热机专题(中考科学经典习题难度较大含答案).doc

热机专题
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额定功率
100kw
额定转速
5000r/min
排气量
1.8L
压缩比
10：1
空燃比
14：1
无铅汽油
93#
1、（2011•河西区一模）如图所示是四冲程汽油机的剖面图．发动机的每一个工作循环曲轴转动2周．表中所示的是某品牌轿车汽油发动机的部分参数．
其中“额定功率”是发动机工作时的最大输出功率．“额定转速”是对应额定功率下发动机曲轴的转速．“排气量”是发动机气缸的工作容积，是指所有气缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和．“压缩比”即气缸总容积（燃烧室容积与排气量之和）与燃烧室容积的比值．“空燃比”即混合气中空气和汽油的质量比．
已知发动机在额定功率时汽油和空气混合物的密度为1.35kg/m3，93#汽油的热值为4.6x107J/kg，1L=10-3m3．
（1）汽油机是将_______能转化为_______能的机器；
（2）请你根据提供的数据计算这台发动机以额定功率行驶时：（设在排气冲程中将所有废气排出气缸）
①1min内发动机做的有用功；②一个工作循环吸入汽油和空气混合物的体积；③1min吸入汽油的质量；④热机的效率（保留2位有效数字）．

2、（2014•工业园区模拟）发动机是汽车的核心部件，现代汽车主要分汽油与柴油两类发动机，其中汽油发动机提供动力的是内燃机的气缸．某台以汽油为燃料的汽车，发动机内有四个气缸，其相关数据如表所示：
 1min内完成的工作循环
 2600次
 93号汽油
 气缸内汽油和空气的混合密度
 1.35Kg/m3
 排气量
 1.8L
 汽油热值
 4.6×107（J/Kg）
 发动机最大功率
 75KW
 空燃比
 14：1

（1）内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个气缸正常工作四个冲程的先后顺序是_______（对甲、乙、丙、丁重新排序）， _______图所示冲程中内燃机给汽车提供动力；
（2）汽车的排气量是指发动机气缸的总工作容积．空燃比指汽缸内空气和燃油的质量比，当汽车以l00Km/h的速度匀速行驶时，发动机的输出功率最大，根据表中数据可求得此时汽车发动机的效率为_______%．（计算结果保留一位小数）．

3、若某型号单缸四冲程汽油机的活塞面积取S=3.0×10-3m2，活塞冲程长度为L=0.06m，某种工作状态下做功冲程燃气的平均压强为p=1.0×106Pa，活塞以n=1500r/min作往复运动，汽油机往复运动两次，对外做功一次．
（1）汽油机在做功冲程中燃气对活塞的平均压力是多少？
（2）汽油机在此工作状态下燃气每分钟对活塞做的功是多少？
（3）汽油机在此工作状态下做功的平均功率是多少？
（4）如果此工作状态下每分钟消耗20g汽油，那么可放出多少热量？
（5）汽油机把内能转化为机械能的效率是多少？（q汽=4.6×107J/kg、不计摩擦）

4．如图为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸做功过程错开，在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)发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将 ▲ 能转化为 ▲ 能．
排   量
2.0L
输出功率
120kW
转   速
6 000r/min
(2)有一台四缸发动机，其主要技术指标如下表所示．其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(既冲程长)．转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数．
①该发动机在1s内做功 ▲ J，单缸排量V= ▲ L．
②在每个做功冲程里，发动机做功W= ▲ J．
(3)在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W=pV，式中p表示燃气对活塞的压强，则p= ▲ Pa(1L=10－3m3)．
(4)如图为发动机在做功冲程中的示意图．下面给出了公式W=pV的证明，请将推过程补充完整(要求各表达式均用S、或p表示)：设活塞的面积为S，冲程长为，燃气对活塞的压强为p，则燃气对活塞的压力F= ▲ ，燃气对活塞所做的功W= ▲ ，又根据数学知识可知发动机的单缸排量V= ▲ ，故W=pV．
排量
2.0L
输出功率
120kW
转速
6000r／min

电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转化的角度看，它主要是把电能转化为机械能，还有一部分在线圈中以热量的形式散失掉．现有一台电动机，当电动机两端加220V电压时，通过电动机线圈的电流为50A．问：
(1)每分钟该电动机消耗的电能是多少?
(2)已知电流通过导体产生的热量Q=I2Rt(其中I、R和t分别表示通过导体的电流、导体的电阻和通电时间)，若该电动机线圈的电阻是0．4，则线圈每分钟产生多少热量?
(3)这台电动机每分钟所做的机械功是多少?

热机专题答案
第一题

第二题
（1）W=Pt=75000W×60s=4.5×106J；
（2）乙甲丁丙．其中做功冲程内燃机给汽车提供动力．
（3）做一次功燃气的质量：m燃气=ρv=1.35kg/m3×2×10-3m3=2.7×10-3kg，
因为空燃比是14：1，所以做一次功消耗的汽油质量：2.7×10-3kg×=1.8×10-4kg，
1min内汽油燃烧释放的热量：Q=m汽油q=1.8×10-4kg×4.6×107J/kg×2500=2.07×107J，
发动机的效率：η=≈21.7%．
第三题
（1）3000N

第四题

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