物理上册 知识点3 热机练习一(含详解)(新版)新人教版

1、热机题一内燃机是把内能转化为 能的装置，其中四冲程内燃机实现此能量转化的冲程是 冲程。题二内燃机有四个工作冲程，如图所示是内燃机的_冲程，活塞下降时，燃气内能_(选填“减少”或“增加”)。题三填埋垃圾，并发酵产生气体发电，可以减小了填埋气体对周围地区的 污染。该项目一年大约可以燃烧108kg填埋气体，如果这些填埋气体的热值约为2107J/kg，那么这些气体完全燃烧可以产生约 题四现代生活中最重要的交通运输工具汽车，与我们的生活走得越来越近了。某单缸汽油发动机气缸的活塞面积是120cm2，做功冲程中活塞移动的距离是30cm，气体的平均压强是5105Pa。汽油的热值是4.6107J/kg，每次做功

2、耗油0.2g，气体一次膨胀对活塞做的功是 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 J；排气过程中，废气温度 ，内能 。汽油机的效率很低，主要原因之一是 带走了大量的能量。题五用煤气灶把2kg，初温为30的水烧到80，消耗了20g煤气，已知水的比热容是4.2103J/(kg)，煤气的热值为4.2107J/kg，则水吸收的热量为J，煤气完全燃烧放出的热量为J，煤气灶烧水的效率为%。题六新型电辅式太阳能热水器，可以在天气差、吸热功率小的情况下，启动电热管对水加热补偿小明家购买了这样一台热水器，下表是其铭牌上的一组主要技术参数(吸热功率是反映在阳光照射下，集热管每秒钟吸收的太

3、阳辐射的能量)。冬季某天，该热水器中装满了5的冷水，集热管平均吸热功率为l 250W，热水器的平均效率为56，白天阳光照射8h，水吸收的热量是_J，达到的温度是_；夜晚，小明家人需要45以上的洗澡水，则电热管至少正常工作_s。c水4.2103J(kg)题七如图所示为泸州市某风景区山中的一段盘山公路照片。以汽油为燃料的观光汽车沿该盘山公路(盘山公路近似处理为斜面)以36km/h的速度匀速行驶，经过15min从山脚到达山顶；汽车上山时沿路面获得的牵引力恒为9.2103N。已知汽油完全燃烧释放的热量转化为汽车牵引力做功的效率为30%，汽油热值q=4.6107J/kg，求：汽车上山时牵引力发挥的功率为

4、多大。汽车从山脚到山顶消耗了多少千克的汽油。题八焦炭的热值为3.0107 J/kg，它的物理意义是 ，完全燃烧 kg的焦炭放出的热量能把50kg水的温度升高60。不计热量损失，水的比热容为4.2103 J/(kg)题九某家庭需要将50kg、20的水加热到60作为生活用热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧0.8 kg煤气已知煤气的热值q4.210J/kg，水的比热容c4.210J/(kg).求：50kg、20的水加热到60需吸收的热量；完全燃烧0.8kg煤气放出的热量；煤气灶烧水的效率。课后练习详解题一答案：机械；做功详解：内燃机是利用燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，它在工作过程中将燃料燃

5、烧释放的内能转化为机械能；它的一个工作循环包括四个冲程，该能量转化是在做功冲程实现的。题二答案：做功；减少详解：由题图可知，活塞向下运动，两个气门关闭，这是做功冲程的特点；在此冲程中，燃气膨胀推动活塞向下运动，对活塞做功，内能减少，内能转化为机械能。题三答案：大气(或空气)；21015详解：利用填埋气体发电，可减少对周围地区大气的污染；根据燃料燃烧放出热量的计算公式可得：Q=qm=2107J/kg108kg=21015J题四答案：1800；8.28l03；降低；减少 废气详解：(1)气体对活塞的平均压力是F=pS=5105Pa0.012m2=6103N，气体一次膨胀对活塞做功是W=Fs=610

6、3N0.3m=1800J；每次汽油燃烧放出的热量是Q=mq90%=4.6107J/kg0.2103kg90%=8.28103J；在排气过程中，废气要向外界放出热量，所以其温度降低，内能减少；(2)汽油机效率较低的主要原因是排出的废气要带有大量的热量题五答案：4.2105；8.4105；50详解：本题综合考查物体吸热升温、燃料燃烧放热和热效率的计算。水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)= 4.2103J/(kg)2kg(80-30)=4.2105J；煤气完全燃烧放出的热量Q放=mq=0.02kg4.2107J/kg= 8.4105J；煤气灶烧水的效率=Q吸/Q放100%=4.2105J/8.410

7、5J100%=50%。题六答案：2.016107；35；3360详解：根据题意水吸收的热量为Q吸Pt=1250W3600s8562.016107 J，由吸热公式Q吸cm(t-t0)，可得t35；小明家需要45以上的水，则水还需要升高的温度是10，同样可由公式Q吸cm(t-t0)求出需要的热量，此热量是由电热管提供的，即WQ吸，从而由公式WPt求出电热管至少要正常工作的时间t3360s。题七答案：9.2104W 6kg详解：解法一：由v=得：s=vt=10m/s900s=9103W=Fs=9.2103N9103m8.2810牵引力的功率：P=9.2104W由得汽油完全燃烧释放的热量：Q=2.76

8、108J再由Qqm得：m=6kg解法二：由题意得: P=Fv=9.2103N10m/s=9.2104WW=Pt=9.2104W900s=8.28107J由得汽油完全燃烧释放的热量：Q=2.76108J再由Qqm得：m=6kg题八答案：1kg的焦炭完全燃烧放出的热量为3.0107 J；0.42详解：本题考查与热值、比热容有关的热量计算。焦炭的热值为3.0107 J/kg，它表示1kg的焦炭完全燃烧放出的热量为3.0107J；50kg水温度升高60需吸收的热量为：Q=cmt=50kg4.2103J/(kg)60=1.26107J，需燃烧焦炭的质量为：m=0.42kg。题九答案：8.4106 J；3

9、.36107J；25%详解：此题考查对物体吸热的计算，根据吸热：Q吸 =cm(t-t0)= cmt 可以计算出水吸收的热量： Q吸 =cm(t-t0)= 4.210J/(kg)50kg(60-20)=8.4106此题考查燃料燃烧放热的计算，根据Q=qm可以计算出完全燃烧煤气放出的热量：Q放=qm=0.8kg4.210J/kg=3.36107J；煤气灶烧水的效率需要计算出水吸收的热量和煤气燃烧放出的总热量的比值：Q吸/Q放=8.4106 J/3.36107J=25%XD-WSS-1型水介式超声波水（液）位计数据采集、数据传输一体化1.简介XD-WSS-1型水介式超声波水（液）位计产品水文仪器许可

10、证号：XK07-002-00018,为水利部重点科技推广项目。产品由现代超声波技术、微电子技术、现代通讯技术组合而成，是以水为介质的沉底隐装型自动水位计量采集和GPRS无线传输一体化产品，适用于水库、灌区领域的水位采集，大坝渗漏监测等，是灌区信息化的实用型选择。2.主要配置a. 水位计室内机/水位计外用机（根据客户要求选用其一）b换能器及缆线 图2-1 水位计及换能器（左为室内机，右为外用机）3.主要特点水位数据采集、RTU功能和GPRS无线传输模块一体化；安装简便，廉价PVC管替代建造测井的土建工程及费用;野外无人值守，可定时自动采集和招测；测量探头可沉底隐匿式安装，降低盗损几率；水位测量精

11、度高，有cm级和mm级二种精度可供选择；技术功能集成度高、仪器体积小(18cm16cm10cm)；闲灌季节可方便收库存放，来年再放置应用。4.主要性能指标工作量程 0.1m30m （按规格不同）测量误差 1cm、 2mm（按精度要求）工作频率 200800kHz（按规格不同）测量盲区 10cm25cm（按频率和量程不同）数据处理及传输方式 RS232/485串口 GPRS无线数传供电电源 DC12V 5.仪器系统工作流程 5.1 仪器应用连接示意框图5.2仪器工作方式超声波水位计机内嵌数据处理及DTU通讯模块,可由信息中心通过无线公共网络（GSM/GPRS）向仪器发送测量工作指令, 同时，仪器

12、将测量的水位数据通过无线公共网络发到中心主站服务器中。超声波水位计也可由计算机近距离直接控制定时段自动测量，并将测量数据存贮以备调用。5.3仪器具体连线与功能应用5.3.1按照仪器室内机背板(图5-2)上的标识连线将外用机航插与换能器插座连接; 将电源DC12V按标识接入插座; 将RS232串口与计算机连接。 图5-2 仪器背板5.3.2 RS232串口针脚连线定义:2脚用于数据传输；3脚用于计算机向水位计发送测量工作指令；5脚为接地。5.3.3水位计数据通讯格式数据通讯格式： $个十百千万波特率: 9600bps5.3.4电脑显示程序安装应用：电脑显示应用软件由公司用电子邮件的方式传递给客户

13、，客户可下一载到计算机硬盘。用鼠标直接双击安装程序，不用修改任何设置参数，直接点下一步，直至程序安装完成。程序自动安装在C盘的Program Files目录下。双击打开软件（见图5-3），每次运行软件，需要进行“串口设置”，才能通过串口接收水位数据。串口设置时，只需在“串口选择”的选择框内选择水位计连接的通讯串口编号，其它设置默认即可（见图5-4）。图5-3图5-45.3.5启动工作与调整 在仪器与相关设备连接完成后，启动面板上的开关，仪器即处于待机状态，内嵌的通讯模块接收由信息中心定时发出或人工发出的招测工作指令，仪器由待机状态转换为工作状态，将测量的水位数据发送至信息中心。6.换能器水下固

14、定安装本水位仪是以水作为测量传播媒介，其换能器隐匿安装于水底，其声脉冲向上发射至水面返回由换能器接收而进行水位测量。根据应用现场的不同，有以下几种安装方式。6.1梯形断面水位测量点安装方式：（见图6-1、 6-2、6-3、6-4、6-5）根据现场实际情况，在紧挨渠道的堤坡上垂直埋下一套PVC管结构，达到水文测量的静水井功效以取代土建工程井。具体操作是：1、将配件中的75*50的PVC三通管及其它PVC附件取出，根据需要在当地购置一定长度的75和50的PVC管。2、根据渠堤面到渠底的垂直高度，合适裁取一定长度的75PVC管和一定长度的50PVC连通管，一并与三通相连接并垂直埋入渠堤断面中。75P

15、VC管底部尽可能与渠底水平并要求较高的垂直度（声脉冲直线反射运行的需要）；过滤网与50PVC连通管顶端相配接。3、将相应长度的50的PVC管与装配有换能器的50的PVC短接连接，电缆线顺管用尼龙扎带扎牢，垂直放置于75的PVC静水管中；另在75的PVC静水管上端锯开一个小口便于电缆线横向隐匿掩埋至电线杆旁通向仪器箱内。4、用盖板将75的PVC静水管盖住，加土或草皮掩埋即可；一旦灌期结束可将其取出带回入库存放，下一年度再放置应用。图6-1 梯形断面安装示意图6-2 PVC套筒安装细节示意图6-3 PVC套筒实物拼装示意图（1）6-4 PVC套筒实物拼装示意图（2）6-5 PVC套筒实物拼装示意图

16、（3）6.2闸、渠垂直建设物水位测量点安装方式闸壁、渠壁等设安装点, 可将换能器固定在50mm70mm的PVC静水管底部，并直接将PVC管垂直固定在建设物壁面上即可（安装方式一），也可将换能器配装在L型弯角件上，长边部分直接固定在建筑扬垂直面上（安装方式二）。图6-3 垂直渠壁安装示意6.3水库、湖泊、干渠的水位测量点安装方式：将换能器直接安装在水尺桩上（方式一），或在低水位处垂直埋设专制的固定插件，将配装有换能器的L型弯角件与其固定（安装方式二），电缆线沿堤坡掩埋，仪器置于机房内或选用外用机型予以掩埋在堤坡处。（见图6-4） 图6-4 换能器、外用机安装示意6.4安装应注意的问题1、安装换能

17、器时，其表平面必须尽量调整到水平向上，便于声波的垂直发射和接收；2、安装换能器时尽量满足能测量最低水位，同时顾及到超声波有一定的测量盲区(从声换能器表面向上一段距离无法测量)的原理特性，量程在10m以内的仪器盲区约为203、安装换能器时注意不能靠近水底淤泥，以免被淤埋影响正常使用。4、外用机是全密封防水的，掩埋时注意用重物压住填实，以免涨水时漂浮到水面，造成盗损。6.5仪器测量调整与渠底0位值设定根据水利渠系流量、水位计量要求，一般以渠底设定为0水位，本仪器内装置有用于0水位调整设定功能的拨码条。仪器和换能器安装完成后，在有一定水位高程的情况下开机计量调试，此时显示出的计量数据为换能器表面到水

18、平面的距离；此数据与从渠底到水面的实际水位高度有一定的差值，这就需要用拔码装置将仪器测量并显示的数据与实际水位数据调整一致。拨码块装置在仪器的下层电路板上，打开仪器盒，旋掉上层线路板螺钉，水平拔起上层线路板，即可在下层电路板进行拨码设定操作。图6-5拨码块示意图6.5.1拨码数值计算 实际水位高度水位计当前显示距离差值（拨码数值）根据计算出的拨码数值，运用二进制或十进制的加法，将相对应的数字键拨至ON位，都可以达到准确显示出实际水位的目的。例：假设当水位计安装好后测量显示的水位值为225cm，而当时水位的实际高度为317cm时，317-225=92，即二个数的差值为92cm。例图6-66.5.2运用机算机中windows附件的“计算器”，将上述计算十进制“差值”转换成二进位数表示值。打开计算器，点击“查看”工具条，选择“科学型”，在计算器中输入十进制差值数“92”，点击“二进制”， 计算器数值结果显示窗出现二进制转换表示值”1011100”。即：根据二进制数值，从低位到高位把1对应的拨码键拨到ON位，0对应的拨码键保持原位不变，例：二进制数1011