排量 | 汽缸内汽油和空气混合气体的密度 | ||
发动机最大功率 | 最大功率时发动机转速 | ||
空燃比 | 汽油的热值 |
(1)图甲中1号汽缸在做功冲程,4号汽缸所处什么冲程?
(2)如图乙,一四缸发动机每个汽缸的工作容积均为,做功冲程中燃气对活塞的平均压强为。该四缸发动机中,若该四缸发动机转速为时,发动机输出功率的表达式?
(3)如果这个发动机以上面表格中的最大功率工作,这个过程中发动机的效率为多少?(结果保留到百分数的整数位)
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为节约能源,某型号汽车在关闭发动机后,通过小型发电机将减速运动时的部分动能转化为电能储存在蓄电池中。表中所示是该型号汽车的部分技术参数,其中储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机,直至汽车停止的过程中,通过发电机将动能转化为电能的效率。耗油量是指汽车正常行驶100km消耗燃油的体积。测试中,先让汽车正常行驶,然后关闭发动机,分别测出开启和关闭发电机两种情况下,汽车通过的路程s与对应的速度大小v,计算出动能Ek,作出 Ek随s变化的图象,如图所示。
××型汽车 | |
总质量(kg) | 1200 |
储能效率(%) | 60 |
耗油量(L/100km) | 10 |
(2)汽车正常行驶100km,消耗燃油的质量为
(3)测试时,汽车在大小为800N的牵引力作用下,以25m/s的速度正常行驶1000m。此过程中,下列说法正确的是
A.汽车受到的阻力为1.2×104N
B.汽车行驶的时间为20s
C.汽车牵引力做的功为3.2×108J
D.汽车牵引力的功率为20kW
(4)由图象可知,表示开启发电机进行测试的图线是
(5)若汽车正常行驶时的动能Ek0=3.75×105J,某时刻关闭发动机,同时发电机开始工作,最终有
为了比较两台潜水泵的做功快慢,我们对两台潜水泵抽水情况进行了观察与记录,记录的数据如下表。
潜水泵 | 抽水时间/min | 抽水高度/m | 抽水体积/m3 | 对水做功/J |
甲 | 10 | 3 | 10 | 3×105 |
20 | 3 | 20 | 6×105 | |
乙 | 10 | 6 | 10 | 6×105 |
20 | 6 | 20 | 1.2×106 |
无人机作为空中平台,以高分辨单高速摄像机、轻型光学相机,激光扫描仪等设备获取信息,用计算机对图像信息进行处理,并按照一定精度要求制作成图像。无人机航拍影像具有高清斯、高现实性的优点。下表是某小型无人机的部分参数:
参数名称 | 最大飞行半径/km | 最大巡航速度/km•h﹣1 | 电池电压/V | 电池容量/mAh | 电动机额定功率/W | 拍摄速度/帧•秒﹣1 |
数据 | 5 | 10 | 24 | 2500 | 20 | 11000 |
(1)人们是利用遥控器通过
(2)小轿车在高速公路上限速120km/h。如图甲,交警部门利用无人机进行高速公路通行情况的实时监测,一辆小轿车在通行0.5m的过程中,无人机上的高速摄像机拍摄帧数为110帧,据此判断小轿车
(3)如图乙所示,是无人机竖直向上运动的图像,由图像可知,在0﹣5s内,无人机受到的升力
(4)电动机是控制无人机飞行状态的关键动力设备,已知电动机消耗的功率是电源总功率的50%,则无人机在空中以额定功率飞行的时间不能超过
空气动力汽车
空气动力是指空气与物体做相对运动时作用在物体上的力,简称气动力;当我们快速地松开鼓起来的气球时,气球会“嗖”的一下飞出去了,这时气球获得了气动力。
经过长时间探索,人们已经成功制造出多种使用空气为动力来推动叶片或者活塞运动的发动机,即叶片式、活塞式空气发动机。
如图是某新型的以空气发动机为动力的汽车,它采用压缩技术,把空气压缩后储存在汽缸内。该汽车只需将插头插到墙上的插座内,汽车的空气压缩机就开始工作,使汽车气罐内的气压达到每平方英寸4500磅。达到这一气压大约需要4小时。然后气罐内的空气就会缓慢释放,牵动汽车的活塞运动。在车速低于35英里/h时,这种空气动力汽车完全依气罐工作,只排放出冷空气。它共有4个压缩空气罐,总容量为90L。其设计最高速度可达154km/h,平均每加一次气能行驶200km或10h。
由于空气发动机不直接使用燃料,因而具有体积小、结构简单、维修成本低、操控方便、“零"排放的优点。即使因为技术不成熟导致某些缺点,在科学界引起不小的争议,但这项技术仍然具有广阔的发展空间。
(1)图中所示的空气动力汽车在加气过程中与汽油机的
(2)空气发动机是利用空气的
(3)资料表明,空气发动机排出的尾气温度低于周围空气的温度,请你提出一条合理的解释:
汽油机
汽油发动机是汽车的动力源,如图甲为四缸发动机,其工作原理:内燃机通过连杆把四个相同汽缸的活塞连在一根曲轴上,并使各汽缸的做功过程错开,飞轮转动的每半周里,都有一个汽缸在做功,其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。
(1)下列关于汽油机的说法中,正确的是
A.汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是空气
B.汽油在发动机能燃烧越充分,其热值越大
C.汽油机的效率越高,所消耗的汽油热值越大
D.使汽油燃烧更充分,可以提高汽油机的效率
(2)某汽缸在某时刻的状态如图乙所示,此时为
(3)某台四缸发动机,其输出功率随转速变化如图丙所示,转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数,当发动机的转速为4500r/min时,该发动机在1s内做功为
(4)科学家发明了一款单缸六冲程内燃机,它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同。在第四冲程结束后,立即向汽缸内喷水,水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气,推动活塞再次做功后,水蒸气温度
(5)全球汽车保有量迅速增长,截止2023年,全球在用的汽车数量已突破15亿辆。汽车的燃料为汽油,每辆汽车每年耗油2100kg,汽车发动机的效率平均值取30%。如果把发动机的效率提高到35%,则每辆车每年节约
旋转活塞式内燃机
燃烧室内产生的高温高压燃气推动活塞旋转以产生动力的内燃机. 是由德国工程师汪克尔研制成功的一种新型内燃机.它的外形如图甲、内部主要结构如图乙.圆形汽缸内的三角形转子(即活塞)将汽缸分为三个工作室(汽缸).跟活塞往复式内燃机一样一个工作循环有四个工作过程.
吸气过程:如图丙,转子为顺时针方向旋转,当扫气条扫过进气口之前,随着转子的运动,工作室的容积会越来越大,使汽缸内气压变小,汽缸进气,当扫气条扫过进气口以后,进气停止;压缩冲程:随着转子的继续运动,汽缸内的体积会越来越小,气体被压缩,此时火花塞点火;加热过程:当汽缸容积小到接近临界值时,火花塞点火,引燃缸内混合气体,气体急速膨胀,推动转子继续顺时针方向转动,随后汽缸容积变大,当扫气条运动到排气口时,做功完成;扫气条扫过排气口以后,排气口与汽缸相通,此时开始排气冲程,转子仍然顺时针方向运动,汽缸容积变小,将缸内废气排出.该工作室完成一个完整的循环过程.图中虽只列出了一个工作室的工作过程,实际上在转子转动一周的过程中,三个工作室均完成了一个工作循环.就意味着输出轴每转动一周,对外要做功三次.由于摆脱了活塞的往复运动,直接把燃烧产生的内能转换成了旋转能量.省去了曲轴连杆机构,使内燃机结构紧凑、轻巧、功率大、运行平稳,有利于高速化.
(1)旋转活塞式内燃机是通过
(2)如图丁,汽缸内a、b、c三个工作室分别处于不同的工作过程,分别是
A.吸气、压缩、做功 | B.吸气、压缩、排气 |
C.压缩、做功、排气 | D.吸气、做功、排气 |
(4)与传统的活塞往复式内燃机相比,旋转活塞式内燃机的转速较
(5)活塞式内燃机是提供动力的机械,实际启动时
汽车
随着人民生活水平的不断提高,汽车已经走进我们的家庭。小林的爸爸最近也购买了一辆轿车,下表中列出该轿车的一些性能参数。
单车质量/kg | 1600 | 发动机排量/L | 2.0 |
燃料 | 92#汽油 | 水箱容量/L | 5.0 |
小林通过测量获得轿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),数据如表所示:
速度/(km·h-1) | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 |
制动距离/m | 8 | 18 | 50 | 72 |
小林通过上网查到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示.小林又向爸爸询问了一些实测数据:轿车行驶的路况好,平均车速为100km/h,发动机转速为2000r/min,平均油耗为9L/100km。
(1)当该轿车汽油机的转速为3600r/min时,则在1s内汽油机对外做功的次数是
(2)“轿车不但要吃油,有时也要喝水”,用水冷却发动机是因为水的
(3)轿车在上坡时,将档位换成低速档,以减小行驶的速度,这样做的目的是
A.安全 B.省油 C.减小摩擦 D.增大爬坡的牵引力
(4)根据表中数据所反映的规律,当轿车速度为80km/h时对应的制动距离是
(5)参考图中的数据,分析这辆汽车在这种状态下行驶时,发动机的效率约为
如图为国产名为“秦”的高性能混合动力车,在很多城市PM2.5爆表的今天,“秦”给消费者提供一种新的出行方式,“秦”充电即可达到纯电动模式续航里程80km,能满足日常上下班短途用电需求,长途可使用油电混合动力,最高时速可达180km/h,百公里综合油耗仅2L,“秦”电动机效率为80%(即有80%的电能转化为有用的机械能);
(1)燃油汽车的发动机通常是汽油机,汽油机工作时,
(2)爱研究的小波同学通过测量获得轿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),数据如表所示:
速度v/() | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 |
制动距离s/m | 8 | 18 | 32 | 50 |
(3)“秦”在纯电动方式行驶时,车子所受的平均阻力为
(4)若某一次纯电动模式行驶中“秦”消耗电能,相当于消耗
太阳能光热发电
我国自主研发的亚洲第一座100MW熔盐塔式光热电站,如图甲所示。该光热电站1.2万面定日镜(定日镜总面积)和20000吨熔盐组成,它们可以在计算机的精确控制下,能随着太阳位置变化而变化,使太阳光时刻都能聚集到吸热器上,它的工作原理如图乙所示。在该系统中,吸热器将定日镜所捕捉到的太阳光转化为液态熔盐的内能并存储起来,然后,通过熔盐放热使水变成水蒸气从而推动汽轮发电机组发电。最后,通过高压输电线将电能传输到变电站供广大用户使用。(1)该发电过程能量转化:
(3)若地球表面每平方米面积上接收太阳辐射能的平均功率为1000W,则所有定日镜10min接收的太阳能可以使液态20000吨熔盐温度升高
(4)该光热发电站的一年发电总量如图丁所示。若采用煤发同样多的电,将会有大量二氧化碳气体排出,且每燃烧1吨煤可排放出3吨二氧化碳气体,则该发电站相当于每年减排二氧化碳