的

14、是國際通用的符號，說明如下：Pa一帕斯卡mmH2O毫米水柱J焦耳h小時M3立方米l升，即分米3kgf千克力，即質(zhì)量為1千克的物體所受的重力min分（時間單位）單位前面的字母M表示系數(shù)106，字母H表示系數(shù)1021分別計算燃燒1米3液化石油氣、人工煤氣和天然氣所產(chǎn)生的熱量（單位：焦耳）。2王秋生同學(xué)說，熱水產(chǎn)率一欄中，5、3、2后面的符號印得不清楚，好像是數(shù)字“l(fā)”，但在“min”的前面又丟掉了什么，請你通過計算判斷這個欄目中三個參數(shù)的正確數(shù)值和單位。3“熱效率”一欄給的是參考值；“熱水產(chǎn)率”一欄給的是廠家對樣品的實測值。分別計算溫升25和55時的熱效率，并解釋這兩種情況下熱效率不同的原因。答案

15、：1查表可知：燃氣熱水器額定熱負荷為：37×106Jh。石油氣、人工煤氣、天然氣的額定燃氣耗量分別是：0.368×102m3h、1.964×102m3/h和1.04×102m3h。因此，石油液化氣：人工煤氣：天然氣：2以溫升40為例，根據(jù)表中其他參數(shù)計算熱產(chǎn)生率。設(shè)每分鐘熱水產(chǎn)生率為m，則水在1分鐘內(nèi)吸收的熱量可表示為Q收=cmt=4.2×103mt(J)。又根據(jù)表中所給參數(shù)，按熱水率80%計算時，燃氣在1分鐘內(nèi)放出的能被水吸收的熱量：Q吸=Q放 即4.2×10mt=Q放由此判斷：3和“min”之間的符號如果是代表質(zhì)量，它的意義應(yīng)該是

16、千克（符號kg），考慮到1千克水的體積是1升，所以，這個符號一定是字母L的小寫“l(fā)”，而不是數(shù)字“1”。因此正確的數(shù)字和單位是3升分（3Lmin）。分析溫升25和55兩種情況可以印證這個結(jié)論。3由關(guān)系式Q放=cmt和熱水產(chǎn)生率表可知升溫25時水每分鐘吸收的熱量和燃氣放出的熱量：同理，升溫55時水吸收的熱量：Q吸=4.2×103×2×55=4.62×105(J)燃氣每分鐘放出的熱量：Q放=6.17×105J答：升溫25和55時的熱效率分別是85%和75%；因為溫升較高時，熱量損失多，所以熱效率較低。（96第六屆）七、（7分）經(jīng)驗表明，自制家用太陽

17、能熱水器的效率在夏天可達50；從太陽能手冊中查到，在地球表面，晴天時垂直于陽光的表面接收到的熱輻射為1.26×103焦米2·秒。如果曬水箱內(nèi)的水大約有40千克，曬水箱接收陽光垂直照射的面積始終是1.5米2，請計算，要使水溫上升30需要多長時間。答案：代表物理量的符號：熱水器效率，m水的質(zhì)量，R單位面積，單位時間，地面接收的熱量，S曬水箱面積，T水的溫升，C水的比熱，t所用時間。在t時間內(nèi)水所接收的輻射熱使水溫上升T所需熱量由 Q=Q(3)把數(shù)值代入，得 t=5333秒(5) t=1小時29分（97第七屆）六、（9分）國產(chǎn)165型單缸四沖程汽油機的汽缸直徑為65毫米，活塞沖程

18、長55毫米，滿負荷工作時做功沖程燃氣的平均壓強為9.58×105帕，飛輪的轉(zhuǎn)速是1500轉(zhuǎn)/分。（1）求這種汽油機滿負荷工作時做功的功率（不計摩擦損失）；（2）如果滿負荷工作時每分鐘消耗15克汽油，這種汽油機把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的效率是多少？（汽油的燃燒值為4.6×107焦/千克）答案：（1）轉(zhuǎn)速 n=25轉(zhuǎn)/分（1） 0.5分 活塞面積 S= (2) 作用在活塞上的平均壓力 F=pS (3) 一個做功沖程中燃氣對活塞做的功 W=FL (4)所求的功率 P= (5)將（2）、（3）、（4）式代入（5）式 (6) 代入數(shù)值 P=2.2千瓦 (7)（2）汽油燃燒時每分鐘產(chǎn)生的熱量

19、 Q=mq (8) 汽油機每分鐘做的功 W=Pt (9)汽油機的效率 (10) 把（8）、（9）代入（10） (11)代入數(shù)值 10% （99第九屆）五、（8分） 有一堆從河中撈出的溫砂子，測得其比熱容為1.2×103焦/（千克·）。已知干砂子的比熱容為0.9×103焦/（千克·），則按質(zhì)量說，這堆砂子含水的百分比是多少？答案：解答中各字母所代表的意義如下：m1干砂子的質(zhì)量，m2水的質(zhì)量，m砂子和水的混合物的質(zhì)量；c1干砂子的比熱容，c2水的比熱容，c砂子和水的混合物的比熱容；Q1干砂子吸收的熱量，Q2水吸收的熱量，Q砂子和水的混合物吸收的熱量；t溫度差

20、。砂子和水的混合物、砂子、水各自吸收的熱量可以表示為：Q=c(m1+m2)t(1)Q1=c1m1t(2)Q2=c2m2t(3)由這三個式子可以解出代入數(shù)值后，得（01第十一屆）五、（8分）水在熱電廠的鍋爐中變?yōu)樗羝ㄟ^渦輪機帶動發(fā)電機發(fā)電，用過的水蒸汽在液化器中凝結(jié)成水，再到鍋爐，循環(huán)使用。液化器中的冷卻水則流到冷卻塔中降溫，如圖。水的比熱為4.2×103焦/（千克·），求：夏天，來自冷卻塔的水溫為16，而回到冷卻塔的水溫為30。若冷卻塔和液化器間水的流量為15米3/秒，試求水蒸汽的能量轉(zhuǎn)化為電能的效率。如果發(fā)電機的發(fā)電功率是56萬千瓦，發(fā)電機把機械能轉(zhuǎn)化為電能的效率為

21、80%，不計水蒸汽通過渦輪機過程中由于熱傳遞贊成的能量損失及渦輪機的摩擦，試求水蒸汽的能量轉(zhuǎn)化為電能的效率。答案：1水蒸汽冷卻時所放的熱量為冷卻水所吸收，所以冷卻所丟失的功率（即散熱功率）為P散Q吸/t4.2×103焦/（千克·）×15×103千克/秒（3016）8.82×108瓦2水蒸汽的能量轉(zhuǎn)化為電能的效率P用/P總P電/（P機+P散）×100%P機560×106W/0.8700×106W所以（02第十二屆）六、（10分）學(xué)校淋浴用的簡易太陽曬水箱內(nèi)裝水60 kg，水箱玻璃蓋的面積為0.84 m2。從手冊中查得

22、，地球上與太陽光線垂直的表面接收的太陽輻射能為7.56×104J/(minm2)；這類水箱吸收太陽能的效率約為50；散熱損失約為20。假設(shè)使用中能夠及時調(diào)整水箱朝向，使陽光總能垂直射入玻璃蓋，計算4小時后箱中的水升高的溫度。水的比熱容為4.2 × 103 J/（kg·）。答案：24°C（02第十二屆復(fù)）二、（12分）洗浴用的電熱水器的電功率是1.2 kW，熱水器內(nèi)筒的直徑是30cm，高是50cm。如果加熱過程中的熱量散失率為10， 則把水從20 加熱到70 需要多長時間？答案：19h 解析：水的質(zhì)量 m=V=r2h 水升溫吸收的熱量 Q吸=cm(t-t0

23、)=cr2h(t-t0) 電熱器放出的熱量 Q放=PT Q有=PT Q吸=Q有 cr2h=(t-t0)=PT 加熱的時間 T=114min=19h （04第十四屆）七、（16分）下表列出的是某廠生產(chǎn)的家用燃氣熱水器的參數(shù)。表中“額定熱負荷”指的是滿負荷使用時，1h內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生的熱量。產(chǎn)品名稱燃氣快速熱水器產(chǎn)品型號JSY5-CJSR5-CJST5-C適用燃氣液化石油氣人工煤氣天然氣額定燃氣壓力28003000Pa280300mmH2O800-1000Pa80-100 mmH2O2000-2500Pa200-250 mmH2O額定熱負荷37MJ/h額定燃氣耗量0.368×102m3/h

24、1.964×102m3/h1.04×102m3/h熱效率80適用水壓0.041.0MPa（0.410kgf/cm2）熱水產(chǎn)率溫升255l/min溫升403l/min溫升552l/min接口尺寸燃氣入口G1/2冷水入口G1/2熱水入口G1/2外形尺寸406mm（高）×293mm（寬）×230mm（厚）重量6.2kg（1）分別計算燃燒1m3液化石油氣、人工煤氣和天然氣所產(chǎn)生的熱量。（2）根據(jù)表中數(shù)值和你已有的知識，討論“額定燃氣壓力”一行中，“mmH2O”的含義。（3）王保成同學(xué)說，“熱水產(chǎn)率”一欄中，5、3、2后面的好像是數(shù)字“1”但是在“/min”的前面

25、又好像丟掉了什么。請你通過計算判斷這個欄目中三個參數(shù)的正確數(shù)值和單位。（4）“熱效率”一欄給的是參考值，“熱水產(chǎn)率”一欄給的是廠家對樣品的實測值。分別計算溫升25和55時的熱效率，并解釋這兩個情況下熱效率不同的原因。答案：（1）液化石油氣 =1.0×106J/m3 （1分） 人工煤氣 =0.19×106J/m3 （1分） 天然氣 =0.36×106J/m3 （1分）（2）這一行既然是表示壓力（指壓強），而且在每格里，上面一行的量的單位都是壓強單位Pa，所以mmH2O很可能是壓強的另一種單位。H2O是水的分子式，mm是毫米的單位，聯(lián)想到有時用1mm高的汞柱產(chǎn)生的壓強

26、作為壓強單位，mmH2O會不會是1mm高的水柱產(chǎn)生的壓強？可以試一試。1mm水柱產(chǎn)生的壓強是 p=rgh=1×103×10×1×10-3Pa10Pa （1分）而“額定燃氣壓力“一行中以mmH2O為單位的量的數(shù)值與以Pa為單位的量的數(shù)值的確相差10倍。所以，mmH2O是個壓強單位，大小等于1mm高的水柱產(chǎn)生的壓強，即1mmH2O=10Pa。 （1分）（3）以溫升40為例，根據(jù)表中其他參數(shù)計算熱水產(chǎn)率。我們希望能夠以此判斷“l(fā)”的含義。設(shè)每分鐘產(chǎn)熱水的質(zhì)量為m，水在1min內(nèi)吸收的熱量可以表示為 Qicm(t2t1) （1分）另一方面，根據(jù)表中所給的參量，熱

27、效率按80計算時，水在1min內(nèi)吸收的熱量為 Qi=4.93×105J （1分）由、兩式解出 m=2.9kg3kg （2分）由此判斷，“3”和“/min”之間的符號如果代表質(zhì)量，它的意義應(yīng)該是“kg”?？紤]到1kg的水的體積是1L，所以這個符號一定是字母“l(fā)”（小寫的L），而不是數(shù)字“1”。因此，正確的數(shù)值和單位是3L/min。分析溫升25和55兩種情況可以印證這個結(jié)論。 （2分）（4）由關(guān)系式 Qicm(t2t1) 可知，溫升25時每分鐘吸收的熱量是Qi4.2×103×5×25J5.25×105J （1分）燃氣每分鐘產(chǎn)生的熱量是 6.17&#

28、215;105J熱效率 =85% （2分）同理可得，溫升55時 熱效率 75 （1分）溫升較高時熱量散失多，所以熱效率較低。 （1分）（04第十四屆復(fù)）三、（18分）有人在夏季用簡易曬水箱給水加熱用來淋浴，這不僅節(jié)省能源，而且很方便，李明和張華想利用這樣的裝置估測太陽光對地球表面輻射的強度大小。也就是說，太陽光垂直照射地球表面時，地球表面單位時間內(nèi)單位面積上所獲得的能量是多少。實驗裝置如圖2所示，曬水箱內(nèi)部是被涂黑的，箱體外加了保溫層，上面開口并蓋有透明玻璃板。在估測之前要首先弄清，透過玻璃板的太陽光能量究竟占太陽輻射到玻璃板上的能量的百分之幾？李明和張華哥那一塊實驗用的玻璃板，把陽光反射到墻

29、上的同一個地方，他們發(fā)現(xiàn)，兩塊反射光斑重疊處的強度，和太陽光直接射到地上的強度差不多。（1）透過玻璃板的太陽光能量占太陽輻射到玻璃板上的能量的百分之幾？你在得出這個結(jié)論時做了什么假設(shè)？假設(shè)的根據(jù)是什么？（2）請你幫助他們設(shè)計實驗方案，并寫出實驗步驟。（3）請你對這個實驗方案的可行性作出評價。答案：該問題沒有惟一的標準答案，屬于開放性試題，以下內(nèi)容可以作為基本依據(jù) (1)假設(shè)玻璃板對光的吸收可以忽略其根據(jù)是薄玻璃板十分透明(實際上玻璃對紅外線不很透明，而紅外線的熱效應(yīng)是比較強的，這點可不作為對學(xué)生要求)通過李明和張華的實驗結(jié)果可以推測，每塊玻璃板反射的太陽光只有入射光能量的一半，這就是說，入射玻

30、璃板的太陽光有一半被玻璃板反射了所以，透過玻璃板的太陽光能量占太陽輻射到玻璃板上的能量的50 (2)實驗方案：若實驗過程中總能使太陽光垂直入射，且曬水箱內(nèi)部涂黑，可以認為射入曬水箱的太陽光不再被反射出去，曬水箱吸熱效率為50另外，曬水箱周圍有保溫層，可以認為沒有熱量散失若曬水箱吸收的熱量完全用來使水的溫度升高，測出保溫箱中一定質(zhì)量的水在一定時間里，其內(nèi)能增加了多少，并測量出太陽光垂直照射物體表面的面積，就可以計算出太陽光垂直照射地球表面時，地球表面單位時間單位面積所獲得的太陽光照射的能量是多少 實驗步驟如下： 向曬水箱中倒入質(zhì)量為m的清水并用溫度計測量此時水的溫度t0。 用刻度尺測量曬水箱蓋的

31、面積S。將曬水箱開口朝向垂直陽光的方向，蓋好玻璃板開始計時經(jīng)過t時間后(如3h)，再測量水的溫度t溫。經(jīng)過t時間后（如3h），再測量水的溫度t溫。太陽光對地球表面輻射的強度是cm(t溫t)/(tS×50)（3）從實際問題的要求來看，該問題是要進行估測，因此其中有許多東西就必須進行合理地簡約如，“假設(shè)玻璃板對光的吸收可以忽略”“若實驗過程中總能使太陽垂直入射”“沒有熱量散失”等假設(shè)都是允許的，而且是應(yīng)該的但是上述這種簡約，必須會對估測結(jié)果帶來一定的影響此外，還有某些因素未給予考慮，如實驗過程中天氣的變化所引起的環(huán)境溫度的變化等，因而，估測結(jié)果與真實值之間會有相當大的偏差是不可回避的但就

32、其取平均效果來說是可行的（05第十五屆復(fù)）三、（16分）下表是某鍋爐廠生產(chǎn)的CWNG系列三種鍋爐的主要技術(shù)參數(shù)表。CWNG系列三種鍋爐主要技術(shù)參數(shù)型號CWNG0.7-80/60-AIICWNG1.05-80/60-AIICWNG1.4-80/60-AII功率/MW（ ）1.051.4容水量/t33.54耗煤量145( )290外型尺寸2.7×1.5×23.0×1.5×2.93.0×1.9×2.9煙囪尺寸/mm300×15000350×15000400×15 000熱效率/%757575出水溫度/80808

33、0回水溫度606060總重量/t57.59運行壓力常壓常壓常壓供暖面積6000（ ）12000循環(huán)水量( )4560已知水的比熱容為·，假設(shè)三種鍋爐的燃煤效率相同，且煤均可達到完全燃燒。請根據(jù)上表回答以下問題：1.根據(jù)表格中的已知數(shù)據(jù)，請在表格中的四個（ ）內(nèi)填上合適的數(shù)據(jù)。2.按表格中的出水溫度和回水溫度，計算CWNG1.05-80/60-AII型鍋爐每小時給住宅內(nèi)釋放的熱量是多少。3.根據(jù)表格中已知數(shù)據(jù)計算燃煤的熱值為多少。答案：1.（共10分）（1）方法一，由表中三種鍋爐型號的代碼表示中可知，第一種鍋爐的功率為0.7MW。 方法二，已知三種型號的鍋爐熱效率相同，則： 由、兩式可

34、得： (2分)所以，CWNG0.7-80/60-AII鍋爐的功率為0.7MW。（2）由上述的、兩式可得： (2分)所以，CWHG1.05-80/60-AII鍋爐的耗煤量是217.5kg/h。（3）供暖面積與循環(huán)水量或鍋爐功率成正比，即 (3分)所以，CWNG1.05-80/60-AII鍋爐的供暖面積為。（4）鍋爐所做功可視為水循環(huán)放出的熱量，即W=Q 由、兩式可得： (3分)所以，CWNG0.7-80/60-AII鍋爐的循環(huán)水量為。2.（3分）按表格中的出水溫度和回水溫度，以及循環(huán)水量，計算鍋爐每小時向住宅釋放的能量。依據(jù)3.（3分）由：得 （05第十五屆復(fù)）六、（20分）在當今世界，研制各種

35、機器都必需考慮節(jié)約能源和治理廢氣污染這一重要課題。在內(nèi)燃機中，廢氣帶走了很多能量，如果能將這些能量再利用起來，會使內(nèi)燃機的效率提高許多。某工廠科研人員研制生產(chǎn)的四沖程汽車專用柴油發(fā)動機，就采用了很多新技術(shù)。其中最重要的一項叫“增壓”技術(shù)，它是利用“廢氣渦輪增壓器”使排氣沖程中排出的高溫、高壓的廢氣去沖擊“廢氣渦輪”高速旋轉(zhuǎn)，它同時又帶動同軸的進氣系統(tǒng)中的“進氣渦輪”也高速旋轉(zhuǎn)，從而增加吸氣沖程的進氣量并增大進氣氣壓，使做功沖程中柴油燃燒的更充分，燃氣壓強更大，同時也減少了廢氣中的有害物質(zhì)，達到提高柴油發(fā)動機效率和減少廢氣污染的目的。這種柴油發(fā)動機有6個氣缸，氣缸直徑為110mm，活塞行程為13

36、5mm，當轉(zhuǎn)速為2300r/min時，發(fā)動機功率為220kW，最低油耗可達240g/(kW·h)，柴油的熱值為。請回答下列問題：1.該柴油發(fā)動機的效率最高可達多少？2.在做功沖程中氣缸內(nèi)的平均壓強是多少？3.如果將我國這種機型的汽車柴油發(fā)動機都安裝“增壓器”后，能使它們的平均效率由原來約31%提高到近35%，安裝前按每年消耗3億噸柴油估算，這項技術(shù)每年能為我國節(jié)約多少噸柴油？4.如果目前我國柴油的平均價格為3750元/噸，根據(jù)上面的估算結(jié)果，計算使用“增壓”技術(shù)后僅節(jié)約柴油一項可使我國每年節(jié)約多少資金。由此你有哪些認識？答案：1.（4分）該發(fā)動機的效率最高為： （4分）2.（8分），

37、 每秒鐘的做功沖程數(shù)為： （4分）設(shè)做功沖程中的平均壓強為P，則有用功率P為： （4分）3.（6分）已知，億噸因為安裝“增壓器”前后有用功是相同的，所以有： （2分） （4分）4.（2分）安裝“增壓器”后，僅節(jié)約柴油一項每年可為國家節(jié)約的資金為 0.34億噸×3750元/噸=1275億元由此可以看出，如果這項技術(shù)能得到廣泛的應(yīng)用，會給人類帶來巨大的利益。但是，任何新技術(shù)在實際中的應(yīng)用會受到各方面條件的影響和制約。應(yīng)該說，節(jié)約和有效利用能源始終是人類需要努力的。（第十七屆復(fù)）二(10分)李老師的家離學(xué)校大約10km，為了便于上下班，他購買了一部輕便摩托車來代步，使用的燃料為93#汽油。

38、根據(jù)表2提供的數(shù)據(jù)，請回答： 1如果李老師上班時騎車的平均速度為36km/h，試根據(jù)表2中所提供的有關(guān)信息，為李老師計算一下，他騎車從家到學(xué)校至少需花多少油費?2小洪同學(xué)學(xué)過物理以后，給李老師建議：在上述條件不變的情況下，采用加快車速縮短時間的辦法，就一定可以省油費。請你根據(jù)自己掌握的知識，分析說明這種方法是否可行。輕便摩托車93#汽油燃料汽油密度0.7×103kgm3油箱容量7L熱值4.5×107Jkg功率6kW價格4.90元L答案：1、因為李老師的騎車速度為：v=36km/h=10m/s1分 李老師上學(xué)校所用的時間為：t=s/v=1000m/10m/s=1×1

39、03s1分 摩托車所做的功應(yīng)為：W=pt=6×103W×6×103s=6×106J1分 所用的汽油放出的熱量應(yīng)為：Q=W1分 所以李老師上學(xué)校時須用去汽油的質(zhì)量為：m=Q/q=6×106J/4.5×107J/kg=0.133kg1分 所用汽油的體積為：V=m/p=0.133kg/0.7×103kg/m3=0.19×10-3m3=0.19L0.5分 所以，李老師上學(xué)校應(yīng)花去油費為：4.90元/L×0.19L=0.93元0.5分 2.單獨從t=s/v和W=pt來考慮，在功率P不變的情況下，提高車速可以減小發(fā)動

40、機所做功，好象可以省油。但根據(jù)W=Fs和P=W/t可得，P=Fv。也就是說，在行駛阻力不變的情況下，提高車速v，必然導(dǎo)致發(fā)動機的功率P增大2分 所以單純靠提高車速并不一定能減小發(fā)動機所做的功、達到省油的目的（第十八屆復(fù)）六、（12分）曉欣同學(xué)看到一些小汽車的尾部都標有“0.8”、“1.6”、“1.8”或“2.0”等字樣，他上網(wǎng)查詢得知這是汽車發(fā)動機“排氣量”的數(shù)值。所謂排氣量就是發(fā)動機氣缸的工作容積，是指所有氣缸內(nèi)活塞從下止點到達上止點所掃過的容積之和。一般情況下發(fā)動機的“排氣量”越大，功率越大。汽車發(fā)動機每一個工作循環(huán)要經(jīng)歷四個沖程，帶動曲軸轉(zhuǎn)動2周。現(xiàn)有一輛小轎車發(fā)動機排氣量為1.8L，最

41、大功率為74kW，當該發(fā)動機以最大功率工作時，曲軸的轉(zhuǎn)速為5200r/min。汽油機工作時的最佳空燃比（即空氣和燃油的質(zhì)量比）為14:1，壓縮比是10（即氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值），若發(fā)動機在最大功率時汽油和空氣的混合密度為1.35kg/m3,汽油的熱值為4.6×107J/kg、密度為0.71×103kg/m3。請計算：1.這臺發(fā)動機在最大功率時的熱機效率。2.發(fā)動機在最大功率時，汽車的最高時速為175km/h，計算在此情況下汽車每百公里油耗為多少升。答案：1這臺發(fā)動機在最大功率時1min內(nèi)發(fā)動機做的有用功 W有=74×103W×60s=4.44&#

42、215;106J （2分） 在1min內(nèi)轉(zhuǎn)動5200r，吸入汽油和空氣的混合氣2600次（2分） 1min內(nèi)發(fā)動機消耗汽油的質(zhì)量為： m= V =1.35kg/m3×1.8× ×10-3 m3×2600× =0.47 kg （4分） 1min內(nèi)汽油完全燃燒放出的熱量 W總=0.47kg×4.6×107J/ kg=2.16×107J （2分） 這臺發(fā)動機在最大功率時的熱機效率 =W有/W總=21% （2分） 2汽車以最高時速175km/h前進100km所用時間： t=s/v=100km/175km/h =34.3mi

43、n （2分） 汽車每行使100km的耗油質(zhì)量為 m= 0.47 kg/min×34.3min=16.1kg （2分） 汽車每行使100km的耗油體積為 V= m/=16.1kg/0.71kg/L=22.7L （2分）(09第十九屆) 七、（14 分）在一些農(nóng)村地區(qū)建造的沼氣池，通過將農(nóng)村大量的秸桿、人畜糞便發(fā)酵來獲取沼氣，利用沼氣來燒火做飯，點燈照明。沼氣池的應(yīng)用，不僅使上述資源得以更好的利用，同時也給生活帶來了諸多便利，使環(huán)境得以改善。這是一個一舉多得的惠民工程。圖9 所示為一農(nóng)戶的水壓式沼氣池的剖面簡圖。說明： 1沼氣池 2水壓池 3進料口 4密封蓋 5 . 輸氣管 6貯氣室 7

44、沼氣壓力顯示器 8總閥門 9. U形管壓強計（里面裝有染成紅色的水）10出料口蓋板（不密封水壓池水壓池仍與外面大氣相通）11閥門己知該農(nóng)戶家燃氣灶的相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)如下：使用燃料液化石油氣天然氣人工煤氣人工沼氣灶前壓強（kP a )2.82.01.01.5額定熱流量（kW )普通爐左：3.6組合爐左：3.6右：4.0右：3.6單爐4.0取g10 N/kg ，水的比熱容c水4.2×103J/(kg·) 1根據(jù)圖9 所示，通過計算說明，該農(nóng)戶此時能否使用這個沼氣池中的沼氣來正常燒火做飯？ 2有一天，該農(nóng)戶發(fā)現(xiàn)，沼氣壓強小于燃氣灶的要求。為了能盡快利用沼氣生火做飯，從物理學(xué)的角度看，

45、可采取哪些措施？ 3若該農(nóng)戶所用的燃氣灶是普通爐，通常情況下，普通爐中的右爐單獨正常工作時，將一壺質(zhì)量為2.5kg 、溫度為20的水燒開，耗時約10 min 。試估算右爐燒水的效率。4請你就如何提高燃氣灶的效率問題談?wù)勀愕脑O(shè)想。答案：1 灶前沼氣壓強 p 水g h水 （ l 分） 1 . 0×l03 kg/m3×l0N / kg×006 m 6 .0×l02Pa 0 . 6kPa （ l 分）因為 p > 0 . 5 kPa ，因此可以使用這個沼氣池中的沼氣來正常燒火做飯。（ l 分）2可采取的措施有：通過進料口向沼氣池中加水、加料或向水壓池中加水

46、等。如果通過進料口向沼氣池中加適量的熱水，則效果更佳。說明：每項正確、合理的措施得 1 分，最多 2 分。3一般說來，燃氣灶正常工作時，燃氣的燃燒是很充分的，我們可以視為燃氣完全燃燒；再把當時的大氣壓看作是 1 標準大氣壓。水吸收的熱量： Q 吸c水m水t水 （ l 分） 4.2×l03×2 . 5× ( l00一 20 ) J8 . 4×l 05 J （ l 分）燃氣灶所放出的熱量： Q 放 P t（ l 分）4. 0×l03×10×60J2.4×l06 J（1分）右爐燒水的效率： ( 1 分）= 35 % (

47、1分）4提高燃氣灶熱效率的設(shè)想如下：適當選用額定熱流量較大的爐具以縮短加熱時間，從而縮短向環(huán)境散熱的時間，以減少熱損失；及時清除水壺底部的水垢，以加快熱傳遞；燒水時，水壺最好加蓋。（10第二十屆復(fù)）六、（18分）小亮家有一輛家用轎車，爸爸在給他說車的性能時，總是說“20的排量”，卻很少說“功率”，為此小亮特地從網(wǎng)上查到了排量的定義：活塞從上止點移動到下止點所通過的空間容積稱為汽缸排量。如果發(fā)動機有若干個氣缸，所有氣缸工作容積之和稱為發(fā)動機排量。從說明書上查到：小亮家的汽車采用的是LFX直列四缸發(fā)動機，排量為20L；從網(wǎng)上查找到了其輸出特性曲線（如圖8所示）；小亮又向爸爸詢問了一些實測數(shù)據(jù)：由于

48、汽車行駛的路況很好，所以平均車速為90kmh，此時發(fā)動機轉(zhuǎn)速為2000rmin，平均行駛百公里油耗為9L；從物理書上查得汽油的熱值為46×107Jkg，密度為071×103kgm31由這臺發(fā)動機輸出特性曲線可以看出，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速為1000-5000 rmin范圍內(nèi)，它的輸出功率與轉(zhuǎn)速大致有什么關(guān)系？2試通過公式推導(dǎo)出在其他參數(shù)相同時，發(fā)動機的輸出功率與其排量的關(guān)系。3這輛汽車以90kmh行駛時，發(fā)動機的效率約為多少？每個做功沖程汽缸內(nèi)的平均壓強是約為多少？答案：五、綜合題（91年第一屆）2有一塊厚鐵板M。沖下圓柱體N(N能很緊密地塞回原孔)?，F(xiàn)把鐵板和鐵柱同時放到爐內(nèi)加熱較長時間，在取出的瞬間 ( )AN變粗，塞不進原孔。B原孔變大，N很容易塞進C原孔變小，N不能塞進。DN仍能緊密的塞進原孔。答案：D（95第五屆）六、（8分）一臺拖拉機的發(fā)動機是四汽缸、四沖程的柴油機，汽缸的直徑為95毫米，活塞沖程為127毫米，第三沖程中氣體作用在活塞上的平均壓強是196牛厘米2，飛輪的轉(zhuǎn)數(shù)是1200轉(zhuǎn)分